Thiết kế bộ khử tín hiệu rò dải rộng cho ra đa FMCW
27 lượt xemDOI:
https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.103.2025.22-30Từ khóa:
Ra đa sóng liên tục; Điều tần tuyến tính liên tục; Khử tín hiệu rò; Khử nhiễu nội tại; Dải rộng.Tóm tắt
Ra đa điều tần tuyến tính liên tục (FMCW) được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như quân sự, giao thông và hàng không. Tuy nhiên, trong hệ thống ra đa FMCW sử dụng một ăng ten chung cho cả phát và thu, tín hiệu từ tuyến phát có thể rò rỉ vào tuyến thu do sự cách ly không hoàn hảo của circulator và sự mất phối hợp trở kháng của ăng ten. Điều này có thể làm giảm hiệu suất hệ thống, gây méo tín hiệu phản xạ từ mục tiêu và ảnh hưởng đến khả năng phát hiện mục tiêu nhỏ ở vùng gần. Bài báo đề xuất một phương pháp khử tín hiệu rò dải rộng hiệu quả, sử dụng cấu trúc bộ khử tín hiệu rò ở tần số RF kết hợp với bộ điều khiển dịch pha rời rạc theo từng băng tần hẹp. Hệ thống được thiết kế để tự động điều chỉnh độ dịch pha nhằm bù khử hiệu quả tín hiệu rò trong toàn bộ dải tần. Kết quả mô phỏng trên phần mềm ADS Keysight cho thấy bộ khử tín hiệu rò đề xuất đạt hệ số khử trên 40 dB trong dải thông 500 MHz, gấp 4,5 lần so với phương pháp truyền thống.
Tài liệu tham khảo
. Beasley, P., Stove, A., Reits, B. and As, B, “Solving the problems of a single antenna frequency modulated CW radar”, IEEE International Radar Conference, pp. 391–395. (1990).
. Songcheol, H.A.: “Quadrature radar topology with Tx leakage canceller for 24-GHz radar applications”. IEEE Trans. Microw. Theory Tech., 55, 1438–1444, (2007).
. Choul-Young, K.; Jeong-Geun, K.; Baek, D.; Songcheol, H.: “A circularly polarized balanced radar front-end with a single antenna for 24-GHz radar applications”. IEEE Trans. Microw. Theory Tech., 57, 293–297, (2007). DOI: https://doi.org/10.1109/TMTT.2008.2009902
. Han Lim, L.; Won-Gyu, L.; Oh, K.-S.; Jong-Won, Y.: “24 GHz balanced Doppler radar front-end with Tx leakage canceller for antenna impedance variation and mutual coupling”. IEEE Trans. Antennas Propag., 59, 4497–4504, (2011). DOI: https://doi.org/10.1109/TAP.2011.2165486
. Jeong-Geun, K.; Sangsoo, K.; Sanghoon, J.; Jae-Woo, P.; Songcheol, H.: “Balanced topology to cancel Tx leakage in CW radar”. IEEE Microw. Compon. Lett., 14, 443–445, (2004).
. Gonzalez, M.A.; Grajal, J.; Asensio, A.; Madueno, D.; Requejo, L.: “A detailed study and implementation of an RPC for LFM-CW radar”, in Proc. Eur. Radar Conf., Manchester, England, (2006). DOI: https://doi.org/10.1109/EURAD.2006.280341
. Kuo, H.C.; Wang, H.-H.; Wang, P.C.; Chuang, H.R.; Lin, F.-L.: “60-GHz millimeter-wave life detection system with clutter canceller for remote human vital-signal sensing”, in Proc. IEEE MTT-S Int. Microwave Workshop Series on Millimeter Wave Integration Technologies, Sitges, Spain, (2011). DOI: https://doi.org/10.1109/IMWS3.2011.6061896
. T. W. Xiong, X. Tan, J. T. Xi and H. Min, “High TX-to-RX Isolation in UHF RFID Using Narrowband leaking carrier canceller," in IEEE Microwave and Wireless Components Letters, vol. 20, no. 2, pp. 124-126, (2010). DOI: https://doi.org/10.1109/LMWC.2009.2038620
. H. Su, Z. Wang and R. Farrell, "Compressed-sampling-based behavioural modelling technique for wideband RF transmitter leakage cancellation system," 2016 13th International Conference on Synthesis, Modeling, Analysis and Simulation Methods and Applications to Circuit Design (SMACD), Lisbon, Portugal, pp. 1-4, (2016). DOI: https://doi.org/10.1109/SMACD.2016.7520742
. M. Mahdi, M. Darwish, H. Tork, A. ElTager, “Animprovedself‐interferencecanceller forX‐bandradar transceivers”, IETMicrowaves,Antennas&Propagation, Volume15, Issue11, pp.1381-1392, (2021). DOI: https://doi.org/10.1049/mia2.12177
. J.-G. Kim, S. Ko, S. Jeon, J.-W. Park, and S. Hong, “Balanced topology to cancel Tx leakage in CW radar”, IEEE Microw. Wireless Compon. Lett., vol. 14, no. 9, pp. 443–445, (2004). DOI: https://doi.org/10.1109/LMWC.2004.832080
. C.-Y. Kim et al., “Tx leakage cancellers for 24 GHz and 77 GHz vehicular radar applications”, in IEEE MTT-S Int. Microw. Symp. Dig., pp. 1402–1405, (2006). DOI: https://doi.org/10.1109/MWSYM.2006.249531
. C. Y. Kim, J. G. Kim, and S. Hong, “A quadrature radar topology with Tx leakage canceller for 24-GHz radar applications,” IEEE Trans. Microw. Theory Techn., vol. 55, no. 7, pp. 1438–1444, (2007). DOI: https://doi.org/10.1109/TMTT.2007.900316
. M. Yuehong, L. Qiusheng and Z. Xiaolin, “Research on carrier leakage cancellation technology of FMCW system,” 2016 18th International Conference on Advanced Communication Technology (ICACT), PyeongChang, Korea (South), pp. 7-9, (2016), doi: 10.1109/ICACT.2016.7423252. DOI: https://doi.org/10.1109/ICACT.2016.7423252
. Ginzberg, N., et al.: “A simultaneous transmit‐receive quadrature balanced RF front‐end with wideband digital self‐interference cancellation”. In: 2019 IEEE MTT‐S international Microwave Symposium, pp. 618–621. Boston, MA (2019). DOI: https://doi.org/10.1109/MWSYM.2019.8700644
. Y. Zhang, Q. Wang, H. Qin and J. Meng, "Adaptive self-interference cancellation system for microwave LFMCW radar with optimal delay matching", 2019 Joint International Symposium on Electromagnetic Compatibility, Sapporo and Asia-Pacific International Symposium on Electromagnetic Compatibility (EMC Sapporo/APEMC), Sapporo, Japan, pp. 729-732, (2019). DOI: https://doi.org/10.23919/EMCTokyo.2019.8893683
