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  • 【世说设计】考考大家:PSMR与PSRR有何不同?

    许多雷达系统要求低相位噪声以最大限度抑制杂波。高性能雷达需要特别关注相位噪声,导致在降低频率合成器的相位噪声和表征频率合成器部件的相位噪声方面投入了大量的设计资源。 大家知道,为实现低相位噪声性能,尤其是超低相位噪声性能,必须使用低噪声电源才能达到最佳性能。但文献上没有详细说明如何通过一种系统化方法来量化电源噪声电压电平对相位噪声的影响。本文旨在改变这种状况。 本文提出了电源调制比(PSMR)理论,用来衡量电源缺陷如何被调制到RF载波上。通过电源噪声对RF放大器相位噪声的贡献来验证这一理论;测量结果表明,可以计算并且相当准确地预测该贡献。基于此结果,本文还讨论了描述电源特性的系统化方法。 导言和定义 电源调制比与众所周知的电源抑制比(PSRR)相似,但有一个关键不同点。PSRR衡量电源缺陷直接耦合到器件输出的程度。PSMR衡量电源缺陷(纹波和噪声)如何被调制到RF载波上。 下面的“原理”部分引入了一个将PSMR与电源缺陷相关联的传递函数H(s),用以定量地说明电源缺陷如何被调制到载波上。H(s)具有幅度和相位两个分量,可以随着频率和器件工作条件而变化。尽管变量很多,但一旦确定其特征,便可以利用电源调制比并根据电源数据手册中的纹波和噪声规格来准确预测电源的相位噪声和杂散贡献。 原理 考虑用于RF器件的直流电源上的纹波。电源纹波用一个正弦波信号来模拟,其峰峰值电压以直流输出为中心。该正弦波被调制到 RF载波上,在等于正弦波频率的频率偏移处产生杂散信号。 图1. 电源上的正弦波纹波调制到RF载波上产生杂散信号 杂散水平与正弦波幅度和RF电路灵敏度均有关系。杂散信号可以进一步分解为幅度调制分量和相位调制分量。总杂散功率水平等于幅度调制(AM)分量的杂散功率加上相位调制(PM)分量的杂散功率。 对于这里的讨论,H(s)是从电源缺陷到RF载波上的干扰调制项的传递函数。H(s)同样有AM和PM两个分量。H(s)的AM分量是Hm (s), H(s)的PM分量是HØ (s)。以下等式利用H(s)进行实际RF测量,假设低电平调制可用来模拟电源对RF载波的影响。 信号的幅度调制可以写成 幅度调制分量m(t)可以写成 其中fm是调制频率 RF载波的AM调制电平可以直接与电源纹波相关,关系式如下: vrms是电源电压的交流分量的均方根值。这是关键等式,它提供了一种计算电源纹波引起的RF载波AM调制的机制。 杂散电平可以通过幅度调制来计算 类似地可以写出电源对相位调制的影响。相位调制信号为 相位调制项为 同样,相位调制可以直接与电源相关,关系式如下 上式是提供了一种计算电源纹波引起的RF载波PM调制的机制。相位调制引起的杂散电平为 为了帮助可视化mrms和Ørms的杂散影响,图2显示了杂散电平与 mrms和Ørms的关系。 图2. 杂散电平与mrms和Ørms的关系 总结一下上面的讨论,电源上的纹波转换为电源电压交流项的均方根电压vrms的调制项mrms和Ørms。Hm (s)和HØ (s)分别是从vrms到 mrms和Ørms的传递函数。 现在考虑相位噪声。正如正弦波调制到载波上产生杂散信号一样,1/f电压噪声密度也会调制到载波上产生相位噪声。 图3. 电源上的1/f噪声调制到RF载波上产生相位噪声 同样,如果我们考虑一个具有相位调制的信号x(t),那么 在这种情况下,Ø(t)是一个噪声项。 功率谱密度定义为 相位噪声依据功率谱密度来定义 接下来,对于电源纹波引起的相位调制所产生的杂散,将同样的HØ (s)应用于相位噪声。在这种情况下,HØ (s)用于计算电源上 1/f噪声产生的相位噪声。 测量实例 为了演示上述原理,我们表征了HMC589A RF放大器的电源灵敏度和相位噪声,利用多个电源测量了这些量。用于表征的HMC589A 评估电路如图4所示。 图4. 使用HMC589A放大器来演示PSMR原理 为了表征电源灵敏度,将一个正弦波注入5 V电源。正弦波在RF 上产生杂散信号,以dBc来衡量杂散信号大小。杂散内容进一步分解为AM分量和PM分量。采用Rohde & Schwarz FSWP26相位噪声分析仪和频谱分析仪。AM和PM杂散电平分别通过AM和PM 噪声测量来衡量,并使能杂散测量。结果列成表格,测试条件 为3.2 GHz,RF输入为0 dBm。 表1. HMC589A表征杂散与电源正弦波纹波的关系, 3.2 GHz,0 dBm输入功率 测试数据表明,RF放大器的电源灵敏度可以利用正弦波调制凭经验测量,结果可用来预测电源噪声对相位噪声的贡献。更一般地,这可以扩展到任何RF器件。这里我们用放大器表征和测量来演示原理。 首先,使用一个噪声相当高的电源。测量噪声密度。基于表征 的HØ (s)计算电源对相位噪声的贡献,并与相位噪声测量值进行比较。使用Rhode & Schwarz FSWP26进行测量。噪声电压通过基带噪声测量来衡量。利用测试装置的内部振荡器测量加性相位噪声,以此来衡量放大器残余相位噪声。测试配置如图5所示。在这种配置中,振荡器噪声在混频器中被消除,任何不常见的噪声都会在交互相关算法中予以消除。这样,用户便可实现非常低电平的残余噪声测量。 图5. 采用交互相关方法的放大器残余相位噪声测试设置 电源噪声、实测相位噪声和预测的电源噪声贡献如图6所示。很明显,在100 Hz到100 kHz偏移之间,相位噪声主要由电源决定,关于电源贡献的预测非常准确。 图6. 使用高噪声电源进行技术验证 用另外两个电源重复该测试。结果如图7所示。同样,电源对相位噪声的贡献是完全可以预测的。 图7. 用另外两个电源验证该技术 低相位噪声器件表征的一个常见挑战是要确保测量结果属于器件而非周围环境。为了消除测量中的电源贡献,使用ADM7150 低噪声稳压器。从数据手册中引用的噪声密度以及用于相位噪声测试的器件的噪声电压测量结果如图8所示。 图8. 低噪声稳压器ADM7150的噪声电压密度 表2列出了一系列低噪声稳压器及其关键参数。这里给出的器件都非常适合为低相位噪声RF设计中的RF器件供电;相关条件和特性曲线请参阅数据手册。数据手册中包括了多个偏移频率下的噪声密度和PSRR曲线。表中显示了10 kHz偏移的噪声密度,因为该区域对许多稳压器而言通常存在限制。所示的PSRR 对应于1 MHz偏移,因为许多线性稳压器在这些偏移处会失去抑制能力,需要额外的滤波。 表2. 低噪声稳压器系列最适合低相位噪声RF设计 从ADM7150供电时,HMC589A残余相位噪声测试的结果如图9 所示。该测量结果显示了放大器的真实性能,其本底噪声低 于-170 dBc / Hz,并且此性能一直保持到10 kHz偏移。 图9. HMC589A残余相位噪声,3.2 GHz,输入RF功率为0 dBm,ADM7150 稳压器提供直流电源 描述电源特性的系统化方法 低相位噪声应用的电源设计通常会不加考虑地选择可用的最佳稳压方案,而无视实际最低规格,这会导致过度设计。对于小批量设计,这种方法可能值得继续,但对于大批量生产,性能、成本和复杂性必须优化,过度设计可能是一种不受欢迎的浪费。 下面是一种定量推导电源规格的方法: 用正弦波调制电源以表征H(s)。H(s)将是频率的函数,每十倍频程测试一次。 分配电源对杂散和相位噪声的贡献,在RF规格之下留一定的裕量。 计算电源纹波规格, 计算电源噪声规格, 上述第一步中的一个重要事项是了解Hm (s)和HØ (s)在设计预期的工作条件下如何变化。在HMC589A表征中,此变化是在若干功率水平下进行测量,如图10所示。 图10. Hm (s)和HØ (s)的变化与偏移频率和功率水平的关系,使用HMC589A 评估电路,频率为3.2 GHz 结语 虽然人们普遍认为,在RF应用中应限制电源纹波和噪声,但很少有人充分理解其定量影响。利用本文所述的系统化方法,工程师可以按部就班地量化电源对期望RF性能的影响,从而做出明智的电源选择。

    时间:2021-03-08 关键词: PSMR PSRR 雷达

  • 又一条科技好赛道——激光雷达

    最近少写文章,一来是许多个股涨得太高,另外,自己也闭关研究,寻找更多更好的成长性赛道。 中游为平台层,包括:整合的智能驾舱平台、自动驾驶解决方案以,及传统的车联网TSP平台。 下游主要为:整车厂和第三方服务。 大家最关心这里各自环节的市场占比,预测2025~2030年自动驾驶的市场规模—— 自动驾驶决策层(自动驾驶AI芯片、高精地图)达1138亿元/2236亿元 禾赛前面走的路线和全球龙头Veloydne是一样的,机械旋转式,百度也投了也用在无人车;现在在做半固态,但应该是过度性产品。 接着,顺便也说说国内和国外其他企业—— Veloydne 产品矩阵全,各种类型都有,价格涵盖100~80000美刀,公司成熟度最高,精确度最高,在行业合作伙伴最多,达180多个行业合作项目,总体财务状况较好,申请了很多专利(禾赛之前付了1.5亿的专利费,后面还要继续付)。 以前软件方面差现在在大力加强,包括芯片设计。 Luminar 后起之秀,创始人16岁创立了公司,现在公司的二号人物是高盛过去的,技术和资本能力都很强,也是为什么市值最高,资本市场认可度高。 Luminar的确有创新,核心技术理念是三元化合物做接收器,大大增强接收灵敏度,芯片自己研发到第4代,灵敏度和探测距离很有优势,特别是激光光源提高了很多。 luminar面临最大的挑战主要是成本能否控制到他号称的500美元之内,因为行业估算他实际成本现在在3000美元左右。 后面激光雷达要被大批量采用的话1000美元,500美元是坎。对性能也有要求,在L2阶段,奥迪A8使用的是4线,探测距离100米,之后L4的话要求就很高了,蔚来用的是1550nm,跟luminar是一个路线。 Innoviz 有些中国资本投了,团队是以色列情报团队出来,占25%。 效率和设计方法有优势。做的是固态雷达,用mems微振镜的技术,灵敏度高,设计很早就获得了BMW车规级认证,2021年底可以出来,下一代明年年初。 产品500~1000美元;精确度不如Veloydne和Luminar,但是如果可以保持低成本和稳定性能,车厂可能会最先采用;目前反向收购还没有完成, 市值较小,三个月后完成的话会有比较好的表现。 Aeva 创始团队成员是以前苹果IWATCH团队成员,所以被看好。技术路径不一样,用FMCW,用线性激光调频芯片,其实就是加大激光发射频率,结果就是拍一幅照片的时间他可以拍一百幅,因此精确度会高。 这个技术的挑战在于:对于元器件的精确度要求很高。 一旦做成,想象空间大:公司目前在把所有器件合成到手机SIM卡大小的芯片上。 Veloydne做的机械式,Luminar和Innoviz做的是机械加一些半导体部分,到了Aeva这边完全是半导体概念设计。 但这个现在只是在概念阶段;他上市融资之后也是先把平台做出来,概念产品也要1~2年后才能出来。 华为 激光雷达和Luminar和Innoviz比较像,在技术设计上和Innoviz和接近,但是激光光源上是用了luminar比较高的激光路线;产品只能算是未来两年的过渡产品,后面肯定会有更好的。 研究下来,对华为很有信心。激光雷达是和光学、光的传输发送和半导体方面有关,都是华为擅长的。 激光雷达行业有30几家领先公司,只是还没有上市,没有具体情况披露。 车企合作方面,基本上每个公司都有打车企合作,因为对于车企来说,投资或合作是在赌未来的赛道,不存在承诺问题,所以未来比如10亿美元订单,只是潜在订单,基本上每个公司都可以说自己有10亿的订单。 这个订单是比如,大众宝马说:如果按照你说的标准能在2年内做出来,达到车规级,量产良率和成本降到500美元以内等等,就会下几个亿的订单。 上市的时候说和Mobileye合作,所以炒得高,但mobileye说不合作了,就爆跌了。 苹果当时说要造车时,Velodyne就狂涨,现在苹果要和现代合作,现代本身是Velodyne的重要合作方。 激光雷达赛道主要 激光雷达大概讲到这里,我们目前自动驾驶技术只能实现到L3水平,对比L5的真正无人驾驶,还有很大的距离,我们现在的自动驾驶,只能说是辅助驾驶。 说白就好像以前我们使用的洗衣机,现在只能在半自动洗衣机阶段,还没到全自动洗衣机,放了衣服进去点一个按钮就能洗干净,途中还要人手操作。 作为环境感知与控制系统的信息源和“电子眼”,同样经历产品在发展中就是要解决几个矛盾:科技的先进性,成本的可控性,性能的稳定性,这几个有很大矛盾。 但,激光雷达是决定L4~L5级自动驾驶商用的核心传感器之一,这是必须要攻克的难题,但问题还是技术和成本问题暂时未解决,只能说还是概念性产品居多,缺乏真正“平民化”产品。 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2021-01-30 关键词: 激光雷达 感知层 雷达

  • 一文了解多目标跟踪雷达的功能和分类

    多目标跟踪雷达的功能主要包括: ·远距离搜索 ·对低速飞行器的高数据率搜索 ·对近距空中目标的高分辨率搜索 ·对目标位置和高度信息的自动解算 ·大量空中目标的同时跟踪 ·为其他武器系统提供目标指示   多目标跟踪雷达分类主要包括以下内容: A.航空交通管制雷达 军用和民用机场都要用到航空交通管制雷达。像其他机载设备一样,为了满足严格的空间和重量限制条件,机载雷达经过了特殊设计,尽管如此,机载雷达的峰值功率可以与舰载雷达和岸基雷达相差无几。在战斗机上,机载雷达的主要任务就是发现、截获和摧毁敌机。   B.航路雷达 航路雷达通常工作在L波段,可以为操作员以航线的形式显示雷达数据,最大作用距离可达450km。   C.对空监视雷达 该类雷达通常被空中交通安全操作员用来识别飞机、确定飞机进场着陆顺序和各类飞机的着陆控制,与此同时,该类雷达将从诸如防空雷达等其他雷达获得的数据与二次雷达获得的数据相匹配,这些雷达网络可以在任何天气条件下使用而不受影响。 D.精确着陆雷达 精确着陆雷达将在接近零可见度的条件下引导飞机安全着陆,通过使用雷达,飞机在最后的进场和着陆过程中被探测和观察到,引导信息通过无线电语音传发送给飞行员,或者以脉冲控制信号的形式发送给自动驾驶系统。   E.地(水)面机动雷达 地面机动雷达是目前机场监视应用最广泛的一种监视雷达系统,地面机动雷达主要是指那些覆盖演习区域的监视雷达,可以用于保障飞机在停机坪之外的起飞、降落和滑行。 F.气象雷达 气象雷达获得的气象数据既可以用于保障飞机进场着陆,也可以输入到广泛的气象数据收集系统中,不同雷达系统的天线旋转速度差别较大(通常在3-6转/分钟)。如果使用不同的海拔高度,收集的气象图将会以每分钟1次或更高的速率更新,而这主要取决于气象的复杂性、海拔的数据和雷达天线的旋转速率。   近年来,雷达已经成为了一种测量降雨(雪)量和探测危险天气条件的重要工具。 G.防空雷达 防空雷达可以在一个相当大的区域内探测空中目标,并确定他们的位置、航向和速度。防空雷达的最大作用距离可达到480km,最大扫描方位可以覆盖360度。   H.对空监视雷达 对空搜索雷达系统可以在一个相当大的区域内探测和确定空中目标的位置、航向和速度,其最大作用距离可达到480km,最大扫描方位可以覆盖360度。依据其能够提供的目标位置的信息数量,对空搜索雷达系统通常可以划分为2类,能够提供目标距离和方位信息的雷达被称为2维或2D雷达,能够提供目标距离、方位和高度信息的被称为3维或3D雷达。 洛克希德·马丁公司的对空监视雷达AN/FPS-117 I.战场监视雷达 战场监视雷达的任务是提供关于敌方战斗部队、属性不明飞机、巡航导弹和无人飞行器的预警信息,以防止误伤友军,并且还可以给指挥控制中心提供空情信息。 J.空中警务雷达 空中警务雷达系统的另外一项任务是引导巡逻待战飞机到达一个拦截敌机的合适位置,在引导飞机时,雷达操作员首先获得引导信息,并通过无线电话音或者数据链从一架飞机传输到另一架飞机。   在战斗机中,雷达的基本任务是在搜索、截获和摧毁敌机过程中提供帮助,这就需要机载雷达系统具有跟踪功能。 K.迫击炮定位雷达 迫击炮定位雷达能够以地理坐标的形式快速准确定位敌方的迫击炮位置信息,使己方炮兵作战单元发起反击。 L.导弹控制雷达 一个能够为导弹攻击敌方目标提供引导信息的雷达系统称为制导雷达。制导雷达引导导弹拦截目标有以下三种基本方式:   1、波束制导导弹通过跟踪持续照射目标的雷达波束攻击目标。 2、主动寻的制导导弹通过目标的雷达反射能量探测和追踪目标,雷达反射的能量来自于导弹上或者导弹发射位置上的雷达发射机,目标反射后被导弹上的接收机接收运用。 3、被动寻的制导导弹依靠目标发射的电磁波能量进行跟踪。   M.导弹制导与控制 爱国者就是一型机动式防空导弹武器系统,自从20世纪60年代中期以来,该系统逐步发展成为能够抗击飞机、巡航导弹和近程弹道导弹的武器系统。 N.战场雷达 战场雷达通常作用距离较短,并因承担特殊任务而高度分化。在海军的舰船上,高度分化的雷达天线越来越多的被多功能雷达所取代。   O.多样化的民用雷达 哪里需要距离测量和定位,雷达就会出现在哪里。由于这种情况同样适用于民用领域,于是就产生了非常大的民用雷达发展空间。   P.速度测量雷达 速度测量雷达是一种连续波雷达,测速雷达通常使用多普勒频移测量速度。因为多普勒频移的值取决于波长,因此这些雷达通常使用在K波段的高频段。 Q.导航雷达 导航雷达被用来舰船导航和水面监视。当在受限制区域进行导航时,一个船员通常依靠目视导航,通过提供准确的信息以确保舰船的安全,然而,目视导航通常需要良好的天气,但船员经常需要在有雾的条件下进行导航,当天气条件使得舰船上目视导航无法进行的时候,雷达导航就提供了一种准确的舰船位置定位方法,并能够为舰船的安全航行提供保障。 R.探地雷达 探地雷达是一种采用了过去35年发展起来的地球物理学方法的雷达,主要用于地球浅层地表下的高分辨率研究。   S.巡航控制雷达 这是一个梅赛德斯·奔驰SL级跑车的散热器格栅,自适应巡航系统的雷达传感器就隐藏在奔驰标志后面,该雷达传感器可以感知车辆前方150m处的交通场景,并且必要的时候会自动刹车。 来源:雷达通信电子战 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2021-01-20 关键词: 跟踪 军事电子 雷达

  • 科普:先进合成孔径雷达的工作原理及系统组成

    继高度成功的ERS-1/2 SAR之后,欧洲航天局发射了携带先进的合成孔径雷达(ASAR)的遥感卫星。ASAR是一种全天候全天时高分辨率的雷达成像系统。与ERS SAR相比,它具有扩展的观测能力,三种新的工作模式和改进的性能。 测量原理 雷达天线波束照射面向卫星的地面。由于卫星的运动,目标单元被波束照亮一段时间,称为“积分时间”。回波地面处理时,积分时间内接受的复杂回波信号会相干积累。这种处理过程等效于一个长天线(称为“合成孔径”)照射目标。合成的孔径大小等于卫星在积分时间内移动的距离。 使用SAR原理可获得的沿轨道分辨率(相当于地面处理中的方位)是物理天线长度的一半。可以在图像分辨率与其他图像质量参数(如辐射分辨率)之间权衡。 垂直于轨道方向的分辨率或距离分辨率是发射雷达带宽的函数。 考虑到仪器的峰值功率限制,利用了脉冲压缩技术来提高其性能。端到端系统相参工作的事实意味着,在整个仪器和信号处理链中,复杂的传输和接收信号之间的振幅和相位关系都保持不变。 工作模式 ASAR设备的设计提供了很强的任务灵活性。地面控制站可以在五种工作模式中任选其一: --图像模式。生成空间高分辨率图像(图像精度30米)。这种模式下,雷达可以从入射角范围在15°到45°之间的七个可选成像条带中选择一个条带进行成像。 --波模式。产生5KM*5Km区块的图像,沿卫星运行轨道方向间隔100公里。图像区块的位置可以从七个条带中的任意两个交替显示。 --宽条带和全球监视模式。基于扫描SAR技术,使用五个条带,产生宽的条带,子条带和宽条带的空间分辨率分别为150m和1000m。 这四种模式可以在两个极化中的一个(HH或VV)。 --可选极化模式。在“HH和VV”、“HH和HV”或“VV和VH”中选择,来自相同区域的两个同时图像,从而获得与图像模式相同的成像几何形状和类似的高空间分辨率。 ASAR系统组成 ASAR系统包含两个主要部分:中央电子组件和天线电子组件。 有源天线由20个模组组成,每个模组包含16个子阵列,每个模块包含一个收发模块。系统由控制子系统驱动,控制子系统向空间飞行器提供命令和控制接口,管理任务参数的分发(如发射脉冲参数和天线波束设置),以及空中系统运行的时序。 发射脉冲的参数由数据子系统(DSS)设置,是一个正斜率线性调频脉冲,中心频率是中频载波的频率(124MHz)。在射频子系统,脉冲经过上变频到射频频率(5.331GHz)并进行放大。 信号通过波导功分网络传输到天线模组子系统,随后,在模组中,通过微带传输到每个T/R组件。T/R组件根据控制子系统发送来并存储在模组控制接口单元中的波束位置参数配置发射波的相位和增益。 在接收部分,射频回波信号沿与发射信号倒置的路径下变频到数据子系统,在这部分,产生原始的科学数据并发送到空间平台接口。 中央电子组件 中央电子组件控制发射线性调频信号,将回波信号转换成测量数据,并且控制和监视整个设备。ERS-1和ERS-2使用声表面波器件产生模拟的线性调频信号,使用星载数据范围压缩,而ASAR使用数字技术实现星载线性调频信号的产生和数据压缩并缓存,辅以地面数据压缩。 使用数字技术产生线性调频信号的主要优势在于这种设计的功能灵活性更好,这种体制产生线性调频的脉冲驻留时间和带宽都是可调的,从而根据不同的需求更有效地调节信号参数,实现更多的任务模式和条带样式。 在接收时,回波信号首先经过滤波和下变频,而后经过解调形成I&Q分量。这两路信号随后数字化采样为8位的数字信号。如果需要可以进行数据抽取,以压缩数据量,如在全球监视模式发射带宽比较窄的时候。数据经过抽取后,使用弹性自适应数字化转换器对回波信号进行处理。 FBAQ算法允许在有限的数据传输速率下传输图像而不会降低图像质量。这是通过使用优化的雷达信号统计压缩算法来实现的。已经开发出来的FBAQ ASIC有三种操作方式:根据FBAQ算法(8至4位、3位或2位)压缩、根据旁路或噪声(固定指数)压缩,这取决于要处理的数据类型。 为了优化原始数据传输,数据设备也包含存储器,进行回波数据传输前的暂存。 有源相控阵天线 ASAR的有源天线是一个1.3m*10m的相位阵列。天线包含五个1.3*2m的面板,在设备随卫星发射的时候可以折叠起来。每个面板由四个0.65*1m的模组组合而成。天线子模块可以分成三个子系统:天线伺服子系统,模组子系统和天线开关电源和监控子系统。 天线是基于机械架构的,包含五个坚硬的碳纤维增强塑料框架和两个碳纤维加强波导制成的射频功分网络为五个面板并行馈电。在发射时,这五个面板折叠在中间那个固定的面板上面,由八个收放机械结构固定住。 卫星被释放之后,天线面板通过步进电机依次展开,并使用八个锁定销实现天线±4mm的平整精度。20个模组的任何一个都是完全独立运行的子系统,包含四个供电单元,一个模组控制接口单元,两个微带射频公分以及16个子阵,每个子阵有24个微带双极化的低损耗无色散辐射单元。 每个子阵连接有1个T/R组件,两种极化信号独立链接。16个子阵安装到一起,通过热和机械解耦,发射面板具有结构和热一致性。模组控制接口单元提供模组的控制功能。它实现T/R组件的本地控制,发送数据并实现与控制子系统的接口功能。 这320个T/R组件的每一个都包含两路发射链路和一个共同的接收链路。为了实现校准,在模块到天线之间安装有一个耦合器。对于有源天线来说,T/R模块的相位和幅度特性是温度的函数。为了处理这个问题,设备中存储了补偿温度漂移的数据,T/R模块的温度被实时监控,模组控制接口单元根据温度进行相位和幅度校准,这为天线提供了较高的稳定性。 ASAR性能 合成孔径雷达的固有原理决定了ASAR设备的性能无法直接测试。替代方法是从仪器测试的各个阶段测量设备的底层参数。 以ASAR为例,由于其有许多工作模式并且需要测量多种参数,所以,完成整个设备性能的验证需要大量的测试。在测试中还可以调整设备的工作参数,以便在所有工作模式下都能获得最佳的整体性能。 ASAR仪器的寿命预测结果如表所示。这些数字是在假设最坏情况的情况下得出的,并证明Envisat ASAR的使命目标确实可以实现。 ESA开发了能够近似实时处理和离线处理ASAR任何工作模式下传回的数据的ASAR一体化处理器。这个处理器将被安装在ESA的载荷数据处理站,欧洲环境卫星处理和存档中心(PACs),以及各个国家提供ESA ASAR服务的工作站。 使用一体化处理器将确保用户获得的产品的一致性(具有相同的格式和处理算法),并将简化产品验证和未来产品升级的周期。 ASAR一体化处理器的关键新特性之一是能够生成中等分辨率(150米)和低分辨率(1公里)的连续条带图像。处理后的条带图像相当于十分钟的成像模式,交叉极化模式和宽条带模式,或者全球监测模式中一个完整的轨道的图像的数据量。用户可以选择处理后的条带的任何一部分进行查看。 处理器会计算校准脉冲测量系统发射的脉冲、地面站测量的每行天线的方向图以及外部特征数据的副本。通过对数据副本的处理跟踪传输和接收链中的参数变化,用于确定距离压缩处理的距离参考函数。 一体化数据处理器包括一个多普勒质心估计器,对于ERS的图像模式和波模式具有50hz的精度,对于ScanSAR模式具有25hz的精度,以限制方位角的测量误差。 ASAR的一体化数据处理器可以确保对所有接收到的高速率数据系统地近乎实时处理,以生成中分辨率和浏览图像。波模式或全球监测模式下的数据也将以近乎实时的方式系统地处理。 此外,ASAR一体化数据处理器将根据用户请求,允许高分辨率产品在接近实时或离线状态下,对图像模式或交叉极化模式(精确图像、单一外观复杂或椭球形地理编码图像)进行处理。附图显示了精确图像和中等分辨率图像的示例。 ASAR的任务模式可以分成两类: --低数据率模式(全球监测和波模式)可以在整个轨道周期中持续运行。 --高数据率模式(成像,可选极化和宽条带模式)每个轨道周期运行30min。 总结 先进合成孔径雷达(ASAR)具有很强的灵活性,具有五种工作模式,能够工作在水平和和垂直极化状态,俯仰角覆盖范围广,可以通过对320个收发模块的幅度相位进行控制实现天线波束的锐化。为了达到指标要求和使用的灵活性,许多新技术、过程和组件需要进行控制。 所有获取的数据都将以近似实时或者离线的方式由欧洲航天局的地面站的一体化数据处理器进行处理。使用一体化数据处理器保证了数据处理的一致性。ASAR系统的大量产品需要欧洲航天局监制来保证用户的使用。 来源:雷达通信电子战 版权归原作者所有,如有侵权,请联系删除。 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-12-16 关键词: 军事电子 雷达

  • 关于雷达杂波,感兴趣的请进来~

    雷达中的“杂波”通常表示不需要的回波,包括来自地面及建筑物、海洋、雨雪天气、鸟群昆虫等。虽然这些杂波功率有时会比目标的回波还要强的多,这就使得雷达对目标回波的检测产生了很大的检测困难。 通过天线主瓣进入雷达的杂波称为主瓣杂波,否则称为旁瓣杂波。杂波通常是随机的,具有类似热噪声的特性。由于杂波强度往往要比接收机内部噪声大,雷达在强杂波背景下检测目标的能力主要取决于信号杂波比(信杂比SCR)。 杂波通常在一定的空间范围内分布,其物理尺寸比雷达分辨单元要大的多,常分为两大类:面杂波和体杂波。当然,也有“点”或离散的杂波,例如电视塔、建筑物等特殊结构。 说到“杂波”,你可能想到的就是如何去抑制它,去减少它在雷达回波中的分量,在很多情况是这样的。但自然环境中的雷达回波并非都是不希望的,我们也可以加以利用。 例如,气象雷达和合成孔径雷达等。云雨的反射对飞机雷达来说是不希望,但气象雷达喜欢,可以用来测量降雨率,提升天气预报的准确性。 地面上的后向散射杂波或许会干扰很多地面雷达和机载雷达,但是合成孔径雷达喜欢,通过对不同地物回波的分析,可以掌握大量的信息。因此,同一种自然环境的回波在一种应用中是不需要的杂波,而在另一种应用中可能就是提取的关键信号。 杂波与雷达目标的回波相似,杂波功率也可以用杂波散射截面积(RCS)来描述,杂波的平均RCS为: 杂波散射系数无量纲,它与雷达系统参数有关,例如雷达波长、极化特性,照射区域和照射方向等;地杂波还与地表面的参数有关,例如地面形状、粗糙度、覆盖层的复介电常数等;海杂波与风速、风向和海面蒸发等参数有关。 来源:雷达通信电子战 版权归原作者所有,如有侵权,请联系删除。 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-12-08 关键词: 军事电子 雷达

  • 科普:机载预警雷达的工作模式

    机载预警与指挥系统包含两个重要部分: 机载雷达系统:用来远距离探测飞机、船舶、车辆。 指挥控制系统:指挥战斗机和攻击机进行打击。 指挥控制功能和空中交通管制所扮演的角色有非常相似之处,都是管理本地区的空中交通以确保任务完成。预警机拥有高机动性和雷达系统先进、高性能的双重优势。 预警机雷达 空中平台和雷达系统的组合能引导战机到达任务区域,并对敌方兵力进行反击。高空中的预警机有着巨大的优势:目标可以在很远的距离被侦测到。 现代预警机的脉冲多普勒雷达系统有大约400km的探测范围。这意味着可以尽早的发现地对空导弹以便部署对抗措施。 一架飞行在9km高空的预警机可以覆盖超过312,000平方千米的范围。三架这样的飞机同时环绕飞行可以覆盖相当于欧洲中部大小的地区。 在空对空格斗中,机载预警与指挥系统可以通过通信链路与友机协作。这样可以有效的延伸友机对周围情况的感知范围,增加隐蔽性,因为他们不需要使用自己的雷达系统。  E-3“望楼”预警机 E-3“望楼”预警机是在波音707客机基础上,在机身上方安装有一个独特的圆形雷达天线罩,机内有相关的大量电子设备,使得E-3能作为美军在作战战区中的指挥和控制中心。 其安装有AN/APY-1/2无源相控阵雷达系统,可提供地面和海上的监视。雷达系统收集的包含了敌我方飞机、船舶定位与跟踪的信息可以发送到多个指挥控制中心。 AN/APY-1 AN/APY-1是专门为E-3A Sentry AWACS设计的预警雷达,在增加海上工作方式后改称AN/APY-2。 雷达在9km的高空可以探测到400km以外的低空和海面目标,800km以外的同高度目标。上图说明了空中预警指挥系统可以探测空中和陆上目标的覆盖范围。 雷达工作在S波段,采用的是长8m宽1.5m的面阵列天线,俯仰向是电子扫描,方位向是在圆形天线罩中机械旋转,每分钟6转。 脉冲多普勒和普通脉压接收以频率分割方式工作。脉冲多普勒接收处理包括二次混频,I和Q正交通道,A/D变换,递归杂波对消。FFT滤波器组对回波进行频谱分析,并有自适应电路自动调整门限电平,从而实现CFAR。 雷达数据相关处理器(RDC)为一高速程序控制计算机,完成整个雷达系统的管理,处理检测数据,形成数字式目标报告。 雷达工作模式 高重频脉冲多普勒远距离搜索模式,用于在地杂波中探测目标; 高重频脉冲多普勒远距离搜索模式,使用俯仰角扫描以获取更广的俯仰角覆盖范围; 低重频脉冲雷达搜索模式(脉冲压缩),用于探测远距离的超视距目标,可以忽略杂波干扰; 低重频脉冲雷达搜索模式,用于探测水面舰艇,具有极强的脉冲压缩和自适应处理功能,可根据存储的地图调整海杂波和平原反射的影响。 这些模式可以交叉使用以提供全高度远距离空中目标探测或者同时监测空中和海上目标。此外还有一种无源探测干扰源的模式。360度的扫描方位角被分成32个不同的扇区,每个扇区在扫描时根据情况可以分配或改变不同的扫描模式和条件。 来源:雷达通信电子战 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-12-07 关键词: 军事电子 雷达

  • 多张动图详解雷达测距相关知识点

    雷达系统的基本功能是可以探测目标并测量相关参数,包括目标的距离、速度和角度等。下图显示了雷达系统的基本处理过程,包括发射机、天线、接收机、显示器等部分。 雷达系统的处理过程 雷达发射机产生信号,放大后通过天线以电磁波的形式辐射出去,遇到物体反射的回波被天线接收,雷达想要探测的物体称为“目标”,而将其他物体的回波称为“杂波”。 天线接收到的信号经过放大并进行信号处理,获得目标信息后由屏幕显示出目标的距离、速度和方向等多维度的信息。 距离探测 由于电磁波的速度恒定为c=3*10^8m/s,那么若能测量出接收目标回波时刻相对于发射时刻的时间差t,那么就可以通过R=ct/2来计算目标距离。 脉冲宽度与最小探测距离 对于单站脉冲体制的雷达,由于在发射信号时并不接收目标回波,因此存在一定测距的盲区,也就是雷达有最小探测距离。 距离盲区与发射的脉冲宽度相关,对于脉冲宽度1us对应150m的距离盲区,对于稍大脉宽的信号将有太大的距离盲区,例如100us的脉宽就有15km距离盲区。当然,采用收发分置或者连续波雷达将会解决距离盲区的问题,但会带来例如隔离等其他问题。 PRF与最大不模糊距离 脉冲重复频率(PRF)是脉冲重复间隔(PRT)的倒数,PRT=1/PRF。它将直接影响最大不模糊距离,也就是目标的回波在当前PRF即可返回。如果目标的雷达回波信号在下一个或下几个脉冲回波中才回来,那么就存在距离模糊。 我们可以通过参差PRF来解决,根据回波在不同PRF脉冲中位置的不稳定性来解模糊。点此查看: 解距离模糊的方法 当然,对于相控阵雷达,通过灵活的波束指向控制以不接收先前脉冲的回波也可以解决距离模糊的问题。 占空比 如上图,占空比是脉冲宽度与脉冲重复间隔(周期)的比值,等于脉冲发射的平均功率与脉冲峰值功率的比值。 从雷达方程可以看出雷达最大的探测距离是与发射机的输出功率直接相关的,最大发射功率通常是受限的,但是可以通过提高占空比来增加平均功率,从而增加探测距离。从上图中列出的关系,我们发现可以增加脉宽和减少脉冲重复间隔时间来提高占空比。 脉冲串及其频谱 从上图可以看出脉冲串的脉宽和周期及其频谱特性的关系。 距离分辨力 实际的距离分辨力很复杂,为了全面考虑距离自相关函数主峰、旁瓣对分辨能力的影响,Woodward定义了一个反映分辨特性的参数:时延分辨常数,它与信号的有效带宽成反比。 时延分辨常数是将相应主峰、旁瓣或类似噪声基地的全部能量计算在一起,除以主峰最高点功率所得的时间宽度。时延分辨常数越小,距离自相关函数的主峰窄、旁瓣或基底小,对分辨目标是有利的。 测距精度 首先要知道测距精度和距离分辨力是不同的概念。我们知道通过测量雷达回波的时延来测量目标的距离,但是系统对于时延的测量会有误差,这个误差的大小就是精度问题。 距离分辨率是雷达能区分二个目标的最小距离,二个目标相距小于它,雷达就认为是一个目标了。而测距精度则表示对某一个目标距离测量的精确性问题,它与信噪比和信号均方根带宽有关。 脉冲压缩技术 脉冲压缩技术是匹配滤波理论和相关接收理论的一个很好的实际应用。它的提出很好的解决了这样的一个问题: 在发射端发射大时宽、带宽信号,以提高信号的速度测量精度和速度分辨力;而在接收端,将宽脉冲信号压缩为窄脉冲,以提高雷达对目标的距离分辨精度和距离分辨力; 脉冲压缩雷达发射宽脉冲信号,接收和处理回波后输出窄脉冲的雷达,优点是能获得大的作用距离和很高的距离分辨力。 来源:雷达通信电子战 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-11-03 关键词: 脉冲压缩技术 雷达

  • Arbe推出首个2K高分辨率成像雷达开发平台

    Arbe推出首个2K高分辨率成像雷达开发平台

    10月29日,新一代4D成像雷达系统提供商Arbe宣布推出其雷达开发平台,为客户的成像雷达系统带来颠覆性改变。一级供应商、整车厂以及新型汽车汽车行业的公司,能够基于该2K高分辨率成像雷达开发平台或样件来优化其感应算法。 目前,Arbe正在与来自美国、欧洲、中国、韩国和日本的20多家一级供应商和整车厂合作,开发基于Arbe成像雷达开发平台的新一代雷达系统。这将助力基于Arbe技术的雷达最早于2022年搭载到道路上的车辆中。 与市面上其他雷达相比,Arbe雷达开发平台拥有绝对的技术优势。目前市场上的雷达大多只有12个信道,研发中的雷达信道预计达到192个,而Arbe芯片组远超任何其他雷达,支持 2304(48×48)个信道,并提供2K超高分辨率。凭借其在所有环境条件下卓越的分辨率和目标检测能力,Arbe成像雷达解决方案不仅能追踪如行人、自行车、电动车等更易受伤害的道路使用者,还能检测诸如停靠的车辆或高速路上的道路施工标志等静态物体,从而有效避免因ADAS导致的道路交通事故的发生。除此之外,它还消除了目前市场上雷达的痛点——误报,由此提高了雷达读数在ADAS和自动驾驶系统中的可信度。 Arbe首席执行官Kobi Marenko表示:“迄今为止,无论是为ADAS提供最高的安全标准,还是为无人驾驶汽车提供无可匹敌的感应能力,我们的解决方案已向业界展现了巨大的潜力。而Arbe雷达开发系统的推出,让我们的解决方案更为切实可行,实现了从理论到全球客户都能实施的跨越。这一里程碑让Arbe在汽车雷达行业处于领先位置。” “此外,4D成像雷达的开发平台作为高级感应能力的基础,包括对车辆自身速度以及车道内定位精确的实时推断。雷达数据的后处理可以实现在车辆的全视野中跟踪和分类物体,确定其方位和运动矢量,并提供精准的自由空间地图,以判定在任何天气或照明条件下是否具备安全的驾驶环境。” Arbe成像雷达开发平台包括: ◆ 整套Arbe成像雷达芯片组,搭配射频发射机和2K信道接收芯片(48个发射信道×48个接收信道),以及能够处理30Gbps雷达数据的专利成像雷达处理器。该专利芯片组提供超高分辨率,支持每帧超过1万次检测; ◆ 业内信道阵列最密集的雷达天线,且外形完美适配汽车制造商目前的尺寸和车辆安装规格; ◆ 用于访问和调度硬件的软件层; ◆ 用以指导一级供应商和整车厂客户雷达系统开发的参考。 关于Arbe: 新一代成像雷达芯片组解决方案提供商Arbe正在引领一场雷达革命,通过启用真正安全的驾驶员辅助系统,为完全自主驾驶铺平道路。Arbe的技术产生高精度的4D图像,在远距离和广角范围内以2K高分辨率、在仰角和方位角上优化目标区分、识别和追踪物体,并辅以基于人工智能的后处理和SLAM(同步定位和映射)。Arbe的专利技术使汽车制造商和一级供应商能够开发下一代雷达,这种雷达的细致程度是市场上任何其他雷达的100倍。 Arbe于2015年由半导体工程师、雷达专家和数据科学家组成的精英团队创立,迄今为止Arbe已经获得了超过5500万美元的融资,其中投资者包括:Canaan Partners Israel,iAngels,360 Capital Partners,光控Catalyst中国以色列基金,有着韩国现代汽车背景的AI Alliance,北京汽车集团产业投资有限公司(BAIC Capital),源清资本(MissionBlue Capital),O.G. Tech Ventures,Maniv Mobility,Taya Ventures 和 OurCrowd。Arbe总部设于以色列特拉维夫-雅法,在中国和美国设有办事处。

    时间:2020-10-29 关键词: 汽车电子 自动驾驶 雷达

  • 3种机载电子战系统的对比

    AN/ALQ-210系统 AN/ALQ-210专用于固定翼飞机和直升飞机电子支援,反潜/海上作战,以及空中预警。该系统集成了多频带相位、频率和幅度测量接收机和数字化接收机技术,采用了商用现货接收机/处理器设备和4个天线可更换设备。 AN/ALQ-210采用了基于VME总线的开放式结构,集成了数字化接收机技术,便于检测移动和静止目标。据说,在海洋和“信号密集”的沿海环境中的信号截获概率很高。 系统参数 参  数 数  值 射频带宽 可以到1000MHz(瞬时) 处理器 数字信号处理+200MHzPower PC™ 平均故障间隔时间 大于1900h(系统) 温  度 400转风扇(接收机/处理器) 体  积 24.8升(接收机/处理器)21.6升(每个天线可更换设备) 尺  寸 196 × 258 × 389 mm(接收机/处理器)315 × 384 × 243 mm(每个天线可更换设备) 重  量 6.98kg(每个天线可更换设备)25.67kg(接收机/处理器) IHS Markit研究机构估算,澳大利亚、加拿大、丹麦和美国的MH-60R“海鹰”直升机、CH-148“飓风”中型直升机上安装了约350套ALQ-210系统。10年全球电子战市场预测报告估算该系统市场份额为1.57亿美元,其中美国占多数。 AN/ALQ-217 ALQ-217无源电子支援系统能够以高检测概率和准确度进行自动扫描。开放式系统结构和现成的商业设计确保了长期的可支援性和增长性。 该系统由4个天线设备、4个有源前端和1个组合的接收机和处理器组成。射频系统工作范围分三个频段:低、中、高。每个频段内都具备360°全方位覆盖,有助于发挥更好的性能。 系统参数 1. 集成了Lockheed Martin公司的SP-103A Power PC 603e/704e/740™单板计算机。 2. 威胁模式变化检测、非研发前端和基于VME总线的开放系统结构和现成的商业设计。 3. 在有源机载辐射源存在下的信号截获/检测;类型、功能和模式识别;辐射源定位、距离估算和自动自监测。最新一代频域数字信道化接收机。 4. 模块化,能够进行数字处理。 5. 功率:548w。 6. 重量:91.6kg。 IHS Markit研究机构估算,埃及、法国、日本、台湾和美国的E-2C/D“鹰眼”预警机上安装了接近150部ALQ-217系统。10年全球电子战市场预测报告预测该系统市场份额为3.29亿美元,其中美国占多数。 AN/ALQ-218 AN/ALQ-218(V)战术干扰接收机(TJR)系统采用Litton公司LR-500精密测向系统的硬件和软件。EA-18和P-8A“海神”反潜巡逻机上安装了该系统,P-8A“海神”反潜巡逻机上的型号是ALQ-240。 AN/ALQ-218系统采用长基线和短基线干涉天线阵列和信道化接收机,可以提供360°全方位覆盖。重量:234kg。 系统功能 1. 通过使用宽带信道化数字接收机和多通道处理器,提高信号密集威胁环境下的信号截获概率。 2. 特定辐射源识别。 3. 提高频率测量精度支援干扰。 4. 最新一代频域数字信道化接收机。 5. 武器可更换设备的估算数量:10个。 IHS Markit研究机构估算,澳大利亚、印度、美国和英国的EA-6B电子战飞机、EA-18G电子战飞机和P-8A反潜巡逻机上安装了400多套ALQ-218系统。10年全球电子战市场预测报告预测该系统市场份额为18亿美元,其中美国占多数。 来源:雷达通信电子战 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-10-27 关键词: 通信技术 电子战 雷达

  • 车路协同助力智慧交通发展

    车路协同助力智慧交通发展

    2020年10月16日,湖南车路协同智能科技有限公司在“2020湖南(长沙)国际智慧交通暨智能网联新能源汽车产业博览会”上向大众展示了该公司的核心产品——车路协同(V2X)智能路侧安全预警系统。 “107国道、207省道、长益高速、金阳大道等路段都已安装车路协同(V2X)智能路侧安全预警系统,对往来车辆实时监测预警,运行以来,路段事故率大幅度下降。”展会现场,湖南车路协同智能科技有限公司展位上循环播放产品视频介绍,几个看似普通的装置吸引了不少与会者的目光,工作人员在一旁认真介绍。 该公司成立于2018年1月,其核心成员均来自于国家“863”计划车路协同项目参与者。公司创立之初引进车路协同核心技术,随后联合省内各大科研院校在应用上进行二次开发,最终完成智能路测系统的构建,并以此技术申请了国家25项知识产权。今年,该公司入选长沙市首批智能汽车产业生态“火炬企业”。 作为“互联网+交通”的产物,智慧交通被视为交通业实现跨越式发展的有效途径。“车路协同是智慧交通的重要组成部分,目前,公司着重关注安全方面的问题,加强了感知的开发,结合视频采集、微波、雷达技术、气象监测,通过对路段、车辆的实时监控,把搜集的信息汇总筛选后推送给驾驶员,从而实现道路安全。”湖南车路协同智能科技有限公司总经理黄松山介绍,车路协同(V2X)智能路侧安全预警系统是道路状况、车辆信息、天气情况等信息采集系统;车路协同云平台是对采集的信息进行储存,分析和处理的大数据平台,为交通管理、交通规划、道路养护提供重要的交通大数据。 黄松山告诉记者,该系统依托云平台可实现对路段实时超速监控、状态感知、信息交互、异常状态识别、区域通行决策与诱导等功能,能提升道路交通安全水平、缓解交通拥堵,提高路段信息服务水平、实现智慧管控。 下一步,该公司将关注校车、公交车、“两客一危”方面的智慧交通进程,通过安装车载系统,利用车路协同(V2X)智能路侧安全预警系统和车路协同云平台数据分析,让车辆出行更智能、更安全。“对于校车,云平台会生成全面完整的数据报表,进行实时监测,能让家长和各方更放心。”黄松山介绍。

    时间:2020-10-21 关键词: 智能 智慧交通 雷达

  • iPhone12或引发新一轮5G换机潮:镜头藏人机交互未来?

    iPhone12或引发新一轮5G换机潮:镜头藏人机交互未来?

    10月14日凌晨,在iPhone12的诸多信息被一一曝光后,网络上“创新匮乏、审美疲劳”的评价呈现压倒性态势。不过,结合往年手机市场综合性数据,有调研机构指出,新款iPhone将会成为又一款“真香预警”的手机,其到来将为疫情之下持续低迷的手机市场注入新活力,推动更多国内4G用户,尤其是中高端用户加入5G生态。 “今天将是iPhone新纪元开启的一天!”在被调侃“落后于时代”整整一年之后,苹果终于在新发布的iPhone12中加入了对5G的支持。除此之外,影像系统的升级也颇具亮点:iPhone12全系均配置UWB技术,Pro系列的两款更首次用上了激光雷达扫描仪。 尽管普通用户对于这一升级的感知可能并不强烈,但在不少专业人士看来,它们的存在暗藏着巨大的产业机遇,将开启通信、物联网、AR/VR等行业的“下一个十年”。 LiDAR让虚拟照进现实 在14日凌晨的苹果秋季发布会上,iPhone12正式面世。与基本机型相比,iPhone12Pro系列的两款手机除多搭载了一枚长焦摄像头外,还在右下角区域增加了一颗LiDAR Scanner,即激光雷达扫描仪。 这一技术初次露面,还是在今年3月苹果发布的新一代iPad Pro上。据苹果官方描述,激光雷达扫描仪支持发出不可见的激光束,并通过它们触及物体再反射回来所用的时间,测量出“绝对深度”。更通俗地来理解,就是借助这枚摄像头的能力,iPhone将对特定空间中物体之间的层次和远近关系形成更准确的判断,精度可达厘米甚至毫米级别。 具体来看,它的作用是什么?据苹果CEO库克介绍,有了这一技术的加持,iPhone在低光条件下的自动对焦速度最高可提升至六倍,夜间人像模式拍照的清晰度也将大幅提升。 更为重要的是,“在增强现实(AR)领域,这项技术将彻底改变游戏规则。”据苹果描述,未来借助它“又快又准的测绘能力”,“增强现实类App可让你不出房门就能置身逼真的雨林,或者一试新款球鞋上脚的效果。”在日常生活场景中,它还能在特定空间内模拟放置虚拟内容,帮助用户完成室内设计等工作。 再次站上风口的UWB技术 与激光雷达扫描仪相比,iPhone12本次更隐秘的一项镜头技术的升级在于“超宽频技术”,即UWB(Ultra-Wide Band)。与其他以英尺或码为单位测量的无线技术相比,UWB有望通过无线电波使搭载了UWB芯片的任何设备在4-12英寸(10至30厘米)范围内确认相互之间的位置。在此基础上,UWB可用于实现设备之间的短距离数据传输。 比如,当用户在使用隔空投送(AirDrop)功能时,只需要将个人的iPhone产品指向其他人的iPhone,系统就会为对方优先排序(距离越近,优先级越高),从而实现距离最近者优先选中并快速完成文件共享的服务。 去年,苹果推出的iPhone11全系已经搭载了支持UWB超宽频技术的U1芯片,这使得手机本身的空间感知能力大幅提升。到了今年,这一技术在iPhone12系列的四款手机中得到了延续。 事实上,除苹果之外,小米此前也已推出了基于UWB技术的“一指连”功能,能够实现将小米手机指向风扇、音箱等任意智能设备时都可直接控制,角度测量精度可达±3°。不仅如此,今年8月以来三星也已先后发布了有UWB技术加持的Galaxy Note20 Ultra,以及可折叠Galaxy Z Fold2手机。 “UWB技术是无线技术的下一件大事。”据国融证券预测,未来UWB定位系统在室内定位市场中将占据30%-40%的市场规模。到2022年,UWB技术的市场规模有望达到164亿美元。其他行业人士指出,随着苹果、三星等科技巨头的强势入局,未来UWB技术将在智能家居、增强现实、移动支付、室内导航等更多领域大展拳脚,行业生态有望迅速建立。 链接 iPhone12或引发新一轮5G换机潮 据IDC统计,第二季度国际市场的5G手机平均单价为837美元(不含税基准),而中国市场仅为464美元。在这背后,不仅仅反映了我国5G终端设备定价更加激进的事实,也侧面说明,国内目前的5G手机用户仍以中端用户为主,拥有更强消费力的高端智能手机用户尚未全面加入5G生态。 不过,据该机构预计,随着起售价为699美元(约合人民币4693元)的iPhone12系列5G手机的发布,“更高价位段5G手机的用户占比将持续增长。” 除IDC外,还有不少调研机构也对iPhone12的市场表现预期乐观。事实上,本次iPhone12在加入了对5G支持的基础上,对屏幕技术、处理器、影像系统也进行了重磅升级。目前,据统计,苹果在国内智能手机市场占据了44%左右的份额,排名仅次于华为。 有专业人士预计,后续苹果凭借自身的品牌影响力,以及受华为高端手机市场失守等外界因素的影响,“iPhone12对高端用户加入5G生态的带动作用将更加显著,甚至可能带动新一轮换机潮的来临。” 事实上,自2017年起,苹果推出AR软件开发套件ARKit,帮助开发者制作基于手机、平板、眼镜等设备的AR应用。目前,苹果已鼓励开发者开发了包括游戏Hot Lava等在内,能充分借助iPhone上的激光雷达扫描仪,实现在特定区域内建模并让用户获得增强现实体验的App。 此前,苹果已对外宣布将于2022年左右发布AR、VR头显的市场计划;有机构预测,在其带动下,消费级AR设备和应用生态产业链将快速起飞。

    时间:2020-10-16 关键词: 激光 iphone12 雷达

  • 科普:脉冲雷达基础知识

    雷达通常有两种基本类型:连续波(CW)雷达和脉冲雷达。CW雷达发射连续波,并且发射的同时可以接收反射的回波信号,即收发可同时进行。脉冲雷达间歇式发射脉冲周期信号,并且在发射间隔接收反射的回波信号,即收发间隔进行。 1. 脉冲雷达的优势 雷达在工作过程中,发射信号泄漏会对接收机造成干扰,情况主要有两种:一种是大信号干扰使得接收机压缩增益或出现饱和,甚至造成接收机阻塞,通常可以通过将收发天线进行物理隔离来解决;另一种是发射信号的边带噪声将微弱的回波信号淹没,对接收机的目标检测造成影响。 直接的信号泄漏通常可以采用收发天线隔离和频率分离相结合的方法得到解决。在多普勒导航器中,多普勒频移可以提供足够的频率间隔,以保证发射信号不对接收机造成干扰。 对于机载雷达,每个发射机不可避免的都会产生噪声,并且会调制到发射机的输出,产生调制的边带噪声,覆盖了发射频率左右很宽的频带。尽管这些边带噪声的功率极小,但是仍然比来自目标的回波信号强很多个数量级。 为了防止发射机边带噪声干扰接收信号,必须将接收机与发射机隔离。采用独立的发射机和接收机,并且发射机和接收机采用各自独立的天线,从而实现发射机和接收机的隔离。地面和舰载连续波雷达就是如此。 但是,机载雷达因为空间受限,通常收发要共用一副天线,因此,发射机输出的边带噪声不可避免地会通过天线进入到接收机。脉冲体制雷达则可以有效避免出现发射机干扰接收机的问题。 2. 脉冲雷达的波形参数 如果雷达采用脉冲体制,收发不同时,则发射信号的泄露不再是一个问题。脉冲工作模式的另一优点是可以简化距离测量。如果脉冲间隔足够宽,通过测量发射脉冲与接收到该脉冲的回波脉冲之间的时间差,即可精确地测出目标的距离。 载波频率 载波频率通常不是常数,而是为了满足专门的系统或操作需要以不同的方式变化的。从一个脉冲到下一个脉冲,载波频率可能增大或减小。在一个脉冲内部,载波频率也可能随机地或者按照专门方式改变,这被称为脉内调制。 脉冲宽度 脉冲宽度是指脉冲持续的时间,根据雷达的不同用途,脉冲宽度可以从微秒级到几千毫秒。 当雷达用未经调制的脉冲去分辨两个被测目标,两个目标的距离间隔必须能够满足条件:即发射脉冲下降沿离开较近距离目标的时间,要先于来自较远距离目标回波脉冲的上升沿到达较近距离目标的时间。 脉冲重复频率 脉冲重复频率(PRF)是雷达脉冲发射的速度,即雷达每秒发射脉冲的个数。机载雷达的PRF可以从几百Hz到几百kHz,并且在雷达工作过程中可以改变。 另一种测量脉冲重复频率的方法是测量它的倒数,即一个脉冲的起始沿到下一个脉冲的起始沿之间的周期,称之为脉冲重复间隔(PRI),有时候也叫脉冲周期。例如, PRF为100Hz,那么PRI就是1/100=0.01s,或者10,000。 PRF的选择很重要,这是因为,它决定了雷达是否会产生距离模糊和多普勒频率模糊,以及模糊的程度。上图说明当雷达不能直接确定回波脉冲与哪个发射脉冲相对应时,就会出现距离模糊。 3. 输出功率和发射能量 在讨论脉冲发射对输出功率和发射能量的影响之前,先来看看功率和能量的关系。简单地说,功率是单位时间内能量的多少,能量是功率在时间上的积分。雷达脉冲发射的能量等于输出功率乘以发射脉冲持续的时长。 一般来说,对于脉冲雷达输出功率,有两种不同的测量方法可得到两种不同功率:峰值功率和平均功率。 峰值功率 如果脉冲为方波,那么每一个脉冲的功率值从其上升沿至下降沿是一个常数,即当发射机打开或发射时,其峰值功率就是输出功率。峰值功率用P表示。在单个传输路径(比如波导)上峰值功率有上限值的。 峰值功率和脉冲宽度决定了发射脉冲传输的能量大小。如果脉冲是方波,每个脉冲能量就等于其峰值功率乘以脉冲宽度。 平均功率 雷达的平均发射功率,是指在一个PRI内发射脉冲功率的平均值。如果雷达脉冲是方波,平均功率等于峰值功率乘以脉冲宽度与PRI的比值。 例如,一个雷达的峰值功率为100kW,脉冲宽度为1,在PRI为2000内的平均功率为100=0.05kW或50W。 脉宽与周期的比被称为发射机的占空比,表示雷达工作过程中发射持续时间所占的比例。举例来说,如果一个雷达的脉冲宽度为0.5,而PRI为100,那么占空比为0.5雷达发射时间即为其工作时间的5/1000,就可以说雷达发射机的占空比为0.5%。 雷达平均输出功率之所以重要,是因为它可决定雷达潜在的可探测距离。在给定的周期内,雷达发射的总能量等于平均功率乘以脉冲周期。 为了使探测距离最大化,可以通过三种途径来提高平均功率:提高PRF、加大脉冲宽度以及增加峰值功率。 平均功率还关系到其他的一些因素。它与发射机效率一起,决定了因为发射机发热损耗所必须消散的能量,反过来说,这也决定了所需的冷却量。因此,平均功率越高,发射机就会越大、越热。 来源:雷达通信电子战 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-10-14 关键词: 信号 雷达

  • 瑞地测控牵头推进车载毫米波雷达测试标准化,NI赋能首个方法落地

    瑞地测控牵头推进车载毫米波雷达测试标准化,NI赋能首个方法落地

    国际评级机构—标普公司在9月18日的报告中表示,受新冠肺炎疫情影响,全球轻型汽车销量和生产受到干扰,预计今年全球轻型汽车销量将比2019+年下降20%。汽车行业遇冷,但产业链围绕新能源、自动驾驶的研究课题、标准制定等一直在持续推进。今年8月,中国汽车工业协会团体标准T/CAAMTB 15-2020《车载毫米波雷达测试方法》正式发布并实施。标准首次对车载毫米波雷达测试环境、测试目标、测试性能等提出明确要求,并详细阐明标准的测试方法和测试流程,有效填补了车载毫米波雷达检测标准的空白! 该标准由清华大学苏州汽车研究院组织,苏州瑞地测控技术有限公司牵头(以下简称“瑞地测控”),中国汽车工业协会提出并归口,联合行业上下游企业共同研制。其中,瑞地测控是整个标准的主要制定者和撰写者,内容经过多次专业审核和验证,最终落地。 瑞地测控在进行车载毫米波雷达的测试方法和测试效果验证时,采用的正是NI公司的汽车雷达测试系统。不久前,在国内最大的汽车测试及行业发展博览会ATE China上,NI工作人员表示:“NI与瑞地测控有着十分深入的合作,瑞地测控是NI车载毫米波雷达测试解决方案的全球指定合作伙伴之一。NI的VRTS硬件(Vehicle Radar Test System,简称VRTS)及软件平台,助力瑞地测控实现了车载毫米波雷达的性能及功能指标测试,对《车载毫米波雷达测试方法》标准中测试方法的验证和测试数据的定义起到重要的支撑作用。” 图1:2020年ATE展会上,NI与瑞地测控联合展示智能汽车测试方案 车载雷达行情看涨,新标准出台、确立测试认证标杆 ADAS市场的蓬勃发展,带动了毫米波雷达装机量的增长,尤其是77GHz雷达,逐渐成为行业主流。自2017年开始,中国乘用车毫米波雷达市场明显加速,例如2017年乘用车毫米波雷达安装量约232万颗,到2018年乘用车毫米波雷达实际安装量达到了358万颗,同比增长54%。2019年,中国市场的乘用车上安装了517万颗毫米波雷达,年均激增44.37%,特别是77GHz雷达,安装量同比增长69.3%。 随着自动驾驶技术的发展,汽车上的传感器数量与种类将越来越多,包括汽车毫米波雷达、激光雷达、视觉摄像头、卫星导航定位等,如何标准化、全方位地验证自动驾驶技术的有效性、安全性是一项非常大的挑战!然而自动驾驶汽车的“路测”与传统汽车很不一样,由于存在重复性差、成本高、风险高、周期长、场景受限等原因,整车厂往往无法通过“路测”解决所有的测试挑战,因此实验室测试将是自动驾驶汽车测试的重要环节。当前,国内外对于自动驾驶技术的测试能力、相关的测试方法、测试设备、测试场景都很欠缺。《车载毫米波雷达测试方法》团体标准的公布与实施,无疑是自动驾驶测试领域的一次重要里程碑! “在标准确立之前,毫米波雷达的测试需要从第三方视角去搜集主机厂商,ADAS研发团队,零部件厂商,模组设计团队等的需求共性、产品共性,从而设计有效的、可重复的测试方法,流程十分冗长而且繁琐。” NI 亚太区副总裁苏利发(Joseph Soo)称:“该标准推出的意义在于,它推动了汽车雷达的测试认证体系建设,为车载毫米波行业确立了行之有效的测试方法标准,而且其它相关行业的毫米波雷达测试也可以参考使用。这一标准不仅填补了毫米波雷达检测标准的空白,更是极大促进和推动自动驾驶技术的快速发展。” 以雷达测试为基点,NI联结行业推动更多测试标准化 智能网联汽车技术正在不断演进,除了毫米波雷达的测试标准,未来将会出现更多的测试标准化需求,并从车载端设备的测试逐渐向路侧端设备和计量端设备的测试标准演进。那么,从测试的角度考虑,如何真正实现从智能到网联、从实验室到量产的全覆盖? 以车载毫米波雷达测试为例,车载毫米波雷达一般分为77GHz和24GHz等工作频段,而且从研发到量产等不同开发阶段的测试难题也不尽相同。这其中最大的测试挑战在于对测试设备的需求差异:传统的测试设备难以实现不同产品,不同开发阶段的设备不能复用,需要多次投入,很大程度上增加了用户的成本压力;而且不同的仪器,对使用者的要求也有区别,这也增加了系统的复杂性。 图2:面向测试标准化的毫米波雷达测试解决方案 在《车载毫米波雷达测试方法》的标准中,瑞地测控基于NI的软硬件平台实现了从研发到量产的全部测试要求,以统一的设备就能够完成其他厂商多套系统才能实现的功能,从而满足不同用户在不同阶段的测试需求。不仅是毫米波雷达测试,在全ADAS测试等更多的应用中,统一的软硬件平台可以增强系统的可拓展性, NI正推出智能化的汽车测试方案,致力于联结行业的各个环节与资源,从而推动更多的测试标准化,加速汽车行业的发展。 除了车载毫米波雷达测试以外,NI与瑞地测控联手打造了ADAS HIL测试系统,以及V2X大空间同步信道测试、公里级高精度同步信道测试等解决方案,共同推动汽车测试行业的标准化进程。 图3:NI与瑞地测控共同打造的专业ADAS HIL仿真测试系统 目前,NI与瑞地测控打造的毫米波雷达测试方案已经成功部署到了业内多家企业,并获得广泛的行业认可,如清华大学苏州汽车研究院、FAW、亚太机电、承泰科技、纳瓦电子等企业/机构,帮助各级供应商进行毫米波雷达的研发验证及量产测试,为主机厂商提供雷达标定和选型的可靠依据。 后记 在ATE展会,瑞地测控的负责人接受采访,分享了制定《车载毫米波雷达测试方法》的过程,以及对于汽车测试标准化的看法。 瑞地测控CEO郑凯表示:“测试方法的标准化是行业的共同需求且亟待解决的问题,瑞地测控深刻意识到测试对于智能网联汽车发展的重要性。以更先进可靠的技术方法实现标准化的测试流程,无疑将为汽车产业的快速发展助力。因此,毫米波雷达测试标准的制定提案被提出时,引起了广泛的关注。众多整车厂商,零部件供应商以及行业协会纷纷表示对该标准的重视,并一致认可该测试标准的制定对于解决当前行业挑战的重大意义,从不同的视角对标准提出意见。最终,以瑞地测控主笔牵头,经过多方共同努力,制定出符合行业需求、为产业发展提供价值的测试标准。这是产业链上下游共同参与、携手创新、寻求共赢的结果!”

    时间:2020-10-13 关键词: 毫米波 毫米波雷达 雷达

  • Ouster发布首款高性能、全固态数字激光雷达ES2

    Ouster发布首款高性能、全固态数字激光雷达ES2

    Ouster发布基于其独有数字激光雷达架构而研发的最新高性能固态激光雷达ES2。 ES2是市场上第一款全固态、高分辨率、长距的数字激光雷达,探测距离超过200 m。 ES2面向车规量产项目的初始价格将为600美元,并计划于2024年实现大批量生产。ES2为ADAS和工业自动化提供了一个成本更低的选择。 1、全固态数字激光雷达 ES2固态激光雷达自然沿用了Ouster的数字激光雷达方案。借助在OS系列旋转式激光雷达上已经验证成功的数字激光雷达架构,Ouster以同样的核心技术设计开发了一款全固态激光雷达,这是一款真正的、无任何移动部件的固态激光雷达。 ES2通过“电子扫描”方式依次发射集成在单个芯片上的一万多个激光器。这些激光器是与一个定制的数字探测器阵列相匹配的,而这一数字探测器阵列每秒能够计数万亿个单独的光子。ES2所使用的激光器和探测器阵列的核心技术与OS系列旋转式激光雷达是相同的,与iPhone和iPad Pro等众多消费类设备也是一致的。 一个芯片上集成有上万个激光器,每个激光器被固定在视场角的不同位置点上,因此ES2不需要任何移动的部件就可以实现客户对测距、视场角和分辨率的要求。 ES2和OS系列所使用的数字部件均来自并受益于消费电子设备供应链,因此这两类产品的生产线具有一致性,这也是Ouster独有的优势之一。OS系列旋转式激光雷达的制造、校准和验证均已实现规模化运行,ES2固态激光雷达将直接在Ouster海外制造工厂中一条已经运行的大批量生产线上进行生产。 “发布一款真正的固态数字激光雷达是Ouster在5年前就开始实施的一项计划的最终成果,该计划的目标是以100美元的价格使激光雷达技术得到广泛应用,改善生活。我们OS系列旋转式激光雷达的成功,证明了数字激光雷达技术的众多好处,因此我们现在有信心更进一步推出ES2。 ES2的入局将改变市场规则,这是一款应用标准CMOS制造技术的全固态激光雷达,将直接冲击现有市场。” 来自Ouster CEO Angus Pacala。 行业研究员们一致认为Ouster的固态激光雷达将颠覆现有激光雷达市场。来自Yole Développement光子与传感团队的成员Pierrick Boulay评价道:“与很多其他的市场类似,激光雷达市场的技术路线正在逐渐向数字化发展,虽然过渡过程会花费一点时间,但是结果通常都是一样的:传统产品创造了市场,数字化产品最终将主导市场。数字激光雷达为低成本、可广泛应用、高性能的3D成像提供了一条清晰的发展路线,这也是自动驾驶、机器人、工业自动化解决方案所需要的。” 2、为高速驾驶提供200m+探测距离 ES2专为ADAS和高级别自动化设计优化,可提供200m(10%反射率)的探测距离,以满足OEM的需求。ES2重新定义了固态激光雷达,为高速ADAS和自动化解决方案提供了一个成本更低的选择。 3、目标价100美元 就如成功的将旋转式激光雷达的价格降低95%一样,如今Ouster准备大幅降低固态激光雷达的价格。ES2首次进入市场的量产价格将为600美元。以数字激光雷达技术为基础,Ouster制定了一条非常清晰的路线,可以将迭代产品的价格进一步降至100美元。 4、车规级别 从一开始ES2就是为了满足甚至超过车规要求的性能、可靠性和使用寿命而设计的。ES2是一款真正意义上的固态激光雷达,无任何移动部件,因此它比目前市场上很多“半固态”激光雷达结构更简单、更可靠。“半固态”激光雷达在严格意义上并不是固态激光雷达,它们大多基于微振镜或其他扫描方案,内部仍然会有移动的部件。 基于其全固态、数字化的设计,Ouster的ES2很可能会成为市场上最安全、最可靠的激光雷达。ES2将根据最严格的行业标准,进行并获取网络安全、冲击及振动、热循环、防护等级等测试的认证,其中包括ISO 26262 (ASIL-B)、SIL-2和ASPICE。 5、2022年面市 目前ES2的研发正在Ouster旧金山总部进行,预计将于2022年开始向关键客户和合作伙伴交付样品。大批量生产将于2024年完成,PPAP也将配合量产验证的时间线进行。除此之外,Ouster还计划将ES2提供给机器人、工业自动化、智慧城市等应用中的关键客户。 6、关于Ouster Ouster致力于为自动驾驶、机器人、工业自动化、智慧城市等应用提供高分辨率的数字激光雷达。 凭借其独有的数字激光雷达架构,Ouster的激光雷达更可靠、性能更高、价格更低,且能同时提供图像级数据。

    时间:2020-10-10 关键词: 数字激光 ouster 雷达

  • 雷达基础知识:脉冲重复频率(PRF)

    大家都知道,对于脉冲体制的雷达信号,它有一个重要的参数是脉冲重复频率(PRF)。那么,雷达的重频一般会有哪些变化呢? 重频固定 对 于常规雷达,PRF通常是不变的,也就是 说脉冲重复间隔(PRI)是固定的。 示意图中框出来部分是PRI,在常规的简单雷达中它是固定的。PRI不变的一个好处就是雷达简单,可以通过多个脉冲的积累来提高信噪比,以及对多个脉冲的处理获得目标的多普勒信息,用以测速。 但是,很明显的一个问题就是当目标较远回波没有落在当前PRI中,那么就出现了距离模糊。这时,重频参差就派上了用场。 重频参差 重频参差雷达具有多种重复频率,假设周期参差数是m,则PRI为m个固定的值,每经过m个脉冲,各PRI值循环变化一次,这个大的重复周期称为帧周期。重频参差可以用来解距离模糊。 重频抖动 重频抖动是指PRI的值在中心值附近随机变化,一般是呈现均匀分布。常见的抖动调制方式有正弦调制、伪随机序列调制等。抖动的范围一般在1%~10%。 重频滑变 重频滑变的PRI值是按照一定的规律连续改变的,可以是递增的,也可以是递减的,变化范围比重频抖动要大。滑变的间隔可以是固定是,也可以按照不同的样式进行有规律的变化,例如正弦滑变、锯齿波滑变等。 重频跳变 在预设的几个PRI值之间周期性的循环跳变。 脉组间PRI变化 在一个脉冲组内PRI保持不变,另一组脉冲的PRI与前一组不同,PRI值的变化可以是周期性的。 脉冲重复间隔是信号分选的一个基本参数,但是这个参数可能是固定的,可能是变化的,加上辐射源本身的不稳定和测量的误差,PRI一般都会存在一定范围的误差。 脉冲重复频率“变化莫测”的一个明显的好处就是给敌方的分选带来困难,反侦察抗干扰能力得到增强。 来源:雷达通信电子战 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-10-08 关键词: 脉冲重复频率 雷达

  • RCWL-0516微波雷达感应开关

    00微波雷达感应开关 今天刚刚接到在TB购买的 RCWL-0516微波感应开关[1] 模块。和前几天测试的 24G微波人体感应模块[2] 相比,它(¥4.15)比起 24G微波人体感应模块[3] (¥8.8)更加的便宜。 下面对于这款模块进行初步的测试。 ▲ RCWL-0516微波感应开关 01模块的基本应用 1.外形和基本组件 采用专用信号处理控制芯片RCWL-9196 宽工作电压范围:4.0 ~ 28V 与传统的红外感应PIR相比,具有穿透探测能力; 封锁时间距离可调整; 模块可以输出3.3V电源。 ▲ RCWL-0516模块外形 2.基本参数 ▲ 模块的基本参数性能 3.输出管脚功能定义 ▲ 模块的输出管脚定义 ▲ 外部输出管脚功能定义 3V3:模块试试3.3V电源。100mA对外部的供电能力; GND : 模块电源地; OUT:控制信号输出。当监测区域内有物体移动时,OUT输出高电平。C-TM可以设置重复出发时间。如果从出发时间内有触发信号(有物体移动),持续输出高电平。如果监测区域内没有移动物体,输出低电平。 VIN:模块电源输入:4 ~ 28V CDS:触发控制信号。小于0.7V,OUT一直输出低电平。如果大于3.3V,检测正常工作。CDS管脚外接光敏电阻,可以在白天关闭模块功能。 4.使用说明 (1) C-TM: 调节触时间。默认的出发时间为2s。增加电容容量会增加重复出发时间。实际计算重复出发时间可以通过如下操作确定:C-TM上贴上电容。测量9196的3管脚信号的频率 。那么重复出发时间T等于: (2) R-CN 调节距离。接电阻,检测距离变小。如果没有接电阻,检测距离在7M左右。接1MΩ左右时,探测距离约5M。客户可以根据实际情况进行调节。 (3) R-CDS 内部VCC通过R-CDS与内部的1M电阻并联到CDS(即RCWL-9196的PIN9)。CDS处接光敏电阻,可以关闭模块检测功能。可以根据实际需要环境亮度来设计中R-CDS值。 ▲ 感应器的检测范围 02初步测试 1.静态测试 供电+5V:工作电流大约2 ~ 3 mA。 2.各管脚电压 3V3 GND OUT VIN CDS 3.3V 0V 3.3V 5V 3.0V 3.测试对于运动物体感应 在模块前方运动手掌,上下运动或者前后运动,都可以引起模块的输出。手掌距离模块大约50厘米左右。 ▲ 测试对于手掌运动的感应 在模块前方的一定区域,人体的运动均可以引起模块的输出感应信号。 03原理分析 1.原理图 下图给出了来自于 RCWL-0516原理图[4] 给出的模块的原理图。这是由澳大利亚墨尔本的的 Roger Clark[5] (自由作家、咨询师和开发工程师)给出的一些分析资料。 ▲ Roger Clark 在上述原理图中,提到RCWL-9196除了PIN8之外,其余的各项功能都与 BISS0001[6] (专门用于PIR:人体热释电红外传感器检测)IC。 微波核心是以微波晶体管 MMBR941LT1[7] 组成的电容三点振荡为核心的。但是该电路如何完成对微波反射(多普勒)信号的检测的基本原理尚不太清楚。 2.在GITHUB上的资料 Jdesbonet在 GITHUB上关于给出了RCWL-0516资料[8] 。并对该模块的基本原理进行的解释。相关的实验也验证了模块的部分性能。 关于RCWL-0516的工作频率,Jdesbonnet通过HackRF One SDR Radio检测到3.181GHz的载波。并显示了传感器前挥动手引起载频的变化。 ▲ 在模块前挥动手所引起的载频频谱的变化 下面是相关的原理图: 对于后期低频信号处理采用了RWCL-9196芯片。其内部的功能框图为: ▲ RCWL-9196内部功能图 04进一步信号测量 通过03-2中GITHUB上的关于RCWL-9196内部的功能描述,可以看到在RCWL-9196的PIN16输出了对于微波检测信号的放大信号。 1.直接测试PIN16信号 使用示波器探头可以测量到这个变化的信号。 ▲ 在RCWL-9196PIN16管脚测量变化的信号 2.测量滑轨上运动单面覆铜板 使用在博文 蜗杆单轨滑轨的驱动的统一接口[9] 提到的单轨滑轨带动一块 单面覆铜板[10] 与RCWL-0516模块相向运动。 由滑轨带动的覆铜板运动,引起RCWL-9196的PIN16管脚的电压上下波动。 ▲ 运动的单面覆铜板引起电压上下波动 3.舵机带动敷铜板摆动 使用舵机带动覆铜板进行前后摆动,测量RCWL-9196的PIN16管脚的输出波形如下。 ▲ 覆铜板在舵机带动下前后摆动 05采集波形分析 使用DS6104数字示波器采集RCWL-9196的PIN16波形进行分析。下图使用采集模式为High Resolution模式,获得的采集到的电压波形。 ▲ 舵机带动覆铜板前后摆动 ▲ 舵机带动覆铜板前后摆动 ※ 结论 通过对于购买到的RCWL-0516微波感应开关[1]电路进行初步分析,根据网站一些资料,可以基本获得该模块的工作特性以及内部工作信号。 通过对RCWL-9196的管脚16信号的测量,可以获得微波信号进一步的包含运动物体丰富信息的信号。关于这方面的进一步应用,可以今后展开。 参考资料 [1]RCWL-0516微波感应开关: https://detail.tmall.com/item.htm?_u=lnvskcdf190&id=561279166895 [2]24G微波人体感应模块: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/108564703 [3]24G微波人体感应模块: https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.79e32e8dPTLS68&id=37463183118&_u=lnvskcd6ef8 [4]RCWL-0516原理图: http://www.rogerclark.net/wp-content/uploads/2017/06/RCWL-0516-schematic-annotated.png [5]Roger Clark: https://www.rogerclark.net/ [6]BISS0001: http://www.ladyada.net/media/sensors/BISS0001.pdf [7]MMBR941LT1: https://www.westfloridacomponents.com/mm5/graphics/ds7/MMBR941LT1.pdf [8]GITHUB上关于给出了RCWL-0516资料: https://github.com/jdesbonnet/RCWL-0516/ [9]蜗杆单轨滑轨的驱动的统一接口: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/108659373 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-09-29 关键词: 模块 信号 雷达

  • 科普:机载X波段AESA雷达

    有源电子扫描阵列(AESA)因其卓越的性能、多功能能力以及降低的功耗和雷达散射特征使得空中作战飞机的性能发生了革命性的变化,而且可靠性更高、生命周期内的成本费用更低。 随着器件和封装技术的发展,诸如氮化镓(GaN)单片微波集成电路(MMIC)、共形阵列、数字阵列雷达、MIMO体系结构和集成射频系统等领域是未来发展的趋势。 作战飞机上的火控雷达采用了AESA多功能系统,典型工作频段为X波段。这些雷达也正在改装到F-15E、F-16和F/A-18等现役战机上,以提升其作战能力。 美国的第一批AESA产品是西屋公司研制的1500单元阵列雷达,也就是现在诺斯罗普·格鲁曼公司为F-22A猛禽战机研制的APG-77雷达前身。与西屋公司同时开展研发的是由1100个单元构成的雷神APG-79雷达,最初的目的是为了升级替换F/A-18E/F超级大黄蜂装备的APG-73雷达。 为APG-79开发的T/R模块技术被用于后来F-15C的APG63(V)3和F-15E的APG-82(V)1雷达升级,此外,该技术也促进了B-2幽灵隐形轰炸机雷达APQ-181的进一步升级,APQ-181使用了一对2000个X波段天线单元。 诺斯罗普·格鲁曼公司开发了1000个阵元的APG-80作为F-16战机的升级产品,后来APG-80演变为可升级的捷变波束雷达(SABR)设计,以SABR为模板,格鲁曼公司研制了装备F-16的APG-83、装备B-1轰炸机的SABR-GS APQ-164 AESA雷达。 AESA的T/R模块将多个MMIC组合在一起实现独立通道控制的接收机、发射机和波束控制器。早期的AESA采用四通道设计技术,而目前都是基于单通道T/R模块的设计。与四通道或多通道的设计相比,单通道设计能够显著提高生产效率;AESA天线与数百甚至上千个收发模块集成组装在一起实现电磁波的接收、发射。 由于AESA雷达使用了数百到数千个独立的T/R模块,因此即使部分T/R模块出现故障也只会稍微降低天线性能。灾难性的AESA故障仅仅在共享子系统(如电源或波束控制器BSC)发生故障时才会出现。 AESA具有比PESA或MSA更大的带宽,有助于低截获概率(LPI)模式,并有效对抗针对频带内信号的电子干扰。这种能力允许使用AESA雷达作为威胁告警子系统的高增益天线,或者具有千兆比特/秒的带宽传输能力,或者具有LPI隐蔽能力的数据链路。 AESA接收机通常比PESA/MSA接收机具有6dB或更好的噪声系数。因为网络噪声系数或系统噪声系数主要是由天线辐射单元与第一级接收机之间的损耗决定的。 更高功率孔径的AESA阵列也具有作为定向能武器的巨大潜力,从而在电子目标密集的环境中产生破坏性或电气损伤效应。AESA将成为使用GaN元件的下一代EA-18G咆哮者干扰机设计的核心技术。 AN/ZPY-2多平台雷达技术嵌入计划(MP-RTIP)已经启动,专门用于提供监视成像和地面动目标指示(GMTI)能力,面向的装备平台为E-8“JSTARS”和RQ/MQ-4全球鹰。 实现高分辨率的宽幅合成孔径雷达(SAR)图像是一种全新的技术挑战,需要应用新的设计概念和系统架构。 基于多通道的SAR系统允许通过使用数字波束形成(DBF)或MIMO技术来克服分辨率与覆盖范围的矛盾。SAR图像的产生是通过相参方式实现的,从而导致散斑噪声,但也意味着能够提取出更多的附加信息。目前已经有多种技术可用于检测两幅SAR图像之间的精细地表扰动,例如应用于地面车辆轨迹的相干变化检测(CCD)技术。 运动目标检测(MTD)雷达通过使用目标运动引起的多普勒频移,可以消除杂波后检测到期望的目标信号。MTD要求射频元器件具有高线性度和宽动态范围,并实现天线旁瓣电平控制。空时自适应处理(STAP)能够通过空间和多普勒谱特性区分目标和杂波,从而将杂波区检测的虚警率降低一个数量级。 下一代AESA天线将在同一个射频前端组合产生不同工作模式,包括雷达、通信(数据链)和电子战(干扰),这将导致更高的MMIC需求。目前用于AESA的T/R模块射频部分通常是基于砷化镓(GaAs)技术,在过去的10年中,半导体刻蚀技术取得了很大的进展,特别是GaN和硅锗(SiGe)双极晶体管(BiCMOS)材料有可能挑战甚至取代砷化镓技术。由于GaN的高功率性能和低成本费用,领先的制造商都在积极推动GaN取代GaAs。 在相同的芯片面积上,GaN的功率输出能达到GaAs的5倍以上,由于芯片的价格取决于芯片面积,因此从成本效益上来说也得到了很大的提升。例如,如果制成的GaN晶片(包括制作材料)成本是GaAs的两倍,但GaN MMIC是GaAs MMIC尺寸的1/3-1/4,那么GaN解决方案的花费仅仅是GaAs方案的50-66%。 基于GaN的系统还通过减少总的T/R模块数量降低成本费用,同时更高的工作电压提高了DC到RF的转换效率,降低了功率消耗和生命 来源:雷达通信电子战 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-09-28 关键词: 模拟技术 雷达

  • 实力科普:不同波段雷达的特性

    波段划分 我们常说的S波段、X波段的波段划分方法源于二战时期,由历史演变而来,很不规范。后来,又有了规范的A/B/C...的划分方法。雷达波段代表的是发射的电磁波波长(频率)范围,一般情况下,长波(低频)的波段远程性能好,易获得大功率发射机和巨大尺寸的天线;短波长(高频)的波段一般能获得精确的距离和位置,但作用范围短。 P波段(A/B/C) 频率在1GHz频率以下,由于通信和电视等占用频道,频谱拥挤,一般雷达较少采用,只有少数大型的地面预警雷达和天波超视距雷达采用这一频段。使用这些较低的频率,更容易获得大功率的雷达发射功率,电磁波的空间拓展损耗也远低于使用较高频率; 但是,较低的频率需要具有非常大的物理尺寸的天线,限制了角度的分辨性能,并且带宽资源有限也限制了距离分辨力。目前,这些频段正在复苏,这是因为隐身技术在极低的频率下并不具有期望的隐身效果,因此具有反隐身的作用。另外,超宽带(UWB)雷达的新技术也在使用该波段。 L波段(D) 该频段经常传输具有高功率,宽带宽和脉冲内调制的脉冲,是远程地对空警戒雷达的首选;另外,空中交通管制(ATM)远程监控雷达工作在这一频段;这个频段对于远程探测卫星和洲际弹道导弹也是具有吸引力的。 我国的SLC-7雷达就是工作在L波段,采用多项最新雷达技术,作用距离远、测量精度高、抗干扰能力强,并兼具目标类型分辨和敌我识别能力。该雷达采用两维相扫、方位机扫体制,全数字有源相控阵体制,具备对常规空气动力目标,隐身飞机、巡航导弹、空地导弹以及临近空间等目标的探测能力。可为远程防空反导作战提供预警、目标指示、跟踪制导。还可对付目标无人机、火炮和火箭弹目标等。 S波段(E/F) 该频段的雷达系统需要比在较低频率范围内要高得多的发射功率,来达到大的作用距离,是远程探测和三坐标(距离/方位/俯仰)精确测量的折中,例如美军“宙斯盾”的AN/SPY-1系列舰载雷达等。另外,也可用于空中交通管制的机场监视雷达以及机载报警和控制系统。 C波段(G) 在该频带中有许多手持战场监视、导弹控制和地面监视雷达系统,具有中短距离。天线的尺寸提供了极好的精度和分辨率,但是恶劣天气条件的影响将会非常大。虽然该波段兼具S和X波段的特性,但是一般优先选用S或者X。 X波段(I/J) 在该频带,所使用的波长和天线尺寸之间的关系明显优于较低的频带,这是军事应用中一个相对受欢迎的雷达频段,对于机动及轻量要求高而对作用距离的要求不高时是非常有意义的,例如AN/APG-77/81等机载雷达。 由于其可用带宽较宽,天线尺寸较小,因此该频段对于军事电子情报和基于合成孔径雷达(SAR)的空间或机载成像雷达也是很受欢迎的。 雷达对频段的选择依据主要有:作用距离的需求、天线尺寸的限制、多维信息的分辨性能、传输衰减情况、可用的带宽资源、工艺和成本、当然还要重点考虑雷达的用途和使用场景等等。这些依据中有些是相关的,有些是相互制约的,雷达波段的选择是经过各项因素利弊权衡后的择优结果。 来源:雷达通信电子战 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-09-28 关键词: 通信技术 雷达

  • Xilinx 与大陆集团联合打造汽车行业首款量产版自动驾驶 4D 成像雷达

    Xilinx 与大陆集团联合打造汽车行业首款量产版自动驾驶 4D 成像雷达

    2020 年 9 月 24 日,中国北京 —— 自适应和智能计算的全球领先企业赛灵思公司和大陆集团今日宣布,赛灵思将通过 Zynq® UltraScale+™ MPSoC 平台支持大陆集团开发新款高级雷达传感器 (ARS) 540,联手打造汽车行业首款量产版 4D 成像传感器。双方的合作将助力配备 ARS540的新车型实现 SAE J3016 L2 功能,为迈向 L5 自动驾驶系统铺平道路。 图:赛灵思与大陆集团联合打造汽车行业首款用于自动驾驶的量产版 4D 成像雷达 4D 成像雷达能够通过距离 (Range) 、方位 (Azimuth) 、仰角 (Elevation) 和相对速度确定物体位置,以提供详细的驾驶环境信息,这是此前只能采集速度和方位信息的汽车雷达系统前所未有的全新功能。大陆集团的 ARS540 是一款高端长距离 4D 成像雷达,不仅分辨率高,而且探测距离长达 300 米。其 ±60° 的宽视野可实现多假设跟踪 (MHT,即 Multiple Hypothesis Tracking) ,在驾驶过程中提供精确预测,这对处理复杂的驾驶场景至关重要,例如,在桥下检测交通拥堵。此外,ARS540 系统拥有更高的水平分辨率和垂直分辨率,能够检测道路上的潜在危险物体并做出适当响应。此外,通过支持人类驾驶员负责监督车辆控制的 SAE L2 并扩展到完全自主的 L5 全自动驾驶,ARS540 充分展示了这款传感器的应用可扩展能力。 大陆集团雷达项目管理负责人 Norbert Hammerschmidt 表示:“赛灵思 Zynq UltraScale+ MPSoC 平台为我们提供了实现 ARS540 所需的高性能和先进的 DSP 功能,并具有灵活应变的能力和市场领先的网络接口选择,能够以极高的聚合传输速率处理大量的天线数据。大陆集团近期已经赢得欧美领先 OEM 厂商的多项设计,同时还在与全球其他 OEM 厂商持续商讨 ARS540 采用意向。我们为能不断发展与赛灵思的长期合作伙伴关系,并能向市场推出这样有望拯救生命的技术,深感自豪。” 赛灵思车规级 (XA) Zynq UltraScale+ MPSoC 是一款高度灵活的自适应处理器平台,可支持大陆集团的 4D 成像雷达免受多种传感器平台配置的影响,并灵活适应 OEM 厂商的各种规格标准。该器件可编程逻辑中的并行处理功能可提供最佳性能,助力实现 ARS540 4D 传感中至关重要的完全独立的并发处理流水线。此外,大量数字信号处理片 (DSP Slices) 可为实时雷达传感器输入的实现提供硬件加速。 Yole Dévelopement (Yole) 射频设备与技术部技术与市场分析师 Cédric Malaquin 评述道:“4D 成像雷达可提供更远的探测距离、更宽广的视野和更深入的感知,同时还是一种能够为 L2 到 L5 开发者提供相应系统、助其打造更安全驾驶环境的重要传感器。我们预计,4D 成像雷达将首先出现在豪华轿车和自动驾驶出租车上,形成超过 5.5 亿美元的市场规模,并在 2020 年到 2025 年间复合年增长率 (CAGR) 达到 124%。通过合作开发这种全新传感模态,赛灵思与大陆集团这两家富有创新精神的市场领导者迎来了绝佳的市场机遇。” 赛灵思汽车业务高级总监 Willard Tu 补充道:“我们十分荣幸能够为业界首款量产版 4D 成像雷达提供支持。通过将这种先进技术搭载到乘用车中,大陆集团 ARS540 提供的非凡特性,将加速自动驾驶的更广泛采用。大陆集团在雷达领域的长期积淀与赛灵思在自适应芯片领域的丰富经验,共同促成了这一功能极为强大的解决方案。”

    时间:2020-09-24 关键词: Xilinx 自动驾驶 雷达

  • 是德科技推出新型雷达多目标仿真器和先进车载以太网解决方案,进一步扩大汽车产品阵容

    是德科技推出新型雷达多目标仿真器和先进车载以太网解决方案,进一步扩大汽车产品阵容

    2020年9月22日,中国北京——是德科技公司日前宣布推出两款全新测试解决方案——雷达目标仿真器和汽车以太网软件,为其日益丰富的汽车产品组合再添生力军。这两个测试解决方案可以帮助汽车行业的工程师、设计人员和制造商开发高质量、高性能的产品,从而提升各种驾驶条件下的安全性,并为新兴的高级驾驶辅助系统(ADAS)提供支持。是德科技是一家领先的技术公司,致力于帮助企业、服务提供商和政府客户加速创新,创造一个安全互联的世界。 自动驾驶汽车技术的飞速发展以及对更高安全功能的需求,正推动着市场对更灵敏、更准确的汽车雷达技术的需求与日俱增。是德科技凭借在雷达测试技术方面的专业优势,推出了一款新型雷达目标仿真器(RTS),以帮助汽车电子设备制造商在各种现实场景下信心十足地模拟雷达目标。 新款是德科技雷达目标仿真器( RTS) 可在实验室环境中对雷达模块执行多目标、多角度的测试。该解决方案能够提供快捷、准确和可靠的结果,在测试吞吐量与测试质量之间实现良好平衡。设计和验证工程师能够快速验证雷达产品的性能,而制造和设计验证工程师则可以仿真不同距离的多个对象。是德科技RTS允许用户在实验室内重现真实的测试环境,从而节省大量时间和成本。 是德科技副总裁兼汽车和能源解决方案事业部总经理 Thomas Goetzl 表示:“要实现自动驾驶,雷达模块不仅仅是锦上添花的设计,而是一项必要条件。这些器件的精度不应受到影响。是德科技充分利用了我们在射频设计领域的丰富经验和技术,打造出一款多目标远程探头,使雷达模块开发人员能够使用这款探头轻松克服设计和性能验证方面的挑战。” 全面覆盖汽车以太网标准 新一代 ADAS 系统需要高分辨率的摄像头和雷达系统,而这又依赖更高的数据传输速度和更宽的带宽。汽车以太网能够支持更高速的数据通信,以满足当今车辆和未来互联车辆的需求。然而,系统中的信道或链路有可能会发生故障,因此必须经过全面的测试。 为了应对这一日益严峻的挑战,是德科技开发出了一款新型汽车以太网链路测试解决方案,用于验证信息是否以无损失或无串扰的方式传送到了预期的目的地。 是德科技的新款汽车以太网软件通过信道的一致性测试来确保信号满足质量要求。此外,它还可以对线束中的任意一根电缆执行回波损耗、插入损耗、模式转换、功率求和以及串扰测量。该软件基于功能强大的多用途硬件-Keysight E5080B ENA 矢量网络分析仪、Keysight PXI 矢量网络分析仪以及 Keysight Streamline 系列 USB 矢量网络分析仪,这些仪器也是实验室中用于汽车以太网以外的设计验证和确认的重要工具。 是德科技新型汽车以太网链路测试解决方案主要有以下功能: · 创建测试模板,其中包含规范中所有必需的测试。 · 每次执行测量时自动设置网络分析仪,并应用已定义好的测试限值。 · 针对已运行的每项测试,发布详细的测试报告。 是德科技汽车以太网解决方案套件提供了实施一致性测试所需要的硬件、软件、电缆和附件。除此之外,是德科技近期还发布了新的接收机测试软件和更新版的传输一致性测试应用软件,后者可在单个应用中提供 4 种不同的数据速率,包括Multi-Gig IEEE 802.3ch 的初始版本。这使是德科技成为较早提供 IEEE 802.3ch 一致性测试的厂商之一。

    时间:2020-09-22 关键词: 仿真器 是德科技 雷达

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