Radar uygulamalarında büyük diziler için pratik geniş bant dijital ışın şekillendirme

Dijital ışın şekillendirmenin arkasındaki matematiği anlıyorum ama bu tür sistemlerin pratikte nasıl uygulandığından emin değilim. Örneğin, S bandında çalışan tipik bir geniş bant FMCW radarında, (temel bant) darbe bant genişliği 500MHz kadar büyük olabilir. Bu sinyali sayısallaştırmak için, genellikle 1GHz örnekleme frekansı olan yüksek hızlı ADC'lere ihtiyacınız vardır. Bildiğim kadarıyla, bu ADC'ler ucuz değil.

Şimdi, 20 anten elemanı olan bir Tekdüzen Dikdörtgen Dizi (URA) diyelim, RF ön ucunuzu 20 kez çoğaltmanız gerekir! Bu RF ön ucu tipik olarak bir LNA, bir mikser ve yüksek hızlı ADC içerecektir.

Buna ek olarak, yukarıdaki sistem tarafından üretilen büyük miktarda veri, büyük bellek ve işlem gücü gerektiren çok büyüktür.

Sorularım şöyle:

1. Yukarıdaki senaryo, pratik ışın şekillendirme sistemlerinin nasıl uygulandığını yansıtıyor mu yoksa çok naif mi? Burada temel bir şeyi mi kaçırıyorum?
2. Bu tür sistemlerde donanım veya işleme gereksinimlerini azaltmaya yardımcı olabilecek donanım / sinyal işleme hileleri var mı?

Teşekkürler

Daha önce bu tür sistemlerin tasarımı üzerinde çalışmadım, ama sanırım düşüncelerin para üzerinde. Özellikle, huzme oluşturan dizilerin birçok kez çoğaltılan RF ön uçları vardır. Çağdaş aşamalı dizi radarların karmaşıklığı bu açıdan şaşırtıcıdır; çeşitli sinyal işleme tekniklerini kullanarak dizi yanıtının etkileyici kontrol düzeylerine sahip yüzlerce ayrı anten elemanına sahip tasarımlar vardır.

Ve şüphelendiğiniz gibi, evet, bu tür bir yaklaşım ucuz değildir . Gigasample sınıfı ADC'ler ticari olarak birkaç bin dolarlık bir aralıkta mevcuttur, ancak bunun gibi sistemlerde kullanılan özel, düşük miktarlı RF ön uçlarının bu maliyeti cüce etmesi mümkündür. Yine de, bu tür yeteneklere sahip radarlar genellikle çok pahalı daha büyük sistemlerde (multi-yüz milyon dolarlık savaş uçağı gibi) alt sistemler olarak bulunur.

Arka uç dijital sinyal işleme ilerledikçe, bu son birkaç on yıl içinde gelişen oldukça olgun bir pazar. Ana hedef işleme yoğunluğu: maksimum FLOPS sayısını en küçük hacme getirmek. Sonuçta, bu tür radarlar genellikle uçak gibi yer kısıtlaması olan uygulamalarda kullanılır. Bu nedenle, standart FPI veya CompactPCI gibi kompakt bir şekilde gruplanmış istiflenebilen özel FPGA'larda ve / veya tek kartlı bilgisayarlarda çok fazla işlem görüldüğünü göreceksiniz .

tamam - Sanırım aradığım teknik Sentetik Diyafram Radarında (SAR) olduğu gibi sentetik diyaframın formülasyonudur. Statik hedef ve radar platformlarının yer aldığı genel durumda 'hile', muhtemelen tüm dizi öğelerinin, platform hareketinin gerçekten büyük bir diyaframı sentezlemek için kullanıldığı geleneksel SAR'dan farklı olarak fiziksel olarak mevcut olması olacaktır. Platform hareketini simüle etmek için RF anahtarlamayı kullanarak, SAR verilerini sırayla yakalayabilir ve istenen performansı, yani ince açısal çözünürlüğü elde etmek için iyi bilinen SAR tekniklerini uygulayabilir.

Bu durumda 'yakalama', SAR veri toplama için tam gelişmiş bir dijital hüzmeleyiciye kıyasla gereken ekstra süredir. Bir diğeri, bu tekniğin sadece-alan-alma-senaryoları için geçerli olabileceğidir.

Zamandır hakkındadır ASIC maliyeti ödeyecek bir müşteri var Olarak $ 25m NRE tasarım maliyet sen altında 100GHz için DC'den bir CMOS çipi her yerde tüm 20 ön uçları, ADC ve dijital huzme şekillendirme aritmetik alabilirsiniz $ 20 yinelenen maliyet