radar xác định tầm xa vật thể sử dụng zbv8

GVHD:Hoàng Mạnh Hà Trường ĐH Bách Khoa TP HCM Khoa Điện –Điện Tử Bài Tập Lớn Anten Radar Xác Định Tầm Xa Vật Thể Sử Dụng ZBV8 GVHD: Thầy Hoàng Mạnh Hà SVTH: Hồ Sỹ Thông 40902647 Trần Vũ Thịnh 40902632 LỚP : DD09KSVT MỤC LỤC: I) Giới thiệu tổng quan radar: 2) Tính toán lý thuyết: 3) Quá trình thực hiện: 4) Kết quả đạt được: I) Giới thiệu tổng quan radar: radar Viết tắt của Radio Detection And Ranging :là 1bộ cảm biến sóng vô tuyến ,nói chung(nhưng không hoàn toàn ) hoạt động ở dải tần số microwave (> 1 GHz), và là 1 bộ cảm biến cực “nhạy” . Ở đây từ “nhạy” chỉ ra rằng : bộ cảm biến phát năng Receive back-scaered radiaon (return signal) lượng (sóng điện từ) vào môi trường xung quanh và thu về thông tin thông qua phân tích phản xạ trở lại • Radar có thể được hiểu như 1 cặp kết nối truyền thông chỉ trên 1 đường ,với kết nối trở về là sóng phản xạ. • Bộ phận phát và thu đều được đặt cùng 1 vị trí và tín hiệu thu là tín hiệu phản xạ . • Sóng được phát đi và sau đó máy thu sẽ thu tín hiệu trở về. • Cường độ của tín hiệu trở về phụ thuộc vào khoảng cách tới đích và kích cỡ (điện) của nó . • Radar xác định khoảng cách tới đích nhờ vào trễ pha từ khi phát cho tới khi nhận được sóng phản xạ lại. 2) Tính toán lý thuyết: Công thức tính toán: Mô hình mạng 2 cửa. Ứng với Mặt phẳng chuẩn 0 thì Mạng 2 cửa có ma trận tán xạ là [S 0 ] Ứng với Mặt phẳng chuẩn 1 thì Mạng 2 cửa có ma trận tán xạ là [S 1 ] Ma trận dịch chuyển : = Ma trận [S 1 ] cần đo được suy ra từ ma trận [S 0 ]: [S 1 ] = [ϕ] -1 [S 0 ] [ϕ] -1 = Như vậy từ độ lệch pha của và ta có thể xác định được khoảng cách giữa 2 mặt phẳng. Giả sử độ lệch pha của và là thì khoảng cách giữa 2 mặt phẳng được tính: => d = = 3) Quá trình thực hiện: - Sử dụng thiết bị: máy ZBV8 và anten loga chu kỳ để tạo thành mạng 2 cửa. Máy ZBV8 dùng để đo các hệ số của ma trận tán xạ. Anten loga chu kỳ : Đáp ứng tần số của anten tốt nhất trong khoảng từ 800Mhz đến 26Ghz. Đồ thị bức xạ của anten: Hình : bức xạ điện trường trong mặt phẳng Oxy và Oyz Hình: đồ thị bức xạ 3D. Anten loga chu kỳ dùng để phát và thu tín hiệu. Ta chiếu thẳng hướng có búp sóng chính của anten về phía vật. Thực hiện trong thực tế: Số liệu mà máy ZBV8 đo được là các thông số S ứng với mặt phẳng chuẩn nằm bên trong của máy. Do đó, cần có một phép dịch chuyển mặt phẳng để hiệu chỉnh thông số đo được. Trước tiên, ta chọn một mặt phẳng với khoảng cách D = 1m biết trước làm chuẩn. đo thông số S 021 của mặt phẳng chuẩn. Sau đó đo khoảng cách của 1 vật thể trong không gian đến mặt phẳng chuẩn bằng cách đo S 121 của vật thể. Từ 2 thông số S 021 và S 121 ta tính được độ lệch pha của S 121 và S 021 . Sau đó từ độ lệch pha đó ta tính theo công thức được trình bày ở trên ta tính ra được khoảng cách d. Tuy nhiên, để thực hiện dễ dàng và chính xác hơn ta xét tại 2 tần số: Tại tần số f 1 : f 1 = φ 1 + 2k 1 π (1) Tại tần số f 2 :( f 2 > f 1 ) f 2 = φ 2 + 2k 2 π (2) Từ (1) và (2): f 2 -f 1 ) = φ + 2(k 2 – k 1 ) π (Với φ = φ 2 -φ 1 ) Để chọn 2 tần số thích hợp φ + 2(k 2 – k 1 ) π < 2π  f 2 -f 1 ) < 2π Với d max = 3m  f 2 -f 1 < 50Mhz Đặt : = φ + 2(k 2 – k 1 ) π Vậy : d = 4) Kết quả đạt được: Với D = 1m, (khoảng cách thực tế d= 1m) Một vài kết quả đo và tính toán: Trường hợp 1: [...]... số: e = 62% Kết luận: Kết quả sai số lớn Nguyên nhân: 1 Môi trường không lý tưởng Cường độ nhiễu lớn (công suất tín hiệu phản xạ không mong muốn bao gồm công suất nhiễu trắng và công suất phản xạ từ các vật không mong muốn lớn) 2 3 4 Các điểm nối cáp không lý tưởng Sai số đo lường và tính toán Suy hao lớn . Tập Lớn Anten Radar Xác Định Tầm Xa Vật Thể Sử Dụng ZBV8 GVHD: Thầy Hoàng Mạnh Hà SVTH: Hồ Sỹ Thông 40902647 Trần Vũ Thịnh 40902632 LỚP : DD09KSVT MỤC LỤC: I) Giới thiệu tổng quan radar: 2). có thể xác định được khoảng cách giữa 2 mặt phẳng. Giả sử độ lệch pha của và là thì khoảng cách giữa 2 mặt phẳng được tính: => d = = 3) Quá trình thực hiện: - Sử dụng thiết bị: máy ZBV8 và. Cường độ của tín hiệu trở về phụ thuộc vào khoảng cách tới đích và kích cỡ (điện) của nó . • Radar xác định khoảng cách tới đích nhờ vào trễ pha từ khi phát cho tới khi nhận được sóng phản xạ lại. 2)