Noções básicas de radar

Noiseradar didático “Skyradar Pro”

O Didatic Noiseradar baseado em módulos comprovados para radares didáticos em K-Band. Ele opera como um radar de ruído pulsado, com uma frequência do centro operacional de 24 GHz e uma largura de banda de 8 GHz. A potência de transmissão é de apenas 5 dBm e, portanto, este radar é usado isento de autorização na maioria dos países como Radar UWB. Essa generosa liberdade de permissão depende basicamente do fato de que não existem instrumentos de medição capazes de registrar a radiação de um pequeno grupo de poucos pulsos por segundo, cada um com um comprimento na faixa mais baixa de picossegundos.

Estrutura

Figura 2: escopo PPI do Noiseradar, a geometria da sala de conferências é claramente visível no visor.

Figura 2: escopo PPI do Noiseradar, a geometria da sala de conferências é claramente visível no visor.

O Didactical Noiseradar oferece várias estações de trabalho de radar. Um deles possui privilégios especiais (por exemplo, o controle da antena). Esta estação de trabalho pode ser usada por instrutores para fins de demonstração. Sua tela pode ser reproduzida com um projetor e, portanto, é visível para todos os participantes do curso. Estações de trabalho adicionais são fornecidas para os participantes do curso. Eles podem modificar livremente o „canal“ do receptor de radar individualmente ou em pares em uma estação de trabalho separada. Os dados da linha do Didactical Noiseradar são transmitidos para as estações de trabalho dos alunos usando LAN sem fio.

Especificações

O radar opera dentro da sala para cursos de treinamento até uma distância de 9 m com uma resolução de alcance de alguns centímetros. Essa resolução também depende da resolução da tela. O alcance máximo de 9 m a uma largura de banda de 8 GHz é limitado pelo número de células de intervalo que são fornecidas aqui construtivamente com 256. Isso é predeterminado pelo FPGA usado. Na prática, é alcançada uma resolução de alcance de cerca de 7 cm, suficiente para uso em sala de aula. Isso se deve ao fato de que os objetos mais refletivos ocupam várias células de alcance devido à sua dimensão geométrica. Ao reduzir a largura de banda, é possível obter uma faixa maior, embora com uma degradação simultânea da capacidade de resolução. A faixa máxima também depende da potência máxima possível transmitida. Essa energia é corrigida pelo chip usado.

Antena

A antena é uma antena parabólica curva única. Ele focaliza o feixe da corneta apenas no azimute. No entanto, o refletor da antena deve ser manuseado com muito cuidado. Uma deformação aceitável está dentro da faixa de λ /₆₄, a um comprimento de onda de 12 mm correspondente a um erro permitido de cerca de 0,2 mm. No centro da antena parabólica (local com a máxima densidade de potência), a superfície é fixada pelas duas travessas de forma que nenhuma deformação seja possível.

A diretividade do refletor parabólico focaliza o feixe a uma largura de cerca de um grau. Dentro de uma sala de aula, o radar pode exibir na tela as paredes, janelas e móveis, bem como as pessoas presentes. Até mesmo ao redor de ferramentas pode ser detectado com segurança pelo radar. Essa indicação de um grau, no entanto, deve ser interpretada com cautela. No alinhamento idealmente paralelo de todas as partes da potência refletida pelo refletor parabólico, o feixe focalizado não pode ser substancialmente mais estreito que o próprio refletor. No curto alcance dentro de uma sala de aula, isso resulta que o feixe formado pela antena tem uma largura de cerca de 70 cm (exatamente como a largura desse refletor).

Modos de operação

No radar Didático, no entanto, a distância entre o refletor e o transceptor pode ser alterada continuamente. Assim, as partes de energia podem não ser necessariamente refletidas idealmente paralelas umas às outras. Pode ser uma distância um pouco maior a ser definida entre o transceptor e o refletor, para que a fonte de radiação fique fora do foco das antenas. Agora o refletor parabólico focaliza todas as partes de energia do feixe em um ponto, por exemplo, a 5 m de distância. Perto deste ponto, é possível obter uma resolução angular muito melhor.

O movimento da antena pode ser definido como um radar de vigilância com modo de busca em 360°, bem como uma operação do tipo giratório em um setor livremente selecionável (como um radar de rastreamento). O software permite uma representação das informações do radar em um escopo A, PPI e B. O escopo B pode ser modificado para um verdadeiro escopo B com uma escala angular e, de outra forma, com uma escala de tempo no eixo x. (Uma representação baseada no tempo é frequentemente usada em um radar de penetração no solo.) Diferentes filtros podem ser ativados para otimizar a aparência das unidades de exibição. A escolha livre da função STC e uma ampla faixa de controle para limites como barreira ao ruído e como limitação permitem que os treinados definam uma ótima relação sinal/ruído em sua tela individual. Eles podem, portanto, melhorar a probabilidade de detecção e observar o impacto dos filtros e valores limite.

A montagem e distribuição finais são agora realizadas pela Köster Systemtechnik. Existe uma versão chamada Skyradar PRO usando um software baseado em HTML e Javascript.