Simulación de sistemas radar FMCW basado en Software Defined Radio

Abstract

The initiation of this project was born from the idea to introduce the Software Defined Radio (SDR) in the skeleton of a radar device. The SDR aims to achieve, in a single programmable device, what a radio tramsmitter and receiver do, meaning that most of their components are running in the digital domain. Within the architecture of a radar, it comes to replace the analog components to digital electronic components defined by software. In fact, the challenge is to perform analog to digital conversion and digital to analog conversion as close as possible to the antenna, to make the acquisition and processing of the signal in the discrete domain. Specifically, this projects aims to study the different functionalities of a FMCW radar, Frequency Modulation Continuous Wave Radar, that operates in certain parts of its architecture through digital electronics controlled by software, by designing a simulator based on MATLAB Simulink. The intention is to extract conclusions regarding the potential production of a real FMCW radar.

El inicio de este proyecto nace de la idea de introducir el Software Defined Radio (SDR) en el esqueleto de un dispositivo radar. El SDR tiene como objetivo conseguir que en un mismo dispositivo programable, se pueda realizar lo que hace un emisor y un receptor de radio, es decir, que gran parte de sus componentes se ejecuten dentro del dominio digital. Se trata entonces de sustituir los componentes electrónicos analógicos de la arquitectura del radar, por componentes electrónicos digitales definidos mediante un software. De hecho, el reto es llegar a realizar la conversión digital-analógica y analógica-digital lo más cerca posible de la antena, para poder hacer la adquisición y el procesado de la señal en el dominio discreto. Concretamente, en la elaboración de este proyecto, se tratará de conocer el funcionamiento de un dispositivo radar FMCW, Frequency Modulation Continuous Wave, que opera, en una parte de su arquitectura, con electrónica digital controlada por un software, mediante la ejecución de un simulador basado en la herramienta Simulink de Matlab, con la intención de extraer conclusiones para continuar con una futura investigación con el objetivo de construir un radar basado en SDR, con el propósito de fabricar un dispositivo comercializable.

L'iniciació d'aquest projecte neix de la idea d'introduir el Software Defined Radio (SDR) en l'esquelet d'un dispositiu radar. L' SDR té com a objectiu aconseguir que en un mateix dispositiu programable, es pugui realitzar el que fa un emissor i receptor de radio, és a dir, que gran part dels seus components s'executin en el domini digital. Dins de l'arquitectura del radar, es tracta de substituir els components electrónics analógics, per components electronics digitals definits mitjançant programari. De fet, el repte es arribar a realitzar la conversió digital-analógica i analógica-digital el més aprop de l'antena possible per poder fer l'adquisició i el processat de la señal en el domini discret. Concretament, en l'execució d'aquest projecte es tractará de conèixer el funcionament d'un aparell radar FMCW, Frequency Modulation Continuous Wave, que opera, en una part de la seva arquitectura, amb electrònica digital controlada per software, mitjançant l'elaboració d'un simulador bassat en l'eina Simulink de Matlab, amb l'intenció d'extreure conclusions per continuar amb una futura investigació amb l'objectiu de construir un radar bassat en SDR, amb el propòsit de fabricar un dispositiu comercialitzable.