www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Noções básicas de radar

Controle e Sincronização do Radar

Os componentes no radar devem operar em conjunto e no tempo adequado, desta forma cada radar precisa um número de pulsos de controle ou sincronização. Estes determinam qual circuito e em qual momento especifico em cada período de repetição. Radares analógicos antigos utilizavam de pulsos curtos de sincronização, também chamado de pulso de início, eles eram gerados por circuitos de tubos de vácuo, que funcionavam como osciladores de bloqueio assíncrono ou multivibradores. Em Radares modernos, estas são curtos pulsos de onda quadrada onde a borda ou duração do pulso é controlada pelo circuito subsequente. Elas são geradas de maneira completamente coerente, a partir de um oscilador primário de alta estabilidade por contagem de frequência e seguido por uma série de divisores de frequência, multiplicadores e misturadores. Em radares, a coerência apenas afeta a relação de fase entre o pulso transmitido e o sinal retornado. Um radar é completamente coerente se todos seus pulsos transmitidos são derivados de uma oscilação de fase constante. Os nomes e números dos pulsos de sincronização e controle variam de radar para radar.

Clock Mestre
Contador de
Frequência
Gerador
de Pulso
Sincronizador
Exciter
Gerador
de forma
de onda
Gerador
STC
Trasmissor
Comutador
de Antena
Receptores
Conversor
Analógico
/Digital

Figura 1: Geração e distribuição dos sinais de clock e sincronização.

Clock Mestre
Contador de
Frequência
Gerador
de Pulso
Sincronizador
Exciter
Gerador
de forma
de onda
Gerador
STC
Trasmissor
Comutador
de Antena
Receptores
Conversor
Analógico
/Digital

Figura 1: Geração e distribuição dos sinais de clock e sincronização.

Contador de
Frequência
Gerador
de Pulso
Sincronizador
Trasmissor
Comutador
de Antena
Receptores
Conversor
Analógico
/Digital

Figura 1: Geração e distribuição dos sinais de clock e sincronização.
(imagem interativa)

Figura 1 mostra o esquema para a produção de controle e sincronização de pulsos e suas distribuições. Um Oscilador mestre central, normalmente de 100 MHz, fornece a referência de fase para os sinais do receptor e transmissor. Este oscilador mestre pode ser até mesmo sincronizado com uma fonte de tempo UTC distribuída por Satélites de GPS.

Em maioria isto é apenas um oscilador de quartzo. Pode ser montado em um reostato para maior requerimento de precisão de frequência e redução de jitter.

A frequência do oscilador é dividida para fornecer tempos para o atraso e sincronização de todos os Triggers, o processador de sinal digital, e computadores. Primeiro, todas as frequências divididas são distribuídas para o gerador e pulsos de clock e sincronismo.

Figura 2: Quatro pulsos de clock escalonados

Figura 2: Quatro pulsos de clock escalonados

O gerador de clock produz um clock de sistema para todo o sistema do radar. A frequência relativamente alta do oscilador mestre fornece uma precisão boa, mas esta frequência não pode ser distribuída para todos sub circuitos. Para esta frequência, todas as conexões têm característica de uma antena. Para 100 MHz uma linha com comprimento de 1 metro é um dipolo ressonante. Então uma frequência, por exemplo de 25 MHz, é usada para o clock do sistema. Para fornecer a mesma precisão que um clock de 100 MHz, havendo quatro linhas com clock de 25 MHz, mas cada clock do Clock 1 ao Clock 4 é atrasado em 1/(2·100) MHz = 5 ns. Estes quatro clocks são distribuídos e cada subcircuito pode usar um destes clocks dependendo do tempo de execução interno e delays nas conexões.

Os Triggers mais importantes são chamados de Zero Range Trigger – em grande parte igual ao pulso de início transmitido; e segundo o pulso com comprimento da forma de onda. Ambos os pulsos podem ser ajustados com offsets: alguns conjuntos precisão de um pre-trigger alguns microssegundos antes do início do trigger da forma de onda. Estes pre-triggers controlam os conjuntos do radar que não estão ativos no tempo de transmissão, por exemplo o receptor, o processamento de sinais do radar, e os displays. O pulso contendo o comprimento da forma de onda do transmissor controla o conjunto do radar que está ativo durante o tempo de transmissão, por exemplo o gerador de forma de onda, o excitador, e o (usando diodos PIN) duplexador. Este pulso pode ser ajustado com offset também porem o offset não é simétrico: por exemplo o amplificador de potência do transmissor deve obter sua alimentação antes da forma de onda se iniciar e deve segurar um pouco mais que a forma de onda.