[發明專利]一種W波段前車防撞雷達探測系統的實現方法

無效

• 申請號: 201110031912.1
• 申請日: 2011-01-28
• 公開（公告）號: CN102621550A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 王海濤;白灝;陳大海;陸長平
• 申請（專利權）人: 上海無線電設備研究所
• 主分類號: G01S13/93
• 分類號: G01S13/93;G01S7/41
• 代理公司: 上海航天局專利中心 31107
• 代理人: 張緒成

技術領域

本發明涉及防撞雷達系統。

技術背景

我國對前車防撞雷達的設計起步較晚，目前，國內在汽車防撞雷達方面只局限于倒車雷達的研制和生產，至于前向探測汽車防撞雷達，雖然目前有不少的汽車廠商和科研院所都做了一些跟蹤與探索，但都僅限于8mm波段，產品的體積較大，實用性以及產業化程度不高。

對于前車防撞雷達的實現方法具體包括激光、紅外、超聲波以及微波雷達等手段，但由于受天氣條件和環境因素的制約，激光、紅外、超聲波等實現方式都不適合應用于中、遠距離前車防撞雷達的設計。微波雷達具有穩定的探測性能，可全天候工作，且具有頻帶寬、分辨率高等優點，是實現前車防撞雷達較好的手段。

現有技術的研究基本集中在24GHz或35GHz頻率范圍，基于77GHz頻段的前車防撞雷達尚未見相關資料和報道。77GHz頻段由于波長更短、抗工業干擾能力強、波束更窄，有利于系統的小型化和目標的精確探測，因此，急需研發77GHZ即W波段的前車防撞雷達探測系統。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，針對現有技術的不足，提供一種W波段前車防撞雷達探測系統的實現方法，采用77GHz頻率即W波段實現前車防撞雷達的系統設計。

為解決上述技術問題，本發明的技術解決方案是：

一種W波段前車防撞雷達探測系統的實現方法，所述雷達系統包括發射天線、接收天線、射頻前端模塊、基帶處理模塊、串行通信接口；其特征在于：

所述雷達探測系統采用77GHz頻段，所述接收天線為雙波束接收天線。

所述射頻前端模塊采用連續波調頻步進頻體制產生發射信號，即77GHz步進變化的射頻發射信號是由壓控振蕩器經步進調諧信號控制后經倍頻產生。所述步進調諧信號采用步進臺階變化的三角波步進調諧電壓信號，采用N種步進頻率，周期性變化，N為大于等于3的整數，以便后端的多目標判別處理。

所述雙波束接收天線接收的雙通道回波信號，經射頻前端模塊進行混頻處理后得到差拍信號輸入基帶處理模塊，所述差拍信號輸入基帶處理模塊進行濾波放大和自動增益控制后，通過采樣、FFT處理后進入算法判別環節通過頻譜分析實現距離速度的計算，并實現多目標判別、車道判別和路況判別。

所述多目標判別采用以下方法判別：對于一個正負頻率調制周期，可以分別得到頻率f₊和f_-，進行相加和相減處理可以求得目標距離和速度；由于采用了N種步進頻率，在每個ΔF參數下進行頻譜配對求得一組距離和速度，N組進行比較，找出相同的距離速度就是真實的目標。

所述車道判別采用以下方法判別：對目標的回波信號作頻譜分析，比較兩路信號能量，當能量相當便認為在本車道，否則目標必定在能量偏大的那一路方向，據此可判斷目標的車道信息。

所述路況判別采用以下方法判別：設定能量門限A和頻譜寬度門限B，進行全頻域搜索，求出前后都大于門限A的頻譜區域寬度，剔除能量小于門限A和頻譜寬度大于B的干擾類目標，其余可認為是真實目標。

所述串行通信接口將產生的判別結果上傳至上位機進行后續處理。

所述射頻前端模塊包括壓控振蕩器13、倍頻器14、濾波器15、放大器16、功分器17、放大器18、混頻器19、中頻放大器20；所述壓控振蕩器13產生的步進調頻信號經倍頻器14得到W波段調頻信號，再輸入濾波器15、放大器16進行濾波、功率放大后的W波段調頻信號經功分器18等分成兩路輸出，一路由發射天線1發射出去，另一路輸入混頻器19；雙波束接收天線2接收到的雙通道回波信號分別經過混頻器19進行去斜處理，得到差拍信號，所述差拍信號由中頻放大器20放大后，輸入基帶處理模塊。

所述基帶處理模塊包括放大器4、帶通濾波器5、數字程控增益放大器6、對消放大器7、抗混疊濾波器8、數字信號處理器9、可編程邏輯器件10、D/A轉換器11。

差拍信號經放大器4放大，帶通濾波器5濾除噪聲，由數字程控增益放大器6進行增益控制，所述數字程控增益放大器6的控制信號由數字信號處理器9產生；差拍信號經放大和帶通濾波，得到所需頻帶內的信號，數字信號處理器9控制程控增益放大器6進行AGC控制使接收機接收到的信號幅度在一個恰當的范圍內；數字程控增益放大器6的輸出信號經對消放大器7和抗混疊濾波器8進入數字信號處理器9進行采樣、FFT處理以及算法判別；對消放大器7消除寄生調幅信號，避免D/A輸出噪聲對靈敏度的影響；抗混疊濾波器8濾除高頻信號，避免采樣模糊。輸出的信號進入數字信號處理器9；數字信號處理器9根據同步信號采樣輸入信號，進行FFT處理后進行算法判別。