Récepteur radar Comment détecter une impulsion de 1 nsec

Faisal

Récepteur radar Comment détecter une impulsion de 1 nsec


J’ai besoin de concevoir un radar pulsé à très courte portée pour une utilisation en classe / en laboratoire. À cette fin, la largeur d’impulsion doit être très courte de 1 à 5 ns pour éviter la portée aveugle du radar. Ma préférence est de numériser l’impulsion reçue et de faire tout le traitement dans un processeur à usage général. Mais pour un radar à largeur d’impulsion aussi courte, j’ai besoin d’un taux d’échantillonnage très élevé, c’est-à-dire d’au moins 2 G échantillons / s. Les numériseurs de ce taux sont très chers et ne peuvent pas être financés par le budget. Pouvez-vous suggérer des trucs / astuces pour détecter une telle largeur d’impulsion à faible coût?

Ale..chenski

Et comment envisagez-vous exactement le traitement général à un taux de 2 Gs / s? Même si vous avez le numériseur?

Faisal

C’est une bonne question. Je supposais que nous pouvions en quelque sorte faire un déclenchement par seuil où nous obtenons des données à partir uniquement d’impulsions valides. cela réduira les exigences de traitement

Marcus Müller

Les radars à impulsions @AliChen n’ont pas à maintenir ce taux – vous capturez vers une RAM interne de l’appareil, puis diffusez à tout ce que le lien (USB / Ethernet / PCIe…) permet à l’ordinateur hôte, puis traitez efficacement hors ligne

Ale..chenski

@ MarcusMüller, alors je vous redirige la question: comment envisagez-vous de capturer l’impulsion vers « une certaine RAM interne à l’appareil » à un taux multi-GHz sans MATÉRIEL haut débit spécialisé? (qui coûte des milliers de dollars en développement, nécessite une expertise approfondie en ingénierie en électronique ultra-haute vitesse et est clairement bien au-dessus du niveau des étudiants « salle de classe / laboratoire »). C’était tout mon argument, à propos de la déconnexion stupéfiante entre le niveau Arduino / Raspberry et la réalité des radars.

Marcus Müller

Je suis définitivement d’accord avec vous ici. Si vous avez vraiment besoin de faire tout le processus de signal dans le domaine numérique, vous commencerez avec une carte de développement FPGA 10 k $ et quelque chose de légèrement moins cher dans le matériel ADC.

Réponses


 bot chanceux

Je ne sais pas si votre objectif est de faire la conception vous-même ou simplement d’arriver à l’unité fonctionnelle dans les limites du budget. Quoi qu’il en soit, voici un lien vers un capteur MMIC radar à impulsions qui fonctionne à 39 G échantillons / s. Ils offrent plusieurs kits de développement avec certains à moins de 300 $. Vous pouvez choisir de fournir le logiciel / MCU vous-même ou choisir un kit où cela est déjà fait également.

Liaison radar Xethru


 analogsystemsrf

Quel niveau de signal attendre. Avec une bande passante de 10 GigaHertz à Rnoise de 62 ohms, le plancher de bruit sera de 1 nanoVolt * sqrt (10 ^ 10 Hz) = 1nV * 100,000 = 100uVolts. Pour un SNR de 20 dB, vous avez besoin de 1 milliVolt de l’antenne, ou (-) 56 dBm.

En supposant que vous connaissez la fréquence porteuse, mélangez-la avec ce qui provient de l’antenne. Amplifiez la sortie du mélangeur (qui devrait être en bande de base, après avoir été homodynée) de 56 dB; ainsi votre niveau de signal sera d’au moins 1 volt. Alimentez ce signal dans un certain nombre de lignes à retard coaxiales, toutes sauf une dans un échantillonneur à pont de diodes. Le seul canal non échantillonné alimente un comparateur analogique, qui déclenche simultanément tous les échantillons de pont de diodes.

Vous devrez couper les longueurs des lignes à retard.

Votre coût principal peut être les câbles coaxiaux. Prendre plaisir.


 mkeith

Plutôt que d’essayer de capturer une seule impulsion, ce que vous voulez faire est d’envoyer de nombreuses impulsions à un taux fixe. Appelons cela le taux de répétition des impulsions, ou PRF. Le PRF pourrait être quelque chose comme 10 kHz.

Comme les impulsions TX sont les mêmes et que la cible ne change pas, la forme d’onde de réception, quelle qu’elle soit, ne changera pas d’une impulsion à la suivante. Vous pouvez donc échantillonner à une fréquence un peu plus lente que le PRF. Si la période du PRF est de 100us, vous pouvez définir précisément votre période d’échantillonnage à 100,001us. Ainsi, chaque échantillon suivant proviendra d’un point légèrement plus tard sur la forme d’onde de réception. Cela a le même effet que l’échantillonnage d’une seule impulsion de réception à 1 GHz. Tant que les formes d’onde TX sont identiques et que la cible ne se déplace pas beaucoup d’impulsion en impulsion, cette technique est valide.

Il nécessite des horloges et des fréquences précises et ainsi de suite. Mais je crois que cela peut être réalisé en utilisant les circuits intégrés DDS à partir de sources de fréquences de haute qualité. Si vous devez échantillonner à une fréquence effective de 2 GHz, cela signifie que vous voulez que la période PRF soit de 100us et la période d’échantillonnage de 100 0005us. J’espère que vous comprendrez ma dérive. Tant que la fréquence d’échantillonnage est juste un peu plus lente que la PRF, la différence entre la période de répétition des impulsions et la période d’échantillonnage réelle devient la période d’échantillonnage EFFICACE.

mkeith

Peut nécessiter un ADC très spécial, car la bande passante analogique ADC doit toujours être suffisamment élevée pour la forme d’onde RX brute.

 

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