ADIレーダー・ソリューション PDF

ADIレーダー・ソリューション
レーダー・アプリケーションの概要
よって高効率のアンプを作成し、冷却の必要性を低減することによっ
て信頼性を向上することができます。
これらの手法を用いることによっ
て、
サイズや重量も低減できます。
第二次世界大戦中に初めて開発されたレーダーは、
今日では防衛、
民
生
(航空管制や気象観測)
、
自動車など多種多様のアプリケーション
で使用されています。
その動作原理は、特定の波形で変調した電磁
信号を送信することにあります。信号は対象物から反射され、
この反
射信号をレーダーの受信機が検出し、
これを解析して距離、方角、
角
速度などの必要な情報を抽出します。
なぜアナログ・デバイセズなのか
X
X
主な課題とシステム設計上の留意事項
距離
X
レーダー・システムの主要な目的は、最大距離で対象物を可能な
限り迅速に確認することです。このため、長距離に対応できる高パ
ワーと高効率が求められます。
包括的なポートフォリオにより、
広範な商用および防衛用レーダー・
システムの完全なRFビット・ソリューションを実現します。
お客様が最高の性能を実現するとともにサイズ、重量、電力、
シス
テム・コスト、開発時間を低減できるように支援します。
50年以上にわたる性能、信頼性、持続性の取り組みにより、ふさ
わしいサプライヤーとして認識されています。
レーダー・シグナル・チェーン
標準的なレーダー・シグナル・チェーン
(スーパーヘテロダ
イン・アーキテクチャ)
分解能
レーダー・システムのもう1つの目的は、最高の分解能で密集した物
体の中から真の対象物を見つけ出すことです。高い分解能を実現す
るには、広い変調帯域が必要です。
スーパーヘテロダイン・アーキテクチャの標準的なレーダー・シグナル・
チェーンを下図に示します。受信した信号周波数をまずIF 段、次に
ベースバンド周波数に変換するデュアル・ミキシング段の構成になっ
ています。
信頼性
信頼性は、
あらゆる産業アプリケーションにとって重要で、信頼性を
向上するには多くの手法があります。アンプの段数を低減すると、複
雑さが軽減し、信頼性が向上します。先進的な半導体製造工程に
1
Driver/
IF Amp
DAC/
DDS
10
Mixer
Antenna Motor
Control
6
Driver/
IF Amp
Mixer
8
IPA
HPA
Phase Shifter
2
4
12
9
Clocks
PLL,
VCO,
DDS
REF
DSP/
FPGA
5
Fanout
11
DDS
Upconvert
Detector
Fanout
Driver
IF Amp
ADC
LNA
LNA
Phase Shifter
3
7
Video
Display
analog.com/jp
Bypass
Switch
2
ADIレーダー・ソリューション
1. DACs
2. DDSs
3. ADCs
AD9129/AD9739
AD9914/AD9915
AD9652/AD9656/AD9250
7. Low Noise Amplifiers
8. Power Amplifiers
HMC559/
HMC797A New/
HMC1114
9. PLLs with VCOs
HMC830/HMC831/
HMC832/HMC833/
ADF5355
HMC772/HMC460/
HMC516
次世代のレーダー・シグナル・チェーン
(ダイレクトRF
および高IFサンプリング)
ダイレクト・コンバージョン無線は、何度も周波数変換を行うスーパー
ヘテロダイン・レシーバと異なり、1 回だけ周波数を変換します。周波
数変換が1回であることにより、次のような利点が得られます。
X
X
4. Clock Generators
AD9525/HMC1031/
HMC1032/HMC1033/
HMC1034/HMC1035
10. Mixers
5. Fanout Buffers
6. Drivers/IF Amplifiers
ADCLK944/HMC744
ADL5565/ADL5566/
ADL5610/ADL5611
11. Multiplier
12. Phase Shifters
ADL5353/HMC1056/
HMC773A New
HMC443
HMC642A/HMC877
以下に示すのは、次世代I/Qレーダー・シグナル・チェーンの例です。
ダ
イレクトRFシンセシスと高IFサンプリングによって2次IF段が不要になり
ます。
レシーバの複雑さが軽減、必要な段数が少なくなり、
これにより性
能が向上し、消費電力を低減
イメージ除去の問題や不要なミキシングを解消
Antenna Motor
Control
Driver/
IF Amp
7
I/Q
Demods
DAC/
DDS
PA
HPA
Phase Shifter
1
3
Clocks
PLL,
DDS
LO Buffer
Fanout
Detector
REF
DSP/
FPGA
8
Driver/
4
IF Amp
ADC
LNA
5
2
Video
1. RF Agile Transceivers
AD9361/AD9364
5. Track-and-Hold Amplifiers
HMC661/HMC1061
6
LNA
Phase Shifter
I/Q
Demods
Bypass
Switch
Display
2. ADCs
AD9625/AD9680
6. Mixers
ADL5367/HMC558A
3. Clock
HMC7044
7. I/Q Demodulators
8. Detectors
ADL5363/ADL5380
ADL6010/HMC1094/HMC1013
4. Digital Gain Amplifier
ADA4961
9. Switches
HMC232A/HMC986A/
ADGM1304
analog.com/jp 24GHz FMCWレーダー
アナログ・デバイセズは、24GHzレーダー用のシグナル・チェーンで使
用するあらゆるチップセットを提供しています。
これらは自動車向け先
進運転支援システム
(ADAS)
や産業用アプリケーションに使用できま
す。高性能の高集積チップセットにより、全消費電力を大幅に低減し
て、感度を2倍以上、検出距離を最大1.5倍に高めたレーダー設計が
可能です。
これにより、設計が容易な小型センサーで堅牢で安定した
性能を実現できます。
下の図に24GHzのチップセットを示します。
Tx MMIC
Tx MMIC
24 GHz—ADF5901 (2 Rx)
Transmit Channel Signal Generation
System Basis
Chip
Ramp Generator
*M
VCO
PLL
ADF4159
ADF4158
DSP
ADSP-BF70x or
ADSP-2147x
PA
Data Port
DSP
MCU
CAN FlexRay
Receive Channel Signal Processing
ADC
AAF
PGA
LNA
EQ
ADC
AAF
PGA
LNA
EQ
n
AAF
ADC
PGA
LNA
n=4
n
EQ
Antenna
AFE
AD8283 (4-Ch)
ADAR7251 (4-Ch)
RF MMICs
ADF5901/ADF5904
PLLs
ADF4158/ADF4159
Analog Front Ends
AD8283/ADAR7251
Rx MMIC
24 GHz—ADF5904 (4 Rx)
DSP
ADSP-BF70x/ADSP-2147x
注目製品
Part Number
DACs
Description
AD9739
14-bit, 2.5 GSPS,
RF Digital-to-Analog converter
AD9119/
AD9129
11-/14-bit, 5.7 GSPS,
RF Digital-to-Analog Converter
Key Features & Benefits
ECCN Code
Direct RF synthesis at 2.5 GSPS update rate, dual-port LVDS data interface,
industry leading single/multicarrier IF or RF synthesis, ability to synthesize
3A001.a.5.b.2.b
high quality wideband signals with bandwidths of up to 1.25 GHz in the
first or second Nyquist zone
DAC update rate: up to 5.7 GSPS, direct RF synthesis at 2.85 GSPS data
rate, high dynamic range and signal reconstruction bandwidth support RF EAR99/3A001.a.5.b.2.b
signal synthesis of up to 4.2 GHz
IF Amplifiers
ADL5565
6 GHz ultrahigh dynamic range
differential amplifier
−3 dB bandwidth of 6 GHz (AV = 6 dB), pin strappable gain adjust: 6 dB,
12 dB, and 15.5 dB, differential or single-ended input to differential output
EAR99
GaAs MMIC fundamental mixer,
6 GHz to 26 GHz
Passive: no dc bias required, input third-order intercept (IP3): 20 dBm,
local oscillator (LO) to radio frequency (RF) isolation: 37 dB, wide IF
bandwidth: dc to 8 GHz
EAR99
Mixers
HMC773A New
3
4
ADIレーダー・ソリューション
Part Number
Description
Power Amplifiers
GaAs pHEMT MMIC
HMC559
power amplifier, dc to 20 GHz
HMC797ALP5E
GaAs pHEMT MMIC
1 W power amplifier, dc to 22 GHz
Key Features & Benefits
P1dB output power: 28 dBm, gain: 14 dB, output IP3: 36 dBm, supply
voltage: 10 V @ 400 mA, 50 Ω matched input/output
High P1dB output power: 28 dBm, high PSAT output power: 29.5 dBm, high
gain: 13.5 dB, high output IP3: 39 dBm, supply voltage: 10 V @ 400 mA,
50 Ω matched input/output
ECCN Code
EAR99
EAR99
Clock Generators
AD9525
Low jitter clock generator with eight
LVPECL outputs
HMC1034
Clock generator with fractional-N PLL
and integrated VCO, 125 MHz to 3000 MHz
Integrated ultralow noise synthesizer, 8 differential 3.6 GHz LVPECL
outputs and 1 LVPECL SYNC output or 2 CMOS SYNC outputs, 2 differential EAR99
reference inputs and 1 single-ended reference input
Frequency range: 125 MHz to 3000 MHz, 78 fs rms jitter generation
(typical), –165 dBc/Hz phase noise floor, maximum phase detector rate
EAR99
100 MHz, figure of merit (FOM) –227 dBc/Hz, 24-bit step size, resolution
3 Hz typical
DDSs
AD9914
3.5 GSPS direct digital synthesizer with
12-bit DAC
3.5 GSPS internal clock speed, integrated 12-bit DAC, frequency tuning
resolution to 190 pHz, 16-bit phase tuning resolution, 12-bit amplitude
scaling, programmable modulus, automatic linear and nonlinear frequency
sweeping capability, 32-bit parallel datapath interface, eight frequency/
phase offset profiles, phase noise: −128 dBc/Hz (1 kHz offset @ 1396 MHz),
wideband SFDR < −50 dBc, serial or parallel I/O control
3A001.a.13.b
PLLs with VCOs
ADF5355
Microwave wideband synthesizer with
integrated VCO
HMC830
Fractional-N PLL with integrated VCO
25 MHz to 3000 MHz
RF output frequency range: 54 MHz to 13,600 MHz, fractional-N
synthesizer and integer-N synthesizer, high resolution 38-bit modulus,
5A991.b
phase frequency detector (PFD) operation to 125 MHz, reference frequency
operation to 600 MHz
RF bandwidth: 25 MHz to 3000 MHz, maximum phase detector rate
100 MHz, ultralow phase noise –110 dBc/Hz in band typ, figure of merit
5A991.b
(FOM) –227 dBc/Hz
Multiplier
HMC443
SMT GaAs HBT MMIC ×4 active frequency
multiplier, 9.8 GHz to 11.2 GHz output
Output power: 4 dBm, subharmonic suppression: >25 dBc, SSB phase
noise: –142 dBc/Hz, single supply: 5 V @ 52 mA
EAR99
Detectors
ADL6010
Fast responding, 45 dB range, 0.5 GHz to
43.5 GHz envelope detector
HMC1013
Successive detection log video amplifier
(SDLVA), 0.5 GHz to 18.5 GHz
Schottky diode detector with linearization, broadband 50 Ω input
impedance, accurate response from 0.5 GHz to 43.5 GHz with minimal
slope variation
High logging range: 67 dB (–62 dBm to +5 dBm), output frequency
flatness: ±2 dB, log linearity: ±2 dB, fast rise/fall times: 5 ns/15 ns,
single positive supply: 3.3 V
5A991.b
EAR99
ADCs
AD9652
16-bit, 310 MSPS, 3.3 V/1.8 V dual analogto-digital converter (ADC)
AD9625
12-bit, 2.6 GSPS/2.5 GSPS/2.0 GSPS,
1.3 V/2.5 V analog-to-digital converter
High dynamic range, SNR = 75.0 dBFS at 70 MHz (AIN = −1 dBFS),
SFDR = 87 dBc at 70 MHz (AIN = −1 dBFS), noise spectral density
3A001.a.5.a.5
(NSD) = −156.7 dBFS/Hz input noise at −1 dBFS at 70 MHz,
NSD = −157.6 dBFS/Hz for small signal at −7dBFS at 70 MHz
12-bit 2.5 GSPS ADC, no missing codes, SFDR = 79 dBc, AIN up to 1 GHz
at −1 dBFS, 2.5 GSPS, SFDR = 77 dBc, AIN up to 1.8 GHz at −1 dBFS,
2.5 GSPS, SNR = 57.6 dBFS, AIN up to 1 GHz at −1 dBFS, 2.5 GSPS,
3A001.a.5.a.3
SNR = 57 dBFS, AIN up to 1.8 GHz at −1 dBFS, 2.5 GSPS, noise spectral
density = −149.5 dBFS/Hz at 2.5 GSPS, differential analog input: 1.2 V p-p
Track-and-Hold Amplifiers
HMC661
Ultrawideband 4 GSPS track-and-hold
amplifier dc to 18 GHz
HMC1061
DC to 18 GHz, ultrawideband, dual rank
4 GSPS track-and-hold amplifier
18 GHz input bandwidth (1 V p-p full scale), 4 GSPS maximum sampling
rate, 68 dB SFDR (4 GHz/0.5 V p-p input, CLK = 1 GSPS), 57 dB SFDR
(4 GHz/1 V p-p input, CLK = 1 GSPS), direct-coupled I/O, ultraclean output
waveforms, minimal glitching, >60 dB hold mode feedthrough rejection,
1.05 mV rms hold mode output noise, single/dual rank evaluation boards
are available
18 GHz input bandwidth (1 V p-p full scale), 4 GSPS maximum sampling
rate, 67 dB SFDR (4 GHz/0.5 V p-p input, CLK = 1 GSPS), 56 dB SFDR
(4 GHz/1 V p-p input, CLK = 1 GSPS), direct-coupled I/O, ultraclean output
waveforms, minimal glitching, >65 dB hold mode feedthrough rejection,
1.5 mV rms hold mode output noise
EAR99
EAR99
analog.com/jp Part Number
Description
Low Noise Amplifiers
Key Features & Benefits
ECCN Code
HMC460
GaAs pHEMT MMIC low noise amplifier,
dc to 20 GHz
HMC516LC5
Smt phemt low noise amplifier,
9 GHz to 18 GHz
Noise figure: 2.5 dB @ 10 GHz, gain: 14 dB @ 10 GHz, P1dB output
power: 16.5 dBm @ 10 GHz, supply voltage: 8 V @ 60 mA, 50 Ω matched
input/output
Noise figure: 2 dB, gain: 20 dB, OIP3: 25 dBm,
single supply: 3 V @ 65 mA, 50 Ω matched input/output
HMC232A
GaAs MMIC SPDT non-reflective
switch, dc to 12 GHz
Isolation: 57 dB @ 3 GHz, 50 dB @ 6 GHz, input P1dB: 30 dBm, insertion
loss: 1.5 dB typical @ 6 GHz, nonreflective design
EAR99
HMC986A
GaAs MMIC reflective spdt switch,
0.1 GHz to 50 GHz
Wideband performance: 0.1 to 50 GHz, low insertion loss: 1.9 dB at
40 GHz, high isolation: 31 dB at 40 GHz, fast switching speed: 10 ns
EAR99
EAR99
EAR99
Switches
設計リソース
設計ツール/フォーラム
Circuits From the Lab Reference Circuits for Radar
®
XX
AD-FMCOMMS6-EBZ— https://wiki.analog.com/resources/eval/
user-guides/ad-fmcomms6-ebz
XX
AD-FMCOMMS5-EBZ— https://wiki.analog.com/resources/eval/
user-guides/ad-fmcomms5-ebz
XX
More reference circuits are available at
www.analog.com/jp/circuits
技術関連記事/アプリケーション・ノート
XX
Technical Article: MT-085, Fundamentals of Direct Digital Synthesis—
www.analog.com/en/training-seminars/tutorials/MT-085.pdf
XX
Application Note: AN-1039, Correcting Imperfections in IQ
Modulators to Improve RF Signal Fidelity— www.analog.com/en/AN-1039.pdf
XX
Webinar: Technologies and Solutions for Radar System Applications—
http://www.analog.com/jp/education/education-library/webcasts/
technologies-solutions-for-radar-system-applications.html
XX
Brochure: Aerospace and Defense Capabilities Brochure—
www.analog.com/en/Aerospace-and-Defense-brochure.pdf
XX
Brochure: RF and Microwave IC Selection Guide 2015—
http://www.analog.com/media/jp/news-marketing-collateral/productselection-guide/RF-and-Microwave-ICs-Selection-Guide-2015_J.pdf
XX
Technical Article: High Performance Integrated 24 GHz FMCW Radar
Transceiver Chipset for Auto and Industrial Sensor Applications— www.analog.com/en/High-Performance-Integrated-24-GHz-FMCWRadar-Transceiver-Chipset.pdf
XX
XX
XX
XX
XX
XX
ADIsimPE powered by SIMetrix/SIMPLIS̶
http://www.analog.com/jp/design-center/interactive-design-tools/
adisimpe.html
Visual Analog® : ADC simulation tool̶
http://www.analog.com/jp/design-center/interactive-design-tools/
visualANALOG.html
ADIsimRF™: RF signal chain calculator tool̶
https://form.analog.com/Form_Pages/RFComms/ADISimRF.aspx
ADIsimCLK™: Clocks products design and evaluation tool̶
http://www.analog.com/jp/design-center/interactive-design-tools/
adisimclk.html
ADIsimPLL™: PLL circuit-design and evaluation tool̶
https://form.analog.com/Form_Pages/RFComms/ADISimPll.aspx
Export and Import Classification Information̶
http://www.analog.com/jp/support/customer-service-resources/
customer-service/view-export-classification.html
アナログ・デバイセズのレーダー・アプリケー
ションと製品の詳細については、以下のサイトを
ご覧ください。
http://www.analog.com/jp/applications/markets/aerospace-and-defense/
radar.html
5
オンライン・サポート・コミュニティ
アナログ・デバイセズのオンライン・サポート・コミュニティ
で当社の技術者にご相談ください。難しい設計上の問題
についてのお問合せ、FAQの参照、チャットでの交流などに
ご利用いただけます。
ez.analog.com
10F
10F
40F
2016
BR14160-0-2/16
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