www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Radar Temelleri

Radar Dalga Biçimi

Radar Dalga Biçimleri
Faz modülasyonu
Frekans modülasyonu
Sabit frekans   (aç/kapa anahtarlama)
Darbeden-darbeye modülasyon
Frekans ataklık
İkili-faz modülasyon
Çok fazlı modülasyon
  • Welti-kodu
  • Frank-kodu
Doğrusal FM ( • testere dişi)
Doğrusal olmayan FM
• Üçgen biçimli
• Sözde-rasgele
• Gürültü modülasyonlu
• Kademeli frekans
• Sinüs biçimli
Çok frekanslı SD-radarı
Modüle edilmemiş SD-radarı
Radar Dalga Biçimleri
Faz modülasyonu
Frekans modülasyonu
Sabit frekans   (aç/kapa anahtarlama)
Darbeden-darbeye modülasyon
Frekans ataklık
İkili-faz modülasyon
Çok fazlı modülasyon
  • Welti-kodu
  • Frank-kodu
Doğrusal FM ( • testere dişi)
Doğrusal olmayan FM
• Üçgen biçimli
• Sözde-rasgele
• Gürültü modülasyonlu
• Kademeli frekans
• Sinüs biçimli
Çok frekanslı SD-radarı
Modüle edilmemiş SD-radarı

Radar Dalga Biçimi

Gönderilen sinyallerin içyapısı İngilizcede genellikle Radar Dalga Biçimi (Radar Waveform) olarak adlandırılır. Bu, sadece bir dikdörtgen biçimli darbenin zarf eğrisince (envelope curve) aç/kapa anahtarlamalı modülasyon denilen sınırlanmış bir salınım olabildiği gibi ya da (bir darbe-içi modülasyon kullanılarak) bir karmaşık yolla üretilmiş doğrusal olmayan modülasyonlu Ara Frekans- darbesi de olabilir.

Genel olarak Sürekli Dalga Radarlarında (CW-Radar) kullanılan tüm modülasyonlar gene bir darbe radarının gönderim darbesinin içinde de kullanılabilir. Uzun ve darbe-içi modüle edilmiş gönderim darbesine sahip bir darbe radarından bir Frekans Modüleli Sürekli Dalga Radarına geçiş Düşük Algılama Olasılıklı (Low Probability of Intercept) radar aygıtlarının yakın menzil bölgesinde çok daha akıcı olur. Bir Frekans Modüleli Sürekli Dalga Radarının teknik (her şeyden önce matematiksel) imkânları modern bilgisayarlarda keza bir darbe radarının yankı sinyalleri için de kullanılabilir.

Dalga Biçimi Üreteci

Bir Dalga Biçimleme Üreteci bir radarda Ara Frekans (IF) değerinde karmaşık gönderim sinyalleri üretir. Yüzey Akustik Dalga-Süzgeçleri (Surface Acoustic Wave, SAW) 80 li yıllarda darbe sıkıştırma tekniğinin temel dayanağını oluşturuyordu. Bu süzgeçte keza o zamanlar ters taraftan beslenerek darbe-içi modüleli gönderim sinyallerinin üretiliyordu. Bu darbenin aynı zamanda alınan yankı sinyali için bir referans oluşturması nedeniyle zamana bağlı hassasiyeti ve frekansının sabit olması önem kazanıyordu.

Bellek için
adres sayıcı
Bellek
S/A
dönüştürücü
Karıştırıcı
set
reset
taşıma
FF
11-bit
sayıcı
sine
PROM
cosine
PROM
S
A
D
A
HY
Ara frekans
dalga biçimleme

Resim 1: Doğrusal-olmayan modülasyonlu bir darbe için bir dalga biçimleme üretecinin blok şeması

Bellek için
adres sayıcı
Bellek
S/A
dönüştürücü
Karıştırıcı
Saat 25 MHz
Dalga Biçimlemeyi
başlatma
set
reset
taşıma
FF
11-bit
sayıcı
sine
PROM
cosine
PROM
ZF
Dalga Biçimleme
(Ara Frekansta)
S
A
S
A
HY

Resim 1: Doğrusal olmayan modüle edilmiş bir darbe
için bir dalga biçimleme üretecinin blok şeması

Bellek için
adres sayıcı
Bellek
S/A
dönüştürücü
Karıştırıcı
set
reset
taşıma
FF
11-bit
sayıcı
sine
PROM
cosine
PROM
S
A
S
A
HY
Dalga Biçimleme
(Ara Frekansta)

Resim 1: Doğrusal-olmayan modülasyonlu bir darbe
için bir dalga biçimleme üretecinin blok şeması (Etkileşimli resim)

Sayısal Dalga Biçimi Üreteci

Sayısal Dalga Biçimi Üreteci (Digital Waveform Generation, DWG) bir belleğe dayanan, sinyal biçiminin serbestçe seçilebildiği Rasgele Dalga Biçimi Üreteci (Arbitrary Waveform Generator, AWG) olarakta adlandırılan bir sinyal üretecidir. İstenen sinyal akışı bir matematiksel işlevle tanımlanabilir ve işlevin her bir sayısal değeri bir sözcük (word) olarak belleğe kaydedilir. Bellek, sistem saatine uygun olarak değerleri sürekli olarak çıkışa aktarır. Çıkışta bunlar analog gerilime dönüştürülür. Birbiri ardına sıralanan bu değerler bir sinyal biçimini meydana getirirler.

Gönderim darbesinin tüm modülasyon süreci, örneğin burada PROM denilen programlanabilir belleklere kaydedilmiş, 2048 adet, her biri 40 nano saniyelik gerilim- ve faz açı değerini temsil eden gerilim adımlarından meydana gelir. Modülasyon sürecindeki bir değişiklik PROM un değişmesini gerektirir, bu değiştirme işlemi yalnızca belleğin üreticisince ya da yetkili servislerince yapılır.

Radartutorial tarafından geliştirilen Çok İşlevli Eğitim Radarında PROM yerine erişim zamanı 12 nano saniye olan her biri 64 kilobayt x 16 bitlik iki adet hızlı statik RAM kullanılmıştır. Bir ATMEL-işlemci bu belleğe bir dizüstü bilgisayardaki USB üzerinden yükleme yapabilir. Böylece, klasik darbe radarları için darbe-içi modüle edilmiş (ardından darbe sıkıştırması uygulanmış) çok çok kısa süreli darbelerden, Frekans Modüleli Sürekli Dalga radarlarının (FMCW radar) her türlü modülasyon biçimlerine kadar herhangi bir sinyal biçimini üretmek mümkün olur.

Pratikte aynı-faz ve kuadratik-faz kayma yöntemiyle (I & Q) çalışan bir faz algılayıcıda ise süreç ters yönde akabilir. Bu tür dalga biçimleme üretecinde değerlendirme programının gönderim darbelerini bir çizelge ile görüntüleyebilen belleklerin içeriğine ulaşabilmesi gibi bir üstünlüğü de bulunmaktadır. Böylece alıcı hattında ki darbe sıkıştırması Radar Sinyal İşlemcisi tarafından yürütülebilir.

1) Test noktalarındaki osiloskop izlerinin rahatça görülebilmesi için buradaki radar aygıtının ara frekansı oldukça düşük bir değer olan 470 kHz olarak seçilmiştir.

Blok şemasında modülleri açıklaması