相控阵雷达也有开源方案了

相控阵雷达代表着射频领域高精尖技术的集成，也意味着这是一款造价昂贵的设备。在一些顶尖工程师的推动下，现在相控阵雷达也有了成熟的开源方案。

也就是说，你可以以极低的成本，手搓一款相控阵雷达，这对于射频领域的工作人员是一个福音。让以往无法接触的昂贵设备，可以轻松的摆在你的实验室里，从而打造出更丰富的雷达产品。

AERIS-10相控阵雷达

目前一套商用相控阵雷达起步价格约为180万人民币以上，并且这类系统往往是封闭的，基本不提供二次开发的能力。

开源项目AERIS-10的出现，标志着雷达平民化的重大突破。它将相控阵技术从昂贵的实验室带向了开源社区，在保持专业级性能的同时，将系统构建成本降低了 90-95%。

AERIS-10是一款工作在10.5GHz(X波段) 的脉冲线性调频（PLFM）相控阵雷达。其精妙之处在于通过全固态架构取代了沉重的机械结构，实现了波束的瞬间指向。

AMD Artix-7

系统的大脑采用了AMD Artix-7 (XC7A100T) FPGA。它不仅负责产生 PLFM 线性调频脉冲，还要在微秒级时间内处理海量的回波数据。

其 FPGA内部处理逻辑包含以下5个核心步骤：

1. I/Q 基带下变频：将采样后的ADC信号转换为复数基带信号。
2. 脉冲压缩 (Pulse Compression)：利用匹配滤波器提升测距分辨率，实现探测距离与精度的平衡。
3. 多普勒处理 (Doppler Processing)：通过 FFT 算法提取目标的速度矢量信息。
4. MTI (动目标显示)：关键的杂波抑制步骤，用于滤除地面、建筑等静止背景，使运动目标在复杂环境中脱颖而出。
5. CFAR (恒虚警检波)：动态调整检测阈值，确保在背景噪声波动中维持稳定的目标捕捉率。

AERIS-10架构

AERIS-10的射频架构极具代表性。其频率合成板采用了AD9523-1低抖动时钟发生器，为系统各级（包括ADF4382频率合成器）提供高精度相位同步参考。ADAR1000 4通道相位调节器负责波束赋形，而ADTR1107前端芯片则兼顾低噪声放大与功率放大。

相控阵天线

AERIS-10提供了两种硬件架分别是AERIS-10N(Nexus)版本和AERIS-10X(Extended)版本，分别探测3Km和20Km距离。

AERIS-10带来的全相参雷达能力，为无人机（UAV）生态系统注入了强大的感知力：

1. 非相协目标识别 (NCTR)：利用该雷达极高的时频分辨率，系统可以捕获目标的微多普勒 (micro-Doppler) 特征。通过分析旋翼转动产生的次级调制，AI算法能够精准区分是扇动翅膀的鸟类，还是多旋翼无人机，甚至识别出无人机的具体型号。
2. 分布式低空防御：基于其开源属性，可以低成本部署多个雷达节点，构建一个透明、可联网的低空交通监管网，为反无人机系统提供初始引导数据。
3. 全天候自主避障：与激光雷达（LiDAR）相比，10.5GHz的射频信号在雨、雪、雾霾天具有天然的穿透优势。结合电子束的毫秒级切换速度，能为重型无人机提供极高的空间采样率。

项目采用了混合授权模式，平衡了硬件的严谨性与软件的灵活性：

• 硬件许可：遵循 CERN-OHL-P许可。涵盖原理图、PCB布局、Gerber文件及机械图纸。该许可提供了明确的专利保护和责任条款，适合高功率射频硬件。
• 软件许可：FPGA代码（VHDL/Verilog）、STM32 固件及 Python GUI遵循 MIT许可，方便开发者无门槛移植。

项目在GitHub的界面

同步仓库： 

从GitHub获取 NawfalMotii79/PLFM_RADAR 的完整设计资源。

开发环境： 

准备AMD Vivado（建议使用支持 XC7A100T 的版本）进行FPGA开发，以及 Python 3.8+运行监控GUI。

硬件制造：

调用 /4_Schematics and Boards Layout 中的生产文件。由于X波段信号的敏感性，请务必选择具备高频板加工能力的PCB厂家。

GUI界面

AERIS-10不仅仅是一堆电子元件的组合，它是射频工程领域的一份珍贵遗产。通过将原本密不透光的技术透明化，它为全球的研究者和开发者提供了一个可扩展、可验证的科研基座。

虽然构建它需要不菲的投入和深厚的技术积淀，但相较于以往高不可攀的门槛，这已经是通往相控阵技术顶峰最平坦的一条路