CN206400097U - 一种基于毫米波的倒车雷达系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于毫米波的倒车雷达系统，属于车辆配件技术领域中的倒车控制系统，提供一种基于毫米波的倒车雷达系统，提高该倒车控制系统的测距精度。其包括倒车开关、毫米波收发模块；倒车开关连接有中央处理器，中央处理器连接有显示屏；毫米波收发模块与微处理器MCU连接，微处理器MCU通过数据线与中央处理器连接，中央处理器还连接有自动刹车装置；毫米波收发模块包括第一功率放大器P1、发射天线T1、锁相环U15、晶振U16、压控振荡器U1、低噪声放大器U7、倍频器U2、第二功率放大器P2、90°移相器U6、第一混频器U8、第二混频器U9。本实用新型适用于倒车用的倒车控制系统。
Description
技术领域
本实用新型属于车辆配件技术领域，涉及一种倒车控制系统，尤其涉及一种基于毫米波的倒车控制系统。
背景技术
倒车雷达，即“倒车防撞雷达”，主要有超声波传感器、控制器和显示器等部分组成，是汽车驻车或者倒车时的安全辅助装置，能以声音或者更为直观的显示告知驾驶员周围障碍物的情况，解除了驾驶员驻车、倒车和启动车辆时前后左右探视所引起的困扰，帮助驾驶员扫除视野死角和视线模糊的缺陷。
现有技术中，倒车雷达一般都是采用超声波测距原理，通过收发超声波检测车体与障碍物之间的距离，由控制器进行数据计算后，判断出障碍物的位置。但是，在进行测距时，有太多的影响因素将直接影响到测距的精度及结果，比如环境温度、空气湿度、气压、信号传输方式等因素都将直接影响倒车雷达的测距精度。在这诸多的影响因素中，环境温度、空气湿度、气压都属于非人为可控的因素，但是信号的传输方式可以人为进行控制，采用不同的传输方式即可影响倒车雷达的测距精度。然而，在众多的信号传输方式中，信号的收发将直接影响到这些信号传输方式的测距精度。
申请号为201310518425.7的实用新型专利就公开了一种倒车雷达系统，该倒车雷达系统包括设置与驾驶室前部的显示装置和安装于车尾的探测装置，显示装置和探测装置通过电源线相连；该显示装置包括第一收发电路、显示屏及第一主控单元；探测装置包括第二收发电路、探头及第二主控单元；第一收发电路和第二收发电路通过电源线实现载波通信连接。该倒车雷达系统中，通过把载入波的命令信号/探测信号耦合到电源线上传输，再从电源线上耦合取出并解码出来进行处理。
发明内容
本实用新型的目的在于：提供一种基于毫米波的倒车雷达系统，在倒车控制系统中设置一种新颖的毫米波收发模块，提高该倒车控制系统的测距精度。
本实用新型采用的技术方案如下：
一种基于毫米波的倒车雷达系统，包括倒车开关、毫米波收发模块；倒车开关连接有中央处理器，中央处理器连接有显示屏；毫米波收发模块与微处理器MCU连接，微处理器MCU通过数据线与中央处理器连接，中央处理器还连接有自动刹车装置；所述毫米波收发模块包括毫米波接收模块、第一功率放大器P1和发射天线T1；毫米波接收模块包括接收芯片，接收芯片连接有锁相环U15，锁相环U15连接有晶振U16；接收芯片包括压控振荡器U1和低噪声放大器U7，压控振荡器U1输出端通过微带线连接有倍频器U2，倍频器U2 的输出端通过微带线连接有第二功率放大器P2，第二功率放大器P2的输出端通过微带线连接有90°移相器U6和第一混频器U8，90°移相器U6的输出端通过微带线连接有第二混频器U9，第一混频器U8的输入端还通过微带线连接有低噪声放大器U7，低噪声放大器U7 的输入端还通过微带线连接有接收天线R1，第二混频器U9的输入端还通过微带线连接低噪声放大器U7的输出端，第一混频器U8和第二混频器U9的输出端还连接有输出端OUT1；第一功率放大器P1的输入端通过微带线连接于倍频器U2的输出端，第一功率放大器P1 的输出端通过微带线连接发射天线T1。
其中，所述90°移相器包括晶体管VT2、晶体管VT1和电阻R1，电阻R1的一端依次串联有电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5，电阻R5的另一端电连接有云母电容C4，云母电容C4的另一端电连接有晶体管VT2的基极，电阻R1的另一端通过云母电容C1接信号输入端Vin，且电阻R1与云母电容C1的连接处电连接有晶体管VT1的基极；电阻R1 和电阻R2的连接处电连接有云母电容C2，云母电容C2的另一端电连接有云母电容C3，云母电容C3的另一端与电阻R5和云母电容C4的连接处电连接；电阻R2和电阻R3的连接处与晶体管VT1的集电极电连接，晶体管VT1的发射极与云母电容C2和云母电容C3 的连接处电连接，且云母电容C2和云母电容C3的连接处通过电阻R6接地；电阻R2和电阻R3的连接处还电连接有电阻R7，电阻R7的另一端电连接有电阻R8，电阻R8的另一端与云母电容C4和晶体管VT2的基极的连接处电连接，电阻R7的另一端还与晶体管VT2 的集电极电连接，电阻R7的另一端还连接有电源Vcc；晶体管VT2的发射极与云母电容 C5电连接，云母电容C5的另一端与信号输出端Vout电连接，晶体管VT2的发射极与云母电容C5的连接处还通过电阻R9接地；所述电阻R5为负温度系数电阻，电阻R4为正温度系数电阻。
其中，还设置有温度补偿模块，所述温度补偿模块包括DS18B20，所述DS18B20的GND 接口接地，所述DS18B20的VDD接口与电源Vcc连接，所述DS18B20的I/O接口通过接口INIT与中央处理器电连接，所述DS18B20的I/O接口还通过电阻R10与电源VCC连接。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型中，该中央处理器与倒车开关、超声波传感器和自动刹车装置连接，开启倒车开关后，超声波传感器即开始进行测距，通过中央处理器最终控制自动刹车装置，通过在中央处理器里设置一个障碍物的距离，从而控制自动刹车装置自动刹车，防止车体与障碍物相撞，提高倒车雷达的测距精度；该毫米波收发模块包括有第一功率放大器P1、发射天线T1、锁相环U15、晶振U16、压控振荡器U1、低噪声放大器U7、倍频器U2、第二功率放大器P2、90°移相器U6、第一混频器U8、第二混频器U9，第一混频器输出Q参考信号，减小了两个参考信号之间的频率差，为后期的信号处理提供更有效的数据，可以非常准确地确定接收到的信号的相位，从而提高该倒车雷达的测距精度；此外该收发单元的结构简单，体积小，生产成本较低。
2、本实用新型中，采用的90°移相器为高精度移相器，提高了第二混频器输出的I参考信号输出的稳定性，提高了毫米波收发模块中波形输出稳定性；第一混频器输出Q参考信号，减小了两个参考信号之间的频率差，为后期的信号处理提供更有效的数据；可以非常准确地确定接收到的信号的相位；此外，采用对正负温度系数RC元件进行补偿的且选择了温度系数小的精密云母电容，将正负温度系数的R设置到电路，使其温度系数趋近于 Oppm/℃；相比于其他利用昂贵的高精度阻容元件制作的电路，制作的成本较低。
3、本实用新型中，由于环境温度将直接影响倒车雷达的测距精度，因而还设置温度补偿模块，该温度补偿模块的温度采集电路中采用集成温度传感器DS18B20和中央处理器，该集成温度传感器DS18B20和中央处理器构成一个高精度的数字温度检测系统，集成温度传感器DS18B20为数字式温度传感器，其与传统的热敏电阻温度传感器不同，能够直接读出被测温度值，并通过简单的编程即可实现9-12位的A/D转换，使整个系统结构更加简单，可靠性更高，倒车雷达的测距精度更高，提高该倒车雷达的测距精度。
附图说明
图1为本实用新型的结构框图；
图2为本实用新型中毫米波信号收发单元的结构框图；
图3为本实用新型中90°移相器的电路图；
图4为本实用新型的温度补偿模块中温度采集电路图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
一种基于毫米波的倒车雷达系统，包括倒车开关、毫米波收发模块；倒车开关连接有中央处理器，中央处理器连接有显示屏；毫米波收发模块与微处理器MCU连接，微处理器MCU通过数据线与中央处理器连接，中央处理器还连接有自动刹车装置。
该毫米波收发模块包括毫米波接收模块、第一功率放大器P1和发射天线T1；毫米波接收模块包括接收芯片，接收芯片连接有锁相环U15，锁相环U15连接有晶振U16；接收芯片包括压控振荡器U1和低噪声放大器U7，压控振荡器U1输出端通过微带线连接有倍频器U2，倍频器U2的输出端通过微带线连接有第二功率放大器P2，第二功率放大器P2的输出端通过微带线连接有90°移相器U6和第一混频器U8，90°移相器U6的输出端通过微带线连接有第二混频器U9，第一混频器U8的输入端还通过微带线连接有低噪声放大器U7，低噪声放大器U7的输入端还通过微带线连接有接收天线R1，第二混频器U9的输入端还通过微带线连接低噪声放大器U7的输出端，第一混频器U8和第二混频器U9的输出端还连接有输出端OUT1；第一功率放大器P1的输入端通过微带线连接于倍频器U2的输出端，第一功率放大器P1的输出端通过微带线连接发射天线T1。
该中央处理器与倒车开关、超声波传感器和自动刹车装置连接，开启倒车开关后，超声波传感器即开始进行测距，通过中央处理器最终控制自动刹车装置，通过在中央处理器里设置一个障碍物的距离，从而控制自动刹车装置自动刹车，防止车体与障碍物相撞，提高倒车雷达的测距精度；该毫米波收发模块包括有第一功率放大器P1、发射天线T1、锁相环U15、晶振U16、压控振荡器U1、低噪声放大器U7、倍频器U2、第二功率放大器P2、90°移相器U6、第一混频器U8、第二混频器U9，第一混频器输出Q参考信号，减小了两个参考信号之间的频率差，为后期的信号处理提供更有效的数据，可以非常准确地确定接收到的信号的相位，从而提高该倒车雷达的测距精度；此外该收发单元的结构简单，体积小，生产成本较低。
作为优选，该90°移相器包括晶体管VT2、晶体管VT1和电阻R1，电阻R1的一端依次串联有电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5，电阻R5的另一端电连接有云母电容C4，云母电容C4的另一端电连接有晶体管VT2的基极，电阻R1的另一端通过云母电容C1接信号输入端Vin，且电阻R1与云母电容C1的连接处电连接有晶体管VT1的基极；电阻R1 和电阻R2的连接处电连接有云母电容C2，云母电容C2的另一端电连接有云母电容C3，云母电容C3的另一端与电阻R5和云母电容C4的连接处电连接；电阻R2和电阻R3的连接处与晶体管VT1的集电极电连接，晶体管VT1的发射极与云母电容C2和云母电容C3 的连接处电连接，且云母电容C2和云母电容C3的连接处通过电阻R6接地；电阻R2和电阻R3的连接处还电连接有电阻R7，电阻R7的另一端电连接有电阻R8，电阻R8的另一端与云母电容C4和晶体管VT2的基极的连接处电连接，电阻R7的另一端还与晶体管VT2 的集电极电连接，电阻R7的另一端还连接有电源Vcc；晶体管VT2的发射极与云母电容 C5电连接，云母电容C5的另一端与信号输出端Vout电连接，晶体管VT2的发射极与云母电容C5的连接处还通过电阻R9接地；所述电阻R5为负温度系数电阻，电阻R4为正温度系数电阻。
采用正负温度系数R元件进行补偿的方法。具体做法是：将负温度系数的R分别按一定比例搭配，优选出使其温度系数趋近于Oppnl，℃的比例。
作为优选，还设置有温度补偿模块，温度补偿模块包括DS18B20，DS18B20的GND 接口接地，DS18B20的VDD接口与电源Vcc连接，DS18B20的I/O接口通过接口INIT与中央处理器电连接，DS18B20的I/O接口还通过电阻R10与电源VCC连接。
由于环境温度将直接影响倒车雷达的测距精度，因而还设置温度补偿模块，该温度补偿模块的温度采集电路中采用集成温度传感器DS18B20和中央处理器，该集成温度传感器 DS18B20和中央处理器构成一个高精度的数字温度检测系统，集成温度传感器DS18B20为数字式温度传感器，其与传统的热敏电阻温度传感器不同，能够直接读出被测温度值，并通过简单的编程即可实现9-12位的A/D转换，使整个系统结构更加简单，可靠性更高，倒车雷达的测距精度更高，提高该倒车雷达的测距精度。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种基于毫米波的倒车雷达系统，其特征在于：包括倒车开关、毫米波收发模块；倒车开关连接有中央处理器，中央处理器连接有显示屏；毫米波收发模块与微处理器MCU连接，微处理器MCU通过数据线与中央处理器连接，中央处理器还连接有自动刹车装置；所述毫米波收发模块包括毫米波接收模块、第一功率放大器P1和发射天线T1；毫米波接收模块包括接收芯片，接收芯片连接有锁相环U15，锁相环U15连接有晶振U16；接收芯片包括压控振荡器U1和低噪声放大器U7，压控振荡器U1输出端通过微带线连接有倍频器U2，倍频器U2的输出端通过微带线连接有第二功率放大器P2，第二功率放大器P2的输出端通过微带线连接有90°移相器U6和第一混频器U8，90°移相器U6的输出端通过微带线连接有第二混频器U9，第一混频器U8的输入端还通过微带线连接有低噪声放大器U7，低噪声放大器U7的输入端还通过微带线连接有接收天线R1，第二混频器U9的输入端还通过微带线连接低噪声放大器U7的输出端，第一混频器U8和第二混频器U9的输出端还连接有输出端OUT1；第一功率放大器P1的输入端通过微带线连接于倍频器U2的输出端，第一功率放大器P1的输出端通过微带线连接发射天线T1。
2.如权利要求1所述的一种基于毫米波的倒车雷达系统，其特征在于：所述90°移相器包括晶体管VT2、晶体管VT1和电阻R1，电阻R1的一端依次串联有电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5，电阻R5的另一端电连接有云母电容C4，云母电容C4的另一端电连接有晶体管VT2的基极，电阻R1的另一端通过云母电容C1接信号输入端Vin，且电阻R1与云母电容C1的连接处电连接有晶体管VT1的基极；电阻R1和电阻R2的连接处电连接有云母电容C2，云母电容C2的另一端电连接有云母电容C3，云母电容C3的另一端与电阻R5和云母电容C4的连接处电连接；电阻R2和电阻R3的连接处与晶体管VT1的集电极电连接，晶体管VT1的发射极与云母电容C2和云母电容C3的连接处电连接，且云母电容C2和云母电容C3的连接处通过电阻R6接地；电阻R2和电阻R3的连接处还电连接有电阻R7，电阻R7的另一端电连接有电阻R8，电阻R8的另一端与云母电容C4和晶体管VT2的基极的连接处电连接，电阻R7的另一端还与晶体管VT2的集电极电连接，电阻R7的另一端还连接有电源Vcc；晶体管VT2的发射极与云母电容C5电连接，云母电容C5的另一端与信号输出端Vout电连接，晶体管VT2的发射极与云母电容C5的连接处还通过电阻R9接地；所述电阻R5为负温度系数电阻，电阻R4为正温度系数电阻。
3.如权利要求1所述的一种基于毫米波的倒车雷达系统，其特征在于：还设置有温度补偿模块，所述温度补偿模块包括DS18B20，所述DS18B20的GND接口接地，所述DS18B20的VDD接口与电源Vcc连接，所述DS18B20的I/O接口通过接口INIT与中央处理器电连接，所述DS18B20的I/O接口还通过电阻R10与电源VCC连接。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022222659A1 (zh) * | 2021-04-21 | 2022-10-27 | 深圳市道通科技股份有限公司 | 一种毫米波倒车雷达 |
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2016
- 2016-12-22 CN CN201621420663.XU patent/CN206400097U/zh not_active Expired - Fee Related
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| WO2022222659A1 (zh) * | 2021-04-21 | 2022-10-27 | 深圳市道通科技股份有限公司 | 一种毫米波倒车雷达 |
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