Evaluación de un radar FMCW como herramienta didáctica en las carreras de Ingeniería Automotriz y Telecomunicaciones

Abstract

En las últimas décadas los sistemas avanzados de asistencia al conductor (ADAS) han evolucionado hasta estar disponibles en gran parte de los vehículos fabricados hoy en día; mantener actualizada la enseñanza en esta área es de vital importancia. Este artículo presenta un radar de onda continua modulado en frecuencia que trabaja en la banda de 24 GHz ISM. El propósito es evaluar su desempeño e idoneidad para usarse como herramienta didáctica en la enseñanza en las carreras de Ingeniería Automotriz y de Telecomunicaciones con énfasis en las asignaturas de Matemáticas y Telecomunicaciones con escenarios factibles de encontrar en los laboratorios universitarios. Para ello se describe el escenario de medición, así como el hardware, el firmware y un algoritmo genérico implementado en MATLAB basado en transformadas rápidas de Fourier para obtener mapas RangeDoppler que permiten junto con el algoritmo CFAR mejorar la detección de objetos al comparar con la detección a partir de un nivel fijo. Se presentan resultados que demuestran que la exactitud y precisión del radar se encuentran dentro de los parámetros para un radar de corto alcance para vehículos, encontrándose, además, una herramienta con gran potencial didáctico, con la cual los estudiantes pueden comprender las aplicaciones que hoy tienen las matemáticas en el ámbito de las telecomunicaciones, especialmente en radares que sirven a sistemas ADAS.//In recent decades, advanced driver-assistance systems (ADAS) have evolved to be available in much of the vehicles manufactured today; it is very im-portant to keep teaching in this area up-to-date. This paper presents a frequency modulated continuous wave radar that works in the 24 GHz ISM band. The purpose of this work is to evaluate its performance and suitability to be used as a didactic tool in teach-ing in the automotive and telecommunications engi-neering careers with an emphasis on the mathematics and telecommunications subjects, under scenarios feasible to be found in university labs. For this pur-pose, the measurement scenario is described, as well as the hardware, firmware and a generic algorithm implemented in MATLAB based on fast Fourier transforms to obtain Range-Doppler maps that allow, in conjunction with the CFAR algorithm, to improve detection of objects when compared to the detection from a fixed level. The results presented demonstrate that the accuracy and precision of the radar are within the parameters for a short-range radar for vehicles, also finding a tool with great didactic potential with which students can understand today´s applications of mathematics in the field of telecommunications, especially in radars that serve ADAS systems.