А. Принцип роботи

Системний блок діаграм запропонованого TRV датчика показаний на рис.1. єдине джерело сигналу забезпечує і RF вихід і локальний випромінювач (гетеродин) сигналів, який через двоходовий дільник потужності (показано на рис 1) Сигнал гетеродина відділяється від джерела і ділиться на дві гілки з різницями фаз 90’ ці два ортогональні сигнали змішуються з RF сигналами від приймальної антени і виробляють два IF сигнали (в даному випадку при

нульовій частоті). Підсилювач потужності (PA) і підсилювач з низьким шумом (LNA) додаються до системи для збільшення співвідношення сигнал-шум(SNR) схема прямого перетворення працює відповідно до наступних причин

Рис.1 радар вмонтований в черевик: діаграма системного блоку

Рис2. Дистанційна ілюстрація радара вмонтованого в черевик

· Маленький розмір

· низький рівень складності і низьке енергоспоживання;

· Ліквідація відмови виходу

· Зниження вимог на фазовий шум(VCO) з один гетеродин використовується для вимірювання відстані.

Проте, відомо, що приймач прямого перетворення страждає від постійного струму зміщення викликаного перешкодами, які знаходяться в діапазоні приймача [7], [8]. Постійний зсуву та його вплив на

системну продуктивності будуть розглянуті в Розділі 2-C.

Позначимо cos(wt) однотональний сигнал що формується джерелом сигналу, де w- кутова частота. Гетеродин в змішаному фазовому каналі може бути представлений як

Де A_l і α_l є амплітудою і фазою гетеродина, відповідно. RF сигнал перед змішувачем може бути записаний як

Де A_r(d) є амплітуда RF сигналу, с є швидкістю світла, α_r стала фаза затримки. Тут, d представляє половину траекторії довжини, яку сигнал долає коли він випромінюється передавальною антенною, відбившись від землі, і виявлений приймальною антеною. Дві антени (RX і TX) монтуються на одній антені-тарілці з відстанню між ними 2dα (рис 2). Позначимо d^{^} відстань від антени-тарілки і землі як

Для RF датчика руху запропонованого в цій статті, антена пластинка буде

вмонтована в п’ятку черевика і d^{^} дає підняття п’ятки.

Постійна вихідна фазова квадратурна складова є

Де і тут γ є підсиленням змішувача і

Отже напруга V_I і V_Q, приблизна траєкторія довжини d може бути реконструйована з

Де d_est є приблизно підрахована траєкторія довжини і n є ціле число компенсації фазової неоднозначності викликане операцією arctan. Якщо сенсор завжди стартує з відомого фазового положення відомого як довжина траєкторії d₀, невідома фаза α₀ в (5) може бути зміщена

Потрібно зазначити що фаза розгортання може бути виражена в (6) якщо Потім швидкість може бути визначена диференціацією траекторії довжини відношенням до часу

Вертикальна швидкість відповідно до землі підраховується

На великих дистанціях де ми маємо і V_est.

Незручність перетворення d в d^{^} може бути скасована перестановкою двох антенн на рис.1 на одну антенну.

Передавання і одержання сигналів могли б ділитися тією ж антенною через спрямований відгалужувач або циркулятор, в цьому випадку, ми маємо то ж d^{^} = d і V^{^} = V_est хоча ізоляція між передавачем і приймачем могла би бути більш кращою.

Дата добавления: 2015-10-16