מכ”ם פולסים בסיסי
המאמר הוא אודות שימוש במחולל אותות PG-1000 באפליקציות מכ”ם.
מכ”ם בסיסי מייצר ומשדר אות ש”מאיר” את המטרה וקולט בחזרה את ההד שלה. ניתן להבחין בין סוגי מכ”ם שונים על פי סוגי האיפנון (דיגיטלי או אנלוגי) וחוסר ההמשכיות של האות.
המכ”ם הפשוט ביותר הוא מכ”ם פולסים. הוא לא משתמש באפנון מכל סוג שהוא, רק משדר את האות למשך זמן קצר ומקבל בחזרה מו המטרה את ההד שיוצר על ידי המטרה.
איור :1 דיאגרמה של מכ”ם בסיסי
המרחק מהמטרה נקבע באמצעות חישוב הזמן שחלף מרגע שידור האות ועד לקבלת ההד. ארכיטקטורה זו מוגבלת בגלל יחסי הגומלין בין הטווח המירבי והרזולוציה כך שפולס רחב יותר יגדיל את ההספק הממוצע של האות המשודר ולכן את הטווח המירבי אך יקטין את הרזולוציה. מסיבה זו סוג זה של מכ”ם מתאים לאפליקציות של Air Traffic Control ו מזג אוויר (במיוחד משקעים).
במהלך פיתוח מערכות מכ”ם נהוג להשתמש במחולל אותות שמספק את הפולסים לשרשרת האיפנון על מנת לבדוק את התנהגות המקלט תוך שינוי במשך הפולס.
מכשיר Pulse Rider PG-1000 של חברת Active Technologies מאפשר ייצור פולסים בעלי רוחב, קצב חזרה ועוצמה משתנים תוך שימוש קל בממשק הגרפי ומסך המגע. פתרון זה מאפשר חיסכון גדול בזמן הפיתוח מערכת הפולסים ומיקוד מאמצים בתכנון המכ”ם ומטרות הבדיקה.
מכ”ם משני
מכ”ם משני הוא סוג מיוחד של מכ”ם שמשמש בעיקר ב Air Traffic Control ועובד בשילוב עם המשיב של המטוס. הוא מתחקר את המשיב תוך שימוש בפולס מקודד וממתין לתגובה; תוך הסתמכות על הקוד המשודר ממנו ניתן להפיק את מס’ הזיהוי, גובה, וכו’.
תהליך תחקור הקוד מאד פשוט, הוא מבוצע באמצעות 3 פולסים (P1, P2, P3) במשך 800 ns. הפולס הראשון והשלישי (P1 ו P3) משודרים באמצעות אנטנה כיוונית כדי להגדיר את הקוד דרך המרחק ביניהם. הפולס השני (P2) משודר לכל הכיוונים באמצעות אנטנת אומני עם delay של 2 µsec מהפולס הראשון (P1); פולס זה נחוץ כי אונות המשנה שנפלטות מהאנטנה הכיוונית עלולים “לפגוע” במשיבים אחרים ולגרום לתגובה לא רצויה והפרעה. המשיב מודד את עוצמת האות המתקבל במשך P1 ו P3 והוא מבצעה אבחנה האם הושג באמצעות האנטנה הראשית או המשנית ומגיב אם הושג באמצעות הראשית.
ה Pulse Rider PG-1000 מאפשר ייצור של שני הפולסים, P1 ו P3, עם משך פולס ומרחק שמוגדרים ע”י המשתמש, בוא מציע רזולוציית זמן של 10 psec. ריבוי הערוצים מאפשר לספק את P2 עם delay של 2µsec מ P1. Jitter מתחת ל 25 ps מבטיח סינכרון מושלם בין הערוצים.
הדמיית ריבוי מטרות באמצעות Pulse / Delay Generator
במערכת מכ”ם בסיסית מודול העיבוד מודד את זמן ההגעה של אות לצורך חישוב המרחק מן המטרה; הוא מחלץ את המרחק תוך שימוש במשוואה הבאה:
Distance(Km)=((DelayTime(sec)/2)*3×10^5 km/s
כאשר 3×10^5 km/s הוא מהירות האור בקירוב. כלומר ה delay בין האות המשודר והאות הנקלט הוא תלוי מרחק. במקרה של ריבוי מטרות, מתקבלים אותות מרובים ועל מערכת הגילוי להבחין ביניהם.
ה Pulse Rider PG-1000 הוא בחירה מושלמת לבדיקת שרשרת הגילוי תוך קיצור זמני הפיתוח ללא צורך במערכת מכ”ם מושלמת ומטרות לגילוי.
מצב ריבוי פולסים מציע פולסים כפולים, משולשים ומרובעים עם משך ו delay שונים מאות אתחול (trigger-in signal) שיכול לחזור על עצמו בקצב של 125MHz לצורך בדיקת זמן אמיתי של תדר ההפעלה של מערכת הגילוי.
הרזולוציה של 10 psec וה jitter תחת 25 psec מספקים את הדיוק הנחוץ למדידת ה delay הצפוי של מערכת ה RF ולדמות את גילוי המטרה ברזולוציה של פחות מסנטימטר.
