TR202018659Y - Taşinabi̇li̇r hareket sensörü si̇stemi̇ (radar) - Google Patents

Abstract

Buluş, kısa menzilli kör bölgelerin gözlemlenmesini sağlayan taşınabilir hareket sensörü ile ilgilidir. Sistemin en büyük avantajı ayarlanabilir menzil çözünürlüğü ile kısa mesafede ayrıntılı inceleme imkanı sunmasıdır. Hareket sensörü FMSD tekniği ile hareketli hedefe ait menzil, hız ve yanca açı bilgilerini elde eder. 24-24.25 GHz serbest frekans bandında (Industrial Scientific Medical, ISM) çalışmaktadır. Tespit edilen hedef kullanılan özel algoritma ile araç/yaya şeklinde sınıflandırma yapabilmektedir.

Description

TARIFNAME TASINABILIR HAREKET SENSÖRÜ SISTEMI (RADAR) BULUSUN ILGILI OLDUGU TEKNIK ALAN Bulus, kisa menzilli kör bölgelerin detayli bir sekilde gözlemlenmesini saglayan tasinabilir hareket sensörü sistemi ile ilgilidir. BULUSLA ILGILI TEKNIGIN BILINEN DURUMU (ÖNCEKI TEKNIK) Mevcut sistemde sahada kullanima elverisli ürünler bulunmaktadir. Bu ürünler 100-150 metre mesafede etkili olmakla birlikte, maliyetler oldukça yüksektir. Hedef teshis yetenekleri bulunmamaktadir. Teknigin bilinen durumunda ürünler siklikla orta ve uzun menzilli radarlardir. Bu nedenle menzil çözünürlügü hassasiyetleri birkaç metre mertebesinde olamamaktadir. Kisa menzil ölçüm gerektiren bölgelerde gereksiz sekilde uzun menzille ilgilenmek hedef konum tespit hassasiyetinde kayba neden olmaktadir. BULUSUN KISA AÇIKLAMASI VE AMAÇLARI Mevcut bulus yukarida bahsedilen dezavantajlari ortadan kaldirmak ve ilgili teknik alana yeni avantajlar getirmek üzere, tasinabilir hareket sensörü sistemi ile ilgilidir. Bulus, kritik bölgelerin 7/24 gözlemlenmesinde kullanilabilecek bir ürün olmasi sebebiyle özel sanayi bölgesi çevreleri ve stratejik tarim ürünleri yetistirme bölgelerinin güvenliginde kullanilmasi amaçlanmistir. Bulus ISM ( teknigine göre çalisan bir radardir. Bulusta kisa menzil ve yüksek menzil çözünürlügü özelligi bulunmaktadir. FMSD radarinda tarama frekansi degistirilerek menzil çözünürlügünde degisiklik gerçeklestirilebilir. Böylece daha uzak maksimum menzil-düsük menzil çözünürlügü ya da yakin maksimum menzil-yüksek menzil çözünürlügü gibi kullanim seçeneklerine olanak BULUSU AÇIKLAYAN SEKILLERIN TANIMLARI Bu bulusla gelistirilen tasinabilir hareket sensörü sisteminin daha iyi açiklanabilmesi için kullanilan sekiller asagidadir. Sekil 1 Tasinabilir hareket sensörü sistemini (SEZGI) olusturan unsurlarin demontaj halinin bir görünümü BULUSU OLUSTURAN UNSURLAR VE PARÇALARIN TANIMLARI Bu bulusla gelistirilen tasinabilir hareket sensörün sistemi yer alan parçalar ve unsurlar ayri ayri numaralandirilmis olup asagida bulunmaktadir. 1. Tasinabilir hareket sensörü sistemi (SEZGI) Tasinabilir hareket sensörü sistemi muhafazasi (SEZGI muhafaza) Güç/Analog Dijital dönüstürücü karti (ADD, Analog Digital Converter ADC) Göndermeç anten Almaç anten BULUSUN DETAYLI AÇIKLAMASI Bu detayli açiklamada bulus konusu yenilik sadece konunun daha iyi anlasilmasina yönelik hiçbir sinirlayici etki olusturmayacak örneklerle açiklanmaktadir. Bulus ile birlikte kisa menzilli kör bölgelerin detayli bir sekilde gözlemlenmesi mümkündür. Kisa menzil ve yüksek menzil çözünürlügü özellikleri sayesinde söz konusu bölgeler için oldukça kullanislidir. FMSD radari çok kisa menzillerde bile ölçüm yetenegine sahiptir. Menzil ve radyal hiz es zamanli ölçülebilmektedir. Menzil ölçümünün dogrulugu çok yüksektir. Yüksek güçlü darbeler kullanilmadigindan tehlikeli isimalar meydana gelmez ve bu yöntemde radarin kullanimi daha güvenlidir. Menzil ölçümü, alinan isaretin frekansinin bir referans isaretin frekansi ile karsilastirarak yapilmaktadir. Faz dizili göndermeç anten (5) ve almaç anten (6) araciligiyla sayisal huzme olusturma metodu izlenmistir. Temel olarak sayisal huzme olusturma yönlendirilmemis dizi antenlerden yönlü olarak uzamsal yayilim yapilmasini amaçlamaktadir. Bir dizi anten mekanik olarak hareket ettirilmemesine ragmen sayisal islemlerle huzme hareket ettirilebilmektedir. Göndermeç anten (5) ve almaç antenler (6) faz dizi yama antenler olarak seçilmistir. Yanca açida Yari Güç Huzme Genisligi (YGHG, Half Power Beam Width HPBW) 90 derecedir. 24 GHz frekansta kazanci 14 dBi7dir. Sistemin 24 GHz frekansinda çalisan tüm entegreleri radyo frekans (RF) kartinda (3) yer alir. Faz Kitlemeli Çevrim (FKÇ, Phase Locked Loop PLL), Voltaj Kontrollü Osilatör (VCO), Güç Yükselteci (GY, Power Amplifier PA) ve göndermeç anteni ile üretilen sinyal almaç antenler, Düsük Gürültülü Yükselteç (DGY, Low Noise Amplifier LNA) ve Alici Frekans Düsürücü ile toplanarak Güç/Analog Dijital dönüstürücü kartina (4) aktarilir. Güç/Analog Dijital dönüstürücü kartinin (4) iki ana görevi vardir. Ilk görevi sistemin ihtiyaç duydugu farkli seviyelerdeki güç degerlerini üretmesidir. Diger görevi ise RF kartindan (3) aktarilan sinyalin ADD (analog dijital dönüstürücü) bileseninde sayisallastirilarak sinyal isleme algoritmalari için hazir hale getirilmesidir. Söz konusu bulusta sayisal huzme metodu kullanildigindan gördügü alani fiziksel olarak tarayip huzme olusturmak için hareket etmesine gerek yoktur. 24-2425 GHz arasi standart olarak tanimlanmis bir ISM Bant (Industrial Scientific Medical band, Türkiye'de SBT - Sinai, bilimsel ve tibbi cihaz banti) bölgesidir. FMSD Radari bu serbest ISM bandi içerisinde frekans taramasi yaparak çalismaktadir. ISM bandi içerisinde frekans taramasi yapmasi sebebiyle düsük güç çikisi mevcuttur. Bu nedenle daha kisa menziller için etkili çözüm sunmaktadir. Bu kisa menzil taramasi menzil çözünürlügü anlaminda ciddi bir avantaj saglamaktadir. Farkli versiyonlardaki menzil çözünürlükleriyle kullaniciya l metrenin altinda menzil çözünürlügü sunmaktadir. Menzil çözünürlügü isik hizinin tarama frekansinin 2 katina bölümü ile bulunur. Bu hesaplama ile 150 MHzlik bir frekans taramasi ile lm, 200 MHzlik frekans taramasi ile de 0.75 m menzil çözünürlügü elde etmek mümkündür. Ayni zamanda bulusta, hedef siniflandirma özelligi de bulunmaktadir. Sistem tespit edilen hedefe ait menzil, hiz, yanca açi ve sinyal gücü verilerini kaydeder. Bu verilerden menzil ve sinyal gücü verilerinin girdi olarak kullanildigi bir denklem olusturulur. Bu denklemin sonucunun belirlenen bir esik degerden yüksek veya düsük olmasina göre hedef araç ya da yaya olarak siniflandirilir. Bir diger önemli özellik ise sabit kritik tesis emniyeti senaryosu ele alindiginda, her iki versiyonun birbiri ile entegre çalisabilir olmasidir. Mevcut yapida bir FMSD radari 90 yanca açisi bölgesini taramaktadir. Birden fazla radarin verilerinin birlestirilmesi ile daha fazla alan kontrol altina alinabilmektedir. Böylelikle arazi sartlari nedeniyle kapatilamayan (ölü alanlarin) süratle ve ekonomik açidan kapsama alani içine alinmasi saglanmis olacak, hedef mesafe sinirlari içinde 360 derece radar kapsamasi son derece pratik bir sekilde saglanmis olacaktir. Hareket sensörü sistemi en temel halinde; 0 Faz dizi yama antelerden seçilmis olan ve sayisal huzme olusturan göndermeç antene (5) ve almaç antenlere (6), 0 Faz kitlemeli çevrim, voltaj kontrollü osilatör, güç yükselteci, göndermeç anten (5), almaç antenleri (6), düsük gürültülü yükselteç ve alici frekans düsürücü entegrelerinin üzerinde barindigi radyo frekans (RF) (3) kartina, o Sistemin ihtiyaç duydugu farkli seviyelerdeki güç degerlerini üreten ve RF kartindan (3) aktarilan sinyalin analog dijital dönüstürücü bileseninde sayisallastirarak sinyal isleme algoritmalari için hazir gele getiren güç/analog dijital dönüstürücü kartina (5), o Sistemin unsurlarini dis etmenlerden koruyan ve sistemin tüm unsurlarinin içerisine montajlandigi tasinabilir hareket sensörü sistemi muhafazasina (2) sahiptir. TR TR TR