Dual PRF

( Pengantar )

Unambiguous velocity ( nyquist velocity ) untuk suatu nilai PRF adalah :

Mengingat bahwa unambiguous range sebesar :

Maka terdapat keterbatasan baik nilai unambiguous range R_max dan unambiguous velocity V_MAX seperti pada relasi di bawah ini yang kita kenal sebagai Doppler Dilemma :

Untuk radar-radar dengan frekuensi 5.6 GHz, konstanta doppler dilemma ini sebesar 2009 [km].[m/s], atau dapat dibulatkan untuk mempermudah mengingatnya menjadi 2000 [km].[m/s].

Ilustrasi 1 :

• R_max sebesar 100 km akan menghasilkan V_max = 2000/100 = 10 m/s
• R_max sebesar   80 km akan menghasilkan V_max = 2000/80   =  25 m/s
• V_max sebesar    5 m/s akan menghasilkan R_max = 2000/5     = 400 km
• V_max sebesar  60 m/s akan menghasilkan R_max = 2000/60    = 33 km

---

Untuk memperbesar unambiguous velocity, digunakanlah trik dengan menembak sebuah target dengan dua buah nilai PRF secara bergantian (batch). Akibat penggunaan dua nilai PRF (atau PRT) tersebut akan menghasilkan sampling baru, yang seakan memiliki nilai PRT baru sebesar selisih nilai kedua PRT yang digunakan secara bergantian tadi. Dengan nilai PRT baru yang jauh lebih kecil, berarti diperoleh nilai unambiguous velocity yang lebih besar dibanding nilai bila menggunakan PRF tunggal. Dengan trik dual prf, radar akan memiliki unambiguous range ( R_MAX ) yang besar namun juga memilih unambiguous velocity yang besar. Dual PRF adalah upaya untuk mengatasi doppler dilemma.

Dengan menggunakan DUAL PRF (staggered prt ) secara batch,
akan berdampak seperti menggunakan SINGLE PRF,
dengan nilai PRT sebesar selisih kedua nilai PRT yang digunakan.

__

Marilah kita lihat jabarannya :

Nilai  unambiguous velocity baru V_NDP juga dapat dipresentasikan sebagai :

dengan :

•  PRT₁    : ( = 1/ PRF₁ ) , pulse repetition time pertama dari dual prf
•  PRT₂    : ( = 1/ PRF₂ ) , pulse repetition time kedua dari dual prf
•  PRT_N   : pulse repetition time baru dari dual prf
•  V_N1      : nyquist velocity dari prf pertama
•  V_N2      : nyquist velocity dari prf kedua
•  V_NDP   : nilai nyquist velocity ( unambiguous velocity)  dual prf.

Dalam prakteknya, nilai V_NDP dibuat kelipatan bulat (integer N) nilai V_N1. Kelipatan N umumnya dipilih sebesar 2, 3 dan 4 kali.

 

Kita ketahui bahwa V_MAX berbanding lurus terhadap PRF. Sehingga kita peroleh relasi antara kedua PRF yang digunakan adalah :

Dengan demikian dalam praktek perbandingan PRF yang digunakan adalah :

 

---

Ilustrasi 2 :

Pada operasional dual prf, digunakan PRF₁ yang menghasilkan V_N1 = 10 m/s dan  PRF₂ yang menghasilkan V_N2   = 15 m/s. Berapakan unambiguous velocity baru ?

Jawaban 2 :  

Nilai unambiguous velocity yang baru adalah,

V_NDP  = (10 x 15 ) / ( 15 - 10 ) = 150 / 5 = 30 m/s

Perhatikan bahwa :

• Dengan single prf,  PRF₁ manghasilkan V_N1  = 10 m/s dan R_MAX1 = (2000 / 10 ) = 200 km
• Dengan single prf,  PRF₂ manghasilkan V_N2  = 15 m/s dan R_MAX1 = (2000 / 15 ) = 133 km
• Dengan single prf,  PRF₃ manghasilkan V_N3  = 30 m/s dan R_MAX1 = (2000 / 30 ) = 66 km

Dengan dual prf,  radar menghasilkan V_NDP  = 30 m/s dan R_MAX  tetap di 200km, yang sudah melampai batas-batas doppler dilemma.

---

Ilustrasi 3 :

Pada sebuah radar C dengan frekuensi 5.6 GHz diinginkan scanning dengan jangkauan maksimum sekitar 200 km dan nyquist velocity sebesar 40 m/s. Carilah nilai-nilai PRF yang harus digunakan untuk dual PRF.

Jawaban 3 :
Dengan frekuensi 5.6 GHz, nilai konstanta doppler dilemma sebesar 2000 [km].[m/s].
Dengan demikian nyquist velocity normalnya = 2000 [km.m/s] / 200 [km] = 10 m/s.
Diinginkan nyquist velocity baru sebesar = 40 m/s.
Berarti faktor kelipatan nyquist velocity N = 4 kali.
Dari tabel, untuk N sebesar 4, diperlukan PRF Rasio = 5:4

PRF₁ / PRF₂  = 5:4
PRF = 4 V_N / λ
λ = C /  F_radar  = ( 3 10⁸  [m/s] ) / ( 5.6 10⁹ [Hz] ) = 0.0536 m.

PRF₁ = 4 V_N1 / λ = 4 x 10 [m/s] / 0.0536 [m] = 746 pps
PRF₂ = (4/5) x 746 pps =  597 pps


// ende of text, so far !

---

// akan dilanjut di artikel lain mengenai kelebihan dan kelemahan dual prf.

---