Приемная ФАР как работает?

Татарин> Если ты имеешь в виду, что фаза сдвигается цифрой после оцифровки, то... "таким ротком, да медку б хлебнуть!"©медведь, глядя на бегемота
Почему-бы не поставить на каждый антенный элемент свой фильтр, потом свой МШУ, и потом квадратурный демодулятор. Все демодуляторы запитываем от одного гетеродина, и он же является генератором для облучателя.
Затем цифруем все I и Q разом. И получаем массив данных со всех элементов. А потом уже работая со всем масивом, вращая фазы для каждого случая и суммируя, получаем моментальную "развертку" всех направлений.

Татарин> Или - как вариант - гетеродинная схема, где принятый сигнал смешивается с опорным и цифруется уже промежуточная частота.
Ну, примерно, только зачем ПЧ, когда есть I/Q.

Татарин> Но прямая оцифровка на 10ГГц хотя принципиально возможна, пока очень дорогостоящее (и сложное) удовольствие, чтобы этим заниматься в серии, в сотнях-тысячах элементов ФАР, да ещё и в слабом и зашумлённом приёмном сигнале. А выгоды для такого, по сути, ровно никакой.
Дорого и не нужно.

intoxicated> Терминал Старлинк двухдиапазонный, оба диапазона Ku-band (12-18 ГГц), эллементов ~ 1200, т.е. вполне себе "радиолокационное количество" , излучаемая мощность ~ 15 Ватт. Диаметр антенны 55см.
Вроде, в других источниках "до 4Вт", 4 - это когда наклон максимальный, а при нормали - вообще 860мВт.

U235>> Там всё другое, исходя из этой самой мощности и требования что сверхмощный излучаемый сигнал никаким макаром не должен попадать в сверхчувствительный приемник.
0--ZEvS--0> Это можно компенсационным развязывающим циркулятором решить.
0--ZEvS--0> Я вот не совсем понимаю - зачем ФАР?
А как иначе? Вопрос не праздный, вопрос вполне на миллиар (ну уж на милион точно).

Низкоорбитальные спутники же, они по небу быстро пролетают. За ними нужно следить. Причём, ловить хотя бы два (для надёжности и непрерывности связи). А терминал ещё и позиционируется как "для чайников" и для простых людей за небольшие деньги.
С ФАР у тебя хотя бы шанс есть, что через какое-то время ты выйдешь на большую серийность, отобьёшь софт и разработку, удешевишь модуль и начнёшь клепать дешёвые терминалы... а какие альтернативы?

intoxicated> Терминал Старлинк двухдиапазонный, оба диапазона Ku-band (12-18 ГГц), эллементов ~ 1200, т.е. вполне себе "радиолокационное количество" , излучаемая мощность ~ 15 Ватт. Диаметр антенны 55см.
1200 элементов - отлично, только ведь все трансиверы собраны в одном каком-то хитром чипе, и как им управлять?
Это примерно, как корреляторы в SIRF чипах, наружу ничего не выходит...

0--ZEvS--0>> Я вот не совсем понимаю - зачем ФАР?
Татарин> ... Низкоорбитальные спутники же, они по небу быстро пролетают. ...
Я не про это. Зачем Starlink`у ФАР понятно.
Зачем для решаемой spam_test`ом задачи ФАР?

0--ZEvS--0>>> Я вот не совсем понимаю - зачем ФАР?
Татарин>> ... Низкоорбитальные спутники же, они по небу быстро пролетают. ...
0--ZEvS--0> Я не про это. Зачем Starlink`у ФАР понятно.
0--ZEvS--0> Зачем для решаемой spam_test`ом задачи ФАР?
Насколько я понял, он хочет получить РЛС "на халяву", на железе "старлинка", чисто софтовым способом.
Он уже сделан, и он продаётся за недорого.

0--ZEvS--0> Почему-бы не поставить на каждый антенный элемент свой фильтр, потом свой МШУ, и потом квадратурный демодулятор. Все демодуляторы запитываем от одного гетеродина, и он же является генератором для облучателя.
Так это уже детали гетеродинной схемы.

0--ZEvS--0> Зачем для решаемой spam_test`ом задачи ФАР?
1) а потому как изделие уже есть.
2) потому, что это самое изделие показывает возможность дешевого производства.
3) все же механика в режиме 24/7 не лучшее решение.

Татарин> Или - как вариант - гетеродинная схема, где принятый сигнал смешивается с опорным и цифруется уже промежуточная частота.
Сомоса-бой. Мало того, частота гетеродина ещё и крутится, чтобы устранить эффект Допплера. Если один луч, конечно. Когда надо больше лучей, то крутить частоту может и не получиться.

Татарин> Но прямая оцифровка на 10ГГц хотя принципиально возможна, пока очень дорогостоящее ...
Не очень. Оцифровка 100ГГц, да, пока ещё дороговата. Но мы через такую уже буквы в этих ваших интернетах прямо сейчас пишем.

А что касается ферритовых или пиндиодных крутилок фазы - это прошлый век, буквально. Щас пользуют только там, где нужно рекордное С\Ш.

Татарин>> Или - как вариант - гетеродинная схема, где принятый сигнал смешивается с опорным и цифруется уже промежуточная частота.
pokos> Сомоса-бой. Мало того, частота гетеродина ещё и крутится, чтобы устранить эффект Допплера.
Татарин>> Но прямая оцифровка на 10ГГц хотя принципиально возможна, пока очень дорогостоящее ...
pokos> Не очень. Оцифровка 100ГГц, да, пока ещё дороговата. Но мы через такую уже буквы в этих ваших интернетах прямо сейчас пишем.
Это вот где? Оптику не предлагать, там АЦП и близко нет. Спутниковая связь цифруется после демодуляции.
Езернет, DSL и им подобные - так там частоты, всё же, ниже.

Татарин> Это вот где? Оптику не предлагать, там АЦП и близко нет.
Это пачимужэ не предлагать?
В нонешних транспондерах оптических сетей на 200 Гбит\с цифруется на скорости 57 Гвыборок\с, а если транспондер 600 или 800, то 118 Гвыборок\с.

Татарин>> Это вот где? Оптику не предлагать, там АЦП и близко нет.
pokos> Это пачимужэ не предлагать?
pokos> В нонешних транспондерах оптических сетей на 200 Гбит\с цифруется на скорости 57 Гвыборок\с, а если транспондер 600 или 800, то 118 Гвыборок\с.
Потому что там цифруется не то и не так.
Формально простой pin-фотодиод с каким-нить аналогом компаратора - тоже "оцифровка", однобитная. Но фига ли с того толку для систем, где важно суммирование со сдвигом фазы?
Для таких систем тебе нужна бешеная точность, чтобы итоговая сумма сдвинутых гармонических функций давала бы функцию хорошо приближенную к гармонической. То есть, ну хотя бы десяток бит с интерполяцией. "Обмануть" тут не получится - малая точность оцифровки на этом этапе сразу скажется на качестве работы решётки.
10 гигавыборок в секунду с хотя бы 14 битами? В теории есть, но в каждом модуле ФАР? Фантастика. Допускаю, что научная, впрочем. Но всё же фантастика.

А ведь есть ещё и совершенно неустранимая в такой системе квантизация по времени, которая фиг знает как соотносится с пространственным шагом решётки и может давать муар...

Татарин> Потому что там цифруется не то и не так.
Вот не надо мне рассказывать, как там всё цифруется. Цифруется там точно также, как в "обычных" модемах и точно также, как в синтезе апертур. Разрядов в старых транспондерах - 6, в новых - 8.
Да, теперь немножко фосфид индия и 7 нм. Ну и что? Некоторые могут себе позволить.

Татарин> Для таких систем тебе нужна бешеная точность, чтобы итоговая сумма сдвинутых гармонических функций давала бы функцию хорошо приближенную к гармонической.
На пресловутых пиндиодах хватает 6 разрядов.

Татарин> 10 гигавыборок в секунду с хотя бы 14 битами?
14 бит не нужно. 8 - уже хорошо, 10 - отлично.
К сож, сайты TI и AD теперь из России не открываются.
На тебе из другого места анонс 2019-го года: TI introduces a new ultra-high-speed analog-to-digital converter - Electronics-Lab.com И это 12 бит, на секундочку, хоть и в 2 раза медленнее.

Это разработке было целых 20 лет назад. A 20 GS/s 8 b ADC with a 1 MB memory in 0.18 /spl mu/m CMOS | IEEE Conference Publication | IEEE Xplore. Технология 0,18 мкм. Теперь пекут по технологии 22 нм. 20 Гвыб\с - обыденность нашего времени, почти ширпотреб.

Татарин> В теории есть, но в каждом модуле ФАР? Фантастика.
Ты шибко отстал от жизни. Мало того, я и не говорю, что в Старлинке такие АЦП. Наверняка, там цифруют ПЧ, для этого и 50 Мвыб\с достаточно, думаю.
Кста, а ты думаешь, в твоей мобиле с 4Ж какой скорости АЦП\ЦАП на радиоканале?

Татарин> А ведь есть ещё и совершенно неустранимая...
Теория этого дела разрабатывается с 60-х годов. Никаких проблем давно нету, главная проблема - быстрый векторный вычислитель.

Татарин>> Для таких систем тебе нужна бешеная точность, чтобы итоговая сумма сдвинутых гармонических функций давала бы функцию хорошо приближенную к гармонической.
pokos> На пресловутых пиндиодах хватает 6 разрядов.
На пресловутых пин-диодах не нужно получать сдвиг фазы.

Татарин>> 10 гигавыборок в секунду с хотя бы 14 битами?
pokos> 14 бит не нужно. 8 - уже хорошо, 10 - отлично.
Потеряешь информацию о фазе, со всеми вытекающими. Потеря не пропорциональна (точность будет не лучше на каких-то участках и сильно хуже на других), но тебе крайне неудобны потери точности в принципе.
При этом за удовольствие терять точность за большие деньги ты платишь ещё и потерей помехоустойчивости: ошибки дискретизации, помехи и т.п.

pokos> Это разработке было целых 20 лет назад. A 20 GS/s 8 b ADC with a 1 MB memory in 0.18 /spl mu/m CMOS | IEEE Conference Publication | IEEE Xplore. Технология 0,18 мкм. Теперь пекут по технологии 22 нм. 20 Гвыб\с - обыденность нашего времени, почти ширпотреб.
Татарин>> В теории есть, но в каждом модуле ФАР? Фантастика.
pokos> Ты шибко отстал от жизни. Мало того, я и не говорю, что в Старлинке такие АЦП. Наверняка, там цифруют ПЧ, для этого и 50 Мвыб\с достаточно, думаю.
Отстал, да.

Но меня колбасит даже не от стоимости затеи в первую очередь, а от непонимания - нафига задорого усложнять себе жизнь, с огромными трудностями добиваясь ухудшения результата? Аналоговые сигналы складываются просто, надёжно, а преимуществ у цифровой передачи внутри антенны нет.

pokos> Кста, а ты думаешь, в твоей мобиле с 4Ж какой скорости АЦП\ЦАП на радиоканале?
Порядка гигавыборок в секунду, но там же АЦП один, а не тысяча.

Татарин>> А ведь есть ещё и совершенно неустранимая...
pokos> Теория этого дела разрабатывается с 60-х годов. Никаких проблем давно нету, главная проблема - быстрый векторный вычислитель.
А вычислитель ничем не поможет: мусор на входе - мусор на выходе.
Проблему муара можно только купировать, но не решить.

Зачем для решаемой spam_test`ом задачи ФАР?
s.t.> 1) а потому как изделие уже есть.
s.t.> 2) потому, что это самое изделие показывает возможность дешевого производства.
s.t.> 3) все же механика в режиме 24/7 не лучшее решение.
Вообще, для меня эта тема очень интересна. Я тоже разработчик.
Более того, год назад меня именно об этой теме спрашивали знакомые.
Идея, безусловно, крутая. Нет, очень и очень крутая.

Я конечно смотрел в область автомобильных радаров меряющих скорость.

Насчет старлинка и ФАР. Мысли следующие.
Конечно здорово излучать узкий лепесток ДН, и мощность в нем концентрировать, но тогда таким лепестком надо сканировать.
Я так понимаю, по вертикали надо градусов 10?
А по горизонтали градусов 90?
Может сканировать плоским лучом размазанным вертикально?

Если не сканировать, то тогда надо светить очень большой мощностью, но тогда можно принимать отклик со всех направлений сразу. И обрабатывать...

А какие эксперименты делались с "тем что уже есть"?

pokos> В нонешних транспондерах оптических сетей на 200 Гбит\с цифруется на скорости 57 Гвыборок\с, а если транспондер 600 или 800, то 118 Гвыборок\с.
Вы что, предлагаете сигнал сразу после МШУ подать на АЦП?
А как Вы будете выделять сигнал нужной частоты? Получать Гигабайты данных проводить децимацию и оставлять байты? Весь Ваш SDR приемник Core I5 потребует, и это для одного элемента.
Наверняка у этих АЦП ENOB 3-4 бита, остальное почти шум квантования.
Про стоимость таких АЦП я умолчу.

Ну P.S. Современные SDR нужны из простоты. Простенький RF Frontend АЦП, а дальше математика.
В Вашем случае - удорожание и усложнение. А еще получение невнятных характеристик, так как непонятны такие параметры как динамический диапазон, избирательность... и...

Татарин> Или - как вариант - гетеродинная схема, где принятый сигнал смешивается с опорным и цифруется уже промежуточная частота.

Почти так. Излучаемый сигнал модулируется ПЧ, в приёмнике извлекается ПЧ, производится вторичное гетеродинирование относительно второй ПЧ, и результаты мы уже обрабатываем в цифре. Иначе всё это стоит безобразно дорого.

Очень характерный пример — т.н. лазерные рулетки. Там именно так и сделано. С двумя ступенями ПЧ. Потому что — ну как декодировать напрямую сигнал в сотни терагерц?
А в реале удалось сделать за копейки.

Sandro> А в реале удалось сделать за копейки.
Да, именно так.
А вообще, вся подобная система с ФАР, уже слишком дорога. Сколько должно быть элементов? Вот столько по сути самостоятельных приемников.
Я бы конечно решал бы задачу примерно так:
Светим импульсами (например 50 Гц) с направленной антенной, большой мощностью. Для передатчика можно взять, например, магнетрон от микроволновки (800 вт).
И также направленной антенной просто ждем отклик. Без всяких разверток и ФАР.
Да можно определить расстояние и скорость, и наверное этого достаточно. А точное местоположение - увы.

0--ZEvS--0> Светим импульсами (например 50 Гц) с направленной антенной, большой мощностью. Для передатчика можно взять, например, магнетрон от микроволновки (800 вт).

800Вт - это такое себе для РЛС. У радиоприцела "Шилки" 90-120кВт в импульсе было. Средняя, конечно, поменьше. Где-то на такие цифры видимо и нужно ориентироваться для озвученных задач

U235> 800Вт - это такое себе для РЛС. У радиоприцела "Шилки" 90-120кВт в импульсе было. Средняя, конечно, поменьше. Где-то на такие цифры видимо и нужно ориентироваться для озвученных задач
Да. Посмотрел что такое "Шилки". Наверное - без вариантов.
Учитывая, что мы ЭОП не знаем какой у беспилотников.

Ну и старлинк я бы тоже сразу приговорил-бы. Одно дело связь, а РЛС совсем другое дело...
Здесь уже проще подменять координаты GPS, чтобы дрон думал, что он летит гораздо выше, чем на самом деле и падал.

0--ZEvS--0> Здесь уже проще подменять координаты GPS, чтобы дрон думал, что он летит гораздо выше, чем на самом деле и падал.
Практика против. Не хотят они падать, и летают как туда так и сюда. Да и GPS, оно не всегда применяется для навигации. К примеру, насыщенность сотовой связью и WiFi которые вполне себе ориентиры в позволяет выходить с достаточной точностью на цель, чтобы визуально атаковать.
Так что, система активного обнаружения воздушных объектов всяко нужна. И важно именно то, что необходим постоянный мониторинг, а для этого механическое сканирование не годится. Разве что, для сопровождения и опознавания можно использовать, тут крутиться будет только по мере необходимости. По выданному азимуту и углу.

s.t.> Так что, система активного обнаружения воздушных объектов всяко нужна.

На имеющихся терминалах спутниковой связи вам энергетики для этого не хватит. Так что смотрите лучше в сторону пассивных систем наподобие "Тамары".

U235> Так что смотрите лучше в сторону пассивных систем наподобие "Тамары".
так объектов тысячи. Если задача прикрыть склады, нефтебазы, административные здания, то не напасешься высокоэнергетических спецсредств.
GSM900/1800 длина волны сопоставима с мелкими беспилотниками. И вроде как сам летун будет резонировать. т.е. да, пассивное можно делать, используя имеющуюся сеть сотовой связи.

s.t.> т.е. да, пассивное можно делать, используя имеющуюся сеть сотовой связи.

Пассивное - это значит на пеленгации излучения самого дрона

Еще можно попробовать посмотреть в сторону тепловизоров/пирометров. Наверняка в дроне движки сильно греются.