Radar CW com receptor IF. Receptor superheterodino de banda lateral

Largura de banda do receptor

(b) Espectro dum eco sinusoidal de duração finita:

Espectro de frequência duma oscilação de onda contínua (a) de duração infinita (b) de duração finita

Banco de filtros Doppler IF

(a) Banco de filtros Doppler IF

(b) Resposta em

frequência do banco de filtros Doppler

Banco de filtros vídeo

• Caso o banco de filtros seja usado após o

detector vídeo:

– A melhoria na relação S/N não vai ser tão boa

– Mede-se f

mas perde-se o seu sinal.

– Necessita de apenas metade dos filtros.

– Existe um método para recuperar o sinal da

velocidade quando queremos saber se o alvo

se está a aproximar ou a afastar.

Recuperar sinal de f

_d

– Em algumas aplicações de radar de onda contínua é importante saber se o alvo está a aproximar-se ou a afastar-se.

– Isso consegue-se usando filtros separados em cada lado da frequência intermédia. Se a frequência de eco estiver abaixo da portadora o alvo está a afastar-se. Caso contrário, está a

aproximar-se (casos (c) e (b) ).

Recuperar sinal de f

_d

(2)

– Se o sinal transmitido for:

• E_t=E₀cos(w₀t) (3.3)

– o eco do sinal para um alvo é:

• E_R=k₁E₀cos[(w₀±w_d)t + φ] (3.4) onde:

– E₀ é a amplitude do sinal transmitido

– k₁ é uma constante determinada pela equação do radar – w₀ é a frequência angular do emissor (rad/s)

– w_d é o desvio doppler angular (rad/s)

– φ é uma constante (desvio de fase) que depende do alcance da detecção inicial

– Separando o sinal recebido em 2 canais

• Canal A E_A=k₂E₀cos(±w_dt + φ) (3.5)

Recuperar sinal de f

_d

(3)

• Se o alvo estiver a aproximar-se as saídas dos dois canais são:

E_A(+)=k₂E₀cos(w_dt + φ) e

E_B(+)=k₂E₀cos(w_dt + φ + π /2)

• Se o alvo estiver a afastar-se:

E_A(-)=k₂E₀cos(w_dt - φ) e

E_B(-)=k₂E₀cos(w_dt - φ - π /2) Medição do movimento do alvo através de

um motor síncrono bifásico

(3.7a)

Aplicações do radar de onda contínua

não modulado

– Medida da velocidade do alvo (p.ex. polícia) – Contador de veículos

– sensor ABS – Evitar colisões

– monitorizar velocidade de comboios

– monitorizar velocidade de atracamento de navios – Sensor de aproximação de comboios

– Grande lacuna:

Radar de onda contínua FM

– Se usarmos uma espécie de marca temporal na

portadora conseguimos medir distância, uma vez que essa marca permite reconhecer o tempo de

transmissão e o tempo de regresso.

– Quanto mais distinta for a marca, maior precisão terá a medida do tempo decorrido.

– No entanto, quanto mais distinta for a marca, mais largo será o espectro transmitido.

– Uma técnica bastante utilizada é usar modulação FM da portadora. A marca é a mudança de frequência. O tempo decorrido será proporcional à diferença de

Diagrama de blocos Radar FM-CW

Diagrama de blocos dum radar de onda contínua FM

sinal emitido sinal eco (a) modulação linear

(b) modulação triangular

Radar FM-CW

• Alvo a aproximar-se:

f_b(up)=f_r-f_d (3.9a)

f_b(down)=f_r+f_d (3.9b)

• Assumindo que f

>f

– Para determinar a distância:

• f_r=(1/2)[f_b(up)+f_b(down)] (3.10a)

– Para determinar o desvio Doppler:

• f_d=(1/2)[f_b(down)-f_b(up)] (3.10b)

– Se f_r<f_d trocam-se as equações

Relação entre a frequência e o tempo num radar FM-CW quando o sinal recebido é desviado em frequência

Mais do que um alvo

– Quando existe mais do que um alvo, a saída do mixer

vai conter mais do que uma frequência de desvio. – Se o sistema for linear, conseguimos medir a

distância de cada alvo medindo os componentes de frequência de cada um (f_r1, f_r2, etc.) e aplicando a equação f_r=(2R/c) (2f_m)

– Para medirmos as frequências individuais, temos que separá-las umas das outras usando:

• um banco de filtros estreitos ou