Entwicklung von L-Band FMCW Radar auf SDR unter Verwendung von GNU RADIO

Das Bodenradar (GPR) ist eine vielseitige Technologie, die weit verbreitet für die Untergrundabbildung und zerstörungsfreie Prüfungen in verschiedenen Anwendungen eingesetzt wird. Diese Forschung präsentiert das Design und die Implementierung eines Frequenzmodulierten Dauerstrichradars (FMCW) im L-Band unter Verwendung von Software-Defined Radio (SDR) und dem GNU Radio-Framework. Das vorgeschlagene Radarsystem arbeitet im L-Band-Frequenzbereich und bietet eine verbesserte Eindringtiefe und Auflösung für eine präzise Untergrundkartierung. Die Nutzung von SDR mit GNU Radio ermöglicht die Echtzeitanpassung der Radarameter, wodurch die Generierung benutzerdefinierter Signalformen und agile Signalverarbeitungstechniken ermöglicht werden. Das Hardware-Design umfasst die Auswahl und Optimierung von L-Band-RF-Komponenten, einschließlich Antennen, Mischern und Leistungverstärkern, um die speziellen Radaranforderungen zu erfüllen. GNU Radio dient als flexible Plattform zur Integration und Steuerung des SDR-Transceivers und sorgt für eine nahtlose Kommunikation zwischen den Software- und Hardwarekomponenten. Die Forschung konzentriert sich auf die Implementierung fortschrittlicher Signalverarbeitungsalgorithmen, wie schnell Fourier-Transformationen (FFT), um die Zielerkennungskapazitäten und die Abbildungsauflösung des Radars zu verbessern. Darüber hinaus ermöglicht die softwaredefinierte Natur des Systems den Betrieb mit mehreren Kanälen und die synchronisierte Datenerfassung, wodurch eine kohärente Verarbeitung für eine erhöhte Empfindlichkeit bei der Detektion möglich ist. Es werden Experimente durchgeführt, um die Leistung des FMCW L-Band Radars in verschiedenen Untergrundumgebungen zu bewerten. Die Ergebnisse zeigen die Wirksamkeit des Radars bei der Erkennung und Abbildung von unterirdischen Objekten und Strukturen mit hoher Genauigkeit und Auflösung. Das vorgeschlagene Design bietet eine kostengünstige und vielseitige Lösung, die Forschern und Praktikern eine Open-Source-Radarplattform zur Anpassung und Optimierung der Radarameter für spezifische Anwendungen zur Verfügung stellt. Darüber hinaus birgt die Integration von GNU Radio und SDR im FMCW L-Band Radar großes Potenzial zur Verbesserung des Stands der Technik im Bereich GPR.