Diplomová práce se zabývá návrhem a provedením úprav na radarovém FMCW senzoru SHD1 podle požadavků zadání. Pro jejich splnění bylo především nutno zvýšit vysílaný výkon a upravit modulaci signálu. V teoretické části diplomové práce je popsán princip radarů a funkce FMCW radaru s možnými lineárními modulacemi. Dále je zde uveden popis konkrétního řešení senzoru SHD1, analýza jeho parametrů a návrh úprav. Pro zvýšení vysílaného výkonu senzoru bylo potřeba do vysílací trasy vložit Blok zesilovačů. Zvýšení maximálního dosahu vyžadovalo zmenšit šířku rozmítání kmitočtu radaru. V souvislosti s novým obvodem bylo nutno provést také úpravy napájecího obvodu radaru. V práci je popsán návrh Bloku zesilovačů, metody a výsledky měření tohoto obvodu a měření vlastností původního a upraveného senzoru.
Annotation in English
The master thesis deals with a design and realization of FMCW radar sensor SHD1 adaptations according to the assigned requirements. To fulfil these requirements it was necessary to enhance the transmitted power and fit the frequency modulation. In the theoretical part of the thesis is described radar principles and a FMCW radar function including the possible modulations are treated. Also a structure of the particular radar sensor SHD1 is described its parameters are analyzed and needed changes are presented. To raise the transmitted power an Amplifier unit was inserted into the transmitting path of the radar and to fit the longer maximum range the frequency modulation swing was reduced. Some changes in the radar supply unit were also necessary due to the new block insertion. In the thesis the design of the Amplifier unit is described in details. Measurement methods of this unit and of the whole sensor before and after the adaptation are presented together with the obtained experimental results.
Diplomová práce se zabývá návrhem a provedením úprav na radarovém FMCW senzoru SHD1 podle požadavků zadání. Pro jejich splnění bylo především nutno zvýšit vysílaný výkon a upravit modulaci signálu. V teoretické části diplomové práce je popsán princip radarů a funkce FMCW radaru s možnými lineárními modulacemi. Dále je zde uveden popis konkrétního řešení senzoru SHD1, analýza jeho parametrů a návrh úprav. Pro zvýšení vysílaného výkonu senzoru bylo potřeba do vysílací trasy vložit Blok zesilovačů. Zvýšení maximálního dosahu vyžadovalo zmenšit šířku rozmítání kmitočtu radaru. V souvislosti s novým obvodem bylo nutno provést také úpravy napájecího obvodu radaru. V práci je popsán návrh Bloku zesilovačů, metody a výsledky měření tohoto obvodu a měření vlastností původního a upraveného senzoru.
Annotation in English
The master thesis deals with a design and realization of FMCW radar sensor SHD1 adaptations according to the assigned requirements. To fulfil these requirements it was necessary to enhance the transmitted power and fit the frequency modulation. In the theoretical part of the thesis is described radar principles and a FMCW radar function including the possible modulations are treated. Also a structure of the particular radar sensor SHD1 is described its parameters are analyzed and needed changes are presented. To raise the transmitted power an Amplifier unit was inserted into the transmitting path of the radar and to fit the longer maximum range the frequency modulation swing was reduced. Some changes in the radar supply unit were also necessary due to the new block insertion. In the thesis the design of the Amplifier unit is described in details. Measurement methods of this unit and of the whole sensor before and after the adaptation are presented together with the obtained experimental results.
Student si nejprve prostuduje princip a funkci FMCW radaru. Pak provede návrh blokového schématu a základních parametrů dílů přijímače a vysílače (PaV) podle zadání. Po rešerši dostupných součástek pro realizaci těchto dílů navrhne zapojení PaV vycházející ze senzoru SHD1 a navrhne a oživí zesilovač vysílače a pak celý senzor.
Kmitočtové pásmo: X (8,2 - 12,4 GHz),
teoretická rozlišovací schopnost v dálce: lepší než 0,5 m,
maximální dosah 40 m,
vysílaný výkon min. 40 mW,
doba opakování informace max. 10 ms.
Research Plan
Student si nejprve prostuduje princip a funkci FMCW radaru. Pak provede návrh blokového schématu a základních parametrů dílů přijímače a vysílače (PaV) podle zadání. Po rešerši dostupných součástek pro realizaci těchto dílů navrhne zapojení PaV vycházející ze senzoru SHD1 a navrhne a oživí zesilovač vysílače a pak celý senzor.
Kmitočtové pásmo: X (8,2 - 12,4 GHz),
teoretická rozlišovací schopnost v dálce: lepší než 0,5 m,
maximální dosah 40 m,
vysílaný výkon min. 40 mW,
doba opakování informace max. 10 ms.
Recommended resources
Bezoušek P., Šedivý P., Radarová technika, ČVUT, Praha 2006, ISBN: 80-01-03036-9
Pozar D., Microwave Engineering, 4th Ed., Willey and Sons, New York 2012, ISBN: 978-0-470-63155-3
Tysl. V, Růžička V., Teoretické základy mikrovlnné techniky, SNTL Praha, 1989
Recommended resources
Bezoušek P., Šedivý P., Radarová technika, ČVUT, Praha 2006, ISBN: 80-01-03036-9
Pozar D., Microwave Engineering, 4th Ed., Willey and Sons, New York 2012, ISBN: 978-0-470-63155-3
Tysl. V, Růžička V., Teoretické základy mikrovlnné techniky, SNTL Praha, 1989
Enclosed appendices
1 CD
Appendices bound in thesis
illustrations, graphs, schemes, tables
Taken from the library
No
Full text of the thesis
Appendices
Reviewer's report
Supervisor's report
Defence procedure record
Cílem práce bylo navrhnout úpravy vybraného radarového senzoru s frekvenční modulací tak, aby splňoval požadavky pro novou aplikaci. Student musel prostudovat principy a vlastnosti FMCW radarů a konkrétně detailní řešení radarového čidla SDH1 fy Steinel. Na základě jasně definovaného zadání navrhl výkonové a frekvenční modifikace stávajícího senzoru. Navrhl, osadil, oživil a experimentálně ověřil desku plošného spoje zajišťující požadované zvýšení výkonu.