Sistemas de radar - Visão geral

RADAR é um sistema de detecção de base eletromagnética que funciona irradiando ondas eletromagnéticas e estudando o eco ou as ondas de retorno refletidas.

A forma completa de RADAR é RAdió Detecção And Ranging. A detecção se refere à presença ou não do alvo. O alvo pode ser estacionário ou móvel, ou seja, não estacionário. O alcance refere-se à distância entre o radar e o alvo.

Os radares podem ser usados ​​para várias aplicações em terra, no mar e no espaço. oapplications de radares estão listados abaixo.

• Controlando o tráfego aéreo
• Segurança do navio
• Sentindo os lugares remotos
• Aplicações militares

Em qualquer aplicação do Radar, o princípio básico permanece o mesmo. Vamos agora discutir o princípio do radar.

Princípio Básico do Radar

O radar é usado para detectar os objetos e encontrar sua localização. Podemos entender obasic principle do radar da figura a seguir.

Conforme mostrado na figura, o radar consiste principalmente em um transmissor e um receptor. Ele usa a mesma antena para transmitir e receber os sinais. A função dotransmitter é transmitir o sinal do radar na direção do alvo presente.

O alvo reflete este sinal recebido em várias direções. O sinal, que é refletido de volta para a antena, é recebido peloreceiver.

Terminologia de Sistemas de Radar

A seguir estão os termos básicos, que são úteis neste tutorial.

• Range
• Frequência de Repetição de Pulso
• Alcance Máximo Não Ambíguo
• Alcance Mínimo

Agora, vamos discutir sobre esses termos básicos um por um.

Alcance

A distância entre o radar e o alvo é chamada Range do alvo ou simplesmente alcance, R. Sabemos que o Radar transmite um sinal para o alvo e, portanto, o alvo envia um sinal de eco para o radar com a velocidade da luz, C.

Deixe o tempo que leva para o sinal viajar do radar ao alvo e de volta ao radar ser 'T'. A distância bidirecional entre o radar e o alvo será 2R, já que a distância entre o radar e o alvo é R.

Agora, a seguir está a fórmula para Speed.

$$ Velocidade = \ frac {Distância} {Tempo} $$

$$ \ Rightarrow Distance = Speed ​​\ times Time $$

$$ \ Rightarrow 2R = C \ vezes T $$

$$ R = \ frac {CT} {2} \: \: \: \: \: Equação \: 1 $$

Podemos encontrar o range of the target substituindo os valores de C & T na Equação 1.

Frequência de Repetição de Pulso

Os sinais de radar devem ser transmitidos a cada pulso de clock. A duração entre os dois pulsos do relógio deve ser escolhida apropriadamente de forma que o sinal de eco correspondente ao pulso do relógio atual seja recebido antes do próximo pulso do relógio. Um típicoRadar wave form é mostrado na figura a seguir.

Conforme mostrado na figura, o Radar transmite um sinal periódico. Tem uma série de pulsos estreitos e retangulares. O intervalo de tempo entre os pulsos de relógio sucessivos é chamadopulse repetition time, $ T_P $.

O recíproco do tempo de repetição do pulso é chamado pulse repetition frequency, $ f_P $. Matematicamente, pode ser representado como

$$ f_P = \ frac {1} {T_P} \: \: \: \: \: Equação \: 2 $$

Portanto, a frequência de repetição do pulso nada mais é do que a frequência na qual o Radar transmite o sinal.

Alcance Máximo Não Ambíguo

Sabemos que os sinais de radar devem ser transmitidos a cada pulso de clock. Se selecionarmos uma duração mais curta entre os dois pulsos de clock, o sinal de eco correspondente ao pulso de clock atual será recebido após o próximo pulso de clock. Devido a isso, o alcance do alvo parece ser menor do que o alcance real.

Portanto, temos que selecionar a duração entre os dois pulsos de clock de forma que o sinal de eco correspondente ao pulso de clock atual seja recebido antes que o próximo pulso de clock comece. Em seguida, obteremos o verdadeiro alcance do alvo e também é chamado de alcance máximo inequívoco do alvo ou simplesmente,maximum unambiguous range.

Substitua, $ R = R_ {un} $ e $ T = T_P $ na Equação 1.

$$ R_ {un} = \ frac {CT_P} {2} \: \: \: \: \: Equação \: 3 $$

Da Equação 2, obteremos o tempo de repetição do pulso, $ T_P $, como o recíproco da frequência de repetição do pulso, $ f_P $. Mathematically, pode ser representado como

$$ T_P = \ frac {1} {f_P} \: \: \: \: \: Equação \: 4 $$

Substitua, Equação 4 na Equação 3.

$$ R_ {un} = \ frac {C \ esquerda (\ frac {1} {f_P} \ direita)} {2} $$

$$ R_ {un} = \ frac {C} {2f_P} \: \: \: \: \: Equação \: 5 $$

Podemos usar a Equação 3 ou a Equação 5 para calcular o intervalo não ambíguo máximo do alvo.

• Obteremos o valor do intervalo não ambíguo máximo do alvo, $ R_ {un} $, substituindo os valores de $ C $ e $ T_P $ na Equação 3.

• Da mesma forma, obteremos o valor do intervalo não ambíguo máximo do alvo, $ R_ {un} $, substituindo os valores de $ C $ e $ f_P $ na Equação 5.

Alcance Mínimo

Vamos pegar o minimum rangedo alvo, quando consideramos o tempo necessário para o sinal de eco receber no radar após o sinal ser transmitido do radar como largura de pulso. Também é chamado de alcance mais curto do alvo.

Substitua, $ R = R_ {min} $ e $ T = \ tau $ na Equação 1.

$$ R_ {min} = \ frac {C \ tau} {2} \: \: \: \: \: Equação \: 6 $$

Obteremos o valor da faixa mínima do alvo, $ R_ {min} $, substituindo os valores de $ C $ e $ \ tau $ na Equação 6.