La indicació d'objectius mòbils (MTI) és un mode de funcionament d'un radar per discriminar un objectiu del desordre.Jerry C. Whitaker (2005) The Electronics Handbook, , p. 1824. Descriu una varietat de tècniques utilitzades per trobar objectes en moviment, com ara una aeronau, i filtrar els que no es mouen, com ara turons o arbres. Contrasta amb la tècnica moderna d'indicació d'objectius estacionaris (STI), que utilitza detalls del senyal per determinar directament les propietats mecàniques dels objectes reflectants i, per tant, trobar objectius, tant si es mouen com si no.
Els primers sistemes MTI generalment utilitzaven una línia de retard acústic per emmagatzemar un sol pols del senyal rebut exactament durant el temps entre emissions (la freqüència de repetició del pols). Aquest pols emmagatzemat s'envia a la pantalla juntament amb el següent pols rebut. El resultat era que el senyal de qualsevol objecte que no es movia es barrejava amb el senyal emmagatzemat i es silenciava. Només els senyals que canviaven, perquè es movien, romanien a la pantalla. Aquests estaven subjectes a una àmplia varietat d'efectes de soroll que els feien útils només per a senyals forts, generalment per a la detecció d'aeronaus o vaixells.
La introducció de transmissors de clistró de fase coherent, a diferència del magnetró de cavitat incoherent utilitzat en els radars anteriors, va conduir a la introducció d'una nova tècnica MTI. En aquests sistemes, el senyal no s'alimentava directament a la pantalla, sinó que primer s'alimentava a un detector de fase. Els objectes estacionaris no canviaven la fase de pols a pols, però els objectes en moviment sí. En emmagatzemar el senyal de fase, en lloc del senyal analògic original, o vídeo, i comparar el senyal emmagatzemat i el actual per als canvis de fase, es revelen els objectius en moviment. Aquesta tècnica és molt més resistent al soroll i es pot ajustar fàcilment per seleccionar diferents llindars de velocitat per filtrar diferents tipus de moviment.Jerry C. Whitaker (2005) The Electronics Handbook, , p. 1824.
Els senyals coherents de fase també permetien la mesura directa de la velocitat mitjançant el desplaçament Doppler d'un únic senyal rebut. Això es pot alimentar un filtre passa-banda per filtrar qualsevol part del senyal de retorn que no mostri un desplaçament de freqüència, extraient així directament els objectius en moviment. Això es va tornar comú a la dècada de 1970 i especialment a la de 1980. Els radars moderns generalment realitzen totes aquestes tècniques MTI com a part d'un conjunt més ampli de processament de senyals que duen a terme els processadors de senyals digitals. L'MTI pot estar especialitzat en termes del tipus de desordre i l'entorn: MTI aerotransportat (AMTI), MTI terrestre (GMTI), etc., o pot ser un mode combinat: indicació d'objectius estacionaris i en moviment (SMTI).
Operació miniatura|Procés de mostreig del senyal indicador d'objectius mòbils. El radar MTI utilitza una baixa freqüència de repetició d'impulsos (PRF) per evitar ambigüitats de distància.
L'indicador de blanc mòbil (MTI) comença amb el mostreig de dos polsos successius. El mostreig comença immediatament després que acabi el pols de transmissió del radar. El mostreig continua fins que comença el següent pols de transmissió.
El mostreig es repeteix a la mateixa ubicació per al següent pols de transmissió, i la mostra presa (a la mateixa distància) amb el primer pols es gira 180 graus i s'afegeix a la segona mostra. Això s'anomena interferència destructiva.
Si un objecte es mou a la ubicació corresponent a ambdues mostres, el senyal reflectit per l'objecte sobreviurà a aquest procés a causa de la interferència constructiva. Si tots els objectes estan estacionaris, les dues mostres es cancel·laran i quedarà molt poc senyal.
Els dispositius de microones d'alta potència, com l'amplificador de camp creuat, no són estables en fase. La fase de cada pols de transmissió és diferent dels pols de transmissió anteriors i futurs. Aquest fenomen s'anomena fluctuació de fase.
Perquè l'MTI funcioni, s'ha de mostrejar la fase inicial d'ambdós polsos de transmissió i s'ha d'ajustar la rotació de fase de 180 graus per aconseguir la cancel·lació del senyal en objectes estacionaris.
Una influència secundària és que la rotació de fase és induïda per Doppler, i això crea velocitats cegues. Per exemple, un objecte que es mou a 75 m/s (170 milles/hora) produirà un canvi de fase de 180 graus cada mil·lisegon a la banda L.
Si l'interval de repetició del pols és de 0,002s entre els polsos de transmissió, el procés MTI produirà rotació de fase. Això és el mateix que un objecte estacionari, cosa que fa que el sistema sigui cec als objectes que viatgen a aquesta velocitat radial.
L'MTI requereix 3 o 4 polsos per reduir l'efecte de les velocitats cegues. Les estratègies de múltiples polsos utilitzen polsos esglaonats amb intervals de repetició de polsos irregulars per evitar la cancel·lació del senyal en objectes en moviment. El procés de suma és lleugerament diferent per tal d'adaptar-se a les mostres addicionals.
La fluctuació de fase, els efectes Doppler i les influències ambientals limiten la visibilitat del subclutter MTI. Mesura de rendiment a uns 25. Millora en dB. Això permet detectar objectes en moviment unes 300 vegades més petits a prop d'objectes estacionaris més grans.
El processament del senyal de pols Doppler és necessari per aconseguir una major visibilitat del subclutter.
Característiques Un objectiu viatja a velocitat a un abast màxim amb angle d'elevació i azimut respecte a un radar MTI biestàtic.
Probabilitat de detecció (Pd) La probabilitat de detectar un objectiu determinat a una distància determinada en qualsevol moment que el feix de radar el travessi, Pd, ve determinada per factors que inclouen la mida de l'antena i la quantitat de potència que radia. Una antena gran que radia a alta potència proporciona el millor rendiment. Per obtenir informació d'alta qualitat sobre objectius en moviment, la Pd ha de ser molt alta.
Precisió de la ubicació de l'objectiu La precisió de la ubicació depèn de la certesa de la posició del radar, la precisió de l'apuntament del radar, la resolució azimutal i la resolució de la distància. Una antena llarga o una longitud d'ona molt curta pot proporcionar una resolució azimutal fina. Les antenes curtes tendeixen a tenir un error d'azimutal més gran, un error que augmenta amb la distància a l'objectiu perquè la relació senyal-soroll varia inversament amb la distància. La precisió de la ubicació és vital per al rendiment del seguiment perquè evita la corrupció del seguiment quan hi ha diversos objectius i permet determinar en quina carretera es troba un vehicle si es mou en una zona amb moltes carreteres.
La precisió de la ubicació de l'objectiu és proporcional al rang d'inclinació, la freqüència i la longitud de l'obertura.
Resolució de l'interval objectiu (resolució d'alt interval; HRR) La resolució de la distància de l'objectiu determina si dos o més objectius que es mouen a prop es detectaran com a objectius individuals. Amb radars d'alt rendiment, la resolució de la distància de l'objectiu, coneguda com a resolució d'alt abast (HRR), pot ser tan precisa que pot ser possible reconèixer un objectiu específic (és a dir, un que s'hagi vist abans) i classificar-lo en una classe específica (per exemple, un tanc T-80). Això permetria un seguiment més fiable de vehicles o grups de vehicles específics, fins i tot quan es mouen en un trànsit dens o desapareixen durant un període a causa del cribratge.
Velocitat mínima detectable (MDV) El MDV prové de la dispersió de freqüència del desordre del lòbul principal. El MDV determina si es detectarà trànsit. Un radar GMTI ha de distingir un objectiu en moviment del desordre terrestre utilitzant la signatura Doppler de l'objectiu per detectar el component radial del vector de velocitat de l'objectiu (és a dir, mesurant el component del moviment de l'objectiu directament al llarg de la línia radar-objectiu). Per capturar la major part d'aquest trànsit, fins i tot quan es mou gairebé tangencialment a través del radar (és a dir, perpendicularment a la línia radar-objectiu), un sistema ha de tenir la capacitat de detectar velocitats radials molt lentes. A mesura que el component radial de la velocitat d'un objectiu s'acosta a zero, l'objectiu caurà al desordre o a la zona cega. Això es calcula com:
Qualsevol objectiu amb una velocitat inferior a aquest mínim (MDV) no es pot detectar perquè no hi ha prou desplaçament Doppler en el seu eco per separar-lo del retorn del desordre del lòbul principal.
Taxa de cerca d'àrea La taxa de cobertura d'àrea (mesurada en àrea per unitat de temps) és proporcional a la potència del sistema i a la mida de l'obertura. Altres factors que poden ser rellevants inclouen l'espaiat de la malla, la mida de l'amplificador de potència, la quantització del mòdul, el nombre de feixos processats i les pèrdues del sistema.
Distància de separació La distància de separació és la distància que separa un sistema de radar de l'àrea que cobreix.
Mida de l'àrea de cobertura (amplada i profunditat) La mida de l'àrea de cobertura és l'àrea que el sistema pot mantenir sota vigilància contínua des d'una òrbita específica. Els principis de disseny ben coneguts fan que l'abast màxim de detecció d'un radar depengui de la mida de la seva antena (obertura del radar), la quantitat de potència radiada per l'antena i l'eficàcia del seu mecanisme de cancel·lació de desordres. La curvatura de la Terra i l'apantallament del terreny, el fullatge i els edificis fan que l'altitud del sistema sigui un altre factor clau que determina la profunditat de cobertura. La capacitat de cobrir una àrea de la mida de l'àrea d'interès d'un comandant del cos d'exèrcit des d'una distància segura és el tret distintiu d'un sistema GMTI eficaç i avançat.
Taxa de revisita de l'àrea de cobertura Això equival a la freqüència amb què el feix del radar passa per sobre d'una àrea determinada. Les revisites freqüents són molt importants per a la capacitat del radar d'aconseguir la continuïtat de la trajectòria i contribueixen a una major probabilitat de detecció d'objectius en reduir la possibilitat d'obscuració per la pantalla d'arbres, edificis o altres objectes. Una taxa de revisites ràpida esdevé fonamental per proporcionar una trajectòria intacta quan un objectiu es mou en un trànsit dens o està temporalment obstruït, encara que només sigui per arbres al llarg d'una carretera.
Referències
Categoria:Radars