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

Doppler Dilema

Figura 1: Exibição de um sinal de radar em um analisador de espectro

Figura 1: Exibição de um sinal de radar em um analisador de espectro

Doppler Dilema

Em um radar de pulso, a modulação da freqüência de transmissão consiste em uma seqüência periódica de pulsos quadrados. O espectro de freqüência deste sinal transmitido é um espectro de linha em forma de pente com um espaçamento de linha igual à freqüência de repetição de pulso. As linhas individuais não podem ser separadas por uma comparação de amplitude. Com um refletor móvel, todo o espectro de linha do sinal recebido na Figura 1 é deslocado ligeiramente para a esquerda ou para a direita pelo efeito Doppler, dependendo da direção da velocidade radial. Um espectro recebido deslocado pelo efeito Doppler só pode ser usado para uma medição de velocidade inequívoca se o deslocamento de todo o espectro for menor do que o espaçamento de linha no espectro. Isto significa que a freqüência Doppler deve ser menor do que a freqüência de repetição de pulsos fPRF.

De acordo com a equação para a freqüência Doppler fD, a faixa da velocidade radial vr única pode ser calculada:

fPRF > |fD| = 2 · vr · ftx (1)
c0
vr < c0 · fPRF (2)
2 ftx

Esta equação só é aplicável se a direção do deslocamento for conhecida, ou seja, se for conhecido se o alvo está se afastando do radar ou se está se aproximando do radar. Se isto não for conhecido, então o valor único da velocidade é reduzido pela metade novamente:

vr < c0 · fPRF (3)
4 ftx

Figura 2: Dependência de freqüência de uma medição inequívoca da distância máxima e da velocidade radial máxima

Velocidade máxima sem ambigüidade (m/s)
Alcance máximo sem ambigüidade (km)

Figura 2: Dependência de freqüência de uma medição inequívoca da distância máxima e da velocidade radial máxima

Entretanto, a freqüência de repetição de pulso também determina a distância máxima de medição sem ambigüidade. Somente uma distância máxima de medição inequívoca ou uma medição inequívoca da velocidade máxima pode ser otimizada ao máximo. Esta constelação contrária também é chamada de dilema Doppler.

Se a duração do pulso de transmissão for muito menor do que o período seguinte, então a relação c0 /2·Rmax pode ser usada para fPRF:

Rmax · vr < c02 (4)
8 ftx

Assim, só a freqüência de transmissão ftx determina até que ponto uma distância única e uma velocidade única dos alvos podem ser medidas simultaneamente.

O dilema Doppler: Uma baixa freqüência de repetição de pulso para uma medição inequívoca de uma grande distância simultaneamente resulta em uma faixa muito pobre para uma medição inequívoca da velocidade (e vice-versa).

A escolha de uma freqüência favorável de repetição de pulso é então ou um compromisso, ou medidas adicionais devem ser tomadas para obter ambas as quantidades em uma faixa de medição suficiente. Por exemplo, uma freqüência de transmissão extremamente alta pode ser selecionada ou os pulsos de transmissão podem ser fornecidos com uma modulação individual, o que então permite que sinais de eco de um pulso anterior sejam novamente atribuídos a ele, mesmo se eles só foram recebidos em um período de pulso subseqüente.