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