El radar de apertura sintética montado en bicicleta genera imágenes detalladas

El radar de apertura sintética, en el que se utiliza un radar en movimiento para simular una antena muy grande y obtener imágenes de alta resolución, no suele ser un asunto de aficionados. Nadie le dijo eso a [Henrik Forstén]Sin embargo, y es por eso que tenemos este radar de apertura sintética para bicicletas con un resultado asombroso.

Ni la electrónica ni las matemáticas involucradas en la operación de SAR son triviales, por lo tanto [Henrik]La extensa escritura es invaluable para comprender lo que está sucediendo. Primer paso: construir un radar de onda continua modulada de frecuencia (FMCW) de 6 GHz, proyectar [Henrik] emprendió un tiempo atrás, que realmente nos llamó la atención. Su equipo FMCW es suficiente para resolver objetos a escala humana a unos 100 metros.

Mover el radar y capturar datos a lo largo del camino son los siguientes pasos y son bastante simples, pero averiguar qué hacer con los datos es todo lo contrario. [Henrik] muy detallado sobre el algoritmo SAR que usó, llamado Omega-K, una rutina que usa la Transformada Rápida de Fourier que implementó para GPU con Tensor Flow. Por lo general, vemos esto para aplicaciones de redes neuronales, pero el código resultó ser escaneos 2D notablemente detallados de un estacionamiento que conducía usando el radar de bicicletas. [Henrik] También agregó una rutina de enfoque automático, y puede ver claramente cada automóvil estacionado, barra de luz y edificio remoto dentro de la distancia del radar.

Lo encontramos bastante asombroso [Henrik] podría funcionar con equipos de presupuesto relativamente bajo. El radar de apertura sintética tiene muchas aplicaciones, y nos gustaría mucho que esto se refinara y desarrollara más.

[via r/electronics]

  • Hirudinea dice:

    No tengo idea de cuánto pesa, ¡pero me encantaría verlo montado en un dron!

    • Maave dice:

      Estos tienen un alto consumo de energía por lo que, lamentablemente, no durarían mucho. Ciertamente podría funcionar para tiradas cortas

  • ratStomper dice:

    Este es un proyecto increíble, pero las matemáticas no me entienden en absoluto.

    • Cierto dice:

      Tal vez ignore las matemáticas para comenzar e intente comprender conceptualmente lo que está sucediendo. Para mí, la figura 2 de esta página me ayuda mucho http://www.radartutorial.eu/20.airborne/ab07.en.html

  • jafinch78 dice:

    Impresionante, impreso! Pensando en láseres guardados, ¿puede ser una resolución significativamente más alta?

    • Comedias dice:

      Cuanto más ancho sea el haz, mejor. Dato sorprendente: la resolución del SAR es independiente de la distancia. Cuanto más hay algo, más veces suena. En SONAR esto se llama el resultado “tiburón”, esa forma divertida causada por la distancia a un objetivo que cambia a medida que te acercas y pasas. Los factores limitantes son probablemente la precisión de la posición, la dirección y la velocidad, el ruido del hardware, el voltaje de muestreo, etc.

    • Marco dice:

      No tiene mucho sentido con la luz, no penetrará de ninguna manera y puede formar haces muy estrechos. Entonces TOF es más práctico.

      • jafinch78 dice:

        Bueno, pensé que la precisión podría ser mejor con una frecuencia más alta y posiblemente más rentable con una resolución más alta. Todavía necesito leer las matemáticas como 10 veces más. Recientemente recordé la wiki señalando que los sistemas THz creaban imágenes con una resolución submilimétrica.
        https://en.wikipedia.org/wiki/Synthetic-aperture_radar

        • comedias dice:

          Las matemáticas son extremadamente triviales. Ignoraría la FFT. Solo se utiliza como una forma rápida de realizar la descomposición y la correlación, que son procesos largos y tediosos de multiplicación y suma. Y suceden muchas cosas en una integral o suma enrollada, pero es lo mismo que se hace una y otra vez en un intervalo, ¡para cada punto de partida! Con un asa en un cono / corazón puedes confundir al resto.

          Creo que está enviando un tweet que es una señal FM lineal y es la señal óptima para detectarse en medio del ruido. También es el mejor filtro para detectar la copia reflejada por sí mismo. Un largo chirrido se apaga y se refleja al revés. Cuando lo correlacionas contigo mismo, hay un punto agudo en el que todo está alineado. Lo llaman compresión de pulso porque ese pulso largo se puede usar para medir distancias con precisión y la salida es muy corta.

  • pacraf dice:

    Eso es tan impresionante. El respeto. Solo ve …

  • mack_10 dice:

    ¿Cuánta radiación extingue esto?
    las microondas no son buenas para ti
    es suficiente poder para mapear edificios. Me preocuparía mucho cualquier persona cercana

    • ALINOME el A dice:

      shoo timo mongerer, shoo

      leer sobre el radar en sí: https://la-tecnologia.com/2014/12/03/extremely-detailed-fmcw-radar-build/
      Potencia de salida de 23dBm (200mW), seguro

      Las microondas no son más peligrosas que las de UHF o VHF, si te paras demasiado cerca de una antena en funcionamiento alimentada por un amplificador de 100 W durante el tiempo suficiente, también puedes quemarlas. Algo como su teléfono celular, sin embargo, nunca podría quemarlo con RF, lo mismo ocurre con casi cualquier radio portátil. Se trata de poder. Las luces de tu habitación probablemente te estén derramando más energía que este pequeño radar.

      • Cierto dice:

        @ mack_10 La poca comprensión, hace que algunas personas tengan grandes miedos. A veces, poner las cosas en perspectiva puede ayudar o simplemente hacer que sientan más miedo.

        La FDA permite legalmente que un horno microondas típico (21 CFR 1030.10) pierda aproximadamente 1 dB menos de energía de la que este dispositivo emite intencionalmente. O, para resumir del documento, la atenuación utilizada en la construcción de un horno microondas debe, una vez vendido, reducir la energía emitida a un máximo de 5 mW por centímetro cuadrado a una distancia de 5 cm de la superficie exterior del horno (que sería una poderosa densidad de antena isotrópica de aproximadamente 22 dBm).

        La pequeña cantidad de energía utilizada se concentra un poco más en este dispositivo con una bocina, pero una vez que se tiene en cuenta la pérdida de la trayectoria del espacio libre (ley del cuadrado inverso) y la atenuación causada por los edificios, sus miedos se parecen mucho a ” Si alguien susurra suavemente a una trompeta parlante (megáfono) a una milla de distancia, ¿podría eso dejarme sordo? ”

        Simplemente no hay suficiente potencia.

        • Jack324 dice:

          Otro factor que muestra que es poco probable que cause daños es que los hornos microondas funcionan a 2,4 ghz, la frecuencia de resonancia del agua, para hacer vibrar las moléculas de agua y calentar la comida. Este radar funciona a 6 ghz, lo que no afecta tanto al agua.

          • Paul dice:

            “2,4 GHz, la frecuencia de resonancia del agua”,
            Por favor, dejen de difundir este yo muy equivocado. 2,4 GHz está cerca de cualquier “frecuencia de resonancia” del agua.
            El pico de absorción de agua es de alrededor de 10-20 GHz, dependiendo de la temperatura. Si un horno de microondas funcionara a esa frecuencia, la profundidad de penetración sería de solo un milímetro o más, más de los 20 mm aproximadamente en el horno de microondas habitual de 2,45 GHz.

          • Cierto dice:

            @Paul ¿Estás seguro de que el pico de absorción de agua es de alrededor de 10-20 GHz?
            https://i.imgur.com/R4yaH0M.jpg
            Supongo que la absorción máxima estaría en el rango de PHz para cada uno de los tres posibles regímenes de vibración molecular de moléculas acuosas (Esfuerzo simétrico, Cizallamiento (flexión), Esfuerzo asimétrico). El enlace OH tiene un enlace de aproximadamente 96 pm, por lo que predeciría que estará en el rango de petahercios.

            Y sé que el gráfico anterior es para vapor de agua, pero la forma general sería similar
            (rojo) agua líquida
            (verde) vapor de agua atmosférico
            (línea azul) hielo
            https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/97/Water_infrared_absorption_coefficient_large.gif

          • Paul dice:

            @Verdad: Al no medirlo directamente por encima de 1,3 GHz (el límite de mis instrumentos en ese momento), tengo que confiar un poco en la literatura. Véase, por ejemplo, Meissner & Wentz “La constante dieléctrica compleja del agua limpia y marina …” (doi: 10.1109 / TGRS.2004.831888), especialmente la figura 3. Más accesible es http://www1.lsbu.ac.uk/water / microondas.html # micro: consulte (p. ej.) la figura 1 y la figura siguiente. Gabriel y Gabriel también han estudiado con mucho cuidado las mediciones de la Fuerza Aérea de los EE. UU. En los tejidos corporales, algunos de los cuales son principalmente agua, y concuerdan bien con lo anterior. Una calculadora que utiliza sus datos está disponible en http://niremf.ifac.cnr.it/tissprop/

            Respuesta corta: sí, la absorción en agua líquida alcanza un máximo de entre 10 y 20 GHz y es mucho mayor que a 2,45 GHz. Por supuesto, hay otros picos de absorción (y más altos), especialmente a medida que aumenta el THz, el LWIR y el visible.

            En el PHz, que está en el rango de rayos X ultravioleta y suave, obtendrá mecanismos de absorción completamente diferentes (ionización, en su mayor parte), pero sin efectos de resonancia.

          • Comedias dice:

            IIRC hay 3 formas de calentar agua con RF. Primero está la corriente inductiva de Maxwell, en la que el campo eléctrico golpea moléculas polares de un lado a otro y provoca colisiones. 1MHz funcionará. El segundo es rotacional. Una frecuencia que hace que gire una molécula polar, que es el horno microondas. La tercera es una frecuencia que hace que la molécula vibre debido a los enlaces químicos, que son las frecuencias mucho más altas.

  • Ren dice:

    Hacer …
    ¿Qué se necesitaría para transformar mis 3 Radar Gun en un Phase Spider SAR? (¿PhASAR?)
    B ^)

Isabella Ortiz
Isabella Ortiz

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