雷達視距計算器
依據天線與目標高度,計算幾何及考慮折射後的雷達視線距離。
雷達視線距離計算
輸入相對於當地表面的兩個高度,以及等效地球半徑折射係數。
關於雷達視距
雷達視距是地球曲率阻擋直接路徑時,雷達天線與目標間近似的最大視線距離。提高任一端點可延伸視距,因為該端點的視線能在更長距離內不受彎曲表面遮蔽。本計算器將天線至其切點的視距,與目標至其切點的對應距離相加。高度以相關當地表面以上的公尺數測量,結果以公里及海里顯示。
純幾何計算採用地球平均半徑,並假設射線沿直線傳播。在低層大氣中,折射率梯度通常使無線電與雷達能量略微朝地球彎曲。工程師常以稱為k的等效半徑係數乘上地球半徑來模擬此行為。慣用的標準大氣假設為三分之四,此處輸入約1.333333。這會使預測的無線電視距超過光學幾何視距。將k設為一,即不做折射修正。
真實傳播可能大幅偏離標準模型。逆溫、濕度梯度、鋒面、地形、海況、雜波、繞射與大氣波導均可能改變偵測條件。超折射或波導可使能量傳得遠超簡單的視距估算,次折射則可能縮短可用路徑。目標的雷達截面積、發射功率、天線場型、接收機靈敏度、頻率、干擾及所需偵測機率,也都影響能否實際觀測到目標。
請將視距視為受曲率限制的視線邊界,而非保證的儀器探測範圍。應使用相對當地反射或遮蔽表面的高度,而非相對不相關基準面的海拔。初步選址可用此計算比較天線塔、目標高度與假定折射條件。實際系統設計應納入地形剖面、傳播模型、鏈路預算、雷達性能方程式、實測折射率及適當的工程裕度。涉及航空、航海及國防安全的決策,需要經驗證的資料與核准程序,不能只依賴這個簡化估算。
雷達視距範例
有效距離採用標準的三分之四地球半徑近似。
| 雷達與目標高度 | 幾何/有效 | 情境 |
|---|---|---|
| 雷達20 m,目標5 m | 23.95 / 27.65 km | 低位沿海設施 |
| 雷達100 m,目標10 m | 46.98 / 54.25 km | 塔台觀測船舶 |
| 雷達30 m,目標1,000 m | 132.42 / 152.91 km | 地面雷達觀測飛機 |
如何計算雷達視距
- 測量雷達天線相對當地地面或水面的高度。
- 輸入目標相對同一有效表面的高度。
- 標準大氣使用1.333333,或輸入有依據的當地k係數。
- 計算並比較幾何及有效視線距離。
常見問題
幾何視距與雷達視距有什麼差別?
幾何視距假設射線在球形地球上方直線傳播。有效雷達視距透過所選k係數考慮大氣彎折,在標準條件下通常較遠。
為什麼常用三分之四地球模型?
三分之四的k係數近似標準大氣中典型的向下彎折。這是規劃慣例,不是固定不變的大氣定律。
高度為零的目標有視距嗎?
在此光滑表面模型中,目標本身的視距貢獻為零,但高處的雷達仍提供距離。地形、波浪及障礙物可能讓真正貼近表面的目標在此極限處不可見。
這會計算實際雷達偵測距離嗎?
不會。它計算受曲率限制的視線距離。偵測還取決於功率、頻率、天線增益、損耗、目標雷達截面積、雜波及接收機性能。
大氣波導可以增加距離嗎?
可以。強烈的折射率梯度可侷限能量,讓傳播遠超標準視距。波導具有變動性,需要更詳細的氣象與傳播分析。