Hogyan mérik a frekvenciakülönbséget és az időt az FMCW radarban?

Frekvenciakülönbség és időmérés az FMCW radarban

Az FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave) radar lineárisan változó frekvenciájú (csirip) folyamatos hullámjel továbbításával működik. A célpontról visszavert jelet ezután összekeverik az átvitt jellel, ami a cél távolságával egyenesen arányos ütési frekvenciát (különbségfrekvenciát) eredményez.

A frekvenciakülönbség és az idő mérése az FMCW radarban:

1. Csirip generáció: A radar folyamatos hullámjelet sugároz lineárisan növekvő frekvenciával egy meghatározott időtartamon keresztül (csiripelési időtartam). Ez létrehoz egy frekvencia söprést, amelyet csipogásnak neveznek.

2. Jelkeverés: A célpontról visszavert jelet keverőben keverik össze az átvitt jellel. Ez a folyamat létrehoz egy ütemfrekvenciát (más néven köztes frekvenciát vagy IF-t), amely az átviteli és a vett frekvenciák közötti különbség.

3. Frekvenciakülönbség és idő: Az ütem gyakorisága arányos a célpont távolságával. Ez a kapcsolat így írható le:

Lütési frekvencia (f_beat) =2 * v * d / c

ahol:

* v a csipogás meredeksége (a frekvenciaváltozás sebessége)

* d a cél távolsága

* c a fénysebesség

A visszavert jel visszatérésének ideje is arányos a célpont távolságával, az egyszerű képlet szerint:

Idő (t) =2 * d / c

4. Mérés: Az ütem frekvenciáját egy jelfeldolgozó áramkör méri, az időt pedig a csipogás időtartamából és az ütem frekvenciájából határozzák meg. Ezt az információt a célpont távolságának kiszámításához használják fel.

Ezért a frekvenciakülönbség (verési frekvencia) közvetlenül összefügg a céltávolsággal, és a távolsággal arányos a visszavert jel visszatérésének ideje is.

Kulcspontok:

* Az FMCW radar folyamatosan továbbított jelet használ, ellentétben az impulzusos radarral, amely rövid sorozatokat küld.

* A csipogás meredeksége (v) határozza meg a radar felbontását. A nagyobb lejtő nagyobb pontosságot tesz lehetővé kis távolságok mérésénél.

* A csipogás időtartama (T) határozza meg a radar maximális hatótávolságát. A hosszabb csipogás nagyobb távolságot tesz lehetővé.

* Az FMCW radar különösen alkalmas olyan alkalmazásokhoz, amelyek nagy pontosságot és hatótávolság-felbontást igényelnek, mint például az autonóm vezetés, az ütközést elkerülő rendszerek és az ipari automatizálás.

Összefoglalva:

Az FMCW radar az átvitt és vett jelek közötti frekvenciakülönbséget használja fel a távolság mérésére. Ez a frekvenciakülönbség egyenesen arányos a cél távolságával, és összefügg azzal az idővel, amely alatt a jel eljut a célig és vissza.