MIMO radar
- Diarienummer
- SM17-0025
- Start- och slutdatum
- 180101-191231
- Beviljat belopp
- 1 018 000 kr
- Förvaltande organisation
- Saab AB
- Forskningsområde
- Informations-, kommunikations- och systemteknik
Summary
Syftet med det föreslagna mobilitetsprojektet är att demonstrera MIMO-radar vid en frekvens av 30 GHz. Vi kommer dessutom att studera hur MIMO-systemets prestanda påverkas av begränsningar och tillkortakommanden hos hårdvaran. Utöver det kommer olika integrationstekniker att studeras, som en funktion av sändarfrekvens och antalet parallella MIMO-kanaler. Vi kommer att arbeta, såväl med ett testsystem som utvecklats på Chalmers för forskning på trådlös kommunikation, som med ett testsystem som finns tillgängligt på SAAB. Vi kommer att genomföra de förändringar och förbättringar av hårdvaran som är nödvändiga, och signalbehandling för att generera vågformer och lobformning kommer att implementeras. Den kombinerade expertisen tillgänglig från Chalmers och SAAB sträcker sig från halvledarkristaller och chip till avancerade system; detta tillåter oss att undersöka integrationsmetoder med alla frihetsgrader tillgängliga. Effektiva integrationsmetoder kommer att vara viktigt för MIMO-system med många parallella kanaler och med hög packningstäthet. Vid slutet av projektet vill vi att göra en demonstration av MIMO radar vid 30 GHz, och samtidigt ha en god förståelse för hur systemet fungerar. Vi kommer också att presentera rekommendationer för hur olika systemarkitekturer kan integreras, beroende på systemets sändarfrekvens och antalet kanaler.
Populärvetenskaplig beskrivning
I ett radarsystem sänder man ut pulser av elektromagnetisk strålning för att upptäcka föremål, ofta på långt avstånd. De flesta tidiga radarsystem bestod av sändare och mottagare kopplade till en parabolisk antenn, för att skapa en väldefinierad radarstråle i en specifik riktning. Denna parabolantenn kan sedan roteras och vinklas för att söka av luftrummet eller för att följa objekt. Hastigheten med vilken man kan flytta runt en stor antenn begränsar möjligheterna för dessa radarsystem, tex är det svårt att följa flera objekt samtidigt. En vidareutveckling av radartekniken är därför så kallad fasstyrd radar där ett stort antal antennelement arbetar tillsammans för att skapa en väldefinierad radarstråle. I en fasstyrd radar har man en gemensam vågformsgenerator till alla antennelement, men man kan genom fas-skiftare kontrollera fasen på vågformen som når varje antennelement. En fasstyrd radar har inga rörliga mekaniska delar och man kan ögonblickligen rikta om radarstrålen genom att ändra inställningen på fasskiftarna. I och med den snabba utvecklingen av digital elektronik så kan man nu se en ny utveckling inom radarfältet där man, precis som för fasstyrda antenner, använder sig av ett stort antal antennelement som arbetar tillsammans, men där man nu har individuell kontroll på vågformen som når varje element. Detta genom att använda individuella sändare och mottagare för varje antennelement vilket är möjligt med dagens teknik. Denna utveckling brukar kallas digitalradar eller MIMO radar där MIMO står för ”multiple input multiple output”. Att ha individuell kontroll över varje antennelement ger stor frihet över hur man formar radarstrålen och hur man använder radarn. Till exempel kan man använda delar av radarn för kommunikation, man kan använda flera frekvenser samtidigt, och man kan implementera algoritmer för att minimera påverkan från störsändare. I detta projekt kommer SAAB och Chalmers arbeta tillsammans med att bygga testsystem för MIMO radar och studera hur de olika byggblocken påverkar systemprestandan. Existerande hårdvara både på Chalmers och hos SAAB kommer att användas för detta. Vi kommer också att studera olika sätt att integrera denna typ av radarsystem. Målsättningen är att i slutet på projektet demonstrera MIMO radar vid 30 GHz, och att förstå möjligheter och begränsningar för systemet.