रडार संवेदन और संकल्प. पीट और सैप्रोपेल जमाओं के अध्ययन के लिए रडार विधि

बच्चों के लिए ज्वरनाशक दवाएं बाल रोग विशेषज्ञ द्वारा निर्धारित की जाती हैं। लेकिन बुखार के साथ आपातकालीन स्थितियाँ होती हैं जब बच्चे को तुरंत दवा देने की आवश्यकता होती है। तब माता-पिता जिम्मेदारी लेते हैं और ज्वरनाशक दवाओं का उपयोग करते हैं। शिशुओं को क्या देने की अनुमति है? आप बड़े बच्चों में तापमान कैसे कम कर सकते हैं? कौन सी दवाएँ सबसे सुरक्षित हैं?

विधि के अनुप्रयोग का संक्षिप्त विवरण और उदाहरण

जियोराडार उपसतह सेंसिंग की विधि (आम तौर पर स्वीकृत शब्दावली में जियोराडार है; अंग्रेजी साहित्य में इस विधि को "ग्राउंड पेनेट्रेटिंग रडार" या जीपीआर कहा जाता है।) एक माध्यम में विद्युत चुम्बकीय तरंगों के प्रसार के अध्ययन पर आधारित है। विधि का विचार विद्युत चुम्बकीय तरंगों के स्पंदों का उत्सर्जन करना और जांचे गए माध्यम की परतों के बीच इंटरफेस से प्रतिबिंबित संकेतों को रिकॉर्ड करना है जिनमें ढांकता हुआ स्थिरांक में अंतर होता है। . अध्ययन किए गए वातावरण में इस तरह के इंटरफेस हैं, उदाहरण के लिए, सूखी और नमी-संतृप्त मिट्टी (भूजल स्तर) के बीच संपर्क, विभिन्न लिथोलॉजिकल संरचना की चट्टानों के बीच संपर्क, चट्टान और कृत्रिम संरचना की सामग्री के बीच, जमी हुई और पिघली हुई मिट्टी के बीच, चट्टान और चट्टानों के बीच संपर्क। ढीली चट्टानें, आदि। (तरंग पैटर्न के गठन का आरेख चित्र में दिखाया गया है)।

गहराई एच पर स्थित एक पाइप से विवर्तित विद्युत चुम्बकीय तरंग के गठन की योजना और विभिन्न ढांकता हुआ स्थिरांक के साथ मीडिया के बीच इंटरफेस से परिलक्षित एक लहर: गहराई (ए) और समय (बी) अनुभाग।

ग्राउंड पेनेट्रेटिंग रडार की मदद से हल की गई सभी समस्याओं को अनुसंधान विधियों, प्रसंस्करण विधियों, विद्युत चुम्बकीय तरंगों के क्षेत्र में अनुसंधान वस्तुओं को प्रदर्शित करने के प्रकार और प्रत्येक समूह की विशेषता वाले परिणामों को प्रस्तुत करने के साथ दो बड़े समूहों में विभाजित किया जा सकता है। पहले समूह में भूवैज्ञानिक, हाइड्रोजियोलॉजिकल और भू-तकनीकी कार्य शामिल हैं, जैसे मानचित्रण:

ढीली तलछट के नीचे चट्टानी सतहें;
भूजल स्तर और जल संतृप्ति की अलग-अलग डिग्री वाली परतों के बीच की सीमाएँ;
रेत, मिट्टी, पीट, आदि;
जमी हुई मिट्टी;
पानी की परत की मोटाई का निर्धारण और उपतल तलछट का मानचित्रण;
बर्फ और बर्फ की मोटाई.

कार्यों के दूसरे समूह में स्थानीय वस्तुओं की खोज, इंजीनियरिंग संरचनाओं का निरीक्षण, सामान्य स्थिति का उल्लंघन शामिल है, उदाहरण के लिए:

भूमिगत गुहाओं की खोज करें;
पुलों और सड़क सतहों का निरीक्षण;
संचार की मैपिंग (पाइपलाइन और केबल);
कंक्रीट संरचनाओं का निरीक्षण;
लवणीय मिट्टी;
अशांत प्राकृतिक मिट्टी की घटना वाले अनुभाग के अनुभाग - पुनः प्राप्त भूमि, बैकफ़िल्ड उत्खनन।

वह। वर्तमान में, ग्लेशियरों और जमी हुई चट्टानों के अध्ययन को छोड़कर, लक्ष्य वस्तुओं (0.2 - 15 मीटर) की अपेक्षाकृत उथली गहराई पर अनुसंधान में जीपीआर का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, जिसमें उच्च प्रतिरोध के कारण गहराई बढ़ जाती है।

जियोराडार एक ऑपरेटर द्वारा संचालित एक डिजिटल, पोर्टेबल भूभौतिकीय उपकरण है, जिसे भू-तकनीकी, भूवैज्ञानिक, पर्यावरण, इंजीनियरिंग और अन्य समस्याओं की एक विस्तृत श्रृंखला को हल करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जहां पर्यावरण की परिचालन निगरानी की आवश्यकता होती है, मिट्टी के खंड प्राप्त करने के लिए जिन्हें ड्रिलिंग की आवश्यकता नहीं होती है या उत्खनन. साउंडिंग के दौरान, ऑपरेटर को रडार प्रोफाइल (जिसे रडारग्राम कहा जाता है) के रूप में डिस्प्ले पर वास्तविक समय में जानकारी प्राप्त होती है। साथ ही, डेटा को आगे के उपयोग (प्रसंस्करण, मुद्रण, व्याख्या, आदि) के लिए कंप्यूटर की हार्ड ड्राइव पर रिकॉर्ड किया जाता है।

बदली जाने योग्य एंटीना मॉड्यूल का एक सेट एक विस्तृत आवृत्ति रेंज (16 - 2000 मेगाहर्ट्ज) पर जांच करने की क्षमता प्रदान करता है। किसी विशेष एंटीना प्रणाली का उपयोग ध्वनि के दौरान हल होने वाली समस्या से निर्धारित होता है। जांच की आवृत्ति बढ़ाने से समाधान में सुधार होता है; लेकिन साथ ही माध्यम में विद्युत चुम्बकीय तरंग का क्षीणन बढ़ जाता है, जिससे जांच की गहराई में कमी आ जाती है; इसके विपरीत, आवृत्ति को कम करके, आप जांच की गहराई को बढ़ा सकते हैं, लेकिन आपको इसके लिए रिज़ॉल्यूशन को ख़राब करके भुगतान करना होगा। इसके अलावा, जैसे-जैसे आवृत्ति घटती है, जियोराडार का प्रारंभिक असंवेदनशीलता क्षेत्र (तथाकथित मृत क्षेत्र) बढ़ता है।

उपयोग किए गए एंटीना के आधार पर रिज़ॉल्यूशन, डेड ज़ोन और जांच की गहराई की निर्भरता की एक तालिका नीचे दी गई है। यह माना जाता है कि 4 के सापेक्ष ढांकता हुआ स्थिरांक और 1-2 डीबी/मीटर के विशिष्ट क्षीणन वाली मिट्टी की जांच की जा रही है। गहराई से हमारा तात्पर्य 1 के प्रतिबिंब गुणांक के साथ एक सपाट सीमा का पता लगाने की गहराई से है। यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि ये डेटा बहुत अनुमानित हैं, वे दृढ़ता से जांचे गए माध्यम के मापदंडों पर निर्भर करते हैं।

पैरामीटर	केंद्र आवृत्ति
पैरामीटर	2 गीगाहर्ट्ज	900 मेगाहर्ट्ज	500 मेगाहर्ट्ज	300 मेगाहर्ट्ज	150 मेगाहर्ट्ज	75 मेगाहर्ट्ज	38 मेगाहर्ट्ज
संकल्प, एम	0.06 — 0.1	0.2	0.5	1.0	1.0	2.0	4.0
मृत क्षेत्र, एम	0.08	0.1-0.2	0.25-0.5	0.5-1.0	1.0	2.0	4.0
गहराई, मी	1.5-2	3-5	7-10	10-15	7-10	10-15	15-30

आधुनिक जीपीआर को प्रतिकूल जलवायु वाले दुर्गम क्षेत्रों में काम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है और इसका उपयोग वर्ष के किसी भी समय किया जा सकता है (जीपीआर ऑपरेटिंग तापमान -20...+40°C)।

कुछ (बहुत कम) समस्याओं को हल करने के लिए विधि को लागू करने के उदाहरण नीचे दिए गए हैं।

	जमीन में 1 - 1.5 मीटर की गहराई तक दबे तीन धातु के पाइपों की खोज। प्रत्येक पाइप हाइपरबोला के रूप में एक प्रक्षेपवक्र संकेत देता है, जिसका शीर्ष उसके स्थान से मेल खाता है। ध्वनि आवृत्ति 900 मेगाहर्ट्ज। ध्वनि स्थान - डौगावपिल्स, लातविया के पास।
	दोमट की परत के नीचे चूना पत्थर में कार्स्ट गुहा की खोज। प्रोफ़ाइल के बाईं ओर बारी-बारी से धारियों के रूप में गुहा (गोलाकार) दिखाई देती है। लोम को निरंतर संकेत के रूप में शीर्ष पर दिखाया गया है। जांच आवृत्ति 300 मेगाहर्ट्ज। ध्वनि स्थल इजराइल के मृत सागर का तट है।
	एक ईंट की दीवार की जाँच करना. प्रोफ़ाइल के मध्य में, दीवार में बने धातु कैबिनेट से संकेत स्पष्ट रूप से दिखाई देता है। जांच आवृत्ति 2 गीगाहर्ट्ज़। ध्वनि स्थान: रीगा, लातविया।
	प्लास्टिक की नाव के नीचे से झील की रूपरेखा बनाना। 500 मेगाहर्ट्ज परिरक्षित एंटीना का उपयोग किया गया था। गाद में धातु की वस्तुएं बहुत स्पष्ट रूप से दिखाई देती हैं (चित्र में एमओ के रूप में दर्शाया गया है)।
	यह प्रोफ़ाइल एक नमक खदान बहाव की दीवार की जांच करके प्राप्त की गई थी। पड़ोसी बहाव से कई अतिपरवलय के रूप में संकेत स्पष्ट रूप से दिखाई देते हैं। बहावों के बीच की दूरी लगभग 7.5 मीटर है। जांच आवृत्ति 500 मेगाहर्ट्ज। ध्वनि स्थान: मिर्नी, रूस।

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2018

बिल्डिंग सूचना मॉडलिंग में लेजर स्कैनिंग का अनुप्रयोग

इमारतों और संरचनाओं के डिजाइन, निर्माण और संचालन में उत्पन्न होने वाले आधुनिक कार्यों के लिए त्रि-आयामी अंतरिक्ष में डेटा की प्रस्तुति की आवश्यकता होती है, जो उच्च सटीकता और पूर्णता के साथ इमारतों, संरचनाओं, स्थिति और स्थलाकृति के हिस्सों की सापेक्ष स्थिति का वर्णन करती है।

लिवशिट्स एम. माप उपकरणों का संकल्प // क्वांटम। - 2002. - नंबर 3. - पी. 35-36।

"क्वांट" पत्रिका के संपादकीय बोर्ड और संपादकों के साथ विशेष समझौते से

हर कोई जानता है कि एक माइक्रोस्कोप की आवश्यकता होती है, उदाहरण के लिए, एक मंच पर रोगाणुओं की संख्या गिनने के लिए, एक दूरबीन - आकाश में तारों की गिनती करने के लिए, एक रडार - आकाश में विमानों की संख्या और दूरी निर्धारित करने के लिए उन्हें।

इस लेख में हम भौतिक उपकरणों की सबसे महत्वपूर्ण संपत्ति - उनके संकल्प, यानी के बारे में बात करेंगे। माप प्रक्रिया के दौरान पहचानी गई माप वस्तुओं के सबसे छोटे विवरण का परिमाण। यह रिज़ॉल्यूशन है जो उपयोग किए गए मीटर की गुणवत्ता की मुख्य विशेषता है (माप की सटीकता से भी अधिक महत्वपूर्ण)। उदाहरण के लिए, इसकी गुणवत्ता न केवल सूक्ष्मदर्शी के आवर्धन पर निर्भर करती है। यदि माइक्रोस्कोप उपकरण वस्तु के पर्याप्त छोटे विवरणों की अलग-अलग धारणा प्रदान नहीं करता है, तो परिणामी छवि आवर्धन में उल्लेखनीय वृद्धि के साथ भी बेहतर नहीं होगी। हमें केवल संबंधित वस्तु की एक बड़ी, लेकिन उतनी ही धुंधली तस्वीर मिलेगी। इसके अलावा, माप त्रुटियाँ स्वयं समाधान के बाद ही निर्धारित की जा सकती हैं, अर्थात। वस्तु के इस भाग को दूसरों से चुनने के बाद।

हम दिखाएंगे कि दूरस्थ (गैर-संपर्क) मीटरों के कौन से भौतिक गुण उनका उपयोग करते समय प्राप्त रिज़ॉल्यूशन को सीधे प्रभावित करते हैं और ऐसे उपकरणों के रिज़ॉल्यूशन को बेहतर बनाने के लिए किन तरीकों का उपयोग किया जा सकता है।

सबसे पहले, आइए एक मात्रात्मक मूल्यांकन दें। माप प्रक्रिया के दौरान किसी दिए गए उपकरण द्वारा वस्तुओं के जितने बारीक विवरण की पहचान की जा सकती है, उसका रिज़ॉल्यूशन उतना ही बेहतर (उच्च) होगा। विभिन्न उपकरणों के लिए, उद्देश्यों और विधियों के आधार पर संकल्प शक्ति की मात्रा निर्धारित करने के लिए अलग-अलग परिभाषाएँ और अलग-अलग सूत्र हैं: उदाहरण के लिए, क्या किसी वस्तु (माइक्रोस्कोप, दूरबीन, दूरबीन) के विवरण का संकल्प या उत्सर्जन स्पेक्ट्रम (प्रिज्म) में अलग-अलग रेखाओं का संकल्प , विवर्तन झंझरी और अन्य वर्णक्रमीय उपकरण) का मूल्यांकन किया जाता है), क्या कई लक्ष्यों के निर्देशांक के अवलोकन और माप की स्वतंत्रता का उपयोग किया जाता है (रडार, सोनार, पशु इकोलोकेटर), आदि। हालाँकि, रिज़ॉल्यूशन के मात्रात्मक मूल्यांकन के लिए आम तौर पर स्वीकृत आधार रेले मानदंड है, जो मूल रूप से दो बिंदु प्रकाश स्रोतों (दोहरे सितारों के रिज़ॉल्यूशन) के अलग-अलग अवलोकन के मामले के लिए स्थापित किया गया है। इसका सामान्यीकरण, जो इस मानदंड को विभिन्न मामलों में उपयोग करने की अनुमति देता है, निम्नानुसार किया जाता है।

मान लें कि मापने वाले उपकरण पर इनपुट प्रभाव एक अंतराल Δ द्वारा अलग किए गए दो शिखरों से बना है एक्स; इस मामले में, प्रत्येक शिखर से डिवाइस के आउटपुट पर अधिक फैलाव के रूप में एक "प्रतिक्रिया" प्राप्त होती है एक्सपरिमित चौड़ाई का एक विस्फोट, डिवाइस के गुणों को दर्शाता है और हार्डवेयर फ़ंक्शन कहा जाता है (चित्र 1)। तब रेले रिज़ॉल्यूशन को न्यूनतम अंतराल Δ कहा जाता है एक्सदो चोटियों के प्रभावों के बीच न्यूनतम, जिस पर कुल प्रतिक्रिया में अभी भी एक दोहरे कूबड़ वाले वक्र का रूप होता है (चित्र 2, ए)। यदि हम Δ को कम करते हैं एक्स, कुल विस्फोट का शीर्ष चपटा हो जाता है और विस्फोट एक में विलीन हो जाता है (चित्र 2, बी)।

रिमोट सेंसर में उपयोग की जाने वाली तरंगों के कौन से पैरामीटर रिज़ॉल्यूशन निर्धारित करते हैं? यह पता चला है कि यह पैरामीटर तरंगों की सुसंगतता की डिग्री है (लैटिन शब्द "सुसंगत" का अर्थ है "जुड़ा हुआ")।

सबसे पहले, आइए दोलनों की सुसंगतता को याद रखें। यदि अवलोकन समय के दौरान दोलनों के चरण अंतर और आयाम अनुपात स्थिर रहते हैं तो दोलनों को सुसंगत कहा जाता है। सबसे सरल मामले में, दो साइनसॉइडल दोलन \(~A \cos (\omega t + \alpha)\) और \(~B \cos (\omega t + \beta)\) सुसंगत हैं, जहां ए, में, α और β - स्थिर मान. चूंकि तरंग प्रक्रियाएं अंतरिक्ष में उन सभी बिंदुओं पर दोलनों द्वारा निर्धारित की जाती हैं जहां ये तरंगें मौजूद हैं, तरंगों की सुसंगतता के लिए एक आवश्यक शर्त अवलोकन समय के दौरान तरंग के प्रत्येक दिए गए बिंदु पर होने वाले दोलनों की सुसंगतता है।

तरंग असंगति की एक अधिक सामान्य और संक्षिप्त परिभाषा यह है कि प्रकाश की किरणें या अन्य तरंगें असंगत होंगी यदि अंतरिक्ष में सभी बिंदुओं पर दोलनों के बीच चरण अंतर, जहां ये तरंगें सह-अस्तित्व में हैं, अवलोकन समय के दौरान बार-बार और अनियमित रूप से बदलती हैं।

अब हम मीटर के रिज़ॉल्यूशन और तरंग सुसंगतता की डिग्री के बीच संबंध स्थापित करने का प्रयास करेंगे। यह रडार के उदाहरण का उपयोग करके सबसे स्पष्ट रूप से किया जा सकता है - रेडियो तरंगों का उपयोग करके वस्तुओं का स्थान निर्धारित करने की एक विधि।

आइए हम पल्स रडार स्टेशन (रडार) के संचालन सिद्धांत को संक्षेप में याद करें। चित्र 3 रडार का ब्लॉक आरेख दिखाता है। यहाँ 1 - ट्रांसमीटर, 2 - एंटीना स्विच, 3 - एंटीना, 4 - एंटीना विकिरण पैटर्न, 5 - रिसीवर, 6 - सूचक. रडार ट्रांसमीटर, एक संकीर्ण दिशा वाले एंटीना का उपयोग करते हुए, समय-समय पर रेडियो तरंगों की अल्पकालिक ट्रेनों (तथाकथित जांच, यानी, "जांच" दालों) के साथ अंतरिक्ष को विकिरणित करता है। ऐन्टेना (या अन्य तरीकों) को घुमाकर, रेडियो तरंगों के विकिरण की दिशा बदल दी जाती है और, इस प्रकार, अंतरिक्ष के एक बड़े या छोटे क्षेत्र की क्रमिक जांच की जाती है (या एक गोलाकार दृश्य)। विभिन्न लक्ष्यों से परावर्तित तरंगें (आमतौर पर एक ही एंटीना के माध्यम से) रडार रिसीवर तक पहुंचती हैं। इस मामले में, लक्ष्य के कोणीय निर्देशांक का निर्धारण एंटीना विकिरण और रिसेप्शन पैटर्न के उपयोग पर आधारित है। लेकर डीविलंब समय को मापकर उत्पादित किया गया टीजांच पल्स के उत्सर्जन के क्षण के सापेक्ष लक्ष्य से प्रतिबिंबित पल्स के आगमन की झपकी:

\(~D = \frac(c t_(zap))(2)\) ,

कहाँ सी- प्रकाश की गति। विभाजक में दो दिखाई देते हैं क्योंकि विलंब समय जांच पल्स को लक्ष्य तक पहुंचने में लगने वाले समय और परावर्तित पल्स को रडार तक पहुंचने में लगे समय का योग है।

रडार का कोणीय विभेदन सबसे छोटा कोण अंतर Δ है α एक ही सीमा पर स्थित दो लक्ष्यों की दिशाओं के बीच, जिस पर उनसे परावर्तित स्पंदन अलग-अलग देखे जाते हैं। यह देखना आसान है कि यह स्थानिक असंगति के सबसे सरल मामले से मेल खाता है: उन लक्ष्यों को हल किया जाता है (कोण द्वारा) जिन्हें "रोशनी" रडार विकिरण द्वारा एक साथ नहीं मारा जा सकता है, क्योंकि उन पर दिशाएं एंटीना विकिरण की चौड़ाई से भिन्न होती हैं पैटर्न (चित्र 4)।

रडार का रेंज रेजोल्यूशन सबसे छोटी दूरी δ है आरएक ही दिशा में स्थित दो लक्ष्यों के बीच, जिसमें उन्हें अलग-अलग देखा जाता है। तथाकथित शास्त्रीय राडार में, निरंतर आयाम की एक साइनसॉइडल तरंग ट्रेन का उपयोग जांच पल्स के रूप में किया जाता था। यह, विशेष रूप से, इस तथ्य से समझाया गया है कि ऐसी ट्रेन बनाना आसान है: यह उच्च आवृत्ति जनरेटर (उदाहरण के लिए, एक मैग्नेट्रोन) पर निरंतर उच्च वोल्टेज को संक्षेप में लागू करने के लिए पर्याप्त है। ट्रेन संरचना की एकरूपता इस तथ्य की ओर ले जाती है कि विभिन्न लक्ष्यों से परावर्तित तरंगों की आवृत्ति समान होगी (यदि वे समान गति से रडार की ओर बढ़ती हैं या यदि डॉपलर प्रभाव की उपेक्षा की जा सकती है), परावर्तित के पारस्परिक ओवरलैप के भीतर पल्स वे सुसंगत होंगे, और लक्ष्य पूरी तरह से अलग हो जाएंगे यह काम नहीं करेगा। दो लक्ष्यों से परावर्तित स्पंदन केवल तभी असंगत होंगे जब वे रडार रिसीवर पर आगमन के समय में मेल नहीं खाते हैं और इसलिए संकेतक स्क्रीन पर ओवरलैप नहीं होते हैं (चित्र 5)।

इस प्रकार, इन राडार का रेंज रिज़ॉल्यूशन है

\(~\डेल्टा आर = \frac(c \tau)(2)\) ,

कहाँ τ - नाड़ी अवधि। हम कह सकते हैं कि विचाराधीन राडार में, विभिन्न लक्ष्यों से आने वाले परावर्तित संकेतों की असंगति अपने सरलतम रूप में प्रकट होती है: समय में उनके संयोग की अनुपस्थिति के रूप में।

जैसा कि अंतिम सूत्र से देखा जा सकता है, रेंज रिज़ॉल्यूशन को बढ़ाने के लिए पल्स अवधि को कम करना आवश्यक है τ . लेकिन यह अनिवार्य रूप से आवृत्ति बैंड के अनुरूप विस्तार की ओर ले जाता है। तथ्य यह है कि, एक ओर, अवधि के बीच एक मौलिक संबंध है τ संकेत (उदाहरण के लिए, एक टूटा हुआ साइनसॉइड) और चौड़ाई Δ ν इसका स्पेक्ट्रम (आवृत्ति पैमाने पर), जिसमें मुख्य नाड़ी ऊर्जा केंद्रित है:

\(~\Delta \nu \लगभग \frac(1)(\tau)\) .

दूसरी ओर, यह बिल्कुल स्पष्ट है कि लक्ष्य का पता लगाने की सीमा जांच की ऊर्जा और इसलिए, लौटने वाली पल्स द्वारा निर्धारित की जाती है। इसका मतलब यह है कि जब पल्स छोटा हो जाता है, तो ट्रांसमीटर शक्ति को तदनुसार बढ़ाना पड़ता है, जो आसान काम नहीं है।

इस स्थिति से बाहर निकलने के रास्ते की तलाश में, राडार ने इसकी अवधि को बदले बिना पल्स बैंडविड्थ को बढ़ाने का रास्ता अपनाया है: साइनसॉइडल से जांच पल्स की अधिक जटिल आंतरिक संरचना की ओर बढ़ते हुए। इस प्रकार रैखिक आवृत्ति संग्राहक (चिरप) जांच करने वाले दालों वाले रडार दिखाई दिए (चित्र 6)। इस मामले में, यह पता चलता है कि सिग्नल की अवधि और चौड़ाई के बीच का संबंध अब पल्स अवधि के लिए सही नहीं रहेगा τ छोटा सा भूत, और सुसंगति समय के लिए τ कोग:

\(~\tau_(kog) \लगभग \frac(1)(\Delta \nu)\) , जहां \(~\Delta \nu >> \frac(1)(\tau_(imp))\).

सच है, इस उद्देश्य के लिए रडार रिसीवर में एक अतिरिक्त विशेष फ़िल्टर पेश किया जाता है, जिसकी मदद से प्राप्त पल्स को एक अवधि तक संपीड़ित किया जाता है τ एस = τ kog. अब रडार स्क्रीन पर पल्स को साइनसॉइडल पल्स का उपयोग करते समय की तुलना में लक्ष्य के बीच बहुत कम दूरी पर अलग किया जाएगा:

\(~\डेल्टा आर = \frac(c \tau_s)(2)<< \frac{c \tau_{imp}}{2}\) ,

यह रिमोट मीटर के रिज़ॉल्यूशन और तरंग सुसंगतता की डिग्री के बीच अटूट संबंध की पुष्टि करता है: मीटर के रिज़ॉल्यूशन को बढ़ाने (सुधारने) के लिए, उपयोग की जाने वाली तरंगों की सुसंगतता को खराब करना आवश्यक है।

यह ध्यान रखना दिलचस्प है कि जीवित प्रकृति में इस दिशा में विकास और भी आगे बढ़ गया है। उदाहरण के लिए, चमगादड़ों के साथ, जिनके इकोलोकेटर भी चहचहाहट जांचने वाली दालों का उपयोग करते हैं, तथाकथित "फुसफुसाते हुए" चमगादड़ भी हैं जो और भी अधिक ब्रॉडबैंड शोर दालों का उपयोग करते हैं, यानी। "सफ़ेद" शोर द्वारा नियंत्रित उच्च-आवृत्ति दालें। वे काफी कम विकिरण शक्तियों पर लक्ष्य का पता लगाते हैं, साथ ही अपने लोकेटरों को हस्तक्षेप से बेहतर सुरक्षा भी प्रदान करते हैं, खासकर आपसी हस्तक्षेप से जो तब होता है जब इन चमगादड़ों के बड़े समूह एक साथ कीड़ों का शिकार करते हैं।

आविष्कार एकल अल्ट्रा-वाइडबैंड (यूडब्ल्यूबी) पल्स सिग्नल का उपयोग करके रडार सेंसिंग के क्षेत्र से संबंधित है और इसका उपयोग आस-पास की कई वस्तुओं की जांच करते समय किया जा सकता है, उदाहरण के लिए डामर फुटपाथ की परतें। विधि में एन-लोब प्रोबिंग रेडियो पल्स उत्सर्जित करना, परावर्तित सिग्नल को लगातार प्राप्त करना, चयनित समय विंडो में इसे एन-1 बार एकीकृत करना, अध्ययन की वस्तुओं से संकेतों का पता लगाना और उनका मूल्यांकन करना शामिल है। आविष्कार का प्राप्त तकनीकी परिणाम यूडब्ल्यूबी सेंसिंग की रिज़ॉल्यूशन सटीकता को बढ़ाना है। 6 बीमार.

आविष्कार टी अवधि के साथ अल्ट्रा-वाइडबैंड (यूडब्ल्यूबी) पल्स सिग्नल का उपयोग करके रडार सेंसिंग के क्षेत्र से संबंधित है और इसका उपयोग कई वस्तुओं की जांच करते समय किया जा सकता है, जिनके बीच की दूरी एल सीटी के बराबर है, जहां सी माध्यम में प्रकाश की गति है , अर्थात। ऐसी स्थितियों में जहां अध्ययन की कई वस्तुओं से प्रतिबिंबित संकेत एक-दूसरे को ओवरलैप करते हैं। यह समस्या उत्पन्न होती है, उदाहरण के लिए, उपसतह मिट्टी की परतों की जांच करते समय, विशेष रूप से बहुपरत डामर सड़क सतहों में।

यह ज्ञात है, पी. 24, कि कोई भी सिग्नल एस(टी) जिसे एंटीना द्वारा उत्सर्जित किया जा सकता है, उसे इस शर्त को पूरा करना होगा: जिसमें एकल मल्टी-लोब यूडब्ल्यूबी रडार साउंडिंग सिग्नल भी शामिल है।

कई निकटवर्ती अनुसंधान वस्तुओं की यूडब्ल्यूबी रडार सेंसिंग का उपयोग करते समय, एक और दूसरी वस्तु से प्राप्त संकेतों को हल करने में समस्या उत्पन्न होती है। यह समस्या हस्तक्षेप, अपूर्ण संचारण और प्राप्त करने वाले उपकरणों और कई अन्य कारकों की उपस्थिति से बढ़ जाती है।

अध्ययन की वस्तु से परावर्तित रडार सिग्नल को पूर्व-प्रसंस्करण करने का पारंपरिक तरीका इसका पता लगाना है - एक कम आवृत्ति फ़ंक्शन का चयन - रेडियो पल्स का आयाम (जटिल) आवरण। यूडब्ल्यूबी सिग्नल के साथ काम करते समय, हिल्बर्ट ट्रांसफॉर्म का उपयोग करके प्राप्त यूडब्ल्यूबी सिग्नल का आयाम लिफाफा हमेशा इसके आकार पृष्ठ 17 की विशेषताओं को सही ढंग से प्रतिबिंबित नहीं करता है। इस मामले में, यूडब्ल्यूबी संकेतों के संभावित उच्च रिज़ॉल्यूशन का एहसास नहीं होता है।

ज्ञात पेटेंट आरयू 2141674 - अल्ट्रा-वाइडबैंड रडार सेंसिंग की एक विधि, जिसमें एक एंटीना के साथ एक पल्स उत्सर्जित करना, दूसरे के साथ इस पल्स को प्राप्त करना - एक दूरस्थ एंटीना, प्राप्त पल्स में देरी होती है, फिर से विकिरण होता है और स्थित एंटीना द्वारा प्राप्त किया जाता है। प्राथमिक विकिरण का स्थान. यह विधि एंटीना और आसपास के संरचनात्मक तत्वों से प्राप्त संकेतों को समय पर अलग करने की अनुमति देती है। इस पद्धति से, परावर्तित संकेतों के अस्थायी पृथक्करण द्वारा समाधान समस्या का समाधान किया जाता है।

इस पद्धति का नुकसान इस तथ्य के कारण आवेदन का सीमित दायरा है कि अध्ययन की कई वस्तुओं से प्रतिबिंबित संकेतों के समय में कृत्रिम पृथक्करण की संभावना शायद ही कभी पैदा होती है।

दावा की गई विधि के सबसे करीब यह है कि वे एक एन-लोब प्रोबिंग रेडियो पल्स उत्सर्जित करते हैं, चयनित समय विंडो में लगातार प्रतिबिंबित संकेत प्राप्त करते हैं, अध्ययन की वस्तुओं से संकेतों का पता लगाते हैं और उनका मूल्यांकन करते हैं। समाधान समस्या को हल करने के लिए, निर्धारित करें:

उत्सर्जक से प्राप्तकर्ता एंटीना तक सीधा संचरण संकेत (खुली जगह की जांच करते समय), जिसे पर्यावरण की बाद की जांच के दौरान प्राप्त सिग्नल से घटा दिया जाता है;

धातु शीट की जांच करते समय पूर्ण प्रतिबिंब संकेत, जिसका उपयोग बाद की जांच को कैलिब्रेट करने के लिए किया जाता है।

आगे के सिग्नल को अनुसंधान वस्तुओं से प्राप्त सिग्नल से घटा दिया जाता है। फिर एक-एक करके निकटतम प्रतिक्रिया का पता लगाया जाता है और, ज्ञात कुल प्रतिबिंब सिग्नल के क्षीणन को ध्यान में रखते हुए, इसे प्राप्त सिग्नल से घटा दिया जाता है। इस प्रकार, प्राप्त संकेतों को हल करना सैद्धांतिक रूप से संभव है।

इस पद्धति का नुकसान कम सटीकता है। सबसे पहले, माध्यम से गुजरने वाला एक संकेत आवृत्ति स्पेक्ट्रम को बदलता है, और इसलिए न केवल आयाम, बल्कि इसका आकार भी बदलता है। परिणामस्वरूप, कुल परावर्तन संकेत को अंशांकन संकेत के रूप में उपयोग करना अनुपयुक्त हो जाता है। दूसरे, प्रसंस्करण की पुनरावर्ती प्रकृति, जिसमें प्रत्येक नई वस्तु को पिछली वस्तु की खोज के परिणामों के आधार पर खोजा जाता है, त्रुटियों के संचय की ओर ले जाती है।

इस आविष्कार द्वारा हल की गई समस्या आस-पास की वस्तुओं से प्रतिबिंबित यूडब्ल्यूबी सेंसिंग के रिज़ॉल्यूशन को बढ़ाना है, और इसलिए रडार सेंसिंग से अधिक और बेहतर गुणवत्ता वाली जानकारी प्राप्त करना है।

अल्ट्रा-वाइडबैंड रडार सेंसिंग के रिज़ॉल्यूशन को बढ़ाने के लिए एक विधि में उत्पन्न समस्या को हल करने के लिए, जिसमें एन-लोब प्रोबिंग रेडियो पल्स का उत्सर्जन करना, चयनित समय विंडो में लगातार प्रतिबिंबित सिग्नल प्राप्त करना, अध्ययन की वस्तुओं से संकेतों का पता लगाना और उनका मूल्यांकन करना शामिल है। , चयनित समय विंडो एन -1 समय में प्रतिबिंबित सिग्नल को एकीकृत करना, और अध्ययन की वस्तुओं से संकेतों का पता लगाने और मूल्यांकन करने के लिए एकीकरण के परिणामों का उपयोग करना।

प्रस्तावित विधि और प्रोटोटाइप के बीच एक महत्वपूर्ण अंतर यह है कि जब एन-लोब रेडियो पल्स के साथ जांच की जाती है, तो प्रतिबिंबित संकेत चयनित समय विंडो एन-1 बार में एकीकृत हो जाता है।

प्रोटोटाइप प्राप्त सिग्नल से ज्ञात प्रतिक्रियाओं को घटाने के ऑपरेशन का उपयोग करता है।

एन-1 मल्टीपल इंटीग्रेशन का उपयोग, प्राप्त संकेतों को परिवर्तित करने की एक रैखिक विधि, आपको उनकी मल्टी-लोब समय संरचना को एकल-लोब में परिवर्तित करने की अनुमति देती है। चित्र 1 से पता चलता है कि एक एकल जांच के बाद तीन-लोब रेडियो पल्स दो-लोब बन जाता है, और दूसरे एकीकरण के बाद - एकल-लोब। यदि ऐसी पल्स किसी एंटीना द्वारा उत्सर्जित की जा सकती है, तो आस-पास की वस्तुओं को हल करने का कार्य बहुत सरल हो जाएगा। एक रैखिक प्रणाली के लिए प्राप्त सिग्नल को एकीकृत करना इनपुट सिग्नल को एकीकृत करने के बराबर है। इस प्रकार, आउटपुट सिग्नल को एकीकृत करने से आस-पास की वस्तुओं का रिज़ॉल्यूशन बहुत सरल हो जाता है।

आविष्कारशील विधि को निम्नलिखित ग्राफिक सामग्रियों द्वारा चित्रित किया गया है।

चित्र 1 - तीन-लोब सिग्नल के अनुक्रमिक एकीकरण के परिणाम।

चित्र 2 - तीन वस्तुओं से परावर्तित आंशिक संकेत।

चित्र 3 - तीन वस्तुओं से परावर्तित कुल संकेत।

चित्र 4 परावर्तित सिग्नल के एकल एकीकरण का परिणाम है।

चित्र 5 परावर्तित सिग्नल के दोहरे एकीकरण का परिणाम है।

आइए प्रस्तावित पद्धति को लागू करने की संभावना पर विचार करें।

रडार साउंडिंग के लिए, कम संख्या में टाइम लोब N=2-5 के साथ एकल रेडियो पल्स का उपयोग किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, एक तीन-लोब पल्स S(t), चित्र 1 में दिखाया गया है। ऐसे सिग्नलों में UWB स्पेक्ट्रम होता है। इनका प्रसंस्करण आवृत्ति अथवा समय क्षेत्र में संभव है। दोनों ही मामलों में, अध्ययन की वस्तुओं से प्रतिबिंबित संकेतों का पता लगाना, उनके आयाम, ध्रुवता, अस्थायी स्थिति और अन्य मापदंडों का मूल्यांकन करना आवश्यक है। ऐसी ध्वनियों का उपयोग, उदाहरण के लिए, सड़क की सतह परतों के अध्ययन में किया जाता है। इस मामले में, अध्ययन की वस्तुएं कोटिंग परतों की सीमाएं हैं, जो जांच संकेत को दर्शाती हैं और अलग-अलग ढांकता हुआ स्थिरांक ε हैं। मीडिया के ढांकता हुआ स्थिरांक ε के अनुपात के आधार पर, परावर्तित संकेतों में अलग-अलग ध्रुवताएं हो सकती हैं।

यदि अध्ययन की वस्तुएँ (सड़क की सतह की परतें) एक दूसरे के करीब स्थित हैं, तो परावर्तित संकेत एक दूसरे को ओवरलैप करते हैं। चित्र 2 तीन अलग-अलग परतों से प्रतिबिंबित आंशिक सिग्नल S 3i (t), (i=1, 2, 3) दिखाता है। उनमें से प्रत्येक का अपना आयाम और आकार है। सिग्नल एस 32 (टी) में विपरीत ध्रुवता है। कुल परावर्तित संकेत S 3 (t)=S 31 (t)+S 32 (t)+S 33 (t), चित्र 3, विश्लेषण के लिए बहुत कम उपयोग का है। समाधान समस्या को हल करने के लिए, जांच सिग्नल एस (टी) की अवधि को कम करना संभव है, लेकिन इससे विकास लागत में अनुचित वृद्धि या तकनीकी अव्यवहारिकता हो जाएगी।

वस्तुओं से परावर्तित सिग्नल का एकल एकीकरण चित्र 4 समाधान समस्या का समाधान नहीं करता है, बल्कि पुनः एकीकरण करता है चित्र 5 हमें परावर्तित संकेतों की अस्थायी स्थिति, ध्रुवता और आयाम का काफी सटीक अनुमान लगाने की अनुमति देता है। यह मूल्यांकन दृश्य रूप से या कंप्यूटर का उपयोग करके प्राप्त किया जा सकता है।

ध्यान दें कि प्रस्तावित रैखिक परिवर्तन की मदद से, आंशिक संकेतों के आयाम और उनके बीच की दूरी के अनुपात की बहाली उस स्थिति में भी संभव है जब सिग्नल एक दूसरे के सापेक्ष अवधि की तुलना में कम समय के लिए विलंबित होते हैं। सिग्नल स्पेक्ट्रम के केंद्रीय हार्मोनिक की अवधि, यानी संभावित सीमा संकल्प को साकार करने की स्थितियों में।

इस प्रकार, प्रस्तावित विधि यूडब्ल्यूबी रडार सेंसिंग को संभावित रिज़ॉल्यूशन के करीब अध्ययन की वस्तुओं का पता लगाने की अनुमति देती है।

आइए प्रस्तावित पद्धति के व्यावहारिक कार्यान्वयन की संभावना पर विचार करें। चित्र 6 एक उपकरण का आरेख दिखाता है जो प्रस्तावित विधि को लागू करता है, जहां:

1. यूडब्ल्यूबी सिग्नल जनरेटर।

2. ट्रांसमिटिंग एंटीना।

3. प्राप्त करने वाला एंटीना।

4. अध्ययनाधीन बहुपरत माध्यम।

5. स्ट्रोबोस्कोपिक रिसीवर।

6. नियंत्रित विलंब रेखा.

7. एनालॉग-टू-डिजिटल कनवर्टर (एडीसी)।

8. कंप्यूटर.

कंप्यूटर 8 से सिग्नल यूडब्ल्यूबी सिग्नल जनरेटर 1 को ट्रिगर करता है, जो एंटीना 2 द्वारा उत्सर्जित होता है। अध्ययन के तहत मल्टीलेयर माध्यम 4 से प्रतिबिंबित यूडब्ल्यूबी सिग्नल एंटीना 3 में प्रवेश करता है। कंप्यूटर 8 द्वारा नियंत्रित विलंब रेखा 6, ट्रिगर करता है स्ट्रोबोस्कोपिक रिसीवर 5, जो परावर्तित सिग्नल के एक तात्कालिक आयाम का चयन करता है। एनालॉग-टू-डिजिटल कनवर्टर 7 इस मान को एक कोड में परिवर्तित करता है जिसे कंप्यूटर 8 द्वारा पढ़ा जाता है। जनरेटर 1 की स्टार्टअप आवृत्ति दसियों किलोहर्ट्ज़ हो सकती है, जिसके लिए उच्च गति एडीसी 7 की आवश्यकता नहीं होती है। विलंब मान 6 रिसेप्शन विंडो सेट करता है और इसमें संदर्भ बिंदु की स्थिति. माप को कई बार दोहराकर, आप प्रतिबिंबित सिग्नल के इस नमूने के मूल्यों को औसत कर सकते हैं, और विलंब मूल्य को बदलकर, आप स्केल-टाइम के लिए चयनित समय विंडो में प्रतिबिंबित सिग्नल के संपूर्ण कार्यान्वयन को सटीक रूप से प्राप्त कर सकते हैं। परिवर्तन. इस प्रकार, बार-बार जांच के परिणामस्वरूप, रिसेप्शन विंडो में परावर्तित सिग्नल के तात्कालिक आयाम कंप्यूटर 8 की मेमोरी में संग्रहीत होते हैं। प्राप्त डिजिटल नमूनों का एकीकरण नमूनों के क्रमिक योग द्वारा किया जाता है, और इस प्रक्रिया के क्रमिक अनुप्रयोग द्वारा एकाधिक एकीकरण किया जाता है। चित्र 1-5 में, एब्सिस्सा अक्ष यूडब्ल्यूबी सिग्नल की नमूना संख्या दिखाता है। प्राप्त एकीकरण परिणामों को ऑपरेटर द्वारा या कंप्यूटर 8 में ज्ञात प्रसंस्करण विधियों द्वारा दृश्य रूप से संसाधित किया जा सकता है।

इस प्रकार, प्रस्तावित विधि तकनीकी रूप से व्यवहार्य है और अल्ट्रा-वाइडबैंड रडार सेंसिंग के रिज़ॉल्यूशन को बढ़ाना संभव बनाती है।

प्रयुक्त साहित्य की सूची

1. एस्टानिन एल.यू., कोस्टिलेव ए.ए. अल्ट्रा-वाइडबैंड रडार माप के मूल सिद्धांत। - एम.: रेडियो और संचार, 1989. - 192 पी.: बीमार।

2. पेटेंट आरयू 2141674।

3. पेटेंट एफआर 2626666।

4. रडार की सैद्धांतिक नींव / एड। वी.ई. डुलेविच। - एम.:सोव. रेडियो, 1978. - 608 पी।

अल्ट्रा-वाइडबैंड रडार सेंसिंग के रिज़ॉल्यूशन को बढ़ाने के लिए एक विधि, जिसमें एन-लोब प्रोबिंग रेडियो पल्स उत्सर्जित करना शामिल है, जहां एन = 2, 3, 4, 5..., चयनित समय विंडो में लगातार प्रतिबिंबित सिग्नल प्राप्त करना, पता लगाना अध्ययन की वस्तुओं से संकेत, अध्ययन की वस्तुओं से प्रतिबिंबित संकेतों के मापदंडों को मापना और उनका मूल्यांकन करना, इसकी विशेषता यह है कि एन-लोब रेडियो पल्स के साथ अध्ययन की वस्तु की जांच बार-बार की जाती है; परावर्तित संकेत प्राप्त करते समय, एक नियंत्रणीय विलंब मान रिसेप्शन विंडो को चयनित समय विंडो में प्रतिबिंबित सिग्नल के संपूर्ण कार्यान्वयन और संदर्भ बिंदु की स्थिति प्राप्त करने की क्षमता के साथ सेट करता है। यह रिसेप्शन एन-1 की चयनित समय विंडो में प्रतिबिंबित सिग्नल के प्राप्त नमूनों को एकीकृत करता है। कई बार, सिग्नल की एन-लोब टेम्पोरल संरचना को एकल-लोब में परिवर्तित करना, अध्ययन की आस-पास की वस्तुओं का रिज़ॉल्यूशन प्रदान करना, और अध्ययन की वस्तुओं का पता लगाने, मापने और अध्ययन की वस्तुओं से संकेतों के मापदंडों का मूल्यांकन करने के लिए एकीकरण परिणामों का उपयोग करना।

समान पेटेंट:

आविष्कार रेडियो इंजीनियरिंग से संबंधित है, मुख्य रूप से स्थिर वस्तुओं के रडार से, और, विशेष रूप से, उपसतह संवेदन के लिए उपयोग किया जा सकता है।

आविष्कार कम दूरी के रडार से संबंधित है और इसका उपयोग विमान पर स्थित एक सक्रिय रडार का उपयोग करके सीमित दूरी पर एक केंद्रित वायु लक्ष्य के संपर्क के कोण को मापने के लिए परस्पर क्रिया करने वाली वस्तुओं की गति के लिए स्वायत्त नियंत्रण प्रणालियों में किया जा सकता है।

आविष्कार कम दूरी के रडार से संबंधित है और इसका उपयोग सीमित दूरी पर परस्पर क्रिया करने वाली वस्तुओं की गति के स्वायत्त नियंत्रण के लिए उपकरणों में एक केंद्रित वायु लक्ष्य के साथ एक विमान की बैठक के कोण को मापने के लिए किया जा सकता है।

आविष्कार रेडियो इंजीनियरिंग से संबंधित है और एक प्राप्त स्टेशन का उपयोग करते समय उनके यूएचएफ ट्रांसमीटरों के उत्सर्जन द्वारा जमीन और वायु वस्तुओं की पहचान, दिशा खोजने और स्थान निर्धारित करने के लिए निष्क्रिय रेडियो निगरानी प्रणालियों में उपयोग किया जा सकता है।

यह ज्ञात है, पृष्ठ 24, कि कोई भी सिग्नल एस(टी) जिसे एंटीना द्वारा उत्सर्जित किया जा सकता है, उसे इस शर्त को पूरा करना होगा:

जिसमें एकल मल्टी-लोब यूडब्ल्यूबी रडार साउंडिंग सिग्नल शामिल है।

चित्र 1 - तीन-लोब सिग्नल के अनुक्रमिक एकीकरण के परिणाम।

चित्र 2 - तीन वस्तुओं से परावर्तित आंशिक संकेत।

चित्र 3 - तीन वस्तुओं से परावर्तित कुल संकेत।

चित्र 4 परावर्तित सिग्नल के एकल एकीकरण का परिणाम है।

चित्र 5 परावर्तित सिग्नल के दोहरे एकीकरण का परिणाम है।

आइए प्रस्तावित पद्धति को लागू करने की संभावना पर विचार करें।

वस्तुओं से परावर्तित सिग्नल का एकल एकीकरण

चित्र 4 समाधान समस्या का समाधान नहीं करता है, बल्कि पुनः एकीकरण करता है

चित्र 5 आपको परावर्तित संकेतों की अस्थायी स्थिति, ध्रुवता और आयाम दोनों का सटीक अनुमान लगाने की अनुमति देता है। यह मूल्यांकन दृश्य रूप से या कंप्यूटर का उपयोग करके प्राप्त किया जा सकता है।

1. यूडब्ल्यूबी सिग्नल जनरेटर।

2. ट्रांसमिटिंग एंटीना।

3. प्राप्त करने वाला एंटीना।

4. अध्ययनाधीन बहुपरत माध्यम।

5. स्ट्रोबोस्कोपिक रिसीवर।

6. नियंत्रित विलंब रेखा.

7. एनालॉग-टू-डिजिटल कनवर्टर (एडीसी)।

8. कंप्यूटर.

प्रयुक्त साहित्य की सूची

2. पेटेंट आरयू 2141674।

3. पेटेंट एफआर 2626666।

4. रडार की सैद्धांतिक नींव / एड। वी.ई. डुलेविच। - एम.:सोव. रेडियो, 1978. - 608 पी।

दावा

रडार संकल्प- निकट स्थित लक्ष्यों के निर्देशांक और गति मापदंडों को अलग से देखने और मापने की क्षमता।

आइए हम देखने के क्षेत्र में चार पड़ोसी प्राथमिक खंड 1, 2, 3, 4 (चित्र 2.1, बी) का चयन करें, जिनमें से प्रत्येक में एक बिंदु लक्ष्य है। तत्व 1 और 2 के कोणीय निर्देशांक समान हैं, लेकिन मात्रा के आधार पर सीमा में भिन्नता है, तत्व 1, 3 केवल दिगंश में भिन्न हैं और 1.4 - केवल ऊंचाई में, और सभी लक्ष्य अलग-अलग देखे जाते हैं। हम प्रत्येक मात्रा को तब तक कम करेंगे जब तक कि लक्ष्यों का अलग-अलग अवलोकन असंभव न हो जाए। फिर वॉल्यूम 1 होगा अनुमत मात्राऔर इसके तत्वों, सीमा, अज़ीमुथ और ऊंचाई के संदर्भ में स्टेशन के रिज़ॉल्यूशन का आकलन किया जाता है।

रेंज रिज़ॉल्यूशनएक ही दिशा में स्थित दो लक्ष्यों के बीच की न्यूनतम दूरी से अनुमान लगाया जाता है, जिस पर इन लक्ष्यों को अलग-अलग देखा जाता है।

अज़ीमुथ संकल्पसमान सीमा और ऊंचाई कोण वाले दो लक्ष्यों के अज़ीमुथ में न्यूनतम अंतर से अनुमान लगाया जाता है, जिस पर ये लक्ष्य अभी भी अलग-अलग देखे जाते हैं।

उन्नयन संकल्पसमान सीमा और दिगंश वाले दो लक्ष्यों के ऊंचाई कोणों में न्यूनतम अंतर से अनुमान लगाया जाता है, जिस पर ये लक्ष्य अभी भी अलग-अलग देखे जाते हैं।

गति संकल्पसमान निर्देशांक वाले दो लक्ष्यों के रेडियल वेगों में न्यूनतम अंतर से अनुमान लगाया जाता है, जिस पर ये लक्ष्य अभी भी अलग-अलग देखे जाते हैं। सिद्धांत रूप में, एक समन्वय या गति में लक्ष्यों को हल करना पर्याप्त है।

इस प्रकार, रडार का रिज़ॉल्यूशन एक सामरिक विशेषता है जो जांच करते समय निकट स्थित वस्तुओं और उनके तत्वों को अलग करने की रडार की क्षमता निर्धारित करती है।

1.3. वस्तुओं के निर्देशांक और मापदंडों को मापने की सटीकता

मापन त्रुटियों को स्थूल, व्यवस्थित और यादृच्छिक में विभाजित किया गया है।

घोर गलतियाँ- ऑपरेटर द्वारा घोर गलत गणना का परिणाम या उपकरण में खराबी का परिणाम। माप की दी गई श्रृंखला में ऐसी त्रुटियां अन्य त्रुटियों की तुलना में बहुत बड़ी हैं, और इसलिए उन्हें आसानी से पहचाना जा सकता है।

व्यवस्थित त्रुटियाँदीर्घकालिक कारकों के कारण होते हैं, उदाहरण के लिए, रडार उद्देश्यों के लिए सिग्नल में देरी या माप पद्धति में खामियां। ऐसी त्रुटियों की भरपाई किसी न किसी हद तक उपकरण अंशांकन द्वारा की जाती है।

यादृच्छिक त्रुटियाँयादृच्छिक परिस्थितियों पर निर्भर करते हैं जिन्हें पहले से ध्यान में नहीं रखा जा सकता है।

उदाहरण के लिए, कुछ काल्पनिक रेडियो रेंजफाइंडर का उपयोग करके लक्ष्य सीमा के 100 माप किए गए थे। इस मामले में, यादृच्छिक त्रुटियों को तालिका के अनुसार समूहों में वितरित किया गया था। 2.1. 4 प्रयोगों में त्रुटियाँ m देखी गईं, जो त्रुटियों की आवृत्ति से मेल खाती हैं, 6 प्रयोगों में त्रुटियाँ देखी गईं, अर्थात, उनकी आवृत्ति, आदि।

तालिका 2.1 - अंतरालों द्वारा यादृच्छिक माप त्रुटियों का वितरण

त्रुटि समूह, एम
औसत त्रुटि अंतराल, एम
माप की संख्या
त्रुटि दर

यादृच्छिक त्रुटियों का औसत(डैश औसत चिह्न है) त्रुटियों के उत्पादों के योग के बराबर है, अधिक सटीक रूप से, अंतराल के औसत मान और उनकी आवृत्ति:

प्राप्त परिणाम गलत है क्योंकि यह इससे भिन्न है गणितीय अपेक्षा. यह उस औसत त्रुटि का नाम है जिसकी बार-बार माप के परिणामों के आधार पर अपेक्षा की जानी चाहिए और जिसकी गणना त्रुटियों की सीमा को विभाजित करके की जाती है एक्सअतिसूक्ष्म अंतरालों तक. तभी यादृच्छिक त्रुटियों का एक सख्त पैटर्न सामने आएगा और उनकी आवृत्ति को बुलाया जाएगा त्रुटियों की संभावना.

तालिका डेटा को त्रुटि अंतराल के बराबर आधार और संबंधित त्रुटि आवृत्ति के बराबर क्षेत्र वाले आयतों द्वारा चित्रित किया गया है (चित्र 2.2)। जब और, आयतों के क्षेत्रफल किसी दिए गए अतिसूक्ष्म त्रुटि अंतराल में होने वाली यादृच्छिक त्रुटि की संभावनाओं को व्यक्त करते हैं, और आयतों के शीर्ष एक वक्र पर पड़ते हैं जिसे कहा जाता है त्रुटि वितरण वक्र.इस वक्र के निर्देशांक (चूंकि आयत की ऊंचाई त्रुटि दर से विभाजित के बराबर है) इसके वर्तमान मूल्य पर त्रुटि संभावना के व्युत्पन्न हैं एक्स.

परिणामी व्युत्पन्न कहा जा सकता है संभावित गहराईयादृच्छिक त्रुटियाँ

(2.1)

चावल। 2.2. हिस्टोग्राम और त्रुटि वितरण वक्र

त्रुटियों की कुल संभावना को व्यक्त करते हुए वितरण वक्र के अंतर्गत क्षेत्र, एक के बराबर. यह राशि वितरित कर दी गयी है लगातारयादृच्छिक त्रुटियों के सभी मानों के लिए। नतीजतन, किसी त्रुटि के घटित होने की संभावना असीम रूप से छोटी है, लेकिन संभाव्यता घनत्व, दो अनंत मात्राओं के अनुपात की सीमा के रूप में, एक सीमित मात्रा है। यही कारण है कि संभाव्यता घनत्व को वितरण वक्र के ऑर्डिनेट अक्ष के साथ प्लॉट किया जाता है, न कि त्रुटियों की संभावना के साथ।

यादृच्छिक माप त्रुटियां, कई अन्य यादृच्छिक रडार घटनाओं की तरह, कई स्वतंत्र और महत्वहीन कारकों के प्रभाव में उत्पन्न होती हैं, जिनमें से प्रत्येक की घटना की संभावना के अधीन है सामान्य वितरण कानून:

(2.2)

यादृच्छिक चर के घटित होने की संभाव्यता घनत्व कहां है एक्स; - मात्रा का औसत मूल्य (गणितीय अपेक्षा)। एक्स; - यादृच्छिक चर का विचरण एक्स; σ - विचरण के वर्गमूल के बराबर मानक विचलन; इ- प्राकृतिक लघुगणक का आधार.

यदि माप स्थिर परिस्थितियों में किए जाते हैं, तो प्रत्येक यादृच्छिक त्रुटि मान एक्स+ और ए - चिह्न दोनों के साथ समान संभावना के साथ प्रकट होता है। इसलिए, वितरण वक्र (संभाव्यता वितरण का घनत्व) कोटि अक्ष और औसत मान के बारे में सममित है, अर्थात। यादृच्छिक त्रुटियों के वितरण का केंद्र शून्य है. तब

(2.3)

सूत्र (2.2), (2.3) से यह निष्कर्ष निकलता है कि त्रुटियों का फैलाव (बिखराव) जितना कम होगा, माप की गुणवत्ता उतनी ही अधिक होगी, तब से बड़ी यादृच्छिक त्रुटियों के घटित होने की संभावना कम हो जाती है। इसके अलावा, यादृच्छिक चर के योग का प्रसरण पदों के प्रसरण के योग के बराबर है, जो न केवल सामान्य वितरण कानून के लिए सच है। उदाहरण के लिए, इसे निरंतर परिस्थितियों में उत्पादित होने दें पीकिसी भी पैरामीटर का स्वतंत्र माप। फिर प्रत्येक माप की यादृच्छिक त्रुटियों में समान प्रसरण होता है, जिसे हम निरूपित करते हैं, और त्रुटियों के योग का प्रसरण होता है पीगुना अधिक। इस राशि का मूल माध्य वर्ग मान। लेकिन नतीजा पीमाप को व्यक्तिगत माप के परिणामों के अंकगणितीय माध्य के रूप में परिभाषित किया गया है, इसलिए मूल माध्य वर्ग त्रुटि है

यानी बढ़ती संख्या के साथ पीअपरिवर्तित परिस्थितियों में किए गए एक निश्चित मूल्य के प्रयोग (माप), मूल-माध्य-वर्ग त्रुटि एक कारक से कम हो जाती है, क्योंकि यादृच्छिक त्रुटियों का फैलाव कम और कम प्रभावित करता है।

इस प्रकार, रडार माप त्रुटियों को सकल, व्यवस्थित और यादृच्छिक में विभाजित किया गया है। सबसे कठिन काम है यादृच्छिक त्रुटियों की भरपाई करना। ऐसा करने के लिए, माप की संख्या बढ़ाना आवश्यक है।

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