Come vengono misurate la differenza di frequenza e il tempo nel radar FMCW?
Differenza di frequenza e misurazione del tempo nel radar FMCW
Il radar FMCW (onda continua modulata in frequenza) funziona trasmettendo un segnale di onda continua con una frequenza che cambia linearmente (CHIRP). Il segnale riflesso dal bersaglio viene quindi miscelato con il segnale trasmesso, con conseguente frequenza di battito (frequenza di differenza) che è direttamente proporzionale alla distanza del bersaglio.
Ecco come la differenza di frequenza e il tempo vengono misurate nel radar FMCW:
1. CHIRP Generation: Il radar trasmette un segnale d'onda continuo con una frequenza in modo lineare in aumento per un periodo di tempo specifico (durata del cinguettio). Questo crea una sweep di frequenza nota come cinguettio.
2. Mescolatura del segnale: Il segnale riflesso dal bersaglio viene miscelato con il segnale trasmesso in un mixer. Questo processo crea una frequenza di battito (chiamata anche frequenza intermedia o se) che è la differenza tra le frequenze trasmesse e ricevute.
3. Differenza di frequenza e tempo: La frequenza del battito è proporzionale alla distanza del bersaglio. Questa relazione può essere descritta come:
battuta frequenza (f_beat) =2 * v * d / c
Dove:
* V è la pendenza di chirp (tasso di variazione di frequenza)
* d è la distanza target
* C è la velocità della luce
Il tempo impiegato per il ritorno del segnale riflesso è anche proporzionale alla distanza del bersaglio, seguendo la formula semplice:
time (t) =2 * d / c
4. Misurazione: La frequenza di battito viene misurata utilizzando un circuito di elaborazione del segnale e il tempo viene determinato dalla durata del cinguettio e dalla frequenza del battito. Queste informazioni vengono quindi utilizzate per calcolare la distanza del bersaglio.
Pertanto, la differenza di frequenza (frequenza di battuta) è direttamente correlata alla distanza target e anche il tempo impiegato per il ritorno del segnale riflesso è proporzionale alla distanza.
Punti chiave:
* Il radar FMCW utilizza un segnale continuamente trasmesso, a differenza del radar pulsato che invia brevi esplosioni.
* La pendenza di CHIRP (V) determina la risoluzione del radar. La pendenza più elevata consente una maggiore precisione nella misurazione di piccole distanze.
* La durata del cinguettio (t) determina l'intervallo massimo del radar. Le durate di cinguettio più lunghe consentono maggiori distanze.
* Il radar FMCW è particolarmente adatto per applicazioni che richiedono un'elevata precisione e una risoluzione della gamma, come la guida autonoma, i sistemi di evitamento delle collisioni e l'automazione industriale.
In sintesi:
Il radar FMCW utilizza la differenza di frequenza tra i segnali trasmessi e ricevuti per misurare la distanza. Questa differenza di frequenza è direttamente proporzionale alla distanza target ed è correlata al tempo impiegato dal segnale per viaggiare verso il bersaglio e la schiena.