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

Superheterodyne Receptor

Os sinais de RF recebidos devem ser transformados em um sinal de vídeo para obter as informações desejadas dos ecos. Essa transformação é feita por um receptor super-heteródino. Os principais componentes do típico receptor super-heteródino são mostrados na figura a seguir:

RF
FI
Vídeo
LO

Figura 1: Diagrama de blocos de um super-heterodino

RF
FI
Vídeo
LO

Figura 1: Diagrama de blocos de um super-heterodino

Diagrama de blocos de um super-heterodino
RF
FI
Vídeo
LO

Figura 1: Diagrama de blocos de um super-heterodino

O receptor super-heterodino altera a frequência de RF para uma frequência IF inferior mais fácil de processar. Essa frequência FI será amplificada e demodulada para obter um sinal de vídeo.

A figura mostra um diagrama de blocos de um típico receptor super-heterodino. A portadora de RF vem da antena e é aplicada a um filtro. A saída do filtro são apenas as frequências da banda de frequência desejada. Essas frequências são aplicadas ao estágio do mixer. O mixer também recebe uma entrada do oscilador local. Esses dois sinais são combinados para obter o FI através do processo de heterodinâmica. Há uma diferença fixa de frequência entre o oscilador local e o sinal de RF em todos os momentos, sintonizando o oscilador local. Essa diferença de frequência é o FI. essa diferença fixa, um ajuste agrupado garante um constante FI sobre a faixa de frequência do receptor. O transportador FI é aplicado ao amplificador FI. O FI amplificado é então enviado ao detector. A saída do detector é o componente de vídeo do sinal de entrada.

Filtro de frequência de imagem

Um estágio de amplificador de RF de baixo ruído à frente do estágio do conversor fornece seletividade suficiente para reduzir a resposta de frequência da imagem, rejeitando esses sinais indesejados e aumentando a sensibilidade do receptor. As bordas da largura de banda deste amplificador são escolhidas para eleminar as frequências da imagem.

Muitos receptores de radar mais antigos não usam um pré-amplificador de baixo ruído (estágio de RF) como front end do receptor; eles simplesmente enviam o sinal de eco diretamente para um estágio do misturador de cristal. Isso tem alguma desvantagem. É possível que esses receptores recebam duas estações diferentes no mesmo ponto do mostrador.

Estágio do misturador

O estágio do misturador é usado para aumentar a frequência recebida para uma frequência intermediária. O mixer também recebe uma entrada do oscilador local. Esses dois sinais são combinados para obter o FI através do processo de heterodinâmica.

  • fIF = fRFfLO
  • fIF = fLOfRF

Não existem componentes que possam distinguir uma frequência negativa de uma frequência positiva. Portanto, podemos medir apenas a magnitude da frequência: fIF = | flocal oscillatorfRF |

O resultado é uma segunda frequência de recepção como uma „imagem espelhada” em torno da frequência intermediária.

Assumindo uma frequência intermediária de 60 MHz, o oscilador local rastreia a uma frequência de 60 MHz mais alta que o sinal recebido. Por exemplo, suponha que o receptor esteja sintonizado para captar um sinal em uma frequência de 1030 MHz. O oscilador local estará operando a uma frequência de 1090 MHz. Os sinais recebidos e do oscilador local são misturados, ou heterodinâmicos, no estágio do conversor e uma das frequências resultantes dessa ação de mistura é a diferença entre os dois sinais, ou 60 MHz, a frequência FI. Essa frequência FI é então amplificada nos estágios FI e enviada aos estágios detector e áudio.

Qualquer sinal na frequência de 60 MHz que apareça na placa do circuito conversor será aceito pelo amplificador FI e transmitido.

Portanto, em um receptor sem amplificador de RF, a entrada do conversor é bastante sintonizada e alguns sinais diferentes do sinal desejado chegam à entrada do estágio do conversor. Normalmente, esses outros sinais se misturam com o sinal do oscilador local e produzem frequências que estão fora da passagem de banda do amplificador FI de 60 MHz e serão rejeitados. No entanto, se houver uma estação operando com uma frequência de 1150 MHz e esse sinal passar pelo circuito de entrada sintonizado bastante amplo e aparecer no conector de entrada do estágio do conversor, ele também se misturará com o oscilador local e produzirá uma frequência de 60 MHz (1150 - 1090 = 60). Este sinal também será aceito pelo estágio do amplificador FI e transmitido, portanto, ambos os sinais serão indicados na tela. Isso é conhecido como interferência na frequência da imagem.

Filtro FI

Este filtro deve filtrar a freqüência intermediária desejada das frequências de mistura surgidas no estágio do misturador. Ele foi projetado como uma ou mais bandas.

Normalmente, a passagem de banda é o mais estreito possível, sem afetar a energia real do sinal. Quando uma seleção de larguras de pulso está disponível, como pulsos curtos e longos, o passe de banda deve poder corresponder à largura de banda dos dois sinais diferentes.

FI- Amplificador

O amplificador FI tem a capacidade de variar o passe de banda e o ganho de um receptor. Após a conversão para a frequência intermediária, o sinal é amplificado em vários estágios do amplificador de FI. A maior parte do ganho do receptor é desenvolvida nos estágios do amplificador FI. A largura de banda geral do receptor geralmente é determinada pela largura de banda dos estágios FI. O ganho deve ser variável para fornecer uma saída de tensão constante para sinais de entrada de diferentes amplitudes.

Detector
Envelope
Freqüência de RF

Figura 2: Digitalizar a partir da tela de um osciloscópio

Scan from a screen of an oszilloscope. 
(Clique para ampliar: 640·480px = 22 kByte)
Envelope
Freqüência de RF

Figura 2: Digitalizar a partir da tela de um osciloscópio

O detector em um receptor de microondas serve para converter os pulsos FI em pulsos de vídeo.

Figura 3: um detector simples

A simple detector with a diode

Figura 3: um detector simples

A forma mais simples de detector é o detector de diodos. Ele detecta o envelope de pulso.

O condensador tem a função de uma passagem baixa e bloqueia a frequência FI.

Além da modulação de amplitude mostrada, existem outros tipos de modulação possíveis.

Amplificador de Vídeo

O amplificador de vídeo recebe pulsos do detector e amplifica esses pulsos para aplicação no dispositivo indicador. Um amplificador de vídeo é fundamentalmente um amplificador acoplado a RC que usa transistores de alto ganho. No entanto, um amplificador de vídeo deve ser capaz de uma resposta de frequência relativamente ampla. O estágio de saída do receptor é normalmente um seguidor de emissor. A saída de baixa impedância do seguidor do emissor corresponde à impedância do cabo. Os pulsos de vídeo são acoplados através do cabo ao indicador de exibição de vídeo na crt.

Oscilador local

O oscilador local excita uma frequência para misturar com o sinal recebido para obter a frequência intermediária.

A maioria dos receptores de radar usa frequência intermediária (FI) de megahertz com um valor entre 30 e 75 megahertz. O FI 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 miliwatts) porque a maioria dos receptores usa misturadores de cristal que requerem muito pouca energia.

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 ou 75 megahertz entre o oscilador e a frequência do transmissor. Um oscilador local que pode ser ajustado variando a tensão aplicada é o mais desejável.

A frequência de saída é maior ou menor que a frequência de entrada. Um estágio de amplificador de RF à frente do estágio do conversor fornece seletividade suficiente para reduzir a resposta da frequência da imagem, rejeitando esses sinais indesejados e aumentando a sensibilidade do receptor.


Sponsors: