Kako se mjeri frekvencijska razlika i vrijeme u FMCW radaru?

Razlika u frekvenciji i mjerenje vremena u FMCW radaru

FMCW (frekvencijski modulirani kontinuirani val) radar djeluje prenošenjem kontinuiranog valnog signala s frekvencijom linearno promjenom (CHIRP). Odbijeni signal iz cilja se zatim miješa s prenesenim signalom, što rezultira frekvencijom otkucaja (frekvencija razlike) koja je izravno proporcionalna udaljenosti cilja.

Evo kako se frekvencijska razlika i vrijeme mjere u FMCW radaru:

1. Generacija chirp: Radar prenosi kontinuirani valni signal s linearno rastućom frekvencijom u određenom vremenskom razdoblju (trajanje chirp). To stvara frekvencijski potez poznat kao chirp.

2. Miješanje signala: Odbijeni signal iz cilja pomiješan je s prenesenim signalom u mikseru. Ovaj postupak stvara frekvenciju ritma (koja se naziva i intermedijarna frekvencija ili if), što je razlika između prenesenih i primljenih frekvencija.

3. Razlika u frekvenciji i vrijeme: Učestalost ritma proporcionalna je udaljenosti cilja. Taj se odnos može opisati kao:

Frekvencija ritma (f_beat) =2 * v * d / c

gdje:

* v je nagib chirp (brzina promjene frekvencije)

* D Je li ciljna udaljenost

* c je brzina svjetlosti

Vrijeme koje je potrebno da se odbijeni signal vrati također je proporcionalno udaljenosti cilja, slijedeći jednostavnu formulu:

vrijeme (t) =2 * d / c

4. Mjerenje: Frekvencija otkucaja mjeri se pomoću kruga za obradu signala, a vrijeme se određuje iz trajanja chirp i frekvencije ritma. Ove se informacije zatim koriste za izračunavanje udaljenosti cilja.

Stoga je razlika frekvencije (frekvencija ritma) izravno povezana s ciljanom udaljenosti, a vrijeme koje je potrebno da se odbijeni signal vrati također je proporcionalno udaljenosti.

Ključne točke:

* FMCW Radar koristi kontinuirano preneseni signal, za razliku od pulsiranog radara koji šalje kratke rafale.

* Nagib chirp (v) određuje rezoluciju radara. Veći nagib omogućava veću točnost u mjerenju malih udaljenosti.

* Trajanje chirp (t) određuje maksimalni raspon radara. Duže trajanje chirp omogućava veće udaljenosti.

* Radar FMCW-a posebno je prikladan za aplikacije koje zahtijevaju visoku točnost i rezoluciju raspona, poput autonomne vožnje, sustava izbjegavanja sudara i industrijske automatizacije.

Ukratko:

FMCW Radar koristi frekvencijsku razliku između prenesenih i primljenih signala za mjerenje udaljenosti. Ova razlika u frekvenciji izravno je proporcionalna ciljanoj udaljenosti i povezana je s vremenom koje je potrebno da signal putuje do cilja i natrag.