Hoppa till innehåll
EN In english

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

The objective of this mobility program is to demonstrate MIMO radar at 30 GHz. In addition we will study the effects and significance of various hardware imperfections on the MIMO system performance as well as possible hardware integration techniques as a function of transmit frequency and number of MIMO channels. We will work with a MIMO testbed developed at Chalmers for communications research, as well as a testbed available at SAAB. Necessary hardware modifications and improvements will be done and signal processing in the form of waveform generation/beamforming will be implemented. The combined expertise of Chalmers and SAAB span from semiconductor crystals and chips to advanced systems – which will allow us to study integration techniques with all degrees of freedom available. Efficient integration techniques will be very important for closely packed multichannel MIMO systems. At the end of the program we expect to do a live demonstration of MIMO radar at 30 GHz, with a good understanding of the system functionality. We will also present recommendations on integration schemes for different system architectures, frequencies and channel count.

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.