飛機跑道上的碎片、障礙物嚴重影響飛機的起飛與著陸操作，給廣大用戶帶來嚴重的生命與財產威脅。這不是危言聳聽，例如世界上第一個也是唯一一款超音速飛機因2000年7月份的事故不再服役，事故的原因就是飛機跑道上的碎片劃破了飛機輪胎產生的單片又戳破了飛機的油箱，引發火災，最后導致飛機撞向巴黎郊區的一個小旅館。自從那以后飛機跑道上的碎片檢測成為了各大機場著重關心的任務，同時各國的研究機構也開始根據實際情況展開研究，提出了不同的解決方案。

圖1、ENRI推出的毫米波障礙物檢測系統應用示意圖

日本的電子導航研究所（ENRI）是國家級的研究機構，主要負責開發航空監測和通信、空中交通安全以及空中交通路線的高效實用等民用技術。不久前ENRI研究機構推出了96GHz毫米波雷達檢測障礙物的解決方案。這個解決方案的原型系統包括波形束掃描天線、毫米波發射與接收電路、信號生成與處理電路、同步與控制電路。研究的核心部分主要是96GHz毫米波前端電路、接收信號處理電路和同步電路。當然最大的挑戰是該系統要能夠檢測到飛機跑道上不足厘米級別的障礙物。

該解決方案的原型系統是基于NI PXIe系列硬件平臺以及FlexRIO FPGA專用計算處理平臺設計開發的。該系統需要完成每秒鐘10000次的8192-point FFT計算，工程師使用NI LabVIEW FPGA軟件開發環境將算法下載到NI PXIe-7975 FlexRIO FPGA模塊中，該模塊是基于Xilinx Kintex-7 410T FPGA。同時借助NI LabVIEW系統開發環境以及可視化的編程語言大大加快了原型系統的開發進度。

圖2、ENRI推出的毫米波障礙物檢測系統組成框圖

該系統在實際的機場環境通過了實地測試，檢測效果非常成功，目前研發團隊正在開發基于NI sbRIO- Zynq硬件平臺的直升機防撞系統。最后該工程獲得了NI工程影響力評選航空航天和國防項目組的第一名。