Hi, ich suche nach Denkanstößen, Suchbegriffen oder Referenzen zum State-of-the-art im Thema Positionsbestimmung mittels Radiowellen.
Auf die Idee haben mich diese Projekte gebracht: https://espargos.net/ https://www.youtube.com/watch?v=sXwDrcd1t-E https://www.youtube.com/watch?v=MUdro-6u2Zg
Konkret soll ein (Kabelgebundenes) Objekt in einem kugeligen Volumen von etwa 1m Durchmesser geortet werden. Dazu können aussen um diese Kugel und im beweglichen Objekt Sender, Empfänger oder Antennen und Koaxkabel untergebracht werden. Es wird die Position millimetergenau und mit geringer Latenz benötigt, um auch Vibrationen bis etwa 1kHz und freifal mit erdbeschleunigung erfassen und später in einem Regelkreis zu beeinflussen zu können. Rotation in alle achsen wird mechanisch verhindert und muss nicht erfasst werden.
Ich bin im Radiothema nur als Anwender von fertigen Transceiver-chips vertraut, Antennen und deren Anpassung. Plls, Mischer und Modulationen kenne ich in der Theorie, habe aber bisher keine Praktische Erfahrung.
Am einfachsten stelle ich mir eine Sendeantenne im Objekt und 3-4 Empfänger um die Kugel vor. Alles mit koax auf eine messplatine verbinden.
Ein Erster Versuch mit einem NanoVNA, Koax und zwei Platinen mit 2,4GHz Inverted-F Antennen aus einem alten Projekt klappt gut eindimensional auf +-10mm. Als nächstes möchte ich, am liebsten aus RF-Modulen, ein solches Messgerät mit 3-4 Eingangsports zum Phasen-Kohärenten aufnehmen mehrerer messantennen als Prototypen zusammenbauen oder fertig kaufen. Also PLL, Clock distribution, Mischer, ADC.
Fragen, die mich nun beschäftigen: Wer kennt ähnliche Projekte oder Produktbeschreibungen, die ähnliches tun? Welche Topologie, um bestmöglich die Phasenlage der Signale zu bestimmen? Wie hoch muss ich mit der Frequenz gehen, um dann die Auflösung zu erreichen? Nach 5,8GHz geht es wohl direkt mit 24GHz und 60GHz weiter, wenn es legal bleiben soll. Welche Chips sind in dem Bereich aktuell gängig und gut verfügbar? Die im Nanovna verbauten ADL5801 und MAX2870 wären preislich und von der Verfügbarkeit mein Benchmark. Brauche ich überhaupt einen digitalen Synthesizer und Mixer oder geht das auch viel simpler, wie in den kleinen 1-transistor-Radarplatinchen? https://hackaday.com/2024/07/01/so-much-going-on-in-so-few-components-dissecting-a-microwave-radar-module/ Welche 5,8GHz Funktransceiver oder 24GHz/60GHz Radar-chips könnte man zu dem Zweck umnutzen? Gibt es welche ohne interne Verarbeitung, mit analogem Rohwertausgang? Die hier vorliegenden mmWave- Radarchips lösen nur ungenügend auf. Kann Frequenz/Phasenmodulation die Auflösung und Reichweite verbessern z.b. um mehr als eine Wellenlänge der Grundfrequenz abzudecken? Gibt es mmWave-Radarchips mit genannter Auflösung, die wie im Flugradar, mehrere Targets/Beacons unterscheiden können? Oder aktive Targets, die man unschalten/Zeit-Multiplexen kann? Vielleicht doch besser mit Laser-Licht arbeiten? Freie Sichtlinie wird wohl auch für RF notwendig sein.