Das Projekt AERIS-10 hat eine vollständig offene modulare Radaranlage entwickelt, die als Plattform für Experimente mit phasengesteuerten Antennenarrays, Impulsverdichtung, Doppler-Signalverarbeitung und Zielverfolgung genutzt werden kann. Vollständige Schaltpläne, Layouts von Leiterplatten, Stücklisten (BOM), Gerber-Dateien zur Herstellung von Platinen, 3D-Druckmodelle und Beschreibungen der Hardware-Module in Verilog/VHDL werden unter der Lizenz CERN-OHL-P (CERN Open Hardware License) bereitgestellt. Der Firmware-Code für den STM32-Mikrocontroller, Hilfswerkzeuge in C und die grafische Benutzeroberfläche in Python werden unter der MIT-Lizenz angeboten.
Es wurden zwei Varianten der Radaranlage mit phasengesteuerten Antennen entwickelt — AERIS-10N (Nexus) und AERIS-10E (Erweitert). Beide Varianten nutzen eine Frequenz von 10,5 GHz und eine impulsmodulierte lineare Frequenzmodulation (LFM). Die Unterschiede betreffen die Sendeleistung (1 W x 16 und 10 W x 16) sowie den Einsatz eines Arrays flächenangepasster Antennen 8×16 und eines Arrays von Schlitzstrahlern in einem dielektrisch gefüllten Wellenleiter 32×16, was eine Reichweite von bis zu 3 km bzw. 20 km gewährleistet.
Modular System mit separaten Steuerplatinen für Energieversorgung, Frequenzgenerierung und RF-Module. Zur Signalverarbeitung, Impulsverdichtung, Berechnung der Objektgeschwindigkeit mittels Doppler-Schnell-Fourier-Transformation, zum Ausschluss stationärer Objekte (MTI) und zur Gewährleistung eines konstanten False-Alarm-Niveaus (CFAR) wird ein FPGA XC7A100T eingesetzt. Die Steuerung und Konfiguration der Peripheriegeräte erfolgt über einen Mikrocontroller STM32F746xx.
Die Korrektur von Position und Orientierung in Echtzeit wird durch GPS und Inertialsensoren (Beschleunigungsmesser, Gyroskop) sichergestellt. Es wurde eine elektronische Steuerung des Scansystems innerhalb von ±45° in Höhe und Azimut implementiert. Der Antennenrotation von 360° ermöglicht ein Schrittmotor. Das gleichzeitige Verfolgen der Bewegung mehrerer Objekte ist möglich. Zur Radarsteuerung, anschaulichen Verfolgung beweglicher Objekte und deren Zuordnung zu Karten wurde eine grafische Benutzeroberfläche realisiert.
Die Montage des Radars erfolgt aus standardisierten Komponenten, die weit verbreitet erhältlich sind. Die Kosten für Chips und Bauteile zur Herstellung des Radars in einer einfachen Konfiguration werden auf etwa 5000 Dollar geschätzt. Zum Vergleich: Die Preise für kommerzielle Radare dieser Klasse beginnen bei 250.000 Dollar.
Quelle: opennet.ru
