[發(fā)明專利]毫米波3D雷達(dá)系統(tǒng)及信號(hào)處理流程

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810619686.0
• 申請(qǐng)日: 2018-06-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108802695B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鮑曉利;王志強(qiáng);吳洪江
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十三研究所
• 主分類號(hào): G01S7/02
• 分類號(hào): G01S7/02
• 代理公司: 石家莊國(guó)為知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 13120
• 代理人: 高欣

本發(fā)明適用于雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種毫米波3D雷達(dá)系統(tǒng)及信號(hào)處理流程，包括信號(hào)源、發(fā)射信號(hào)源功分網(wǎng)絡(luò)、接收信號(hào)源功分網(wǎng)絡(luò)、控制模塊、陣列射頻前端和數(shù)字后端。本申請(qǐng)采用時(shí)分復(fù)用?多輸入多輸出技術(shù)和二維平面稀疏陣列技術(shù)設(shè)計(jì)了毫米波3D雷達(dá)系統(tǒng)，其不僅可實(shí)現(xiàn)可對(duì)復(fù)雜環(huán)境中存在的固定目標(biāo)、低速目標(biāo)等進(jìn)行三維探測(cè)，也極大地降低了雷達(dá)系統(tǒng)硬件復(fù)雜度和成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種毫米波3D雷達(dá)系統(tǒng)及信號(hào)處理流程。

背景技術(shù)

近年來(lái)，隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)的迅猛發(fā)展，應(yīng)用于車輛周圍環(huán)境測(cè)量與感知的傳感器系統(tǒng)也得到快速發(fā)展，其中以視頻系統(tǒng)、激光雷達(dá)和毫米波雷達(dá)為主要代表。相對(duì)于視頻系統(tǒng)和激光雷達(dá)，毫米波雷達(dá)具有更好的環(huán)境適應(yīng)性和更低的安裝使用成本，因此也被廣泛應(yīng)用于汽車輔助駕駛、汽車安全防護(hù)應(yīng)用中。

但現(xiàn)有的毫米波雷達(dá)產(chǎn)品在處理復(fù)雜環(huán)境時(shí)還存在嚴(yán)重不足，尤其當(dāng)汽車行駛于郊外、市區(qū)、市場(chǎng)等環(huán)境復(fù)雜區(qū)域(存在諸多固定目標(biāo)、低速運(yùn)動(dòng)目標(biāo))時(shí)，僅對(duì)運(yùn)動(dòng)的少數(shù)目標(biāo)進(jìn)行二維空間探測(cè)已不能滿足應(yīng)用需求。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種毫米波3D雷達(dá)系統(tǒng)及信號(hào)處理流程，以解決現(xiàn)有技術(shù)中毫米波雷達(dá)僅對(duì)運(yùn)動(dòng)的少數(shù)目標(biāo)進(jìn)行二維空間探測(cè)不能滿足應(yīng)用要求的問(wèn)題。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：一種毫米波3D雷達(dá)系統(tǒng)，包括信號(hào)源、發(fā)射信號(hào)源功分網(wǎng)絡(luò)、接收信號(hào)源功分網(wǎng)絡(luò)、控制模塊、陣列射頻前端和數(shù)字后端；

所述信號(hào)源產(chǎn)生毫米波的發(fā)射步進(jìn)頻信號(hào)和毫米波的接收步進(jìn)頻信號(hào)，所述信號(hào)源將發(fā)射步進(jìn)頻信號(hào)傳輸至所述發(fā)射信號(hào)源功分網(wǎng)絡(luò)，并將接收步進(jìn)頻信號(hào)傳輸至所述接收信號(hào)源功分網(wǎng)絡(luò)；

所述發(fā)射信號(hào)源功分網(wǎng)絡(luò)將接收的發(fā)射步進(jìn)頻信號(hào)等分為若干路，并將等分的若干路發(fā)射步進(jìn)頻信號(hào)傳輸至所述陣列射頻前端中的若干個(gè)發(fā)射陣元；

所述接收信號(hào)源功分網(wǎng)絡(luò)將接收的接收步進(jìn)頻信號(hào)等分為若干路，并將等分的若干路接收步進(jìn)頻信號(hào)傳輸至所述陣列射頻前端中的若干個(gè)接收陣元；

所述數(shù)字后端包括若干路ADC數(shù)據(jù)采集通道和FPGA模塊，對(duì)所述陣列射頻前端中的若干個(gè)接收陣元的中頻輸出信號(hào)和所述陣列射頻前端中接收天線接收的信號(hào)進(jìn)行并行數(shù)據(jù)采集，根據(jù)采集的數(shù)據(jù)發(fā)送控制數(shù)據(jù)至所述控制模塊；

所述控制模塊接收所述數(shù)據(jù)后端發(fā)送的控制數(shù)據(jù)，并根據(jù)控制數(shù)據(jù)控制所述陣列射頻前端中的若干個(gè)發(fā)射陣元和若干個(gè)接收陣元發(fā)射信號(hào)的順序。

進(jìn)一步地，所述陣列射頻前端包括96個(gè)發(fā)射陣元和96個(gè)接收陣元。

進(jìn)一步地，所述陣列射頻前端的長(zhǎng)度為所述陣列射頻前端的寬度為所述陣列射頻前端中的96個(gè)發(fā)射陣元構(gòu)成兩行發(fā)射陣列，96個(gè)接收陣元構(gòu)成兩行接收陣列，兩行發(fā)射陣列的間距和兩行接收陣列的間距均為相鄰的兩個(gè)發(fā)射陣元的間距和相鄰的兩個(gè)接收陣元的間距均為其中C為光速，f_RF為所述陣列射頻前端的工作頻率。

進(jìn)一步地，所述陣列射頻前端的工作頻率f_RF為24GHz或77GHz。

進(jìn)一步地，所述信號(hào)源包括恒溫晶體振蕩器、發(fā)射直接數(shù)字頻率合成器、接收直接數(shù)字頻率合成器、發(fā)射倍頻器和接收倍頻器，所述恒溫晶體振蕩器分別連接所述發(fā)射直接數(shù)字頻率合成器的輸入端和所述接收直接數(shù)字頻率合成器的輸入端，所述發(fā)射直接數(shù)字頻率合成器的輸出端連接所述發(fā)射倍頻器的輸入端，所述接收直接數(shù)字頻率合成器的輸出端連接所述接收倍頻器的輸入端，所述發(fā)射倍頻器的輸出端連接所述發(fā)射信號(hào)源功分網(wǎng)絡(luò)，所述接收倍頻器的輸出端連接所述接收信號(hào)源功分網(wǎng)絡(luò)。