This thesis deals with the problem of detection, identification and tracking of fast flying objects
close to radar sensors, which reflects a current set-up in radar based active defense systems
(ADS). Furthermore, a comprehensive noise analysis of CW radar is presented.
Various configurations of CW radar are proposed and evaluated – from multiple installations of
identical CW radar sensors to a set of receivers sharing the same HW component (e.g. local
oscillator or the whole transmitter) – with the aim of finding the best and simplest possible
configuration to fulfill the demanding requirements of ADS. Since the radar sensors are very
complicated systems, the best solution cannot be identified without considering individual
requirements on the system and available technology (i.e. frequency range, modulation, etc.).
Therefore the thesis only concludes the principal properties of the proposed configurations.
Another topic investigates available methods for in-field radar sensor testing and calibration.
With regard to various methods and their limitations, the selected solution uses an antenna with
an electronically controlled phase shifter and short-end stub.
The last part is dedicated to the comprehensive noise analysis of a homodyne CW radar system
with quadrature demodulation, which includes the amplitude and phase noise of local oscillator,
noise of linear and quasi-linear RF components and noise of low frequency circuits. Even though
the analysis has been developed on homodyne CW radar, the results are applicable to a much
wider range of CW radar sensors. The follow-up research into this topic may be focused on
behavior of SDR-based radar systems.
en
dc.language.iso
en
en
dc.title
Measurement of fast-flying targets in near-zone
en
dc.type
disertační práce
cze
dc.description.department
Katedra elektromagnetického pole
theses.degree.discipline
Radioelektronika
theses.degree.grantor
České vysoké učení technické v Praze. Fakulta elektrotechnická. Katedra elektromagnetického pole
theses.degree.programme
Elektrotechnika a informatika
dcterms.abstract
Disertační práce se věnuje problémům detekce, identifikace a sledování rychle letících objektů
v blízké oblasti radarů. Dále je v práci řešena komplexní šumová analýza radaru s kontinuální
vlnou.
V práci jsou navrženy a zhodnoceny různé konfigurace radarových senzorů – od jednoduchých
s kontinuální vlnou, které jsou instalovány ve větším počtu až po radarové senzory sdílející
některé části HW (místní oscilátor nebo celou vysílací část). Cílem je nalézt co nejlepší a zároveň
nejjednodušší řešení, které vyhoví náročným podmínkám aktivní ochrany. Vzhledem k tomu, že
radarové senzory představují komplikované systémy, je vždy nutné přihlédnout k daným
požadavkům a parametrům použitých senzorů (pracovní frekvenci atd.). Tato práce tedy pouze
shrnuje klíčové vlastnosti jednotlivých konfigurací.
Další část práce je věnována způsobu testování jednoduchých radarových senzorů před měřením
na venkovním pracovišti. Po zvážení několika možností a jejich omezení byla zvolena varianta
využívající změnu fáze vlny odražené od antény s elektronickým fázovacím článkem
zakončeným zkratovaným vedením. Toto řešení je s dobrými výsledky otestováno dvěma typy
radarů (s kontinuální vlnou a s modulovanou kontinuální vlnou).
Poslední část práce je zaměřena na komplexní šumovou analýzu radarového senzoru
s kontinuální vlnou s kvadraturní demodulací. Analýza zahrnuje amplitudový a fázový šum
místního oscilátoru, šum lineárních a kvazi-lineárních vysokofrekvenčních obvodů a šum
nízkofrekvenčních obvodů radaru. Přestože byla analýza odvozena na jednoduchém radaru
s kontinuální vlnou, lze ji aplikovat i na mnohem složitější radarové systémy. V dalším výzkumu
by bylo možné se zaměřit na radarový systém založený na SDR (softwarově definovaném rádiu).