CN104251992A - 一种连续波测速雷达 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种连续波测速雷达，包括雷达信号处理器、射频前端装置、接收天线和发射天线，所述射频前端装置的信号输出端分别与所述雷达信号处理器的信号输入端和所述发射天线的信号输入端连接，所述接收天线的数据输出端与所述射频前端装置的信号输入端连接。本发明连续波测速雷达主要应用于公路交通测速领域，采用雷达信号处理器、射频前端装置、接收天线和发射天线相组合，并且配合电子警察系统，可实时检测每个过往车辆的真实速度，并与限速值进行比对，为超速车辆检测和定位提供参考，有效的实现了低功耗和低成本。

Description

一种连续波测速雷达
技术领域
本发明涉及一种测速雷达，尤其涉及一种连续波测速雷达。
背景技术
国外已经出现了多种形式的连续波制式雷达产品，并在交通状况监测，舰船防撞，气象观测，测速测高等领域得到应用。目前欧洲大多数国家都采用德国ROBOT公司生产的F6型雷达测速抓拍系统，市场占有率为60%以上。挪威Navico公司生产的BR24连续波调频X-波段雷达，无盲区，近距离图像清晰无比，无磁控管，可按键发射，超低微波辐射对人体健康无伤害，且价格更便宜，可作为中小型船舶港湾与复杂内河航道之理想安全航行雷达。英国研制成功的连续波导航系列雷达，将微处理技术应用在跟踪控制器中，使得功能有很大提高，同时提高了抑制杂波干扰的能力。丹麦Weibel公司生产的测速雷达，采用全固态发射机，低噪声零中频接收机和平面微带天线阵，非常具有代表性。
国外的这类连续波测速雷达存在着结构复杂、功耗高，并且价格昂贵的问题，国内科研机构对连续波体制雷达的理论研究较多，这方面的发表的文献也较多，但真正实现和真正应用的产品设备却一直很少见。商用的只有无锡市雷华科技公司生产有调频连续波雷达液位计相关产品，用于工业测量领域的液面仪表测量，不能应用于车辆的测速领域。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种结构简单、低功耗并且成本低的连续波测速雷达。
为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种连续波测速雷达，包括雷达信号处理器、射频前端装置、接收天线和发射天线，所述射频前端装置的信号输出端分别与所述雷达信号处理器的信号输入端和所述发射天线的信号输入端连接，所述接收天线的数据输出端与所述射频前端装置的信号输入端连接。
具体地，所述射频前端装置包括接收单元、频率合成器和发射单元，所述接收单元包括低噪声放大器、第一混频器、第二混频器、第三混频器、第一带通中放电路和第二带通中放电路，所述发射单元包括功率放大器、第一带通滤波器、第二带通滤波器、第四混频器和第五混频器，所述低噪声放大器的信号输入端与所述接收天线的信号输出端连接，所述低噪声放大器的信号输出端与所述第一混频器的第一信号输入端连接，所述第一带通中放电路的信号输入端与所述第一混频器的信号输出端连接，所述第一带通中放电路的信号输出端与所述第二混频器的第一信号输入端连接，所述第二混频器的信号输出端与所述第二带通中放电路的信号输入端连接，所述第二带通中放电路的信号输出端与所述第三混频器的第一信号输入端连接，所述第三混频器的信号输出端与所述雷达信号处理器的信号输入端连接，所述频率合成器的信号输出端分别与所述第一混频器的第二信号输入端、所述第二混频器的第二信号输入端、所述第三混频器的第二信号输入端、所述第四混频器的信号输入端和所述第五混频器的第一信号输入端连接，所述第四混频器的信号输出端与所述第一带通滤波器的信号输入端连接，所述第一带通滤波器的信号输出端与所述第五混频器的第二信号输入端连接，所述第五混频器的信号输出端与所述第二带通滤波器的信号输入端连接，所述第二带通滤波器的信号输出端与所述功率放大器的信号输入端连接，所述功率放大器的信号输出端与所述发射天线的信号输入端连接。
本发明的有益效果在于：
本发明连续波测速雷达主要应用于公路交通测速领域，采用雷达信号处理器、射频前端装置、接收天线和发射天线相组合，并且配合电子警察系统，可实时检测每个过往车辆的真实速度，并与限速值进行比对，为超速车辆检测和定位提供参考，有效的实现了低功耗和低成本。
附图说明
图1是本发明一种连续波测速雷达的结构框图；
图2是本发明一种连续波测速雷达的射频前端装置的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1所示，本发明一种连续波测速雷达，包括雷达信号处理器、射频前端装置、接收天线和发射天线，所述射频前端装置的信号输出端分别与所述雷达信号处理器的信号输入端和所述发射天线的信号输入端连接，所述接收天线的数据输出端与所述射频前端装置的信号输入端连接。
如图2所示，射频前端装置包括接收单元、频率合成器和发射单元，所述接收单元包括低噪声放大器、第一混频器、第二混频器、第三混频器、第一带通中放电路和第二带通中放电路，所述发射单元包括功率放大器、第一带通滤波器、第二带通滤波器、第四混频器和第五混频器，所述低噪声放大器的信号输入端与所述接收天线的信号输出端连接，所述低噪声放大器的信号输出端与所述第一混频器的第一信号输入端连接，所述第一带通中放电路的信号输入端与所述第一混频器的信号输出端连接，所述第一带通中放电路的信号输出端与所述第二混频器的第一信号输入端连接，所述第二混频器的信号输出端与所述第二带通中放电路的信号输入端连接，所述第二带通中放电路的信号输出端与所述第三混频器的第一信号输入端连接，所述第三混频器的信号输出端与所述雷达信号处理器的信号输入端连接，所述频率合成器的信号输出端分别与所述第一混频器的第二信号输入端、所述第二混频器的第二信号输入端、所述第三混频器的第二信号输入端、所述第四混频器的信号输入端和所述第五混频器的第一信号输入端连接，所述第四混频器的信号输出端与所述第一带通滤波器的信号输入端连接，所述第一带通滤波器的信号输出端与所述第五混频器的第二信号输入端连接，所述第五混频器的信号输出端与所述第二带通滤波器的信号输入端连接，所述第二带通滤波器的信号输出端与所述功率放大器的信号输入端连接，所述功率放大器的信号输出端与所述发射天线的信号输入端连接。
本发明一种连续波测速雷达的工作原理如下所示：
本发明采用线性调频连续波体制，并独立的收发天线，以提高收发隔离度；射频前端装置由发射单元、接收单元和频率合成器构成，用于提供LFMCW收发信道；雷达信号处理器对雷达回波进行处理，并根据回波的信号特征发现和识别目标，并按要求的格式输出数据。
本发明可同时检测目标的数目大于等于20个，探测的范围在发现概率为Pa=0.85，虚警概率≤10-6条件下，作用距离为1km。
本发明与国内外同类产品相比，采用了新的LFM连续波雷达体制，发射功放模块采用固态器件，功率效率大大提高，由此带来功耗也大幅降低。因此相对传统的脉冲体制雷达，具有设备结构简单，发射功率低，电磁辐射小，对人体健康无伤害的优点。同时，连续波体制也使得探测目标的分辨率得到大幅提高。发射信号频谱带宽窄，有利于抗杂波，并在电磁干扰环境下具有更好的抗干扰能力和检测能力。全硬件实时处理，延迟低，处理速度高，响应快速；相对传统脉冲制式雷达，集成度高，具有体积小、功耗低、可靠性高的优势。便携式、低功耗、低成本，测速精度优于0.1m/s，作用距离可达几公里。

Claims (2)

1.一种连续波测速雷达，其特征在于：包括雷达信号处理器、射频前端装置、接收天线和发射天线，所述射频前端装置的信号输出端分别与所述雷达信号处理器的信号输入端和所述发射天线的信号输入端连接，所述接收天线的数据输出端与所述射频前端装置的信号输入端连接。
2.根据权利要求1所述的一种连续波测速雷达，其特征在于：所述射频前端装置包括接收单元、频率合成器和发射单元，所述接收单元包括低噪声放大器、第一混频器、第二混频器、第三混频器、第一带通中放电路和第二带通中放电路，所述发射单元包括功率放大器、第一带通滤波器、第二带通滤波器、第四混频器和第五混频器，所述低噪声放大器的信号输入端与所述接收天线的信号输出端连接，所述低噪声放大器的信号输出端与所述第一混频器的第一信号输入端连接，所述第一带通中放电路的信号输入端与所述第一混频器的信号输出端连接，所述第一带通中放电路的信号输出端与所述第二混频器的第一信号输入端连接，所述第二混频器的信号输出端与所述第二带通中放电路的信号输入端连接，所述第二带通中放电路的信号输出端与所述第三混频器的第一信号输入端连接，所述第三混频器的信号输出端与所述雷达信号处理器的信号输入端连接，所述频率合成器的信号输出端分别与所述第一混频器的第二信号输入端、所述第二混频器的第二信号输入端、所述第三混频器的第二信号输入端、所述第四混频器的信号输入端和所述第五混频器的第一信号输入端连接，所述第四混频器的信号输出端与所述第一带通滤波器的信号输入端连接，所述第一带通滤波器的信号输出端与所述第五混频器的第二信号输入端连接，所述第五混频器的信号输出端与所述第二带通滤波器的信号输入端连接，所述第二带通滤波器的信号输出端与所述功率放大器的信号输入端连接，所述功率放大器的信号输出端与所述发射天线的信号输入端连接。
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