Математичне моделювання рухомого FMCW-радара: сигнал на вході приймача

Автор(и)

  • Олег Ігоревич Павлов Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» , Україна image/svg+xml https://orcid.org/0000-0003-1091-3009
  • Олена Володимирівна Гусєва Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» , Україна image/svg+xml https://orcid.org/0000-0002-6353-6123
  • Євген Михайлович Ящишин Warsaw University of Technology , Польща image/svg+xml https://orcid.org/0000-0001-8378-1399
  • Теодор Миколайович Наритнік Інститут високих технологій Польської академії наук,Варшава, Польща https://orcid.org/0009-0008-3152-4356
  • Володимир Григорович Сайко Військовий інститут телекомунікацій та інформатизації імені героїв Крут, Україна https://orcid.org/0000-0002-3059-6787
  • Гліб Леонідович Авдєєнко Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» , Україна image/svg+xml https://orcid.org/0000-0002-4788-7273

DOI:

https://doi.org/10.20535/S002134702211005X

Ключові слова:

математичне моделювання, радар, ефект Доплера, терагерцовий діапазон, моделювання сигналу на вході приймача

Анотація

В роботі представлені моделі, що дозволяють оцінити вплив первинних параметрів рухомого радара на особливості вторинних сигналів, які виникають у приймачі при обчисленні дальності до рухомої цілі. Це дозволяє змоделювати різні методи обробки сигналів, визначити обмеження цих методів, та сформулювати рекомендації щодо побудови та апаратно-програмних рішень, які доцільно закласти в схему рухомого радара, який відстежує рухому ціль.

Показано, що застосовуючи рівнобічний трикутний закон ЛЧМ з періодом 20 мкс в сигналі зондування з носійною частотою 24 ГГц та девіацією частоти 250 МГц, можливо визначити дальність до рухомої цілі відносно рухомого радара. Відстань між ними визначається однозначно з використанням когерентної обробки прийнятих сигналів. Розглянуто ідеальний випадок розповсюдження сигналів.

Посилання

M. A. Richards, Fundamentals of Radar Signal Processing. McGraw Hill, 2022, uri: https://www.accessengineeringlibrary.com/content/book/9781260468717.

M. Češkovič, P. Kurdel, N. Gecejová, J. Labun, M. Laššák, “Evaluation of Doppler effect error affecting the radio altimeter altitude measurements,” Sensors, vol. 23, no. 1, p. 177, 2022, doi: https://doi.org/10.3390/s23010177.

Л. В. Бородавкин, А. П. Бондаренко, “Уточненная зависимость разностной частоты от дальности и скорости для сигнала с линейной частотной модуляцией,” Электронный журнал «Труды МАИ», no. 89, p. 26, 2016, uri: https://trudymai.ru/upload/iblock/ffb/borodavkin_bondarenko_rus.pdf.

А. Н. Детков, С. И. Жеребцов, И. А. Макаров, “Формирование тестового массива отсчётов выходного сигнала радиолокационного датчика с непрерывным излучением для имитации движущейся точечной цели,” Журнал радиоэлектроники, no. 8, p. 15, 2013, uri: http://jre.cplire.ru/jre/aug13/1/text.pdf.

M. Penzin, N. Ilyin, “Modeling of Doppler frequency shift in multipath radiochannels,” Solnechno-Zemnaya Fiz., vol. 2, no. 2, pp. 57–63, 2016, doi: https://doi.org/10.12737/16505.

“Automotive adaptive cruise control using FMCW technology,” Help Center MathWorks. https://www.mathworks.com/help/radar/ug/automotive-adaptive-cruise-control-using-fmcw-technology.html.

M. A. Kosovets, O. I. Pavlov, L. N. Tovstenko, “Integral-differential models of characteristic functions of 3D terahertz FMCW radar,” in 2015 International Conference on Antenna Theory and Techniques (ICATT), 2015, pp. 1–3, doi: https://doi.org/10.1109/ICATT.2015.7136837.

M. A. Kosovets, O. Pavlov, L. Tovstenko, “Studying the properties of different materials using terahertz 3D imager radar,” in 2017 XI International Conference on Antenna Theory and Techniques (ICATT), 2017, pp. 406–410, doi: https://doi.org/10.1109/ICATT.2017.7972676.

P. You, Z. Ding, S. Liu, G. Zhang, “Dechirp‐receiving radar target detection based on generalized Radon‐Fourier transform,” IET Radar, Sonar Navig., vol. 15, no. 9, pp. 1096–1111, 2021, doi: https://doi.org/10.1049/rsn2.12094.

Y.-J. Mon, “Simulation and implementation of signal processing for LFM radar using DSK 6713,” Electronics, vol. 12, no. 17, p. 3682, 2023, doi: https://doi.org/10.3390/electronics12173682.

О. І. Павлов, О. В. Гусева, Є. М. Ящишин, Т. М. Наритник, В. Сайко, Г. Л. Авдєєнко, “Математичне моделювання роботи FMCW-радара: сигнал зондування,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 66, no. 12, pp. 726–735, 2023, doi: https://doi.org/10.20535/S0021347022090011.

Формування сигналу в передавачі і реєстрація прийнятого сигналу в приймачі рухомого радара

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-02-25 — Оновлено 2024-02-25

Як цитувати

Павлов, О. І., Гусєва, О. В., Ящишин, Є. М., Наритнік, Т. М., Сайко, В. Г., & Авдєєнко, Г. Л. (2024). Математичне моделювання рухомого FMCW-радара: сигнал на вході приймача. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 67(2), 76–90. https://doi.org/10.20535/S002134702211005X

Номер

Том 67 № 2 (2024)

Розділ

Оригінальні статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2024 Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка

Издатель журнала Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника (сокр. "Известия вузов. Радиоэлектроника"), Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", учитывает, что доступ автора к его статье является важным как для самого автора, так и для спонсоров его исследований. Мы представлены в базе издателей SHERPA/RoMEO как зеленый издатель (green publisher), что позволяет автору выполнять самоархивирование своей статьи. Однако важно, чтобы каждая из сторон четко понимала свои права. Просьба более детально ознакомиться с Политикой самоархивирования нашего журнала.

Политика оплаченного открытого доступа POA (paid open access), принятая в журнале, позволяет автору выполнить все необходимые требования по открытому доступу к своей статье, которые выдвигаются институтом, правительством или фондом при выделении финансирования. Просьба более детально ознакомиться с политикой оплаченного открытого доступа нашего журнала (см. отдельно).

Варианты доступа к статье:

1. Статья в открытом доступе POA (paid open access)

В этом случае права автора определяются лицензией CC BY (Creative Commons Attribution).

2. Статья с последующим доступом по подписке

В этом случае права автора определяются авторским договором, приведенным далее.

  • Автор (каждый соавтор) уступает Издателю журнала «Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника» НТУУ «КПИ» на срок действия авторского права эксклюзивные права на материалы статьи, в том числе право на публикацию данной статьи издательством Аллертон Пресс, США (Allerton Press) на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems». Передача авторского права охватывает исключительное право на воспроизведение и распространение статьи, включая оттиски, переводы, фото воспроизведения, микроформы, электронные формы (он- и оффлайн), или любые иные подобные формы воспроизведения, а также право издателя на сублицензирование третьим лицам по своему усмотрению без дополнительных консультаций с автором. При этом журнал придерживается Политики конфиденциальности.
  • Передача прав включает право на обработку формы представления материалов с помощью компьютерных программам и систем (баз данных) для их использования и воспроизводства, публикации и распространения в электронном формате и внедрения в системы поиска (базы данных).
  • Воспроизведение, размещение, передача или иное распространение или использование материалов, содержащихся в статье должно сопровождаться ссылкой на Журнал и упоминанием Издателя, а именно: название статьи, имя автора (соавторов), название журнала, номер тома, номер выпуска, копирайт авторов и издателя "© Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт"; © автор(ы)".
  • Автор (каждый соавтор) материалов сохраняет все права собственника материалов, включая патентные права на любые процессы, способы или методы и др., а также права на товарные знаки.
  • Издатель разрешает автору (каждому соавтору) материалов следующее:
  1. Право пользоваться печатными или электронными вариантами материалов статьи в форме и содержании, принятыми Издателем для публикации в Журнале. Подробнее см. политики Оплаченного открытого доступа, подписки и самоархивирования.
  2. Право бесплатно копировать или передавать коллегам копию напечатанной статьи целиком или частично для их личного или профессионального использования, для продвижения академических или научных исследований или для учебного процесса или других информационных целей, не связанных с коммерческими целями.
  3. Право использовать материалы из опубликованной статьи в написанной автором (соавторами) книге, монографии, учебнике, учебном пособии и других научных и научно-популярных изданиях.
  4. Право использовать отдельные рисунки или таблицы и отрывки текста из материалов в собственных целях обучения или для включения их в другую работу, которая печатается (в печатном или электронном формате) третьей стороной, или для представления в электронном формате во внутренние компьютерные сети или на внешние сайты автора (соавторов).
  • Автор (соавторы) соглашаются, что каждая копия материалов или любая ее часть, распространенная или размещенная ими в печатном или электронном формате, будет содержать указание на авторское право, предусмотренное в Журнале и полную ссылку на Журнал Издателя.
  • Автор (соавторы) гарантирует, что материалы являются оригинальной работой и представлены впервые на рассмотрение только в этом Журнале и ранее не публиковались. Если материалы написаны совместно с соавторами, автор гарантирует, что проинформировал их относительно условий публикации материалов и получил их подписи или письменное разрешение подписываться от их имени.
  • Если в материалы включаются отрывки из работ или имеются указания на работы, которые охраняются авторским правом и принадлежат третьей стороне, то автору необходимо получить разрешение владельца авторских прав на использование таких материалов в первом случае и сделать ссылку на первоисточник во втором.
  • Автор гарантирует, что материалы не содержат клеветнических высказываний и не посягают на права (включая без ограничений авторское право, права на патент или торговую марку) других лиц и не содержат материалы или инструкции, которые могут причинить вред или ущерб третьим лицам. Автор (каждый соавтор) гарантирует, что их публикация не приведет к разглашению секретных или конфиденциальных сведений (включая государственную тайну). Подтверждением этого является Экспертное заключение (см. перечень документов в Правила для авторов).
  • Издатель обязуется опубликовать материалы в случае получения статьей положительного решения редколлегии о публикации на основании внешнего рецензирования (см. Политика рецензирования).
  • В случае публикации статьи на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems» (Издатель: Аллертон Пресс, США, распространитель Springer) автору (соавторам) выплачивается гонорар после выхода последнего номера журнала года, в котором опубликована данная статья.
  • Документ Согласие на публикацию, который подают русскоязычные авторы при подаче статьи в редакцию, является краткой формой данного договора, в котором изложены все ключевые моменты настоящего договора и наличие которого подтверждает согласие автора (соавторов) с ним. Аналогичным документом для англоязычных авторов является Copyright Transfer Agreement (CTA), предоставляемый издательством Allerton Press.
  • Настоящий Договор вступает в силу в момент принятия статьи к публикации. Если материалы не принимаются к публикации или до публикации в журнале автор (авторы) отозвал работу, настоящий Договор не приобретает (теряет) силу.