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AERIS-10: Open Source Pulse Linear Frequency Modulated Phased Array Radar
AERIS-10 is an open-source, low-cost 10.5 GHz phased array radar system featuring Pulse Linear Frequency Modulated (LFM) modulation. Available in two versions (3km and 20km range), it’s designed for researchers, drone developers, and serious SDR enthusiasts who want to explore and experiment with phased array radar technology.
AERIS-10 是一款开源、低成本的 10.5 GHz 相控阵雷达系统，采用脉冲线性调频（LFM）调制技术。该系统提供两个版本（探测距离分别为 3 公里和 20 公里），专为希望探索和实验相控阵雷达技术的研究人员、无人机开发者及资深 SDR（软件定义无线电）爱好者设计。
📡 Overview
The AERIS-10 project aims to democratize radar technology by providing a fully open-source, modular, and hackable radar system. Whether you’re a university researcher, a drone startup, or an advanced maker, AERIS-10 offers a platform for experimenting with beamforming, pulse compression, Doppler processing, and target tracking.
📡 项目概述
AERIS-10 项目旨在通过提供一套完全开源、模块化且可深度定制的雷达系统，实现雷达技术的普及。无论你是高校研究人员、无人机初创公司还是高级创客，AERIS-10 都为你提供了一个进行波束成形、脉冲压缩、多普勒处理和目标跟踪实验的平台。
🔬 Key Features
- Open Source Hardware & Software: Complete schematics, PCB layouts, firmware, and software available.
- Dual Version Availability:
- AERIS-10N (Nexus): 3km range with 8x16 patch antenna array.
- AERIS-10E (Extended): 20km range with 32x16 dielectric-filled slotted waveguide array.
- Full Electronic Beam Steering: ±45° electronic steering in elevation and azimuth.
- Advanced Signal Processing: On-board FPGA handles pulse compression, Doppler FFT, MTI, and CFAR.
- Python GUI: User-friendly interface with map integration.
- GPS/IMU Integration: Real-time position and attitude correction.
- Modular Design: Separate power management, frequency synthesis, and RF boards.
🔬 核心功能
- 开源软硬件： 提供完整的原理图、PCB 布局、固件和软件。
- 双版本可选：
- AERIS-10N (Nexus)：3 公里探测距离，配备 8x16 贴片天线阵列。
- AERIS-10E (Extended)：20 公里探测距离，配备 32x16 介质填充缝隙波导阵列。
- 全电子波束扫描： 在俯仰角和方位角上实现 ±45° 的电子扫描。
- 先进信号处理： 板载 FPGA 处理脉冲压缩、多普勒 FFT、MTI（动目标显示）和 CFAR（恒虚警率检测）。
- Python 图形界面： 友好的用户界面，支持地图集成。
- GPS/IMU 集成： 提供实时的位置和姿态校正。
- 模块化设计： 电源管理、频率合成和射频板相互独立。
🏗️ System Architecture
The AERIS-10 main sub-systems include a Power Management Board, Frequency Synthesizer Board (using AD9523-1), and a Main Board featuring an XC7A50T FPGA, LTC5552 mixers, ADAR1000 phase shifters, and an STM32F746xx microcontroller for system sequencing and peripheral management.
🏗️ 系统架构
AERIS-10 的主要子系统包括电源管理板、频率合成板（使用 AD9523-1），以及搭载 XC7A50T FPGA、LTC5552 混频器、ADAR1000 相位移相器和用于系统时序与外设管理的 STM32F746xx 微控制器的核心主板。
📊 Technical Specifications
| Parameter | AERIS-10N (Nexus) | AERIS-10X (Extended) |
|---|---|---|
| Frequency | 10.5 GHz | 10.5 GHz |
| Max Range | 3 km | 20 km |
| Antenna | 8x16 Patch Array | 32x16 Slotted Waveguide |
| Beam Steering | Electronic (±45°) | Electronic (±45°) |
| Mechanical Scan | 360° (stepper motor) | 360° (stepper motor) |
| Output Power | ~1W×16 | 10W×16 (GaN amplifier) |
| Processing | FPGA + STM32 | FPGA + STM32 |
📊 技术规格
| 参数 | AERIS-10N (Nexus) | AERIS-10X (Extended) |
|---|---|---|
| 频率 | 10.5 GHz | 10.5 GHz |
| 最大探测距离 | 3 公里 | 20 公里 |
| 天线 | 8x16 贴片阵列 | 32x16 缝隙波导阵列 |
| 波束扫描 | 电子扫描 (±45°) | 电子扫描 (±45°) |
| 机械扫描 | 360° (步进电机) | 360° (步进电机) |
| 输出功率 | ~1W×16 | 10W×16 (氮化镓放大器) |
| 处理单元 | FPGA + STM32 | FPGA + STM32 |
🚀 Getting Started
To maintain a clean repository, please follow the file placement policy: place published reports in docs/, simulation outputs in 5_Simulations/generated/, and FPGA artifacts in 9_Firmware/9_2_FPGA/reports/. Prerequisites include basic radar knowledge, PCB assembly experience, Python 3.8+, and Vivado for FPGA development.
🚀 入门指南
为了保持仓库整洁，请遵循文件存放规范：将已发布的报告存放在 docs/ 中，仿真输出存放在 5_Simulations/generated/ 中，FPGA 生成的产物存放在 9_Firmware/9_2_FPGA/reports/ 中。项目前提条件包括基本的雷达知识、PCB 组装经验、Python 3.8+ 环境以及用于 FPGA 开发的 Vivado 工具。