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10.5 GHz 开源相控阵雷达快速上手指南：3 条命令点亮你的雷达屏幕

【免费下载链接】PLFM_RADAROpen-source, low-cost 10.5 GHz PLFM phased array RADAR system项目地址: https://gitcode.com/GitHub_Trending/pl/PLFM_RADAR

雷达屏幕上那个亮点到底是什么？它背后是 10.5 GHz 的无线电波发出去、打到物体、再被压缩成一行距离和速度数据。PLFM_RADAR（项目代号 AERIS-10）把这套 10.5 GHz 相控阵雷达系统完整开源：原理图、PCB、FPGA 代码、固件和 Python 界面全在一个仓库里，软件部分你现在就能在自己电脑上跑起来。

它到底是什么：一台能自己造出来的相控阵雷达

AERIS-10 的工作体制叫 PLFM（Pulse Linear Frequency Modulation，脉冲线性调频）。白话讲：它发出的不是一段固定频率的"嘟嘟"声，而是一小段几微秒内频率匀速往上爬的"扫频脉冲"。目标越远，回波回来的时间越晚，把回波和发射信号一比对，时间差就直接换算成距离；再拿连续几组脉冲的回波相位做比较，还能算出目标速度。

"相控阵"则是另一种不靠转天线就能变方向的玩法：16 路信号各自微调一点点相位，波束就"指向"了不同方向，电子扫描 ±45°，底部再加一台步进电机做 360° 机械旋转，全向视野就齐了。

项目给了两个量级的版本，按你的预算和探测需求二选一：


图：AERIS-10 系统功能框图，从 DAC 扫频发射、混频上变频、ADAR1000 移相到 FPGA 接收处理，全链路互联关系一览

仓库开箱清单：9 个目录各管一摊

• 1_Project_Description/ — 项目说明文档，先花十分钟读完建立全局印象。
• 2_Functional Diagram & Interconnection Matrices/ — 系统框图和模块互联矩阵，看"谁连谁"的入口。
• 4_Schematics and Boards Layout/4_6_Schematics/ — 主板、电源板、频率合成板、功放板、天线的 KiCad 原理图与布局。
• 4_Schematics and Boards Layout/4_7_Production Files/ — 每块板的 Gerber、BOM 物料清单、CPL 贴片坐标，打包即可发给 PCB 工厂。
• 5_Simulations/ — 阵列方向图、波导、滤波器的 Python/Matlab/openEMS 仿真脚本，全部可本地复现。
• 9_Firmware/9_1_Microcontroller/ — STM32F746 固件（电源时序、时钟、GPS/IMU、风扇），tests/下带宿主机单元测试。
• 9_Firmware/9_2_FPGA/ — 核心 Verilog RTL；tb/每个模块都有测试平台，formal/还有形式化验证文件。
• 9_Firmware/9_3_GUI/ — Python 图形界面，当前主力是 V7（PyQt6），自带演示模式，不需要雷达硬件。
• 8_Utils/Mechanical_Drawings/ — 外壳、散热器、波导的机械 dwg 图纸。
• docs/ — 架构说明、bring-up 上电调试指南、测试报告、发布说明，硬件动手前必读。
• CONTRIBUTING.md — 仓库布局、分支规范和 CI 检查清单。


图：PCB 堆叠结构图，标注了混合板材的层数、介质与厚度，打样前理解板材选型就看这张

拆解接收链路：一条距离读数是怎么从 1024 个采样里捏出来的

整条链路最有辨识度的一段在 9_Firmware/9_2_FPGA/matched_filter_processing_chain.v——脉冲压缩处理链。它做的事就是"把摊开的回波捏回一根尖刺"，按数据流走一遍：

1. 缓冲对齐：输入是 ADC 送来的 1024 个 I/Q 采样（对应一整段扫频脉冲的回波），存进缓冲区并和脉冲计数器对齐。
2. 正向 FFT：把这段回波变换到频域，1024 点。
3. 共轭相乘：对同一条参考扫频也做 FFT，两组频谱逐点相乘——扫频"爬升"的部分在此被抵消，只剩目标造成的差异。
4. 逆向 FFT：变回时域，输出一帧距离剖面：摊开的回波被压缩成一个尖锐脉冲，尖峰出现在哪个位置，目标就在哪个距离。
5. 过滤与读出：MTI（动目标指示，滤掉静止地物杂波）先去掉固定回波，CFAR（恒虚警检测，一种让误报率恒定不变的自适应阈值判法）判定哪些尖峰算目标，结果经 USB 送到 GUI。

每个环节都能在 9_Firmware/9_2_FPGA/tb/ 找到对应测试平台，tb/cosim/real_data/里还放着真实采集的 ADC 数据，可以直接回放验证整条链路。

最快跑通闭环：3 条命令点亮雷达屏幕

git clone https://gitcode.com/GitHub_Trending/pl/PLFM_RADAR cd PLFM_RADAR/9_Firmware/9_3_GUI

克隆仓库并进入 GUI 目录，此时终端停在项目文件夹里。

pip install -r requirements_v7.txt python GUI_V7_PyQt.py

安装依赖后启动界面，屏幕上会弹出一个雷达主控窗口：Range-Doppler（距离-多普勒，横轴速度、纵轴距离）图、目标列表和地图都在上面。

点一下窗口里的Start Demo，演示模式开始：距离-多普勒图持续刷新，亮线就是模拟目标，右侧表格同步列出每个目标的距离、速度和方位角。

图：AERIS-10 GUI 主界面，实时显示距离-多普勒图、目标列表与地图，无需硬件即可进入演示

界面之外还有两个"零硬件输出"可以立刻看到：

python smoke_test.py

默认跑 mock 模式，终端逐行打印 5 项 FPGA 自检（BRAM 读写、CIC 积分器、FFT 蝶形、MTI 加法器、ADC 捕获）的 PASS/FAIL。

cd 5_Simulations python array_pattern_Kaiser25dB_like.py

弹出 32×16 阵列的方向图窗口：俯仰/方位二维热力图加 E 面、H 面切面，黄色是主瓣方向，紫色是副瓣被压下去的区域。

图：32×16 阵列的方向图热力图，Kaiser 窗加权后的增益分布，主瓣与副瓣一目了然

按目的选路：看效果、懂原理、还是动硬件

• 想看效果：进 9_Firmware/9_3_GUI/v7/ 读processing.py和replay.py，数据回放整条流水线都在里面，收益是一眼看懂雷达"看到"目标的全过程。
• 想懂原理：对照 5_Simulations/ 和 9_Firmware/9_2_FPGA/tb/，阵列因子几十行 NumPy 讲清波束怎么形成，匹配滤波器还配了黄金参考数据文件（hex），仿真结果可以和它逐点比对，收益是数学公式和 Verilog 电路互相印证。
• 想动硬件：4_Schematics and Boards Layout/4_7_Production Files/ 的生产包加 docs/bring-up.html 的上电调试指南，从第一颗焊点到雷达转起来，路径都替你铺好了。

谁适合用 & 怎么参与

• 数字信号处理方向的学生：接收链每个模块都是独立 Verilog 文件，脉冲压缩、多普勒 FFT 可以单独仿真学习。
• 无人机 / 自动感知团队：3 km 和 20 km 两个版本对应不同探测预算，可直接用于原型验证。
• 射频与硬件工程师：Gerber、BOM、上电时序表（3_Power Management/）齐备，缺哪颗料一眼能看出来。
• 嵌入式开发者：STM32 + FPGA + Python GUI 三层解耦，每层都有测试，适合研究跨层通信契约。

参与项目不必先懂射频，门槛最低的事有这几件：给 docs/ 补一页调试笔记；在tb/或仿真脚本里加一组边界测试场景；把踩到的坑记成 issue。具体规范、分支流程和 CI 检查项都写在 CONTRIBUTING.md，照着走就行。

回到开头那个亮点：你不需要等硬件到货。这周就克隆仓库，把 GUI 演示点起来，再跑一次阵列方向图脚本——等距离-多普勒图上再出现一根亮线时，你会清楚它背后那 1024 点 FFT 是怎么把一片回波捏成一个目标的。

【免费下载链接】PLFM_RADAROpen-source, low-cost 10.5 GHz PLFM phased array RADAR system项目地址: https://gitcode.com/GitHub_Trending/pl/PLFM_RADAR