[发明专利]一种汽车防撞毫米波雷达系统

摘要

本发明公开了一种汽车防撞雷达系统，包括：天线单元、微波前端和信号处理单元；其中，所述天线单元，用于发射和接收信号；所述微波前端，用于产生发射信号，并通过耦合器输出本振信号；得到差分形式的中频回波差拍信号；中频调理电路将混频后的中频信号经运算放大器进行增益放大后，输出至信号处理单元；所述信号处理单元，用于产生扫频控制信号和扫频源控制参数；对微波前端输入的差拍信号进行采样和频谱分析；解算速度、距离、相位和方位角，通过CAN总线进行通讯；以及转换电压。本雷达系统具有径向和横向二维测量能力，并根据安全准则判断是否存在危险目标，从而有效减少交通事故的发生。

主权项

1.一种汽车防撞雷达系统，其特征在于，所述系统包括：天线单元、微波前端和信号处理单元；其中，所述天线单元，包括发射天线和接收天线，用于发射和接收信号；所述微波前端，用于产生相同调制斜率、相同调频带宽、且相差一个频移的A序列和B序列发射信号，并通过耦合器输出本振信号；对接收的回波信号经正交功分输出六路I/Q信号，得到差分形式的中频回波差拍信号；中频调理电路将混频后的中频信号经运算放大器进行增益放大后，输出至信号处理单元；所述A序列和B序列发射信号为LFM+FSK的复合调制连续波；所述信号处理单元，用于产生扫频控制信号和扫频源控制参数；对微波前端输入的差拍信号进行采样和频谱分析；解算速度、距离、相位和方位角，根据安全准则，标识危险目标，通过CAN总线进行通讯；并将输入电压转换为雷达内部各功能模块所需要的电压；所述天线单元，天线本体采用收发天线分离、共结构体设计，收发天线均采用微带辐射元阵列形式，一路发射三路接收；利用相位法实现被测目标角度的测量：设在θ方向有一个被测目标，天线1、2之间的距离为d₁₂，天线1、3之间的距离为d₁₃，则：上式中：接收天线1和接收天线2之间的相位差；d₁₂：接收天线1和接收天线2之间的距离；θ：被测目标角度；接收天线1和接收天线3之间的相位差；d₁₃：接收天线1和接收天线3之间的距离；N：除以2π所得商的整数部分；所述发射天线用于从微波前端接收发射信号并向外辐射电磁波；所述接收天线用于接收来自前方被测车辆的回波并传输至微波前端；所述微波前端包括晶体振荡器、锁相源PLL、压控振荡器(VCO)、环路滤波器、耦合器、低噪声放大器、混频器、低通滤波器和运算放大器；所述晶体振荡器用于产生基准频率，输出端一分为二，一路提供给所述锁相源PLL作为基准频率，另一路送至信号处理单元；所述锁相源PLL，压控振荡器VCO和环路滤波器组成锁相环电路，产生扫频信号，作为发射信号输出；所述耦合器将扫频信号耦合一路作为本振信号，送至前端变频模块；所述低噪声放大器，用于对回波信号进行放大；混频器，用于对放大后的信号进行混频，从而得到中频信号；低通滤波器和运算放大器对中频信号进行调理，实现其高增益放大；所述的信号处理单元包括模数转换电路、DSP器件、CAN总线接口电路、报警电路和电源变换电路；所述模数转换电路，用于将所述微波前端输出的回波中频信号进行模数转换，转换后的数字信号进入DSP器件；所述DSP器件，用于对输入的数字信号进行频谱分析，检测出被测目标频点和相位，并计算出对应的距离、速度和方位角度；所述CAN总线接口电路，用于实现与外界总线通信；所述报警电路，根据所述DSP器件输出的危险等级判定结果，进行声光报警；所述电源变换电路，将外部输入电压转换为雷达内部各功能模块所需要的电压。