डॉपलर गति मीटर

एक निरंतर वाहक आवृत्ति के साथ आवृत्ति-संग्राहक रडार के सिद्धांतों का उपयोग इंटरफेरोमेट्री में वस्तुओं की दूरी और उनकी गति को मापने के लिए किया जाता है। यह एफएम सिग्नल संचारित करने और विलंबित प्राप्त और प्रेषित संकेतों के बीच आवृत्ति में अंतर को मापने के द्वारा प्राप्त किया जाता है। इस परियोजना का मुख्य फोकस पावर डिवाइडर और मिक्सर सर्किट के विकास और कार्यान्वयन पर था। राडार की वास्तुकला को नीचे दिखाया गया है।

डॉपलर रडार वास्तुकला

स्प्लिटर कनेक्टेड कॉपर माइक्रोस्ट्रिप लाइनों के साथ एक दिशात्मक युग्मक है। जब मुद्रित सर्किट बोर्ड की माइक्रोस्ट्रिप लाइन के साथ एक विद्युत धारा प्रवाहित होती है, तो विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र ढांकता हुआ सब्सट्रेट के विपरीत दिशा में माइक्रोस्ट्रिप और ग्राउंड विमानों के बीच दिखाई देते हैं। माइक्रोस्ट्रिप के केंद्र में, विद्युत क्षेत्र एकसमान होता है, लेकिन माइक्रोस्ट्रिप रेखा के किनारे की ओर यह बहती हुई बहती है, अपनी सीमा के माध्यम से फैलती है। यह प्रभाव आपको दो माइक्रोस्ट्रिप लाइनों की ऊर्जा को भौतिक रूप से एक दूसरे के करीब स्थित करने की अनुमति देता है। बिजली के नल और स्प्लिटर्स के मामले में, यह बहुत फायदेमंद है, और उनके बीच की दूरी को समायोजित करके, आप उनके बीच गुजरने वाली ऊर्जा की मात्रा को वांछित मूल्य में समायोजित कर सकते हैं।

एक सार्वभौमिक सर्किट सिम्युलेटर, क्यूक का उपयोग करते हुए, लेखकों ने माइक्रोस्ट्रिप कनेक्टर और मुद्रित सर्किट बोर्ड पर खुद माइक्रोस्ट्रिप के आयामों की गणना की। उनमें से कुछ ने लहर प्रतिबाधा ट्रांसफार्मर 50 ओम की भूमिका निभाई।



ऊर्ध्वाधर अक्ष डीबी में क्षीणन है, और क्षैतिज अक्ष हर्ट्ज में आवृत्ति है।

नीला वक्र (S11) 2.4 GHz रडार की मूलभूत आवृत्ति के आसपास कनेक्टर द्वारा परिलक्षित शक्ति है। लाल वक्र (S13) एक युग्मक के माध्यम से जुड़ी संचरित शक्ति है, -12 dB शक्ति के लगभग 6% से मेल खाती है। जैसा कि गुलाबी वक्र (S12) द्वारा दिखाया गया है, लगभग सभी शक्ति संचारित होती है।

लेखकों ने FR-1 माइक्रोवेव फाइबरग्लास के एक सब्सट्रेट पर एक प्रोटोटाइप तैयार किया और एक नेटवर्क विश्लेषक का उपयोग करके बिखरने वाले मापदंडों को मापा। प्रोटोटाइप नीचे दिखाया गया है।

स्प्लिटर प्रोटोटाइप

बनाया गया प्रोटोटाइप 2.4 GHz की आवृत्ति के ठीक ठीक नहीं था और इसमें उच्च परावर्तन गुणांक (-10 dB) था, हालांकि, पावर कपलिंग (-17 dB) और ट्रांसमिशन (-7 dB) बहुत सभ्य थे। नुकसान का हिस्सा स्पष्ट रूप से एसएमए और पीसीबी कनेक्टर्स के बीच कमजोर कनेक्शन द्वारा निर्धारित किया गया था।

मिक्सर सर्किट में एक समरूप मिक्सर होता है और लिफाफे को अलग करने के लिए एक अर्ध-तरंग रेक्टिफायर का एक आरसी सर्किट होता है। संक्षेप मिक्सर एक विल्किंसन पावर कॉम्बिनर है जिसमें उत्कृष्ट पोर्ट आइसोलेशन संपत्ति है, दो इनपुट पोर्ट (आकृति में दाईं ओर) को कॉम्बिनर और रोकनेवाला के माध्यम से आधा-लहरों (1.2 GHz) में विभाजित किया गया है।

नीचे दिखाया गया प्रोटोटाइप भी उसी FR-1 माइक्रोवेव फाइबरग्लास से बनाया गया था। और किसी तरह यह ऊपर के फाड़नेवाला की तुलना में बहुत अधिक सौंदर्यवादी निकला, संकेत क्षीणन 2.4 GHz की आवृत्ति पर -25 dB तक पहुंच गया, लगभग -35 dB का अधिकतम संकेत क्षीणन 3.5 मेगाहर्ट्ज की आवृत्ति के करीब मनाया गया, जो इंगित करता है लूप की लंबाई हमारे प्रोटोटाइप के गुणों के लिए शारीरिक रूप से बहुत छोटी थी, यह 2.4 गीगाहर्ट्ज की आवृत्ति पर तरंग दैर्ध्य के एक चौथाई के बराबर नहीं निकला।

मिक्सर प्रोटोटाइप

प्रोटोटाइप का परीक्षण करने के बाद, लेखकों ने एक बोर्ड विकसित किया जो संरचनात्मक चित्र में ऊपर दिखाए गए सभी मॉड्यूल को जोड़ता है। बोर्ड को FR-4 फाइबरग्लास सब्सट्रेट पर उकेरा गया था, जिसमें FR-1 के समान ही सापेक्ष पारगम्यता है।



टोनर के साथ नक़्क़ाशी के बाद बोर्ड की छवि



टोनर हटाने के लिए गर्म हवा के साथ शोधन

जब लेखकों ने अंततः बोर्ड स्थापित करना समाप्त कर दिया और इसे एक कार्यात्मक जनरेटर से जोड़ा, जो VCO को ट्यूनिंग वोल्टेज की आपूर्ति करता है और एक आस्टसीलस्कप के लिए जो मिक्सर के आउटपुट पर वोल्टेज को मापता है, तो वे किसी भी बीट टोन को माप नहीं सकते थे, यहां तक ​​कि अत्यधिक परावर्तक कोणीय "क्यूब" (नीचे दिखाया गया) के साथ भी।

लहर को प्रतिबिंबित करने के लिए कॉर्नर "क्यूब"

अंततः, लगभग सभी संभव मॉड्यूलेशन आवृत्तियों की जांच करने और बोर्ड को परिरक्षण बॉक्स में रखने के बाद, यह पाया गया कि परावर्तक की गति परावर्तक की गति के आनुपातिक सीधे आवृत्ति के साथ एक रनआउट की ओर जाता है।

इस परिणाम ने पुष्टि की कि पावर डिवाइडर और मिक्सर ने काम किया, इसलिए डॉपलर रडार को डिजाइन किया गया था। एक मूविंग रिफ्लेक्टर एक डॉपलर शिफ्ट बनाता है, ताकि प्राप्त सिग्नल में प्रेषित सिग्नल से अलग आवृत्ति हो, जिसे लेखक एक मिक्सर का उपयोग करके मापने में सक्षम थे।