Cómo calcular la fórmula de resolución del alcance del radar
La fórmula de cálculo para el alcance máximo del radar FMCW es la siguiente:
Rmax=alcance máximo del sistema de radar (metros)
Pave=potencia de transmisión promedio (vatios)
Gtx=ganancia de la antena transmisora
Arx=apertura efectiva de la antena receptora
Ρrx=eficiencia de la antena receptora
δ= radar sección transversal de dispersión del área objetivo (m2)
Ls= pérdida del sistema
α= constante de atenuación del medio de propagación
Fn= coeficiente de ruido del receptor
k = 1,38*10-23 (joul/grado) Constante de Boltzmann
T0 = temperatura estándar 290K
τFr = 1. Ciclo de trabajo del radar de onda continua
SNR)1 = Relación señal-ruido de pulso único
Resolución de alcance del radar FMCW
La resolución de alcance es una medida de la capacidad del sistema de radar para distinguir dos objetivos en largas distancias. Es la distancia mínima a la que dos objetivos son físicamente indistinguibles. La definición de resolución de alcance es la distancia correspondiente al punto más alto de la respuesta del objetivo a -3 dB. Para los sistemas de radar de modulación de frecuencia lineal, está relacionada con el ancho de banda de modulación de frecuencia y se puede calcular mediante la siguiente fórmula:
Donde, c es la velocidad libre de la luz en el espacio, Kr es el factor de expansión del ancho de banda relacionado con la función de ponderación utilizada antes de realizar el proceso IDFT y BW es el ancho de banda de modulación de frecuencia.
Información ampliada
Principio del radar FMCW:
La estructura del sistema y el proceso de procesamiento de señales del radar FMCW están altamente acoplados. La información proporcionada por el radar debe procesarse para determinar el alcance del objetivo.
En la figura se muestra el breve diagrama de bloques del radar de onda continua modulada en frecuencia, donde OCS1 es un oscilador controlado por voltaje (VCO) cuya frecuencia de la señal de salida cambia linealmente con el voltaje de control de entrada. La modulación de frecuencia se logra ajustando el voltaje de sintonización Vtune de OSC1. Por lo tanto, se logra una señal modulada en frecuencia lineal ajustando Vtune de forma incremental lineal.
La forma de onda de la señal generada es amplificada por AMP1 y enviada al divisor de potencia SPLTR1. SPLTR1 divide la señal en dos canales, uno se envía a la antena ANT1 para radiación y el otro se envía al puerto LO. del mezclador MIX1.
La forma de onda irradiada por la antena ANT1 se propaga en el espacio después de ser dispersada por el objetivo, se propaga de regreso al radar y parte de la energía es recibida por la antena ANT2. La forma de onda recibida por la antena 2 tiene un cierto retraso con respecto a la forma de onda transmitida.
La señal recibida por la antena 2 es amplificada por el amplificador de bajo ruido LNA1 y luego transmitida al puerto RF del mezclador MIXR1. En el mezclador MIXR1, las ondas dispersadas retardadas se mezclan con las ondas transmitidas.