طراحي يك تقويت‌كننده كم نويز جهت استفاده در رادار فراپهن باند با كاربرد تشخيص افراد داخل ساختمان

Design of a low noise amplifier for an ultra-wideband radar for detection of the people inside a building

تشخيص افراد زنده حاضر در يك اتاق از فضاي بيرون در سيستم‌هاي امنيتي حائز اهميت مي‌باشد. در راستاي هوشمندي پليس استفاده از تجهيزات مخابراتي اجتناب‌ناپذير بوده و در كشف علمي جرايم افزايش دقت و قدرت تصميم‌گيري، كاهش تلفات جاني و مالي را به همراه دارد. در اين مقاله تجهيزات راداري فراپهن باند به عنوان گزينه مناسب براي تشخيص مجرمين حاضر در يك ساختمان معرفي مي‌گردد. در رادار فراپهن باند، با ارسال سيگنال‌هايي با دوره تناوب كوچك و دريافت سيگنال منعكس شده از اهداف، فاصله و تعداد افراد ساكن و يا در حال حركت در مكان مد نظر قابل شناسايي مي‌باشد. در طراحي رادار مولفه‌هاي مختلفي بايستي مد نظر باشد كه تحليل مناسب هريك از بخش‌هاي آن، مي‌تواند دقت اندازه‌گيري فاصله اهداف از دستگاه و همچنين راندمان را افزايش دهد. درجنگ الكترونيك و جهت ايجاد اختلال در سيستم‌ها، انواع سيگنال‌هاي مزاحم وارد بخش گيرنده مي‌شود، طراحي تقويت‌كننده كم نويز به عنوان اولين بخش گيرنده مهم بوده و عملكرد نويز، خطينگي و بهره كل گيرنده را تعيين مي‌كند. در اين مقاله با ارائه طرحي جديد، تقويت‌كننده‌كم نويز با تكنولوژي 180 نانومتر با ضريب شايستگي بالا پيشنهاد شده است. نتايج شبيه سازي در نرم افزار كيدنس در محدوده فركانسي4 تا 10 گيگاهرتز نشان مي‌دهد كه مقدار بهره 12 دسي‌بل، نويز بين 3 تا 4 دسي‌بل و ضريب بازگشت ورودي كمتر از 10- دسي‌بل و اعوجاج هارمونيكي مرتبه سوم بين 5 تا 91/10 مي‌باشد. توان مصرفي مدار 64/12 ميلي وات با منبع تغذيه 5/1 ولت است. اجراي كامل طرح رادار فراپهن باند مي‌تواند در مقابله علمي با جرايم براي اجراي ماموريت‌هاي پليس كمك نمايد.

It is important to detect number of alive people in a room from outside in security systems. In direction of police intelligence, the use of telecommunication equipment is inevitable and in the scientific detection of crimes, it increases accuracy, reduces casualties and financial losses. In this article, ultrawideband radar is introduced as a suitable option for detecting criminals present in a building. In UWB radar, by sending short pulse and receiving signals reflected from the targets, the distance and number of people stationed or moving in the location can be detected. In designing the radar, various components must be considered that proper analysis of each of its parts can increase the accuracy of measuring the distance of targets from the device as well as efficiency. In electronic warfare, in order to degrade the systems, all kinds of unwanted signals enter to the receiver. design of low noise amplifier is important because it determines the noise, linearity and gain of the receiver. In this paper, we proposed a new design of the low noise amplifier with an acceptable performance. The simulation results in Cadence software in 4 to 10 GHz show that the gain is 12 dB, the noise figure is between 3 to 4 dB and the input return loss is less than -10 dB. The power consumption is 12.64 mW with 1.5 volt. The full implementation of the UWB radar plan can help in the scientific fight against crime to carry out police missions and increase intelligence.