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Resolución de ambigüedad de frecuencia

Señal Doppler muestreada con una frecuencia de pulso cercana a la frecuencia Doppler.

La resolución de ambigüedad de frecuencia se utiliza para encontrar la velocidad real del objetivo en sistemas de radar de frecuencia de repetición de pulsos (PRF) media. Esto se utiliza con radares Doppler de pulso .

Definición

El aliasing de velocidad radial ocurre cuando los reflejos llegan desde reflectores que se mueven lo suficientemente rápido como para que la frecuencia Doppler exceda la frecuencia de repetición de pulsos (PRF).

Se requiere resolución de ambigüedad de frecuencia para obtener la velocidad radial real cuando las mediciones se realizan utilizando un sistema donde la siguiente desigualdad es verdadera.

Las mediciones de velocidad radial realizadas de esta manera producen una función módulo de la velocidad radial real.

Teoría

La pulsación del radar provoca un fenómeno llamado aliasing , que ocurre cuando la frecuencia Doppler creada por el movimiento del reflector excede la frecuencia de repetición de pulsos (PRF). [1]

Este concepto está relacionado con la resolución de ambigüedad de rango .

El desplazamiento de frecuencia Doppler se introduce en las señales reflejadas utilizadas por el radar.

Operación

Cuando el desplazamiento de frecuencia Doppler excede la frecuencia de muestreo, la frecuencia se reduce. Esta limitación se denomina frecuencia de muestreo de Nyquist . Esto introduce una operación de módulo en la frecuencia aparente de la señal reflejada.

La velocidad ambigua es la siguiente.

La frecuencia se pliega para objetivos de alta velocidad donde la velocidad radial produce un cambio de frecuencia por encima de la frecuencia de Nyquist . La velocidad real del objetivo se puede plegar mediante una operación de módulo producida por el proceso de muestreo.

La frecuencia de Nyquist también cambiará cuando se cambie el PRF.

Esto se explica mejor usando un ejemplo con dos PRF diferentes, aunque los sistemas reales utilizan un método diferente.

En el ejemplo, PRF A puede detectar una velocidad real de hasta 600 MPH y PRF B puede detectar una velocidad real de hasta 500 MPH.

La velocidad aparente de PRF A cae dentro del filtro de 200 MPH, y la velocidad aparente de PRF B cae dentro del filtro de 400 MPH. Esta combinación coloca la velocidad objetivo real en 1400 MPH (2x6+2 o 2x5+4). Esto se puede ver gráficamente cuando los intervalos de rango se apilan de extremo a extremo como se muestra a continuación.

"A" representa las posibilidades de velocidad objetivo para PRF A y "B" representa las posibilidades de velocidad objetivo para PRF B.

Esta técnica de procesamiento de señales de resolución de ambigüedad de frecuencia determina la velocidad real.

La resolución de ambigüedades se implementa normalmente con una tabla de consulta. Esto también se puede implementar como una función de convolución , donde las amplitudes de espectro de una PRF se aplican a muestras de espectro de la otra PRF como una función de ventana deslizante. [2]

Limitaciones

Las técnicas de procesamiento son ligeramente más complicadas cuando hay más de una reflexión a la misma distancia con una velocidad radial ligeramente diferente.

Referencias

  1. ^ "Muestreo y alias". Universidad Tecnológica de Curtin. Archivado desde el original el 27 de julio de 2011. Consultado el 3 de agosto de 2011 .
  2. ^ "Ventana corrediza". Radartutorial.