Frage zu I/Q Demodulation (bsp Radar)

OP #7701296
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Ich habe eine Frage. Ich habe omline etwas über Radar gelesen: https://www.radartutorial.eu/10.processing/sp06.en.html

Hier merkt der Autor an, dass eine I/Q Demodulation sinnvoll ist, um die Phasenlage des Signals rekonstruieren zu können.

Hier habe ich jetzt allerdings ein Verständisproblem. Nehmen wir an, mein Radarsignal kommt mit einer Phasenlage und einem Frequenzshift bezogen zum LO an:

$$x(t) = \sin\left(\left(\omega_0+\Delta\omega\right)t + \Delta\varphi\right)$$

Wenn ich das Signal nun heruntersmische mit meinem LO, bekomme ich:

$$I(t) = \sin\left(\left(\omega_0+\Delta\omega\right)t + \Delta\varphi\right) \cdot \sin\left(\omega_0 t\right) = \sin\left(\Delta\omega t + \Delta\varphi\right) + ...$$

Wenn man die hohen Mischprodukte Wegfiltert, bleibt dann nur noch die Differenzfrequenz mit dem Phasenversatz bezogne auf den LO übrig.

Wozu brauche ich die IQ Demodulation? Wenn ich das demodulierte Signal durch eine FFT stecke, bekomme ich doch sowohl die Amplitude, als auch die Phase heraus. Das ist mir irgendwie überhaupt nicht klar.

Vielen Dank

#7701336
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Elvan M. schrieb:

Wozu brauche ich die IQ Demodulation? Wenn ich das demodulierte Signal durch eine FFT stecke, bekomme ich doch sowohl die Amplitude, als auch die Phase heraus. Das ist mir irgendwie überhaupt nicht klar.

Wenn man den DC-Fall mal außer Acht lässt, hast du schon recht. Die FFT deines Realsignals liefert dir sowohl Phase als auch Amplitude, da dein angenommenes Signal nur ein Seitenband deines LO's beansprucht. Zum einen hast du aber das Problem, dass die FFT zur Hälfte aus den phasengespiegelten Daten besteht und "nutzlos ist". Du stecktst somit für N/2 effektive Frequenzbins N Samples hinein.

Mit dem IQ Frontend spart man sich im Grunde einfach nur Bandbreite und Samplezahlen. Bei einem klassischen FMCW Chirp-Radar geht das alles auch ohne IQ-Mischer. Schaut man sich bspw. Einen RadarSoC von TI für automotive Applikationen an [1], stellt man fest, dass hier vermutlich aus Kostengründen auf ein volles IQ Frontend verzichtet wurde.

Spannend wird es für echte "Digital-Radare", die dann eventuell OFDM oder andere breitbandigere Symbole verwenden. Da wird dann ein IQ Frontend zwingend fällig. Erfordert aber auch auf der Sendeseite ein richtiges Sendefrontend mit IQ Mischer und DACs.

[1] https://www.ti.com/lit/ds/symlink/awr2944.pdf?ts=1720854301368&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.ti.com%252Fproduct%252FAWR2944%253Fbm-verify%253DAAQAAAAJ______X6jfmsd5Ei27yvK_zLLyzDpZIBkWZ1N0Q3bLAt_zr7KB8iTxrHr8Ut47Ck8ESmE_AdI2tzADDy0UOTEw98fsRdp-8Uelwku3b8NG_6Jn4e3nkOREgyaQK8gQrduTru6Z_sWsv4KoGLfy_uUZQnw5MiJwuSQ38Z4Rq7b1s8SkkAUCJKnq1Ho46HGRWDiUV29lctvVpRrW67j_PU-Dg6FBef9tZQFiMtFa4NjT8D7wxVkScInVPqO-rj_b7wdRp4UYikWLC4wv1t4Krmpyx_IeS9avmo88_kapXR5grxvcj_NLhRL7pxnZ2Fis5Bq2iLm6QEfQZ6fk0U40Urd928JD9KAZedFi-ddmc2UYE

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