毫米波时分线性调频多目标检测汽车防撞雷达

摘要

本发明涉及无线电定位雷达技术领域，具体是一种毫米波时分线性调频多目标检测汽车防撞雷达。采用全相参收/发基准信号，时分时序异步控制，收/发两用准光集成介质透镜天线阵列由DSP按车道扫描波束警戒路面可能发生碰撞的目标，路况摄像结合本车速及GPS数据MCU控制时分n路调制频率和波形毫米波线性锁相调频，经R/T2、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/T1、低噪声高放、分谐波混频、中放、时分电路、多目标信号相关匹配滤波在DSP与MCU处理控制，遇多个路障目标DSP抑制虚警确定方位、距离和相对速度，CRT显示三维图像，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。

主权项

一种毫米波时分线性调频多目标检测汽车防撞雷达，设有环形器、中放、声表器件SAW匹配滤波器组、数据缓冲存储器FIFO、数字信号处理器DSP、微控制器MCU、双口存储器RAM、接口I/O、路况摄像传感器、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天线阵列、波束开关、收/发开关T/R1、T/R2、频率合成器、时分电路、低噪声高放、分谐波混频器、毫米波时分线性调频器、调制信号发生器、多目标信号提取电路、光栅扫描图像显示器CRT，其中，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fc1，fc1作为时钟信号接入时分电路，fc2作为时钟信号接入DSP，fc3作为时钟信号接入MCU，DSP按车道编码脉冲分配序列接入波束开关、光栅扫描图像显示器CRT，时分电路预置经接口I/O接入MCU，路况摄像传感器、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“1”接入收/发开关T/R2，低电平逻辑“0”接入T/R1，频率合成器输出fN，fN接入毫米波时分线性调频器锁定基频，二或四次谐频为发射载频f0，频率合成器输出fm，fm作为基准频率接入调制信号发生器，调制信号发生器频率、波形变换预置端经接口I/O接入MCU，路况摄像传感器、本车速传感器、卫星定位传感器GPS信号经接口I/O接入MCU控制调制信号发生器产生n组调制信号频率和波形，在时分电路编码为频率递增排列的n路脉冲接入毫米波时分线性调频器，经T/R2至环形器、波束开关，天线阵列发射，频率合成器输出fL，fL作为内在二或四次倍频本振信号接入分谐波混频器、频率合成器输出fi，fi作为中频相干检波基准信号接入多目标信号提取电路，回波射频经天线阵列、波束开关、环形器、T/R1、低噪声高放、分谐波混频器、中放，n路脉冲在时分电路时序异步选通门选取发射编码的n组目标信号经声表器件SAW匹配滤波器组、多目标信号提取电路、数据缓冲存储器FIFO接入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汇接及提供仲裁信号，接口I/O分别接入光栅扫描图像显示器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、距离旁瓣抑制、快速傅里叶变换FFT、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，中放检出自动增益控制AGC电压经滤波、放大接入低噪声高放、中放AGC控制端，频率合成器、时分电路、低噪声高放、分谐波混频器、波束开关、环形器、收/发开关T/R1、T/R2、毫米波时分线性调频器集成为雷达收/发电路，屏蔽；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贴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按车道编码脉冲分配序列接入波束开关、光栅扫描图像显示器CRT坐标变换器；毫米波时分线性调频器由毫米波压控振荡器VCO、环路滤波器LF、鉴相器DP组成，其VCO由耿管Gunn、超突变结变容管及电容芯片、鳍线波导、悬置微带线构成，鳍线设单脊周期栅，耿管Gunn谐振电路、变容管调谐支路匹配安装在单脊鳍线上，偏压、调制信号经接地旁路电容悬置微带线引入，频率合成器输出fN与VCO基频信号接入DP，鉴相电压经LF接至VCO变容管压控端，并接入n路时分脉冲线性调频，由输出波导隔离基频选取二或四次谐频为雷达发射载频f0，VCO单独屏蔽。