Requisitos de ADC y DSP para el radar FMCW

Estoy construyendo un radar FMCW que tiene un ancho de banda de 1 GHz. La frecuencia de FI es de hasta 1 MHz. ¿Los requisitos de ADC serían simplemente que tiene que b 2 veces la frecuencia de FI de 1 MHz? Si ese es el caso, ¿puedo simplemente poner un ADC de 5 MHz y no preocuparme de nada más? ¿Cuáles son algunas cosas que se deben considerar para los requisitos de DSP? No tengo tan claro cómo el rango, la velocidad y la resolución afectan los requisitos. Gracias por cualquier ayuda. Espero editar esta pregunta porque estoy seguro de que dejé algunas partes sin aclarar. Gracias

Si tiene un BW de 1 GHz (poco probable, por supuesto), entonces no puede tener un IF de menos de 2 GHz en la parte superior de mi cabeza.
La rampa es de 24 a 25 GHz y la FI es de 1 MHz.
El rango de barrido de la portadora no es lo mismo que el ancho de banda. El ancho de banda es una función de la tasa de cambio de la frecuencia de la portadora y las tasas a las que se moverán los objetivos.
Si la señal de interés está justo en el límite de alias de Nyquist 1/2 frecuencia de muestreo, eso probablemente no sea lo suficientemente bueno. Con solo 2 muestras por ciclo, el error de amplitud podría llegar al 100 % (por ejemplo, si la muestra se encuentra en el momento equivocado, en los cruces por cero). Por lo general, alrededor de 10 a 20 muestras por ciclo hay suficiente información para reconstruir la entrada. señal lo suficientemente bien. YMMV. También puede buscar técnicas de submuestreo, ya que menciona que 1Mhz es el IF y podría no ser el ancho de banda de la señal real.
Solo es necesario muestrear al doble del ancho de banda de la información para cumplir con el criterio de Nyquist, aunque, como han dicho otros, este es un límite matemático. En la práctica, debe muestrear un poco más alto. Si desea extraer IQ en lugar de solo magnitud, deberá duplicar la frecuencia de muestreo nuevamente.

Respuestas (1)

El radar FMCW es un poco complicado, y su "frecuencia IF es de hasta 1 MHz" es un poco vago.

En un sistema FMCW, un objetivo devuelve una señal que se retrasa según su rango. La diferencia de frecuencia entre la señal transmitida y la señal recibida es una función de ese retraso y qué tan rápido cambia la frecuencia de la señal de transmisión. Esta diferencia de frecuencia oscila positiva y negativa, pero tiene una media de cero si el objetivo está estacionario. Si el objetivo se acerca o se aleja del radar, la frecuencia media de FI cambia a negativo o positivo, respectivamente.

El punto clave es que para extraer la máxima información de la señal (velocidad de rango y rango), debe poder distinguir las frecuencias positivas y negativas en la FI, lo que significa que realmente necesita cubrir un rango de -1 MHz a +1 MHz, o un ancho de banda total de 2 MHz.

Nyquist requiere que su tasa de muestreo sea al menos 2 veces su ancho de banda, por lo que un ADC de 5 Msps probablemente se consideraría "apenas adecuado". 8-10 Msps probablemente harían tu vida mucho más fácil.

Excepto que para cubrir -1 a 1 MHz y eliminar la ambigüedad de los componentes positivos de los negativos, necesita un sistema IQ, lo que significa dos ADC. Pero pueden ser la mitad de rápidos. Entonces, en realidad, dos ADC de 2.5 MSPS serían "apenas adecuados". El ADC único de 5 MSPS solo funciona si el sistema tiene una FI centrada en 2,5 MHz (o 7,5 MHz, etc.) en lugar de 0.
@chris no está muy seguro de que los requisitos sean realmente IQ ADC aquí. La frecuencia de pulsación se genera multiplicando TX por RX con una sola celda, por ejemplo, de Gilbert. Por supuesto, siempre obtendrá una frecuencia de diferencia positiva de esa manera: si no hace IQ, es su trabajo interpretar los resultados en consecuencia.
@ChrisStratton: Sí, soy culpable de agitar un poco la mano allí. Pero el punto es que, de una forma u otra, necesita un mínimo absoluto de un total de 4 millones de puntos de datos por segundo.
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