Fonctionnement des radars

Présentation au sujet: "Fonctionnement des radars"— Transcription de la présentation:

1 Fonctionnement des radars

2 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

3 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.

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

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

6 Spectre sonore

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

8 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.

9 Son Pur

10 1°STI2D SIN Radar routier

11 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.

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

13 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

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

15 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%

16 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

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

18 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%

19 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.

20 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

21 Expérience réflexion 8000Hz

22 Expérience réflexion 5000Hz Expérience réflexion 5000Hz