레이더 수평선

레이더 지평선은 레이더 빔이 지구 표면 위로 충분히 상승하여 낮은 수준에서 표적을 탐지할 수 없는 거리로 정의되는 항공기 탐지 시스템의 중요한 성능 영역이다.저고도 성능 영역과 연관되어 있으며 지오메트리는 지형, 레이더 높이 및 신호 처리에 따라 달라집니다.이는 레이더 그림자, 클러터 영역 및 클리어 영역의 개념과 관련이 있습니다.

공중에 떠 있는 물체는 레이더 그림자 영역과 잡동사니 영역을 이용하여 지구에서의 낮잠 ^[1]항법이라고 불리는 기술을 사용하여 레이더 탐지를 피할 수 있다.

정의.

대기의 굴절을 고려하지 않고, 레이더 수평선은 레이더에서 수평선까지의 $D_{h}$ $D_{h}$ (\ $displaystyle D_{$ h $D_{h}$ })가 될 것이며, 레이더 높이 $H$ (\ $displaystyle$ H $)$ 및 $H$ $R_{e}$ $(\$ 의 반지름만 고려할 것이다.약 6.4/10km³):

{\displaystyle D_{h}=sqrt {2\times H\times R_{e}+H^{2}}}}:

H가 $(\$ 에 $R_{e}$ 작을 경우 이는 다음과 같이 근사할 수 있습니다.

({displaystyle D_{h}=sqrt {2\times H_{e}}})

[높이에 비례하여 증가하는 백분율 오류는 H가 250km 미만일 때 1% 미만입니다]

이 계산을 통해 1.6km(1마일) 고도에서 레이더의 지평선은 89마일(143km)이다.바다 위의 안테나 높이가 75피트(23m)인 레이더 지평선은 16km(10마일)이다.그러나 대기의 압력 및 수증기 함량은 높이에 따라 다르기 때문에 레이더 빔이 사용하는 경로는 밀도 변화에 따라 굴절된다.표준 대기에서는 일반적으로 전자파가 아래로 휘거나 굴절됩니다.이로 인해 그림자 영역은 줄어들지만 거리 및 높이 측정에서 오류가 발생합니다.실제로 $Dh(\$ displaystyle $D_{h$ 를 찾으려면 실제 반지름 ^[2]대신 유효 지구 $R_{e}$ $(\$ 에 8.5·10km의³ 값을 사용해야 합니다.

따라서 방정식은 다음과 같습니다.

D_{h}=sqrt {2\times H\times\leftfrac {4R_{e}}{3}}\right}}}

그리고 같은 예: 1.6km(1마일) 고도에서 레이더의 지평선은 102마일(164km)이고 75피트(23m) 고도에서 레이더의 지평선은 19km(12마일)가 될 것이다.

게다가 온도나 습도가 역행하는 층은 빔을 아래로 구부리거나 전파가 수직으로 퍼지지 않도록 가두는 대기 덕트를 일으킨다.이 현상은 다음 두 가지 상황에서 발생합니다.

습도가 높은 얇고 안정적인 층
안정된 온도 반전

주파수가 떨어지면 덕트의 영향도 강해집니다.3MHz 이하에서는 공기의 전체 부피가 도파관 역할을 하여 레이더 그림자를 채우고 덕트 존 위의 레이더 감도를 낮춥니다.덕트는 그림자 영역을 채우고, 클러터 영역의 거리를 연장하며, 계측 범위를 벗어난 낮은 PRF 레이더에 대한 반사를 생성할 수 있습니다.

제한 요인

그림자 영역

높이가 다음 요건을 충족하는 경우에만 DH를 초과하는 물체를 볼 수 있다.

H_{T}> {\frac {\frac(R_{T}-{\sqrt {2\times R_{e}}}\right}{2}}{2\times R_{e}}}

$H_{T}$ 서 H T $({$ 는 $H_{T}$ 목표 높이, $R_{T}$ T $({$ 는 $R_T$ 목표 범위입니다.이 높이 이하의 물체는 레이더 그림자 안에 있습니다.

클러터 존

클러터 존(Clutter Zone)은 레이더 에너지가 수천 피트 상공에서 가장 낮은 곳에 있는 곳입니다.이는 레이더 지평선의 약 120% 거리까지 확장됩니다.

이 고도 각도에서는 지면에 반사체가 많이 있습니다.시속 약 15마일의 바람이 이 반사체들을 움직이게 하고, 이 바람은 작은 물체들을 공중으로 휘젓는다.이 간섭을 잡동사니라고 합니다.

클러터 존에는 육지 또는 육지 근처에서 작동할 때 연안 구역과 지형이 포함됩니다.

$1^{o}$ o $(\$ 1 $^{o$ 폭의 $1^{o}$ 은 레이더 펄스가 16km(10마일)에 도달할 때까지 수백만 평방피트의 표면을 비추게 됩니다.일반적으로 표적이 훨씬 작기 때문에 혼란에 의해 가려집니다.클러터 반사로 인해 원치 않는 거짓 표적이 생성될 수 있습니다.

신호 처리의 잡동사니 감소가 개선되지 않은 레이더용 안테나는 일반적으로 컴퓨터 및 사용자의 과부하를 피하기 위해 지상 근처를 겨냥하지 않습니다.

MTI(Moving Target Indication)를 사용하면 혼란을 약 35dB 줄일 수 있습니다.이를 통해 1,000평방피트(93m²) 크기의 물체를 탐지할 수 있습니다.우세한 바람과 날씨로 인해 MTI 성능이 저하될 수 있으며 MTI는 블라인드 속도를 ^[3]도입합니다.

펄스 도플러 레이더는 60dB 이상의 잡음을 줄일 수 있으므로 컴퓨터와 사용자에게 과부하를 주지 않고 1평방피트(0.093m²) 미만의 물체를 탐지할 수 있습니다.풍속보다 높은 속도 제거가 설정된 펄스 도플러 신호 처리를 사용하는 시스템에는 클러터 존이 없습니다.이것은 맑은 지역이 땅까지 뻗어나간다는 것을 의미합니다.

지역 클리어

클리어 영역은 낮은 고도 각도에서 레이더 지평선으로부터 수 킬로미터 떨어진 곳에서 시작되는 영역입니다.

맑은 지역은 맑은 하늘과 낮은 고도각도 위의 지역이기도 합니다.

날씨와 생물학적 활동이 심한 지역(비, 눈, 우박, 강풍, 이동)에는 명확한 지역이 없다.

수평 초과

그림자 영역의 표적을 탐지할 수 있는 레이더 시스템이 많이 개발되었습니다.이러한 시스템은 총칭하여 Over-the-Horizon 레이더라고 합니다.일반적으로 세 가지 시스템이 사용됩니다; 가장 일반적인 시스템은 전리층을 반사기로 사용하고 신호를 하늘로 빔을 보낸 다음 하늘에서 돌아오는 작은 신호를 듣습니다. 다른 시스템은 그들 사이를 통과하는 물체를 찾는 먼 안테나와 함께 쌍정파 배치를 사용합니다. 그리고 소수의 시스템은 "creeping wave"를 사용합니다.그림자 영역까지.

「」를 참조해 주세요.

레퍼런스

^ "Radar Principles" (PDF). University of Illinois.
^ "Radar Line of Sight". Radartutorial. Retrieved November 27, 2011.
^ Merill I Skolnik. Radar Handbook. McGraw-Hill.

[1] "Radar Principles" (PDF). University of Illinois.

[2] "Radar Line of Sight". Radartutorial. Retrieved November 27, 2011.

[3] Merill I Skolnik. Radar Handbook. McGraw-Hill.

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