Radar d'impulsos Doppler

El radar Doppler per impulsos és un sistema de radar capaç no només de mesurar el rumb, distància i altitud d'un objecte, sinó també de detectar la seva velocitat. El seu sistema de localització es basa a emetre trens d'impulsos a una freqüència determinada i utilitzar el efecte Doppler per determinar la velocitat transversal relativa dels objectes. Aquest tipus de radars presenten ambigüitat en la mesura de distàncies pel que no són molt útils per a tasques de localització.^[1]

Fonament físic

El radar Doppler es basa en el fet que objectes en els quals hi ha moviment pel que fa al radar a la component perpendicular a la direcció d'il·luminació produeixen una alteració en la freqüència de l'ona electromagnètica quan aquesta incideix sobre ells. Els objectes que s'apropin a la font influiran positivament en la freqüència del ressò que produeixin i objectes que s'allunyin influiran negativament en aquesta relació, sent major la freqüència de l'ona emesa per la font que la del ressò. La diferència entre les freqüències emeses i rebudes permeten calcular la velocitat de l'objecte en moviment.^[2]

El càlcul de la velocitat es basa en el coneixement previ de la freqüència del radar, de la velocitat de la llum, del nombre d'impulsos emesos per segon i de la diferència entre la freqüència emesa i la produïda pel seu eco rebotat.^[3]

$f'=f.{\bigg (}{\frac {v\pm v_{o}}{v\mp v_{s}}}{\bigg )}$

Processament dels senyals

El receptor de vídeo processa amb filtres de velocitat Doppler o circuits de processament de senyals digitals que s'usen per determinar velocitat. Els més moderns radars d'impulsos Doppler desmodulen els senyals d'entrada de radiofreqüència cap a una freqüència central a zero, anterior al mostreig digital. Això es fa per reduir biaixos computacionals, ja que el senyal demodulat pot ser rebaixat quantitativament i així reduir la suma de dades que cal emmagatzemar. El senyal resultant és usualment denominat complex demodulat, o IQ-data , on IQ es dona en-fase i en quadratura-fase , reflectint el fet que el senyal és un nombre complex, amb una part real i una altra imaginària.^[4]

Per exemple, un senyal modulat pot ser $S(t)=\cos(\omega _{0}t+\phi (t))$ , i després pot ser demodulat usant:

IH(t)=S(t)\cos(\omega _{0}t)

i

QH(t)=S(t)\sin(\omega _{0}t)

Usant un filtre passa-baix en ambdós dominis de temps, IH (t) i QH (t) permet el següent:

I(t)=\cos(\phi (t)+\phi )

i

Q(t)=\sin(\phi (t)+\phi )

Cal tenir en compte que I (t) no seria suficient perquè el senyal es perd. Tenint a R (t) ja Q (t) permetrà al radar mapejar apropiadament i proveir les velocitats Doppler.

Referències

↑ Tactical missile aerodynamics, Volume 141. P17. Michael J. Hemsch, American Institute of Aeronautics and Astronautics. American Institute of Aeronautics and Astronautics, 1992
↑ «Clutter Rejection (Pulse Doppler), Radar Systems Engineering». IEEE New Hampshire Section, University of New Hampshire. Arxivat de l'original el 2012-03-31. [Consulta: 8 desembre 2020].
↑ «Path to Nexrad, Doppler Radar Development at the National Severe Storm Laboratory». National Oceanic and Atmospheric Administration, National Severe Storm Laboratory. Arxivat de l'original el 2012-03-21. [Consulta: 8 desembre 2020].
↑ «AWACS Surveillance Radar». Norhrop Grummond. Arxivat de l'original el 2009-02-27. Arxivat 2009-02-27 a Wayback Machine.

Bibliografia

Modern Radar Systems per Hamish Meikle (ISBN 0-86341-172-X)
Advanced Radar Techniques and Systems, editat per Gaspare Galati (ISBN 1-58053-294-2)

Vegeu també

Imatgeria per satèl·lit

[1] Tactical missile aerodynamics, Volume 141. P17. Michael J. Hemsch, American Institute of Aeronautics and Astronautics. American Institute of Aeronautics and Astronautics, 1992

[2] «Clutter Rejection (Pulse Doppler), Radar Systems Engineering». IEEE New Hampshire Section, University of New Hampshire. Arxivat de l'original el 2012-03-31. [Consulta: 8 desembre 2020].

[3] «Path to Nexrad, Doppler Radar Development at the National Severe Storm Laboratory». National Oceanic and Atmospheric Administration, National Severe Storm Laboratory. Arxivat de l'original el 2012-03-21. [Consulta: 8 desembre 2020].

[4] «AWACS Surveillance Radar». Norhrop Grummond. Arxivat de l'original el 2009-02-27. Arxivat 2009-02-27 a Wayback Machine.

[1]

[2]

[3]

[4]