Автор Тема: Допплер или RS на 76 GHz  (Прочитано 5076 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн NickName

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 921
  • Репутация: +118/-9
  • Оставил форум в начале 2018
  • QRA: EARTH
Допплер или RS на 76 GHz
« : 29 Март 2016, 15:42:45 »
Еще про тот самый допплер, но на частоте повыше, около 77.5 GHz. Макет допплеровского радара, небольшой рассказ о нем и тест на видео.

https://youtu.be/vtnIIUlffc0
Подписывался фразой "Scio me nihil scire", но здесь и теперь она лишь означает, что написанное мною можно игнорировать или не читать, я точно не обижусь, :).

Оффлайн EW1AA

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 200
  • Репутация: +33/-1
  • QRA: KO33RU
Re: Допплер или RS на 76 GHz
« Ответ #1 : 29 Март 2016, 16:27:26 »
Еще про тот самый допплер, но на частоте повыше, около 77.5 GHz. Макет допплеровского радара, небольшой рассказ о нем и тест на видео.
Очень интересно, Дмитрий!
Ждем реального дождя.
Думаю, для этой темы нужна отдельная ветка.
73!
Сергей
Since 1967.  Ex RC2AA, UC2ABT

Оффлайн NickName

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 921
  • Репутация: +118/-9
  • Оставил форум в начале 2018
  • QRA: EARTH
Re: Допплер или RS на 76 GHz
« Ответ #2 : 30 Март 2016, 15:20:38 »
Ждем реального дождя.
Думаю, для этой темы нужна отдельная ветка.

Да, Сергей, спасибо. Действительно, ждем дождя. Я не знаю будет ли отклик с таким устройством, надеюсь на рассеяние в ближайшей к точке наблюдения зоне, там, где миллиметровые волны еще не успевают поглотиться в сильно влажном воздухе во время дождя, и добраться назад, также избежав рассеяния по пути. Если получится что-то интересное, откроем ветку в разделе 76 GHz.

Подписывался фразой "Scio me nihil scire", но здесь и теперь она лишь означает, что написанное мною можно игнорировать или не читать, я точно не обижусь, :).

Оффлайн UA4HAK Алексей

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 272
  • Репутация: +55/-2
  • UA4HAK Alexey
Re: Допплер или RS на 76 GHz
« Ответ #3 : 30 Март 2016, 16:01:54 »
   Дмитрий, очень интересный эксперимент будет, но мне кажется, что горизонтальная составляющая вектора скорости "капель", которая определяет величину доплеровского сдвига (это, конечно в том случае, если туча не прямо над антенной) настолько мала, что частота сигнала после смесителя будет в районе нескольких герц. Боюсь трансформатор и входные цепи компьютера это не пропустят.
73! Алексей

Оффлайн NickName

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 921
  • Репутация: +118/-9
  • Оставил форум в начале 2018
  • QRA: EARTH
Re: Допплер или RS на 76 GHz
« Ответ #4 : 30 Март 2016, 16:48:50 »
Алексей, приветствую. Дождь бывает с ветром обычно, если есть горизонтальная составляющая скорости капель за счет ветра 1 м/c, то это уже 500 Hz допплера. Кроме того, случайное расположение множества капель в зоне, которую видит антенна, как следствие, случайная фаза принятого сигнала, как бы случайная его модуляция. Это влечет за собой размывание спектра рассеянного сигнала, на входе приемника к сигналу как бы добавляется "фазовый шум" с некоторой спектральной плотностью.

Меня сейчас волнует больше придется ли сажать все на тарелку, или хватит рупора в качестве антенны. Прикидки по радарным формулам (даже с учетом поглощения) показывают, что лучше на тарелке все-таки.
« Последнее редактирование: 30 Март 2016, 17:06:23 от UA3AVR Dimitry »
Подписывался фразой "Scio me nihil scire", но здесь и теперь она лишь означает, что написанное мною можно игнорировать или не читать, я точно не обижусь, :).

Оффлайн UA4HAK Алексей

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 272
  • Репутация: +55/-2
  • UA4HAK Alexey
Re: Допплер или RS на 76 GHz
« Ответ #5 : 30 Март 2016, 19:20:15 »
   Дмитрий, я тоже думал насчёт шума, но тут, мне кажется, что-то считать бесполезно. Столько неопределённостей... В любом случае, как говорил один знакомый:"жизненный опыт мне подсказывает", что лучше иметь дело с модулированным сигналом. Хоть что-то можно выловить резонансными цепями.
  На Голландском сайте подробно описан радар LX1DU
   http://www.pamicrowaves.nl/website/forum/index.php?topic=365.0
Ему удаётся регистрировать отражение от лопастей ветрогенераторов, находящихся на большом удалении
Правда описание даёт  PA3CEG, но это самое подробное описание радара.
Забыл написать, он использует тарелки.
73! Алексей

Оффлайн NickName

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 921
  • Репутация: +118/-9
  • Оставил форум в начале 2018
  • QRA: EARTH
Re: Допплер или RS на 76 GHz
« Ответ #6 : 30 Март 2016, 20:18:07 »
Да, спасибо большое. Видел заметку об этом радаре, что была DUBUS. Но у меня задача более узкая и более конкретная - услышать и идентифицировать рассеяние на каплях воды на этой частоте как таковое. Мощность рассеянного сигнала, что приходит назад в антенну (по всему спектру), у меня выходит приблизительно ~ "излучаемая мощность" * "усиление антенны" * "концентрация рассеивателей" / R0, где R0 - это ближайшая от антенны точка, где начинается рассеяние, т.е. уже есть летящие капли воды с данной концентрацией.

Эта точка где-то совсем недалеко может быть, величина R0 маленькая, т.е. пока рассчитываю на то, чтоб получить отклик от совсем близких капель воды. Там есть еще свои неопределенности, связанные с сечением рассеяния на капле, оно зависит от размера капель, причем сложным образом. Где-то в уме еще крутится возможность поднять уровень отклика на несколько десятков dB, посадив радар на тарелку. В общем, посмотрим что выйдет.
Подписывался фразой "Scio me nihil scire", но здесь и теперь она лишь означает, что написанное мною можно игнорировать или не читать, я точно не обижусь, :).

Оффлайн NickName

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 921
  • Репутация: +118/-9
  • Оставил форум в начале 2018
  • QRA: EARTH
Re: Допплер или RS на 76 GHz
« Ответ #7 : 02 Апрель 2016, 23:45:12 »
Приветствую. Расчет отклика, по возможности без лишних предположений или натяжек сделал. При 10 dBm излучаемой мощности в антенну (рупор) возвращается рассеянного сигнала около -90 dBm, возможные потери почти ничего не портят. Это вполне слышимо, с рупором на тарелке тем более. У меня это, вероятно, на грани чувствительности, но посмотрим что будет слышно и видно. Кому интересны детали и формулы, они в приложенном файле, это принт с листа программмы Mathematica.

Для расчета взял дождик с размером капель 3 mm, плотностью (концентрацией) капель в воздухе 30 штук на m3. Кажется маловато, но это соответствует норме для Москвы 80 л/сек c га (с такой цифрой считают нагрузку на ливнестоки и их загрязнение), и скорости падения капель 2.5 м/с. Пишут, что может быть до 1000 капель. Это приблизительно средний майский дождичек. Ссылки на калькулятор с расчетом сечения рассеяния на капле в файле есть: оно не такое уж и маленькое выходит, несмотря на меньшее значение диэлектрической проницаемости воды на 77 GHz (по сравнению с 10 GHz, где RS бывает мощный). Размер капель, видимо, приличный выходит по сравнению с длиной волны, из-за этого.
« Последнее редактирование: 02 Апрель 2016, 23:49:53 от UA3AVR Dimitry »
Подписывался фразой "Scio me nihil scire", но здесь и теперь она лишь означает, что написанное мною можно игнорировать или не читать, я точно не обижусь, :).

Оффлайн Anatolij

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 798
  • Репутация: +36/-277
    • cqham.ru/dl8rcb
  • QRA: JN68rs
Re: Допплер или RS на 76 GHz
« Ответ #8 : 04 Апрель 2016, 21:09:05 »
взял дождик с размером капель 3 mm,
Дмитрий влажность "зерна"можно пробовать измерить?
DL8RCB ex UW9EZ

Оффлайн NickName

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 921
  • Репутация: +118/-9
  • Оставил форум в начале 2018
  • QRA: EARTH
Re: Допплер или RS на 76 GHz
« Ответ #9 : 04 Апрель 2016, 22:32:28 »
Анатолий, спасибо. Вы имеете в виду плотность и интенсивность осадков? На 10 GHz это как-то делают. Вот, изучаю материалы по радарам на эту частоту, пытаюсь понять, как они обрабатывают принимаемый сигнал, и что именно из него извлекают, отображают на погодных картах.

И еще в уме крутится вопрос можно ли использовать RS на 76 GHz при проведении QSO, какие условия для этого нужны.

Дмитрий влажность "зерна"можно пробовать измерить?
Подписывался фразой "Scio me nihil scire", но здесь и теперь она лишь означает, что написанное мною можно игнорировать или не читать, я точно не обижусь, :).

Оффлайн Anatolij

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 798
  • Репутация: +36/-277
    • cqham.ru/dl8rcb
  • QRA: JN68rs
Re: Допплер или RS на 76 GHz
« Ответ #10 : 05 Апрель 2016, 23:08:27 »
Вы имеете в виду плотность и интенсивность осадков?
доброй ночи Дмитрий
если вам интересно то: в 74 была тема диплома измерение влажности "продукта" (от этого его сортность)
на 3 см диапазоне,вот я и подумал, а какие можно получить результаты "продукта" на частотах 76 GHz?
спасибо
DL8RCB ex UW9EZ

Оффлайн NickName

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 921
  • Репутация: +118/-9
  • Оставил форум в начале 2018
  • QRA: EARTH
Re: Допплер или RS на 76 GHz
« Ответ #11 : 06 Апрель 2016, 15:10:39 »
если вам интересно то: в 74 была тема диплома измерение влажности "продукта" (от этого его сортность) на 3 см диапазоне

Анатолий, мне в принципе интересно что в подобных случаях измеряют, и как обрабатывают принимаемый сигнал, модели исследуемых сред и т.п. Потому, что факторов, от которых зависит уровень (и, наверное, спектр) рассеянного сигнала есть множество, и как извлекаются из сигнала на выходе приемника параметры исследуемого материала или среды интересно, конечно. Одно дело, когда измеряют параметры материалов, подвергая испытаниям специально сделанный образец, вычисляют его диэлектрическую проницаемость, потери с установкой на основе, например, векторного анализатора. Другое дело радарный сигнал.
Подписывался фразой "Scio me nihil scire", но здесь и теперь она лишь означает, что написанное мною можно игнорировать или не читать, я точно не обижусь, :).

Оффлайн NickName

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 921
  • Репутация: +118/-9
  • Оставил форум в начале 2018
  • QRA: EARTH
Re: Допплер или RS на 76 GHz
« Ответ #12 : 09 Май 2016, 09:26:08 »
Тут скрин со спектрана 16 апреля 2016. Всплески видны, в пределах 10 dB выше уровней шума в спокойном состоянии. Это был такой снег хлопьями, буквально сыпало в течение получаса-часа, с порывами ветра, погода аномальная.

Пока то, что есть. Хорошие тучки, судя по радару, были в течение майских каникул, но ходили они по Подмосковью, все как-то мимо города. Пару раз был прогноз, что пройдет и по Москве, но в реальности ничего. Искусственная погода, что ли?

Это с одним рупопром, уже хочу ставить радар на тарелку. Но если случиться счастье в виде дождика в ближайшие дни, постараюсь не пропустить.
Подписывался фразой "Scio me nihil scire", но здесь и теперь она лишь означает, что написанное мною можно игнорировать или не читать, я точно не обижусь, :).

Оффлайн NickName

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 921
  • Репутация: +118/-9
  • Оставил форум в начале 2018
  • QRA: EARTH
Re: Допплер или RS на 76 GHz
« Ответ #13 : 10 Август 2016, 15:57:17 »
Приветствую.

Тут мои некоторые результаты по сезону летних дождей и новые фотки:
1. Спектр с радара во время грозы 13 июля 2016. Там шквал был, наутро поваленные деревья и т.п. И резкие порывы ветра. На первой картинке на водопаде снизу еще просто ветер, и качает деревья (от них  желто-красные пятна в области низких частот), а выше уже дождь, полило довольно резко. Вторая картинка - льет как из ведра.
2. Звук с радара, слышны порывы ветра с "чириканьем". Дождик в этот, правда, был послабее в этот день, а до того я усиление по звуковому каналу побольше сделал.

В общем, это RS. И ожидаемое расширение рассеянного на каплях спектра есть. Я еще все под углом ставил, чтоб как бы лишнее движение (помимо капель) в зоне видимости антенн убрать, но качание деревьев все равно заметно. Хорошо то, что оно более низкочастотное, и отделить его можно. Ну, а вертикальная скорость капель помогает их лучше видеть.

Радар пришлось в корпус все-таки поместить, не хочется лишний раз купать его в воде. Хороший смеситель, который специально под частоты ~ 76 GHz, удалось все-таки запустить. И чувствительность заметно поднялась, а во время работы к радару лучше не подходить, ибо это движение видно на спектре, :).

Дальше хочу что-то сделать по поводу обработки сигнала: сильно раздражает фон 50 Hz, а с включенным вентилятором в корпусе вообще ужас, надо их как-то вырезать. Плюс, не исключено, что-то можно будет извлечь из анализа рассеянного спектра, посмотрим. Впереди еще зима с метелями, что-то там, вероятно, тоже можно увидеть.

Благодарности. Несмотря на то, что RW3BP с самого начала был довольно скептически настроен по поводу RS на 76 GHz, я не знаю удалось бы вообще что-то увидеть без его поддержки. За корпус thanks RW3AZ, пригодился.

« Последнее редактирование: 10 Август 2016, 16:03:37 от UA3AVR Dimitry »
Подписывался фразой "Scio me nihil scire", но здесь и теперь она лишь означает, что написанное мною можно игнорировать или не читать, я точно не обижусь, :).

Оффлайн RA3WDK

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 6095
  • Репутация: +475/-52
Re: Допплер или RS на 76 GHz
« Ответ #14 : 10 Август 2016, 18:46:04 »
Дима, у нас безлицензионные израильские релейки с штатным пролетом в 1 км просто глохли при крупном мокром снеге. А при дожде
скорость резко падала и автоматом модуляция менялась на 4 позиционную (по фазе) - но как то еще пинговались.
Для 77 ГГц не зря лицензии отменили для релеек - связь в этом диапазоне очень сильно подвержена потерям в атмосфере и осадкам.