Orientador: José Cândido Silveira Santos Filho

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação

Resumo: Este trabalho analisa a viabilidade de uma nova proposta de radar meteorológico utilizando duas antenas fixas e idênticas, destinado a detectar e localizar fenômenos meteorológicos como chuva e nuvem. Uma das antenas transmite o sinal e recebe os ecos provenientes dos alvos de interesse,...

Resumo: Este trabalho analisa a viabilidade de uma nova proposta de radar meteorológico utilizando duas antenas fixas e idênticas, destinado a detectar e localizar fenômenos meteorológicos como chuva e nuvem. Uma das antenas transmite o sinal e recebe os ecos provenientes dos alvos de interesse, caracterizando um radar monoestático, enquanto que a segunda antena apenas recebe os ecos, caracterizando um radar biestático. Para o desenvolvimento de um modelo realístico, medidas de campo utilizando este radar são realizadas, para que o sinal recebido seja caracterizado estatisticamente. Com o modelo estabelecido, é então deduzida uma expressão analítica e geral para o coeficiente de correlação entre os sinais recebidos pelas duas antenas, em função de parâmetros físicos relevantes, tais como a distância entre as antenas (linha de base), a banda do sinal transmitido e a diretividade da antena. Essa análise serve como base para o projeto de um detector para o radar, sob o critério de razão de verossimilhança, em que se procura maximizar a probabilidade de detecção a partir de uma dada probabilidade de falso alarme. No projeto, são evidenciadas a variável e a regra de decisão em função de uma série de amostras dos sinais recebidos. Por fim, apresenta-se uma análise do desempenho do detector projetado para diferentes valores de coeficiente de correlação entre os sinais

Abstract: This work analyzes the feasibility of a new proposal for meteorological radars using two identical fixed spaced antennas, aimed at detecting and locating meteorological phenomena such as rain and clouds. One of the antennas transmits the signal and receives its echoes from the scatterers,...

Abstract: This work analyzes the feasibility of a new proposal for meteorological radars using two identical fixed spaced antennas, aimed at detecting and locating meteorological phenomena such as rain and clouds. One of the antennas transmits the signal and receives its echoes from the scatterers, characterizing monostatic radar, whereas the other antenna only receives these echoes, characterizing bistatic radar. In order to develop a realistic model, field measurements using this setup are carried out, so that the received signal can be statistically characterized. From this model, it is then derived a general analytical expression for the correlation coefficient of the signals received by the two antennas, as a function of relevant physical parameters, namely distance between antennas (baseline distance), signal bandwidth, and antenna directivity. This analysis is used for the design of a detector for the proposed radar, based on the likelihood ratio method, which intends to maximize the detection probability for a given false-alarm probability. In the design process, the decision variable and the decision rule are properly defined in terms of the set of signals samples. Finally, the performance analysis of the detector is presented for different values of the correlation coefficient between the signals