Найти в Дзене
Степан Максимов
10 подписчиков

Дополнительно требовалось измерять расстояние, чтобы определить момент прохождения поезда

26
1 мин
Компания «Альфа-Прибор» [1] основана в 1990 году в городе Тула. Она занимается проектированием и производством комплексных систем безопасности, видеонаблюдения и контролем доступа. В числе ее клиентов — ОАО «Российские железные дороги», Метрополитен Москвы и Санкт-Петербурга. В статье речь пойдет о проектировании ЛЧМ-радара для железной дороги, внешний вид которого показан на рис. 1. Устройство изготовлено компанией «Альфа-Прибор», предназначено для измерения скорости проходящих поездов и выполнено на основе приемопередатчика диапазона 122 ГГц с широкой перестройкой. Эти приемопередатчики выпускаются серийно и рассматривались в [2]. Постановка задачи Необходимо было создать радар для железной дороги с диапазоном измеряемых скоростей поездов 0,25–300 км/ч, с расстояния около 5 м и установкой под углом 30° к пути. Поскольку радар стоит под углом, радиальная составляющая скорости будет меньше на cos(30°) и составлять от 0,2165 до 259,8 км/ч. При скорости 300 км/ч поезд пр

Компания «Альфа-Прибор» [1] основана в 1990 году в городе Тула. Она занимается проектированием и производством комплексных систем безопасности, видеонаблюдения и контролем доступа. В числе ее клиентов — ОАО «Российские железные дороги», Метрополитен Москвы и Санкт-Петербурга. В статье речь пойдет о проектировании ЛЧМ-радара для железной дороги, внешний вид которого показан на рис. 1. Устройство изготовлено компанией «Альфа-Прибор», предназначено для измерения скорости проходящих поездов и выполнено на основе приемопередатчика диапазона 122 ГГц с широкой перестройкой. Эти приемопередатчики выпускаются серийно и рассматривались в [2]. Постановка задачи Необходимо было создать радар для железной дороги с диапазоном измеряемых скоростей поездов 0,25–300 км/ч, с расстояния около 5 м и установкой под углом 30° к пути. Поскольку радар стоит под углом, радиальная составляющая скорости будет меньше на cos(30°) и составлять от 0,2165 до 259,8 км/ч. При скорости 300 км/ч поезд проходит 83,3 м/с, или 8,3 см/мс; за 22,5 мс поезд проедет примерно 1,87 м. Дополнительно требовалось измерять расстояние, чтобы определить момент прохождения поезда и количество вагонов в составе, поэтому было принято решение о работе радара как в доплеровском (CW), так и в ЛЧМ (FMCW) режимах. В итоге выбор пал на приемопередатчик TRX_120_001 [3] компании Silicon Radar. Он имеет встроенные антенны, обеспечивает быструю перестройку ЛЧМ-сигнала в полосе 5 ГГц и позволяет получить узкий луч порядка 3–5° за счет недорогой пластиковой линзы. Хотя некоторые микросхемы из партии и могут обеспечивать перестройку до 7,5 ГГц, в среднем этот параметр составляет 6,5 ГГц при гарантированных 5,5 ГГц. Кроме того, ГУН имеет температурный дрейф порядка –15 МГц/°C, соответственно, при включении необходимо проводить калибровку крайних точек по частоте либо корректировать их в зависимости от температуры. Разрешение по расстоянию по оси радара при этом составляет 3 см согласно формуле (1):