01
Le principe
Plusieurs émetteurs dispersés ajustent la phase de leur porteuse pour que leurs signaux s'additionnent de façon cohérente sur une cible. Le gain croît en N² en puissance. Le verrou n'est pas l'algorithme : c'est de partager une référence de temps et de phase entre des cartes sans lien physique. Mon approche : un échange two-way time transfer (TWTT) sur RF qui mesure délai et phase aller-retour, puis un servo embarqué qui verrouille la porteuse en boucle fermée, dans le FPGA, sans PC dans la boucle.
02
Le stack
Ce projet prend place directement en HDL, complètement embarqué sur le FPGA des radios logicielles (SDR). Verilog et Vivado essentiellement.
03
Firmware FPGA (Zynq 7010)
Toute la chaîne est implémentée en logique, au fil de l'eau :
- Préambule émis puis reconnu par filtre adapté.
- Estimation fine de l'instant d'arrivée, sous l'échantillon.
- Estimation de la phase porteuse par mélange complexe.
- Servo de phase en boucle fermée : acquisition et verrouillage autonomes, sans PC dans la boucle.
- Capture I/Q brute remontée au Linux embarqué pour l'analyse.
04
Où ça en est
La synchronisation de phase fonctionne. Deux cartes sans horloge commune verrouillent leur porteuse l'une sur l'autre, de façon autonome, désormais dans les deux sens à la fois, à quelques picosecondes près. C'était le vrai nœud du projet, et il est défait.
L'alignement de phase, lui, est acquis. Reste à additionner les signaux pour de vrai, et à voir jusqu'où ça tient.
Le récit complet, mécanisme par mécanisme, vit dans le journal du projet.
05
Les fronts ouverts
Ce sur quoi je bute en ce moment, les pistes en cours :
- Le plancher de phase : la stabilité du verrou est limitée par le bruit des horloges propres à chaque carte, pas par le firmware (le blindage n'y change rien). Le seul vrai déblocage serait une horloge commune, que ces clones n'acceptent pas sans modification matérielle.
- La position absolue : aligner les phases suffit pour faire un faisceau, mais situer les cartes au centimètre demanderait soit cette horloge commune, soit une géométrie à trois nœuds. C'est la frontière entre combiner et pointer une cible.
- La bande passante : un délai d'arrivée mesuré en un seul tir reste grossier, plafonné par la bande de la puce et pas par le code. Sans conséquence pour la phase, mais bien réel pour la distance.
06
Feuille de route
- Combiner deux émetteurs Les additionner sur un même récepteur, par câble : la première vraie preuve de faisceau.
- Puis trois, en l'air Réveiller les cartes de rechange et laisser le faisceau se former dans l'espace.
- Sortir du banc Portée et robustesse en conditions réelles.