CN101373218B - 毫米波时分无源调频多通道汽车防撞雷达 - Google Patents

Abstract

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。

Description

毫米波时分无源调频多通道汽车防撞雷达

技术领域

本发明涉及无线电波发射和接收探测目标方位、距离和速度的技术领域，具体是一种毫米波时分无源调频多通道汽车防撞雷达。 

背景技术

目前，汽车、摩托车等机动车大量增多，道路拥挤超负荷，车祸频繁发生造成大量的生命伤亡和重大的财产损失，已成为全球严重的社会问题。美、欧、日本等国投入大量人力和物力研制先进防撞雷达，由于汽车防撞雷达工作环境和条件十分苛刻，快速行驶的车辆避撞过程的时间极短，不足一秒钟，技术要求很高，存在不少难题需解决。据分析，防撞雷达不可避免地会出现遇到多目标检测的问题，FM-CW调频连续波防撞雷达局限于检测单一目标。不同目标雷达反射截面RCS是不同的，目标距离不同回波延时必然不同，其运动速度不同多普勒频移也不同，因此，调制信号仅用单一频率的周期信号作为检测标志，它是不能对观察区域内所有目标同时无模糊测定距离和速度。这种防撞雷达对可能发生碰撞的目标大小和距离远近分辨力都是单一的，相邻多个目标回波相互交调、串扰会很难分辨其检测数据，影响判断。连续波雷达存在发射天线能量泄漏阻塞接收信号的问题，收/发天线隔离差影响检测，尤其影响弱小目标的检测。使用喇叭结构天线水平方向角度分辨力不够，道路弯曲时更差，反射式抛物面天线机扫慢抗振防尘差，微带天线毫米波频率损耗较大。简单雷达显示器缺少相邻目标分辨力，不能显示多目标全景图像信息，对多个目标位置、距离远近及相对移位速度难能准确预警。脉冲雷达存在发射信号遮档，回波盲距不宜汽车近距离防撞。汽车行驶在高速公路无后视预警雷达的监视时常有追尾相撞事故发生，天气能见度差时事故发生率更高。现有汽车防撞雷达缺少用传感器信号构成闭环控制的功能，缺少道路环境天线自适应控制和自动避障、减速及刹车的智能控制，能见度差或行驶遇险情不能及时帮助司机解危避免事故。 

发明内容

本发明的目的是提供相对快速的同时预警多个路障目标方位、距离和速度的一种毫米波时分无源调频多通道汽车防撞雷达。 

本发明的技术方案设发隔离器、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MAR、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，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f_C3接入DSP为时钟信号、f_C4接入MCU为时钟信号，DSP按接收天线阵列编码脉冲分配序列接入波束转换开关、CRT，频率合成器输出f_C1接入时分电路为时钟信号，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信号接入MCU接口I/O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f_m接入声表器件SAW多通道调频器为调制信号基准频率，产生n组与SAW中心频率相同频率，频率合成器输出f_C2接入声表器件SAW多通道调频器为窄脉冲定时信号，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f_L接入上变频为本振信号，变频为雷达载频的一半或四分之一频率，经T/R₃、倍频与功放二或四倍频、功放为雷达载频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f_L′接入下变频为内在二或四倍频本振信号，f_r接入边带倒置电路为本振信号，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，在时分电路异步选通门选取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、时分电路、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，屏蔽； 

其中，频率合成器由恒温晶振、晶振分频器、倍频放大链、混频器、鉴相器、环路滤波器、压控振荡器VCO、环路分频器组成，VCO由砷化镓高迁移率器件GaAsHEMT、介质谐振器反馈振荡、变容管压控调谐，环路分频器由前置分频器和可编程分频器组合，恒温晶振输出分两路，一路经倍频放大链与VCO输出混频并通过环路分频器接入鉴相器，另一路经晶振分频器接入鉴相器，鉴相电压经环路滤波器压控VCO锁相频率合成，上变频本振f_L由VCO输出为雷达载频的一半或四分之一频率，f_L定向耦合器为下变频内在二或四倍频本振信号f_L′，可编程分频器输出f_m为声表器件SAW多通道调频器调频基准频率、f_r为边带倒置电路本振信号、f_C2为窄脉冲定时信号、f_C1为时分时钟信号、f_C3为DSP时钟信号、f_C4为MCU时钟信号，环路可编程分频器数控端由接口I/O接入MCU； 

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、CRT坐标变换器； 

波束转换开关在接收天馈波导由PIN二极管芯串、并、串为单刀单掷开关SPST，控制偏压经低通网络接入DSP按车道接收天线阵列编码脉冲序列，多个波束转换组合控制为单刀多掷开关，收/发转换开关T/R₁、T/R₂、T/R₃在传输波导设PIN二极管芯串、并、串为单刀单掷开关SPST，其中T/R₂、T/R₃为双连同步开关，时分脉冲高电平逻辑“H”经低通网络接入T/R₂、T/R₃，低电平逻辑“L”经低通网络接入T/R₁； 

上变频由两个砷化镓高迁移率器件GaAsHEMT、微带网络组成平衡混频器，频率合成器输出f_L为本振信号经90°相移混合接头分配给两个砷化镓高迁移率器件GaAsHEMT栅极，源极经180°相移混合接头连接n路时分编码脉冲声表器件SAW多通道调频信号，漏极经另一个90°相移混合接头取和频倍频、功放，倍频与功放由倍频器、激励级、功放级组合，采用磷化铟为衬底的砷化镓高迁移率器件InPGaAsHEMT、微带网络、C类偏置构成，倍频器输入串联λ/4阻抗变换微带网络，源极阻容接地，漏极接抑制基波和奇次谐波微带网络，调谐在二或四次谐频为雷达载频f₀，激励级、功放级栅极接阻抗匹配微带网络和C类偏置，源极接地，漏极调谐在f₀，并与发射天线阻抗匹配； 

低噪声高放由一个双栅磷化铟为衬底的砷化镓高迁移率器件InPGaAsHEMT、微带网络构成，双栅器件第一栅极微带网络与接收天线阻抗匹配，第二栅极为自动增益控制AGC控制端，接入中放AGC输出信号，源极阻容接地，漏极输出与下变频耦合，下变频是分谐波混频器SHP，由两个肖特基二极管反向并接在低噪声高放输出微带网络与本振信号f_L′微带网络之间，本振信号f_L′由频率合成器输出f_L经定向耦合器接入SHP产生内在二或四倍频，中频IF在本振信号f_L′微带网络的一侧经带通滤波网络取出； 

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t_p及调制器组成，频率合成器输出f_m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，频率合成器输出f_c2接入n组窄脉冲定时器t_p产生定时脉冲，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组频率由高至低递增的声表器件SAW依次规律展宽频谱，加权输出f₁、f₂、f_n组调制信号； 

多通道信号提取电路，由n组声表器件SAW、正交相干检波器I/Q、模数转换器A/D组成，中放输出经边带倒置电路在时分译码器n路异步时序选通门选取按发射编排f₁′、f₂′、f_n′的n组回波信号，经n组声表器件SAW脉压匹配滤波、加权接入正交相干检波器I/Q解调，正交相干检波器I/Q分I支路和Q支路两个乘法器，频率合成器输出f_i为相干基准信号接入I支路，移相π/2接入Q支路，相干解调，经模数转换器A/D、数据缓冲器FIFO接入数字信号处理器DSP数据总线； 

时分电路由现场可编程门阵列PFGA组构计数器、译码器、单稳态触发器、编码开关、时序异步选通门，频率合成器输出f_c1时钟信号触发计数器C_p与单稳态触发器，计数器控制端接于MCU接口I/O，路况摄像、本车速传感器信号接入MCU控制时分电路生成n路时分脉冲，高电平逻辑“H”接入T/R₂、T/R₃，低电平逻辑“L”接入T/R₁，计数器数据端、单稳态触发 器输出端接编码开关，译码器输入端与调制信号编码开关对号相接，f₁、f₂、f_n组调制信号接入译码器输出频率递增排列至限幅器、上变频、T/R₂、倍频与功放、T/R₃、发隔离器、天线发射，目标回波经天线阵列、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，在译码器n路时序异步选通门选取f₁′、f₂′、f_n′按发射编码规律信号接入n组对应的声表器件SAW多通道信号提取电路，SAW脉压、加权，I/Q相干检波解调，经A/D模数转换器、数据缓冲器FIFO再接入DSP数据总线。 

光栅扫描图像显示器CRT是由坐标变换器、图像存储器RAM、地址选择控制器、数模转换器D/A、标尺产生器、字符产生器、图形颜色产生器、显示控制器、辉亮电路、显像管X-Y-Z偏转系统组成，数字信号处理器DSP按车道天线阵列编码脉冲序列接入坐标变换器和波束转换开关，声表器件SAW多通道多目标回波信号在数字信号处理器DSP频谱分折数据由微控制器MCU控制，经接口I/O₂送至显示控制器，其控制器分别连接坐标变换器、地址选择控制器、图像存储器RAM、数模转换器D/A、标尺、字符产生器、显像管X-Y-Z偏转系统，其中坐标变换器、数模转换器D/A、标尺、字符及图形颜色产生器分别还接入辉亮电路控制显像管调辉电极。 

本技术方案路况摄像结合本车速及卫星定位传感器GPS信号MCU控制n路时分脉冲，n组SAW多通道无源线性调频发射，n路目标回波在时分异步选通门选取n组与发射SAW器件相同共轭匹配脉压滤波，相对快速的同时检测多个车道目标或单个目标在多个通道检测相干积累分析数据，当某通道信号受干扰不稳定，不影响其它通道正常检测，加强抗干扰能力，目标距离由远到近时分编码脉宽线性变窄，距离越近分辨力越高，多谱勒频移越大，三维图像细节分辨越清楚，DSP抑制虚警识别与本车最近距离目标，前方无车由司机设速行驶，出现车辆时雷达检测其信号，跟踪至最近车辆，控制本车速保持安全距离，偏离安全距离时声光报警，逼近危险距离时MCU指令避障器自动避障或启动减速器、刹车器智能控制，MCU智能控制是根据雷达测得的相关数据，参考路况和本车速及GPS传感信息数据作出抉择，起到能见度差行驶司机不易看清楚的避障功能，并识别静止车辆或固定物绕道而过，极大提高防撞性能；时分脉冲高电平逻辑“H”前沿时T/R₂、T/R₃接通发射，T/R₁关断接收，后沿时进入低电平逻辑“L”，T/R₂、T/R₃关断发射，T/R₁接通接收，时间上完全隔离发射能量泄漏到接收系统，提高弱小目标信号检测能力，增大雷达作用距离，后沿检测消除发射脉宽遮挡避免盲距，改善动态范围实现近距防撞；全相参雷达信号，多个基准频率和时钟信号与其成整数倍，频稳度与晶振同，收/发信号起始相位、时分脉冲保持严格同步，抑制车道路边山坡、树木、建筑物、广告牌虚假目标，在强杂波背景下检测车辆及行人的多普勒信息，提高抗地物干扰能力；上变频与下变频本振同频倍频为收/发载频，低成本获取毫米波雷达高载频宽带脉压、高分辨力测量精度，SAW无源调频与脉压时延稳定，线性优良，复制性好；天线半球短圆柱体介质透镜宽波束照射整个路面探测路障目标，两个透镜天线阵元窄波束合成接收一车道目标回波信号角度分辨力高，道路弯曲或较大斜坡行驶天线波束旁辨低，水平方向视野开阔，方位分辨精度高，抗振、防尘能力强，特别是MCU根椐路况图像结合本车速度及GPS信号控制DSP编码脉冲分配序列调整路面相应车道波束，自适应道路环境。

附图说明

图1本发明汽车防撞雷达技术方案原理图 

图2雷达收/发脉冲时序图 

图3频率合成器 

图4SAW多通道调频发生器 

图5时分电路 

图6时分信号发射电路 

图7SAW多通道信号提取电路 

图8栅光扫描图像显示器 

具体实施方法 

图1，本发明具体实施方法和实施例1设发隔离器10、收隔离器4、限幅器14、中放7、边带倒置电路8、数据缓冲器FIFO17、数字信号处理器DSP18、双口储存器RAM19、微控制器MCU20、接口I/O27、路况摄像传感器28、本车速传感器29、卫星定位传感器GPS30、声光报警器21、避障器22、减速器23、刹车器24、键盘25，还设发射宽波束准光集成介质透镜天线1与接收准光集成介质透镜天线阵列2、波束转换开关3、频率合成器12、收/发转换开关T/R₁、T/R₂、T/R₃、声表器件SAW多通道调频器16、时分电路15、上变频13、倍频与功放11、低噪声高放5、下变频6、声表器件SAW多通道信号提取电路9、光栅扫描图像显示器CRT26，发射宽波束准光集成介质透镜天线1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2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12输出f_C3接入DSP18为时钟信号、f_C4接入MCU20为时钟信号，DSP18按接收天线阵列编码脉冲分配序列接入波束转换开关3、CRT26，频率合成器12输出f_C1接入时分电路15为时钟信号，时分电路15控制端由接口I/O27接入MCU20，路况摄像传感器28、本车速传感器29、卫星定位传感器GPS30信号接口I/O27接入MCU20控制时分电路15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12输出f_m接入声表器件SAW多通道调频器16为调制信号基准频率，产生n组与SAW中心频率相同频率，频率合成器12输出f_C2接入声表器件SAW多通道调频器16为窄脉冲定时信号，在声表器件SAW多通道调频器16生成n组无源调频信号，接入时分电路15编码为n路SAW频率递增排列的时分脉冲群，频率合成器12输出f_L接入上变频13为本振信号，变频为雷达载频的一半或四分之一频率，经T/R₃、倍频与功放11二或四倍频、功放为雷达载频f₀，通过T/R₂、发隔离器10、发射宽波束准光集成介质透镜天线1照射路面，频率合成器12输出f_L′接入下变频6为内在二或四倍频本振信号，f_r接入边带倒置电路8为本振信号，n路回波信号经接收准光集成介质透镜天线阵列2、波束转换开关3、收隔离器4、T/R₁、低噪声高放5、下变频6、中放7、边带倒置电路8，在时分电路15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9、数据缓冲器FIFO17接入DSP18数据总线，DSP18与MCU20数据总线、地址总线、控制线经双口存储器RAM19汇接，并提供仲裁信号，MCU20由接口I/O27分别接入CRT26、声光报警器21、避障器22、减速器23、刹 车器24、键盘25，DSP18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，MCU20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7自动增益控制AGC电压经滤波、直流放大接入低噪声高放5、中放7AGC受控端，频率合成器12、时分电路15、上变频13、倍频与功放11、收/发转换开关T/R₁、T/R₂、T/R₃、发隔离器10、收隔离器4、波束转换开关3、低噪声高放5、下变频6、中放7、边带倒置电路8集成一体为雷达收/发电路，屏蔽。 

本发明发射天线结构是一端面半球及短圆柱体介质透镜模拟集成天线无穷厚介质基片，以消除表面波。改变圆柱体长度获得合适的准光辐射高辨力方向性，半球短圆柱体介质透镜天线为宽波束照射整个路面。接收天线按路面最多车道量设置椭圆球体介质透镜天线阵列，椭圆球体馈源远焦点射线在其折射为平行的窄波束，在数字信号处理器DSP按路面车道量编码所对应的脉冲信号控制为“多选一”方式路面循环扫描，并由两个天线阵元窄准光高斯束在一车道空中重合，显著提高角度分辨力，道路弯曲或较大斜坡行驶天线波束旁辨较低，水平方向视野开阔，方位分辨精度高，抗振动防尘力强。MCU根椐路况传感信息和本车速控制DSP天线阵列编码脉冲分配序列，行驶在实际路面可增减调整车道波束，灵活适应道路环境增强防撞检测。准光介质透镜天线毫米波传输损耗小增益高，口径小，成本低，安装汽车不影响外观和气动性。 

T/R₂、T/R₃双连同步开关SPST，其串联的PIN管在时分脉冲高电平H前沿时正偏导通，并联的PIN管反偏截止，接通倍频与功放输入/输出信号，经发隔离器，发射准光集成介质透镜天线射向路面探测路障目标，这时T/R₁串联的PIN管反偏开路，并联PIN管正偏短路，切断回波输入信号，关闭接收；当T/R₁串联PIN管在时分脉冲低电平L进入后沿时正偏导通，并联PIN管反偏截止，接通回波输入信号，T/R₂、T/R₃串联PIN管反偏开路，并联PIN管正偏短路，切断倍频与功放输入/输出信号，关断发射。 

波束转换开关、收/发转换开关T/R₁、T/R₂、T/R₃控制偏压均经低通网络接入PIN管，防止毫米波泄漏到控制级影响正常工作。单管开关隔离度和频带都较小，采用至少两个PIN管芯串、并联结构并在倍频与功放输入/输出设双连开关，与隔离器组合达到所需要求。 

上变频将SAW调频信号变频为雷达载频一半或四分之一，经倍频与功放二或四输出为雷达载频f₀，可降低频率合成器毫米波高端频率输出的要求。上变频90°和180°相移混合接头均为3dBLange定向耦合器，本振信号与SAW调频信号可以同相输出，有很高的隔离度。倍频与功放器件选用磷化铟衬底砷化镓高迁移率晶体管InPGaAsHEMT，有较宽的工作频带和功率增益。 

为了提高弱小目标信号检测能力，提高接收灵敏度设低噪声高放，选用双栅磷化铟衬底砷化镓高迁移率器件InPGaAsHEMT改善强噪声背景下检测目标特性。由于汽车防撞雷达作用距离近，功率增益12dB左右即可，针对目标回波信号强弱起伏大，低噪声高放、中放设自动增益控制AGC，保持雷达接收有足够大的动态范围，适应检测不同距离和大小目标的增益。双栅器件第二栅控制I_s对g_m变化特性，源极阻容自给偏压，I_s在其电阻压降，使栅极产生负偏压，选取合适的I_b工作点和g_m，加上AGC电压可得到良好的自动增益控制。中放AGC有较 大的动态范围，与低噪声高放AGC组合控制可避免大卡车、大巴强目标回波信号过载和防止较强干扰引起的过载，并兼顾小目标如摩托车、自行车及行人的中放增益，保持目标较大起伏情况下仍有较高检测概率。 

下变频采用分谐波混频器SPH，它是在鳍线或微带线反向并接两个肖特基二极管，背靠背相互保护在过高电压时不被烧毁，回波载频与本振频率谐频相差甚远，隔离度大于30dB。其电路简单，无须耦合电桥和直流电源，特别是本振信号非线性谐波内在倍频功能，取本振信号频率一半或四分之一，与上变频输出频率相配，降低频率合成器毫米波频率输出要求。 

雷达收/发射频电路集成一体简化连接，减少波导接口和同轴接头，缩小体形，减轻重量，提高雷达自身工程电磁兼容性和可靠性。 

图2雷达收/发脉冲时序图，(a)是天线波束转换开关在DSP编码脉冲分配序列循环扫描的一个波形T_s，(b)是时分电路时钟信号f_C1波形，(c)是单稳态触发器定时t₁波形及占空因子t₂波形，时分脉冲高电平逻辑“H”前沿时控制T/R₂、T/R₃接通发射，T/R₁关断接收，后沿时进入低电平逻辑“L”关断T/R₂、T/R₃关断发射，T/R₁接通接收，目标回波在时分电路异步选通门选取。图中(d)、(e)、(f)、(g)浅色波形是n组SAW无源调频信号时分n路发射脉冲，t₁与脉宽τ相等，深色波形为接收路障目标回波脉冲，(d)雷达收/发脉冲重叠吻合，回波延时△t＝0，零距离目标无回波产生。(g)回波延时△t＝max，雷达最大非模糊作用距离所对应时间。(e)延时△t>0，产生回波，(f)回波延时△t<max，信号能量较大。近距回波脉宽窄信号功率小，但近区场辐射强，信噪比下降不大，回波信号功率相对较小接收不易饱和阻塞，改善动态范围提高检测概率。雷达最大作用距离内不会被发射脉宽遮档，没有盲区。时分异步收/发，时间上完全隔离发射信号能量泄漏，极大改进雷达检测弱信号目标的能力，达到FM-CW雷达、PD雷达不具备的优点。 

时分多个通道检测多目标信号是在时间上分步进行，时分脉宽、周期远快于目标运动速度，相对于135km/h高速车辆行驶不会有大的突变，可视为同时检测。 

图3频率合成器，恒温晶振12a信号经晶振分频器12c与环路分频器12g接入鉴相器12d、环路滤波器12e、压控振荡器VCO12f信号接入混频器12i，与恒温晶振12a、倍频链12b输出混频，进行频率反馈下移，减小环路分频器12g分频比，改善相位噪声特性，倍频链12b由两级阶跃倍频器、放大器组成，获得高次倍频和一定的输出功率。VCO12f介质谐振器反馈振荡，变容管压控调谐，由恒温晶振12a高稳频锁定相位，短稳优于10^-10/ms，能适于汽车强振动和温差大的恶劣环境下工作，提供智能防撞雷达相干检测与控制精确的各基准信号。上变频本振f_L由VCO12f输出为雷达载频一半或四分之一频率，倍频与功放二或四倍经发隔离器馈送天线发射，f_L经定向耦合器12h得到下变频本振信号f_L′，基于下变频是分谐波混频器内在倍频功能，只须取半数或四分之一频率，减轻频率合成器高端频率输出要求，简化电路结构，低成本获取雷达高载频宽带脉压高分辨力检测性能。可编程分频器输出多通道调频器基准信号f_m、边带倒置电路本振信号f_r、声表器件SAW多通道信号提取电路基准信号、时分时钟信号f_C1、窄脉冲定时信号f_C2、数字信号处理器DSP时钟信号f_C3、微控制器MCU时钟信号f_C4，由此可见，本雷达信号源由同一个恒温晶振12a频率合成，频稳度与其同级，多个基 准频率和时钟信号与其成整数倍的关系，收/发信号起始相位、SAW调频信号、A/D采样、时分脉冲保持严格同步，抑制车道两侧山丘、树木、建筑物、广告牌虚假目标杂波背景检测行驶的机动车辆和行人多普勒信息，有较强的抗地物杂波干扰能力。可编程分频器由接口I/O27接入MCU控制。 

图4SAW多通道调频发生器，分设16b1、16b2、16bn组，调制频率发生器16a引入频率合成器信号f_m分频、滤波组合为n组调制频率，产生与SAW声表器件中心频率相同信号分别接于调制器m，引入f_C2为窄脉冲定时器t_p触发信号，在调制器m产生包络为辛格函数sinx/x脉冲信号激励声表器件SAW，使其色散延时线特性由低频分量变化至高频分量变化或由高频分量变化至低频分量变化在时间t依次展宽，其变化规律斜率均是线性的，产生f₁、f₂、f_n无源调频调制信号，接入f_C1为时钟信号时分电路15编码n路多通道发射信号限幅器14整形为时宽为T₁、T₂、T_n，频宽为B₁、B₂、B_n的线性调频脉冲信号，由上变频、倍频与功放将多个通道时分脉冲信号移至毫米波雷达载频，馈入准光集成介质透镜天线宽波束照射路面探测可能发生碰撞的目标。收/发配对SAW声表器件无源调频和脉压匹配滤波呈共轭特性，调频线性度优良，脉压时延性能稳定分辨力高，复制性好适合大批量生产。 

图5时分电路、图6时分信号发射电路，由时钟信号f_C1触发的计数器15a控制端经接口I/O27接入微控制器MCU，路况摄像结合本车速MCU控制计数器15a改变二进-十进计数生成n路时分脉冲，高电平逻辑“H”前沿时T/R₂、T/R₃接通倍频与功放11发射，T/R₁关断接收，后沿时进入低电平逻辑“L”控制T/R₂、T/R₃关断发射，T/R₁接通接收，单稳态触发器10b由时钟信号f_C1触发对时分脉冲定时t₁为雷达发射脉宽τ，t₂为雷达检测最大作用距离，计数器驱动译码器15c使n路时序通道的脉冲控制f₁、f₂、f_n组SAW调制信号，经编码开关15d排列为频率递增调频信号通过限幅器14整形接入上变频13，并由频率合成器输出毫米波频率f_L为泵源接入上变频13，然后由倍频与功放11将其变为雷达载频经发隔离器10馈送天线发射，在时分异步时序选通门15e选取由边带倒置电路8的中放回波信号脉冲f₁′、f₂′、f_n′，从时间上完全隔离发射能量泄漏到接收信道，提高目标信号的检测能力，检测弱小目标增大雷达作用距离。后沿检测消除发射脉宽遮挡避免盲距，改善接收动态范围，实现近距防撞检测。n组声表器件SAW调频信号在时分电路15时间上分割达到了多个通道检测信号的调制，其脉内线性调频加宽信号瞬时带宽，与接收n组配对的声表器件SAW脉压网络“相位共轭匹配”滤波及加权，相位色散绝对值相同，符号相反，在时间上则为调频斜率相同，方向相反，获取大脉压系数的信噪比提高检测目标距离分辨力，发射一路接收一个目标信息或接收多个目标相干积累，目标距离由远到近时分编码脉宽线性变窄，距离越近分辨力越高，多谱勒频移越大，三维图像细节分辨越清楚，检测多个目标在时域、频域、空域有序进行。与单通道脉冲PD雷达相比，检测分辨多目标性能明显提高。鉴于此，路况摄像信息和本车速及GPS提供本车当前位置数据MCU控制，视车流稀密和道路弯直控制时分通道量应对检测，并调整DSP编码脉冲分配序列自适应控制天线波束。时分多通道频率和时间双重编码，某信道受干扰不稳定，不影响其它通道正常检测，加强抗干扰性。 

图7SAW多通道信号提取电路，中放回波由边带倒置电路8高本振f_r混频提取差频，调 频斜率与输入正好相反，n路时序脉冲经时分电路15异步时序选通门选取多通道信号f₁′、f₂′、f_n′，在n组与调频发射相同的声表器件SAW复共轭脉压匹配滤波，旁瓣加权网络滤波。回波信号在正交相干检波器I/Q解调，表征信息处理从时域转为频域，雷达目标的全部信息蕴含于中频复调制信号之中，因此，在回波信号数字化处理之前，将其中频去掉，使回波信号进行零中频的同相/正交相干检波输出零中频基带信号，图中相干检波器9a、9b、9n分设I支路和Q支路两个乘法器，频率合成器输出f_i中频相干本振信号，并移相π/2相参，中频回波信号经同相/正交两路相干检波，达到多个通道的目标信号提取。这复调制信号被分解成实部和虚部，信号的幅度和相位两个信息都保存下来，它们分别经过模数A/D变换后在数据缓冲存储器FIFO17暂存，多个目标回波数据先进先出送到数字信号处理器DSP18。 

DSP18进行数据重排后送入MTI动目标显示、FFT快速傅里叶变换，FFT等效于大量的距离门和多普勒滤波器组，对多通道的多个路障目标回波差拍的距离和相对速度频谱分析。FFT输出信号距离旁瓣抑制后恒虚警处理CFAR，根据剩余杂波的强度自动调节检测门限，使虚警概率保持在允许值内，超过门限的信号被送到相关信息处理，以确定是否目标，如果是，则对目标的距离、速度及方位角度等数据送到图像显示器，DSP18识别与本车最近距离的目标，前方无车由司机设定速度行驶，出现车辆时雷达测其距离和相对速度，跟踪至最近车辆，雷达控制其车速保持安全距离，偏离安全距离声光报警，至逼近危险距离有一段可以防撞时间的距离，此时司机作出正确操作60％以上可以防撞，启用自适应控制系统智能防撞雷达，防撞不受司机心理和生理能力所限，正确率大大提高。 

逼近危险距离时MCU指令避障器自动避障或启动减速器、刹车智能控制。如遇迎面相撞的险情，时间是两车速度之和，安全距离急剧缩短，要求驾驶素质、经验更高，相应地智能防撞雷达自适应控制系统反映速度为ms级甚至μs级，比人类反映快得多，在无机械故障条件下人控是不能替代的。动目标显示MTI脉冲对消滤波识别静止车辆或固定物，控制本车绕道而过。MCU智能控制是根据雷达测得相关数据，参考路况和本车速及GPS传感信息作出其抉择数据处理控制执行机构。 

双口存储器RAM可使DSP与MCU双方握手操作交换数据，每个数据在双口RAM中按字节由低到高占用，提供仲裁信号避免DSP与MCU发生竞争。 

图8光栅扫描图像显示器，坐标变换26a将数字信号处理器DSP18控制天线多波束转换脉冲分配序列变换为二进制的数字量图像X、Y数据，并为图像RAM26b提供图像信息的地址，它是采用高速乘法器矢量产生的方法实现坐标转换。图像存储器26b实质是一个大容量的随机读写RAM，其地址与图形上的像素相等，即一址一像素，适合多辆车、多个行人目标复杂信息图形的显示，显示控制器26e具有显示定时、显示控制信号产生和光栅扫描、编址功能，标尺26f、字符26g及图形颜色产生器26h为图像显示提供刻度定位和文字说明的标志及色彩，辉亮电路26i和图像X-Y-Z偏转系统26j是光栅扫描图像显示器CRT必备的电路和部件，光栅扫描产生后形成水平X、垂直Y扫描及其辉亮Z信号，加至CRT的偏转控制，通过地址选择控制器I/O26c，扫描数据为图像RAM的读出地址，将图像信息同步读出。 

本发明图像显示力求简明可辨，DSP18运算处理多通道雷达回波信号经接口I/O27输入 MCU20，其回波信息数据存储在图像RAM26b之中，在光栅扫描产生电路的同步下读取图像数据，经数模转换器D/A26d和辉亮电路26i加至光栅扫描图像显示器CRT的调辉电极上，即可动态显示多个目标的方位和距离信号图形及其在相对变化的速度信号的三维全景图像。 

本实施例汽车防撞雷达在车体前、后方向设置发射宽波束准光集成介质透镜天线，水平方位角10.5°，垂直方位角3.2°，增益G32.5dB，按高速公路路面车道量设置左、中、右三车道前后两个接收天线阵列6个波束，单波束均由两个准光集成介质椭圆球体透镜天线阵元组合，水平方位角为2°，垂直方位角3°，前视天线增益G≥30dB，后视天线增益G≥15dB，收/发波束在路面车道空中重合，警戒识别主车道危险目标，预警左车道潜在危险目标和右车道可能威胁目标，波束转换开关扫描速率2.99μs/Hz，确保波束扫掠150m，宽25m的范围探测路障目标，汽车行驶在单车道时，路况摄像和本车速及GPS信号数据MCU控制DSP控制车道波束调整编码脉冲分配序列，变为单个接收天线波束探测路障目标，频率合成器VCO输出f_N基准信号频率23.625GHz，上、下变频四倍频为雷达载频f_o 94.5GHz，发射输出峰值功率P_t186mw，时分多通道n设为8，由8组“共轭匹配”的SAW声表器件无源调频和脉压滤波接收、正交相干检波器I/Q解调提取目标数据信息，时分n通道量视路况和本车速可相应得到调整。单稳态触发器定时t₁ 6.3ns，占空因子t₂ 56ns，发射脉宽τ与t₁相等，中频带宽Bn 1.15GHz，噪声系数Fn 9.2dB，系统损耗Ls和大气传播损耗Latm6.1dB，信噪比(S_o/N_o)1min12.6dB，路障目标为大巴、卡车雷达最大检测距离Rmax150m，中巴、轿车100m，摩托车、自行车50m，行人40m，雷达最小检测路障目标距离Rmin＜1m，最近目标识别时间＜60μs，角度分辨力≤0.5°，距离分辨力≤0.2m，速度分辨力＜1.5km/h，刹车延时＜12ms，时速135km/h能紧急制动。 

本发明实施例2，技术方案与实施例1相同，频率合成器VCO输出f_N基准信号频率38.5GHz分别接入上变频和下变频二倍频为雷达载频f_o 77GHz，发射输出峰值功率P_t 160mw，时分多路通道n设置为10，由10组“共轭匹配”的SAW声表器件无源调频和脉压滤波接收、I/Q相干检波提取目标数据信息，单稳态触发器定时t₁ 6ns，占空因子t₂ 62ns，发射脉宽τ与t₁相等，中频带宽Bn 1.2GHz，噪声系数Fn 9.2dB，射频系统损耗Ls和雷达大气传播损耗Latm6.1dB，信噪比(S_o/N_o)1min12.6dB，路障目标为大巴、卡车雷达最大检测距离Rmax160m，中巴、轿车125m，摩托车、自行车75m，行人56m，雷达最小检测路障目标距离Rmin 1m，最近目标识别时间＜50μs。 

本发明实施例3，技术方案与实施例1相同，频率合成器VCO输出f_N基准信号频率35.125GHz，上变频和下变频四倍频为雷达载频f_o140.5GHz，发射输出峰值功率P_t 160mw，时分多路通道n设置为12，由12组“共轭匹配”的SAW声表器件无源调频和脉压滤波接收、I/Q相干检波提取目标数据信息，单稳态触发器定时t₁ 7ns，占空因子t₂ 76ns，发射脉宽τ与t₁相等，中频带宽Bn 1.2GHz，噪声系数Fn 9.2dB，射频系统损耗Ls和雷达大气传播损耗Latm6.1dB，信噪比(S_o/N_o)1min12.6dB，路障目标为大巴、卡车雷达最大检测距离Rmax156m，中巴、轿车125m，摩托车、自行车65m，行人50m，雷达最小检测路障目标距离Rmin 0.9m，最近目标识别时间＜80μs。 

Claims (8)

1.一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f_c3，f_c3作为时钟信号接入DSP、f_c4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f_c1，f_c1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f_m，f_m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f_c2，f_c2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f_L，f_L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f_L’，f_L’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f_r，f_r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f_m，f_m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f_c2，f_c2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、f_n组调制信号。

2.根据权利要求1所述的毫米波时分无源调频多通道汽车防撞雷达，其特征在于：频率合成器由恒温晶振、晶振分频器、倍频放大链、混频器、鉴相器、环路滤波器、压控振荡器VCO、环路分频器组成，VCO由砷化镓高迁移率器件GaAsHEMT、介质谐振器反馈振荡，变容管压控调谐，环路分频器由前置分频器和可编程分频器组合，恒温晶振输出分两路，一路经倍频放大链与VCO输出混频并通过环路分频器接入鉴相器，另一路经晶振分频器接入鉴相器，鉴相电压经环路滤波器压控VCO锁相频率合成，由VCO输出f_L，f_L作为本振信号接入上变频，为雷达载频的一半或四分之一频率，同时f_L经定向耦合器接到下变频，作为内在二或四倍频本振信号f_L’，可编程分频器输出f_m，f_m作为调频基准频率接入声表器件SAW多通道调频器，可编程分频器输出f_r，f_r作为本振信号接入边带倒置电路，可编程分频器输出f_c2，f_c2作为窄脉冲定时信号，f_c1作为时钟信号接入时分电路，f_c3作为时钟信号接入DSP，f_c4作为时钟信号接入MCU，环路可编程分频器数控端由接口I/O接入MCU。

3.根据权利要求1所述的毫米波时分无源调频多通道汽车防撞雷达，其特征在于：波束转换开关在接收天馈波导由PIN二极管芯串、并、串联为单刀单掷开关SPST，控制偏压经低通网络接入DSP按车道接收天线阵列编码脉冲序列，多个波束转换组合控制为单刀多掷开关，收/发转换开关T/R₁、T/R₂、T/R₃在传输波导设PIN二极管芯串、并、串联为单刀单掷开关SPST，其中T/R₂、T/R₃为双连同步开关，时分脉冲高电平逻辑“H”经低通网络接入T/R₂、T/R₃，低电平逻辑“L”经低通网络接入T/R₁。

4.根据权利要求1所述的毫米波时分无源调频多通道汽车防撞雷达，其特征在于：上变频由两个砷化镓高迁移率器件GaAsHEMT、微带网络组成平衡混频器，频率合成器输出f_L，f_L作为本振信号经90°相移混合接头分配给两个砷化镓高迁移率器件GaAsHEMT栅极，源极经180°相移混合接头连接n路时分编码脉冲声表器件SAW多通道调频信号，漏极经另一个90°相移混合接头取和频倍频、功放，倍频与功放由倍频器、激励级、功放级组合，采用磷化铟为衬底的砷化镓高迁移率器件InPGaAsHEMT、微带网络、C类偏置构成，倍频器输入串联λ/4阻抗变换微带网络，源极阻容接地，漏极接抑制基波和奇次谐波的微带网络，调谐在二或四次谐频为雷达载频f₀，激励级、功放级栅极接阻抗匹配微带网络和C类偏置，源极接地，漏极调谐在f₀，并与发射天线阻抗匹配。

5.根据权利要求1所述的毫米波时分无源调频多通道汽车防撞雷达，其特征在于：低噪声高放由一个双栅磷化铟为衬底的砷化镓高迁移率器件InPGaAsHEMT、微带网络构成，双栅器件第一栅极微带网络与接收天线阻抗匹配，第二栅极为自动增益控制AGC控制端，接入中放AGC输出信号，源极阻容接地，漏极输出与下变频耦合，下变频是分谐波混频器SHP，由两个肖特基二极管反向并接在低噪声高放输出微带网络与本振信号f_L′微带网络之间，由频率合成器输出f_L，f_L作为内在二或四倍频本振信号f_L′经定向耦合器接入SHP，中频信号IF在本振信号f_L′微带网络的一侧经带通滤波网络取出。

6.根据权利要求1所述的毫米波时分无源调频多通道汽车防撞雷达，其特征在于：声表器件SAW多通道目标信号提取电路由n组SAW声表器件、正交相干检波器I/Q、模数转换器A/D组成，中放输出经边带倒置电路在时分译码器n路时分异步选通门选取按发射编排f₁′、f₂′、f_n′的n组回波信号，经n组SAW声表器件脉压匹配滤波、加权接入正交相干检波器I/Q解调，其I/Q检波器分I支路和Q支路两个乘法器，频率合成器输出f_i，f_i作为相干基准信号接入I支路，移相π/2接入Q支路，相干检波解调信号经模数转换器A/D、数据缓冲器FIFO接入数字信号处理器DSP数据总线。

7.根据权利要求1所述的毫米波时分无源调频多通道汽车防撞雷达，其特征在于：时分电路由现场可编程门阵列FPGA组构计数器、译码器、单稳态触发器、编码开关、时序异步选通门，频率合成器输出f_c1，f_c1作为时钟信号触发计数器Cp与单稳态触发器，计数器控制端接于MCU接口I/O，路况摄像、本车速传感器及GPS信号接入MCU控制时分电路生成n路时分脉冲，高电平逻辑“H”接入T/R₂、T/R₃，低电平逻辑“L”接入T/R₁，计数器数据端、单稳态触发器输出端接编码开关，译码器输入端与调制信号编码开关对号相接，f₁、f₂、f_n组调制信号接入译码器输出频率递增排列至限幅器、上变频、T/R₂、倍频与功放、T/R₃、发隔离器、天线发射，目标回波经天线阵列、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，在译码器n路时序异步选通门选取f₁′、f₂′、f_n′按发射编码规律信号接入n组对应的声表器件SAW多通道信号提取电路，SAW脉压、加权，I/Q相干检波解调，经A/D模数转换器、数据缓冲器FIFO再接入DSP数据总线。

8.根据权利要求1所述的毫米波时分无源调频多通道汽车防撞雷达，其特征在于：光栅扫描图像显示器CRT是由坐标变换器、图像存储器RAM、地址选择控制器、数模转换器D/A、标尺产生器、字符产生器、图形颜色产生器、显示控制器、辉亮电路、显像管X-Y-Z偏转系统组成，数字信号处理器DSP按车道天线阵列编码脉冲序列接入坐标变换器和波束转换开关，声表器件SAW多通道多目标回波信号在DSP谱分析数据由MCU控制，经接口I/O₂送至显示控制器，其控制器分别连接坐标变换器、地址选择控制器、图像存储器RAM、数模转换器D/A、标尺、字符产生器、显像管X-Y-Z偏转系统，其中坐标变换器、数模转换器D/A、标尺、字符及图形颜色产生器分别还接入辉亮电路控制显像管调辉电极。

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