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

Pseudo-coherent Radar

Duplexador
Acoplador
direcional
Fase do
misturador
IF- Amplificador
Magnetron-
Transmissor
AFC
StaLo
Detector
sensível
à fase
Processador
de sinal
Modulador
Fase do
misturador
Oscilador
Coerente
Sincronizador

Figura 1: O princípio de um radar pseudo-coerente.

Duplexador
Acoplador
direcional
Fase do
misturador
IF- Amplificador
Magnetron-
Transmissor
AFC
StaLo
Detector
sensível
à fase
Processador
de sinal
Modulador
Fase do
misturador
Oscilador
Coerente
Sincronizador

Figura 1: O princípio de um radar pseudo-coerente.

Magnetron-
Transmissor
StaLo
Sincronizador

Figura 1: O princípio de um radar pseudo-coerente.
(imagem interativa)

Radar pseudo-coerente

Um requisito para qualquer radar Doppler é coerência; isto é, alguma relação de fase definida deve existir entre a frequência transmitida e a frequência de referência, que é usada para detectar o desvio Doppler do sinal do receptor. Os objetos em movimento são detectados pela diferença de fase entre o sinal de destino e os componentes de ruído e ruído de fundo. A detecção de fase deste tipo depende da coerência entre a frequência do transmissor e a frequência de referência do receptor.

Se o estágio de saída do transmissor for um dispositivo auto-oscilante, a fase pulso a pulso será aleatória na transmissão. Na detecção coerente, um sinal estável do oscilador de referência cw, bloqueado em fase com o transmissor durante cada pulso transmitido, é misturado com o sinal de eco para produzir um sinal de batida ou diferença. Como o oscilador de referência e o transmissor estão travados em fase, os ecos são comparados efetivamente com o transmissor em frequência e fase. Essa referência de fase deve ser mantida do pulso transmitido ao pulso de retorno captado pelo receptor.

Às vezes, os conjuntos de radar pseudo-coerentes são chamados de „coerente ao receber“.

Transmissor

O transmissor de radar produz pulsos de energia rf de alta potência e curta duração que são irradiados para o espaço pela antena. Tubos de vácuo modulados em velocidade poderosos são usados principalmente, ex: Magnetrons.

Duplexador

O duplexador alterna a antena entre o transmissor e o receptor, de modo que apenas uma antena precise ser usada. Essa comutação é necessária porque os pulsos de alta potência do transmissor destruiriam o receptor se fosse permitida a entrada de energia no receptor.

Fase do misturador

A função do estágio do misturador é converter a energia rf recebida em uma frequência intermediária (FI) mais baixa que é mais fácil de amplificar e manipular eletronicamente. A frequência intermediária é geralmente de 30 a 74 megahertz. É obtido heterodinando o sinal recebido com um sinal de oscilador local no estágio do misturador. O estágio do mixer converte o sinal recebido no sinal IF inferior sem distorcer os dados no sinal recebido.

IF- Amplificador

Após a conversão para a frequência intermediária, o sinal é amplificado em vários estágios do amplificador de IF. A maior parte do ganho do receptor é desenvolvida nos estágios do amplificador de IF. A largura de banda geral do receptor é frequentemente determinada pela largura de banda dos estágios IF.

Controle Automático de Freqüência

Como em todos os receptores super-heteródinos, o controle da frequência do oscilador local mantém o receptor sintonizado. Como essa sintonia é crítica, alguma forma de controle automático de frequência (afc) é essencial para evitar a sintonia manual constante. Os circuitos automáticos de controle de frequência misturam uma porção atenuada do sinal transmitido com o sinal do oscilador local para formar um sinal IF. Este sinal é aplicado a um discriminador sensível à frequência que produz uma tensão de saída proporcional em amplitude e polaridade a qualquer alteração na frequência IF. Se o sinal IF estiver na frequência central do discriminador, nenhuma saída discriminadora ocorrerá. A frequência central do discriminador é essencialmente uma frequência de referência para o sinal IF. A saída do discriminador fornece uma tensão de controle para manter o oscilador local na frequência correta.

Oscilador local estável

Como o receptor normalmente é um super heteródino, um oscilador local estável, conhecido como StaLO down, converte o sinal em frequência intermediária. A maioria dos receptores de radar usa uma freqüência intermediária de 30 a 74 megahertz. O IF é produzido misturando um sinal do oscilador local com o sinal recebido. O oscilador local é, portanto, essencial para uma operação eficiente e deve ser sintonizável e muito estável. Por exemplo, se a frequência do oscilador local for 3.000 megahertz, uma mudança de frequência de 0,1% produzirá uma mudança de frequência de 3 megahertz. Isso é igual à largura de banda da maioria dos receptores e diminuiria bastante o ganho do receptor. O requisito de saída de energia para a maioria dos osciladores locais é pequeno (20 a 50 miliwatt) porque a maioria dos receptores usa misturadores de cristal que exigem muito pouco potência. A frequência de saída do oscilador local deve ser sintonizada em uma faixa de vários megahertz na região de 4.000 megahertz. O oscilador local deve compensar qualquer alteração na frequência transmitida e manter uma diferença constante de 30 a 74 megahertz entre o oscilador e a frequência do transmissor. Um oscilador local que pode ser ajustado variando a tensão aplicada é o mais desejável.

Detector sensível à fase

O sinal IF é passado para um detector sensível à fase (PSD) que converte o sinal em banda base, mantendo fielmente as informações completas de fase e quadratura do sinal Doppler. Isso significa que o detector sensível à fase produz um sinal de vídeo. A amplitude do sinal de vídeo é determinada pela diferença de fase entre o sinal de referência de eco e os sinais de eco IF. Essa diferença de fase é igual à existente entre o pulso real transmitido e seu eco. O sinal de vídeo resultante pode ser positivo ou negativo.

Processador de sinal

O processador de sinal é a parte do sistema que separa os alvos da desordem com base no conteúdo do Doppler e nas características de amplitude.

Acoplador direcional

O acoplador direcional fornece uma amostra da saída do transmissor em cada pulso. Esse sinal ajusta a frequência STALO via AFC, mas o mais importante é que ajusta a fase do COHO, bloqueando-a na referência de fase do magnetron. A sincronização de fase do COHO por meio de uma amostra da saída de magnetron é obrigatória porque não há correlação de fase entre dois pulsos de RF sucessivos do magnetron.

Fase do misturador

A função deste estágio do mixer é converter a amostra da saída do transmissor na frequência intermediária. Esse pulso de bloqueio de coho sincroniza o coho para uma relação de fase fixa com a frequência transmitida em cada pulso transmitido.

Oscilador Coerente

O oscilador coerente (COHO) fornece uma energia de RF contínua de baixa potência. Ele permite o processo de conversão para baixo no detector sensível à fase, mantendo uma referência de fase precisa. O pulso de bloqueio do coho é originado pelo pulso transmitido. É usado para sincronizar o coho para uma relação de fase fixa com a frequência transmitida em cada pulso transmitido. O COHO assume a fase do tubo do transmissor e o fornece à parte receptora do sistema. Esta é a razão pela qual o radar pseudo-coerente também é chamado de „coerente ao receber“.

Modulador

O tubo do oscilador do transmissor é chaveado por um pulso dc de alta potência de energia gerado por esta unidade separada chamada modulador.

Antena

A antena transfere a energia do transmissor para sinais no espaço com a distribuição e eficiência necessárias. Este processo é aplicado de maneira idêntica na recepção.

Indicador

The indicator should present to the observer a continuous, easily understandable, graphic picture of the relative position of radar targets.

Sincronizador

O sincronizador fornece os sinais de sincronização que cronometram os pulsos transmitidos, o indicador e outros circuitos associados.

Desvantagens do radar pseudo-coerente

O radar pseudo-coerente é hoje aposentado, mas alguns conjuntos de radares mais antigos (ou de baixo custo) ainda estão operacionais. As desvantagens do radar pseudo-coerente podem ser resumidas da seguinte forma: