FMCW और पल्स रडार आर्किटेक्चर का परिचय
- FMCW रडार सस्ता होता है और बनाना आसान होता है, तथा यह अलग transmit और receive antenna का उपयोग करके transmit/receive switching की आवश्यकता से बचता है।
- पल्स रडार को transmit और receive mode के बीच तेज switching की आवश्यकता होती है, यह उच्च transmit power का उपयोग कर सकता है, और तेज़ी से चलने वाले target की velocity मापने में फायदेमंद होता है।
- FMCW रडार मुख्य रूप से short-range applications में उपयोग होता है, जबकि पल्स रडार मुख्य रूप से long-range applications में उपयोग होता है।
पल्स कंप्रेशन रडार
- पल्स कंप्रेशन रडार arbitrary waveform को support करता है, और transmit किए गए waveform को generate करने के लिए पर्याप्त उच्च sampling rate वाला DAC चाहिए।
- रडार का आर्किटेक्चर SDR से बहुत मिलता-जुलता है, और यह time-multiplexed दो receive antenna तथा एक transmit antenna को साझा करता है।
- zero-IF आर्किटेक्चर performance के लिहाज़ से आदर्श नहीं है, लेकिन यह सबसे सस्ता विकल्प है।
ADC और DAC
- ADC की sampling rate सिस्टम के सबसे महत्वपूर्ण parameters में से एक है, और जितना संभव हो उतनी तेज sampling करना वांछनीय है।
- DAC सिस्टम के bandwidth से सीमित होता है, लेकिन filtering को आसान बनाने के लिए पर्याप्त bandwidth होना उपयोगी है।
FPGA
- केवल microcontroller इस application के लिए पर्याप्त नहीं है, और सटीक timing के साथ pulse generation तथा ADC और DAC data management के लिए FPGA आवश्यक है।
- Zynq 7020 एक ही package में dual-core ARM-A9 CPU और सामान्य FPGA programmable logic प्रदान करता है।
डिजिटल डिज़ाइन
- तेज़ ADC और DAC का उपयोग करते समय यह विचार करना महत्वपूर्ण है कि सिस्टम data को process कर सकता है या नहीं।
- FPGA SoC processing system (PS) और programmable logic (PL) से बना होता है, और ये दोनों AXI bus के माध्यम से आपस में जुड़े होते हैं।
- PC पर capture किए गए ADC samples को तेज़ी से transfer करने के लिए एक तेज़ PC interface की आवश्यकता होती है।
RF डिज़ाइन
- RF components PCB area का छोटा हिस्सा घेरते हैं, और project में तुलनात्मक रूप से कम काम की आवश्यकता होती है।
- RF component design अपेक्षाकृत सरल है, और operating frequency लगभग 6 GHz पर सेट की गई है।
अधिकतम detection range
- रडार की अधिकतम detection range को transmit किए गए pulse की लंबाई, average power, antenna gain जैसे कई parameters को ध्यान में रखकर calculate किया जा सकता है।
- अधिकतम detection distance का अनुमान लगभग 1 km है, और इस दूरी पर target औसतन 50% probability के साथ detect होता है।
PCB डिज़ाइन
- सिस्टम के वास्तविक implementation के लिए सभी components को integrate करने वाला printed circuit board (PCB) design आवश्यक है।
- PCB में RF और high-speed digital circuits शामिल हैं, और सही तरीके से काम करने के लिए सावधानीपूर्वक routing की आवश्यकता होती है।
GN⁺ की राय
- यह लेख pulse compression radar के निर्माण का अनुभव साझा करके radar technology की समझ को गहरा करता है, और विशेष रूप से software-defined radio (SDR) जैसे architecture पर insight देता है।
- radar system के digital और RF design का विस्तृत विवरण शुरुआती engineers को complex systems की design process समझने में मदद कर सकता है।
- यह FPGA का उपयोग करके real-time data processing के महत्व पर ज़ोर देता है, जो विभिन्न high-speed signal processing applications में लागू किया जा सकने वाला एक महत्वपूर्ण concept है।
- लेख में उल्लेखित Zynq 7020 FPGA की कीमत का अंतर electronic components की supply chain और pricing का एक रोचक उदाहरण प्रस्तुत करता है। यह electronic product development में विचार करने योग्य एक महत्वपूर्ण तत्व है।
- अधिकतम detection range की गणना radar system की performance limits को समझने में महत्वपूर्ण है, और यह वास्तविक environment में performance prediction में मदद कर सकती है।
1 टिप्पणियां
कल्पना से भी परे की पागल इंजीनियरिंग...
यह उस तरह के engineer के बहुत करीब है, जैसा मैं धुंधले तौर पर कल्पना किया करता था.