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