¿Medir la diferencia de fase con menos de una onda completa?

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Estoy interesado en la medición de la altitud del avión durante la aproximación. El sonar no ofrece suficiente distancia, y los sensores de radio económicos no ofrecen una distancia lo suficientemente corta. He visto que otros proyectos de ondas de radio intentan medir la distancia con el "tiempo de vuelo" y creo que este es un enfoque incorrecto: una diferencia de ángulo de fase permitiría una electrónica más lenta y menos circuitos de rf críticos.

Una búsqueda en este foro muestra una serie de discusiones acerca de qué tan imprácticos son los cálculos de "tiempo de vuelo" para la electrónica simple. Sospecho que las señales en muchas ciudades que muestran la velocidad de los automóviles están utilizando el ángulo de fase y no el "tiempo de vuelo", pero parecen dejar de medir a 30-50 pies.

Estoy tratando de averiguar cuál será la frecuencia más baja necesaria para medir de 5 pies a 200-300 pies. Por supuesto, medir hasta 5 pies es la limitación de frecuencia crítica y generalmente se necesitan varios ciclos para que la onda transmitida mida con precisión. La tabla aquí se reproduce parcialmente a continuación.

  Freq      length     1/4 wave
  ................................
  50  MHZ     6m         1.5m
  100 MHz     3m         28cm
  300 mhz     1m         25cm
  500 mhz    .6m         15cm

Debido a que el mundo no es perfecto, parece que la medición a 5 pies (10 pies ida y vuelta) necesitará al menos 300 mhz (1 m de onda completa), pero la columna de 1/4 de onda me hizo preguntarme si algo sería menos que una La onda completa se puede medir con precisión? Entiendo que los datos de 1/4 de onda se suministran para propósitos de antena.

Mi proyecto sería mucho más simple si pudiera usar un transmisor de 100 mhz en lugar de 300 mhz. He encontrado un sensor listo para usar ( placa AD8302 ) por menos de $ 10 con resolución de fase de 1 grado.

¿Alguien sabe si existe una teoría simple o si es posible medir la diferencia de fase con menos de una onda completa?

Gracias

    
pregunta jwzumwalt

2 respuestas

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¡Usa un chirrido!

Configure un transmisor de baja potencia, CW en, por ejemplo, la banda de 24 GHz (antenas más pequeñas) dispuesta para que se desplace en una rampa lineal hacia arriba en la frecuencia en aproximadamente 100MHz aproximadamente en unas pocas decenas de ms. En medio de dicho barrido, se utiliza un mezclador con el IF alimentado desde la salida del transmisor para mezclarse con el RF reflejado. En la salida del mezclador, obtiene una frecuencia de tono de audio proporcional al rango al objetivo, proceso según corresponda. Si tiene mucho movimiento vertical, es posible que desee promediar el resultado de un barrido ascendente y descendente para reducir el impacto del cambio Doppler.

Un enfoque completamente alternativo: ¿Por qué no tomar una hoja del libro Bomber Commands, específicamente la misión dambusters, donde midieron la altitud montando dos reflectores en el fuselaje espaciados a cierta distancia y montados en diferentes ángulos, mirando dónde cayeron los dos puntos de luz para darles una forma de juez de altitud. El enfoque moderno es probablemente un fotodiodo de cuadrante con un colimador y un diodo láser montado en un servo, pulse el láser y use demod de sincronización para detectar el retorno, luego use el fotodiodo de cuadrante para ajustar el servo para centrar el punto reflejado en el campo de diodos de Ahora que sabes los ángulos, la altitud es solo un caso de trigonometría.

    
respondido por el Dan Mills
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Altímetros de radar y los radares de detección de velocidad de bajo costo suelen utilizar las técnicas de FM-CW. El procesamiento de la señal real se produce a velocidades de audio. Es posible que desee leer sobre los enfoques existentes antes de intentar inventar los suyos.

    
respondido por el Dave Tweed

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