近日，GitHub上一個名為AERIS-10的開源相控陣?yán)走_(dá)項目引發(fā)科技社區(qū)廣泛關(guān)注，該項目已累計獲得超過12,000個Star。

這套系統(tǒng)基于10.5 GHz頻段，采用脈沖線性頻率調(diào)制（PLFM）技術(shù)，標(biāo)志著專業(yè)級雷達(dá)技術(shù)首次以完全開源的形式向公眾開放，為無人機(jī)開發(fā)者、高校研究人員和電子愛好者提供了一套低成本的雷達(dá)實驗平臺。

雙版本設(shè)計滿足不同應(yīng)用場景

AERIS-10提供兩種配置版本以適應(yīng)不同需求。Nexus版本采用8×16貼片天線陣列，探測距離可達(dá)3公里，適合教育實驗和近距離目標(biāo)追蹤；Extended版本則配備32×16介質(zhì)填充縫隙波導(dǎo)天線陣列，通過16通道10瓦GaN功率放大器將探測距離擴(kuò)展至20公里，適用于無人機(jī)監(jiān)測、小型飛行器預(yù)警等對距離要求更高的場景。

兩個版本均支持±45°的電子波束轉(zhuǎn)向，配合360°機(jī)械掃描能力，實現(xiàn)了全向空間覆蓋。

模塊化架構(gòu)降低開發(fā)門檻

該系統(tǒng)的硬件設(shè)計采用模塊化思路，核心由電源管理板、頻率合成器板和主控板三部分組成。主控板集成Xilinx XC7A50T FPGA和STM32F746微控制器雙處理器架構(gòu)，其中FPGA負(fù)責(zé)雷達(dá)信號處理的核心計算任務(wù)，包括脈沖壓縮、多普勒FFT、動目標(biāo)檢測（MTI）和恒虛警率（CFAR）處理；STM32則承擔(dān)系統(tǒng)管理職責(zé)，處理電源時序控制、GPS/IMU數(shù)據(jù)融合以及步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動等功能。

射頻前端采用ADI公司的ADAR1000四通道移相器配合ADTR1107收發(fā)芯片，構(gòu)建16單元相控陣架構(gòu)。頻率合成部分選用AD9523-1低抖動時鐘發(fā)生器，為ADC、DAC和頻率合成器提供相位對齊的時鐘基準(zhǔn)，確保系統(tǒng)相干性。這種高度集成化的設(shè)計方案使得整套系統(tǒng)的復(fù)雜度大幅降低，便于愛好者理解和復(fù)現(xiàn)。

開源協(xié)議保障技術(shù)傳播

項目在授權(quán)策略上進(jìn)行了專業(yè)區(qū)分：硬件設(shè)計文件采用CERN-OHL-P（歐洲核子研究組織開放硬件許可證第二版——寬松型），這是目前業(yè)界公認(rèn)的專業(yè)開源硬件協(xié)議，明確規(guī)定了硬件文檔、產(chǎn)品和專利相關(guān)條款；軟件代碼則采用MIT許可證，給予開發(fā)者最大程度的自由度。這一安排既保護(hù)了硬件貢獻(xiàn)者的權(quán)益，又促進(jìn)了軟件生態(tài)的繁榮發(fā)展。

項目倉庫提供了完整的工程資料，包括原理圖、PCB布局、Gerber文件、BOM清單、FPGA固件以及基于Python的圖形界面軟件。用戶可通過GUI實時查看目標(biāo)位置，界面集成了地圖顯示功能，并支持GPS和IMU數(shù)據(jù)的實時姿態(tài)修正。

技術(shù)民主化的重要嘗試

傳統(tǒng)相控陣?yán)走_(dá)因其高昂的研制成本和復(fù)雜的技術(shù)門檻，長期以來僅限于軍用和高端民用領(lǐng)域。AERIS-10的出現(xiàn)打破了這一格局，通過開源硬件模式將雷達(dá)技術(shù)帶入創(chuàng)客社區(qū)。項目作者表示，其目標(biāo)是"讓雷達(dá)技術(shù)民主化"，使大學(xué)研究團(tuán)隊、無人機(jī)創(chuàng)業(yè)公司和資深電子愛好者都能獲得實驗相控陣?yán)走_(dá)的平臺。

目前該項目處于Alpha開發(fā)階段，作者正在積極尋求射頻工程師、FPGA開發(fā)者和測試用戶的參與。隨著項目的持續(xù)完善，開源雷達(dá)技術(shù)有望在無人機(jī)避障、氣象觀測、小型交通監(jiān)控等領(lǐng)域找到更多應(yīng)用場景。

1. https://github.com/NawfalMotii79/PLFM_RADAR
2. https://NawfalMotii79.github.io/PLFM_RADAR/docs/
3. https://ohwr.org/cern_ohl_p_v2.txt

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