Radar ad onda continua
Da Wikipedia, l'enciclopedia libera.
Il radar onda continua (CW) è un particolare tipo di radar che trasmette, e quindi riceve, onde continue, tipicamente dall'andamento sinusoidale.
In questo tipo di radar la possibilità di misurare la distanza del bersaglio è legata alla lunghezza della banda, che deve essere abbastanza ampia; per questo bisogna applicare alla portante un qualche tipo di marca temporale che permetta di avere informazioni sul tempo di trasmissione e di ritorno. Più questa sarà rapida, migliore sarà la misura, ma altrettanto maggiore sarà la banda, e ciò non sempre è realizzabile, per cui bisogna giungere ad un trade-off tra questi parametri.
Lo spettro di trasmissione CW può essere modulato sia in frequenza che in ampiezza.
Nel primo caso si parla di radar FMCW; in essi la frequenza trasmessa viene variata in funzione del tempo in modo noto. Si supponga che la frequenza trasmessa aumenti linearmente col tempo; se un oggetto riflettente si trova a distanza R, il segnale d’eco, rappresentato in figura dalla linea tratteggiata, tornerà dopo un tempo T =(2R)/C.
Se questo segnale va in ingresso ad un mixer a eterodina con una parte del segnale trasmesso si produce il battimento f b; in assenza di slittamento doppler di frequenza, f b (frequenza differenza) rappresenta una misura della distanza del bersaglio, e f b=f r, dove f r è il battimento dovuto esclusivamente alla distanza del bersaglio.
Se la rapidità di variazione della frequenza portante è f, la frequenza di battimento è
f r =f0T = (2Rf0)/C
La frequenza, però, non può variare sempre in un’unica direzione: è necessaria una periodicità nella modulazione, che tipicamente è triangolare, ma può anche essere a dente di sega, sinusoidale o d’altra forma.
Se la frequenza è modulata con rapidità f m sull’intervallo Δf, la frequenza di battimento è: f r= (2R2f mΔf)/C, da cui si determina la distanza R dell’oggetto.
Fino a questo momento è stato considerato il caso in cui un bersaglio è fisso, ma se tale bersaglio è mobile la situazione cambia notevolmente, poiché alla nota di battimento si sovrapporrà uno slittamento Doppler (o, più correttamente, un effetto Doppler) che potrebbe causare un errata misurazione della distanza: esso farà sì che il diagramma frequenza-tempo del segnale d’eco sia slittato verso l'alto o il basso.
Dunque ora ci si trova con due distinte frequenze di battimento f b(up) =f r -f d, e f b(down) = f r+f d.
Vanno distinti due casi: se f r>f d, la semisomma di f b(up) e f b(down) dà f r, mentre la semidifferenza f d; se invece f r<f d, la regola viene invertita: la semisomma dà f d, e la semidifferenza f r.
In questo modo è garantita anche la misura della distanza per bersagli in movimento e la distinzione di questi ultimi rispetto quelli fermi.
