Implementación en FPGA de la Calibración de un Sistema de Antenas Inteligentes con Superresolución en la Estimación de DOA

• Ibarra Guerra, Yunior ^[1] ; Rojas Ramírez, Noslen ^[1] ; Ramírez Zaldívar, Alexander Rogelio ^[1] ; Hernández Violat, Abel ^[1]
  1. [1] CID MECATRONICS
• Localización: Revista Científica de Ingeniería Electrónica, Automática y Comunicaciones, ISSN-e 0258-5944, ISSN 1815-5928, Vol. 45, Nº. 1, 2024
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Smart Antennas System FPGA Calibration Implementation with Super Resolution DOA Estimation
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• Resumen
  • español

    La calibración de los errores de amplitud y fase de los canales receptores en las antenas inteligentes resulta un proceso crucial para alcanzar los requerimientos del sistema. La implementación de estas funciones en un dispositivo programable y los procedimientos para la selección de sus parámetros, no es un tema ampliamente divulgado en la literatura especializada. Este trabajo se soluciona la problemática anterior a partir de la implementación en FPGA del algoritmo de calibración en función de las exigencias para garantizar la estimación de la dirección de arribo (DOA, por sus siglas en inglés) con superresolución. El diseño implementado en Lenguaje de Descripción de Hardware (HDL, por sus siglas en inglés) corrige en tiempo real los errores de amplitud y fase entre canales del sistema recepción multicanal con una baja latencia y consumo de recursos. La comprobación experimental con señales reales demuestra que los errores obtenidos luego de la calibración se encuentran en el rango esperado y corrobora la efectividad del diseño.

  • English

    Receiver channels amplitude and phase calibration in smart antennas is a crucial process to achieve the systems requirement. The implementation of these functions in a programmable device and the procedures for selecting its parameters is not a widely disseminated topic in the specialized literature. This work solves the previous problem by implementing the calibration algorithm in FPGA based on the requirements to guarantee the estimation of the direction of arrival (DOA) with super resolution. The design implemented in Hardware Description Language (HDL) corrects in real time the amplitude and phase errors between channels of the multichannel reception system with low latency and resource consumption. Experimental verification with real signals demonstrates that the errors obtained after calibration are within the expected range and corroborates the effectiveness of the design.