+ All Categories
Home > Documents > Mateescu Alin

Mateescu Alin

Date post: 02-Nov-2015
Category:
Upload: yrfly
View: 67 times
Download: 1 times
Share this document with a friend
Description:
military

of 13

Transcript

RADARUL CU EMISIE CONTINUA

Bibliografie

Bibliografie pag. 1Radarul pag. 2Clasificarea radarelor pag. 3Radarul cu emisie continua pag. 5Efectul Doppler pag. 6Receptor de conversie directa pag. 7Radarul cu emisie continua cu modulatie de frecventa pag. 8Configuratie de modulare pag. 9

Realizator: Std frt Mateescu Alin IonutDocumentare:www.wikipedia.comwww.radartutorial.euwww.google.ro

Radarul

RADAR(radiodetectionandranging, adicdetectarea prin radio i determinarea distanei) reprezint o instalaie de radiolocaie care radiazmicrounde electromagneticei folosetereflexiaacestora pe diferite obiecte pentru a determinaexistenaidistanalor fa de anten. Se compune, de obicei, dintr-un emitor, un receptor i un sistem de antene(care, de obicei, se poate roti n plan orizontal i/sau vertical) cu directivitate pronunat. Receptorul cuprinde i un indicator al existenei i poziiei obiectului (de obicei untub catodiccu persisten mrit a imaginii). Dei principiile radarului au fost enunate de ctreNicolae Teslala sfritul secolului al XIX-lea, primele implementri fizice au avut loc nMarea Britanie, pe coasta de sud, n1935-1936. Iniial, aparatele erau destinate navigaiei maritime, ns ele s-au dovedit foarte utile n timpul celui de-Al Doilea Rzboi Mondial, pentru detecia din timp a bombardierelorinamice. In functie de informatiile pe care trebuie sa le asigure,sistemele radar prezinta caracteristici diferite , iar tehnologiile constructive sunt de asemenea diferite.In functie de parametriI si de tehnologiile utilizate, sistemele radar pot fi clasificate astfel: Imaging Radar / Non-Imaging RadarUn radar formator de imagine (Imaging Radar) asigur reprezentarea unei imagini a obiectului sau zonei observate. Acest tip de radare sunt utilizate pentru cartografierea Pmntului i a altor planete, a asteroizilor i a altor obiecte cosmice, precum i pentru clasificarea intelor n cazul sistemelor militare.Exemple tipice de radare ne-formatoare de imagine (Non-Imaging Radar) sunt vitezometrele radar (radarele poliiei) i radioaltimetrele avioanelor. Ultimul tip de radare poate fi numit i difuzometre deoarece ele msoar proprietile de reflexie ale obiectului sau zonei observate. Un exemplu de radar secundar ne-formator de imagine l reprezint sistemele de imobilizare antifurt instalate recent pe unele automobile. Radare primareUn radar primar emite semnale de frecven foarte nalt care sunt reflectate de ctre inte. Aceste semnale reflectate sunt apoi recepionate i prelucrate. Spre deosebire de radarul secundar, un radar primar recepioneaz componentele reflectate ale propriului semnal emis.

Radare secundaren cazul acestor radare, avioanele trebuie s fie echipate cu un transponder (transmitting responder), iar acest transponder rspunde interogrilor radarului cu un semnal de rspuns codificat. Acest semnal de rspuns poate conine mult mai multe informaii dect semnalele recepionate de radarele primare (ex. nlimea de zbor, un cod de identificare sau informaii privind o defeciune la bord, cum ar fi lipsa comunicaiilor...). Radare n impulsRadarele n impulsuri emit o serie de impulsuri de frecven foarte nalt i de mare putere. Dup fiecare impuls de sondaj urmeaz o pauz mai lung, destinat recepionrii semnalelor ecou, apoi un alt impuls de sondaj .a.m.d. Direcia, distana, i dac este necesar nlimea sau altitudinea intelor pot fi determinate prin msurarea poziiei antenei i a timpului de propagare al impulsurilor. Radare cu emisie continuRadarele cu emisie continu (CW Continuous Wave) emit un semnal de frecven foarte nalt continuu. Semnalul ecou este recepionat i prelucrat, iar receptorul (care are propria anten de recepie) este dispus n acelai loc cu emitorul. Orice emitor radio civil poate fi utilizat pe post de emitor radar, dac se folosete un receptor dispus la distan de emitor, care compar timpul de propagare al semnalului direct cu timpul de propagare al semnalului reflectat. Testele au demonstrat c poziia exact a unui avion poate fi determinat prin prelucrarea i compararea semnalelor provenind de la trei staii de televiziune. Radare cu emisie continu fr modulaieSemnalul de emisie al acestor radare este constant n amplitudine i n frecven. Acest tip de radare sunt specializate n determinarea vitezei. Distana nu poate fi msurat. De exemplu, sunt utilizate de poliie pentru msurarea vitezei autovehiculelor (vitezometre radar). Echipamentele mai moderne (LIDAR) lucreaz n gama de frecvene laser i pot face n afara vitezei i alte msurtori.

Radare cu emisie continu cu modulaieSemnalul de emisie este constant n amplitudine dar modulat n frecven. Aceast modulaie face din nou posibil principiul msurrii timpului de propagare. Un alt avantaj al acestor radare este c recepia semnalelor se face fr ntreruperi i astfel rezultatele msurtorilor sunt disponibile n mod continuu. Aceste radare sunt utilizate pentru determinarea distanelor nu foarte mari, atunci cnd este necesar o msurtoare continu (ex. la msurarea nlimii de ctre avioane sau la radarele meteo i cele pentru realizarea profilului vnturilor).Un principiu similar este utilizat de radarele n impulsuri ale cror impulsuri au durate mari, afectnd n acest fel capacitatea de separare n distan. Aceste radare folosesc o modulaie intern a impulsurilor emise, fcnd astfel posibil mbuntirea rezoluiei n distan prin metoda compresiei impulsurilor.

Radare bistaticeUn radar bistatic este un radar care are sistemul de emisie i cel de recepie dispuse n locaii diferite, aflate la distane considerabile una fa de cealalt. Radarul TAMARA la baza de vehicule TATRA

Radarul cu Emisie Continua

Dispozitivele cu emisie continua sau echipamente radar CW (limba englez: C ontinuous W ave radar ), emit n mod continuu de la un semnal de transmisie. Semnalul ecou este recepionat i procesat n mod continuu.Principiul funcioneaz n mod continuu ntr-un radar cu unda continua , unde o anten radio primeste semnal constant de la transmitator. Exist dou probleme fundamentale care trebuie clarificate:Trebuie prevenita o radiaie direct a emitorului, n receptor (feedback pozitiv);Cesiune de ecourile primite ntr-un sistem de timp pentru a face msurtori de run-time.O iradierea direct a energiei de transmisie n receptor, prin :a)separare spaial a antenei de emisie de antena de recepie, de exemplu, aeronava este iluminata de un emitor puternic de la sol i receptorul se afl n racheta, care este condus de ecoul de combatere a aeronavei;b)frecven-segregare de frecvena Doppler cu masurarea vitezei. Atunci cnd un semnal de ecou este primit, deocamdat este doar dovada c exist un obstacol n direcia de propagare a undelor electromagnetice. Proprieti specifice ale semnalului de ecou poate deduce proprietile obstacolului. De exemplu, semnalul ecou este dependent n fora sa de ct de mare este obstacolul. n mod similar, puterea semnalului ecou este un semn dac acest obstacol este de departe sau este aproape de radar. (Din pcate, nici un rezultat de msurare nu se afl n afara acestui context, cu toate acestea, este posibil deoarece puterea semnalului ecou depinde de muli factori.) Arat o schimbare a spectrului de frecven, cu toate acestea, este o caracteristic mai sigura pentru anumite proprieti. Astfel, n reflectarea anumitor materiale poate s apar chiar armonici ale frecvenei de transmisie. Acest lucru este n mod deliberat exploatat ntr-un aa-numit "radar armonic" care localizeaza oameni ngropai sub masele de zpad pe baza acestor materiale, care sunt constituite, de exemplu, din echipament de protecie n Lavinengebieten. Schimbarea spectral mai utilizate pe scar larg, cu toate acestea,este cauzat de frecvena Doppler.

Efectul Doppler Un radar nemodulat de und continu transmite o frecven constant cu amplitudine constant. Semnalul ecou primit are fie exact aceast frecven, sau semnalul ecou (intra cu o vitez radial a reflectorului micare translatat) cu valoarea frecvenei Doppler. Dispozitive radar CW, care sunt specializate n aceast frecven Doppler, Doppler numit.In msurarea timpului de propagare nu este necesar un radar Doppler pentru msurarea vitezei, deoarece nici o determinare de la distan nu se realizeaz. Astfel, atunci cnd o msurare a timpului trebuie s se fac, atunci se poate face la semnalul de transmisie prin modularea semnalului de transmisie, o referin de timp de ecourile primite. Aceast modulare, adic momentul schimbrii semnalului de transmisie n frecven sau amplitudine care poate fi nregistrat, i, astfel, face posibil o msurare a timpului pn dup timpul de funcionare n receptor. O astfel de radar modulare, dar alte clase care utilizeaz principii de msurare complet diferite n secvena apar (de exemplu, modulaie de frecven: FM-radar CW ). Modulaia n amplitudine este de asemenea un conceput i ar hidrogena la modularea 100% si ar conduce la un radar mai bun. Un radar care radiaz o und non-modulata, cu ajutorul efectului Doppler se poate detecta numai viteza unui obiect. Nu se pot stabili distane sau distinge obiective diferite.

Receptor de conversie directRadarul Doppler folosit pentru masurarea vitezei radar este foarte simplu. ntregul circuit de emitor i receptor pot fi realizate cu dispozitive semiconductoare de pe un substrat ca o component integrat. Aceast component este, de obicei transceiver numit (o denumire data termenilor din englez Trans Mitter i re ceiver ). In multe cazuri, acest transceiver este deja prevzut cu antene. Cele mai multe sunt realizate pe o fa-verso si o plac de circuit imprimata sau patch-uri (pentru lrgimi de band mai mari). Rezultatul de amestecare este apoi transmis, i este, prin urmare, lipsit de orice frecven purttoare. Mixer folosit, de obicei, necesita o putere de oscilator local de aproximativ 7 dBm.Astfel aici puterea generatorului de RF este un set de 10 dBm. Deoarece divizorul de alimentare are o atenuare minim de -3 dB, puterea de transmisie de cel puin 6 dBm este dat pentru ntregul modul atunci. Dei producia este n prezent n banda, aceast ieire este de multe ori n continuare ca "IF" se refer la ceea ce o frecven intermediar. Frecvena Doppler este, mai ales n domeniul audibil. Apar puternice ecouri de la o int fix la o numita ieire ca o tensiune de curent continuu, atunci cnd aceast tensiune DC nu este blocata de ctre, de exemplu, condensatori de cuplare . De obicei, o astfel de operaiune de circuit se efectueaz, de asemenea, din cauza Crosstalk de la antena de emisie a antenei de recepie.Atunci cnd este utilizat ca o micare detectorul radar Doppler in banda K ( 12 mm ) este posibil radial viteza v sunt calculate la semnalul ecou cu un procesor audio stereo de o plac de sunet standard, ( f trans = 18 kHz la proces).Frecvena Doppler este n radar calculat n funcie de:f D =(2 v)/ f D = frecvena Doppler [Hz] = lungimea de und a frecvenei transmise v = viteza radial [m / s]

Aici dup ce v convertit i a intrat valorile indicate:v =( f D)/2 =(12 mm x 18 kHz)/2 = 108 m / s 380 kilometri pe orCu aceast configuraie, un maxim de 380 kilometri pe or poate fi msurat, care include cele mai multe cazuri de utilizare pentru un simplu detector de micare. Receptor superheterodin ,prin amestecarea direct este sensibilitatea limitat. Astfel, zgomotul plpire a mixerului este dat mpreun cu semnalul de ieire, de exemplu, frecvena Doppler este suprapusa cu o distribuie aleatorie a zgomotului de joas frecven. Frecvene extrem de joase i joase Doppler pot fi evaluate des.O mbuntire semnificativ a sensibilitii poate oferi n acest moment un receptor superheterodin. Semnalele ecou sunt implementate doar ntr-o zon care este cu mult peste zgomotul flicker. Filtru de band de trecere a amplificatorului de frecven intermediar nu poate trece peste aceste plpiri. n acelai timp, semnalul ecou la valori cuprinse ntre 30 ... 40 dB este amplificat. Numai n al doilea malaxor, semnalul ecou este convertit n banda. Deoarece semnalul ecou este acum mult mai mare dect zgomotul celei de-a doua etap de amestecare, acest zgomot, de obicei, nu joac nici un rol.n acest exemplu, se folosete numai o singur anten de transmisie i recepie. Separarea energiei de transmisie a energiei primite se face cu o pomp de circulaie. Frecvena oscilatorie local pentru receptor superheterodin este generat aici de un amestec n sus, urmat de filtru de band ngust. Ca analiza aici, un contor este utilizat. Astfel c doar un singur obiect reflectorizant pot fi afiate. (De obicei, cea mai mare cu amplitudinea.) Mutarea unei multitudini de reflectoare ar n frecvenele Doppler care se suprapun pentru a fi selectate de ctre o banc de filtre, sau un filtru acordabile. Cu toate acestea, ambele frecvene Doppler trebuie msurate, nu exist nici un fel valorile msurate simultan atribuite unui anumit obiect, fr nici o ndoial.

Radarul cu emisie continua cu modulatie de frecventa

Radarul cu emisie continua cu modulatie de frecventa ( F requency- M odulated C ontinuous W ave = radar radar FMCW ) este un tip special de senzor radar ca un radar simplu de und continu ( CW radar emite),cu un semnal de transmisie continu. n contrast cu aceasta, o CW radar FMCW opereaza n timpul msurtorilor pentru a schimba frecvena de operare: adic, semnalul de transmisie este modulat n frecven. Aceste schimbri n frecvena de capaciti suplimentare de msurare prin msurtori de rulare sunt posibile numai tehnic .Radarul cu und continu simplu (radar CW) are dezavantajul c nu se poate msura distana din cauza lipsei de timp de referin. O astfel de referire timp pentru msurarea distanei spre obiecte pot fi generate prin intermediul modulaie de frecven a semnalului de transmisie. n aceast metod, un semnal este emis, care se schimb periodic n frecven. Dac se primete un semnal de ecou, atunci schimbarea de frecven are o schimbare pe termen ca un radar compus.Indicativ al unui radar FMCW:Msurarea distan este efectuat prin compararea frecvenei semnalului recepionat cu o referin (de obicei, n mod direct, semnalul de transmisie)durata semnalului de transmisie este substanial mai mare dect timpul necesar pentru intervalul de distan instalatDistana R a obiectului de reflexie poate fi determinat prin urmtoarele relaii:R =( c 0 | t |)/2=( c 0 |f |)/2 (df / dt) cuc 0 = viteza luminii = 03:10 8 m / s t = timp [s] f = diferena de frecven msurat [Hz] R = distana anten - obiect (sol) [m] df / dt = deviaie de frecven pe unitatea de timp Cnd variaia de frecven este liniara pe un domeniu larg, este posibil n acest interval de o simpl comparaie frecven DELTA.f pentru determinarea distanei. Caracterizat prin aceea c numai cantitatea de frecvena diferen poate fi msurat, rezultatele sunt de un scenariu static ntr-o schimbare de frecven liniar cretere egal cu o schimbare a frecvenei se ncadreaz. Prin alegerea adecvat a abaterii de frecven pe unitatea de timp, puterea de rezoluie i durata creterii frecvenei de intervalul maxim posibil de msurare poate fi determinat. Durata de cretere a frecvenei liniare determin distana de msurare maxim lipsita de ambiguitate. Panta creterii liniare determin rezoluia i acurateea de msurare a distanei. Frecvena maxim i panta poate fi variata n funcie de capacitile circuitului de tehnologie implementat. Configuratie de modulatie: Exist o multitudine de modele de modulaie care pot fi utilizate pentru diferite scopuri de msurare: Modulare Sawtooth:Aceast modulare este folosita la domeniul de msurare relativ mare (distanta maxima), combinate cu o influen neglijabil de frecven Doppler (de exemplu, un radar de navigaie maritim)Modularea triunghiulara:Aceasta modulare permite separarea uoar a frecvenei diferen Modularea ptrat-val (FSK simplu, G ) :Aceast modulare este folosita pentru msurarea distanei foarte precise de la distan mic prin comparaie fat dintre cele dou frecvene de semnal ecou. Aceasta are dezavantajul c n semnalele de ecou de la mai multe inte nu pot fi separate i c aceast metod permite doar o mic distan de msur lipsita de ambiguitate.Trepte de modulare:msurtori interferometrice extind domeniul de msurare lipsit de ambiguitate.Sawtooth schimbare de frecven linear:ntr-o schimbare de frecven dini de fierstru linear mutat n timp de durata a semnalului ecou. Aceasta are ca rezultat o diferen de frecven ntre frecvena de transmisie curenta i semnalul ecou ntrziat, care este o msur a distanei obiectului de reflexie. n aceast form de modulare, receptorul nu are nici o modalitate de a separa cele dou frecvene. Astfel in Frecvena Doppler apar numai ca o eroare de msurare n calculul distan. n alegerea unei abateri optime, frecvena poate fi considerata de la bun nceput, c frecvenele ateptate Doppler sunt la fel de mici ca i rezoluia sau, cel puin, c eroarea de msurare este ct mai mica posibil. O modalitate este de a compara poziia de faz a semnalelor de ecou ale celor dou frecvene. n partea de sus a impulsului radar funcioneaz cu prima frecven de transmisie n intervalul de impulsuri cu a doua frecven de transmisie. n timpul acestora ori n intervalul de milisecunde, radarul va lucra ca pentru metoda de radar CW. La ieirea mixerului, o tensiune de curent continuu apare ca o msur a diferenei de faz ntre semnalul recepionat i semnalul de transmisie. Diferena de faz dintre cele dou semnale de ecou de diferite frecvene (grad tehnic: diferena de tensiune la ieirea mixerului) este o msur a distanei. Din nou, ambele semnale de ecou sunt aplicate nu simultan, valorile de tensiune trebuie s fie stocate digital. Cu toate acestea, din cauza periodicitatea tensiunii sinusoidale, aceast metod are doar o distan de msurare neambigu foarte limitate, rezultatele de la jumtatea lungimii de und din diferena de frecven dintre cele dou frecvene de transmisie. O diferen de frecven de 20 rezultate MHz ntr-o distan de msurare fr echivoc de numai 15 m. Mai multe inte aflate aproape nu pot fi separate, deoarece ieirea convertorului jos este doar o singur faz pot fi msurate, care se suprapun n cazul mai multor obiective pentru o singur tensiune de ieire de la cel mai bun domin puternic inta. Cnd ambele metode de evaluare (n timp i n faza) aplicate simultan, se pot face cu ajutorul analizei temporal o determinare a distanei riguroasa . Rezultatul precis a etapei de evaluare se adaug apoi n mod repetat la lungimea de und complet, rezultatul este suficient de aproape de distana de msurare timp.Schimbare de frecven n trepte:n general, avei aceleai avantaje i dezavantaje ca metoda cu o modulare ptrat-val. Cu toate acestea, radar FMCW este acum de lucru cu mai multe frecvene consecutive. In fiecare dintre aceste frecvene unic, un unghi de faz este msurat. Distana unic de msurare se lrgete considerabil, cu toate acestea, deoarece acum relaiile de faz ntre mai multe frecvene trebuie repetat pentru a crea ambiguiti.Foarte interesant este aceast procedur n cazul n care rezonante pentru sub-frecvene individuale, pot fi observate pe obiectul care reflect inegal. Aceast metod de msurare este apoi un domeniu de interferometrie .


Recommended