CN1367393A - 宽带雷达探测器控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种宽带雷达探测器控制方法和装置,特别是公开了一种引导车辆安全驾驶探测信号和车辆速度探测雷达信号的控制方法和装置。该装置包括安装在喇叭式天线的一侧的第一级本地振荡器、第一级放大器、包括三个振荡器的第二级本地振荡器、第二级放大器、选择性滤波的滤波器、解调器、模数转换器、微处理器、脉冲延迟部分、扫描电压发生器、接收激光信号的激光模块、音频信号输出装置、视觉信号输出装置及选择器。

Description

宽带雷达探测器控制方法及装置

本发明涉及宽带雷达探测器的控制方法及装置，更具体地说，涉及引导车辆安全驾驶探测信号和车辆速度探测雷达信号的控制方法及装置，它可以帮助驾驶员清楚地了解其周围环境，从而防止交通事故的发生，也可以用于ITS(智能运输系统)，此外，还可用于车辆防撞系统。

在许多国家，均进行了多种努力以引导驾驶员安全驾驶车辆，如通过使用微波和激光测速器和接收机接收信号以获得各种危险环境信息。

特别是美国，它将速度检测器和接收器的使用合法化了，另外，每年有超过二十亿的新装置被启用，而且，在其他国家，此类装置的使用合法化现在已成为一种趋势。

根据装置的分类，速度检测器和接收器可使用以下各种不同的信号。

简言之，用于防止超速行驶的检测车辆速度的速度枪所使用的信号频率有Ko波段(9.900GHz)、X波段(10.525GHz)、Ku波段(13.450 GHz)、K波段(24.150GHz)超宽Ka波段(频率33.000～36.000GHz)和激光(波长800～1100nm)。用于车辆安全驾驶的公路驾驶安全警报系统使用频率为24.070至24.230GHz的频率信号，其装置传输三个信号，各信号分别指示铁路道口、施工工地和紧急车辆。频率为24.075至24.125GHz的信号用于安全报警系统，通过编码可传输64路信号，如雾区、学校区域等。

在美国此类装置的使用变得极为广泛，而且期望它将与ITS(智能运输系统)结合使用。

频率及其使用是由美国FCC(联邦通信委员会)规定的。

用于探测各种信号的此类系统的例子是雷达探测器及三波段雷达探测器，分别由韩国专利公告91-5945和94-11015公开。

前者是接收由速度枪传输的微波信号并向视觉指示器输出强度信号的装置。该装置对信号是由速度枪传输还是由邻近的雷达探测器传输进行判断，只有在接收到的信号是从速度枪传输时，才显示接收的信号强度和带宽(X或K波段)。

后者，三波段雷达探测器使用两个中波本地振荡器，根据波段选择并调节从喇叭式天线接收的三个波段的信号，从而该雷达探测器可防止由中波本地振荡器的干扰引起故障和意外振荡。

但是，先有技术的雷达探测器具有下述缺点。

首先，由于受喇叭式天线接收信号、本地振荡器以及高频电路的限制，雷达探测器的接受能力有限。因此韩国专利公告91-5945所公开的雷达探测器除两波段信号外不能接收其他信号，另外，本地振荡器的振荡频率是固定的。

韩国专利公告94-11015所公开的三波段雷达探测器只能接收三个波段的频率信号，而且本地振荡器的带宽仅为80MHz，这无法覆盖现有发射器的信号传输范围。

先有技术还具有以下问题：由于环境的变化，它们的运转很可能出现问题；无法设置优先顺序；另外，由于先有技术仅仅通过蜂鸣器或发光二极管指示信号，因此不易了解周围环境，并且无法接收激光信号。

本发明的目的是，提供一种可以探测宽带信号的宽带雷达探测器控制方法和装置，它可克服这些问题，和防止故障发生。

本发明的另一个目的是，提供一种小型宽带雷达探测器控制方法和装置，通过雷达探测器，可帮助驾驶员清楚的了解周围环境，防止交通事故的发生。

为实现上述目的，本发明提供一种宽带雷达探测器装置，它包括：第一级本地振荡器，它安装在喇叭式天线的一侧；第一级放大器，它对从喇叭式天线接收的信号和第一级本地振荡器生成的本地振荡信号通过第一级混频器混频后的信号进行放大；第二级本地振荡器，包括三个振荡器，每个振荡器独立振荡不同信号；第二级放大器，它对第一级放大器放大的信号和第二级本地振荡器生成的第二振荡信号通过第二级混频器混频后的信号进行放大；滤波器，选择性滤波第二级放大器放大的信号；解调器，解调通过滤波器的信号；模数转换器，将解调器的解调信号转换成数字信号；微处理器，通过对数字信号进行计算和分析输出信息，并产生脉冲控制第一级本地振荡器和第二级本地振荡器的运转；脉冲延迟部分，延迟或保留由微处理器生成的脉冲；扫描电压发生器，通过脉冲延迟部分生成的电压操作第一级本地振荡器；激光模块，用于接收激光信号；音频信号输出装置，将专有信息通过音频放大器输出音频信号至扬声器；视觉信号输出装置，使用文字、数字及图形将视觉信号输出到显示屏上；选择器，用于选择输出类型。

为实现上述目的，本发明提供一种宽带雷达探测器控制方法，它包括以下步骤：复位存储器及输入/输出终端设备；将控制第一级本地振荡器的终端设备切换至高电平，以探测接收信号的出现；在选择了附加功能时运行附加功能；检测接收信号的持续出现；测试信号的波段和强度；选择表示信号的报警类型；使第二级本地振荡器交替振荡在三个频率上；延迟信号；将控制第一级本地振荡器的终端设备切换至低电平；扫描信号所属的类型；输出视觉和/或音频扫描信号。

图1是按本发明的宽带雷达探测器装置优选实施例的方框图；

图2是本发明的宽带雷达探测器装置的控制方法步骤的流程图；

图3A是本发明的用于对第一级本地振荡器时间控制的微处理器的输出图；

图3B是本发明的用于控制第一级本地振荡器的扫描信号图；

图3C是本发明的用于对每个第二级本地振荡器时间控制的微处理器的输出图；

图3D是本发明的在探测信号时存在的白噪声的图示；

图3E是本发明的输入给微处理器的信号的图示。

下面将结合图1至2详细说明本发明的最佳实施例。

如图1所示，第一级本地振荡器(L.O.)113安装在本发明所安装的喇叭式天线111的一侧。在第一级混频器112将喇叭式天线111的接收信号和第一级本地振荡器113生成的L.O.信号混频后，由第一级放大器120将混频后的信号放大。

第二级本地振荡器140由三个振荡器141、142、143组成，并且每个振荡器独立振荡不同的信号。在第二级混频器130将第一级放大器120的放大信号和第二级本地振荡器140生成的L.O.信号混频后，由第二级放大器150将混频后的信号放大。

滤波器160选择性滤波第二级放大器150放大的信号，并且解调器170解调通过滤波器160的信号。

此时，模数转换器180将解调器170解调的信号转换成数字信号，然后微处理器190对数字信号进行计算和分析后输出信息，并产生脉冲控制第一级本地振荡器113和第二级本地振荡器140的工作。

脉冲延迟部分210延迟或保留由微处理器190生成的脉冲，而扫描电压发生器220通过其产生的电压操作第一级本地振荡器113。

激光模块260从喇叭式天线接收激光信号。

根据专有信息，或者使用音频信号输出装置230通过音频放大器232向扬声器233输出音频信号，或者通过视觉信号输出装置240使用文字、数字及图形在显示屏上输出视觉信号，并使用选择器250选择输出类型。

也就是说，将第一级本地振荡发生器113和第一级混频器112与喇叭式天线111作为整体安装在活动(installing)部分110。

第一级本地振荡器113包括：耿氏(GUNN)二极管、变容(VARACTOR)二极管和振荡调谐螺旋(screw)，而且本地振荡器113具有一个宽带振荡频率的振荡器谐振腔，其振荡频率范围为11.800～12.300GHz，扫描范围为500MHz以上。

第二级本地振荡器140独立振荡300MHz、1380MHz和2085MHz的信号，不管接收信号是否出现，持续交替地产生振荡信号，所以它可以在接收不同带宽的其它信号时接收信号。另外，可对第二级本地振荡器140设定优先权顺序，这样，在接收其它信号期间可以接收第一级优先权带宽的信号。

同时，激光模块260包括：光接收装置261，线性放大器262、263，逻辑放大器264，和单稳多谐振荡器265。微处理器190可探测属于预定范围的所有激光信号。

选择器250可执行声音抑制功能、调节显示屏亮度的调光功能、通过向微处理器190输入信号调节接收信号的灵敏度的校准功能。

雷达探测器的喇叭式天线最好使用韩国专利申请中1999-30535公开的喇叭式天线。

雷达探测器的喇叭式天线具有小尺寸、有隆起线和加宽的喇叭口单元，用于接收Ko、X、VG2、Ku、K、SA、SWS和超宽Ka八个波段的信号，而且它的一侧可以安装第一级本地振荡器113和激光模块260，从而可以最高效地与本发明结合使用。

宽带雷达探测器的控制方法如图2所示，包括以下步骤：S1，复位存储器和输入/输出终端设备；S2，将控制第一级本地振荡器的终端设备切换至高电平，以探测接收信号的出现；S3，在选择了附加功能时执行附加功能；S4，检测接收信号的持续出现；S5，检测信号的波段和强度；S6，选择表示信号的报警类型；S7，运行第二级本地振荡器，交替振荡三个频率；S8，延迟信号；S9，将控制第一级本地振荡器的终端设备切换至低电平；S10，扫描信号所属的类型；S11，输出视觉和/或音频扫描信号。

扫描信号所属类型的步骤S10可进一步包括以下步骤：S10-1，测定信号强度和频率；S10-2，检测激光信号的出现；和S10-3，检测信号可靠性。

最好在延迟信号的步骤S8中，延迟时间为10ms；并且步骤S10-3通过比较第一级本地振荡器113的扫描时间、第二级本地振荡器140的开/关时间、和接收的信号周期来检测信号。

下面，将参照图1至3E对依据本发明所述的具有上述结构的宽带雷达探测器的控制方法和装置的操作和效果进行描述。

从喇叭式天线111接收信号时，第一级混频器112将该信号与第一级本地振荡器113生成的第一级本地振荡器信号混频并转化为第一级中间信号，然后由设计有宽的耦合稳定的第一级放大器120放大第一级中间信号。

此时，如图3A所示，由微处理器190输出周期为130ms的信号，该信号被馈送到扫描电压发生器220，然后根据扫描脉冲周期调整电压，同时第一级本地振荡器113根据该电压振荡信号。接着，如图3E所示，脉冲延迟部分210根据接收信号Td和Te的位置以Ta、Tb和Tc的总量来延迟扫描脉冲的调整，从而防止发生接收信号故障。

由带状线构成的第二级混频器130将经转换和放大的第一级中间信号与根据信号波段由三个第二级本地振荡器140振荡的计算频率中的一个混频。这样第一级中间信号转换成了第二级中间信号。

第二级本地振荡器140的振荡器141、142和143根据微处理器190(图3C)在每个信号的低脉冲周期期间输出的脉冲信号，分别振荡300MHz、1380MHz和2085MHz的信号。

如上所述，由于第二级振荡器140交替地振荡三个频率，所以本发明的雷达探测器可在接收不同带宽的信号期间接收信号；而且第二级本地振荡器可设定优先权顺序，这样在接收其它信号期间可接收第一级优先权带宽范围内的信号。反之，先有技术则不能探测最新接收的信号，否则，由于本地振荡器的频率已被固定，先前接收的信号将失效。

转换的第二级中间信号由第二级放大器150放大，然后频率为9MHz的信号通过滤波器160及解调器170，并变成图3D所示淹没在白噪声状态下的信号“A”。然后由模数转换器180将信号“A”转换为数字信号，并馈送至微处理器。

通过图2所示的本发明的宽带雷达探测器控制方法，参照强度和波段(Ko、X、Ku、K、Ka、SA、SWS和VG2)，根据信号周期(参见图3E)将馈送的数字信号进行分类，然后将结果通过视觉信号输出装置240使用文字、数字及图形输出视觉信号，和/或通过语音放大器232和语音控制IC由音频信号输出装置230输出。

如上所述，选择器250执行的操作包括：声音抑制功能，对音频信号进行抑制；调光功能，对显示面板的亮度进行调节；校准功能，通过向微处理器190输入信号调节接收信号的灵敏度。

为了不影响整体尺寸、保持低价格和简单的结构，将激光模块260与喇叭式天线安装成一体。

激光模块按如下方式操作。

也就是，光接收装置261将接收的(光学的)激光信号转换成电流，然后由线性放大器262、263放大。

放大后的信号(电流)是饱和的，以便于运行同时由逻辑放大器264区分的单稳多谐振荡器265。

虽然不同的放大器对信号进行了充分放大，但由于接受信号的强度不同，脉冲的振幅也会不同，从而有时会出现微处理器无法读取信号的错误。所以将激光信号馈送至单稳多谐振荡器265以使信号具有单一的振幅，从而对激光信号进行探测。

如上所述，本发明所述宽带雷达探测器的控制方法和装置可以探测宽带信号，防止故障发生，具有较小的尺寸；并且，通过雷达探测器，可帮助驾驶员清楚地了解周围环境，防止交通事故的发生；另外，它可应用于ITS(智能运输系统)；此外，还可用于车辆防撞系统。

Claims (9)

1.一种宽带雷达探测器装置，包括：

第一级本地振荡器(L.O.)，安装在喇叭式天线的一侧；

第一级放大器，对从喇叭式天线接收的信号和第一级本地振荡器生成的L.O.信号通过第一级混频器混频后的信号进行放大；

第二级本地振荡器，包括三个振荡器，每个振荡器独立振荡不同信号；

第二级放大器，对第一级放大器放大的信号和第二级本地振荡器生成的第二L.O.信号通过第二级混频器混频后的信号进行放大；

滤波器，选择性滤波第二级放大器放大的信号；

解调器，解调通过滤波器的信号；

模数转换器，将解调器的解调信号转换成数字信号；

微处理器，通过对数字信号进行计算和分析输出信息，并产生脉冲控制第一级本地振荡器和第二级本地振荡器的工作；

脉冲延迟部分，延迟或保留由微处理器生成的脉冲；

扫描电压发生器，通过产生的电压操作第一级本地振荡器；

激光模块，用于接收激光信号；

音频信号输出装置，根据专有信息通过音频放大器将音频信号输出至扬声器；

视觉信号输出装置，使用文字、数字及图形在显示屏上输出视觉信号；以及

选择器，用于选择输出类型。

2.根据权利要求1所述的宽带雷达探测器装置，其中的第一级本地振荡器包括：耿氏二极管、变容二极管和振荡调谐螺旋。

3.根据权利要求1所述的宽带雷达探测器装置，其中的第二级本地振荡器独立振荡300MHz、1380MHz和2085MHz的信号，并且不管接收信号是否出现，持续交替地振荡信号。

4.根据权利要求1所述的宽带雷达探测器装置，其中的激光模块包括：光接收装置、线性放大器、逻辑放大器和单稳多谐振荡器。

5.根据权利要求1所述的宽带雷达探测器装置，其中的选择器可执行：声音抑制功能；调节显示屏亮度的调光功能；通过向微处理器输入信号调节接收信号的灵敏度的校准功能。

6.一种宽带雷达探测器的控制方法，包括以下步骤：

复位存储器和I/O终端设备；

将控制第一级本地振荡器的终端设备切换至高电平，以探测接收信号的出现；

在选择了附加功能时执行附加功能；

检测接收信号的持续出现；

检测信号的波段和强度；

选择表示信号的报警类型；

运行第二级本地振荡器，交替振荡三个振荡频率；

延迟信号；

将控制第一级本地振荡器的终端设备切换至低电平；

扫描信号所属类型；和

输出视觉和/或音频扫描信号。

7.根据权利要求6所述的宽带雷达探测器的控制方法，其中在延迟信号的步骤中将延迟时间定为10ms。

8.根据权利要求6所述的宽带雷达探测器的控制方法，其中扫描信号所属类型的步骤可包括：

测定信号强度和频率；

检测激光信号的出现；和

检测信号可靠性。

9.根据权利要求6所述的宽带雷达探测器的控制方法，其中检测信号可靠性的步骤是，通过比较第一级本地振荡器的扫描时间、第二级本地振荡器的开/关时间、和接收的信号周期来检测信号。

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