Slovníček pojmů pro radarové senzory
Pomocí našeho slovníčku pojmů získáte přehled o některých klíčových pojmech z oblasti radarových technologií a technologií radarových senzorů a jejich definicích.
| Pojem | Popis |
|---|---|
| Absorpce | Částečná nebo dokonce úplná absorpce elektromagnetické energie radarového signálu prostředím. Absorpční účinky ve formě útlumu způsobeného například deštěm nebo mlhou jsou důležité především pro radarové systémy velkého dosahu, které pracují ve velmi vysokém frekvenčním rozsahu. Pokud má být radarový senzor od společnosti Pepperl+Fuchs použit v průmyslových aplikacích, při kterých musí „vidět skrz“ určité prostředí, aby detekoval skutečný cíl měření, je nutné zohlednit všechny absorpční účinky způsobené mezilehlým prostředím. Ty však obvykle nevedou k žádnému významnému zhoršení funkčnosti senzoru. |
| Vyzařovací diagram antény | Grafické znázornění směrových charakteristik (radarové) antény, obvykle vizualizované jako horizontální, vertikální nebo počítačem vytvořený trojrozměrný diagram antény. Pro snadné zaznamenání směrovosti radarové antény je doporučen horizontální diagram antény, protože umožňuje rychle zjistit vztah mezi hlavním, zadním a bočním lalokem. |
| Rohový reflektor | Rohové reflektory neboli radarové reflektory jsou účinným prostředkem, který umožňuje výrazně zvýšit účinnou odraznou plochu objektu s nízkou nebo nestabilní odrazivostí. Rohové reflektory navržené ve tvaru trojitého zrcadla se skládají ze tří elektricky vodivých ploch umístěných vůči sobě pod úhlem 90°. Elektromagnetické vlny přicházející do rohového reflektoru se díky vícenásobným odrazům, které zde vznikají, odrážejí zpět ve svém původním směru. |
| Radar CW | Zkratka pro Continuous Wave radar (radar se spojitými vlnami) nebo také radar s nemodulovanými spojitými vlnami. Na rozdíl od pulzního radaru pracuje vysílač během měření nepřetržitě a vysílá elektromagnetické vlny s konstantní frekvencí a amplitudou. Měření vzdálenosti však není možné z důvodu absence časové reference pro vysílaný signál. |
| Dopplerův jev | Jev pojmenovaný po rakouském fyzikovi Christianu Dopplerovi. Popisuje časovou kompresi nebo roztažení signálu v důsledku měnící se vzdálenosti mezi vysílačem a přijímačem během trvání signálu. Na základě této změny doby šíření jsou radarové senzory schopny měřit radiální rychlosti a zjišťovat, zda se objekt pohybuje směrem k senzoru nebo od něj. |
| Elektromagnetická vlna | Pojem elektromagnetická vlna nebo také Hertzova vlna zahrnuje různé typy rozsahů vlnových délek v rámci elektromagnetického spektra. Patří sem rádiové vlny a mikrovlny, infračervené záření, viditelné světlo, UV záření, rentgenové záření a gama záření. Radarové senzory od společnosti Pepperl+Fuchs pracují ve frekvenčním rozsahu 122,25 až 123 GHz, takže využívají tzv. radarové mikrovlny. Vzhledem k tomu, že elektromagnetické vlny nepotřebují ke svému šíření nosné médium, jsou radarové senzory obzvláště spolehlivé, a proto jsou méně závislé na vlivech (jako jsou vítr, tlak či teplota), které by na takové médium mohly působit. |
Radar FMCW | Zkratka pro Frequency-Modulated Continuous Wave radar (radar s frekvenčně modulovanými spojitými vlnami). Na rozdíl od pulzního radaru a radaru CW pracuje vysílací prvek během měření nepřetržitě, a navíc používá náběh frekvence, obvykle ve formě pilovité nebo trojúhelníkové modulace. Výsledný posuv frekvence ve spojení s dalšími veličinami umožňuje vypočítat vzdálenost k detekovanému objektu. |
| Metoda I&Q | Takzvaná metoda I&Q (In-Phase & Quadrature) neboli soufázová a kvadraturní metoda umožňuje radarovému senzoru zjistit, zda se objekt pohybuje směrem k senzoru nebo od něj. Za tímto účelem je kromě skutečného signálu (ve fázi) vysílán druhý signál posunutý o 90° (kvadraturní). Směr pohybu detekovaného objektu lze zjistit vyhodnocením toho, který z těchto dvou signálů je pro přijímač vodicí a který zpožděný. |
| Pásmo ISM | Pásma ISM (Industrial, Scientific and Medical) neboli průmyslová, vědecká a lékařská pásma jsou frekvenční pásma, která mohou být používána radiofrekvenčními zařízeními v průmyslu, vědě, lékařství, domácnostech a podobných oborech bez licence a obvykle bez povolení. Průmyslové radarové senzory také obvykle pracují v pásmu ISM, a proto je lze snadno použít v širokém spektru aplikací. |
| Mikropásková anténa | Typ antény často používaný v radarových senzorech. Mikropáskové antény se vyznačují kompaktním provedením a lze je umístit přímo na obvodovou desku. Jsou také obzvláště vhodné pro použití v mikrovlnném rozsahu, ve kterém jsou vlnové délky tak krátké, že mikropáskové antény mohou být odpovídajícím způsobem malé. Ke zvýšení zisku a směrovosti antény je několik prvků propojeno páskovými vedeními a sloučeno do pole. |
| Permeabilita | Magnetická permeabilita neboli magnetická vodivost označuje propustnost materiálu pro magnetické pole. Vyplývá z poměru hustoty magnetického toku a intenzity magnetického pole. Ve srovnání s permitivitou nemá relativní permeabilita objektu obvykle zásadní vliv na odražený radarový signál. |
| Permitivita | Permitivita popisuje propustnost materiálu pro elektrická pole. Je určena součinem permitivity vakua a látkově závislého čísla permitivity příslušného materiálu. Pokud má radarový senzor „vidět skrz“ určité materiály, aby mohl například detekovat skutečný cíl, je výhodná co nejnižší možná relativní permitivita nebo nízká ztráta přenosu. |
| Pulzní radar | Na rozdíl od radarů se spojitými vlnami, které vysílají elektromagnetické vlny nepřetržitě, vysílají pulzní radary jednotlivé, krátké, ale silné impulzy. Pulzní radary jsou vhodné pro velké detekční vzdálenosti, a mají proto odpovídající vysokou spotřebu energie. Tento typ radaru je používán především k vojenským účelům, k řízení letového provozu nebo jako srážkový radar. Tento princip snímání je méně vhodný pro aplikace v oblasti průmyslové automatizace, například v automaticky naváděných přepravních systémech nebo mobilních strojích, protože elektronické součásti vyžadované ke generování silných impulzů by zabíraly příliš mnoho prostoru a poskytované rozlišení je relativně nízké. |
| Radar | Radar je zkratka pro RAdio Detection And Ranging (rádiová detekce a určování vzdálenosti) a označuje řadu metod a zařízení pro detekci a lokalizaci na základě elektromagnetických vln v radiofrekvenčním pásmu. Radarové zařízení v podstatě vysílá jako primární signál svazkové elektromagnetické vlny. Ozvěny odražené od objektů v dosahu detekce radaru jsou přijímány a vyhodnocovány jako sekundární signál. |
| Radarová odrazná plocha (RCS) | Radarová odrazná plocha neboli RCS (zkratka pro Radar Cross-Section) je veličina specifická pro daný objekt, která popisuje rozsah, v jakém je rádiová vlna odrážena zpět objektem ve směru vysílače. Vliv zde mají tvar objektu, povaha materiálu, vlnová délka a úhel dopadu a odrazu záření. Radarová odrazná plocha objektu je udávána v metrech čtverečních. |
| Radarová rovnice | Radarová rovnice, nebo také základní radarová rovnice, je fyzikální výpočetní metoda, která vztahuje energii vyzařovanou radarovým zařízením nebo radarovým senzorem k energii odražené zpět. Radarovou rovnici lze použít k předpovědi maximální vzdálenosti, na kterou může být cílový objekt detekován příslušným radarem, pokud jsou známy určité související proměnné. Radarová rovnice proto nabízí účinnou metodu pro posouzení výkonnosti radarových zařízení nebo radarových senzorů. |
| Odraz radarových vln | Elektromagnetické vlny odražené překážkou v detekčním dosahu radarového zařízení nebo radarového senzoru. Tento odraz tvoří základ všech měřených veličin nebo získaných zjištění, které lze získat pomocí radarové technologie (jako jsou vzdálenost, rychlost, směr pohybu, amplituda odrazu nebo obrysy objektu). |
| Radome | Radome je umělý výraz vytvořený ze slov „radar dome“ (kopule radaru). Kopulovitá konstrukce chrání anténu radaru před vnějšími vlivy. V závislosti na velikosti struktury antény, kterou chrání, mohou mít kopule radarů působivé rozměry: Například průměr největší kopule radaru na světě (pro radar vesmírné observatoře TIRA) dosahuje 47,5 metrů. Základním požadavkem na kopule radarů je, aby co nejméně odrážely, pohlcovaly, lámaly nebo rozptylovaly elektromagnetické záření vyzařované nebo přijímané anténním systémem a způsobovaly co nejmenší přenosové ztráty. To je obzvláště důležité, protože povaha kopule radaru jako takzvaného „obousměrného útlumu“ ovlivňuje elektromagnetické záření jak při cestě od vysílače, tak při cestě od přijímače. |
| Odraz | V aplikaci, která využívá radarové senzory, se předpokládá, že vysílaná vlna je difúzně rozptýlena objektem tak, že alespoň určitá část vlny je odražena zpět do bodu vysílání. Síla tohoto odrazu (amplitudová síla) do značné míry závisí na povaze a materiálu objektu. |
| Rychlost světla | Elektromagnetické vlny používané jako signál radarovými zařízeními se ve vakuu šíří rychlostí přibližně 300 000 km/s, což je rychlost světla. Pokud se elektromagnetické vlny šíří v materiálu (např. ve vzduchu), tento materiál v závislosti na své permitivitě a permeabilitě rychlost šíření odpovídajícím způsobem snižuje. Tato rychlost přesto zůstává v rozsahu, který je mnohem vyšší než rychlost zvuku (343,2 m/s v suchém vzduchu při teplotě 20 °C). |
| Napětím řízený oscilátor (VCO) | Napětím řízený oscilátor neboli VCO (zkratka pro Voltage Controlled Oscillator) je ústřední součástí radarového zařízení nebo radarového senzoru. Generuje vysokofrekvenční kmitání potřebné pro radarový signál. Jeho výstupní frekvence je úměrná vstupnímu napětí. |
Další informace o radarové technologii
Průmyslové radarové senzory od společnosti Pepperl+Fuchs nabízejí měření vzdálenosti a rychlosti bez rušení, a to i za deště, mlhy, větru nebo v prachu. Zjistěte více o tomto jedinečném principu činnosti senzorů a všech výhodách, které přináší.
Produkty
Literatura
Pepperl+Fuchs s.r.o.
Pod Vodárenskou věží 4
18208 Praha 8
Czech Republic
info@cz.pepperl-fuchs.com
+420 225 989 180
© 2024 Všechna práva vyhrazena
Pepperl+Fuchs je přední vývojář a výrobce průmyslových senzorů a komponentů pro světový trh automatizace. Neustálé inovace, trvalé kvalitní a stálý růst zaručuje mnoho úspěchů přes více než 70 let. Pepperl+Fuchs zaměstnává 6300 lidí po celém světě a má výrobní závody v Německu, USA, Singapuru, Maďarsku, Indonésii a Vietnamu, které podléhají ISO 9001.