AERIS-10 — радар с открытым исходным кодом, способный отслеживать несколько объектов на расстоянии до 20 км

Доступны две версии: AERIS-10N (Nexus) с дальностью до 3 км и антенной решеткой 8×16 патч-элементов, и AERIS-10X (Extended) с дальностью до 20 км благодаря антенной решетке 32×16 со щелевыми волноводами, заполненными диэлектриком.

Ключевые компоненты и особенности AERIS-10:

• Основная плата
  • ПЛИС – AMD Artix-7 XC7A100T для:
    • Генерации чирпов с LFM через ЦАП
    • Считывания сырых данных с АЦП
    • Автоматической регулировки усиления (AGC)
    • Преобразования I/Q сигнала на промежуточной частоте в базовую полосу
    • Децимации
    • Фильтрации
    • Прямого БПФ
    • Импульсной компрессии
    • Доплеровской обработки, MTI и обработки CFAR
    • Интерфейса USB
  • Микроконтроллер – ST STM32F746xx для
    • Управления питанием
    • Связи с ПЛИС
    • Настройки и интерфейса с компонентами на основной плате, плате синтезатора частоты и плате усилителя мощности, а также:
      • Модуля GPS для центрирования карты в GUI
      • IMU GY-85 для коррекции координат цели по тангажу/крену
      • Барометра BMP180
      • Шагового двигателя
      • 8x датчиков температуры ADS7830 для управления вентиляторами охлаждения
      • ВЧ-переключателей
  • ЦАП для генерации RADAR-чирпов
  • 2x СВЧ-смесителя LT5552 для повышающего и понижающего преобразования на ПЧ
  • 4x 4-канальных фазовращателя ADAR1000 для формирования диаграммы направленности в цепях приема и передачи (последовательности RADAR-импульсов)
  • 16x фронтенд-микросхем ADTR1107, используемых как на каскадах УНЧ (прием) так и УМ (передача)
• Плата синтезатора частоты на базе генератора тактовых импульсов с низким джиттером AD9523-1, поставляющего фазосинхронизированные опорные тактовые сигналы для:
  • Синтезаторов частоты приема и передачи (ADF4382)
  • ЦАП, АЦП
  • ПЛИС
• 16x плат усилителя мощности (только для версии AERIS-10X) с 10-ваттным GaN-усилителем QPA2962 для увеличенной дальности
• Плата управления питанием
• Антенные решетки
  • AERIS-10N (Nexus) – антенная решетка 8×16 патч-элементов
  • AERIS-10X (Extended) – антенная решетка 32×16 со щелевыми волноводами, заполненными диэлектриком
• Прочее
  • Токосъемное кольцо, шаговые двигатели и драйверы, вентиляторы охлаждения и корпус
  • Полное электронное управление лучом – электронное сканирование ±45° по углу места и азимуту

Радар AERIS-10 поддерживается графическим интерфейсом на Python с удобным интерфейсом пользователя, отображением целей в реальном времени, интеграцией с картами и интерфейсом управления радаром. NawfalMotii79 предоставляет все ресурсы на GitHub , включая схемы и разводку печатных плат в EAGLE, ведомость материалов (BoM), файлы Gerber и механические чертежи под лицензией CERN Open Hardware Licence Version 2 – Permissive (CERN-OHL-P), в то время как код для ПЛИС (VHDL/Verilog), прошивка для STM32, графический интерфейс и утилиты на Python выпущены под лицензией MIT. Предполагается, что в «/10_docs/» будет находиться руководство по сборке, но на момент написания статьи оно еще не доступно в репозитории.

Недорогой радар AERIS-10 предназначен для исследователей, разработчиков дронов и энтузиастов SDR, желающих экспериментировать с технологией радаров с фазированной антенной решеткой. Но что именно означает «низкая стоимость»? Первоначальное представление можно получить благодаря посту в X от chiefofautism , который обратил внимание на проект, и поясняет:

Коммерческие радары с ФАР начинаются от 250 000 $. Военный утиль стоит 10 000–50 000 $, но это устаревшее аналоговое железо без электронного управления лучом.

Но можно получить более точную оценку затрат благодаря другому посту в X от Daniel Bogdanoff , в котором перечислена стоимость BoM для самых дорогих компонентов (в США):

• 2x LTC5552 = $120 в сумме
• 4x фазовращателя ADAR1000 = $780 в сумме
• 16x фронтендов ADTR1107 = $3600 в сумме
• ПЛИС AMD ADTXC7A100T = ~$200

Таким образом, стоимость компонентов для AERIS-10N составляет около 5000 $, не считая плат, что может добавить от 1 до 3 тыс. $. Модель AERIS-10X требует 16 усилителей мощности QPA2962TR7 по 450 $ каждый, то есть 7200 $, поэтому можно ожидать общих затрат около 13–15 тыс. $ для модели Extended. Таким образом, это действительно относительно недорогой радар, но он, вероятно, выходит за рамки бюджета большинства людей для проекта на выходные :).

Он не продается в виде готового набора для сборки, поэтому его придется собирать самостоятельно. Также необходимо убедиться, что у вас есть все лицензии и разрешения, требуемые для эксплуатации такого оборудования от местного регулятора (например, FCC). Поскольку можно предположить, что речь идет о двойном гражданском/военном применении, также стоит дополнительно проверить, удовлетворены ли другие местные власти таким типом «игрушки», так как вряд бы хотелось, чтобы военные нанесли неожиданный визит в ваш дом, офис или исследовательскую лабораторию.

Выражаем свою благодарность источнику, с которого взята и переведена статья, сайту cnx-software.com.

Оригинал статьи вы можете прочитать здесь.