パルス繰り返し周波数

レーダーシステムは、パルス送信と受信の間の時間遅延によって、以下の関係式に基づいて距離を決定します。

$範囲 = cτ/2$

正確な距離測定を行うには、次のパルスを送信する前に、パルスを送信して反射させる必要があります。これにより、最大無曖昧距離制限が生じます。

${\displaystyle {\text{最大範囲}}={\frac {c\tau _{\text{PRT}}}{2}}={\frac {c}{2\,{\text{PRF}}}}\qquad {\begin{cases}\tau _{\text{PRT}}={\frac {1}{\text{PRF}}}\end{cases}}}$

最大距離は、検出されたすべての目標に対する距離の曖昧性も規定します。パルスレーダーシステムは周期的な性質を持つため、単一のPRFを使用して最大距離の整数倍で隔てられた目標間の差を判別することは、一部のレーダーシステムでは不可能です。より高度なレーダーシステムは、異なる周波数で同時に複数のPRFを使用するか、または単一の周波数でPRTを変化させることで、この問題を回避します。

PRFがこの制限値を超えた場合、真の距離を特定するために距離曖昧性解消プロセスが使用されます。

PRFが3kHz未満のシステムは 、少なくとも50kmの距離まで直接距離を測定できるため、低PRFシステムとみなされます 。低PRFを使用するレーダーシステムは、通常、曖昧さのない距離情報を提供します。

PRFが3kHzを下回ると、コヒーレンスの制限により、明確なドップラー処理がますます困難になる 。

例えば、パルスレート500HzのLバンドレーダーは、75m/s（170マイル/時）を超える速度では曖昧な速度を検知する一方、最大300kmまでの真距離を検出できます。この組み合わせは、民間航空機用レーダーや気象レーダーに適しています。   

$300 km の航続距離 = C/2 × 500$

${\displaystyle {\text{75 m/s の速度}}={\frac {500\times C}{2\times 10^{9}}}}$

低PRFレーダーは、低速クラッターが存在すると感度が低下し、地形付近での航空機探知が困難になります。地形付近で許容できる性能を得るには、一般的に移動目標指示器が必要ですが、これによりレーダーのスキャロップ現象が発生し、受信機の動作が複雑化します。航空機や宇宙船の探知を目的とした低PRFレーダーは、気象現象の影響を大きく受けますが、これは移動目標指示器では補償できません。

中周波数PRFでは、距離と速度の両方を特定できますが、どちらも直接特定することはできません。中周波数PRFは3kHz から30kHzの範囲で、これはレーダーの探知距離5kmから50kmに 相当します。これは曖昧な探知距離であり、最大探知距離よりもはるかに小さい値です。中周波数PRFレーダーでは、探知距離の曖昧性解消によって真距離を決定します。  

中程度のパルス繰り返し周波数（PRF）は、軍事システムにおけるルックダウン／シュートダウン機能に必要とされるパルスドップラーレーダーで使用されます。ドップラーレーダーの反射信号は、速度が音速を超えるまでは一般的に曖昧ではありません。

真の距離と速度を特定するには、曖昧性解消と呼ばれる技術が必要です。ドップラー信号は1.5kHz から15kHzの周波数帯に属し 、これは可聴域であるため、中周波数レーダーシステムからの音声信号は、受動的な目標分類に利用できます。

例えば、PRFが10kHz、デューティサイクルが3.3%のLバンドレーダーシステムでは、450km （30 * C / 10,000 km/s）までの真距離を識別できます。これは計測距離です。明確な速度は1,500m /s（3,300マイル/時）です。    

$450 km = C / (0.033 × 2 × 10,000)$

$1,500 m/s = 10,000 × C / 2 × 10⁹$

PRFが10kHzのLバンドレーダーの明確な速度は1,500m /s（3,300マイル/時）（10,000 x C / (2 x 10^9)） です。バンドパスフィルタが信号（1,500/0.033）を通過させる場合、45,000m/s未満で移動する物体の真の速度を求めることができます。  

中程度のPRFには、冗長な検出方式を必要とする特有のレーダー波状歪みの問題が存在する。

30 kHzを超えるPRFを使用するシステムは、Lバンドで最大4.5 km/sの 直接速度を測定できるため、断続連続波（ICW）レーダーとしてよく知られていますが、距離分解能はより困難になります。 

高PRFは、近接信管や法執行機関のレーダーなど、近距離での性能が求められるシステムに限定される。

例えば、30 kHzのPRFを用いて送信パルス間の静止期間中に30個のサンプルを取得した場合、 1マイクロ秒のサンプル（30 × C / 30,000 km/s）を用いて 最大150 kmまでの真距離を決定できます。この距離を超える反射体は検出できる可能性がありますが、真距離を特定することはできません。  

$150 km = 30 × C / 2 × 30,000$

$4,500 m/s = 30,000 C / 2 × 10⁹$

これらのパルス周波数では送信パルスの間に複数のサンプルを取得することがますます困難になるため、距離測定は短い距離に限定されます。^{[ 3 ]}

ソナーシステムはレーダーとよく似た仕組みで動作しますが、媒体が液体または空気であること、そして信号の周波数が可聴音または超音波である点が異なります。レーダーと同様に、低周波数は比較的高いエネルギーをより遠くまで伝播しますが、解像度は低くなります。一方、高周波数は減衰が速いため、近距離の物体をより高解像度で検出できます。

信号は媒体（ほとんどの場合水）中の音速で伝搬し、最大PRFは検査対象物の大きさに依存します。例えば、水中での音速は1,497m/s、人体の厚さは約0.5mなので、人体の超音波画像 におけるPRFは約2kHz（1,497/0.5）未満である必要があります。 

別の例として、海の深さは約2kmなので 、音が海底から戻ってくるまでに1秒以上かかります。そのため、ソナーは非常に低速で、パルス繰り返し周波数（PRF）も非常に低い技術です。

光波はレーダー周波数として使用でき、その場合、システムはライダー（lidar）と呼ばれます。これは「LIght Detection And Ranging」（光探知測距）の略で、元々の「RADAR」（電波探知測距）の頭字語の意味と似ています。どちらも現在では英語で一般的に使われる単語となっており、頭字語ではなく略語です。

レーザー測距儀やその他の光信号周波数測距儀は、レーダーと全く同じように、はるかに高い周波数で動作します。レーザー以外の光検出は、自動機械制御システム（例えば、ガレージドアやコンベアの仕分けゲートなどを制御する電気式センサー）で広く利用されており、パルスレート検出と測距を用いるシステムは、本質的にはレーダーと同じタイプのシステムです。ただし、人間が操作するインターフェースといった付加機能はありません。

低周波の無線信号とは異なり、光は地球の曲面に沿って曲がったり、Cバンド捜索レーダー信号のように電離層で反射したりしないため、ライダーは高周波レーダーシステムのような見通し線での用途にのみ有効である。