Thông tin PCB - Ưu điểm và nhược điểm của radar sóng milimet

Radar sóng milimet là một hệ thống radar sử dụng bước sóng milimet (30-300GHz) để quét (hoặc chụp ảnh) để tìm kiếm, xác định vị trí và theo dõi thông tin về các đối tượng mục tiêu trong môi trường đặc biệt, chẳng hạn như môi trường gây nhiễu. Radar sóng milimet hoạt động bằng cách phát ra một chùm xung vi sóng, định hướng nó đến một hoặc nhiều mục tiêu và xử lý các tín hiệu quay trở lại để phát hiện, theo dõi và hình ảnh đối tượng mục tiêu.

Nguyên lý hoạt động của radar sóng milimet là sử dụng các đặc tính của sóng milimet để đạt được khả năng phát hiện và chụp ảnh mục tiêu với tần số cao và bước sóng ngắn. Cụ thể, máy phát sóng milimet điều chế tín hiệu xung trong nhiều chu kỳ và phát nó vào mục tiêu, tín hiệu vi sóng sẽ bị tán xạ và phản xạ và quay trở lại máy thu khi có sự tương tác giữa mục tiêu được thử nghiệm và radar. Sau khi xử lý tín hiệu và lọc của bộ khuếch đại tín hiệu đầu cuối RF của máy thu, bộ khuếch đại tần số trung bình và mô-đun máy thu, các phép đo thống kê chính xác về khoảng cách, tốc độ và hướng của mục tiêu có thể đạt được và phân tích và xác định thêm các loại và cấu hình của mục tiêu.

Đặc điểm của radar mmWave

1. Trong trường hợp khẩu độ ăng-ten giống nhau, chùm radar sóng milimet hẹp hơn (thường ở cấp độ milliradian), có thể cải thiện độ phân giải góc của radar và độ chính xác đo góc, có lợi cho khả năng chống nhiễu điện tử, nhiễu lộn xộn và nhiễu phản xạ đa đường kính.

2. Do tần số hoạt động cao, có thể thu được băng thông tín hiệu lớn (chẳng hạn như quy mô gigahertz) và dịch chuyển Doppler, có lợi cho việc cải thiện độ chính xác và độ phân giải đo khoảng cách và tốc độ, phân tích các đặc điểm mục tiêu.

3. Khẩu độ ăng-ten nhỏ, linh kiện nhỏ, thích hợp cho máy bay, vệ tinh hoặc tên lửa.

Ưu điểm:

So với các hệ thống cảm biến khác, radar sóng milimet có những ưu điểm sau:

(1) Độ phân giải cao và kích thước nhỏ; Vì kích thước của ăng-ten và các phần tử vi sóng khác liên quan đến tần số, ăng-ten và các phần tử vi sóng của radar sóng milimet có thể nhỏ hơn và kích thước ăng-ten nhỏ hơn có thể thu được chùm tia hẹp.

(2) Mặc dù nhiễu và suy giảm khí quyển hạn chế hiệu suất của radar sóng milimet, chúng giúp giảm tác động lẫn nhau khi nhiều radar hoạt động cùng nhau.

(3) Radar sóng milimet có ưu điểm là có thể đo trực tiếp thông tin về khoảng cách và tốc độ so với các hệ thống hồng ngoại thường được sử dụng để so sánh với radar sóng milimet.

Nhược điểm:

(1) So với radar vi sóng, hiệu suất radar sóng milimet giảm do: công suất máy phát thấp; Mất thiết bị dẫn sóng cao.

(2) Điều này có liên quan nhiều đến thời tiết, đặc biệt là khi trời mưa;

(3) Trong môi trường phòng không, làm mờ khoảng cách và tốc độ là không thể tránh khỏi;

(4) Thiết bị sóng milimet đắt tiền và không thể sản xuất hàng loạt.

Chế độ đo tốc độ radar mmWave

Giống như radar thông thường, radar sóng milimet có hai cách để đo tốc độ. Một là dựa trên nguyên tắc Doppler, trong đó tần số tiếng vang sẽ khác với tần số sóng phát ra khi sóng điện từ phát ra và mục tiêu phát hiện có chuyển động tương đối. Bằng cách phát hiện sự khác biệt về tần số này, có thể đo được tốc độ di chuyển của mục tiêu so với radar. Tuy nhiên, phương pháp này không thể phát hiện vận tốc tiếp tuyến. Phương pháp thứ hai là đạt được tốc độ bằng cách theo dõi vị trí và vi phân.

Nguyên tắc hoạt động

Hệ thống radar đo tốc độ sóng milimet chủ yếu bao gồm bộ điều chỉnh, hệ thống tiền xử lý, hệ thống đầu cuối, bộ khởi động hồng ngoại, v.v.

Bộ dao động radar sóng milimet tạo ra dao động sóng milimet (8 mm). Tần số của nó được đặt thành f0, nó được thêm vào bộ tuần hoàn thông qua bộ cách ly, phát xạ trực tiếp từ ăng-ten và truyền qua không gian dưới dạng sóng điện từ. Khi sóng điện từ này gặp một mục tiêu trong không gian, nó sẽ bị phản xạ trở lại. Nếu mục tiêu đang di chuyển, tần số sóng điện từ phản xạ cộng với tần số Doppler fd tỷ lệ thuận với tốc độ di chuyển của mục tiêu vr, làm cho tần số tiếng vang ngược trở thành f0 ± fd (lấy "+" khi mục tiêu đang bay gần mục tiêu và "%" khi mục tiêu đang bay xa).

Tiếng vọng này được nhận bởi ăng-ten, được thêm vào bộ trộn thông qua bộ tuần hoàn và trộn lẫn trong bộ trộn với tín hiệu rò rỉ qua bộ tuần hoàn (như tín hiệu dao động cục bộ) f0. Mixer là một thành phần phi tuyến tính có đầu ra với nhiều tần số và tần số khác nhau như fd, f0 ± fd, 2f0 ± fd,... tín hiệu Doppler (tần số fd) được lựa chọn bởi preamp và sau đó được gửi qua cáp dài (chiều dài 50-100m) đến bộ khuếch đại chính của hệ thống tiền xử lý. Bộ khuếch đại chính được trang bị điều khiển tăng tự động và mạch điều khiển tăng bằng tay. Độ lợi thủ công được sử dụng để điều chỉnh tổng độ lợi của bộ khuếch đại và điều khiển độ lợi tự động được sử dụng để tăng dải động của bộ khuếch đại.

Kiểm tra đạn đạo bên trong thường không sử dụng điều khiển tăng tự động. Điều khiển độ lợi tự động chỉ được sử dụng để kiểm tra quỹ đạo bên ngoài, vì để tránh nhiễu từ ngọn lửa mõm, việc kiểm tra nên bắt đầu sau một độ trễ thích hợp.

Nguyên lý radar sóng milimet và ưu điểm và nhược điểm Hệ thống radar đo tốc độ sóng milimet chủ yếu bao gồm bộ điều chỉnh, hệ thống tiền xử lý, hệ thống đầu cuối, bộ khởi động hồng ngoại, v.v.

Bộ dao động sóng milimet tạo ra dao động sóng milimet (8 mm). Tần số của nó được đặt thành f0, nó được thêm vào bộ tuần hoàn thông qua bộ cách ly, phát xạ trực tiếp từ ăng-ten và truyền qua không gian dưới dạng sóng điện từ.

Khi sóng điện từ này gặp một mục tiêu trong không gian, nó sẽ bị phản xạ trở lại. Nếu mục tiêu đang di chuyển, tần số sóng điện từ phản xạ cộng với tần số Doppler fd tỷ lệ thuận với tốc độ di chuyển của mục tiêu vr, làm cho tần số tiếng vang ngược trở thành f0 ± fd (lấy "+" khi mục tiêu đang bay gần mục tiêu và "%" khi mục tiêu đang bay xa). Tiếng vọng này được nhận bởi ăng-ten, được thêm vào bộ trộn thông qua bộ tuần hoàn và trộn lẫn trong bộ trộn với tín hiệu rò rỉ qua bộ tuần hoàn (như tín hiệu dao động cục bộ) f0. Radar sóng milimet là một thành phần phi tuyến tính có đầu ra với nhiều tần số và tần số khác nhau như fd, f0 ± fd, 2f0 ± fd,... Đợi đã

Tín hiệu radar sóng milimet (tần số fd) được chọn bởi bộ tiền khuếch đại và sau đó được gửi qua một cáp dài (dài 50-100m) đến bộ khuếch đại chính của hệ thống tiền xử lý. Bộ khuếch đại chính được trang bị điều khiển tăng tự động và mạch điều khiển tăng bằng tay. Radar sóng milimet được sử dụng để điều chỉnh tổng mức tăng của bộ khuếch đại và điều khiển độ tăng tự động được sử dụng để tăng phạm vi động của bộ khuếch đại.