Radar Grondbeginselen

Tijdsdomein versus frequentiedomein

Voor de vergelijking van het tijdsdomein en het frequentiedomein in de signaalverwerking wordt een driedimensionaal model gebruikt dat in figuur 1 is weergegeven. Een signaalmengsel van (hier) drie sinusvormige frequenties kan worden bekeken in het tijdsdomein, dat overeenkomt met de weergave op een oscilloscoop, of in het frequentiedomein, dat overeenkomt met de weergave op een spectrumanalyzer. In dit model worden echter alle drie de sinusoïdale frequenties op verschillende ingangskanalen weergegeven. Als ze slechts als een signaalmengsel op één kanaal aanwezig waren, zouden ze elkaar overlappen en (hier) worden weergegeven als een sterk vervormde blokgolfpuls (zie: Fourier-analyse).

Het tijdsdomein (TD) is een projectie van het model vanuit de richting waarin de ordinaat de amplitude of de kracht van het signaal weergeeft. De tijd is vertegenwoordigd in de abscis. Dit is een gemeenschappelijke representatie voor oscilloscopen of moderne netwerkanalysatoren.

Het frequentiedomein (FD) is een projectie van het model vanuit de richting dat de ordinaat ook de amplitude of de kracht van het signaal weergeeft. Maar in de abscis is de frequentie vertegenwoordigd. Deze weergave wordt ondersteund door spectrumanalysetoestellen, filterbanken of in het eenvoudigste geval door frequentie-selectieve voltmeters.

Beide kijkrichtingen zijn slechts een projectie van dit driedimensionale model. Dit geldt zowel voor weergaveapparaten (oscilloscopen of spectrum analyzers) als voor signaalverwerkingsroutines, omdat deze kijkrichtingen ook als beeld in een tweedimensionale geheugenstructuur beschikbaar kunnen zijn. Een conversie van signalen in het tijdsdomein naar het frequentiedomein is eenvoudig mogelijk met een Fourier-transformatie. Het tijdsdomein daarentegen is eerder een traditionele manier van observeren. In deze vorm is de weergave zeer informatief, omdat het laat zien wat er met het signaal gebeurt. Zeer belangrijk voor een impulsradar: deze toont direct de tijdvertraging en kan dus de afstand voor een radartarget in verhouding tot de voortplantingstijd laten zien. Dit leidt direct naar de klassieke radarscope: de A-scope. Na deze afstandsmeting worden moderne radarsets vaak omgezet naar het frequentiebereik, omdat dan onderzocht kan worden of er Doppler-frequenties aanwezig zijn en zo ja, hoeveel. Dit maakt identificatie van het doel mogelijk. Bij een lineaire frequentiegemoduleerde FMCW-radar kan de afstand en eventueel de snelheid direct worden bepaald aan de hand van de hoogte van de frequentie van het echosignaal. Deze radars zullen daarom het frequentiebereik gebruiken als weergave-eenheden.