毫米波时分无源调频多通道汽车防撞雷达

摘要

本发明涉及无线电定位技术领域，具体是毫米波时分无源调频多通道汽车避撞雷达。采用全相参收/发基准信号，时分时序异步控制，准光集成介质透镜天线及阵列，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、本车速及GPS信号MCU控制时分SAW多通道调频，经上变频、限幅器、R/T3、倍频与功放、R/T2、隔离器、波束开关、天线发射，回波经天线阵列、波束开关、隔离器、R/T1、低噪声高放、下变频、中放、时分电路、SAW多通道信号与发射SAW“共扼匹配”滤波，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，其控制参考路况结合本车速及GPS数据作出抉择，显著提高汽车行驶安全。

主权项

一种毫米波时分无源调频多通道汽车防撞雷达，设发隔离器、收隔离器、限幅器、中放、边带倒置电路、数据缓冲器FIFO、数字信号处理器DSP、双口储存器RAM、微控制器MCU、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：还设发射宽波束准光集成介质透镜天线与接收准光集成介质透镜天线阵列、波束转换开关、频率合成器、收/发转换开关T/R1、T/R2、T/R3、声表器件SAW多通道调频器、时分电路、上变频、倍频与功放、低噪声高放、下变频、声表器件SAW多通道信号提取电路、光栅扫描图像显示器CRT，发射宽波束准光集成介质透镜天线设在车前后方向照射整个路面，接收准光集成介质透镜天线阵列是按路面最多车道量设置，由两个天线阵元波束合成接收一个车道的回波信号，频率合成器输出fc3，fc3作为时钟信号接入DSP、fc4作为时钟信号接入MCU，DSP按接收天线阵列编码脉冲分配序列接入波束转换开关、光栅扫描图像显示器CRT，频率合成器输出fc1，fc1作为时钟信号接入时分电路，时分电路控制端由接口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“H”接入收/发转换开关T/R2、T/R3，低电平逻辑“L”接入T/R1，频率合成器输出fm，fm作为调制信号基准频率接入声表器件SAW多通道调频器，产生n组与SAW中心频率相同频率，频率合成器输出fc2，fc2作为窄脉冲定时信号接入声表器件SAW多通道调频器，在声表器件SAW多通道调频器生成n组无源调频信号，接入时分电路编码为n路SAW频率递增排列的时分脉冲群，频率合成器输出fL，fL作为本振信号接入上变频，变频为雷达载频的一半或四分之一频率，经过T/R3、由倍频与功放级二或四倍频后，功率放大为雷达载频f0，通过T/R2、发隔离器、发射宽波束准光集成介质透镜天线照射路面，频率合成器输出fL’，fL’作为内在二或四倍频本振信号接入下变频，频率合成器输出fr，fr作为本振信号接入边带倒置电路，n路回波信号经接收准光集成介质透镜天线阵列、波束转换开关、收隔离器、T/R1、低噪声高放、下变频、中放、边带倒置电路，在时分异步选通门选取n组按发射SAW频率编排的目标信号，经声表器件SAW多通道信号提取电路、数据缓冲器FIFO接入DSP数据总线，DSP与MCU数据总线、地址总线、控制线经双口存储器RAM汇接，并提供仲裁信号，MCU由接口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、快速傅里叶变换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、直流放大接入低噪声高放、中放AGC受控端，频率合成器、上变频、倍频与功放、收/发转换开关T/R1、T/R2、T/R3、发隔离器、收隔离器、波束转换开关、低噪声高放、下变频、中放、边带倒置电路集成一体为雷达收/发电路，屏蔽；发射宽波束准光集成介质透镜天线，由介质基片微带双缝集成天线、介质透镜构成，发射宽波束准光集成介质透镜天线其介质透镜半球端面为辐射面，短圆柱体横截面紧密放置介质基片微带双缝集成天线为馈源，透镜天线设置在车前后方向，射频信号与天线阻抗匹配，经T/R2、发隔离器照射整个路面，接收准光集成介质透镜天线阵列，其介质透镜是椭圆球体，半球端面为接收辐射面，椭圆球体横切截面紧密放置介质基片微带双缝集成天线为馈源，在车前后方向按路面最多车道量设成线阵，由两个天线阵元波束合成接收一车道回波信号，收、发透镜天线置于安装基座，外置防护罩，回波经波束转换开关、收隔离器、T/R1馈入接收通道，DSP按车道量编码脉冲序列接入波束转换开关、光栅扫描图像显示器CRT坐标变换器；声表器件SAW多通道调频器由n组调制频率发生器、声表器件SAW、窄脉冲定时器tp、调制器组成，频率合成器输出fm，fm接入调制频率发生器产生与n组声表器件SAW中心频率相同的调制频率，其频率由高至低递增，频率合成器输出fc2，fc2接入n组窄脉冲定时器tp产生相应调制频率的定时脉冲，在n组调制器对其调制频率进行调制生成包络为辛格函数sinx/x脉冲信号，激励n组的声表器件SAW依次规律展宽频谱，加权输出f1、f2、fn组调制信号。