TEMAT: Identyfikacja ech.

1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest teoretyczne i praktyczne zapoznanie studentów z problemami identyfikacji ech oraz z pasywnymi i aktywnymi metodami zwiększenia sygnału echa.

2. Opis układu pomiarowego.

Układami pomiarowymi wykorzystywanymi w ćwiczeniu są radary różnych typów prod. Polskiej oraz zagranicznej i stanowisko symulacji komputerowej.

Stanowisko 1. Radar Nucleus 5000 T

- Sposób prezentacji ech: cyfrowy typu raster - scan.

- Pasmo: X.

PrzekÄ…tna ekranu: 510 mm.

- Długość impulsu:

- Dostępne zakresy obserwacji:

0.25, 0.5, 0.75, 1.5, 3, 6, 12, 24, 48, 96 Mm z możliwością decentrowania.

- Dostępne znaczniki pomiarowe:

kręgi stałe, krąg ruchomy, elektroniczna linia namiarowa, marker.

Stanowisko 2. Radar SRN 401.

Antena:

- Szczelinowa z polaryzacjÄ… poziomÄ…,

- Szerokość wiązki promieniowania w płaszczyźnie pionowej: 25°,

- Szerokość wiązki promieniowania w płaszczyźnie poziomej:1.8°,

- Rozpiętość: 1395 mm,

- Tłumienie listków bocznych: 27/30 dB,

- Ilość obrotów anteny: 30 obr/min,

Odbiornik:

- Oscylator lokalny: dioda Gunn'a,

- Współczynnik szumów: 11±1 dB,

- Częstotliwość pośrednia: 60 MHz,

- Szerokość wstęgi: 20 i 5 MHz,

Wskaźnik:

- Åšrednica lampy radaroskopowej: 270 mm,

- Dostępne zakresy obserwacji:

0.3,0.6,1.5,3,6, 12,24,48

z możliwością decentrowania,

- Sposób prezentacji ech: radial - scan,

Nadajnik:

- Pasmo: X,

- Moc w impulsie: 2.5 kW.

- Częstotliwość powtarzania: 1000 Hz i 2000 Hz w zależności od zakresu,

- Szerokość impulsu sondującego:

zakres	impuls długi	impuls krótki
0.3	0.05	0.05
0.6	0.05	0.05
1.5	0.25	0.05
3	0.25	0.05
6	0.25	0.05
12	0.8	0.25
24	0.8	0.8
48	0.8	0.8

Stanowisko 3. i 4. Radar SRN 301.

Antena:

- Szczelinowa z polaryzacjÄ… poziomÄ…,

- Szerokość wiązki promieniowania w płaszczyźnie pionowej: 25 °,

- Szerokość wiązki promieniowania w płaszczyźnie poziomej:1.8°,

- Rozpiętość: 1460 mm,

- Tłumienie listków bocznych: 26/30 dB,

- Ilość obrotów anteny: 30 ± 3 obr/min,

Nadajnik:

- Pasmo: X,

- Częstotliwość pracy: 9415+9475 MHz,

- Moc w impulsie: 3 kW.

- Szerokość impulsu sondującego:

0.05 μs na zakresach 0.25+0.75 Mm

0.25 μs na zakresach 1.5+6 Mm

0.8 μs na zakresach 12 i 24 Mm, Częstotliwość powtarzania:

4000,2000,1000 Hz,

Odbiornik:

- Współczynnik szumów: 11 ± 1 dB,

- Częstotliwość pośrednia: 60 MHz,

- Szerokość pasma p. cz.: 20 i 5 MHz,

Wskaźnik:

- Åšrednica lampy radaroskopowej: 8.5",

- Dostępne zakresy obserwacji:

0.25, 0.5, 0.75, 1.5, 3, 6, 12, 24 Mm

bez możliwości decentrowania,

- Sposób prezentacji ech: analogowy.

Stanowisko 5. Radar SRN 744 S

Antena:

- Szczelinowa z polaryzacjÄ… poziomÄ…

- Szerokość' wiązki promieniowania w płaszczyźnie poziomej:1,9*,

- Szerokość' wi4zki promieniowania w p4aszczy~nie pionowej: 20*,

- Rozpiętość: 4150 mm,

- Tłumienie listków bocznych: 26/30 dB,

Ilość obrotów anteny: 20*2 obr/min.

Nadajnik:

- Pasmo: S,

- Częstotliwość' pracy: 3040+3060 MHz,

- Moc w impulsie: 25 kW,

- Szerokość impulsu sondującego:

0.05 us na zakresach 0.75 + 1.5 Mm

0.25 us na zakresach 3+12 Mm

0.8 us na zakresach 24 i 60 Mm,

- Częstotliwość powtarzania:

2000,1000,500 Hz.

Odbiornik:

- Współczynnik szumów: 8.5 (113,

- Częstotliwość pośrednia: 60 MHz,

- Szerokość' pasma p.cz.: 20 i 5 MHz.

Wskaźnik:

- Åšrednica lampy radaroskopowej:

16" (400 mm),

- Dostępne zakresy obserwacji:

0.75, 1.5, 3, 6, 12,24, 60 Mm

z możliwością decentrowania,

Sposób prezentacji ech: radial-scan.

Stanowisko 6. Radar SRN 744X

Antena:

- Szczelinowa z polaryzacjÄ… poziomÄ…,

- Szerokość wiązki promieniowania w płaszczyźnie pionowej: 200,

- Szerokość wiązki promieniowania w płaszczyźnie poziomej: 0.9°,

- Rozpiętość: 2625 mm,

- Tłumienie listków bocznych: 26/30 dB,

- Ilość obrotów anteny: 20f ±2 obr/min,

Nadajnik:

Pasmo: X,

- Częstotliwość pracy: 9380 + 9440 MHz,

- Moc w impulsie: 25 kW,

- Szerokość impulsu sondującego:

0.05μs na zakresach 0.75 + 1.5 Mm

0.25 μs na zakresach 3+12 Mm

0.8 μs na zakresach 24 i 60 Mm,

- Częstotliwość powtarzania:

2000,1000,500 Hz,

Odbiornik:

- Współczynnik szumów: 11±1 dB,

- Częstotliwość pośrednia: 60 MHz,

- Szerokość pasma p.cz.: 20 i 5 MHz,

Wskaźnik:

- Åšrednica lampy radaroskopowej:16",

- Dostępne zakresy obserwacji:

0.75, 1.5, 3, 6, 12, 24, 60 Mm z możliwością decentrowania,

Sposób prezentacji ech: radial -scan.

Stanowisko 7. Radar Decca-Reccal

Antena:

- Szczelinowa z polaryzacjÄ… poziomÄ…,

- Szerokość wiązki promieniowania w płaszczyźnie pionowej: 23°,

- Szerokość wiązki promieniowania w płaszczyźnie poziomej:1,3°,

- Rozpiętość: 1800 mm,

- Tłumienie listków bocznych: 23/30dB,

- Ilość obrotów anteny: 35 obr/min,

Odbiornik:

- Współczynnik szumów: ≤7dB,

- Częstotliwość pośrednia: 60 MHz,

- Szerokość wstęgi: 25 i 4 MHz,

Wskaźnik:

- PrzekÄ…tna ekranu: 20",

- Åšrednica obrazu radarowego: 270 mm,

- Pamięć obrazu radarowego: 4 matryce 512*512 pikseli,

- Dostępne zakresy obserwacji:

0.125, 0.25, 0.5, 0.75, l.5, 3, 6,12, 24, 48, 98 Mm z możliwością decentrowania,

- Sposób prezentacji ech: raster - scan,

Nadajnik:

- Pasmo: X,

- Częstotliwość pracy: 9380+9440 MHz,

- Moc w impulsie: 10 kW,

- Częstotliwość powtarzania: 1200 Hz i 600 Hz w zależności od zakresu,

Szerokość impulsu sondującego:

Zakres	impuls długi [μs]	impuls krótki [μs]
0.125	0.3	0.08
0.25	0.3	0.08
0.5	0.3	0.08
0.75	0.3	0.08
1.5	0.3	0.08
3	1	0,3
6	1	0,3
12	1	0,3
24	1	0,3
48	1	1
96	1	1

Wykonanie ćwiczenia

Stanowisko 1 Nucleus 5000T

Wykorzystanie ZRW do poprawy identyfikacji ech na przykładzie lamp ulicznych.

Stanowisko 2. SRN 401

Badanie wpływu długości impulsu na wymiary echa.

Stanowisko 3. i 4. SRN 301

Badanie wpływu ZRW i długości impulsu na łatwość identyfikacji obiektów

Stanowisko 5. SRN 745S

Przebieg ćwiczenia :

Stanowisko 1 NUCLEUS 5000T

Po wstępnej regulacji radaru należy zwrócić uwagę na zorientowanie i sposób ustawienia do odwzorowywanego kierunku (korzystając z radaru siedzimy tyłem do kierunku z obrazowania co na początku wprowadza w błąd). Początkowa lokalizacja ech od lamp nie jest taka prosta ponieważ echa zbyt bardzo się zlewają i dopiero regulacja radaru za pomocą ZRW przynosi pozytywny efekt. Daje to obcięcie dalszych ech i wyostrzenie bliższych.

Stanowisko 2 SRN 401

Regulacja wstÄ™pna zostaÅ‚a przeprowadzona na impulsie dÅ‚ugim i zakresie 6Mm. Przeprowadzono przewidzianÄ… identyfikacjÄ™ W. Kaczej w trybie pracy ze zorientowaniem „North up”. Po przeÅ‚Ä…czeniu na impuls krótki wyspa staÅ‚a siÄ™ na tyle trudna do identyfikacji, że obraz radarowy na granicach zasiÄ™gu staÅ‚ siÄ™ bezużyteczny. Echo od W. Kaczej albo zanikaÅ‚o albo byÅ‚o tak sÅ‚abe że trudno je byÅ‚o wyodrÄ™bnić z pozostaÅ‚ych. Aby ponownie umożliwić identyfikacjÄ™ ech zastosowaliÅ›my efekt decentralizacji obrazu i wyspa staÅ‚a siÄ™ widoczna.

Stanowisko 3 SRN 301

Ważną możliwością w eksploatacji radaru jest możliwość identyfikacji ech od obiektów lądowych, które mają dobrą powierzchnie odbicia, są to n.p,: obiekty typu elewatory, wysokie klify oraz większość odosobnionych budynków przybrzeżnych. Bardzo dobry efekt dają odbicia w przypadku kiedy antena jest równoległa do powierzchni odbicia, to znaczy aspekt jest korzystny. Możliwość identyfikacji obiektów lądowych daje możliwość określania pozycji statku.

Stanowisko 4 SRN 301

Zorientowanie radaru Head up, zakres obserwacji 3Mm daje możliwość lokalizacji i identyfikacji cypla na Jeziorze Dąbskim na granicach ekranu. Impuls długi jest lepszy do pracy jeśli zależy nam na wykrywaniu a impuls krótki jest lepszy jeżeli zależy nam na identyfikacji i określaniu pozycji na małych zakresach.

Po przełączeniu na impuls krótki echo od cypla na jeziorze osłabia się i identyfikacja jest uniemożliwiona.

Stanowisko 5 SRN 745S

Jeżeli echa na ekranie radarowym są wyraziste a obraz radarowy jest odpowiednio wyostrzony to identyfikacja rejonu przy dodatkowym wykorzystaniu mapy jest czymś bardzo prosta. ( przykładem może być identyfikacja kanałów portowych, które były niemal identycznie odwzorowane na mapie).

Stanowisko 6 SRN 744X

Właściwa regulacja radaru na dużym zakresie, wykorzystanie ZRW, wykorzystanie Rozróżnialnika umożliwia identyfikacje bardzo odległych obiektów. Dodatkowymi elementami korzystnie wpływającymi na identyfikacje i wykrywanie obiektów są przypadki refrakcji.

Wpływ szumów na dużym zakresie nie jest tak znaczący ponieważ przy dobrym wyregulowaniu radaru jest ich niewiele i występują sporadycznie . W ćwiczeniu, na zorientowaniu North up, najdalej wykrywane obiekty znajdują się na namiarze ok. 180°-200° w odległości ok. 18,1 Mm. Wykryte obiekty najprawdopodobniej znajdują się w okolicy Widuchowej.

Stanowisko 7 Radar Decca-Recal

Po regulacji wstępnej radaru identyfikacja W. Gryfii nie jest taka prosta jeśli nie wykorzystuje się dodatkowo mapy. Ze względu na dobry wymiar promieniowy i kątowy identyfikacja jest jednak możliwa przy wykorzystaniu impulsu długiego. Po zmianie impulsu na impuls krótki echa zostają częściowo obcięte i rozmyte co znacznie utrudnia końcową identyfikację

Wnioski :

Ćwiczenie maiło na celu zapoznanie i naukę sposobów identyfikacji ech na ekranie radarowy. Poprawne wykorzystanie tych umiejętności umożliwia szybsza, sprawniejszą orientację oraz określenie pozycji statku. Ćwiczenie unaocznia jak ważne w tym celu jest zastosowanie odpowiedniej długości impulsu, odpowiednie wykorzystanie elementów regulacyjnych radaru, możliwości decentralizacji i odpowiedniego zorientowania obrazu radarowego.

Długość impulsu, jak wynika z przeprowadzonych doświadczeń, ma takie znaczenie iż impuls krótki doskonale nadaje się do określania pozycji ale znacznie osłabia zasięg wykrywania, co wywołane jest mniejszą energią impulsu. Impuls długi z racji większej energii lepiej odbija się od dalszych obiektów co umożliwia ich rejestracje na ekranie radaru. Również duże znaczenie dla identyfikacji ma właściwe zastosowanie elementów regulacyjnych. Właściwie dobrana nastawa ZRW co prawda może osłabić bliżej położone echa ale wzmacnia echa dalsze czym poprawia się wykrywanie. Ważnym elementem ułatwiającym wykrywanie i identyfikację ech jest możliwość decentralizacji co powoduje że osłabione odległe echa które normalnie przestają być widoczne, po decentralizacji i odpowiednim usytuowaniu ich na ekranie umożliwia ich identyfikację.

. Możliwość zastosowania odpowiedniego zorientowania obrazu radarowego w zależności od potrzeb znacznie ułatwia współprace z mapą przez co łatwiejszą identyfikację ech i określenie pozycji

5

---