導入
モノパルス レーダーは、信号強度の急激な変化によって引き起こされる問題を回避するために信号に追加情報を送信するコーン スキャニング レーダーを適応させたものです。このシステムにより、干渉に対する感度も低くなります。 1960 年代以降に設計されたレーダーのほとんどはモノパルスシステムでした。
説明
円錐スイープ
円錐走査システムは、アンテナの光軸の片側にわずかにオフセットして信号を送信し、アンテナを回転させることによって、放射ローブをこの光軸の周りに回転させます。光軸を中心とするターゲットはローブ内に永続的に配置されるため、強力な信号が返されます。ターゲットが横向きの場合、ローブが回転中にターゲットに向けられたときにのみエコーを送信します。これにより、平均信号が弱くなるか、回転速度が十分に遅い場合は断続的になります。信号強度は、アンテナがターゲットの方向に正確に向けられたときに最大に達します。アンテナを最大リターンを目指した状態に保つことで、ターゲットを自動的に追跡できます。
この技術の問題は、受信信号強度がローブの回転以外の理由で変化することが多いことです。たとえば、数十秒の期間にわたって、信号はターゲットの方向の変化、雨、雲などによって大きな影響を受ける可能性があります。コーンスキャニングレーダーの原理自体が受信信号の振幅の変動に基づいていることを考えると、そのような誤差の原因はシステムの精度を大幅に妨げます。
コーンスキャンレーダーも妨害されやすいです。これを行うには、その周波数と一致し、受信したエコーの「ピーク」として分析されるのに十分な強力な信号をレーダーに送信するだけで十分です。このようにして、ランダムに発信される一連の短い信号バーストにより、一連の誤ったターゲットが異なる位置に表示されます。寄生信号をアンテナの回転速度と同期させることで、妨害をさらに効果的にすることができますが、遅延はわずかです。これにより、最初の「スポット」と非常によく似た 2 番目の「スポット」が生成され、区別できなくなります。このタイプの妨害装置は非常に急速に開発され、第二次世界大戦中、イギリスはヴュルツブルクレーダー(ドイツの円錐走査レーダー) に対してこれを使用しました。
モノパルスレーダー
モノパルス レーダーは円錐型レーダーに似ていますが、さらに高度な機能が組み込まれています。アンテナ出力で信号をそのまま放射するのではなく、ビームはいくつかのローブ（最も多くは 2 つ）に分割され、一定の重なりを維持しながら、それぞれがわずかに異なる方向に向けられます。次に、反射信号が受信され、個別に増幅および処理され、相互に比較されます。これにより、受信した最も強力な信号が決まり、したがってターゲットの方向が決まります。比較は同じ列車中に発せられる信号に対して (通常は数マイクロ秒) 行われるため、ターゲットの位置や方向の変化が回避されます。
ただし、ローブを効果的に比較できるようにするには、それぞれのローブを明確に識別する必要があります。これを行うために、送信時にビームは通常 2 つに分割され、各ローブは異なる偏光になります。従来の円錐形走査レーダーと同様に、これらのローブは回転します。受信時に、信号は偏波を使用して再び分離され、信号の 1 つが電力で反転され、その後 2 つが加算されます。ターゲットがアンテナの光軸の片側にある場合、結果の合計は正になり、反対側では負になります。
ローブが十分に近い場合、このシステムは、コーン スキャン システムの通常の精度に加えて、非常に優れたレベルのステアリング精度を提供できます。従来のレーダーでは約0.1 度の誤差が表示されますが、モノパルス レーダーは 10 倍の精度があり、AN/FPS-16 のような最も洗練されたモデルでは0.006 度の精度が可能です。これは、100 km の範囲に対して 10 m の近似値を表します。
耐ジャミング性はコニカルスキャンシステムよりもはるかに優れています。偏光されていない信号、または一方向にのみ偏光されている信号を除去するフィルターが挿入されます。したがって、優れた妨害システムは偏波と回転周波数の両方を再現する必要があります。航空機は一度に 1 つのローブにしか存在しないため、信号の偏波を判断することは非常に困難です。これらのレーダーを妨害するために、対策ステーションは偽のエコーを生成しようとするのではなく、単純にレーダーを「盲目に」するために強力な広域スペクトル信号を放射するだけです。