Fonctionnement des radars

L’effet doppler La source sonore émet tout d'abord des impulsions, le récepteur est un micro, qui reçoit l'onde avec un retard, dû à la propagation de celle-ci. Entre deux "bip", la source s'est déplacée, et de ce fait, les "cercles d'onde" n'ont pas le même centre. Onde réfléchie

Résultat Il en résulte que, lorsque la source se rapproche du récepteur, les ondes arrivent à une cadence plus rapide que celle de l'émission : la période semble plus courte, donc la fréquence plus grande. En revanche, lorsque la source s'éloigne du récepteur, la période semble plus longue, donc la fréquence plus petite.

Grâce au logiciel « PSIM » Nous avons fait une simulation d’une onde émise et reçue :

Signaux temporels du radar : Onde émise Onde réfléchie Son enregistré par le radar Spectres : Onde émise Onde réfléchie Son enregistré par le radar

Spectre sonore

Représentation temporelle et fréquentielle T = 10 ms F= 1 / 10 ms = 100 Hz

Il est possible de décomposer un signal sonore u(t) de fréquence f associé a la propagation d’une onde périodique sinusoïdale, en une somme infinie de signaux sinusoïdaux : c’est la décomposition de Fourier du signal.

Son Pur

1°STI2D SIN Radar routier

Comment calculer la vitesse par effet DOPPLER ? Pour calculer la vitesse d'un véhicule par effet DOPPLER il faut : Avoir un enregistrement sonore d'une voiture à l'approche grâce à un smartphone Relever la fréquence mesurée à l'approche du véhicule (FA) Relever la fréquence mesurée à l’éloignement du véhicule (fB) Appliquer la relation suivante : v = c * (FA – FB) / (FA + FB) On obtient un résultat en m/s qu'il faut convertir en km/h REMARQUE : La fréquence choisie est une fréquence facilement identifiable du spectre du signal sonore enregistré.

Les conditions d’enregistrement Voiture qui klaxonne en roulant ( on veut sa vitesse ) Le smartphone sert à enregistrer les ondes sonores.

Position lorsque la voiture passe devant le micro Premier essai : Enregistrement du son produit par le moteur d'une voiture Position lorsque la voiture passe devant le micro FA : 209 Hz

Position lorsque la voiture passe devant le micro FB : 192 Hz

Calcul v = 340 * (209-192) / (209+192) = 14,4 m/s = 14,4 / 10³ * 60 * 60 = 51.9 km/h Précision de la mesure : Sachant que la vitesse au compteur est de 60 km/h environ, l’écart entre les deux vitesses est de 8.1 km/h. La précision de la mesure est donc : 8.1/60 * 100 = 14%

Position lorsque la voiture passe devant le micro Second essai : Enregistrement du son produit par le moteur et le klaxon d'une voiture Position lorsque la voiture passe devant le micro FA : 436 Hz

Position lorsque la voiture passe devant le micro FB : 397 Hz

Calcul v = 340 * (435-396) / (435+396) = 16 m/s = 16 / 10³ * 60 * 60 = 57.6 km/h Précision de la mesure : Sachant que la vitesse au compteur est de 60 km/h environ, l’écart entre les deux vitesses est de 2.4 km/h. La précision de la mesure est donc : 2.4/60 * 100 = 4%

Emetteur sonore à fréquence fixée Lorsqu'un émetteur est immobile et qu'il émet une onde sonore à une fréquence donnée, le récepteur reçoit l'onde à la même fréquence. En revanche si l'émetteur est mobile et s'approche du récepteur, l'onde reçue a une fréquence plus élevée, donc aigue.

Pour cette expérience on va utiliser: -Moteur à courant continu -Interrupteur -2 alimentations -Émetteur/Récepteur sonores (2 smartphones) -Potence munie d’une poulie -Plaque métallique

Expérience réflexion 8000Hz

Expérience réflexion 5000Hz Expérience réflexion 5000Hz