SFCW RADAR UNIVERSITÁ DELLA CALABRIA STEPPED FREQUENCY CONTINUOUS WAVE RADAR ING. MARCO SALZANO - LABORATORIO DI MICROONDE
Jan 02, 2016
SFCW RADAR
UNIVERSITÁ DELLA CALABRIA
STEPPED FREQUENCY CONTINUOUS WAVE RADAR
ING. MARCO SALZANO - LABORATORIO DI MICROONDE
STRUCTURE
Radar board
FPGA board
competenza deldip. di
elettronica
MODULORADAR
NETWORKSBC
(Analisi dei segnali)
SUMMARY
Realizzazione della scheda RADAR;
Sviluppo di un filtro digitale hardware del 63° ordine, per la rimozione del
clutter stocastico a corto raggio presente nel segnale RADAR;
Progetto e realizzazione di un’interfaccia di comunicazione tra RADAR ed
elettronica di supporto;
Integrazione del RADAR con l’elettronica di supporto sviluppata dal gruppo
di Elettronica.
RADAR MODULE
Sweep range: 1.5 GHzFrequency range: 9.25 GHz – 10.75 GHzRF Power out: -5 dBm – 5 dBmData output: 16 bitMaximum Range Resolution: 10 cmMaximum Detectable Target: 1 km
RAW RADAR SIGNAL
Il segnale proveniente dal sensore RADAR è affetto da rumore stocastico localizzato sulle basse frequenze.
Si è scelto di ricorrere ad una procedura di filtraggio digitale per ridurre il livello di rumore e consentire allo stadio di pre-elaborazione una corretta analisi del segnale.
DIGITAL FILTER WAVEFORM
FILTRO DIGITALE DEL 63° ORDINE IMPLEMENTATO SU MICROCONTROLLORE
RISPOSTA AL GRADINO
Il filtro digitale attenua il 2% dello spettro iniziale, riducendo il livello di rumore alle basse frequenze dovuto a diversi fattori: mutuo accoppiamento tra le antenne del RADAR, riflessioni e clutter a corto raggio).
CABLE MEASUREMENT
Misura della lunghezza di un cavo coassiale
Il segnale proviene dal filtro digitale hardware
Lunghezza del cavo: 2.7 m
Riflessioni multiple nel cavo
CABLE MEASUREMENT: HARDWARE FFT
Misura di un cavo coassiale di 2 metri: FFT calcolatadalla FPGA board del dipartimento di elettronica. Il risultato dell’elaborazione è perfettamente in linea con i risultati restituiti da Matlab.
FFT CALCOLATA SU 1024 CAMPIONI ACQUISITI
Picco dominante
CABLE MEASUREMENT: HARDWARE FFT
Anche su 65536 campioni l’elaborazione condotta dalla FPGA board risulta in linea con l’analisi effettuata in Matlab.
1024 CAMPIONI ACQUISITIFFT CALCOLATA SU 65536
CAMPIONI (ZERO PADDING)
Picco dominante
ANECHOIC CHAMBER: HARDWARE FFT
La FFT calcolata dalla FPGA board sulle recenti misure realizzate in camera anecoica, evidenzia l’elevato rapporto segnale rumore che si ottiene utilizzando un’antenna ad elevato guadagno (horn 25dB). Il bersaglio, posto a 6 metri di distanza è stato correttamente rilevato.
HORN ANTENNA 10dB HORN ANTENNA 25dB
FFT CALCOLATA SU 1024 CAMPIONI ACQUISITI
Picco dominante
Picco dominante
REAL TARGET: NOISE ENVIRONMENT
Misura della distanza di un bersaglio metallico in ambiente rumoroso: il rumore alle basse frequenze è stato completamente eliminato dal filtro.
Picco dominante
POWER NETWORK
La rete di alimentazione è composta da 2 alimentatori a 5V sempre attivi e 4 alimentatori switching la cui tensione primaria (230 V AC) è controllata da un Relè. A sua volta il Relè è controllato dal Single Board Computer, che riceve i comandi di accensione/spegnimento dalla rete.
Picco dominante
TOTAL PACKAGE
Picco dominante
RACK #1
RACK #2
RACK #3
Rack standard 19’’, altezza 3U
Case standard 19’’, altezza 9U
RF Power Unit
RF Generat ion Unit
E lectronic Unit