High resolution FMCW radar

Radar, radyo frekansı (RF) sinyalleri kullanarak hedeflerin menzilini ve hızını ölçen bir cihazdır. Bir radar sensörü açısından temel amaç, gözlem alanı içindeki tüm hedefleri tespit etmek ve yüksek bir güncelleme oranı ile eş zamanlı olarak hedef menzili ve bağıl hızı tahmin etmektir. Frekans Modülasyonlu Sürekli Dalga (FMSD) eş zamanlı olarak hız ve menzili ölçebilme yeteneğine sahiptir. FMSD radar, kısa mesafe ölçümlerde ve yüksek çözünürlük gerektiren uygulamalarda sıklıkla tercih edilir. FMSD radarı, iletim sinyalinin frekansını modüle etmek için Voltaj Kontrollü Osilatör (VCO) kullanır. VCO, frekansı giriş voltajına göre modüle eder. Ancak giriş voltajı için çıkış frekansı doğrusal değildir. Menzil çözünürlüğü modüleli sinyalin nonlinear olması durumunda oldukça kötüleşir. Modüler bileşenler; karıştırıcı (mixer), düşük gürültü yükselteci (low noise amplifier), güç yükselteçleri (amplifier) kullanıldığında, kablolar üzerindeki zaman gecikmeleri kritiktir. Oluşan kayıplar vuruş frekansını değiştirmesinden dolayı menzil çözünürlüğü kötüleşir. Yüksek çözünürlük elde etmek için componentlerin tasarımında kayıpların dikkate alınması gerekir. Bu tezde C bant FMSD radarın menzil çözünürlüğünü artırmak ve menzil hatasını azaltmak için teorik araştırma ve tasarım yapılmıştır. Tasarlanılan radarda düşük güç ile çalışması, düşük maaliyetli olması ve yüksek çözünürlük sağlaması amaçlanmıştır. VCO, karıştırıcı, yükselteçler hazır kullanılırken, anten ve güç bölücü tasarlanılmıştır. Power divider tasarımı ile yüksek izolasyon ve iyi eşleşme (matching) elde edilmiştir. Mikroşerit yama anten tasarımı düşük güç ile çalışmasından dolayı simüle edilmiştir