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Fonctionnement d'un récepteur à effet Doppler



  1. #1
    lanf

    Fonctionnement d'un récepteur à effet Doppler


    ------

    Bonjour,

    Je cherche un endroit où je pourrai trouver le fonctionnement d'un récepteur Doppler. Je ne cherche pas à comprendre l'effet Doppler en lui même car je le connais. Je cherche à savoir au point de vue calcul comment cela se passe.

    En effet, je fais une mesure doppler toutes les 10ms sur un signal "pseudo-sinusoïdal" (effectivement, dû à la grande dynamique de mon problème, le signal a le temps de "s'écraser" entre ces 10ms, je n'ai donc pas une seule "fréquence" de signal). Ce que je voulais donc savoir, c'est si au niveau du calculateur, il fait une sorte de fréquence moyenne lors des 10 dernières millisecondes ou si il donne la fréquence de la dernière arche de sinus. Comment aussi fait-il pour mesurer les fréquences ? Est-ce qu'il calcule le temps entre 2 passages à "zero" du signal ou fait-il une FFT ?

    Je vous remercie.

    -----

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  3. #2
    DAUDET78

    Re : Fonctionnement d'un récepteur à effet Doppler

    Un peu vague ta question ... j'ai l'impression que c'est un fonctionnement avec un émetteur à ultrason. Il est pulsé ou émet en continu? En général, on fait un battement entre la fréquence de l'onde émise et reçue. La fréquence résultante est fonction de la vitesse de l'obstacle
    J'aime pas le Grec

  4. #3
    lanf

    Re : Fonctionnement d'un récepteur à effet Doppler

    Non non ce n'est pas un émetteur à ultrason. C'est tout simplement pour faire du calcul de vitesse par effet doppler en se servant de signaux gps.

  5. #4
    DAUDET78

    Re : Fonctionnement d'un récepteur à effet Doppler

    Alors, dans ce cas, je laisse tomber car cela me semble utopique de faire une mesure Doppler sur les signaux GPS. Les ondes proviennent du satellite qui est quelque part dans la constellation visible et donc font un angle d'arrivée sur la trajectoire du mobile pas évident à calculer. Enfin, c'est mon humble avis
    J'aime pas le Grec

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    lanf

    Re : Fonctionnement d'un récepteur à effet Doppler

    Ca se fait et même plus ou moins bien avec des précisions de vitesses pouvant atteindre l'ordre du cm/s !

  8. #6
    DjoK

    Re : Fonctionnement d'un récepteur à effet Doppler

    Bonjour,

    Je pensais que la mesure de vitesse par GPS, c'était pas du tout du Doppler, mais plutôt une mesure en "temps réel" de la position qui permettait de la calculer et d'obtenir cette précision.

    Sinon, pour un récepteur Doppler, l'idée générale c'est de ramener le signal à la fréquence Doppler pour faciliter la mesure.

    Tu émets : fol, tu reçois fol + fd
    En mélangeant ce que tu reçois avec l'oscillateur d'émission, tu retrouves 2 fréquences : fd et 2*fol+fd
    Tu gardes que la fd.

    Après, tu fais comme tu veux pour récupérer la fréquence. J'ai fais en pratique de la mesure de SER avec un Radar Doppler, je relevais la fréquence à l'oscilloscope... Tu peux aussi l'automatiser par des opérations mathématiques comme la FFT.

    Si tu décris un peu mieux ton problème, je pourrai peut-être t'aider.

    A+

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  10. #7
    DjoK

    Re : Fonctionnement d'un récepteur à effet Doppler

    Note que l' "humble avis" de Daudet78 mérite réflexion.

    A une distance pareille (satellite - terre), la variation de l'angle d'incidence peut peut-être être considérée comme négligeable, mais dans quelle mesure ?

    D'où provient réellement l'onde que tu reçois ? Quel est la cible ? Quel est le principe général de ta mesure ?

  11. #8
    DAUDET78

    Re : Fonctionnement d'un récepteur à effet Doppler

    Citation Envoyé par DjoK Voir le message
    Note que l' "humble avis" de Daudet78 mérite réflexion.
    Merci,
    L'angle d'incidence est important car le satellite se trouve n'importe où dans le ciel et à 20000Km
    http://www.sciences.univ-nantes.fr/p...es/geosat.html

    Faire du Doppler sur un signal HF à -130db ...... pour moi, c'est de l'utopie. Il faut, comme tu le disais, faire une mesure de position toutes les secondes et en tirer la vitesse du mobile.
    J'aime pas le Grec

  12. #9
    lanf

    Re : Fonctionnement d'un récepteur à effet Doppler

    Citation Envoyé par DjoK Voir le message
    Note que l' "humble avis" de Daudet78 mérite réflexion.

    A une distance pareille (satellite - terre), la variation de l'angle d'incidence peut peut-être être considérée comme négligeable, mais dans quelle mesure ?

    D'où provient réellement l'onde que tu reçois ? Quel est la cible ? Quel est le principe général de ta mesure ?
    Qui a dit que j'étais sur la terre ?
    L'onde que je reçois provient de n'importe quel satellite de la constellation.


    Effectivement, pour le moment, on fait la mesure de vitesse avec la variation de pseudorange. Mais pour avoir une précision accrue, cela peut se faire avec du doppler.

    Je cherche donc à savoir comment cela se passe au niveau du récepteur. Mon problème est le suivant :

    J'ai un signal qui arrive sur mon antenne et toutes les 10ms je fais une mesure doppler pour avoir la vitesse. Est-ce que les récepteurs qui font ça travaillent sur les 10 dernières ms ou sur la derniere pseudo-période (j'utilise le terme pseudo car le signal s'écrase et donc on a pas réellement une unique fréquence).

    Je ne sais pas si le calcul de vitesse par effet doppler se fait en mesurant un décalage en phase ou un décalage en fréquence.

    2 choses auxquels je pense :

    - le décalage en phase : on mesure la différence de phase entre le signal qui nous arrive et celui qu'on génére au niveau du récepteur.
    - le décalage en fréquence : on mesure la fréquence soit moyenne (lors de ces fameuses 10m ou sur la derniere pseudo période) et on fait une FFT et on regarde le décalage en fréquence.

    C'est pour cela que je cherche un endroit ou je pourrais trouver comment se fait le calcul de vitesse par effet doppler (je ne cherche pas la formule liant la vitesse à la fréquence, je la connais déjà).

    Voilà je ne pense que c'est plus clair, mais peut-être pas au final !

  13. #10
    lanf

    Re : Fonctionnement d'un récepteur à effet Doppler

    Citation Envoyé par DAUDET78 Voir le message
    Merci,
    L'angle d'incidence est important car le satellite se trouve n'importe où dans le ciel et à 20000Km

    Faire du Doppler sur un signal HF à -130db ...... pour moi, c'est de l'utopie. Il faut, comme tu le disais, faire une mesure de position toutes les secondes et en tirer la vitesse du mobile.

    Le problème de faire du doppler comme ça, est qu'il faille démoduler la porteuse et faire le travail sur le signal de navigation. C'est donc beaucoup plus long et beaucoup moins précis que sur la porteuse.

    Vous savez, faire du doppler sur un signal à -140, -155 dB/W est toujours possible quand le seuil de bruit est aux alentours de -205dB.

  14. #11
    DAUDET78

    Re : Fonctionnement d'un récepteur à effet Doppler

    Citation Envoyé par lanf Voir le message
    Le problème de faire du doppler comme ça, est qu'il faille démoduler la porteuse
    une fois démodulé, tu as perdu le shift de fréquence Doppler? enfin, c'est toujours mon humble avis.....
    J'aime pas le Grec

  15. #12
    lanf

    Re : Fonctionnement d'un récepteur à effet Doppler

    Citation Envoyé par DAUDET78 Voir le message
    une fois démodulé, tu as perdu le shift de fréquence Doppler? enfin, c'est toujours mon humble avis.....
    Oui oui, au temps pour moi, il fallait lire "calcul de vitesse" au lieu de doppler dans ce cas-là. Et pour faire du calcul de vitesse en démodulant la porteuse, il faut faire effectivement du calcul de pseudorange et ensuite de vitesse de manière classique. Là dans mon cas, je me sers juste de la porteuse et plus du signal de navigation.

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  17. #13
    f6bes

    Re : Fonctionnement d'un récepteur à effet Doppler

    Citation Envoyé par lanf Voir le message
    le seuil de bruit est aux alentours de -205dB.
    Bjr lanf,
    Ca existe un tel niveau de "bruit" ??

    A+
    Ben ça marche!

  18. #14
    lanf

    Re : Fonctionnement d'un récepteur à effet Doppler

    Ce seuil là est la limite à partir de laquelle on ne peut plus discerner les signaux GPS de quoi que ce soit. En général, la puissance des signaux GPS qui nous arrivent, est de l'ordre de -150dB

  19. #15
    DjoK

    Re : Fonctionnement d'un récepteur à effet Doppler

    Si tu reçois plusieurs fréquences, c'est qu'il y a plusieurs échos, ou une vitesse non constante. Si c'est juste des variations en début et/ou en fin de ton signal, je conseille de prendre la fréquence moyenne pour laquelle ton signal se trouve bien établi.

    Ceci dit, je n'ai toujours pas compris le principe de l'opération... Tu reçois l'onde émise à une fréquence connue par un satellite, et tu en déduis ta vitesse par rapport au satellite (ou inversement ^^ ) ?
    Ou sinon, c'est quoi..?

    Doit te falloir un sacré équipement pour faire des choses comme ça aussi...

    Qui a dit que j'étais sur la terre ?
    Arf, un martien...

  20. #16
    lanf

    Re : Fonctionnement d'un récepteur à effet Doppler

    Citation Envoyé par DjoK Voir le message
    Si tu reçois plusieurs fréquences, c'est qu'il y a plusieurs échos, ou une vitesse non constante.
    Une vitesse non constante, sinon ça servirait à rien de mesurer la vitesse si celle-ci était constante.


    Citation Envoyé par DjoK Voir le message
    Si c'est juste des variations en début et/ou en fin de ton signal, je conseille de prendre la fréquence moyenne pour laquelle ton signal se trouve bien établi.
    Justement, comme je suis en constante accélération sur la période qui m'intéresse, le signal varie tout le temps

    Citation Envoyé par DjoK Voir le message
    Ceci dit, je n'ai toujours pas compris le principe de l'opération... Tu reçois l'onde émise à une fréquence connue par un satellite, et tu en déduis ta vitesse par rapport au satellite (ou inversement ^^ ) ?
    Ou sinon, c'est quoi..?
    C'est tout à fait ça, j'en déduis la vitesse par rapport au satellite (et donc par rapport à la terre.

    Citation Envoyé par DjoK Voir le message
    Doit te falloir un sacré équipement pour faire des choses comme ça aussi...
    Bof, un lanceur type ariane V, quelques antennes placées dessus (ça aussi c'est un problème mais un autre...) et puis quelques calculateurs. Rien de bien méchant en fin.


    Citation Envoyé par DjoK Voir le message
    Arf, un martien...
    Faut pas tout ramener à l'atterissage de Phoenix sur Mars !

  21. #17
    DAUDET78

    Re : Fonctionnement d'un récepteur à effet Doppler

    Je sais pas ce que tu veux faire, la mesure de vitesse d'un drone, d'une fusée ? Dans un but amateur ou professionnel? mais utiliser le GPS en Doppler pour ça, je pense personnellement que c'est pas la solution. On utilise des accéléromètres et des gyros. Si tu travailles avec une fusée et que tu veux vraiment faire du Doppler (parce que c'est ton sujet de stage), place un (ou plusieurs) émetteurs HF au sol
    J'aime pas le Grec

  22. #18
    lanf

    Re : Fonctionnement d'un récepteur à effet Doppler

    Citation Envoyé par DAUDET78 Voir le message
    On utilise des accéléromètres et des gyros.
    Je sais, mais le problème de ça, c'est la taille et le poids


    Citation Envoyé par DAUDET78 Voir le message
    Si tu travailles avec une fusée et que tu veux vraiment faire du Doppler (parce que c'est ton sujet de stage), place un (ou plusieurs) émetteurs HF au sol
    Pour certaines raisons et objectifs, ce n'est pas possible (je ne peux pas m'étendre).

    Tout ce que je voulais au départ, c'était une sorte de datasheet ou quelque chose qui expliquait le fonctionnement d'un récepteur pour calculer la vitesse à partir de l'effet doppler.

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  24. #19
    DjoK

    Re : Fonctionnement d'un récepteur à effet Doppler

    La fréquence instantanée correspond à la vitesse instantanée.

    Rien de plus à ajouter.

    A+

  25. #20
    jiherve

    Re : Fonctionnement d'un récepteur à effet Doppler

    Citation Envoyé par lanf Voir le message
    Je sais, mais le problème de ça, c'est la taille et le poids




    Pour certaines raisons et objectifs, ce n'est pas possible (je ne peux pas m'étendre).

    Tout ce que je voulais au départ, c'était une sorte de datasheet ou quelque chose qui expliquait le fonctionnement d'un récepteur pour calculer la vitesse à partir de l'effet doppler.
    Bonjour
    Il y a des accéléro qui ne pèsent que qqs grammes voir: Fujitsu, Freescale, Analog Devices.
    Envisager un systême mixte :accéléro consolidé par GPS "normal" ,
    ou bien en tout fait, Ariane ready ou Rafale ad hoc : Thales ou Sagem (Safran now).
    En doppler il serait plus facile de se caler sur un émetteur onde longue, il y a de la puissance.
    el la mesure doppler c'est basiquement un fréquencemètre, tout est dans la façon de le réaliser, dans mon jeune temps j'ai été opérateur de radar d'artillerie et le fréquencemètre c'était l'oreille!
    JR

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