[發明專利]一種基于真隨機數發生器的車載雷達系統

有效

• 申請號: 202010462023.X
• 申請日: 2020-05-27
• 公開（公告）號: CN111638529B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 張建國;侯銳;賈志偉;劉麗;李靜霞;王云才
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: G01S17/931
• 分類號: G01S17/931;G01S7/484;G01S7/4863
• 代理公司: 太原晉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 趙江艷

本發明屬于雷達探測領域，公開了一種基于真隨機數發生器的車載雷達系統，包括真隨機數發生器、發射器、接收器和處理器；真隨機數發生器包括分布式反饋激光器，分布式反饋激光器發射的激光經啁啾光柵反射后產生混沌激光；電壓源的輸出端經電感后，與分布式反饋激光器的端電壓連接在一起，然后依次經隔直電容、功率放大器比較器后輸出二進制序列；發射器用于根據真隨機數發生器產生的二進制序列對信號發生器產生的信號進行相對調相后發射出去；接收器用于接收反射信號并比較反射信號與發射信號并發送至處理器計算出環境物體與雷達系統之間的距離以及其相對速度。本發明基于高速真隨機數發生器進行雷達信號發射和解調，大大提高了安全性。

技術領域

本發明屬于雷達探測領域，具體涉及一種基于真隨機數發生器的車載雷達系統。

背景技術

隨著汽車技術的發展，車載雷達越來越廣泛地應用于汽車輔助駕駛或自動駕駛中。在這類技術中，通常使用車載雷達對汽車周邊的環境進行探測、識別，雷達通過向目標物（例如道路上的行人或其他車輛等）發射雷達信號，并接收目標物反射的回波，由此獲得目標物至電磁波發射點（汽車）之間的距離、距離變化率（車速）、方位以及高度等信息，從而根據這些信息給駕駛員提示或直接進行相應的駕駛操作。然而，規律、有序的雷達信號容易被攻擊者（如黑客等）復制、識別，甚至偽造，這樣攻擊者就可以利用偽造的虛假雷達信號對車載雷達進行誘騙，使車載雷達計算出錯誤的目標距離、車速以及方位信息，從而導致汽車輔助駕駛系統或自動駕駛系統做出錯誤的決策和車輛控制行為引發嚴重安全事故。

現有技術中，利用隨機時間序列調制激光雷達發射激光脈沖序列的時間，但其只能避免外來光信號的干擾而無法抵抗攻擊者的攻擊，因此需要提供一種更加安全的車載雷達系統，以避免外來攻擊，提高雷達安全性。

發明內容

本發明為了解決現有車載雷達系統容易遭受攻擊，進而造成安全事故的問題，本發明提供了一種安全的、可抵抗攻擊者攻擊的基于真隨機數發生器的車載雷達系統。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：一種基于真隨機數發生器的車載雷達系統，包括真隨機數發生器、發射器、接收器和處理器；所述真隨機數發生器包括分布式反饋激光器、啁啾光柵、電壓源、電感、隔直電容、功率放大器和比較器，分布式反饋激光器發射的激光注入啁啾光柵后，反射光原路返回，使分布式反饋激光器產生混沌激光；所述電壓源的輸出端經電感后，與所述分布式反饋激光器的端電壓連接在一起，然后經隔直電容后，與功率放大器的輸入端連接，功率放大器的輸出端與所述比較器的同相端連接，所述比較器的反向端連接閾值電壓，所述比較器的輸出端與所述發射器的輸入端連接，所述比較器用于將功率放大器的輸出信號與閾值電壓進行比較，進而輸出二進制序列；所述發射器包括信號發生器、相對調相器和功率放大器，所述相對調相器用于根據所述真隨機數發生器產生的二進制序列對所述信號發生器產生的信號進行相對調相；調相后的信號經所述功率放大器放大后發射出去；所述接收器用于接收反射信號并比較反射信號與發射信號，所述處理器用于根據所述接收器的比較結果，計算出環境物體與雷達系統之間的距離以及其相對速度。

所述信號發生器用于產生77GHz的毫米波信號。

所述的一種基于真隨機數發生器的車載雷達系統，還包括天線，所述發射器和接收器通過所述天線發射和接收信號。

所述接收器包括低噪放大器、鑒相器和混頻器，所述低噪放大器用于對反射信號進行放大后發送給所述鑒相器和混頻器，所述鑒相器用于比較反射信號與發射信號的波形，確定相位延遲時間；所述混頻器用于對反射信號和發射信號進行混頻，得到反射信號的頻移。

所處理器計算得到環境物體與雷達系統之間的距離以及其相對速度的公式為：

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