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Código Costas

Número de frequência
Ordem

Figura 1: Código Costas com comprimento Nc = 10 (em vermelho) comparado à modulação de frequência linear (em azul)

Número de frequência
Ordem

Figura 1: Código Costas com comprimento Nc = 10 (em vermelho) comparado à modulação de frequência linear (em azul)

Código Costas

O código Costas foi descrito matematicamente pela primeira vez em 1965 por John P. Costas. É um tipo de modulação de frequência dependente do tempo para pulsos de transmissão. As matrizes Costas foram introduzidas para melhorar o desempenho dos sistemas de radar e sonar.

Em uma modulação de frequência dependente do tempo, um pulso de transmissão relativamente longo de comprimento τ' é dividido em um número de N subpulsos τ1…N  com diferentes frequências portadoras. Cada grupo desses N pulsos parciais é burst. Como regra geral, esses pulsos parciais têm a mesma amplitude e o mesmo espaçamento. Se a frequência desses subpulsos for aumentada ou diminuída uniformemente, o pulso total será uma aproximação gradual da modulação intrapulso e da compressão de pulso com modulação de frequência linear.

Os códigos Costas são uma classe especial dessas formas de pulso de transmissão com modulação intrapulso. Um código Costas é um grupo de subpulsos consecutivos não codificados montados aleatoriamente a partir de diferentes frequências e compactados em um pulso mais estreito usando processamento de sinal coerente. A Figura 1 mostra um exemplo de um grupo de 10 pulsos parciais como uma matriz. As linhas denotam o número da posição e as colunas denotam o número da frequência da portadora dos pulsos parciais. Um ponto indica a frequência da portadora usada no subpulso. Os pontos azuis representam um pulso de transmissão de frequência portadora gradualmente crescente. Os pontos vermelhos indicam a mudança de frequência de acordo com um código Costas.

Os códigos Costas têm um comportamento de lóbulo lateral quase ideal nos domínios de faixa e velocidade (Doppler) e garantem uma boa faixa de exclusividade em ambos os casos. A distribuição das subfrequências dentro do grupo tem uma grande influência sobre essa faixa de exclusividade das medições. Todos os lóbulos laterais, exceto algumas amostras próximas ao original, têm a amplitude relativa de 1/N do original. Essas poucas amostras no pulso de saída têm o valor típico de 2/N para o código Costas. Esse tamanho uniforme dos lóbulos laterais torna essa forma de pulso particularmente útil para radares meteorológicos. A taxa de compressão é de aproximadamente N.