Elbette yardımcı olabilirim. Ancak topladığınız parçalarla
300–800 MHz gerçek bir GPR (Ground Penetrating Radar / Yeraltı Radarı) yapmak, bunları doğrudan birbirine bağlamaktan biraz daha farklı. Özellikle ADF4351, TCXO, DSP, ADC ve antenlerin görevlerini doğru ayırmak gerekiyor.
En önemli nokta şu:
300–800 MHz arasında çalışan bir GPR için yalnızca RF verici + RF alıcı + anten yeterli değildir. Alıcı tarafında düşük gürültülü RF katı, bant filtresi, hızlı ADC ve zamanlama/senkronizasyon sistemi gerekir.
Elinizdeki parçaların görevleri
| Malzeme | GPR'deki görevi | Durum |
|---|
| TCXO 0.1 ppm | Hassas referans saat |  Kullanılabilir |
| ADF4351 | 35 MHz–4.4 GHz RF frekans sentezleyici | Ana RF osilatörü olabilir |
| 290–1100 MHz anten | RF anteni |  Antenin gerçek empedans/SWR değerleri önemli |
| 300–900 MHz alıcı | Hazır RF alıcı |  GPR alıcısı olarak uygun değil |
| ADC/DAC Raspberry Pi kartı | Analog veri örnekleme | Örnekleme hızı ve giriş bant genişliği çok önemli |
| ADAU1452 | DSP | Ses/DSP uygulamalarına yönelik; ana GPR ADC'si değildir |
| NEO-6M GPS | Konum bilgisi | Yardımcı olarak kullanılabilir |
| Raspberry Pi | Kontrol/veri kaydı | Uygun |
Önerdiğim temel mimari
┌──────────────┐
│ TCXO │
│ Hassas Referans│
└──────┬───────┘
│
▼
┌──────────────┐
│ ADF4351 │
│ RF Sentezleyici│
└──────┬───────┘
│
300–800 MHz
│
┌──────▼───────┐
│ RF TX Katı │
│ Filtre/PA* │
└──────┬───────┘
│
TX ANT
│
▼
┌──────────────┐
│ ZEMİN │
│ HEDEF │
└──────┬───────┘
│
▼
RX ANT
│
┌──────▼───────┐
│ BPF / LNA │
│ RF Alıcı Katı │
└──────┬───────┘
│
┌──────▼───────┐
│ Hızlı ADC │
└──────┬───────┘
│
▼
┌──────────────┐
│ Raspberry Pi │
│ Veri İşleme │
└──────┬───────┘
│
▼
GPR Görüntüsü
* PA konusunda özellikle dikkatli olmak gerekir; GPR tasarımında amaç yüksek güçlü yayın yapmak değil, kontrollü ve uygun seviyeli ölçüm sinyali üretmektir.
Burada kritik problem
Sizin
300–900 MHz hazır alıcı modülünüzü kullanmanızı önermem. Bu tür 433/868 MHz uzaktan kumanda alıcıları genellikle
dijital veri almak için tasarlanır. GPR'nin ihtiyacı ise anten üzerinden gelen çok küçük ve zaman/faz bilgisi taşıyan analog RF yankısını ölçmektir.
Aynı şekilde
ADAU1452'yi doğrudan ADC yerine koyamayız. Önce gerçek RF sinyalini uygun şekilde filtreleyip yükseltmek, ardından yeterli bant genişliğine sahip bir ADC ile sayısallaştırmak gerekir.
ADF4351 konusunda önemli nokta
ADF4351'i kullanabiliriz. Örneğin sistemin merkez frekansını:
300 MHz
400 MHz
500 MHz
600 MHz
700 MHz
800 MHz
gibi değiştirebiliriz.
Fakat ADF4351'in çıkışını
doğrudan antene bağlamak doğru bir GPR verici tasarımı olmaz.
Araya en azından:
ADF4351
│
▼
RF Buffer
│
▼
Bant Geçiren Filtre
│
▼
Kontrollü RF çıkış
│
▼
TX Anten
gibi bir RF zinciri koymak gerekir.
Daha da önemlisi: GPR yöntemini seçmemiz gerekiyor
300–800 MHz için iki farklı yaklaşım düşünülebilir:
1. Frequency-stepped GPR
ADF4351 ile frekans değiştirilir:
300 MHz → ölç
310 MHz → ölç
320 MHz → ölç
...
800 MHz → ölç
Alıcı tarafında her frekanstaki genlik/faz bilgisi alınır ve daha sonra bilgisayarda görüntü oluşturulur.
Bu yöntem, elinizdeki
ADF4351'e oldukça uygun.
2. Darbe tabanlı GPR
Kısa süreli geniş bant darbe gönderilir ve geri dönüşün zamana göre değişimi ADC ile kaydedilir.
Bu yöntem daha farklı ve daha hızlı bir ADC/sampling mimarisi gerektirir.
Sizin elinizdeki malzemeler nedeniyle ben ilk aşamada frequency-stepped yöntemi tercih ederdim.
Fakat eksik parçalar var
Şu anda en önemli eksikler:
- uygun RF LNA
- 300–800 MHz band-pass filtre
- TX/RX tarafında uygun RF anahtarlama veya izolasyon
- yeterli hızlı ADC
- ADF4351–ADC arasında ortak referans/senkronizasyon
- uygun RF kabloları ve konnektörler
- antenlerin gerçek RF özellikleri
- ölçüm sırasında TX sinyalinin RX girişini doyurmamasını sağlayacak koruma
GPS'i ise daha sonra sisteme ekleyebiliriz:
GPS → Raspberry Pi
│
├── Enlem
├── Boylam
└── Ölçüm noktası
Böylece her GPR taramasını konumuyla birlikte kaydedebiliriz.
