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Detection and Measurement of Radar Signals: A Tutorial 7th Annual ISART Frank H. Sanders NTIA Institute for Telecommunication Sciences 1 March 2005

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Detection and Measurement of Radar

Signals: A Tutorial

Annual ISART

Frank H. Sanders

NTIA Institute for Telecommunication Sciences

1 March 2005

OUTLINE

1. RADAR EMISSION FUNDAMENTALS

a) Pulse duty cycles

b) Transmitter peak power levels

c) Antenna gain

d) US radar spectrum bands

2. RADAR PARAMETERS

a) Radar spectrum engineering criteria (RSEC)

b) Waveform (pulse) width, rise time, fall time,

modulation

c) Pulse repetition rate

d) Antenna patterns

e) Emission spectra

a. Measurement hardware and algorithms

b. Measurement dependence on bandwidth

c. Do spectra have to be measured in the far

field?

RADAR EMISSION FUNDAMENTALS

-Emissions are pulsed. Usually about 0.1% duty

cycle (typically 1 us pulse width, and 1 ms pulse

repetition interval).

-Peak transmitter power levels often around 1 MW.

-Antenna gain often around 30 dBi.

-Peak EIRP levels around 1 GW.

Mission Pulse

width

(us)

Pulse

rate

(Hz)

Peak

power

(MW)

An-tenna

gain

(dBi)

PeakEI

(GW)

Short range

air

1 1000 0.8 33 1.6

Long range

air search

3-10 300 1 33 2

Maritime

navigation

0.08-0.8 10000 0.02 30 0.02

Weather 1-5 300-

1300

0.75 45 24

MAJOR US RADAR SPECTRUM BANDS

5-25 MHz HF OTH-B functions

420-450 MHz space search, airborne search

902-928 MHz air search

1215-1400 MHz long range air search

2700-2900 MHz air traffic control (terminals)

2900-3100 MHz air & marine search, weather

3100-3700 MHz air search

5250-5925 MHz air search, weather

8.5-10.5 GHz airborne functions

13.4-14.0 GHz airborne functions

15.7-17.7 GHz airborne functions

24.05-24.25 GHz low power (e.g., police radars)

RADAR PARAMETERS

Radar Spectrum Engineering Criteria (RSEC)

- Established by NTIA, adhered to by all US Federal

Government radars.

- Is the basis for other radar emission standards,

both internationally and domestically (for example,

MIL-STD 494

- Specifies, for radars, limits on spurious and out-of-

band emissions (collectively called unwanted

emissions).

- Specifies additional requirements for radar

performance of factors such as antenna patterns,

receiver selectivity, and receiver LO emissions.

- Does NOT guarantee that no interference will

occur!!

- Requires that many radar emission parameters

need to be measured so that emission masks can be

drawn.

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