NawfalMotii79/PLFM_RADAR

# AERIS-10：开源脉冲线性调频相控阵雷达 [](https://opensource.org/licenses/MIT) [](https://github.com/NawfalMotii79/PLFM_RADAR) [](https://github.com/NawfalMotii79/PLFM_RADAR)) [](https://github.com/NawfalMotii79/PLFM_RADAR/pulls)  AERIS-10 是一个开源、低成本的 10.5 GHz 相控阵雷达系统，采用脉冲线性调频（LFM）调制。它提供两个版本（3km 和 20km 量程），专为希望探索和实验相控阵雷达技术的研究人员、无人机开发者和资深 SDR 爱好者设计。  ## 📡 概述 AERIS-10 项目旨在通过提供一个完全开源、模块化且可破解的雷达系统，来推动雷达技术的普及。无论您是大学研究人员、无人机初创公司，还是高级创客，AERIS-10 都为您提供了一个用于实验波束成形、脉冲压缩、多普勒处理和目标跟踪的平台。 ## 🔬 主要特性 - **开源硬件与软件** - 提供完整的原理图、PCB 布局、固件和软件 - **双版本可用**： - **AERIS-10N (Nexus)**：3km 量程，配备 8x16 贴片天线阵列 - **AERIS-10X (Extended)**：20km 量程，配备 32x16 介质填充缝隙波导阵列 - **全电子波束控制** - 在俯仰和方位角上实现 ±45° 电子控制 - **高级信号处理** - 板载 FPGA 处理脉冲压缩、多普勒 FFT、MTI 和 CFAR - **Python GUI** - 具备地图集成的用户友好界面 - **GPS/IMU 集成** - 实时位置和姿态校正 - **模块化设计** - 电源管理、频率合成和 RF 板分离 ## 🏗️ 系统架构  ### 硬件组件 AERIS-10 的主要子系统包括： - **电源管理板** - 为电子元件提供所有必要的电压水平，并具备适当的滤波和排序（排序由微控制器确保） - **频率合成器板** - 使用高性能低抖动时钟发生器 (AD9523-1)，为以下组件提供相位对齐的时钟参考： - RX 和 TX 频率合成器 (ADF4382) - DAC - ADC - FPGA - **主板** 包含： - **DAC** - 生成雷达 Chirp 信号 - **2 个微波混频器 (LT5552)** - 用于上变频和 IF 下变频 - **4 个 4 通道移相器 (ADAR1000)** - 用于 RX 和 TX 链波束成形 - **16 个前端芯片 (ADTR1107)** - 用于低噪声放大 (RX) 和功率放大 (TX) 级 - **XC7A100T FPGA** - 处理雷达信号： - 通过 DAC 生成 PLFM Chirp 信号 - 原始 ADC 数据读取 - 自动增益控制 (AGC) - I/Q 基带下变频 - 抽取 - 滤波 - 正向 FFT - 脉冲压缩 - 多普勒、MTI 和 CFAR 处理 - USB 接口 - **STM32F746xx 微控制器** - 用于： - 上电和下电排序（参见电源管理 Excel 文件） - FPGA 通信 - 设置和连接以下组件： - 时钟发生器 (AD9523-1) - 2 个频率合成器 (ADF4382) - 4 个 4 通道移相器 (ADAR1000)，用于雷达脉冲排序 - 2 个 ADS7830 ADC（位于功率放大器板上），用于 Idq 测量 - 2 个 DAC5578（位于功率放大器板上），用于 Vg 控制 - GPS 模块，用于 GUI 地图居中 - GY-85 IMU，用于目标坐标的俯仰/横滚校正 - BMP180 气压计 - 步进电机 - 8 个 ADS7830 温度传感器，用于冷却风扇控制 - RF 开关 - **16 个功率放大器板** - 仅用于 AERIS-10E 版本，具有 10Watt QPA2962 GaN 放大器以扩展范围 - **天线阵列**： - **AERIS-10N (Nexus)** - 8x16 贴片天线阵列 - **AERIS-10X (Extended)** - 32x16 介质填充缝隙波导天线阵列 - **杂项组件**： - 滑环 - 步进电机及驱动器 - 冷却风扇 - 外壳) ### 处理流水线 1. **波形生成** - DAC 创建 LFM chirp 信号 2. **上/下变频** - LT5552 混频器处理频率转换 3. **波束控制** - ADAR1000 移相器控制 16 个元件 4. **信号处理 (FPGA)**： - 原始 ADC 数据采集 - I/Q 基带下变频 - 抽取与滤波 (CIC/FIR) - 脉冲压缩 - 多普勒 FFT 处理 - MTI 和 CFAR 检测 5. **系统管理 (STM32)**： - 电源排序 - 外设配置 - GPS/IMU 集成 - 步进电机控制 6. **可视化**： - 实时目标绘图 - 地图集成 - 雷达控制界面  ## 📊 技术规格 | 参数 | AERIS-10N (Nexus) | AERIS-10X (Extended) | |-----------|-------------------|----------------------| | **频率** | 10.5 GHz | 10.5 GHz | | **最大量程** | 3 km | 20 km | | **天线** | 8x16 贴片阵列 | 32x16 缝隙波导 | | **波束控制** | 电子 (±45°) | 电子 (±45°) | | **机械扫描** | 360° (步进电机) | 360° (步进电机) | | **输出功率** | ~1Wx16 | 10Wx16 (GaN 放大器) | | **处理器** | FPGA + STM32 | FPGA + STM32 | ## 🚀 快速开始 ### 前置条件 - 基本的雷达原理理解 - PCB 组装经验（用于硬件构建） - Python 3.8+（用于 GUI 软件） - FPGA 开发工具 用于信号处理修改 ### 硬件组装 1. **订购 PCB**：所有 Gerber 文件位于 `/4_Schematics and Boards Layout` 2. **采购组件**：物料清单 (BOM) 位于 `/4_Schematics and Boards Layout/4_7_Production Files` 3. **组装**：遵循 `/10_docs/assembly_guide.md` 中的组装指南 4. **天线**：根据您的版本选择合适的天线阵列 5. **外壳**：3D 可打印文件位于 `/10_docs/Hardware/Enclosure`

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