Проектирование авторадара Доплера, Проектирование,авторадар,доплер,СВЧ Опции

[devlater]

Здравствуйте уважаемые специалисты!

Вопрос собственно в лоб, но по другому никак, т. к. нависли надомной все, и что-то от меня хотят… (сарказм).

В общем «висит» некий проект в котором должен использоваться авторадар на эффекте Доплера (сразу оговорюсь, что не для видео фиксации). Попытавшись запросить цены на сей девайс, да и вообще найти организацию в России, оказалась не так легко. Цены просто сбивают с ног, а самих организаций как я понял оказалось две или три. Продавать девайс в количестве одного экземпляра для опытных образцов не кто не хочет. Да и цену ломят порядка 170 т.руб., что весьма-весьма печально.

Отказавшись от таких услуг, руководством было дано устное распоряжение разобраться с этим датчиком и попытаться реализовать простой аналог. Собственно по этому поводу и обращаюсь к Вам как к специалистам по СВЧ, если таковые имеются на данном форуме.

Что мне удалось выяснить.

- Есть два типа радаров измеряющих скорость движущихся объектов, - это лазерный радар и радар на эффекте Доплера;
(лазерный сразу отказываемся, имхо цены, сложность реализации да и специалистов по вопросам лазерной оптики нет).
- Радары на эффекте Доплеря имеют следующие диапазоны рабочих частот: X 8,0 — 12 ГГц, Ku 12,0 — 18,0 ГГц, K 18,0 — 26,5 ГГц.
- Дальность действия порядка 30 — 180 м;
- Ну еще интересный проект который возможно как-то поможет в этом вопросе: http://doplersensor.narod.ru/

Мне необходим хотя бы Х-диапазон (которым собственно уже некто не занимается).
Дальность 30 — 60 м., думаю будет достаточно.

Суть топика в вопросах, вопросы соответственно следующие:

1) Какого типа должны быть приемно-передающие СВЧ элементы (антены) такого радара (плоскими как по ссылке выше или организовано волноводами)?

2) Насколько сложна схемотехника подобных устройств?

3) Каким образом добиться узконаправленного сигнала, порядка 3 — 8 градусов?

4) Где можно почитать про алгоритмы обработки сигнала подобных датчиков?

5) Обязательно ли использовать DSP для скорости обработки, или можно обойтись «прокачанным» контроллеров, вроде STM-ки?

6) Каким приложением можно промоделировать приемо-передающие СВЧ элементы?

P/s. Необходим именно датчик скорости, а не датчик движения, собственно в этом и сложность.

Заранее благодарен за любую оказанную помощь.
С уважением.

Сообщение отредактировал devlater - Mar 30 2015, 10:28

[Master_MW]

?
а ведь ТС просто хочет датчик скорости , вот зачем ему FMCW ? чтобы иметь избыточный функционал и более сложный софт ?

У ТС стоит задача измерения скорости движущейся цели. Исходя из тех здания ТС мы говорим, что измеряется с заданной точностью единственный параметр цели - скорость. Также есть требования к ширине луча (довольно серьезные - около 6 градусов) и точности измерений (порядка 1 процента), и это в любом случае задача радиолокации и ее необходимо решить наиболее дешевым в серийном производстве способом. Замечу - основная задача радиолокации - вычисление корреляционного интеграла.

Аналоговая часть простейшего FMCW содержит гибридное кольцо (циркулятор), генератор (частный случай - ГУН и ГЛИН для формирования ЛЧМ), усилитель гетеродина,смеситель (на нем собственно и вычисляется кореляционный интеграл), ФНЧ и видеоусилитель. С видеоусилителя уже осуществляется обработка сигнала на нулевой частоте. А это позволяет использовать бюджетные АЦП или даже АЦП встроенные в процессоры. Неоспоримое преимущество - всего одна антенна. Антенну и СВЧ-часть можно сделать на одной плате (правда, 4-хслойной), или сложить "пирожком" две платы. Вот и получается, что самое дорогое в системе - ГУН и смеситель К - диапазона. Остальное либо выполняется печатным способом, либо стоит копейки.

Исходя из вышесказанного, а также из заявленных ТС требований, ничего дешевле и технологичнее в серийном производстве не вижу. Особенно, когда счет идет на сотни выпускаемых единиц.

У ТС жестко ограничен бюджет и стоимость. Поэтому варианты измерителей скорости с двумя антеннами нет смысла рассматривать в принципе, ибо может возникнуть задача юстировки антенн и возрастут требования к точности механики, да и лишняя технологическая операция ни к чему. Импульсные системы для расстояний 30-150 м также смысла рассматривать. Поэтому , я считаю, есть смысл несколько усложнить софт, для существенной экономии материалов и снижения цены hard-части. Но я и не вижу проблем для оцифровки и БПФ доплеровского сигнала на видеочастоте.

В заключение скажу, что я не претендую на истину последней инстанции и все вышесказанное отражает лишь мое субъективное мнение.

[saab]

Поэтому варианты измерителей скорости с двумя антеннами нет смысла рассматривать в принципе, ибо

Ну если завалялись халявные SMD циркуляторы, тогда да. Стоят 30-50$. Так две антенки
на PCB.

[devlater]

Ну если завалялись халявные SMD циркуляторы, тогда да. Стоят 30-50$. Так две антенки
на PCB.

А угол какой для такой антенны получится? Если скажем 2-4 полосы, не будет ли наведение от других датчиков?
По хорошему, уложиться бы в 3-4 градуса, но это наверное будет не реально.

[saab]

А угол какой для такой антенны получится? Если скажем 2-4 полосы, не будет ли наведение от других датчиков?
По хорошему, уложиться бы в 3-4 градуса, но это наверное будет не реально.

Это больше 30dBi gain а.
Строго говоря, труднореализуемо в скромных размерах.
Для 24Гиг в размеразх 40мм х 90мм, получил 22-23dBi а для симметричности 25-26dBi
в размерах 100х100мм, но опять жеж циркулятор вынь и полОж.
А зачем столько градусов? Неужто 40* уже больше не удовлетворяет.