Радарные технологии: Радарные системы | Analog Devices

Содержание

Радарные системы | Analog Devices

Современные ВЧ и СВЧ технологии ADI позволяют добиться наилучших рабочих характеристик радарных систем.

В системах радиообнаружения и измерения дальности (радарах) используются принципы передачи и приема радиоволн для определения расстояния, скорости и относительного угла движения объектов, находящихся в поле обнаружения этих систем. Радары применяются уже более 75 лет и являются неотъемлемыми технологическими компонентами в различных областях применения от аэрокосмической и оборонной промышленности до систем промышленной автоматики.

Компания Analog Devices Inc (ADI) всегда лидировала в инновационной деятельности в области радарных систем благодаря богатому опыту в данной отрасли и передовым возможностям в сфере ВЧ и СВЧ технологий, что позволяет ей оказывать эффективную помощь в разработке радиолокационных систем. Наш широкий ассортимент продуктов, начиная от усилителей, ФАПЧ и ГУН и заканчивая преобразователями, системами управления питанием и радарными модулями, помогает инженерам легко и быстро разрабатывать и внедрять радарные системы.

Преимущества радарной технологии ADI

Самый низкий в своем классе фазовый шум при передаче, расширяющий эффективный диапазон и повышающий точность датчиков
Многоканальная архитектура позволяет формировать диаграмму направленности, увеличивающую угловую разрешающую способность
Высокая степень интеграции сигнальной цепи упрощает разработку и сокращает время вывода продукции на рынок

Полноценное решение, охватывающее всю сигнальную цепь
Разделение трактов приема и передачи на частоте 24 ГГц обеспечивает удобство в пространственной планировке конструкции радарной системы

Многоканальная радарная система Tiny Radar 24 GHz от ADI на компактной плате

В этом видео демонстрируется многоканальное радарное решение 24 ГГц компании Analog Devices. Мы поговорим о различных областях применения, для которых предназначена эта компактная система разработки, используемых компонентах Analog Devices и достижимых параметрах радарной системы

Узнайте больше о Tiny Radar

Демонстрационная платформа TinyRad 24 GHz

В основе работы платы EV-TINYRAD24G используются радиосигналы, линейно модулированные по частоте, и встроенная антенная решетка, собранная по схеме с несколькими входами и выходами (MIMO). Объединенные антенны, как в системах с цифровым формированием диаграммы направленности, позволяют модулю TinyRad определять расстояние, скорость и угловое положение нескольких целей одновременно.

Подробная информация о EV-TINYRAD24G

Высококачественный интегрированный набор микросхем радиолокационного приемопередатчика, работающего на частоте 24 ГГц, для автомобильных и промышленных датчиков

Микросхема ADF5904 предназначена для многоканальных приемников высокочастотных устройств, в которых используется цифровое формирование диаграммы направленности, таких как автомобильные радары систем помощи водителю, радарные СВЧ-датчики и промышленные радарные системы, где энергоэффективность становится все более важным фактором при проектировании на уровне системы.

Узнайте больше о ADF5904

Области применения радарной технологии ADI

Автомобильная промышленность

Подавляющее большинство автомобильных радарных систем сегодня основано на дискретном высокочастотном оборудовании 24 ГГц, в состав которого входят контур фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), генератор пилообразного напряжения, передатчик, приемник и АЦП. ADI продолжает использовать свой богатый опыт в области автомобильной электроники, подкрепленный более чем 300 миллионами внедренных в автомобили радаров, для разработки систем помощи водителю и систем автономного вождения следующего поколения.

Узнайте про роль радаров в системах помощи водителю и системах автономного вождения.

Промышленность

Радарная технология ADI позволяет создавать оборудование для обнаружения, отслеживания, локализации объектов и картирования местности и применяется в вилочных погрузчиках, локомотивах, автономных наземных транспортных средствах, строительной технике, сельскохозяйственной технике и робототехнике, обеспечивая безопасность людей, объектов и других активов.

Узнайте больше о радарах для промышленного применения.

Аэрокосмическая и оборонная отрасли

Широкий ассортимент продукции и заказные разработки ADI предоставляют заказчикам полноценные высокочастотные решения, охватывающие всю сигнальную цепь от антенны до цифровой системы, которые предназначены для различных коммерческих и оборонных радарных систем.

Узнайте больше о важности радаров в аэрокосмической и оборонной отраслях.

Интеллектуальная инфраструктура

Современная радарная технология ADI используется в интеллектуальной инфраструктуре в таких областях применения, как системы адаптивного управления уличным движением, которые могут автоматически отслеживать трафик транспорта и менять сигналы светофоров в режиме реального времени. Радары также используются в системах обнаружения присутствия людей внутри/снаружи зданий для повышения эффективности систем энергосбережения, безопасности и производительности труда, помогая при этом спасать жизни благодаря своей способности «видеть» во всех средах, в том числе в густом дыме, в темноте и даже сквозь стены.

Прочитайте, как с помощью радаров можно реализовать интеллектуальные системы управления уличным движением.

Основные решения для радарных систем

ADF5901

ГУН диапазона 24 ГГц с программируемым усилителем и двухканальным выходным УМ

ADF5902

Многоканальный приемопередатчик ISM-диапазона 24 ГГц для радарных систем

ADF5904

Четырехканальный приемный преобразователь с понижением частоты диапазона 24 ГГц

{{external_name}} {{#if defaultUOM}} {{simplifyTyp defaultUOM}} {{/if}}
{{displayValue}}	{{displayValue}}
length}}»/>

Уникальные технологии применения радаров в деле неразрушающего контроля

08 Февраля 2019

РАДАР И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ

Главная потребность технологий неразрушающего контроля состоит в необходимости оценки обследуемого объекта без нарушения его целостности, а иногда — без прекращения функционирования. Упрощённо говоря, требуется увидеть недоступное обычному визуальному обследованию и испытать без разрушений. Вот несколько типичных примеров таких обследований, важность которых трудно переоценить, а технологии — заменить другими:

оценка внутренних поверхностей замкнутых объёмов и полых объектов

контроль параметров монолитного материала

обнаружение дефектов, локализованных в толще монолитного материала.

Обширные и всё нарастающие требования к современным технологиям, новым и старым объектам материального мира неизбежно приведут к тому, что любые операции оценки качества и состояния материалов, изделий и конструкций будут выполняться только неразрушающими методами.

Уже сейчас подавляющее большинство работ по оценке качества и состояния разных объектов, материалов, узлов и деталей выполняется только такими технологиями.

Аппаратура неразрушающих технологий

Приборы, обеспечивающие работы неразрушающих технологий оценки качества, представляют собой аппаратуру, использующую различные принципы проникающих воздействий:

радиации

ультразвуковых волн

магнитных и электромагнитных полей.

Исключение составляют метода капиллярного контроля, основанные на физических свойствах жидкостей высокой текучести.

Проникающие воздействия обеспечивают возможность не только увидеть полную и точную внутреннюю структуру материала, но и оценить её характеристики.

Радары

Устройство, улавливающее и анализирующее излучённые им же радиоволны, отражённые от объектов, представляющих интерес, называется радаром. Эта технология была разработана в середине минувшего века. В наши дни радары — обширная группа устройств, работающих в важных областях хозяйства, например:

в военном деле

в авиации

в метеорологии

в морском деле и в речном судоходстве.

Остроумная и перспективная идея оценки местоположения объекта и его параметров, а именно это делают радары, постоянно развивается. Находятся новые и оригинальные возможности применения такой техники — в астрономии, в рыбной ловле и в области неразрушающего контроля.

Проникающая способность радиоволн, используемых радарами, ограничена, но эта технология может быть использована для анализа объектов плоскостного характера — поверхностей, тонких слоёв.

В компании используют не только радарные технологии, но и тепловизионное инфракрасное оборудование

PENETRADAR

Американская компания PENETRADAR – пример лаборатории неразрушающего контроля. Интересно, что эта коммерческая частная компания избрала для своей деятельности узкий сектор — применение радаров для оценки качества и состояния плоскостных объектов.

История этой компании начинается со времён позорной для Америки Вьетнамской войны. Основатели компании, Anthony V. Alongi и Anthony J. Alongi занимались исследованиями возможностей применения радарной технологии для поиска не содержащих металлических деталей мин и самодельных взрывных устройств такого же назначения. Оружие такого рода широко применялось вьетнамцами в войне с агрессором.

По окончании военных действий отцы-основатели компании PENETRADAR использовали немалые объёмы своих разработок в мирных целях — для обследования грунта и покрытий, строительных конструкций и других объектов. О роде деятельности компании свидетельствует само её наименование, образованное из сочетания английских слов «проникать» и «радар».

Деятельность компании развивается в двух направлениях — изготовление аппаратуры и оказание услуг. Главная технологическая идея этих направлений — ground penetrating radar systems (GPS), что можно перевести примерно, как «проникающие в грунты радарные системы».

Вот основной ассортимент продукции компании:

радарные системы

антенны и датчики

программное обеспечение

транспорт, вспомогательные устройства, аксессуары.

Главный компонент аппаратуры — системные блоки (Penetradar Integrated Radar Inspection Systems (IRIS) Это небольшого размера агрегаты, предназначенные для установки на тележки или специальные автомобили. Есть версии такой аппаратуры, предназначенной для применения вручную -эти устройства внешне напоминаю привычную конструкцию миноискателя.

Аппаратура PRNETRADAR

Устройства, изготавливаемые компанией ориентированы на особенности применения. Эти особенности, а точнее — предназначение аппаратуры определяет параметры и технические характеристики.

Вот основные достоинства такой аппаратуры:

высокая степень автоматизации исследования и точность результатов

очень высокая скорость обследования поверхностей — для дорог и других линейных объектов эта скорость достигает 100 км\час

современные и удобные интерфейсы, использующие самые последние достижения специальной и бытовой аппаратуры, например — интерактивный экран

возможности адаптации под решаемые задачи контроля.

К достоинствам этой аппаратуры относят и оптимальную, оправданную стоимость.

Кроме системных блоков, компания выпускает антенны — основные компоненты радарных систем, конфигурацию которых можно компоновать под решаемые задачи.

Хорошо продуманы и сконструированы вспомогательные устройства (аксессуары) — тележки, штанги для ручных приборов, навесные консоли для применения на автомобилях.

Дорожные одежды и покрытия

Услуги компании основаны на применении собственной уникальной техники. Вот основные виды неразрушающего контроля, для которого используют радарные технологии:

оценка состояния дорожных одежд и мостовых покрытий

контроль конструкций железнодорожного полотна

геотехническое обследование участков и территорий

контроль конструкций и стен туннелей

проверка состояния площадок парковки автомашин

оценка инженерных сетей.

Для работы в компании используют навесное оборудование на стандартные автомашины разных конструкций. Аналогичное оборудование поступает в продажу, а его незаконное копирование предотвращается патентами.

Дорожные одежды и покрытия

Одна из самых востребованных работ неразрушающего контроля — оценка состояния дорожных покрытий. Вот какую информацию можно оперативно и наглядно получить с помощью радарных технологий:

структура покрытия и толщина составляющих его слоёв

многие виды дефектов внутренних слоёв

участки избыточной влажности

пустоты и посторонние включения, например — остатки заброшенных трамвайных путей.

Заказчики таких работ высоко ценят одно из основных достоинств — возможность инспектировать дороги техникой, движущейся со скоростью автомобильного потока. Такая технология позволяет обследовать сотни километров дорожного полотна в день без перекрытия движения.

Работа машины, на которой установлено оборудование компании PENETRADAR построена так, чтобы получить все возможные виды информации, в том числе:

результаты радарного обследования

тепловизионное обследование

фотографии высокого разрешения.

Для эффективного контроля дорожного полотна машина с аппаратурой оснащается двумя, а чаще — тремя или четырьмя радарными модулями (антеннами), дополненными инфракрасной и фототехникой. Работы могут выполняться за редким исключением в любую погоду. Перепады и параметры температуры, влажности, ветра не оказывают влияния на точность работ.

Технологии радарного обследования рассчитаны на работу с асфальтом, бетоном, асфальтобетоном — основными, наиболее распространёнными видами дорожных покрытий и одежд, а также — подготовительных и рабочих слоёв.

Очень интересны результаты работ по обнаружению аномалий дорожных конструкций, к которым относят посторонние включения. С помощью аппаратуры и управляющего ею программного обеспечения удаётся получить точную, удобочитаемую и просто красивую, живописную карту дорожного покрытия. На этой карте отмечается точная локализация посторонних включений и других аномалий, определяются их параметры, характер, а нередко — точная форма, позволяющая узнать, что же именно скрыто в толще дорожной конструкции.

Обследование туннелей

При работе в туннелях радарные и связанные с ними технологии подразумевают довольно близкое приближение к поверхности бетона — основного конструктивного материала этих важных сооружений. Такая техника разработана и используется в компании PENETRADAR. Машина, на которой установлены антенны радаров, камеры и датчики инфракрасного излучения, оборудована специальным модулем — манипулятором. Такой модуль представляет собой направляющий рельс, по которому перемещается каретка. На каретке установлена штанга, удерживающая блок антенн и датчиков.

Эта и аналогичные системы обеспечивают автоматическое установление требуемого расстояния от антенны до материала стен туннеля, а значит — оперативное получение достоверной информации.

Итогом обследования стен туннеля является комплексная карта, выполненная в линейном формате в достаточно крупном масштабе — в 1 дюйме 10 футов, что примерно соответствует масштабу 1:120 в метрической системе. Эта карта — комплект планов стен туннеля (plan-view map), на которых отражены результаты комплексного обследования:

радарного контроля материала и составляющих его слоёв

инфракрасного исследования поверхности

фотосъёмки высокого разрешения.

Эти планы очень наглядны, понятны и удобны в работе. Их несомненная польза состоит не только в обнаружении дефектов и даже аварийных мест, но и в возможностях планировать стратегию и технологию текущего обслуживания такого сооружения.

Оценка состояния железобетонных конструкций туннеля линии метро оборудованием, установленным на легковой машине, двигающейся по железнодорожному пути

Обследование железнодорожных путей

Тестирование рельсов осуществляется без применения радарных технологий, которые выгодны для оценки качества и состояния основания — насыпи и составляющих её подготовительных и рабочих слоёв. Работа радарной технологии в этом направлении доказала высокую эффективность.

Оценка конструкций железнодорожного пути осуществляется с помощью автомашины, адаптированной к перемещению по рельсам. Машина оборудована радарной аппаратурой и дополнительными устройствами для фотосъёмки с высоким разрешением и тепловизионного обследования.

Результат такого обследования железнодорожного пути или трассы метрополитена является подробный план в линейном формате, где указаны основные данные тестируемой конструкции:

наличие и количество подготовительных и рабочих слоёв основания

толщина слоёв

обнаружение отклонений от нужного стандарта технического состояния этих слоёв

поиск и обнаружение других аномалий.

Скорость и малая зависимость от климатических и погодных условий позволяет выполнять такие операции контроля состояния железнодорожного пути в больших объёмах, планировать своевременный контроль качества другими методами и даже выполнять неотложные восстановительные и профилактические работы.

Применение радарной технологии и дополняющие её другие методики неразрушающего контроля плоскостных и линейных объектов большой величины — важный ориентир для научно-исследовательской работы.

радар | Определение, изобретение, история, типы, применение, погода и факты

принцип работы радара

Смотреть все СМИ

Ключевые люди:: Луис Альварес
Уильям Вебстер Хансен
Сэр Роберт Александр Уотсон-Уотт
Фредерик Эммонс Терман
Альберт Хойт Тейлор

Похожие темы:: радар непрерывного действия
поперечное сечение радара
импульсный радар
функция неоднозначности
радиолокационная астрономия

Просмотреть весь соответствующий контент →

Резюме

Прочтите краткий обзор этой темы

Узнайте, как работает радар

Посмотреть все видео к этой статье

радар , электромагнитный датчик, используемый для обнаружения, определения местоположения, отслеживания и распознавания объектов различного рода на значительных расстояниях. Он работает, передавая электромагнитную энергию к объектам, обычно называемым целями, и наблюдая отраженное от них эхо. Целями могут быть самолеты, корабли, космические корабли, автомобили и астрономические тела или даже птицы, насекомые и дождь. Помимо определения присутствия, местоположения и скорости таких объектов, радар иногда также может определять их размер и форму. Что отличает радар от оптических и инфракрасных датчиков, так это его способность обнаруживать удаленные объекты в неблагоприятных погодных условиях и точно определять их дальность или расстояние.

Радар является «активным» сенсорным устройством, поскольку он имеет собственный источник освещения (передатчик) для обнаружения целей. Обычно он работает в микроволновом диапазоне электромагнитного спектра, измеряемом в герцах (циклах в секунду), на частотах от 400 мегагерц (МГц) до 40 гигагерц (ГГц). Однако он использовался на более низких частотах для приложений дальнего действия (частоты до нескольких мегагерц, что является ВЧ [высокочастотным], или коротковолновым, диапазоном), а также на оптических и инфракрасных частотах (частоты лазерного радара, или лидар). Компоненты схемы и другое оборудование радарных систем различаются в зависимости от используемой частоты, а размеры систем варьируются от достаточно маленьких, чтобы поместиться на ладони, до таких огромных, что они могут заполнить несколько футбольных полей.

Радар быстро развивался в 1930-х и 40-х годах, чтобы удовлетворить потребности военных. Он по-прежнему широко используется в вооруженных силах, где зародились многие технологические достижения. В то же время радары находят все большее число важных гражданских применений, в частности управление воздушным движением, наблюдение за погодой, дистанционное зондирование окружающей среды, авиационная и корабельная навигация, измерение скорости в промышленных целях и для правоохранительных органов, космическое наблюдение и планетарные исследования. наблюдение.

Радар обычно включает излучение узкого луча электромагнитной энергии в космос от антенны ( см. на рисунке). Узкий луч антенны сканирует область, где ожидаются цели. Когда цель освещается лучом, он перехватывает часть излучаемой энергии и отражает часть обратно в сторону радиолокационной системы. Поскольку большинство радиолокационных систем не передают и не принимают одновременно, одна антенна часто используется с разделением времени как для передачи, так и для приема.

Britannica Quiz

Выясните аббревиатуры как можно скорее Словарный тест

Акронимы — это аббревиатуры, которые можно произнести как слова, такие как AWOL, NASA и ASAP. Посмотрите, сможете ли вы разобрать слова в этих словах.

Приемник, прикрепленный к выходному элементу антенны, выделяет нужные отраженные сигналы и (в идеале) отбрасывает те, которые не представляют интереса. Например, интересующим сигналом может быть эхо от самолета. Сигналы, которые не представляют интереса, могут быть эхо-сигналами от земли или дождя, которые могут маскировать и мешать обнаружению желаемого эхо-сигнала от самолета. Радар измеряет местоположение цели по дальности и угловому направлению. Дальность, или расстояние, определяется путем измерения общего времени, которое требуется радиолокационному сигналу, чтобы пройти туда и обратно до цели и обратно (9).0035 см. ниже ). Угловое направление цели определяется по направлению, в котором направлена антенна в момент приема эхо-сигнала. Путем измерения местоположения цели в последовательные моменты времени можно определить недавний трек цели. Как только эта информация будет установлена, можно предсказать будущий путь цели. Во многих применениях обзорных радаров цель не считается «обнаруженной», пока не будет установлено ее отслеживание.

Технологический радар | Путеводитель по передовым технологиям

Внедрение машинного обучения

Немногим более чем за десятилетие машинное обучение превратилось из узкоспециализированного метода в то, что может сделать практически любой человек, обладающий данными и вычислительной мощностью. Это следует приветствовать, но по-прежнему важно, чтобы отрасль могла справляться как с распространением инструментов и структур в пространстве, так и с этическими проблемами, которые становятся все более заметными и актуальными.

Сила платформ как продукта

Платформа может быть мощной вещью, особенно когда речь идет о расширении возможностей разработчиков. Однако мы часто видим разочаровывающие результаты, когда к ним не относятся должным образом как к продуктам — важно, чтобы платформы создавались и поддерживались таким образом, чтобы они отвечали потребностям как технических групп, так и более широкой организации и опосредовали их.

Перенос прав собственности на данные на периферию

Когда дело доходит до данных, централизация может быть ограничивающей. Однако новые методы и инструменты облегчают преодоление проблем централизации, предлагая преимущества как с технической точки зрения, так и с точки зрения конфиденциальности.

Мобильные приложения тоже должны быть модульными

Преимущества модульности хорошо известны, но по ряду причин они не так широко используются при разработке мобильных приложений. Сейчас это начинает меняться; мы считаем, что применение модульного подхода к мобильным устройствам улучшит не только качество мобильных приложений, но и опыт их создания.

Внедрение машинного обучения

Когда-то машинное обучение (МО) было уделом немногих счастливчиков, у которых были инструменты и ресурсы для создания крутых вещей. К счастью, мы наблюдаем постепенное распространение машинного обучения по мере роста вычислительной мощности устройств всех размеров, появления инструментов с открытым исходным кодом и более строгих требований и осведомленности о конфиденциальности и персонализированной информации, которые объединяются для создания растущей экосистемы. Такие методы, как федеративное машинное обучение, позволяют создавать модели машинного обучения, обеспечивающие конфиденциальность конфиденциальной информации. Поле TinyML позволяет моделям выполняться на устройствах с ограниченными ресурсами, перемещая логические выводы на край, что освобождает ресурсы и повышает конфиденциальность конфиденциальных данных. Хранилища функций предоставляют аналогичные преимущества шаблону проектирования Модель-Представление-Контроллер для разработки приложений, обеспечивая более четкое разделение проблем между сбором данных, обучением модели и выводом. Общедоступные модели, такие как Stable Diffusion, подчеркивают как удивительные возможности машинного обучения, так и проблемы, связанные с исходными данными и этикой. Компоненты ML также проще, чем когда-либо, связывать вместе, что позволяет создавать опыт и решения ML с творческим составом пользовательских бизнес-моделей и высокоэффективных универсальных моделей. Мы приветствуем новые возможности в этой области и с нетерпением ждем будущих достижений.

Сила платформ как продукта

Слово «платформа» по-прежнему является одним из наиболее часто используемых слов на наших встречах Radar, потому что это понятие широко распространено в отрасли. Он проявляется во многих различных проявлениях, включая платформы для бизнеса или предметной области, а также платформы для инфраструктуры или взаимодействия с разработчиками. По сути, основной причиной многих проблем и разочарований, с которыми сталкиваются организации при работе со всеми платформами, является неспособность должным образом относиться к ним как к продуктам. Например, многим платформам, предназначенным для использования разработчиками, не хватает исследований пользователей и контекстуального анализа, которые мы ожидаем от других типов продуктов. Владельцам платформ необходимо проверять свои предположения о потребностях разработчиков и реагировать на фактические модели использования. И, как любой хороший продукт, платформа нуждается в постоянной поддержке. Он должен развиваться и адаптироваться в ответ на изменяющиеся потребности разработчика. Кроме того, такие роли, как менеджеры проектов и бизнес-аналитики, часто имеют другие области действия, чем в традиционных приложениях. Метафора «платформа как продукт» работает только тогда, когда она полностью воспринимается как практика, а не модная фраза.

Перемещение прав собственности на данные на периферию

Как мы все слишком хорошо знаем, централизация любого рода открывает возможность ограничений, узких мест или ненужного раскрытия. Таким образом, мы постоянно стремимся найти новые способы взлома централизованных точек связи, отмеченных несколькими вспышками на нашем радаре. Основываясь на исследованиях бесконфликтных реплицируемых типов данных (CRDT), которые позволяют приложениям на основе данных без централизованной базы данных, метод локального программного обеспечения/приложений побуждает разработчиков думать о построении на основе одноранговых данных, а не об использовании централизованная база данных. Перенос прав собственности на данные на периферию также позволяет разработчикам использовать расширенные возможности устройств, как показано в теме «Внедрение машинного обучения». Например, многие возможности, такие как распознавание лиц, могут выполняться на периферии, сохраняя базовые данные на устройстве навсегда.

Мобильное приложение тоже должно быть модульным

Инженеры-программисты осознали важность структурирования архитектуры приложения в первую очередь вокруг концепций предметной области и бизнес-функций. Технические проблемы — отделение пользовательского интерфейса от предметной логики — по-прежнему важны, но играют второстепенную роль.