毫米波时分随机码调相多通道汽车防撞雷达制造技术

本实用新型专利技术涉及无线电定位技术领域，是一种毫米波时分随机码调相多通道汽车防撞雷达。设时分时序异步控制收／发信号，收／发两用准光集成介质透镜天线阵列，ＤＳＰ按车道扫描波束警戒路面可能发生碰撞的目标，路况摄像、本车速传感、卫星定位ＧＰＳ数据ＭＣＵ控制时分ｎ路通道随机码毫米波调相，经上变频、Ｒ／Ｔ↓［３］、倍频与功放、Ｒ／Ｔ↓［２］、环形器、波束开关、天线阵列发射，回波经天线阵列、波束开关、环形器、Ｒ／Ｔ↓［１］、低噪声高放、分谐波混频、中放、提取多通道信号ＤＳＰ与ＭＣＵ处理控制，相邻车道多辆汽车行驶互不干扰共存运行，具有高性能环境电磁兼容ＥＭＣ，遇多个路障目标ＤＳＰ抑制虚警确定方位、距离和速度，ＣＲＴ显示三维全景图像，目标距离越近分辨力越高，识别与本车最近距离的目标，小于安全距离声光报警，接近危险距离智能避障或减速、刹车，其控制参考路况、本车速及ＧＰＳ数据作出抉择，显著提高汽车行驶安全。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及无线电波发射和接收探测目标方位、距离和速度的
，具体是一 种毫米波时分随机码调相多通道汽车防撞雷达。
技术介绍
目前，汽车及其它机动车大量增多给人们出行便捷的同时导致道路拥挤超负荷，公路街 道纵横交错，时有车辆违章闯红灯、超车抢道、超速、超载交会，车道路况时刻存在危险， 交通法规意识淡薄或驾驶经验不足是安全隐患，车祸频繁发生，造成人量的生命伤亡和重大 的财产损失，成为全世界严重的社会问题，美、欧、日木等国投入大量人力和物力研制先进 防撞雷达。由于汽车防撞雷达工作环境和条件十分苛刻，快速行驶的车辆避撞过程的时间极 短，不足一秒钟，技术要求很高，有不少难题需待解决。从技术角度分析FM-CW调频连续波 防撞雷达局限于检测单一 目标，对观察区域内所有目标不能同时测定无模糊距离和速度。多 个检测目标的间距近，相邻目标回波交调重叠，使检测数据很难分辨鉴别，通常相邻车道防 撞雷达会发生相互干扰，降低检测性能甚至无法正常工作，难以应对行驶过程复杂多变的险 情。随机信号连续波雷达虽有很高的抗干扰能力，有望在同'区域车道防撞雷达环境电磁兼 容EMC问题得到解决，但因连续波雷达天线发射能量辐射泄漏阻塞，影响检测回波信号，尤 其弱小目标难以检测到，且对可能发生碰撞威胁的目标大小、距离远近，分辨力单一，随机 非周期性信号积累检测需待解决。减轻相对方向行驶雷达相互千扰天线取窄波束致使观察视 域减小，道路弯曲时存在盲区。反射式天线价高、扫速慢，抗振防尘差并影响汽车外观和气 动性，而微带天线毫米波频率损耗较大。简单雷达显示器缺少全景信息图像，相邻多目标相 对位置、距离远近及移动速度不能准确预警。脉冲雷达发射脉宽遮挡回波，存在盲距，难以 近距防撞，高速公路行驶缺泛后视预警常有多辆汽车追尾相撞。现有汽车防撞雷达缺少用传 感器信号构成闭环控制，缺少道路环境天线自适应控制和避障、减速及刹车的智能控制，能 见度差或行驶遇险情不能及时帮助司机解危避免事故。
技术实现思路
本技术的目的是提供相邻车道多辆汽车行驶互不干扰共存运行，相对快速的同时检 测多个路障目标,距离越近分辨力越卨的毫米波时分随机码调相多通道汽车防撞雷达。本技术技术方案设有环形器、中放、回波数据缓冲器FIFO、数字信号处理器DSP、 微控制器MCU、双口存储器RAM、接口1/0、甜、后路况摄像探头、木车速传感器、卫星定位 传感器GPS、声光报警器、避障器、减速器、刹车器、键盘，还设有收/发两用准光集成介质 透镜天线阵列、波束转换开关、收Z发转换开关T/fc、 T/R2、 T/R3、频率合成器、时分电路、 随机码发生器、调相器、倍频与功放、低噪声高放、分谐波混频器、多通道信号提取电路、 光栅扫描图像显示器CRT，收/发两用准光集成介质透镜天线阵列按路面最多车道量在车体前、后设置线阵，频率合成器输出fc2接入DSP为时钟信号，fc3接入微控制器MCU为时钟信号， DSP按车道编码脉冲分配序列接入波束转换开关、CRT，频率合成器输出f"接入时分电路为 时钟信号，时分电路计数预置端经接口 1/0接入MCU，前、后路况摄像探头、本车速传感器、 卫星定位传感器GPS信号经接口 1/0接入MCU控制时分电路生成n路时分脉冲，高电平逻辑 "H"接入收/发转换开关T/R2、 T/R3，低电平逻辑"L"接入T/R!，频率合成器输出ft信号 接入调相器为载频的一半或四分之一频率，频率合成器输出fc"、 fc42、 fc4n接入多元随机码 发生器为采样保持器时钟信号，多元随机码发生器生成n组取值互相独立码频与带宽，经时 分编码为码频递增、码元宽度递减分段关联排列n路时分随机码脉冲接入调相器、多通道信 号提取电路脉压相关器延迟线，调相器调相射频经T/R2、倍频与功放二或四倍频、功放为雷 达载频fo接至T/R3、环形器、波束转换开关、准光集成介质透镜天线阵列发射，频率合成器 输出ft接入分谐波混频器为本振信号fu fi接入多通道信号提取电路为中频相干基准频率， 回波射频RF经准光集成介质透镜天线阵列、波束转换开关、T/Rk环形器、低噪声高放、分 谐波混频器、中放，n路时分脉冲在时分电路时序异歩选通门选取n组按发射编码多元随机 码经多通道信号提取电路脉压相关处理，暂存回波数据缓冲器FIFO传入DSP数据总线，DSP 与MCU数据总线、地址线、控制线由双口存储器RAM汇接并提供仲裁信号，接口 1/0分别接 入CRT、声光报警器、避障器、减速器、刹车器、键盘，DSP软件设计片内分组时分复用数据 重排、动目标显示MTI、快速傅単.叶变换FFT、距离旁瓣抑制、恒虚警处理CFAR， MCU系统软 件编程包括主程序和数据采集、数据处理、对象控制子程序，中放自动增益控制AGC电压经 滤波、放大接入低噪声高放、中放AGC受控端，波朿转换开关、环形器、收/发转换开关T/R!、 T/R2、 T/R3、频率合成器、时分电路、调相器、倍频与功放、低噪声高放、分谐波混频器、中 放雷达收/发电路集成一体，屏蔽；其中，频率合成器是山恒温晶振、晶振分频器、倍频放大链、混频器、压控振荡器VCO、 鉴相器、环路滤波器、环路分频器组成，VCO由砷化镓高电子迁移率GaAsHEMT器件、介质谐 振器反馈振荡、变容管压控调谐，环路分频器由前置分频器和可编程分频器组合，恒温品振 输出一路经倍频放大链与VCO输出接混频器，通过环路分频器接入鉴相器，另一路经品振分 频器接入鉴相器，鉴相电压经环路滤波器压控VCO构成锁相频率合成，VCO输出ft接入调相 器，调相信号经倍频与功放二或四倍频为雷达载频fo，同时ft经定向耦合器接入分谐波混频 内在二或四倍频为本振信号fL，可编程分频预置端经接口 1/0接入MCU，可编程分频输出fi 为中频相干检波基准频率、fd为时电路分时钟信号、fc2为数字信号处理器DSP时钟信号、 fc3为MCU时钟信号、fc仏f(M2、 fc组为多元随机码发生器采样保持器时钟信号；收/发两用准光集成介质透镜天线阵列，由介质基片微带双偶极振子集成天线、介质透镜、 阵列基座、防护罩构成，介质透镜是一端面为半球体，另一端面为圆柱体截面，介质基片微 带双偶极振子集成天线紧^放置在介质透镜的圆柱截面为馈源，介质透镜半球端面为天线辐 射面，天线阵列按路面最多车道数量设置收/发两用线阵，在车体前、后方向一车道设至少一 透镜天线，阵元水平直线排列安置在阵列基座上，外置防护罩，数字信号处理器DSP按车道 编码脉冲序列接入天线波束转换开关、光栅扫描图像显示器CRT坐标变换器；7波束转换开关是在一个透镜天线天馈波导上集成PIN 二极管或高电子迁移率晶体管HEMT 管芯串、并、串联接为单刀单掷开关SPST，多个波束转换开关由其组合控制成单刀多掷开关， 偏压经低通网络接入数字信号处理器DSP编码脉冲分配序列，收/发转换开关T/Rk T/R2、 T/R:; 设在环形器收、发分支处、倍频与功放输入端，PIN或HEMT管芯串、并、串联为单刀单掷开 关SPST，其中T/R2、 T/R3是双连同步开关，控制偏压经低通网络由时分编码脉冲高电平"H" 接入T/R2、 T/R3，低电平"L"接入T/i^;多元随机码发生器由宽带噪声源、微波宽本文档来自技高网...

【技术保护点】
毫米波时分随机码调相多通道汽车防撞雷达，设有环形器、中放、回波数据缓冲器ＦＩＦＯ、数字信号处理器ＤＳＰ、微控制器ＭＣＵ、双口存储器ＲＡＭ、接口Ｉ／Ｏ、前后路况摄像探头、本车速传感器、卫星定位传感器ＧＰＳ、声光报警器、避障器、减速器、刹车器、键盘，其特征在于：还设有收／发两用准光集成介质透镜阵列天线、波束转换开关、收／发转换开关Ｔ／Ｒ↓［１］、Ｔ／Ｒ↓［２］、Ｔ／Ｒ↓［３］、频率合成器、时分电路、多元随机码发生器、调相器、倍频与功放、低噪声高放、分谐波混频器、多通道信号提取电路、光栅扫描图像显示器ＣＲＴ，收／发两用准光集成介质透镜天线阵列按路面最多车道量在车体前后设置线阵，频率合成器输出ｆｃ↓［２］接入ＤＳＰ为时钟信号，ｆｃ↓［３］接入微控制器ＭＣＵ为时钟信号，ＤＳＰ按车道编码脉冲分配序列接入波束转换开关、ＣＲＴ，频率合成器输出ｆｃ↓［１］接入时分电路为时钟信号，时分电路计数预置端经接口Ｉ／Ｏ接入ＭＣＵ，前后路况摄像探头、本车速传感器、卫星定位传感器ＧＰＳ信号经接口Ｉ／Ｏ接入ＭＣＵ控制时分电路生成ｎ路时分脉冲，高电平逻辑“Ｈ”接入收／发转换开关Ｔ／Ｒ↓［２］、Ｔ／Ｒ↓［３］，低电平逻辑“Ｌ”接入Ｔ／Ｒ↓［１］，频率合成器输出ｆ↓［Ｎ］信号接入调相器为载频的一半或四分之一频率，频率合成器输出ｆｃ↓［４１］、ｆｃ↓［４２］、ｆｃ↓［４ｎ］信号接入多元随机码发生器为采样保持器时钟信号，多元随机码发生器生成ｎ组取值互相独立码频与带宽，经时分编码为码频递增、码元宽度递减分段关联排列ｎ路时分随机码脉冲接入调相器、多通道信号提取电路脉压相关器延迟线，调相器调相射频经Ｔ／Ｒ↓［２］、倍频与功放二或四倍频、功放为雷达载频ｆ↓［０］接至Ｔ／Ｒ↓［３］、环形器、波束转换开关、准光集成介质透镜阵列天线发射，频率合成器输出ｆ↓［Ｎ］接入分谐波混频器为本振信号ｆ↓［Ｌ］、ｆ↓［ｉ］接入多通道信号提取电路为中频相干基准频率，回波ＲＦ经准光集成介质透镜阵列天线、波束转换开关、Ｔ／Ｒ↓［１］、环形器、低噪声高放、分谐波混频器、中放，ｎ路时分脉冲在时分电路时序异步选通门选取ｎ组按发射编码的多元随机码，经多通道信号提取电路脉压相关处理，暂存回波数据缓冲器ＦＩＦＯ传入ＤＳＰ数据总线，ＤＳＰ与ＭＣＵ数据总线、地址线、控制线经双口存储器ＲＡＭ汇接并提供仲裁信号，接口Ｉ／Ｏ分别接入ＣＲＴ、声光报警器、避障器、减速器、刹车器、键盘，ＤＳＰ软件设计片内分组时分复...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：阮树成，
申请(专利权)人：阮树成，
类型：实用新型
国别省市：33[中国|浙江]