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RFW#33 スピードガンの性能改善について ひさぽん 18/12/19(水) 0:52
Re:RFW#33 スピードガンの性能改善について Joe 18/12/19(水) 13:20
Re:RFW#33 スピードガンの性能改善について ひさぽん 18/12/19(水) 14:42
Re:RFW#33 スピードガンの性能改善について Joe 18/12/19(水) 20:43
Re:RFW#33 スピードガンの性能改善について ひさぽん 18/12/19(水) 23:22

RFW#33 スピードガンの性能改善について
 ひさぽん  - 18/12/19(水) 0:52 -
お世話になります。

RFワールドの#33で紹介されているスピードガンの感度を上げ、遠距離(10m〜)のソフトボールの速度測定が出来ないか組んでみている所です。

紙面掲載の回路では安定性重視のため感度を落としてある、また過去の掲示板で実用範囲は数mとの事からオペアンプ付近のR1/R3の抵抗を470kから1Mに変更し80dBにしようとしていますが、他に考慮する点はありますでしょうか?

ノイズ低減のため回路は両面プリント基板で作成し裏面はGNDベタにしています。

以上、アドバイス頂けると助かります。
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Re:RFW#33 スピードガンの性能改善について
 Joe  - 18/12/19(水) 13:20 -
 横から失礼します.

▼ひさぽんさん:
>RFワールドの#33で紹介されているスピードガンの感度を上げ、遠距離(10m〜)のソフトボールの速度測定が出来ないか組んでみている所です。
 計算上ですが,たぶん測定困難だろうと思います.

>過去の掲示板で実用範囲は数mとの事からオペアンプ付近のR1/R3の抵抗を470kから1Mに変更し80dBにしようとしていますが、他に考慮する点はありますでしょうか?
 このスピードガンはボールからの反射波を受けてドプラー周波数を
測定します.現実的にはボールが,たとえば1m以内とか2m以内に来たときに
ようやく(そこそこ)安定して反射波を捉えることができる程度のものです.

 対象物(ボール)からの反射電力をスピードガンが受電する電力Prは,
信号源(スピードガン)からボールまでの距離dの4乗に反比例します.
 レーダー方程式を考えればわかりやすいと思います.
http://physics.thick.jp/Radar_Technique/Section1/1-2.html

 d=10mの場合,d=2mに比べて受電電力Prは(2/10)4=1.6×10-3倍で,約−28dBです.
 OPアンプ2段の利得を67から80dBに上げても+13dBにすぎません.
d=2mと同じにするには95dBが必要です.

 現実にはドップラーを安定して測れるのはd≦1mぐらいじゃないかと
思っています.するとd=10mにあるボールを測れる条件はもっと厳しく
なります.

 10mも離れたところにあるボールの速度を本機のような
シンプルな回路で測るのは残念ながら困難だろうと思います.
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Re:RFW#33 スピードガンの性能改善について
 ひさぽん  - 18/12/19(水) 14:42 -
▼Joeさん:

情報ありがとうございます。遠距離で動いているものの速度を捉える事は困難な事は理解しました。

> このスピードガンはボールからの反射波を受けてドプラー周波数を
>測定します.現実的にはボールが,たとえば1m以内とか2m以内に来たときに
>ようやく(そこそこ)安定して反射波を捉えることができる程度のものです.

キャッチャーの近く、斜め後ろあたりに設置しキャッチ直前のボールであれば数メートル圏内に入ると思いますが、この時の速度を測定する形であれば実現性はありますでしょうか。
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Re:RFW#33 スピードガンの性能改善について
 Joe  - 18/12/19(水) 20:43 -
▼ひさぽんさん:
>キャッチャーの近く、斜め後ろあたりに設置しキャッチ直前のボールであれば数メートル圏内に入ると思いますが、この時の速度を測定する形であれば実現性はありますでしょうか。
 2m以内ぐらいなら実現可能だと思いますよ.

>情報ありがとうございます。遠距離で動いているものの速度を捉える事は困難な事は理解しました。
 野球のボール程度の大きさだと,電波を反射する実効面積(レーダー断面積,RCS:RADAR Cross Section)が小さいため,大きな反射電力を得にくいので,至近距離にないと測定困難だろうと思います.

 列車とか自動車のように大きなRCSをもつ物体なら,10m離れていても
簡易なスピードガンで測定可能だろうと思います.

 下記はNo.33の製作記事で使われているのと同じInnosent社の24GHz帯ドップラーセンサーを使って,離れた距離から新幹線の速度を測定するのに成功されています.ただし,ホーンを外付けするなどして指向性を鋭くしてあるようです.




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Re:RFW#33 スピードガンの性能改善について
 ひさぽん  - 18/12/19(水) 23:22 -
▼Joeさん:

色々な情報と事例ありがとうございます。
試行錯誤しながら試してみる事にします。
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