Design and Implementation of a UWB Radar Sensor for Non-Destructive Application

Abstract

[ES] Debido a la importancia de los campos de aplicacion del sensor de radar de banda ultraancha, y tambien a los requisitos de cada aplicacion especifica, existe una demanda creciente de diseno compacto, de bajo coste y alta precision del sensor de radar de banda ultraancha. Para responder a estas exigencias, esta tesis pretende proponer un sensor de radar UWB avanzado. Este trabajo de investigacion se centra en el diseno del sensor de radar de banda ultraancha (UWB) para aplicaciones no destructivas (END). Los detalles de diseno incluyen el diseno de un generador de pulsos ultracorto, de alta potencia con un timbre minimo. El radar desarrollado fue construido con una configuracion biestatica. El objetivo de este trabajo es medir el rango de distancia y las propiedades electricas de un objetivo, por ejemplo, metales y materiales dielectricos, como el cloruro de polivinilo (PV C). Para lograr este objetivo, se ha desarrollado un novedoso generador de pulsos de alta potencia ultra-corto (pulsador de radar). El nuevo generador de pulsos consiste en un transistor que funciona en modo de avalancha y un circuito de afilado de pulsos que utiliza un nuevo modelo de diodo de recuperacion de paso (SRD). Para convertir el pulso gaussiano en un monociclo, se ha anadido una red de formacion de monociclo (MFN). El generador de impulsos desarrollado produce un impulso electrico con una amplitud de 12 V, un tiempo de subida de 112 ps y un ancho de impulso (FWHM) de 155 ps. Con el fin de aumentar la amplitud de los pulsos, se han propuesto dos tecnicas utiles en este trabajo. El primero consiste en agregar dos generadores en paralelo, en este diseno propuesto se tuvo en cuenta alguna especificacion para hacer que este circuito funcione. Sin embargo, la segunda tecnica adoptada en este trabajo consiste en dos etapas de generadores, ambas tecnicas dan lugar a un buen rendimiento; en lugar de un solo modulo de un generador de impulsos, las tecnicas propuestas en este trabajo aumentan la amplitud en torno al doble. Ambas tecnicas han sido investigadas en detalle. Para transmitir y recibir los impulsos ultracortos generados, se utilizaron dos tipos diferentes de antenas UWB. En primer lugar, una antena Vivaldi con un ancho de banda de unos 5,5 GHz de 600 MHz a 6 GHz. La segunda es una antena Vivaldi con un ancho de banda de 6 GHz de 400 Mhz a 6,2 GHz. Utilizando el sensor de radar de banda ultraancha desarrollado, se realizaron mediciones de prueba. Esto incluye las propiedades electricas, asi como la medicion de la distancia a las placas de metal, madera y PVC. La incertidumbre del sensor de radar es de 14 mm (datos medidos asustados a + 14 mm para un blanco fijo). El diseno y la implementacion real que conduce a lograr un excelente prototipo de rendimiento para una aplicacion no destructiva.; [CAT] A causa de la rellevancia dels camps d'aplicacio del sensor de radar d'ultra banda ampla, i tambe l'exigencia de cada aplicacio especifica, hi ha una demanda creixent de disseny compacte, de baix cost i alta precisio del sensor de radar…