K bant ve C bant frekans modülasyonlu sürekli dalga radarı tasarımı ve gerçeklenmesi

Abstract

Modern sistemler, teknolojik gelişmelerle daha zorlu koşullara uyum sağlamayı gerektirmektedir. Mikrodalga radar sistemleri zorlu çevresel koşullarda etkili ve yüksek doğrulukla çalışabilmektedir. Yüksek çözünürlük ve doğruluk, düşük maliyet ve güç tüketimi, hızlı ölçme yetenekleri sebebiyle frekans modülasyonlu sürekli dalga (FMSD) radar sistemleri günümüzde otomotivden endüstriye birçok alanda tercih edilmektedir. Bu çalışmada K bant frekans modülasyonlu sürekli dalga radarı detaylı olarak analiz edilerek modellenmekte ve gerçeklenmektedir. RF ön uç benzetimleri için AWR Microwave Office programı Visual System Simulation (VSS) benzetim aracı kullanılmaktadır. Bu program ile faz kilitli döngü (ing. Phase Lock Loop), voltaj kontrollü osilatör (ing. Voltage Controlled Oscillator) blokları, güç yükselteç ve düşük gürültülü yükselteç; alçak geçiren ve bant geçiren filtreler; verici ve alıcı antenleri; iletim kanalı, mikser, temel bant filtre ve temel bant yükselteç; analog sayısal dönüştürücü (ing. analog to digital converter) ve hızlı Fourier dönüşüm (ing. fast Fourier transform) modellenmektedir. K bantta tasarlanan donanımda temel FMSD radar blokları; voltaj kontrollü osilatör içeren mikser entegresi baz alınarak, alçak geçiren ve bant geçiren filtreler, anten, güç bölücü, analog filtre ve yükselteçler tasarlanmaktadır. C bantta faz kilitli döngü, düşük gürültülü yükselteç, mikser, güç bölücü, güç yükselteç geliştirme kartları ve anten kullanılarak; alçak geçiren ve bant geçiren filtreler tasarlanarak FMSD radar sistemi oluşturulmaktadır. Kurulan sistem kullanılarak tarama periyodu, faz gürültüsü, harmonik şiddeti, jammer, doppler frekans kayması parametrelerinin radar performansına etkileri incelenmektedir. FPGA ve ADC kullanılarak radar sinyal işleme algoritmasının geliştirilmesi için test verileri toplanmaktadır. Toplanan veriler MATLAB ortamında işlenerek mesafe ve hız hesaplamaları yapılmaktadır. Radar sinyal işleme algoritması sınırlı vuru yanıtı (ing. finite impulse response) bant geçiren filtre, pencereleme, FFT, sabit yanlış alarm oranı (ing. constant false alarm rate) detektörü, hareketli ortalama (ing. moving average) filtre, mesafe ve hız hesaplama algoritmalarını içermektedir. Laboratuvar ortamında yapılan mesafe ölçümleri çeşitli uzunluklarda koaksiyel kablolar kullanılarak gerçekleştirilmektedir. Ek bir faz kilitli döngü geliştirme kartı ile doppler frekans kayması oluşturulmaktadır. Saha testinde huni anten kullanılarak mesafe ölçümü yapılmaktadır.