申请人信息
申请人ID:GiroPetrenko
真实姓名:史卓轩
自我介绍:就读于江苏某国际高中的高一年级,曾经与同学研究硝糖探空火箭,线圈式电磁加速器,火箭航电,遥控履带载具控制系统等等。作品有简易X射线摄影教程,(未完成的)碘化钠闪烁体能谱仪等等。
申请方式:个人
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申请人曾经发表的技术文章:
文号:864208GiroPetrenko发表于:2019/09/26 20:10:55
开大坑:UHF FMCW 二维搜索雷达
文号:875227GiroPetrenko发表于:2020/03/16 15:53:01
5.8G FMCW式雷达的低成本实现
文号:870923GiroPetrenko发表于:2020/02/08 19:28:36
[重来] 5.8GHz 测距雷达
项目信息
5.8G FMCW式雷达的低成本实现
学科分类:电子技术研究周期:180 天
摘要
试制一台工作在C波段,5.8G的FMCW雷达
Abstract
A Low-Cost implementation of Frequency Modulated Continuous Wave (FMCW) Radar, operating in C band (5.8GHz).
关键词

(1)背景:基于简单的多普勒频移技术的低成本雷达模块十分普及(如HB100等等模块)。由于此类雷达的特性(连续波)无法测距,因此“调频连续波”雷达技术解决了此方面的问题。设备在扫频时间内发射频率变化的连续波(扫频信号可以是三角波,锯齿波,FSK模式等等,各有各的优势),而被物体反射回来的信号与发射信号有一定的频率差,通过下变频混频器输出中频,中频信号经过放大,滤波等等处理过后由后端采样进行距离、速度的计算。而DIY一套FMCW类的雷达设备是可行的,比如MIT的coffee can雷达,本坛的前辈的制作等等。

(2)目的:制作一台工作在C波段的FMCW雷达,学习射频电路相关的知识。给出一个廉价的,利于后人DIY的简单方案。

(3)前期研究:于2018年的暑假试制过一台工作在UHF(433MHz中频)的雷达,由于理论知识的缺失导致了彻底的失败。中途阅读了一些射频相关的书籍,并且对射频相关的词汇和基本计算有了初步的了解。于论坛上与多位前辈讨论新方案的可行性后绘制了PCB。相关仪器有20MHz的模拟示波器一台,最高频率1GHz的频谱仪一台。

(4)射频链路图,PCB,基本数据计算等等请参考之前写的帖子。

image.png

图为具体设计,包括射频链路图等等。由于考虑到自制射频功分器之类的无源器件会带来巨大的插损,末级功放的P1dB是小于增益过后的理论值。STM32F103通过SPI与LMX2572通讯,产生高线性度的扫频信号。输出至驱动放大器,功分器,功率放大器等等被天线发射。

功分器的另外一路输出接入混频器的本振端口,被低噪声放大器放大过的回波信号与发射信号进行下变频,直接输出与距离相关的中频信号。

中频信号采样:使用电脑内置的声卡。由公式可知:

$d=\frac{cf_{diff}t_{ramp}}{2(f1−f0)}$ 

当扫频带宽为200MHz,扫频时间为5ms,距离为50m时输出中频信号约等于13.3KHz,


该信号能够被普通声卡采样。同理,对采样的信号进行傅里叶变换,当扫频参数已知时则可求出目标距离。

(5)研究计划:分成3个部分:扫频以及中频信号处理部分,射频部分,电脑上位机。

先研制扫频部分,通过频谱仪在较低频率下测量出有效的扫频信号输出后再调至设计的频率。由于硬件条件的限制,射频部分无法获得有效的测试,因此在设计中留下很多冗余为了插损考虑。在使用示波器测量出有效中频输出后编写上位机程序。计划每个模块占60天,总共耗时180天。

(6)研究成果:实物以及相关的论文,以及一篇简单易懂,并且严谨的制作教程。上位机开源。

资金预算
用途 规格型号 单价(元) 数量 单位 合计(元) 专家建议(元) 实际批准(元)
LMX2572RHAR PLL+VCO 117 1 117 117 117
LHA-1+ Gain Block 20 2 40 40 40
HMC406 PA 42 1 42 42 42
HMC220 or HMC219 Mixer 23 1 23 23 23
HMC717 LNA 38 1 38 38 38
14dBi 平板天线 35 2 70 70 70
SMA转N (频谱仪连接) 5 2 10 10 10
SMA PCB连接器 2 5 10 10 10
电阻,电容包 48 1 48 48 48
申请金额 398 元,专家建议 398 元,实际批准 398 元
实际花费
用途 规格型号 单价(元) 数量 单位 合计(元)
LMX2572RHAR PLL+VCO 117 1 117
SMA转N (频谱仪连接) 10 1 10
SMA PCB连接器 2 5 10
电阻,电容包 48 1 48
实际花费 185 元,应退金额 213 元,申请人已退款
拨款详情
序号 金额 状态
第 1 期 398 元 已拨款
与项目有关的最新文章
文号:880564GiroPetrenko发表于:2020/05/13 17:32:16
5.8G FMCW式雷达的低成本实现总结报告 :(
结题报告
文号:880564GiroPetrenko发表于:2020/05/13 17:32:16
5.8G FMCW式雷达的低成本实现总结报告 :(
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第 1 期拨款 398 元
结题
退款 213 元
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项目信息未通过审核,等待申请人修改。 审核意见:除缺乏具体初步方案外,内容基本完备。初步方案或可行性研究可能包含在文中所述的“参考以前写的帖子”中,请指明具体是哪一篇,提供链接或文号。
资金预算未通过审核,等待申请人修改。 审核意见:方案尚未通过,预算尚不具备审核的条件。
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项目信息未通过审核,等待申请人修改。 审核意见:请把初步方案的内容直接简要的写在申报材料中,或者在申报材料正文部分注明文号或链接。不能直接用“参考之前的帖子”代过。
资金预算未通过审核,等待申请人修改。 审核意见:项目内容需要补正,因此尚不具备审核预算的条件。
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项目信息未通过审核,等待申请人修改。 审核意见:公式似乎有些问题,麻烦您再改一下,只有退给你以后才可以改。请用latex公式编辑软件,例如Mathtype编写公式,然后从编辑软件复制LaTex代码到申报系统的编辑器中,或直接使用代码 $d=\frac{cf_{diff}t_{ramp}}{2(f1−f0)}$ 。不要从word等软件中粘贴文字,请滤除格式。
资金预算通过审核
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用户信息通过审核
项目信息通过审核。 审核评语:申报材料必要件齐全,可行性论证基本完备,项目具有研究效益,同意资助。
资金预算通过审核
管理员复核通过,开始项目。 审核评语:同意资助
申请第 1 期拨款
第 1 期拨款 398元 完成
第 1 期申请人确认收款
理论与电路设计部分基本完成。PCB绘制完成。整套系统发展至最终版,可惜由于个人原因无法继续。
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结题报告审核通过。 审核评语:该项目实施过程符合研发设计的一般流程,虽未完成,但基本达到资助目地,同意结题。
+1  科创币    苯宝宝正辛酸   2020-03-16   支持
GiroPetrenko 作者
1年9个月前 修改于 1年9个月前
1楼

抱歉,文章又选择错误了。申请中提及的为:https://www.kechuang.org/t/85150

请教“预算尚不具备审核的条件”指的是什么?是给出的预算不足以完成此项目吗?感谢。

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阡陌徘徊
1年9个月前
2楼
引用GiroPetrenko发表于1楼的内容
抱歉,文章又选择错误了。申请中提及的为:https://www.kechuang.org/t/851...

估计是需要有一个详细的可行的方案,需要有理论论证可行性,才能申请。

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GiroPetrenko作者
1年9个月前
3楼
引用阡陌徘徊发表于2楼的内容
估计是需要有一个详细的可行的方案,需要有理论论证可行性,才能申请。

明白了,感谢

今天晚些时候补充完整的理论以及计算

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GiroPetrenko作者
1年9个月前 修改于 1年9个月前
4楼

d=cfdifftramp2(f1f0) 

公式炸了,十分抱歉!c为光速,fdiff为中频信号频率,tramp为扫频时间,f1-f0为扫频的带宽。

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GiroPetrenko作者
1年9个月前 修改于 1年9个月前
5楼
已更改,感谢!
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jonyxia
1年8个月前
6楼
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GiroPetrenko作者
1年7个月前
7楼

诚恳的向科创论坛,以及各位坛友道歉。

从18年的夏夜的UHF奇思妙想,至现在基本完备的理论设计,没想到就以这种方法结束了。可惜我是个菜鸡,没法学习爱好两手抓。学业与爱好若必须放弃一项,自然要走能够通往未来的道路。

我会撰写一份基本完备的设计报告,并且退还此科创基金。辜负了大家对我以及此项目的期望,我会对鲁莽的时间管理以及进程估计进行反思。

三年过后,若是我还没有忘记年少时的激情,自然会重新接手本项目,给大家一个满意的结果。

谢谢大家给我的包容与肯定,这一段时间我学到了很多,无论是专业知识还是整体思维的改变。

谢谢。


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阡陌徘徊
1年7个月前
8楼

高一能有如此能力实属难得,后生可畏

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GiroPetrenko作者
1年7个月前
9楼
引用阡陌徘徊发表于8楼的内容
高一能有如此能力实属难得,后生可畏

感谢鼓励,也感谢各位坛友的拍砖让我不陷在沾沾自喜的坑里无法自拔。

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虎哥
1年7个月前
10楼

楼主受了什么刺激了?

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GiroPetrenko作者
1年7个月前
11楼
引用虎哥发表于10楼的内容
楼主受了什么刺激了?

哎呀呀,成绩很危险,估计连能看大学都捞不着。

为啥?因为不专心。为啥不专心?因为自制力差。那就只好使用极端方法咯。

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Dimitri_Ivanovich
1年7个月前
12楼

祝楼主学业顺利,考上理想大学然后重返电路 sticker

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zgchen
1年7个月前
13楼

考个好的大学,最好能去国外锻炼下更好了!!国内粥少人多啊,国外的资源多立马用的上 sticker


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