FMCW ve darbe radar mimarilerine giriş
- FMCW radarlar ucuzdur, yapımı kolaydır ve ayrı verici/alıcı antenler kullanarak gönderim ve alım arasında anahtarlama gereksinimini ortadan kaldırır.
- Darbe radarlar gönderim ve alım modları arasında hızlı geçiş gerektirir, daha yüksek iletim gücü kullanabilir ve hızlı hareket eden hedeflerin hızını ölçmede avantaj sağlar.
- FMCW radarlar çoğunlukla kısa menzilli uygulamalarda, darbe radarlar ise ağırlıklı olarak uzun menzilli uygulamalarda kullanılır.
Darbe sıkıştırmalı radar
- Darbe sıkıştırmalı radar, keyfi dalga biçimlerini destekler ve iletilen dalga biçimini üretmek için yeterince yüksek örnekleme hızına sahip bir DAC gerektirir.
- Radarın mimarisi SDR ile çok benzerdir ve zaman çoklamalı iki alıcı anten ile bir verici anteni paylaşır.
- Zero-IF mimarisi performans açısından ideal olmasa da en ucuz seçenektir.
ADC ve DAC
- ADC'nin örnekleme hızı, sistemdeki en önemli parametrelerden biridir ve mümkün olduğunca hızlı örnekleme yapmak tercih edilir.
- DAC sistem bant genişliği tarafından sınırlandırılır, ancak filtrelemeyi kolaylaştırmak için yeterli bant genişliğine sahip olması faydalıdır.
FPGA
- Yalnızca bir mikrodenetleyici bu uygulama için yeterli değildir; hassas zamanlamalı darbe üretimi ile ADC ve DAC verilerinin yönetimi için FPGA gereklidir.
- Zynq 7020, çift çekirdekli ARM-A9 CPU ile tipik FPGA programlanabilir mantığını tek bir pakette sunar.
Dijital tasarım
- Hızlı ADC ve DAC kullanıldığında, sistemin verileri işleyip işleyemeyeceğini dikkate almak önemlidir.
- FPGA SoC, işleme sistemi (PS) ve programlanabilir mantıktan (PL) oluşur; bunlar birbirine AXI veri yolu üzerinden bağlanır.
- Yakalanan ADC örneklerini PC'ye hızlıca aktarabilmek için hızlı bir PC arayüzü gerekir.
RF tasarımı
- RF bileşenleri PCB alanının küçük bir bölümünü kaplar ve projede nispeten az iş yükü gerektirir.
- RF bileşen tasarımı görece basittir ve çalışma frekansı yaklaşık 6 GHz olarak belirlenmiştir.
Maksimum algılama menzili
- Radarın maksimum algılama menzili, iletilen darbenin süresi, ortalama güç, anten kazancı gibi çeşitli parametreler dikkate alınarak hesaplanabilir.
- Maksimum algılama mesafesi yaklaşık 1 km olarak tahmin edilir ve bu mesafede hedef ortalama olarak %50 olasılıkla tespit edilir.
PCB tasarımı
- Sistemin gerçek hayata geçirilmesi için tüm bileşenleri entegre eden bir baskılı devre kartı (PCB) tasarımı gerekir.
- PCB, RF ve yüksek hızlı dijital devreler içerir ve düzgün çalışması için dikkatli yönlendirme gerektirir.
GN⁺ görüşü
- Bu yazı, darbe sıkıştırmalı radar yapımına dair deneyim paylaşarak radar teknolojisine dair anlayışı derinleştiriyor ve özellikle yazılım tanımlı radyo (SDR) benzeri bir mimari hakkında içgörü sunuyor.
- Radar sistemlerinin dijital ve RF tasarımına ilişkin ayrıntılı açıklamalar, başlangıç seviyesindeki mühendislerin karmaşık sistemlerin tasarım sürecini anlamasına yardımcı olabilir.
- FPGA ile gerçek zamanlı veri işlemenin önemini vurguluyor; bu, çeşitli yüksek hızlı sinyal işleme uygulamalarına uygulanabilecek önemli bir kavramdır.
- Yazıda değinilen Zynq 7020 FPGA'nın fiyat farkı, elektronik bileşenlerin tedarik zinciri ve fiyatlandırmasına dair ilginç bir örnek sunuyor. Bu da elektronik ürün geliştirmede dikkate alınması gereken önemli bir unsurdur.
- Maksimum algılama menzili hesabı, radar sisteminin performans sınırlarını anlamak açısından önemlidir ve gerçek ortam koşullarındaki performansı öngörmeye yardımcı olabilir.
1 yorum
Hayal gücünün de ötesinde çılgın bir mühendislik...
Benim zihnimde belirsizce canlandırdığım mühendis tipine fazlasıyla yakın.