radar_routier ( PPT

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
Onde émise
Spectres :
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
Radar routier
1°STI2D
SIN
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.
Premier essai : Enregistrement du son produit par le
Position lorsque
moteur d'une voiture
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%
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
V
f .C
2fR
1,67 m.s
1
8001 7923 340
2 7923
Expérience réflexion 5000Hz
V
f .C
2fR
1,82 m.s
1
5000 4947 340
2 4947