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Radar de Onda Contínua Radar de Onda Contínua Modulação em frequência Medição de velocidade Medição de distância Efeito Doppler Medição de velocidade

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Page 1: Radar de Onda Contínua Modulação em frequência – Medição de velocidade – Medição de distância Efeito Doppler – Medição de velocidade

Radar de Onda ContínuaRadar de Onda Contínua

Modulação em frequência– Medição de velocidade– Medição de distância

Efeito Doppler– Medição de velocidade

Page 2: Radar de Onda Contínua Modulação em frequência – Medição de velocidade – Medição de distância Efeito Doppler – Medição de velocidade

Modulação em frequênciaModulação em frequência

Sinal modulador periódico

Possibilidade de medir distância e velocidade

Recepção modulada em frequência pela diferença instantânea das frequências emitida e recebida

Page 3: Radar de Onda Contínua Modulação em frequência – Medição de velocidade – Medição de distância Efeito Doppler – Medição de velocidade

Emissão de sinalEmissão de sinal

Gunnplexer (Díodo de Gunn)– Versátil– Compacto– Baixo custo

Page 4: Radar de Onda Contínua Modulação em frequência – Medição de velocidade – Medição de distância Efeito Doppler – Medição de velocidade

VCO (VCO (varicapvaricap)) Aproveitamento da gama dinâmica Zona aproximadamente linear Fr = (2*f*Vpp*K*2*R)/c

– Frequência do sinal modulador– K constante de modulação– Vpp Gama dinâmica do sinal

modulador (tensão pico a pico)– R distância do objecto– C velocidade da luzK = 5 Mhz/VF = 1KhzVpp = 4 VC = 3e8R => 20m

Page 5: Radar de Onda Contínua Modulação em frequência – Medição de velocidade – Medição de distância Efeito Doppler – Medição de velocidade

Dificuldades na M. F.Dificuldades na M. F.

Forte acoplamento entre o varicap e o schotky.

Dois Gunnplex (possível solução).

Medição do comprimento de onda!

Page 6: Radar de Onda Contínua Modulação em frequência – Medição de velocidade – Medição de distância Efeito Doppler – Medição de velocidade

Efeito de DopplerEfeito de Doppler

Christian Doppler 1842

Ondas de pressão acústicas e não só...

Mantém-se válido para ondas electromagnéticas em todo o espectro

Page 7: Radar de Onda Contínua Modulação em frequência – Medição de velocidade – Medição de distância Efeito Doppler – Medição de velocidade

Radar de DopplerRadar de Doppler

v = fd*/2 Sem modulação de

frequência. Detecção Pico da DFT

Page 8: Radar de Onda Contínua Modulação em frequência – Medição de velocidade – Medição de distância Efeito Doppler – Medição de velocidade

Amplificador/Filtro analógicoAmplificador/Filtro analógico

Velocidade até 100Km/h

Banda passante: 2kHz Filtro de segunda

ordem

2

dfv

Page 9: Radar de Onda Contínua Modulação em frequência – Medição de velocidade – Medição de distância Efeito Doppler – Medição de velocidade

Teste do amplificador/filtroTeste do amplificador/filtro

Ganho elevado– Saturação mesmo para

sinais de baixa amplitude

– Dificuldade em gerar um sinal de teste

Solução– Divisor resistivo– Relação 1/100

Page 10: Radar de Onda Contínua Modulação em frequência – Medição de velocidade – Medição de distância Efeito Doppler – Medição de velocidade

Teste do amplificador/filtroTeste do amplificador/filtro

Novo problema– Ruído introduzido

pelas resistências

Não constitui problema, afinal o fltro trata-se de um passa baixo de banda estreita!

Page 11: Radar de Onda Contínua Modulação em frequência – Medição de velocidade – Medição de distância Efeito Doppler – Medição de velocidade

Teste do amplificador/filtroTeste do amplificador/filtro

Supressão do ruído gerado pelas resistências

Variação do valor médio de termo curto?

Mudança de escala...

Page 12: Radar de Onda Contínua Modulação em frequência – Medição de velocidade – Medição de distância Efeito Doppler – Medição de velocidade

Teste do amplificador/filtroTeste do amplificador/filtro

Elevado acoplamento da frequência da rede– Má qualidade da fonte

de alimentação

Pode ser minimizado– Utilização de fonte de

melhor qualidade– Utilização de filtro

digital

Page 13: Radar de Onda Contínua Modulação em frequência – Medição de velocidade – Medição de distância Efeito Doppler – Medição de velocidade

Curvas de ganhoCurvas de ganho

Ganho 10000 V/V (80dB)

Frequências de corte próximas

Impossibilidade de comparação às baixas frequências (50 Hz)

Page 14: Radar de Onda Contínua Modulação em frequência – Medição de velocidade – Medição de distância Efeito Doppler – Medição de velocidade

Processamento de sinalProcessamento de sinal

MATLAB Aquisição pela placa

de som Filtragem digital

Page 15: Radar de Onda Contínua Modulação em frequência – Medição de velocidade – Medição de distância Efeito Doppler – Medição de velocidade

Placa de somPlaca de som

Escalamento da frequência de corte com fs.

Correcção da frequência da placa de som

Acoplamento capacitivo

Page 16: Radar de Onda Contínua Modulação em frequência – Medição de velocidade – Medição de distância Efeito Doppler – Medição de velocidade

Filtro digitalFiltro digital Filtro eliptico Ordem 10 Forte atenuação na

banda de corte Alguma distorção de

fase (irrelevante).