Diferença de frequência e medição de tempo no radar FMCW
O radar FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave) funciona transmitindo um sinal de onda contínua com uma frequência que muda linearmente (chirp). O sinal refletido do alvo é então misturado com o sinal transmitido, resultando em uma frequência de batimento (frequência de diferença) que é diretamente proporcional à distância do alvo.
Veja como a diferença de frequência e o tempo são medidos no radar FMCW: 1.
Geração de Chirp: O radar transmite um sinal de onda contínua com uma frequência crescente linearmente durante um período de tempo específico (duração do chirp). Isso cria uma varredura de frequência conhecida como chirp.
2.
Mistura de sinal: O sinal refletido do alvo é misturado com o sinal transmitido em um mixer. Este processo cria uma frequência de batimento (também chamada de frequência intermediária ou FI) que é a diferença entre as frequências transmitidas e recebidas.
3.
Diferença de frequência e tempo: A frequência do batimento é proporcional à distância do alvo. Essa relação pode ser descrita como:
Frequência de batida (f_beat) =2 * v * d / c onde:
*
v é a inclinação do chirp (taxa de mudança de frequência)
*
d é a distância alvo
*
c é a velocidade da luz
O tempo que leva para o sinal refletido retornar também é proporcional à distância do alvo, seguindo a fórmula simples:
Tempo (t) =2 * d / c 4.
Medição: A frequência do batimento é medida usando um circuito de processamento de sinal, e o tempo é determinado a partir da duração do chiado e da frequência do batimento. Esta informação é então usada para calcular a distância do alvo.
Portanto, a diferença de frequência (frequência de batimento) está diretamente relacionada à distância do alvo, e o tempo que leva para o sinal refletido retornar também é proporcional à distância. Pontos principais: * O radar FMCW usa um sinal transmitido continuamente, ao contrário do radar pulsado, que envia rajadas curtas.
* A inclinação do chirp (v) determina a resolução do radar. Uma inclinação mais alta permite maior precisão na medição de pequenas distâncias.
* A duração do sinal sonoro (T) determina o alcance máximo do radar. Durações de chiado mais longas permitem distâncias maiores.
* O radar FMCW é particularmente adequado para aplicações que exigem alta precisão e resolução de alcance, como direção autônoma, sistemas anti-colisão e automação industrial.
Em resumo: O radar FMCW utiliza a diferença de frequência entre os sinais transmitidos e recebidos para medir a distância. Essa diferença de frequência é diretamente proporcional à distância do alvo e está relacionada ao tempo que o sinal leva para viajar até o alvo e voltar.
