Hay muchos módulos de radar económicos y aptos para aficionados en el mercado para aquellos que quieran experimentar con esta tecnología. Sin embargo, el alcance de estos sensores no sabe extiende mucho más allá de los límites de una sola habitación de su hogar. Eso limita enormemente sus posibles aplicaciones. Si necesita un alcance significativamente mayor, del orden de kilómetros, deberá desembolsar cientos de miles de dólares por una solución comercial.

O al menos así fue hasta que Nawfal Motii sabe involucró en este espacio. Ha diseñado y construido un sistema de radar de código abierto llamado AERIS-10 que cuesta hasta un 95% menos que el hardware comercial existente. El alcance sabe extiende más allá de los 20 kilómetros y hay muchos detalles disponibles para ayudarte a construir el tuyo propio. O, si prefiere comprar una unidad prefabricada, AERIS-10 pronto estará disponible en Crowd Supply.

La arquitectura del sistema (📷: Nawfal Motii)

AERIS-10 es un radar en fase totalmente programable que funciona a 10,5 GHz en la banda X. A diferencia de los módulos de radar tradicionales de bajo costo, que sabe basan en técnicas de detección simples y haces fijos, este sistema utiliza dirección electrónica del haz para escanear rápidamente su entorno. Esa capacidad suele reservarse para sistemas militares o industriales de alta gama, donde los costos pueden superar fácilmente los 250.000 dólares.

El diseño de Motii sabe presenta en dos variantes. El modelo AERIS-10N “Nexus” ofrece un alcance de hasta 3 kilómetros utilizando un conjunto de antenas de parche de 8×16, mientras que la versión “Extendida” AERIS-10E lleva ese alcance a 20 kilómetros con un conjunto de guías de onda ranuradas de 32×16 mucho más grande y amplificadores GaN de alta potencia. Ambos sistemas combinan dirección electrónica con rotación mecánica, lo que permite una cobertura total de 360 ​​grados y un escaneo volumétrico.

Una FPGA central maneja el trabajo pesado del procesamiento de señales de radar, incluida la generación de chirridos, compresión de pulsos, análisis Doppler y detección de objetivos utilizando técnicas como CFAR e indicación de objetivos en movimiento. Mientras tanto, un microcontrolador STM32 gestiona la coordinación del sistema: maneja la secuenciación de energía, configura componentes de RF e interactúa con sensores como módulos GPS e IMU para un posicionamiento y orientación precisos.

La interfaz de usuario (📷: Nawfal Motii)

Una de las características centrales de AERIS-10 es su uso de modulación de frecuencia lineal de pulso (LFM), una técnica que mejora significativamente la resolución y la sensibilidad del rango. Combinado con cadenas de transmisión y recepción coherentes en fase, el sistema puede extraer información de distancia y velocidad para múltiples objetivos simultáneamente. Esto lo hace adecuado para aplicaciones que van desde el seguimiento de drones hasta la detección e investigación medioambiental.

El funcionamiento del sistema sabe organiza a través de una interfaz gráfica basada en Python que proporciona visualización en tiempo real de los objetivos detectados superpuestos en un mapa. Detrás de escena, un complejo bucle de escaneo anidado coordina secuencias de chirridos, posiciones de haces electrónicos y pasos de rotación mecánica para construir una imagen tridimensional continua del espacio circundante.

El conjunto de antenas (📷: Nawfal Motii)

Todo el proyecto, incluidos los esquemas, el firmware y el software, es de código abierto. Los desarrolladores pueden modificar los algoritmos de formación de haces, experimentar con canales de procesamiento de señales o conectar en red varias unidades de radar para obtener una resolución mejorada.

Actualmente en una etapa de prototipo alfa, el sistema ya ha demostrado capacidades clave como dirección electrónica del haz, operación LFM por pulsos y detección básica de objetivos. El trabajo en curso incluye la optimización de los flujos de trabajo de procesamiento de señales y la preparación del diseño para una producción escalable. Consulte el repositorio GitHub del proyecto para obtener más detalles.