Разрешение неоднозначности частоты - Frequency ambiguity resolution

Доплеровский сигнал дискретизируется с частотой следования импульсов, близкой к доплеровской частоте.

Разрешение неоднозначности частоты используется для определения истинной целевой скорости для среды частота следования импульсов (PRF) радиолокационные системы. Это используется с импульсно-доплеровский радар.

Определение

Наложение радиальной скорости происходит, когда отражения приходят от отражателей, движущихся достаточно быстро, чтобы доплеровская частота превышала допустимую. частота следования импульсов (PRF).

Разрешение неоднозначности частоты требуется для получения истинной радиальной скорости, когда измерения проводятся с использованием системы, в которой справедливо следующее неравенство.

${\displaystyle Radial\ Velocity>0.5\left({\frac {PRF\times C}{Transmit\ Frequency}}\right)}$

Выполненные таким образом измерения лучевой скорости дают по модулю функция истинной лучевой скорости.

${\displaystyle Apparent\ Velocity=(TrueVelocity)MOD\left({\frac {PRF\times C}{2\times Transmit\ Frequency}}\right)}$

Теория

Пульсация радара вызывает явление, называемое сглаживание, который возникает, когда доплеровская частота, создаваемая движением рефлектора, превышает частоту повторения импульсов (PRF).^[1]

Это понятие связано с разрешение неоднозначности диапазона.

Доплеровский сдвиг частоты вносится в отраженные сигналы, используемые радаром.

Операция

Когда доплеровский сдвиг частоты превышает PRF, частота уменьшается. Это ограничение называется Частота дискретизации Найквиста. Это вводит операция по модулю на кажущуюся частоту отраженного сигнала.

Неоднозначная скорость выглядит следующим образом.

${\displaystyle Ambiguous\ Velocity=-0.5\left({\frac {Doppler\ Frequency\times C}{Transmit\ Frequency}}\right)}$

Частота складывается для высокоскоростных целей, когда радиальная скорость вызывает сдвиг частоты выше Частота Найквиста. Истинная скорость цели может быть уменьшена на операция по модулю производится путем отбора проб.

${\displaystyle True\ Velocity=Ambiguous\ Velocity+0.5\times N\left({\frac {PRF\times C}{Transmit\ Frequency}}\right)}$

${\displaystyle N=Integer\ Between\pm \left({\frac {0.5\times Bandwidth}{PRF}}\right)}$

Частота Найквиста также изменится при изменении PRF.

Лучше всего это поясняется на примере с двумя разными PRF, хотя в реальных системах используется другой метод.

В этом примере PRF A может определять истинную скорость до 600 миль в час, а PRF B может определять истинную скорость до 500 миль в час.

0 миль в час	100 миль в час	200 миль в час	300 миль в час	400 миль в час	500 миль в час
		Целевой PRF A
				Целевой PRF B

Кажущаяся скорость для PRF A попадает в фильтр 200 миль в час, а кажущаяся скорость для PRF B попадает в фильтр на 400 миль в час. Эта комбинация устанавливает истинную целевую скорость на 1400 миль в час (2x6 + 2 или 2x5 + 4). Это можно увидеть графически, когда интервалы диапазонов складываются из конца в конец, как показано ниже.

0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25	26	27	29	29
		А						А						А						А						А
				B					B					B					B					B					B

«A» представляет возможности целевой скорости для PRF A, а «B» представляет возможности целевой скорости для PRF B.

Этот метод обработки сигнала разрешения неоднозначности частоты определяет истинную скорость.

Разрешение неоднозначности обычно реализуется с помощью справочной таблицы. Это также может быть реализовано как свертка функция, где амплитуды спектра из одной PRF применяются к выборкам спектра из другой PRF как функция скользящего окна.^[2]

Ограничения

Методы обработки немного усложняются, когда на одном и том же расстоянии имеется несколько отражений с немного различающейся радиальной скоростью.

Рекомендации

1. "Выборка и наложение". Кертинский технологический университет. Архивировано из оригинал на 2011-07-27. Получено 2011-08-03.
2. "Раздвижное окно". Radartutorial.