Hallo alle zusammen, ich habe eine Frage bezüglich der Signalerzeugung bei einem FMCW Radars. Viele Radars arbeiten heutzutage bei ca. 80GHz und haben eine Bandbreite von 1 GHz. Nun habe ich mich gefragt wie die Hersteller es schaffen eine Frequenzmoduliertes Signal zu erzeugen bei 80GHz mit dieser Bandbreite. Zum Beispiel anhand eines FPGA´s und einer Modulation mit Sägezahn: Das Radarsignal wird in einem Voltage-Controlled Oscillator (VCO) erzeugt, welcher über eine Phase-Locked Loop (PLL) mit einer Referenzquelle stabilisiert wird. Die Rampe kann man theoretisch mit einer DDS erzeugen. Einmal eine positive und negative Rampe. Anschließend wird der VCO mit der DDS erzeugten Rampe angesteuert, so dass der VCO eine Sinus-Signal herausgibt, welches von 79,5GHz - 80,5GHz sich ändert. Sieht dann ähnlich aus wie ein Chirp in diesem Bereich?! Diese Schwingung wird Verstärkt und auf die Antenne gegeben (abgestrahlt). Ist das so korrekt? Ist ein sauberer Sägezahn mit einer DDS und LUT am besten umzusetzen? Vielen Dank für euere Unterstützung. Beste Grüße
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Du erzeugst eine konstante Frequenz mit der Pll, und hast dann einen Mixer. Der Vco sitzt ja in der Regelschleife der PLL, den kannst du nicht einfach modulieren.
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Hm, jetzt bin ich ein wenig verwirrt. Ich dachte ich steuere mit dem Dreieck den VCO an. Wie schaffe ich sonst mein Signal zu modulieren? Habe euch mal ein Bild angehangen (Quelle: https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=2&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwj_xYvmmeXkAhWF66QKHXf7B-kQFjABegQIBxAC&url=https%3A%2F%2Fpublikationen.bibliothek.kit.edu%2F1000062132%2F5489975&usg=AOvVaw2wKjrLZv11-xOc9-T4nquL)
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Hallo alle zusammen, ich habe eine Frage bezüglich der Signalerzeugung bei einem FMCW Radars. Viele Radars arbeiten heutzutage bei ca. 80GHz und haben eine Bandbreite von 1 GHz. Nun habe ich mich gefragt wie die Hersteller es schaffen eine Frequenzmoduliertes Signal zu erzeugen bei 80GHz mit dieser Bandbreite? Zum Beispiel anhand eines FPGA´s und einer Modulation mit Sägezahn: 1.) Das Radarsignal wird in einem Voltage-Controlled Oscillator (VCO) erzeugt, welcher über eine Phase-Locked Loop (PLL) mit einer Referenzquelle stabilisiert wird. 2.) Die Rampe kann man theoretisch mit einer DDS erzeugen. Einmal eine positive und negative Rampe. 3.) Anschließend wird der VCO mit der DDS erzeugten Rampe angesteuert, so dass der VCO eine Sinus-Signal herausgibt, welches von 79,5GHz - 80,5GHz sich ändert. Sieht dann ähnlich aus wie ein Chirp in diesem Bereich?! Diese Schwingung wird Verstärkt und auf die Antenne gegeben (abgestrahlt). Ist das so korrekt? Ist ein sauberer Sägezahn mit einer DDS und LUT am besten umzusetzen? Vielen Dank für euere Unterstützung. Beste Grüße (Quelle https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=2&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwiwg5ngpOXkAhXGLFAKHa9TDHEQFjABegQIBBAC&url=https%3A%2F%2Fpublikationen.bibliothek.kit.edu%2F1000062132%2F5489975&usg=AOvVaw2wKjrLZv11-xOc9-T4nquL)
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Vicky M. schrieb: > aben eine Bandbreite > von 1 GHz. Nun habe ich mich gefragt wie die Hersteller es schaffen eine > Frequenzmoduliertes Signal zu erzeugen bei 80GHz mit dieser Bandbreite? Wo siehst du das Problem? Jeder LNB einer SAT-Schüssel hat eine solche Bandbreite und mehr. Bei deutlich niedrigerer Frequenz. Die Schwierigkeit wird eher darin bestehen sicherzustellen, dass der 80GHz VCO unter allen Umständen (Exemplarstreuung, Temperatur, Nässe, Alterung) innerhalb des zugewiesenen Frequenzbandes bleibt.
Vicky M. schrieb: > Vielen Dank für euere Unterstützung. Ich habe die beiden Threads mal zusammengefasst (sieht jetzt halt ein wenig wild aus) und dorthin verschoben, wo sie generisch hingehören.
Lothar M. schrieb: > Vicky M. schrieb: >> Vielen Dank für euere Unterstützung. > Ich habe die beiden Threads mal zusammengefasst (sieht jetzt halt ein > wenig wild aus) und dorthin verschoben, wo sie generisch hingehören. Vielen Dank dir und Entschuldigung für das Chaos.
@ Vicky M. was soll der Mischer mischen? Ich hätte nach dem VCO einen Splitter eingebaut und die VCO Frequenz einmal auf die Antennen und einmal auf den Mischer gegeben. Den zweiten Anschluss für den Mischer kannst du vom Richtkoppler nehmen. Du möchtest ja die zwei, in der Frequenz, verschobenen Signale mischen um die Differenz zu bekommen. Problem wird aber sein, das du vermutlich nur die Modulaktionsfrequenz am Ausgang sehen wirst.
Man kann das ganze Mischgedöns auch einfacher im unteren Frequenzbereich erzeugen und anschließend die Frequenz und prozentual auch den Hub, mit einer Gunn- oder Varaktordiode auf höhere Frequenzen bringen.
Hi, Also aus Erfahrung kann ich dir sagen, dass die Signalerzeugung (FM Rampe) meistens in der PLL durch Delta-Sigma Modulatoren sowie fixen Frequenzteilern erzeugt wird. Meistens ist die Frequenzerzeugung auch bei niedrigeren Frequenzen z.B. 20GHz und wird dann über Frequenzverdoppler "hochgemischt". Das hat Vorteile in der Wahl der Referenzfrequenz, Ansteuerung des DS-Modulators und dem Design der PLL. Nachteile an dem Konzept sind schlechteres Phasenrauschen (~6dB/Frequenzverdoppler), sowie größerer Stromverbrauch, Spektraler Reinheit und komplexität des RF-Front ends. @Dirk wenn das ein monostatic Zero IF transceiver ist, wird nach dem Koppler das aktuelle TX signal mit dem Zeitverschobenen RX signal in richtung DC gemischt 0-1GHz IF. Die von Vicky gezeigte Architektur hat jedoch zu viele Nachteile für eine praktische Implementierung. Gruß
Nico B. schrieb im Beitrag #6015904 > @Dirk wenn das ein monostatic Zero IF transceiver ist, wird nach dem > Koppler das aktuelle TX signal mit dem Zeitverschobenen RX signal in > richtung DC gemischt 0-1GHz IF. Die von Vicky gezeigte Architektur hat > jedoch zu viele Nachteile für eine praktische Implementierung. > > Gruß Wieso? Praktisch jedes Automobil Radar macht das so. Zusammen mit dem Delta Sigma Modulator plus PLL.
@Simon Das stimmt nicht. Die PLL + DSM ist Standard, jedoch fehlt das komplette analoge Front-End. PA, LNA, Mixer (üblich ist Quadratur mixer im RX Pfad). Zudem kann man über einen BPSK-Modulator vor der PA mit einem DSM modulationssignal einen besseren Chirp + Frequenzoffset erreichen, dass hilft vor allem gegen Blocker + verbessertes SNR der IF (Flicker noise und DSM noise können besser gefiltert werden oder fallen aus IF-Band raus) Gruß, Nico
Vicky M. schrieb: > Ist ein sauberer Sägezahn mit einer DDS und LUT am besten umzusetzen? Nicht im GHz-Bereich. Diesen GHz-DDS-FPGA Bullshit wurde hier doch schon vor wenigen Tagen verrissen. Neuer Anlauf einen Dummen zu finden? Beitrag "UpChirp / DownChirp mit Phasenmmodulation"
Nico B. schrieb: > @Simon > > Das stimmt nicht. Die PLL + DSM ist Standard, jedoch fehlt das komplette > analoge Front-End. PA, LNA, Mixer (üblich ist Quadratur mixer im RX > Pfad). Einen PA und LNA braucht man nicht unbedingt, ein Mixer ist doch im Schaltbild vorhanden? Die grundlegende Funktionsweise von einem heutigen FMCW-Automobilradar ist dem was in dem Diagramm gezeigt ist schon sehr ähnlich. Quadratur-Mixer macht man eigentlich nur selten aufgrund des doppelten Hardware Aufwands. Vor Allem im Automobilbereich geht es um Kosten, Kosten und Kosten. > Zudem kann man über einen BPSK-Modulator vor der PA mit einem DSM > modulationssignal einen besseren Chirp + Frequenzoffset erreichen, dass > hilft vor allem gegen Blocker + verbessertes SNR der IF (Flicker noise > und DSM noise können besser gefiltert werden oder fallen aus IF-Band > raus) Flicker Noise und DSM-Noise spielen in der FMCW Radar Anwendung eine sehr stark untergeordnete Rolle, da das DSM Rauschen üblicherweise weit genug Abseits vom Träger erst zum Tragen kommt und es sich außerdem durch die in der Signalauswertung nachgeschaltete FFT des ZF-Signals über die Dauer der Sweepzeit wegmittelt. Flicker Noise ist bei FMCW Radarsystemen gar kein Problem, da niedrige ZF Frequenzen nahen Zielen entsprechen und diese aufgrund der niedrigen Entfernung einen, im Vergleich zu weiter entfernten Zielen, sehr hohen Signalpegel aufweisen. Einen BPSK Modulator habe ich abseits der Forschung in einem FMCW Automobilsystem (noch) nicht gesehen. Die kommende Generation der Automobilradarsysteme wird aber weg von FMCW hin zu Codemodulierten Systemen gehen. Da wird der BPSK Modulator dann wieder interessant, aber da das FMCW Verfahren komplett wegfällt sehen diese Systeme etwas anders aus als auf dem oben gezeigten Blockdiagramm. Glaube mir, FMCW Automobilradarsysteme funktionieren praktisch alle nach dem oben gezeigten Diagramm. Ich bin schon einige Zeit in FMCW Radar Bereich unterwegs.
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