Zasada działania 

radaru impulsowego 

Schemat funkcjonalny radaru impulsowego 

Krótkie  impulsy  generowane  przez  czasoster,  tzw.  impulsy  spustowe,  o  ściśle 
określonej  częstotliwości  ich  powtarzania,  stymulują  wytwarzanie  w  modulatorze 
nadajnika impulsów prostokątnych wysokiego napięcia o określonym czasie trwania, 
które  z  kolei  powodują  wytworzenie  przez  generator  mikrofalowy  impulsów 
ultrawielkiej  częstotliwości  o  bardzo  dużej  mocy  szczytowej,  tzw.  impulsów 
sondujących.  Impulsy  te  poprzez  linię  przesyłową  i  przełącznik  antenowy  N-O 
(Nadawanie–Odbiór) doprowadzane są do anteny i wypromieniowane w przestrzeń w 
postaci  impulsowej  fali  elektromagnetycznej.  Ponieważ  w  czasie  emisji  tych 
impulsów  łatwo  mógłby  zostać  uszkodzony  czuły  odbiornik  radaru,  jest  on  na  czas 
trwania  impulsów  sondujących  odłączany  od  anteny  za  pomocą  przełącznika  N-O, 
jednak niewielka część energii impulsów sondujących przedostaje się do odbiornika, 
wskutek  czego  impuls  może  być  zobrazowany  na  optycznym  wskaźniku  radaru,  co 
ułatwia prawidłowy odczyt odległości.

Schemat funkcjonalny radaru impulsowego 

Wraz  z  uruchomieniem  modulatora,  impulsy  spustowe  czasosteru  wyzwalają 
generator  podstawy  czasu  we  wskaźniku,  wskutek  czego  zainicjowany  jest  pomiar 
czasu  upływającego  od  chwili  wyemitowania  w  przestrzeń  impulsu  sondującego  do 
momentu powrotu impulsów odbitych od ewentualnych obiektów.
Po  zakończeniu  generowania  impulsu  sondującego  przełącznik  N-O  automatycznie 
odłącza  od  anteny  nadajnik,  a  dołącza  odbiornik,  który  w  przypadku  istnienia  w 
otaczającej  radar  przestrzeni  obiektów,  odbiera  odbite  od  nich  impulsy  (echa 
radiolokacyjne). Impulsy te po wzmocnieniu i detekcji w odbiorniku doprowadzane są 
do wskaźnika,  umożliwiając zobrazowanie obiektów oraz określenie  ich położenia w 
przestrzeni poprzez pomiar ich współrzędnych.

Impulsowy pomiar odległości 

Impulsowa metoda pomiaru odległości polega na pomiarze czasu t

R

 przejścia 

impulsowej fali elektromagnetycznej od radaru do celu i z powrotem przy założeniu, 
że prędkość propagacji fali jest stała i znana. Czas t

R

 jest wprost proporcjonalny do 

podwójnej wartości odległości R i odwrotnie proporcjonalny do prędkości propagacji 
c: 

stąd po przekształceniu:

Impulsowy pomiar odległości 

Impulsowy pomiar odległości 

Generator impulsów prostokątnych wytwarza synchronicznie z impulsami z czasosteru 
długie  impulsy  o  dodatniej  polaryzacji,  których  czas  trwania  uwarunkowany  jest 
żądanym  zakresem  pomiarowym  odległości  i  określa  czas  trwania  tp  części  roboczej 
(liniowej) napięcia podstawy czasu wytwarzanego w generatorze podstawy czasu.
Impulsy  dodatnie  doprowadzane  są  do  jednej  z  siatek  lampy  oscyloskopowej  i 
powodują  okresowe  odblokowywanie  jej  na  czas  tp.  W  pozostałym  czasie  lampa  jest 
zablokowana  i  strumień  elektronów  nie  dociera  do  ekranu  lampy.  Impulsy  te 
doprowadzane  są  również  do  generatorów  podstawy  czasu  i  znaczników  odległości 
oraz stanowią warunek generacji odpowiednich napięć.
Typowy kształt napięcia podstawy czasu jest piłozębowy i w zakresie czasu tp napięcie 
to jest liniową funkcją czasu. Dzięki temu sterowany przy jego pomocy zogniskowany 
uprzednio  strumień  elektronów  lampy  oscyloskopowej  odchylany  jest  ze  stałą 
prędkością  kątową.  W  wyniku  tego  widoczna  na  ekranie  plamka  świetlna  również 
porusza się ze stałą prędkością liniową v

p

. 

Przy  dużej  częstotliwości  podstawy  czasu  na  ekranie  obserwujemy  ciągłą  linię 
poziomą, której długość w przybliżeniu równa jest średnicy ekranu lampy 
Jeżeli  cel  znajdzie  się  w  odległości  leżącej  w  zakresie  pomiarowym  wskaźnika,  to 
impuls echa wystąpi na płytkach pionowego odchylania po czasie t

R

 względem impulsu 

synchronizującego, a linia podstawy czasu zostanie odkształcona w odległości l od jej 
początku, proporcjonalnej do odległości od celu 

c

R

V

t

V

l

p

R

p

2







W podanym wyżej przypadku, pod wpływem impulsów z wyjścia odbiornika, plamka 
świetlna  odchyli  się  w  kierunku  prostopadłym  do  linii  podstawy  czasu,  dając 
zobrazowanie  napięcia  impulsów  echa  od  celu  w  funkcji  czasu  liczonego  względem 
momentu  wyemitowania  impulsu  sondującego.  Takie  zobrazowanie  nazywamy 
amplitudowym  lub  odchyleniowym.  Kiedy  natomiast  napięcie  sygnału  z  wyjścia 
odbiornika  doprowadzimy  nie  do  płytek  odchylających  lecz  do  siatki  sterującej 
lampy  oscyloskopowej,  to  pod  wpływem  impulsu  echa  nastąpi  rozjaśnienie  punktu 
podstawy czasu leżącego w odległości l od jej początku. Takie zobrazowanie sygnału 
nazywamy jaskrawościowym i jest ono stosowane we wskaźnikach zobrazowujących 
dwie lub trzy współrzędne celów (wskaźniki dwuwymiarowe i trójwymiarowe).
W obu przypadkach odległość do celu mierzona jest na zasadzie pomiaru odległości 
l dzielącej czoło impulsu sondującego lub początek podstawy czasu do czoła impulsu 
echa. 

Impulsowy pomiar odległości 

Pomiar współrzędnych kątowych 

Pomiar współrzędnych kątowych celu zwany radiopelengacją odbywa się za 
pomocą pomiaru kierunku, z którego przychodzą sygnały bezpośrednio lub 
wtórnie promieniowane przez obiekt. W tym celu wykorzystuje się właściwość 
prostoliniowego rozchodzenia się fal elektromagnetycznych w ośrodkach 
jednorodnych oraz możliwość ich kierunkowego promieniowania i odbioru.

Rozróżniamy następujące metody pomiaru współrzędnych kątowych:
metody fazowe, związane z wykorzystaniem różnicy faz sygnałów 
odbieranych przez dwie anteny rozsunięte względem siebie;

metody amplitudowo-fazowe, oparte na wykorzystaniu różnicy faz i amplitud 
sygnałów odbieranych przez dwie anteny rozsunięte względem siebie;

metody amplitudowe, wykorzystujące właściwości kierunkowe anten:

• metoda namiaru na maksimum;

• metoda równosygnałowa.

Zasięg instrumentalny radaru impulsowego 

Po  tym  jak  impuls  sondujący  zostanie  wyemitowany  w  przestrzeń,  musi  upłynąć 
dostateczny  czas,  aby  wszystkie  echa  powróciły  do  radaru  zanim  zostanie  wysłany 
następny  impuls.  Okres  powtarzania  impulsów  sondujących  T

p

  jest  zatem 

zdeterminowany  największą  odległością,  w  jakiej  spodziewamy  się  wykrywać  cele. 
Jeżeli  ten  okres  będzie  zbyt  krótki,  to  impulsy  odbite  od  bardzo  odległych  celów 
mogą  dotrzeć  do  radaru  po  wyemitowaniu  następnego  impulsu  sondującego  i  być 
błędnie  skojarzone  właśnie  z  nim,  a  nie  z  poprzednim.  W  rezultacie  daje  to 
nieprawidłową,  lub  inaczej  określając,  niejednoznacznie  zmierzoną  odległość.  Takie 
echo  zostanie  zobrazowane  na  wskaźniku  w  odległości  bliższej  niż  jego  odległość 
rzeczywista. Z powyższych rozważań wynika, że maksymalna jednoznacznie mierzona 
odległość R

u

 (u - ang. unambiguous czyli jednoznaczna) jest równa

gdzie f

p

– częstotliwości powtarzania impulsów, f

p

= 1/T

p

Wielkość T

p

 wyznacza tzw. zasięg instrumentalny radaru

Podstawowe parametry taktyczno – techniczne radarów 

Parametry  urządzeń  radiolokacyjnych  można  podzielić  na  operacyjne  oraz 
techniczne.  Te  pierwsze,    w  zastosowaniach  wojskowych  zwane  też  parametrami 
taktycznymi,  charakteryzują  urządzenia  radiolokacyjne  z  punktu  widzenia  jego 
możliwości  operacyjnych  i  wiążą  się  ściśle  z  jego  przeznaczeniem.  Podstawowe 
parametry tej grupy to:

zasięg radiolokacyjny i charakterystyka zasięgowa; 

obszar przeszukiwania; 

okres przeszukiwania; 

rozróżnialność odległościowa i kątowa; 

rodzaj wyznaczanych współrzędnych i ich dokładność; 

odporność na zakłócenia; 

niezawodność; 

właściwości eksploatacyjne. 

Podstawowe parametry taktyczno – techniczne radarów 

Parametry techniczne charakteryzują przede wszystkim poszczególne podzespoły 
radaru. Zalicza się do nich między innymi:

parametry nadajników; 
parametry odbiorników; 
parametry linii przesyłowych; 
parametry anten; 
parametry wskaźników; 
parametry układów automatycznego śledzenia. 

Do najczęściej spotykanych parametrów technicznych radaru można zaliczyć:

częstotliwość nośną f0 lub długość fali λ; 

moc generowaną; 

częstotliwość powtarzania impulsów; 

czas trwania impulsu; 

charakterystykę promieniowania i zysk kierunkowy anteny; 

metodę przeszukiwania przestrzeni; 

czułość odbiornika. 

Podstawowe parametry taktyczno – techniczne radarów 

Zasięg  radiolokacyjny  należy  do  podstawowych  parametrów  każdego  radaru, 
ponieważ  charakteryzuje  on  maksymalną  odległość,  w  której  wykrywane  są  cele. 
Zasięg zależy od wielu czynników związanych z konstrukcją urządzenia, rodzajem celu 
i  parametrami  atmosfery.  Najpełniej  zasięg  opisuje  jego  charakterystyka  zasięgowa, 
którą  definiuje  się  jako  miejsce  geometryczne  w  przestrzeni  o  ustalonym 
prawdopodobieństwie  poprawnego  wykrycia  i  fałszywego  alarmu.  Pionowy  przekrój 
charakterystyki  zasięgowej  nosi  nazwę  strefy  wykrywania,  wyznaczany  jest 
eksperymentalnie  dla  celu  o  określonej  skutecznej  powierzchni  odbicia  (najczęściej 
1m

2

)  i  określonym  prawdopodobieństwie  poprawnego  wykrycia  (0,5  lub  0,9)  oraz  w 

postaci 

wykresu 

dołączany 

do 

dokumentacji 

eksploatacyjnej 

urządzenia 

radiolokacyjnego.

W  przypadku  radarów  impulsowych  ważna  jest  również  znajomość  minimalnego 
zasięgu Rmin (tzw. strefy martwej). Minimalny zasięg zależy od czasu trwania impulsu 
sondującego i od bezwładności przełącznika N-O.

Obszar  przeszukiwania  to  obszar  ograniczony  maksymalną  i  minimalną  odległością 
wykrywania oraz szerokością sektora kąta azymutu i kąta elewacji.
Okres  przeszukiwania  to  czas  jednokrotnego  przeglądu  wszystkich  elementów 
obszaru przeszukiwania. Zależy od metody przeszukiwania oraz od wielkości obszaru 
przeszukiwanego.

Podstawowe parametry taktyczno – techniczne radarów 

Rozróżnialność  w  odległości  jest  to  minimalna  odległość  między  dwoma  celami 
punktowymi  o  tych  samych  współrzędnych  kątowych,  przy  której  można  określić 
oddzielnie  odległość  do  każdego  z  nich,  tzn.  cele  te  zobrazowane  są  w  postaci 
oddzielnych znaczników.

Rozróżnialność  w  azymucie  jest  to  minimalna  różnica  kątów  azymutu  dwóch  celów 
punktowych  posiadających  identyczną  odległość  i  kąt  elewacji,  przy  której  możliwy 
jest oddzielny pomiar azymutów każdego z nich.

Odporność  na  zakłócenia  określana  jest  prawdopodobieństwem  wykrycia  celu  i 
możliwością  określenia  jego  współrzędnych  z  wymaganą  dokładnością  i 
rozróżnialnością  w  warunkach  działania  zewnętrznych  zakłóceń.  Zakłócenia  mogą 
być  naturalne  (szumy,  fluktuacja  sygnałów  echa,  sygnały  odbite  od  chmur)  oraz 
organizowane  (aktywne  –  szumy,  impulsowe,  maskujące,  pozorujące  oraz  bierne  – 
pakiety folii metalizowanej).

Niezawodność radaru określa się średnim czasem bezawaryjnej pracy urządzenia w 
określonych warunkach.

Właściwości  eksploatacyjne  określają  czas  rozwijania  i  zwijania  urządzenia, 
dopuszczalny zakres temperatury otoczenia i wilgotności, maksymalny wiatr, itp.