PLFM_RADAR10.5 GHz PLFM 相控阵雷达系统实战指南【免费下载链接】PLFM_RADAROpen-source, low-cost 10.5 GHz PLFM phased array RADAR system项目地址: https://gitcode.com/GitHub_Trending/pl/PLFM_RADARPLFM_RADAR 是一个开源相控阵雷达系统覆盖从硬件原理图到信号处理固件的完整实现。工作频率 10.5 GHz8×16 贴片阵列扩展版为 32×16 波导阵列Nexus 版最大探测距离 3 km、扩展版 20 km±45° 电子波束扫描FPGA 实时完成脉冲压缩、Doppler FFT、MTI 与 CFAR 全流程。 项目全景图PLFM_RADAR 系统框图各子系统按独立板卡划分从频率综合到天线阵列的信号链一目了然。整个系统由几块板卡和两层软件拼成电源管理板产生全部电压轨上电时序由微控制器控制避免 RF 链路上电冲击。频率综合板AD9523-1 低抖动时钟发生器给 ADC、DAC、两块 ADF4382 锁相环分发同一相位的参考。主板DAC 生成啁啾波形两块 LTC5552 混频器负责上变频与中频下变频16 路 ADTR1107 前后端芯片收发复用。FPGAXC7A50TI/Q 基带下变频、CIC/FIR 抽取、匹配滤波、距离 FFT、Doppler 处理、MTI 与 CFAR 全部在这里完成结果经 FT2232H USB 送出。STM32F746上电时序、16 路 PA 漏极电流校准、温度监控、GPS/IMU 融合是全机的管理中枢。天线阵列Nexus 版 8×16 贴片扩展版 32×16 介质填充槽缝波导配合 ADAR1000 相移器实现电扫。从零跑起来5 分钟跑通 GUI demo环境准备Python 3.12pyproject.toml声明了最低版本要求GUI 和测试工具链都依赖它。硬件方面实际组机至少需要主板、电源板、频率综合板和天线阵列Gerber 与 BOM 都在4_Schematics and Boards Layout/4_7_Production Files/各板堆叠材料见下图没有硬件也能先跑软件回放。图电源板、综合板、PA 板、主板的叠层结构RO4350B 与 FR-4 混压是为了兼顾 RF 损耗与成本。最小可运行步骤克隆仓库拿到全部固件与仿真代码git clone https://gitcode.com/GitHub_Trending/pl/PLFM_RADAR安装 GUI 依赖PyQt6 是必须的pyusb/pyftdi 只在接硬件时需要cd 9_Firmware/9_3_GUI pip install -r requirements_v7.txt启动 GUI 并点击界面右上角的 Start Demopython GUI_V7_PyQt.py预期输出左侧出现 Range-Doppler Map距离-多普勒图右侧 Detected Targets 面板列出约 6 个模拟目标的 Track ID、距离、速度与方位角底部显示 Pitch 修正角。demo 数据来自 FPGA 联合仿真的落盘结果不需要接任何硬件。核心模块拆解FPGA 信号处理链FPGA 信号处理模块在哪改FPGA 位于 ADC 采样之后、USB 输出之前接收链路的重活全在这里完成。它像一条流水线NCO 下变频、CIC 抽取、匹配滤波脉冲压缩、距离 FFT、Doppler FFT、MTI 和 CFAR 每级一个工位只处理自己的环节输入原始 IQ 采样、输出 64×32 的距离-多普勒图加检测结果。顶层是9_Firmware/9_2_FPGA/radar_system_top.v每个环节独立成.v文件并配 testbench改任何一级都不需要动其他模块。相控阵天线与电子波束成形天线阵列是发射链路的末端和接收链路的入口。相控阵相当于 128 个可以独立调相的喇叭改变各单元之间的相位差辐射方向图主瓣就转过去不用转动天线就能波束指向 ±45°。4 颗 ADAR1000 相移器每颗 4 通道负责 16 路收发通道的相位控制两种版本天线的原理图在4_Schematics and Boards Layout/4_6_Schematics/Antennas/幅分布加权与槽缝布局的仿真脚本在5_Simulations/。STM32 管理层系统时序与校准的胶水层STM32F746 是整机的总指挥负责上电时序、16 路 PA 漏极电流闭环校准DAC5578 设 Vg、ADS7830 读电流和 8 路热敏电阻温度监控任何一路超温就切断冷却风扇或直接进紧急停机。类比一下FPGA 是工厂流水线STM32 是车间调度保证每个子系统在同一个时钟参考下按顺序工作。代码在9_Firmware/9_1_Microcontroller/驱动层单元测试在9_Firmware/9_1_Microcontroller/tests/宿主机上make test即可跑。Python GUI数据流的终点与回放入口GUI 处于数据流末端解析 FT2232H USB 帧做目标提取、聚类和跟踪再把结果渲染成距离-多普勒图、地图和诊断面板。它像雷达的座舱仪表同时是实验入口——内置 demo 模式和联合仿真数据回放不需要硬件就能完整走一遍原始 IQ → 目标列表的流程。代码在9_Firmware/9_3_GUI/v7/协议定义在radar_protocol.py。图GUI 主界面左侧为 Pitch 修正后的 Range-Doppler Map右侧是目标航迹列表。能解决什么实际问题无人机地面站的低成本周界感知。无人机团队需要 360° 覆盖但预算有限可以直接采用 AERIS-10N 的 3 km 探测能力加 FPGA 端 CFAR 输出GUI 通过 GPS/IMU 对目标坐标做姿态修正后给出距离、速度、方位角列表。距离分辨率约 24 m、速度分辨率约 5.3 m/s步进电机机械扫描配合电子波束满足近程避障和入侵检测的量级。图实测工作台示波器与射频源用于链路校准笔记本运行 GUI 显示实时数据。检测算法的参数对比实验。研究生做 CFAR 研究时需要大量重复试验不必每次都上硬件修改9_Firmware/9_3_GUI/v7/software_fpga.py中的 guard、train、alpha 参数用9_Firmware/9_2_FPGA/tb/cosim/real_data/里的联合仿真数据回放同一批数据下对比虚警率与检测概率。一轮参数扫描分钟级完成硬件只在校准结论时使用一次。阵列理论与工程实现的对照验证。做天线方向图研究的人可以用5_Simulations/array_pattern_Kaiser25dB_like.py复现 E/H 面方向图和幅分布热力图把 Kaiser 加权 ~25 dB 下的副电平和主瓣宽度与实测标定数据对照快速判断理论模型和真实阵列的偏差来源。关键参数速查参数值 / 范围备注工作频率10.5 GHz两版本相同Ku 频段最大探测距离3 km / 20 kmNexus 版 / 扩展版天线阵列8×16 贴片 / 32×16 槽缝波导扩展版为介质填充波导波束扫描电子 ±45° 机械 360°步进电机机械扫描发射功率1 W×16 / 10 W×16扩展版每路加 QPA2962 GaN 功放距离分辨率约 24 m20 MHz 带宽、100 MSPS 采样速度分辨率约 5.3 m/s16 个啁啾、PRI 167 µs距离-多普勒图64×32FPGA 输出经 USB 传 PC图Kaiser 加权 ~25 dB 幅分布下的阵列方向图热力图纵轴为归一化增益。 按水平选路线入门档只跑 Python 就能完成跑通9_Firmware/9_3_GUI/GUI_V7_PyQt.py的 demo 模式你会拿到从 USB 协议帧到目标列表的完整数据流印象。运行python -m unittest test_v7 -v在9_Firmware/9_3_GUI/下每个断言都在解释 RadarFrame 数据结构里物理量的来历。跑5_Simulations/array_pattern_Kaiser25dB_like.py复现热力图理解幅分布加权对副电平的压制作用。进阶档能跑 iverilog 和宿主机 GCC在9_Firmware/9_2_FPGA/下执行bash run_regression.sh跑通五级 FPGA 回归测试顺带摸清每个模块的 testbench 组织方式。用9_Firmware/9_2_FPGA/tb/cosim/compare.py对比 FPGA 仿真输出与 Python 参考实现学会软硬件对拍这套验证方法。在9_Firmware/9_1_Microcontroller/tests/下make test读 ADAR1000、ADF4382 驱动及其 mock 层理解固件如何被拆成可单测的单元。深度档能读 RTL 和硬件文档给9_Firmware/9_2_FPGA/cfar_ca.v增加边界用例复位中途触发、guard/train 极值用 iverilog 验证检测级在异常序列下的行为。通读9_Firmware/tests/cross_layer/弄清 STM32、FPGA、Python 三方共享的 USB 协议契约并补一条跨层不变量断言。在5_Simulations/里改幅分布系数或槽缝布局重新仿真波导阵列掌握天线参数间的折中关系。FAQ没有硬件能玩到什么程度能玩到完整信号处理链。GUI 内置 demo 模式仓库还带 FPGA 联合仿真数据9_Firmware/9_2_FPGA/tb/cosim/可以在 PC 上回放原始 IQ → 距离-多普勒 → 目标列表全流程。搭建一套大概要多少钱主要花费在 PCB、元器件和贴片加工按开源 BOM 估算约 500–1000 美元。20 km 扩展版需要额外 16 块 QPA2962 GaN 功放板成本更高。学习曲线有多陡分层设计意味着可以从自己熟悉的层切入会 Python 就先进 GUI 和联合仿真懂 FPGA 就从 testbench 入手做硬件的从 KiCad 文件开始。跑回归只需要 iverilog真要综合下载才需要 Vivado。想改硬件设计走什么流程从 develop 分支 fork改 KiCad 文件后在 PR 里附仿真结果和变更理由维护者会要求先在仿真里验证。硬件文件用 CERN-OHL-P 许可衍生设计需保留原始版权声明并以源码形式公开修改。Python 版本有要求吗GUI 和工具链要求 3.12依赖按9_Firmware/9_3_GUI/requirements_v7.txt安装即可GUI 对 pyusb、scipy 等可选依赖的缺失做了降级处理不会直接崩。PLFM_RADAR 的价值在于硬件、FPGA RTL 和宿主软件三层全部开源任何一个参数都能从 GUI 一路追到 RTL 里的具体寄存器。建议先跑通 GUI demo 建立全局概念再挑一个模块比如cfar_ca.v及其 testbench深入读一遍docs/目录里的架构说明和 bring-up 指南可以按需查阅。【免费下载链接】PLFM_RADAROpen-source, low-cost 10.5 GHz PLFM phased array RADAR system项目地址: https://gitcode.com/GitHub_Trending/pl/PLFM_RADAR创作声明：本文部分内容由AI辅助生成（AIGC），仅供参考