이동 대상 표시

MTI(Moving Target Indication)는 목표물을 ^[1]클러터와 구별하기 위한 레이더 작동 모드입니다.항공기와 같이 움직이는 물체를 찾고 언덕이나 나무와 같이 움직이지 않는 물체를 걸러내는 데 사용되는 다양한 기술을 설명합니다.이는 신호의 세부사항을 사용하여 반사 물체의 기계적 특성을 직접 판단하여 이동 여부에 관계없이 대상을 찾는 현대의 고정 표적 표시(STI) 기법과 대조됩니다.

초기 MTI 시스템은 일반적으로 음향 지연 라인을 사용하여 브로드캐스트 사이의 시간(펄스 반복 주파수) 동안 수신 신호의 단일 펄스를 저장합니다.이 저장된 펄스는 다음 수신된 펄스와 함께 디스플레이로 전송됩니다.그 결과 움직이지 않는 물체로부터의 신호가 저장된 신호와 혼합되어 음소거 상태가 되었습니다.그들이 움직였기 때문에 바뀐 신호만 디스플레이에 남아 있었다.이들은 다양한 소음 영향을 받아 일반적으로 항공기나 선박 탐지에 강한 신호에만 유용했다.

초기 레이더에서 사용되던 일관성이 없는 공동 마그네트론과 달리 위상 일관성이 있는 클라이스트론 송신기의 도입으로 새로운 MTI 기술이 도입되었습니다.이러한 시스템에서는 신호가 디스플레이에 직접 공급되지 않고 위상 검출기에 먼저 공급되었습니다.정지 상태의 물체는 맥박에서 맥박으로 위상을 바꾸지 않았지만 움직이는 물체는 위상을 바꿨다.원래의 아날로그 신호나 비디오 대신에 위상 신호를 격납해, 격납된 신호와 현재의 신호를 위상 변화에 대해 비교하는 것으로, 이동 대상을 밝혀낸다.이 기술은 노이즈에 훨씬 더 강하며, 쉽게 조정하여 다른 유형의 ^[1]움직임을 필터링할 수 있습니다.

위상 간섭성 신호는 단일 수신 신호의 도플러 시프트를 통해 속도를 직접 측정할 수도 있습니다.이를 밴드패스 필터에 공급하여 주파수 시프트를 나타내지 않는 리턴 신호의 모든 부분을 필터링하여 이동 대상을 직접 추출할 수 있습니다.이것은 1970년대, 특히 1980년대에 흔해졌다.최신 레이더는 일반적으로 디지털 신호 프로세서에 의해 수행되는 광범위한 신호 처리의 일부로 이러한 MTI 기술을 모두 수행합니다.MTI는 잡동사니 유형(AMTI), 지상 MTI(GMTI) 등 특수하거나 복합 모드(정지 및 이동 대상 표시(SMTI))를 사용할 수 있습니다.

작동

MTI 레이더는 범위가 모호하지 않도록 낮은 펄스 반복 주파수(PRF)를 사용합니다.

Motion Target Indicator(MTI; 이동 대상 표시기)는 두 개의 연속된 펄스를 샘플링하는 것으로 시작합니다.레이더 송신 펄스가 종료된 직후 샘플링이 시작됩니다.샘플링은 다음 송신 펄스가 시작될 때까지 계속됩니다.

다음 송신 펄스에 대해 동일한 위치에서 샘플링을 반복하고, 첫 번째 펄스로 채취한 샘플(같은 거리에서)을 180도 회전시켜 두 번째 샘플에 추가합니다.이를 파괴적 간섭이라고 합니다.

물체가 양쪽 샘플에 대응하는 위치에서 움직이고 있는 경우, 물체로부터 반사된 신호는 건설적인 간섭으로 인해 이 프로세스에서 살아남습니다.모든 물체가 정지해 있으면 두 샘플이 상쇄되고 신호가 거의 남지 않습니다.

크로스 필드 앰프와 같은 고출력 마이크로파 장치는 위상 안정적이지 않습니다.각 송신 펄스의 위상은 이전 및 미래의 송신 펄스와 다릅니다.이 현상을 위상 지터라고 부릅니다.

MTI가 작동하려면 두 송신 펄스의 초기 위상을 샘플링하고 정지 상태의 물체에서 신호를 취소하도록 180도 위상 회전을 조정해야 합니다.

2차적인 영향은 도플러에 의해 상회전이 유도되어 맹목적인 속도를 만들어 낸다는 것입니다.예를 들어, 75m/s(170마일/시)로 이동하는 물체는 L 대역에서 1밀리초마다 180도의 위상 편이를 생성합니다.

${\displaystyle\text{Doppler}}=180,000^{\circ}/{\text{s}}=flac{75\times 10^{9}}}{3\times 10^{8}}\right}=frac {\text {Velocity}\times {\text {Transmit Frequency}}{C}\right}}$

송신 펄스 사이의 펄스 반복 간격이 0.002초인 경우 MTI 프로세스는 360µ$(\$ 360$^{\circ})$ 위상$$ 회전을 ${\displaystyle {\mathrm{생성}}^{}}$합니다.이는 이 반경 속도로 이동하는 물체에 대해 시스템이 보이지 않도록 하는 정지 상태의 물체와 동일합니다.

MTI는 블라인드 속도의 영향을 줄이기 위해 3개 또는 4개의 펄스가 필요합니다.멀티펄스 전략에서는 펄스 반복 간격이 불규칙한 시차 펄스를 사용하여 움직이는 물체의 신호 취소를 방지합니다.추가 샘플을 수용할 수 있도록 합산 과정이 약간 다릅니다.

위상 지터, 도플러 효과 및 환경의 영향은 MTI 하위 클러터의 가시성을 약 25dB 향상으로 제한합니다.이를 통해 약 300배 정도 작은 움직이는 물체가 더 큰 정지 상태의 물체에 근접하여 감지될 수 있습니다.

서브클러터 가시성을 높이려면 펄스 도플러 신호 처리가 필요합니다.

특성.

표적이 쌍방향 MTI 레이더에 대해 $상승각{\displaystyle }$ ${\displaystyle E}$ L$(\$$displaystyle{\displaystyle }$ EL$)$ 및$$ 방위 ${\displaystyle A}$ Z$(\displaystyle$ AZ$)$의 최대 $범위{\displaystyle {}_{}}$ ${\displaystyle {\text{R}}_{}}$ max$(\$에서 속도 $(\$로 이동하고 있습니다.

검출 확률(Pd)

레이더 빔이 특정 범위를 스캔할 때마다 특정 목표물을 탐지할 확률은 안테나의 크기와 안테나가 방사하는 전력량을 포함하는 요인에 의해 결정됩니다.고출력으로 방사되는 대형 안테나는 최고의 성능을 제공합니다.이동 대상에 대한 고품질 정보를 얻으려면 Pd가 매우 높아야 합니다.

목표 위치 정확도

위치 정확도는 레이더 위치의 확실성, 레이더 지향 정확도, 방위각 분해능 및 범위 분해능에 따라 달라집니다.긴 안테나 또는 매우 짧은 파장은 미세한 방위 분해능을 제공할 수 있습니다.짧은 안테나는 더 큰 방위 오차를 갖는 경향이 있습니다.이것은 신호 대 잡음비가 범위에 따라 반대 방향으로 다르기 때문에 타겟에 대한 범위에 따라 증가하는 오차입니다.위치 정확도는 목표물이 여러 개일 때 선로 손상을 방지하고 차량이 도로가 많은 지역에서 이동 중일 경우 어떤 도로에 있는지 판단할 수 있기 때문에 추적 성능에 매우 중요합니다.

목표 위치 정확도는 경사 범위, 주파수 및 조리개 길이에 비례합니다.

목표 범위 해상도(하이 레인지 해상도, HRR)

표적 범위 분해능은 근접하게 이동하는 두 개 이상의 표적을 개별 표적으로 탐지할지 여부를 결정합니다.고성능 레이더를 사용하면 HRR(High Range Resolution)로 알려진 목표 범위 분해능이 매우 정밀하여 특정 표적(예: 이전에 본 적이 있는 표적)을 인식하고 특정 등급(예: T-80 탱크)에 배치할 수 있다.이를 통해 특정 차량 또는 차량 그룹을 보다 신뢰성 있게 추적할 수 있으며, 심지어 차량이 밀집된 교통 속에서 이동 중이거나 선별로 인해 일정 기간 사라질 때에도 그렇다.

최소 검출 속도(MDV)

MDV는 메인로브 클러터의 주파수 확산에서 발생합니다.MDV는 트래픽이 검출되는지 여부를 결정합니다.GMTI 레이더는 타깃의 도플러 신호를 사용하여 타깃의 속도 벡터의 반경 성분(즉, 타깃의 움직임 성분을 레이더-타깃 라인을 따라 직접 측정)을 감지하여 움직이는 표적을 지면 혼탁으로부터 구별해야 한다.이러한 트래픽의 대부분을 포착하려면, 레이더를 통해 거의 접선 방향으로 이동하는 경우에도(즉, 레이더 목표 라인에 수직) 시스템은 매우 느린 방사 속도를 감지할 수 있어야 합니다.대상 속도의 반경 구성요소가 0에 가까워지면 대상은 혼란 또는 사각 지대로 떨어집니다.이것은 다음과 ^{[citation needed]}같이 계산됩니다.

$디스플레이 스타일MDV}}=modulefrac {\frac {4v_{p}}{B}}{\sqrt {sin ^{2}(AZ)\sin ^{2}+\cos ^{2}(AZ)\cos ^{2}(AZ)}}}$

이 최소값(MDV)보다 낮은 속도의 타깃은 에코에 도플러 시프트가 없어 메인로브 클러터 리턴에서 분리할 수 없기 때문에 검출할 수 없습니다.

지역 검색 속도

면적 커버리지 레이트(단위 시간당 면적 측정)는 시스템 전력 및 조리개 크기에 비례합니다.관련된 다른 요인으로는 그리드 간격, 파워앰프 크기, 모듈 양자화, 처리된 빔 수 및 시스템 손실이 있습니다.

대기 거리

대기 거리는 레이더 시스템이 커버하는 영역으로부터 분리되는 거리입니다.

커버리지 영역 크기(빵과 깊이)

탐지 가능 영역 크기는 시스템이 특정 궤도에서 지속적으로 감시할 수 있는 영역입니다.잘 알려진 설계 원리에 따라 레이더의 최대 검출 범위는 안테나 크기(레이더 개구부), 안테나에서 방사되는 전력량 및 클러터 취소 메커니즘의 효과에 따라 달라집니다.지구의 곡률과 지형, 잎 및 건물에서의 차폐는 시스템 고도를 커버리지 깊이를 결정하는 또 다른 핵심 요소가 되게 한다.군단 지휘관의 관심 영역 크기의 지역을 안전한 거리로부터 커버할 수 있는 능력은 효과적이고 진보된 GMTI 시스템의 특징이다.

커버리지 영역 재방문률

이는 레이더 빔이 특정 영역을 통과하는 주파수에 해당합니다.빈번한 재방문은 레이더가 트랙 연속성을 달성하고 나무, 건물 또는 기타 물체에 의한 차폐의 가능성을 줄임으로써 표적 탐지 가능성을 높이는 데 매우 중요하다.고속 재방문율은 대상이 교통량이 많은 곳에서 이동하거나 도로의 나무에만 의해 일시적으로 가려질 때 손상되지 않은 트랙을 제공하기 위해 매우 중요합니다.

「 」를 참조해 주세요.

• 도플러 레이더
• 펄스 도플러 레이더

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