[发明专利]混沌信号雷达汽车防撞系统及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种雷达汽车防撞系统及方法，具体地说，是一种用混沌信号雷达系统实现汽车防撞的系统及方法。

背景技术

在公路交通日益发达的今天，汽车已成为人们的重要交通工具之一，而行车安全就成为人们普遍关注的问题，在此情况下，以汽车防撞雷达为核心的安全驾驶辅助监控技术应运而生。从1971年开始，出现了超声波，激光，微波等多种主动汽车防撞雷达系统及方法。超声波雷达系统由于目标鉴别能力差，测量距离近等缺点，主要用于汽车后视雷达。激光雷达系统受大气情况，比如，雨、雾和灰尘等影响比较大，很难用于汽车防撞系统。相比较而言，微波汽车防撞雷达系统应用最为广泛。

但对于现有微波雷达技术而言，这些系统存在一个严重缺陷是相同雷达系统之间的相互干扰问题。当自身车辆周围存在其他同种车载雷达系统时，无法区分接收到的信号是自身车辆雷达系统发出的信号还是其他车载雷达系统发出的信号，容易产生混淆而导致虚警。为了有效的避免这种现象的发生，一种方法是采用对每个车载雷达系统进行编码，已有相关专利公开了这种方法，如：US572414，US015678A1，JP423638等，但是编码技术增加了汽车防撞雷达系统的技术难度和成本。另一种方法是采用随机码调制的随机信号雷达系统。目前已有较多文献和专利对此进行了报道，并且已有专利公开了随机信号雷达在车载防撞系统的应用，如：US6121915。但是受到随机码长和调制速率的限制，其距离分辨率较低，存在虚警问题。曾有中国专利CN00109204提出了一种用高频三级管产生高速随机码的方法，随后又有专利CN1335516A采用高速混沌码做雷达调相信号源的方法，但得到的脉冲宽度都在50ns左右，相应的测距精度为7.5m左右，测量精度较差，对于汽车防撞监控不够理想，容易产生虚警。

混沌信号具有不可预测的类噪声特点，因此具有天然的抗干扰能力，无需调制，不受码长的限制，从而在雷达以及汽车防撞系统应用方面更具有优越性。目前混沌信号雷达尚属于起步阶段，在研究中用到的混沌信号或是对热噪声的放大，或是利用非线性电路产生，如：文献1(张锡祥：“噪声雷达原理及其应用”，电子对抗技术，1995年2期)和已经公开的专利CN1952685A，由于受到电子器件带宽的限制，所得到的微波混沌信号带宽小，测量精度低，且成本高。2006年8月在英国举行的“Workshop on Transmission of Chaotic Signal”上，美国宇航局报道了他们研制的混沌雷达的原理性样机，其中的混沌信号由“Yong-Silva”混沌电路产生，带宽仅200MHz(S.Osofsky，A.M.Young，C.P.Silva，A chaotic radar demonstrationsystem，Workshop on Transmission of Chaotic Signals，Univeristy of Bristol，August，2006，UK.)。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有汽车防撞雷达系统的不足，提供一种用于汽车防撞系统，具有较高的抗干扰能力且测距精度高的混沌信号雷达汽车防撞系统，本发明还进一步提出了使用该系统的方法。

本发明提供一种混沌信号雷达汽车防撞系统，包括混沌激光器，光电探测器，功率分束器，功率放大器，发射天线，接收天线，数字相关器，信号处理器，声光报警器，显示器，制动系统。其混沌激光器由激光器I、准直透镜、分束器、光衰减器、和反射镜构成，且依次通过光连接，或由激光器II、光纤耦合器、光衰减器、偏振控制器和激光器II构成，且依次通过光纤接口连接，或是将激光器II、光纤耦合器、光衰减器和偏振控制器依次由光纤接口连接后，再由光连接反射镜

上述的混沌信号雷达汽车防撞系统，其特征在于：混沌激光器产生的混沌激光输入到光电探测器，光电探测器将混沌激光转化为电信号后输入功率分束器。功率分束器一个输出端的信号作为参考信号接入数字相关器，另一输出端的信号作为探测信号输入放大器。放大器的输出接入发射天线。发射天线发射的宽带混沌信号遇到目标障碍物后发生反射，接收天线对反射回波信号进行接收。接收天线的输出依次接入放大器和数字相关器，数字相关器的输出接入信号处理器，信号处理器的输出接入显示器，声光报警器，以及制动系统。

上述的混沌信号雷达汽车防撞系统，其特征在于所述的激光器I是窗口输出的半导体激光器；激光器II是光纤输出的半导体激光器。

上述的混沌信号雷达汽车防撞系统，其特征在于所述的信号处理器可以使用基于微处理器，DSP或FPGA的嵌入式处理系统。