Praticas de Radar

5/11/2018 Praticas de Radar

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- .. - .. .. - .. .. .. . . . . .. .. .. -SISTEMAS DE RADARPROBLEMAS SISTEMAS DE RADARPROBLEMAS

Capitulo 1lntrodu~iio

Q . Obtenha 0 a lc an ce s em a mb ig uid ad e d e u m ra da r q ue d is pO O d a s se gu in te sf re q ue n c ie s d e r ep e ti c ao d e imp ul s es : PRF= 1 00 , 1 0 00 e 10000pps.

(j Ob te nh a o l im ia r d e d et ec c; :a oe ap ro ba bi li da de d e f al so a 1a rm e d e um s is te m a d eradar c om a b an da I im it ad aa 1MHz no r e ce p to r p e lo amp li fi c ad ( )r d e frequenciaintermedia , Adm i ta q u e o tempo-defalsoalarme e de 15 min e qtfio rms d o r u id oa s a id a d o r ec e pt or e d el mVQ ua la re 1a Q li os in ai l r ul do c or re sp on de nt e e o Irniard e d e te c c; :a o qu e c on d uz a tempos d e fa lsoalarme de 6 min, 15 min e d e 1 00 00 h?

@C on si de re u m r ec ep to r d e r ad a r com 1 M H z d e l ar gu ra d e b an da Q U a I a relaeaos i na l ! r u l do m i n im a a s a id a d o d e te c to r q u e co n du z a s p robab il i dades de de teccao :P, 0 .5 0 , 0 .9 0 e O .9 9 9 q ua nd o o t em p o d e f al so al ar me { na a u se nc ia de a lv o) e d eTfa=15min?

3 . C o ns id er e u ma lv o C Om 1111' d e a re a r ef le et or ae qu iv al en te s it ua do a 5 0 km deumr ad ar m o no es ta ti co . A dm it a q ue o li m ia r d e d e t e c c ; : i i O e f ix ad o e m 6 0 J. i V,0 valormedic datensso de ruidoasaida do detectore de 10 JJ V, 0 receptor funciona atemperatura ambientede 2'90 K; factorderuido e de 6 dB , a frequencia dotransmissor e de 2.4 GHz , o ga nh o d aa nte na e de 30 dB, e os impulsest ra n sm i ti do s t em a d u ra e ao d e r=2.5 J. i se Bt 1 , s e n d o Ba I ar gu ra d e b a nd a d or ec ep to r, E st im e a potencia n e ce s sa r ia n o transmissor para detectar 0 alvo Co mp ro ba bi li da de s d e d et ec ca o d e 5 0% , 9 0% e 9 9 " 1 0 ; e s tim e a i nd a 0 t em p o d e f al soalarme.l!lAdmitindo iguaisprobabilidadesde.deteccao e d e fa lso alarme, calcule quantoaumenta 0 a lc an c e d e um ra d ar .q ue u sa u m i nt eg ra d or i de al . D a do s: PR F = 300Hz , 88=1.5, co ,= 5 r.p .m.

D )s ti me o . fa c to rd e; el ho ri a, : e fi ci en C .i ae a sp er da s d ~ i n te gr ae ao d e um i nt eg ra d orquad ra t i co com pos- det ecyaodeIOunpu i sos .Cons lde r e P Ia = 10 -n e P ; = 0.5 e0.99.

. . ( 3 ) C a lc ul e a potencia m i ni m a a fornecera u m r ad ar d e impu ls e s p o r f or m a a p od er s erd et ec ta do um a lv o c om RC S = 10 In' ( ra d ar c ro s s s ec ti on ) a 1 2 0 km d e d i st a nc ia , Asensibilidade d o r ec ep to r e d e -1 05 dbm, a frequencia do transmissor e def,=1.3 GH z e a a n te n au s ad a em t~ G =34 a s ;

(V Co ns id ere u m tra ns mis so r d e ra da r d e im pu ls es c om p ote nc ia d e p ic o 1 00 le W efrequencia de transmissao f,=3 GHz . 0 radar utiliza a m esm a antena parat ra n sm i ss ii O e r ec e pc ao , c om 4 0 dB, d e g an ho . A dm iti nd o q ue 0a lv o a d et ec ta rt em s ec ca o r ad a r e q u iv al en te d e I In' e s e e nc on tra a 9 0 km o bt en ha a p ot en ci a d ep ic o n o r ec e pt or . E s ti m e a r el ac ao s in a l! r ui do a dm i ti nd o q u e a c on tr ib ui ca o d asf o nt es e x te rn a s p a ra 0 r u id o n a o e s ig n if ic a ti v a f a ce a o r u id o i n te r no d o r e ce p to r , at empera tu ra amb ien te e d e 3 00 K, 0 f a ct o r d e ruido e F = 4 dB, e a largura de(b a nd a d o r ec ep to r e d e ~ t'\~ ~.[. ~ A c;op\~

@considere urn radar bi-estatico f u nc i on a n do em 1.3 GHz , s e nd o a p o te n ci a d e p ic odo transrnissor d e 1 00 l e W . A distancia entre transmissor e receptor e de ISO km.O s e co s d os i mp u ls es t ra n sm it id o s c he g am a o r ec ep to r C om 0 .9 3 ms d e a tr as o. Aa n te n a d e r ec e pc s o (R) t er n u rn l ob o p ri nc ip a l e st re it o a a po nt ar p ar a 0 a lv o ( P)s eg un do u ma d ire cc ao q ue f az 1 15 " c o m 0 a l in h amen to e n tr e a n te n as (L. PR T = -1 J 5,,); am ba s a s a nt en as t er n 0m a xi m o g an ho s eg un d o a direccao do alvo sendo 0seu valor de 30 dB ; 0 a lv o t em RC S q ue p ode exibir val ores entre I e 2 5 In'consoante aatitude com q ue e ob~ ~ G . .. o. ., ~ ~

@ btel!ha a gam a d e v alores da p ot en ci a d e p ic o n o r ec ep to rp o r c ad a i m pu ls o.C om pa re c om 0 v alo r q ue o bt er ia n as m es ma s c ir cu ns ta nc ia s c om u m r ad armono-es ta t ico rr e R ~ ~

b ) S e o s i mp u ls es t ra nsm it id os t iv er em IpS de duracao q u al a r et ac ao SIN de picocorrespondente a d e te cc ao d e I i mp u ls e a dm i ti nd o q u e 0 r e ce p to r u s a um f il tr oa da pt ad o* e q ue a t em pe ra tu ra d e r ui do t ota l e qu iv ale nte ( fo nt es e xt er na s einternas) a e n tr a da d o r ec e p to r e de T.,=40 0 K._----,

~o nsid ere urn sinal c om a form a de um im pulso rectan gular em banda base com e\\,~ti-C k,~1pW d e p ote nc ia e Ip s de d ur ac ;: ao . A dm it a q ue e st e s in al e d e te c ta d o c om 'It A - J s l i l ~ ~ ~:~:::~tado ~~f~,~W

c _ , 1 . t " ~ ' I . . l '>;"~b ) f il tr o p a ss a -b a ix o c om JT eq u e nc ia d e c o rt e B q u e max im i za (SIN)plcoc ) F i lt ro p a ss a -b a ix o c om r re q u en c ia d e cor te d e I MHz .

* Nota: relacao sinal / ruido espectaveFi . il l l i1~~')o=2E/KT; E = e n er g ia d oimpulso t . . . . - 1 .f " :_ _


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t emp e ra tu r a d e r u id o t o ta l e q u iv a le n te e de 290 K . 0) ,= 61 '.p .m.

flonsidere u rn radar de impu l ses com as segu in t esca r ac te r i st i cas : A ntena: b r.p.m., g an h o 3 6 dB{largura d e f e ix e h o ri z on t al e B =1.5.. T ra ns mis so r: f re qu en cia 3 GHz , i m pu ls es d e l ar gu ra T = 1.5 )J s e o jJ \ :l io

PRF= 1000 ou 3000 p.p.s...,. .- ~",t.>:::Z 4 > . .~f1 f l I f - z . ?'0 :....r- ~::> ~VRec ep t or : t empe r at u ra amb ie n te 300 K, fa cto r d e r ui do 1 0 dB, t en sa o d e r ui d~ . .. .q,) _( )~rms =5 )J V a s a id a d o API , i n te g ra d or d e imp ul so s c om e f ic ie n c ia 50%. ~To - ~ \I

. . F o nt es e xt er na s d e r ui do c om t em p er at ur a e q ui va le nt e Ts = 100K ~~(.r

T empe r at u ra d e ru id c e q u iv a le n te d a a n te n a , T A =2 00 KReceptor5 a nd ar es d e s in to ni a e mc as ca ta , f ac to r d e ru id o 10 dB , i n te g ra d or d e imp u ls o s

quad ra r i co compos-de t eccao .9 . C o ns id e re u m al vo a SOlan e le va do I km s ob re a te rra . A a nte na d e ra da r e sta

s it u ad a a 10md e alturasobreosoloe a f re qu en ci a d e o p er ac so e 3 GHz .a ) E st im e 0 factordepropegacao a dm i ti nd o q u e 0 c o ef ic i en t e d e reflexao e

aproximadamenteO.ge -f 1t n ag am a d e a ng u lo s d e i nc id en ci a relevante,b ) O b te n ha a el ev ae ao do a lv o q ue c or re sp on de ria a o 1 m a xi mo d o f ac tO r d e

r e ll l 9 ii o s i na l / r u i do de p i co a s al da d o d et ec to r t en d o em c o nt a q u e o si m pu ls os e _ l 'P/OU ",4()1l~lfts li o r e ct a ng u la r es e q u e 0 AFI e constitu ld o p or do is an dares em casc ata co m - 4 / f ' l - r i i : ; 1 , . . ~ Q p ot en c ia r ec e bi da c om a d a a li ne a a ).sinton iasimpies. ~_.~ . ~ Considere urn alvo situado a d i s tanc~a .de 60 km d e u rn a a nt en a e le va da d e 1 2 m

6'= AO~~ b ) C om a s PR F d i sp o ni v ei s , q u ai s a s d i st a nc i as d e d e te c ca o n a o amb i ? ~ t : J . . c k I~ ;:: :e ~;:~~~= :d::~:v:::;:~7aad::~ ::~ ::O ~e~:: : : : : : o o ~ : :f.", 'O~ c ) Q u a is a s p ote nc ie s d e p ic o e m ed ia m in im as d o tr an sm is so r p ar a s er p os si v a ~rJS #K? ... . ; : s : \ i gn or ar o s e fe it os d e d if ta c9 ii O, e que a r ef ra ct iv id ad e d a a tm os fe ra s eg ue 0

~~ ~ ' ; : :. : , ,~ . ! 1 ; d et ec ea o d e a lv os c o m 10 I I I ' a 60 km garan tindo probabilidade de f also a larm ~ .. ~ __ , modelo e xponericial, N ", N se -h lH $ , co m Ns = 31 0 e H s = 7.5km.f : : - . . . " V .,-> i nf er io r a 1 0 ~tO e de deteceao superior a 95% ? "" ~... . )~#2fL"',f/; d ) N a s c o nd ic oe s d a a li ne a a nt er io r q ua l 0v al or a u ti li za r p ar a l im i ar d a t en sa o ~.J,. :=~;49J(.. ~ II. Umacelula d e c hu va de 2 k mc om pr ec ip it ay ii o d e 100 mm/hr e a t ravessadape lo

~4'S deteceao? ~l5(~\:~ '-(F) " 1- ~v ; :i c: :o :: e: :: n: a! ~~ := = u: :: :: :c :: :~ :O n oG :: ~~ :~ o d~ u :o n na yl io~~-nISS e ) A dm it in do q ue s e m an te m 0 lim ia r d e d ete ce ao e q ue s e re co rria a u rn f~tr ~, - e . ~ - : ; 1 . " i t ' " , . ' v

B :: .Q , . ~ ~ i>\ " ,' I " ~ adaptado estim e a probab ilidade d e deteccao. ~ .,. ' i f ' . " ~fr ( l . o , ! ,~)~AwrnA&.wI,~ fThS . a1eu le 0a lc an e e d e u rn r ad a r s l9 tmO Iicondicao Pd:.0.95 e Pia =10" n o s s e gu i nt

:: 1."f L -J c as o s: i ) a lv o c om s ec cs o c on st an te , ii) a lv o c om f lu tu ac oe s d o t ip o S w er li ng I;& 1 & ~~'S',ll' i ii ) a l vo c om f 1 ut u li 9 5e s d o t ip o Swe rl in g 3 .: I ! : t . ~ r > ~ ~ Dados:A , . . $ l :".).'&~~~:... alvo a ..=10 lit'

l~tKT4C.(p ,. ' ) 1 @ t Q ~ 1 ' C V i n I . )!f~~~ ~1 ,

i ! ( A . . . . e , , 1 ~ ~ ) If [ O p - f 6 ) J ~ )~~~~~"4)::: lt~ Z ( - t ) l ~ T ~ ) +fMf~(~

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e ~h ~:- ~ F { . sinusoidal de freque nciae detec9i> na 33 harm6nica.a) Obtenha a freque nciade modula9i> a utilizar quando a excursib de freque nciado sinal CW e de 75 kHzeo alvo a detectar esta a 10 km de dist1incia.b) Admitindo que fm=IO kHz obtenha af adequado para a detec9i> de alvos entre 8 e 12 km.

Fun~ es de Bess el

a)Bess elJ [3 , x ]0.4~

tt-o.llt-0.2t-03[

Maxim_a fun~ d e Bess el h ~Xmax =4.20119DadO's:Af =75000 Hz R = 10000 mIm - ~xSln(2rr 1 m RIc) = 0, (solu9O esta entre 0 e 15000, e ste lim i te correspondea 2 rr I m R l c = r r )Solu9O 1 m = 11616.9 Hz


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b)1 m ; ; : lO()()O R1;;:8000 R2 = = 12000 c k/sm= 300000~fl :;::)x Sln(2!im !c R 1 ) --t ~fl =42243.3 Hz~f2=Dx SitI(21/im/CR2) --t ~fl =71474.9 HzEspera.-seque uma escolha " in te rmedia " s eja razoa vel7 ~f= (A fl +~f:;::5(j859.1Varia9b de h(D) com esta escolha:Plot, Abs.BesselJ.3, ~xSin'2Pi fmRkm/ckm" .,: [Rkm, O. 151.

03-

0.2,

0.1-i,

~_~ l- __ ~_~_--'-_,~_2 4 6 8 10

Admitindo uma varia9b da pote nciarecebida com 1 'r2 X J3 (0) 2\ ?Plot I Rkm2Abs Bes~IJ.3, ~x Sio'2 Pi fm Rkm/ckm" - {Rkm, 0, 151

o . o l 4 f0.012f, . O l o r0.0080.0060 . 0 0 40.002~ I~ )

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Exame de Sistemas de RadarLEAProf. AntonwA Moreira9 Janeiro 2007

(SEM CO NSU LTA )1. Considere um radar doppler de impulsos destinado a ser utilizado num sistema

AWACS. Tendo em conta a figura indique graficamente e justifique ascomponentes do espectro observado. Justifique a necessidade de 0valor de prf setmuito elevado.

A lv a em o b se rv < 1f /1 oRetorno de oltitude

2. Considere urn radar monopulso de comparacao de amplitude destinadoa fazerseguimento de alvos em azimute.a) Indique os blocos basicos de hardware necessaries e descreva abreviadamenteo

seufuncionamento.b) Indique como se obtem 0 sinal de erro, incluindo a infonna98:oalgebrica do

seI);adoda.correc~aodoalinhamento.3. Considet"ando as situa~oes s eg u in te s ju stif iq ue a escolha de urn transmissoradequado:a) radar de alcance moderado com requisitos de processamento MTI eprfvariavel~b) "radarde longo alcance pretendendo-se utilizar compressao de impulsos com

taxas de compressao elevadas.

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MHz; integracao de 20 impulsos com eficiencia de 80%. _ t,&I, \ _o a) Qual a duraeao dos impulsos (rectangulares) admitindo que 0 filtro foi L\~ 6- '5' \ V " ' " desenhado demodo a optimizar a rela~aosinal/ ruido a saida do detector? QItt. t~ft.,.l :-1)o4~I

J 1l 1 . - < Y Estime a rela~o SIN na det~ao de urn alvo de sec~Roequivalente1i,sem6) ~ flutuacoes, situado a 100 km quando a potencia de pico do transmissor e de200 kW Nota: ignore os efeitos do terreno.

c) Admita que 0 limiar de detec~Roe escolhido de modo a garantir que 0 tempomedio de falso alarme seja de } O O O seg, Obtenha a probabilidatie dedetecQao

Exam e Sistem as de Radar - L EA 9Jan2007

(COM CONSULTA )4. Urn sistema de radar terrestre bi-estatico utiliza urn transmissor.e r~Pt0r.cOtt'l.a

geometria representada na figura, operando em 1.3 GHz. Um veiculo ..comse.CQioradar (bi-estatica) de 10 m2 desloca-se no sentido indicado com a velocidade de 45kmlh. A potencia do transmissor e de 1 watt; as antenas sao omni.di.reccionais(independentes do azimute) e rem uma ganho de 15 d B i ;a largurade.bandadosistema e de 100 kHz; 0 tempo de integraQaoe de T,=0.1 s.a) Obtenha aporencia do sinal no receptor

(adaptado) e a relayao sinal ruidoadmitindo Teq=290 kelvin.

b) Admitindo que 0 sistema permite uma'I/" i: resoluQRode II1j , verifique se e possivel

/ '"');. I 0 I obstaculo1- 2_ o _ o _ m _. . . . _ _ v veiculo

separar 0 sinal reflectido pelo veieulo doreflectido pelo obstaculo localizado apouca distancia daquele.

R5. Considere urn radar de impulses com as seguintes caracteristicas:A n r e n a de emissao/ recepcao com 40 dB de ganho, largura de feixe (}B ;:: 1.50 ;

frequencia de transmissao 6 GHz; frequencia de repeti~.aode impulsos 1000 pps;receptor caracterizado por uma temperatura de ruido equivalence total de1500 Kelvin; detecyRousando filtro gaussiano com largura de banda (-3 dB) de 2

onde 8 e 0 angulo contado a partir da direccao de maximo. Obtenha 0 valor desquint que correspondente a urn cross-over de1dB abaixo do maximo. (Sugere-se que obtenha previamente 0 valor dea e de k=2wA.)

II

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Exam.ede Sistemas de RadarL EAProf. Antonio AMoreira29 Janeiro 2007

III(SEM C()NSULTA )

II

1. COllsidete um radar altiInetro usa m odhl~ o triangular de freqllencia.a) M ostre que a determ inayao da distancia ao solo se pode fazer pela m edida da

'~frequencia de batim ento", e deduza a relM ao 0 seu' valor em furt9ao .dosp ararn etros d a m odu la~ ao (freq uencia de m odu lacac e excu rsao de freq uen eia).

b) E xpllque 0 efeito sobre a m edida de distancia ao solo no caso deum m ovim entode asCeRQ8.0 d o rad ar aerotran sp ortad o em relay ao ao so lo .

II

2. a) Fa~a urn diagram a de blocos com os componentes basi cos de um radar comprocessam entoM TI e explique com o se faz a deteccao do sinal a subm eter ao filtrocancelador.b ) C onsid ere urn filtro can celado r dig ital para redu Q ao d o clutter. F aea um diagram ad e b lo cos desde a saida do am plificador de frequencia in term edia ate a saida dofiltro cancelad or. Justifiqu e a u tiliza~ ao d e do is can ais em quadratura,

II

II. . sin ( K f t )3. Uma f"""- d e onda FM "near e urn. outra descrita por xft t&n urn ~ ~

de pot_cia uniform e. P ode inferir que se pode usar 0mesmo filtro compressor para ..-as duasform as de onda? Justifique a sua resposta.

4 . a) D escreva sum ariam ente os com ponentes de urn klystron de duas cavidades.

IIb) Indique as caracteristicas fu nc io na is d e u rn k ly stro n amp lific ad or mu ltic av id ad e(gan ho, po ten cia, larg ura d e ban da, m od ulacao, form atacjo de im pu lses).

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Exame Sistemas de Radar - LEA 29Jan2007

(COM CONSULTA )5. Urn sistema de radar usa urn detector com urn integrador quadrati co que prooessa 18

impulsos. A largura de banda (IF) e de 100 kHz. 0 tempo medic de "falso alarme" ede 20 minutos. Obtenha a relayao sinal ruido (SIN) por impulso necessaria paraatingir urna probabilidade de detec~ao Pd ~ 0.80. (Utilize as aproximayoesconvenientes. )

Urn alvo voa nurna direc~ao que faz 45 com a direc~ao de voo de uma aeronave emaproxima~ao, encontrando-se a certa altura na sua linha de voo. A velocidade doalvo e de 300 ms-1, ta l como a velocidade da aeronave. 0 radar da aeronavetransmite em 10 GHz. Obtenha a correspondente frequencia Doppler.

Urn radar na frequencia de 10.5 GHz detecta uma matricula de autom6vel dedimensoes 45x15 cm2 a 50 m de distancia. Admita que a antena utilizada tern 40 dBide ganho e que a potencia minima a entrada do receptor que conduz a uma detec9aode acordo com os criterios estabelecidos e de -60 dBm.

,N 1 \ a) Obtenha a potencia necessaria no transmissor no caso de incidmcia normal., . : . , _ ) J b) Obtenha 0 angulo de incidencia relativo a normal ao plano da matricu1a que

conduz a uma redu9Ro de 10 dB da potencia no receptor.Nota: sec9Ro radar equivalente aproximada de uma placa metalica rectangular

471A2 si n2[27l"(H /l)sin] ,U= onde A= area, H = altura da placa1 2 [2 7l"(H / 1)sin]2 '

\\8. Considere urn radar na frequencia de 1.295 GHz com intervalo de repeti~ao deimpulsos de 2.5 ms. Este radar utiliza urna cancelador simples para pmcessamentoMTI. Admita que se aproxima uma tempestade com velocidade de 25 kIuIh .pod..doo espectro Doppler ser considerado muito concentrado numa linha espectral.Obtenha a atenuayao relativa (dB) do sinal originado pela t_pe~tade emcompara9Ro com 0 que obteria se a velocidade da tempestade Fosse ta l quecorrespondesse a maxima resposta na saida do cancelador.

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III

Exame de Sistemas de RadarLEAProf. Antonio A.Moreira23 Janeiro 2006

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(S EM CONSULTA )1.

a) Explique 0 funcionamento de umradar com processamentoMTlque utiliza u mtransltiissor com um oscilador de potencia e urn modulador de impulsos (utilizeum diagrama de blocos.na sua resposta.

b) Podera utilizar um receptor com um detector de envolventeseguido de umalinhacattceladora para efectuarprocessamentoM11? Justifique.

2. Considere um radar monopulso de .compara~ao de amplitude destinado a fazerseguimento de aIvos em azimute,a) Indique os blocos basicos de hardware necessaries e descreva abreviadamente 0

seu funcionamento.b) Indique como se obtem 0 sinal de erro, incluindo a informacaoalgebrica do

seatido da correccao do alinhamento.3.

IIII

a) Explique a necessidade de se recorrer a selecyao do modo 1t num magnetraoconvencionaI.

b) Compare qualitativamenteo desempenho de magnetroes, klystrons e TWT's.Refira explicitamente os seguintes aspectos: potencia, largura de banda,estabilidade e adequayao a aplicaeoes como MTI, compressao de impulsos eagilidadena frequencia.

II 1/')I


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IExame Sistemas de Radar ~ LEA 23Jan2006

(COM CONSULTA )

Considere um radar que usa um transmissor na frequencia de 10 GHz C O I l 1 pote~ciade pico limitada a 100 W ; 0 modulador utilizado permite obwr impuls()saproximadamente rectangulares com uma dur~ao maxima de 35}/S.l'..~Obtenha 0 alcance deste sistema baseado nas seguinte hip6tese:

~ alvos a detectar com secyaoequivalente de 1m2 ;- integr~ao efectiva de 15 impulsos;criterio de dete~ao baseado em P[a99%;- temperatur~de ruido da antena 100 kelvin, factor de ruido do receptor 10 dB,temperatura ambiente do receptor 290 kelvin;- ganho da antena, 45 dB; ;- largura de banda do receptor 100 kHz.Considere a) ausencia de flutua~()es;b) 5 dB adicionais na rela~ao sinallruldo paracompensar 0efeito das flutua~()es.

5. Considere um radar de impulses com modulaeso PM linear. A frequ~cia ~fJtral dotransmissor e de 2.4 GHz. Os impulses transmitidos r e m uma dur~ de 30 }IS.Admita que 0 processamento permite distinguir alvos quando os looos temporaisprincipals na saida do filtro compressor nao apresentam sobrep()siQio.Prerende..seatingir uma resolu~a()de 60 em.

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\ < 1 a) Obtenha a gama de varat;8.ode frequencia instantanea dos impul.sos.~~ b) Quantifique a tolersncia a efeito doppler, indicando a velocidade .a.p~ daqual

o filtre compressor deveria ser redimensionado, tomando como ref~&lcia umaqueda de 3 dB na resposta do filtro.

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Exame de Sistemas de RadarLEAProf. A.n tonio A ..MOFeira3 F ev ere irn 2 00 6

(SEM CON SU LT A )

1. RcuJarCWa) Censidere urn radar CW com explora~aoangular. Mestre que a durayao finita de

008erva~o de urn alvo introduz um alargamento do espectro. Adoptando urn~odelosimplificado quantifique 0 alargamento em fun~o da largura de feixe eda veloeidade angular de exploracao,

b) Numa aplica~o a urn altimetro pode utilizar-se urn radar CW-FM. Faya urnesquema de 010c08do radar e explique comopode ser determinada a altitude.

2. MTl. No processamentoMl1 podem usar-se filtros canceladores duplos em vez decancela4oressimples. Compare as caracteristicas de cancelamentorespectivas ediseuta 0de.sempenho quanto a melhoria da relayao sinal/ clutter para alvos comveldcidades pr6ximas da velocidade cega para metade desse valor.

3. D e(e cr;tio e pre cisd o da s m e d id as . A determinayao da posi~ao de urn alvo dependeda precisio da determinacao do tempo de chegada de urn eco. Para estimar 0 tempode chegada "exacto" To admita que se tern urna estimativa razoavel T; e se usa urnsinal de ligating"e o - Tr} apropriado.a) Indique e explique 0 esquema bas ico da medida da distaacia aoalvo usaado

gating.b) Com a utiliza~o de urn filtro adaptado, qual a fun~o de gating ideal que

optimiz.ariaa precisao da medida ? Justifique.

III

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Exame Sistemas de Rad ar - LEA 3 Fev 2006

(COMC'ONSULTA )

4. Deteccao. Considere a seguinte representacao da evoluyao no tempo da tensao asaida de urn receptor correspondente it recepeao do eco de urn impulso de radartransmitido em t =O .

1.5mV(2)1)

0.1 0.2 t(m s)

Admitindo que a caracteristica de ganho de tensao do receptor exibe uma variaQaologaritmica aumentando 6 dB por duplicacao do tempo transeorrido, obtenha arelaQao entre asseccoes radar equiva len te s do sa lvo s (1) e (2). Justifique,

5. Considere urn radar de impulsos destinado it deteccso de alvos nurn sector angular de900. 0 radar executa movimentos de explora~o cobrindo o sector carla 5seg. 0tra nsm isso r em ite na frequencia de 9 GHz sendo o s imp ulse s rectanglJlares com aduraQao de 4 f . 1 S e frequencia de repeticao 540 pps. Aantena tern urn ganho de 40 dBe urn feixe caracterizado por uma largura de 1.4.Na detec~ usa-se urn :iItroRLede sintonia simples dimensionado para optimizar a relaQoo "sinal/ ruidQ .d e pico". Atemperatura de ruido equivalente da antena e de 150 Kelvin, eo factor. de ruido doreceptor, que funciona it temperatura ambiente de 290 Kelvin, e de 10 dB. A potenciarldos impulsos transmitidos e de 100 kW

" - . t V' - > ,a) ~ criterio de deteccao escolhido eorresponde it probabilidade de detecQao de 1, \ . \ . P I ~...:ri~pulso ser superior a 90%, e os falsos alarmes devem ocorrer em media com~yc\\(\ interval os superiores a 30 dias. Obtenha as relacoes sinal/ ruido de lirniar e de

\y} pico correspondente a este criterio.'7~fCom base no criterio adoptado, estime 0 alcance do radar relativamente a urn( ) \ ( \ 1 . " ~ : ; ; ~ ~ c o m 1m' de ~ equivalente. [S e nit> r e s o 1 * e u a) tome\\~. Urn determinado fabricante afirma que urn certo radar em 24.15 GHz (banda K)

usado para detrminar velocidades de veiculos permite uma precisio de 0.2 kmlh.Admitindo que (2EINo}=17dB, qual 0 tempo de observacao necessario para garantir, \ ' I t - - a referida precisso? Calcule ainda a deslocaeao do veiculo no tempo que decorre

~\ essa determinaeac admitindo que a sua velocidade e de 60kmlh.

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N .I .F .: 5 02 2 45 2 47C.R.C. Cascais N.o 4631CapiIaI Social: 997,596E.:-mail:geral@autovagapt


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Documents

Praticas de Radar