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Exercice III : Les ondes au service dela voiture du future (5 points)

Le sujet précise « Le radar utilise des ondes radio. Le sonar utilise des ultrasons tandis que le laser d'un LIDAR émet des impulsions allant de l'ultra-violet à ...




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Exercice III. LES ONDES AU SERVICE DE LA VOITURE DU FUTUR (5 points)

1. Propriétés de quelques capteurs présents dans la voiture autonome
1.1. Le sujet précise « Le radar utilise des ondes radio. Le sonar utilise des ultrasons tandis que le laser d'un LIDAR émet des impulsions allant de l'ultra-violet à l'infrarouge. »
CapteurType d'onde utilisée par le capteur : mécanique / électromagnétiquePoints fortsPoints faiblesRadarÉlectromagnétiqueLongue portée, robustesse face aux conditions
météorologiques, bonne performance de détection.Pollution électromagnétique, coût relativement élevé,
encombrement, interférences électromagnétiques.Capteurs à
ultrasonsMécaniqueRéalisation simple, coût abordable traitement simple des données.Précision de détection sujette à la température, sensibilité aux conditions météorologiques.Capteur laser
(LIDAR)ÉlectromagnétiqueLongue portée, grande précision, bonne résolution, coût accessible.Dérèglements fréquents, grande sensibilité aux conditions météorologiques, interférences.
1.2. Le capteur radar de l ACC émet des ondes électromagnétiques de fréquence f comprise entre 76 GHz et 77 GHz.
» =  EMBED Equation.DSMT4 
» =  EMBED Equation.DSMT4  = 3,9×10 3 m = 3,9 mm
 EMBED Equation.DSMT4  donc les ondes radio utilisées appartiennent à la bande W.


1.3. La vitesse relative (différence de vitesse) entre la voiture équipée du système ACC et un objet peut être calculée par le biais de l'effet Doppler.
Si l'objet se rapproche de l'émetteur, la fréquence de l'onde réfléchie est plus élevée.
Si l'objet s'éloigne de l'émetteur, la fréquence de l'onde réfléchie est plus faible.

2. Plage de détection d'un obstacle pour le « radar de recul »
2.1.













2.2.





2.3. Entre son émission et sa réception, l’onde ultrasonore parcourt la distance d = 2dmin en une durée ”t.
v =  EMBED Equation.DSMT4  donc ”t =  EMBED Equation.DSMT4 
”t =  EMBED Equation.DSMT4  = 1,7×10 3 s = 1,7 ms = ”t1

2.4. Si la durée que met l'onde émise pour revenir au capteur est inférieure à (t1, alors le capteur ne peut pas fonctionner correctement en récepteur car il n a pas fini de fonctionner en émetteur.

2.5. Pour que le capteur puisse détecter un obstacle situé à une distance inférieure à dmin, il faut réduire la durée d émission ”t1, ainsi lorsque l onde réfléchie revient ver 
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