CN205229451U - 基于汽车防撞毫米波雷达中频信号的调理电路 - Google Patents
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Abstract
一种基于汽车防撞毫米波雷达中频信号的调理电路，属于雷达信号领域，旨在得到一种可对信号增益衰减和增益放大的调整电路，且又能有效滤除泄漏调制波和高频干扰，技术要点是：主要由第一低噪声放大器、第二低噪声放大器、高通滤波器、可控衰减器、自动增益放大器、第三低噪声放大器、第四低噪声放大器和低通滤波器组成；放大处理后的单端中频信号传输至高通滤波器中滤除信号中的泄漏调制波，并传输至可控衰减器或自动增益放大器中，对该信号衰减或放大处理；效果是：可以既对太强的信号减小幅值，又可以对太弱的信号进行放大。
Description
技术领域
本实用新型属于雷达信号领域，尤其涉及一种中频信号的调理电路。
背景技术
近两年来，国内的汽车防撞毫米波雷达技术研制已展露头角，部分技术趋于成熟，并取得了一些进展，但总体上仍处于起步阶段，关键技术的研发主要集中在研究所和高等院校。其中，对于不同频段、不同距离、不同速度、不同角度的测量所采用的技术各不相同，国内的研究主要集中在40G频段以内，距离在100m，速度在100Km/h左右,主要采用三角波实现线性调频连续波(LFMCW)体制，由于技术水平、器件成本和测试手段的限制，目前国内还没有装车测试的成品，没有形成产业化。
针对目前汽车毫米波雷达系统中频信号调理电路的处理，主要使用的是放大滤波电路和AGC放大电路级联的模式的技术手段，这种中频信号调理方式的原理是：从射频前端输出的中频信号经过前置放大器，进行一定增益的放大，再经过滤波电路，滤除一定的干扰信号、泄露的调制信号和射频前端器件所引入的噪声，然后进入自动增益控制模块，针对不同距离和速度的多目标信号进行幅度动态控制，使信号输出的幅值满足AD转换的幅值条件，以便进行数据处理。现在普遍采用的这种放大滤波加自动增益控制的方式存在一些不足：放大环节的运放的选择上，通常采用普通运算放大器，而非低噪声放大器；固定增益放大器的放大倍数不易太大，需分级处理，必然会引起带宽的变窄；自动增益控制只有增益放大，没有考虑信号衰减的控制，因为多目标识别时，近目标在同一增益值下会出现饱和的情况；滤波器的构建，传统无源滤波器会引起信号的衰减。
实用新型内容
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种基于汽车防撞毫米波雷达中频信号的调理电路，旨在得到一种可对信号增益衰减和增益放大的调整电路，且又能有效滤除泄漏调制波和高频干扰。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：基于汽车防撞毫米波雷达中频信号的调理电路，主要由第一低噪声放大器、第二低噪声放大器、高通滤波器、可控衰减器、自动增益放大器、第三低噪声放大器、第四低噪声放大器和低通滤波器组成。
进一步的，防撞毫米波雷达的射频前端的混频器输出的差分中频信号由第一低噪声放大器转换成单端中频信号；并传输至第二低噪声放大器中进行放大处理；放大处理后的单端中频信号传输至高通滤波器中滤除信号中的泄漏调制波，并传输至可控衰减器或自动增益放大器中，对该信号衰减或放大处理；信号衰减或放大处理中被转换成差分中频信号并传输至第三低噪声放大器中转换成单端中频信号，再传输至第四低噪声放大器中进行放大处理；放大处理后的单端中频信号传输至低通滤波器中滤除信号中的高频谐波。
进一步的，高通滤波器是用三个低噪声放大器构建的高阶高次有源高通滤波器。
进一步的，低通滤波器是用三个低噪声放大器构建的高阶高次有源低通滤波器。
进一步的，高通滤波器和低通滤波器是无源滤波器件。
进一步的，中频信号进行放大滤波后，进入AD转换器前，先进入一个变压隔离器进行信号隔离和阻抗匹配。
有益效果：由于射频前端输出的中频信号微小，并夹杂有泄露调制波、器件噪声、人为噪声和环境噪声，因而本实用新型使用了若干低噪声放大器，将信号有差分信号转换为单端信号并进行了放大处理，以放大信号并去除泄露调制波、器件噪声、人为噪声和环境噪声。
在雷达进行多目标识别时，由于不同距离和速度的目标信号强度不同，近距离目标信号太强，需要减少信号幅值，防止信号过饱和，远距离的目标信号较弱，需要增益放大，为了实现信号增益衰减和增益放大可控，本实用新型具有可控衰减器和自动增益放大器，可以既对太强的信号减小幅值，又可以对太弱的信号进行放大。而其中的高通滤波器和低通滤波器，可以有效滤除泄露调制波、高频杂波、人为和环境噪声，并能抑制器件噪声。
附图说明
图1为本实用新型的机构框图。
1.第一低噪声放大器，2.第二低噪声放大器，3.高通滤波器，4.可控衰减器，5.自动增益放大器，6.第三低噪声放大器，7.第四低噪声放大器，8.低通滤波器，9.AD转换电路。
具体实施方式
实施例1：如图1所示，基于汽车防撞毫米波雷达中频信号的调理电路，主要由第一低噪声放大器1、第二低噪声放大器2、高通滤波器3、可控衰减器4、自动增益放大器5、第三低噪声放大器6、第四低噪声放大器7和低通滤波器8组成；防撞毫米波雷达的射频前端的混频器输出的差分中频信号由第一低噪声放大器1转换成单端中频信号；并传输至第二低噪声放大器2中进行放大处理；放大处理后的单端中频信号传输至高通滤波器3中滤除信号中的泄漏调制波，并传输至可控衰减器4或自动增益放大器5中，对该信号衰减或放大处理；信号衰减或放大处理中被转换成差分中频信号并传输至第三低噪声放大器6中转换成单端中频信号，再传输至第四低噪声放大器7中进行放大处理；放大处理后的单端中频信号传输至低通滤波器8中滤除信号中的高频谐波。
本实施例中的各低噪声放大器，具有较高的噪声抑制比，直流偏置小，有效抑制器件本身所引入的噪声。放大处理后的单端中频信号传输至高通滤波器中滤除信号中的泄漏调制波，并传输至可控衰减器或自动增益放大器中，对该信号衰减或放大处理，使得本实施例中的调理电路具有增益衰减和增益放大可控功能，可防止多目标识别时出现信号饱和的问题。
本实施例中的高通和低通滤波器，可以是用三个低噪声放大器构建的高阶高次有源高通和低通滤波器，也可以是其他高通和低通滤波器，而使用三个低噪声放大器构建的高阶高次有源高通和低通滤波器，其性能优于传统滤波器，可以得到质量良好的中频信号。
使用本实施例的调理电路，将经过固定放大、滤波、自动衰减和放大的中频信号，输入至高精度、高位宽的AD转换电路9，进行信号量化处理，转换为数字信号的中频信号在输入至处理器，进行数据处理，可以得到距离、速度和方位信息。
实施例2：具有与实施例1相同的技术方案，其区别在于：高通和低通滤波器采用的是有源滤波器，也可采用无源滤波器件；自动增益衰减和自动增益放大后的中频信号达到Mv级，所以后端电路可以采用三极管进行放大；中频信号进行放大滤波，进入AD转换前，可以加入一个变压隔离器，进行信号隔离和阻抗匹配，只有交流信号通过，可以提高信号质量。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种基于汽车防撞毫米波雷达中频信号的调理电路，其特征在于：主要由第一低噪声放大器、第二低噪声放大器、高通滤波器、可控衰减器、自动增益放大器、第三低噪声放大器、第四低噪声放大器和低通滤波器组成；
防撞毫米波雷达的射频前端的混频器输出的差分中频信号由第一低噪声放大器转换成单端中频信号，并传输至第二低噪声放大器中进行放大处理；放大处理后的单端中频信号传输至高通滤波器中滤除信号中的泄漏调制波，并传输至可控衰减器或自动增益放大器中，对该信号衰减或放大处理；信号衰减或放大处理中被转换成差分中频信号并传输至第三低噪声放大器中转换成单端中频信号，再传输至第四低噪声放大器中进行放大处理；放大处理后的单端中频信号传输至低通滤波器中滤除信号中的高频谐波。
2.如权利要求1所述的基于汽车防撞毫米波雷达中频信号的调理电路，其特征在于：高通滤波器是用三个低噪声放大器构建的高阶高次有源高通滤波器。
3.如权利要求1所述的基于汽车防撞毫米波雷达中频信号的调理电路，其特征在于：低通滤波器是用三个低噪声放大器构建的高阶高次有源低通滤波器。
4.如权利要求1所述的基于汽车防撞毫米波雷达中频信号的调理电路，其特征在于：高通滤波器和低通滤波器是无源滤波器件。
5.如权利要求1所述的基于汽车防撞毫米波雷达中频信号的调理电路，其特征在于：中频信号进行放大滤波后，进入AD转换器前，先进入一个变压隔离器进行信号隔离和阻抗匹配。
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