CN209117871U - 一种汽车防撞雷达系统 - Google Patents

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王珂
邓桂福
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一种汽车防撞雷达系统，包括：发射单元，包括依次连接的线性调频连续波(LFMCW)信号产生器、发射机和发射天线；接收单元，包括依次连接的接收天线阵列、4通道接收机，经发射机放大和功分后的另一小部分能量作为本振送入4通道接收机，与接收机收到的回波信号进行混频，经滤波、放大后得到4路中频信号；模数转换器，从接收装置接收4路中频信号后将其转换为数字信号；波束形成单元，将由模数转换器转换后的数字信号通过数字波束形成生成多个波束；数字信号处理器DSP，将从波束形成单元接收的多个波束进行快速傅里叶变换、数字波束形成、横虚警目标检测和单脉冲测角处理，得到目标障碍物的距离和方位。该系统结可以获得更高的距离分辨率和测距精度。

Description

一种汽车防撞雷达系统
技术领域
本实用新型属于汽车防撞技术领域，具体涉及一种汽车防撞雷达系统。
背景技术
随着我国高等级公路建设和汽车工业的不断发展，汽车防撞雷达这一课题已经引起有关部门的高度重视。
汽车防碰撞系统对提高汽车行驶安全性十分重要，该系统的研究一直倍受重视。从1971年开始，相继出现过超声波、激光、红外、微波等多种方式的主动汽车防碰撞系统，但是以上系统均存在一些不足，未能在汽车上大量推广应用。随着各国高速公路网的快速发展，恶性交通事故不断增加，为减少事故，先后采用行驶安全带、安全气囊等保护措施，但这些技术均为被动防护，不能从根本上解决问题。而我国对汽车防撞雷达的研究尚处于起始阶段，还有很多的问题有待解决。
实用新型内容
本实用新型提供一种基于线性调频连续波(LFMCW)的毫米波防撞雷达，为汽车提供一种低成本、稳定探测性能及环境适应能力强的防撞雷达，推广防撞雷达的应用，减小交通事故。
本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的上述技术问题之一。为此，本实用新型提出一种汽车防撞雷达系统，线性调频连续波(LFMCW)信号产生器产生周期锯齿波信号，经发射机放大和功分后，大部分能量送入发射天线，发射天线向空间辐射电磁波信号。另一小部分能量作为本振送入接收机，与接收机收到的回波信号进行混频，经滤波电路、放大电路后得到4路中频信号，4路中频信号送入波束形成单元和和差测角单元。
将毫米波雷达体质和LFMCW雷达体质进行结合，结合了毫米波雷达和LFMCW雷达的优点，与微波雷达相比，毫米波LFMCW雷达可以实现更宽的调制带宽，获得更高的距离分辨率和测距精度，相同口径的天线可以获得更高的角度分辨率和测角精度。
本实用新型所要求解决的技术问题可通过以下技术方案来实现：
一种汽车防撞雷达系统，包括：
发射单元，包括依次连接的线性调频连续波信号产生器、发射机和发射天线，线性调频连续波信号产生器产生周期锯齿波信号，经发射机放大和功分后，大部分能量送入发射天线，发射天线向空间辐射电磁波信号；
接收单元，包括依次连接的接收天线阵列、4通道接收机，经发射机放大和功分后的另一小部分能量作为本振送入4通道接收机，与接收机收到的回波信号进行混频，经滤波电路、放大电路滤波放大后得到4路中频信号；
模数转换器，与放大电路连接，从放大电路接收4路中频信号后将其转换为数字信号；
波束形成单元，与模数转换器连接，将由模数转换器转换后的数字信号通过数字波束形成生成多个波束；
数字信号处理器DSP，与波束形成单元相连接，将从波束形成单元接收的多个波束进行快速傅里叶变换、波束形成、横虚警目标检测和单脉冲测角处理，得到目标障碍物的距离和方位。
进一步地，还包括一个用于程序加载和调试接口。
进一步地，还包括两个通信接口。
进一步地，所述滤波电路为高通滤波器。
进一步地，还包括5V电源模块。
本实用新型的有益效果：该汽车防撞雷达系统将毫米波雷达体质和LFMCW雷达体质进行结合，结合了毫米波雷达和LFMCW雷达的优点，可以实现更宽的调制带宽，获得更高的距离分辨率和测距精度，相同口径的天线可以获得更高的角度分辨率和测角精度，于采用收发分置，消除了距离盲区，而且系统电路更加简单，具有体积小、重量轻、功耗低和成本低等特点。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型提供的防撞雷达系统的结构图。
具体实施方式
现结合实施例、附图对本实用新型做进一步描述。
参见图1，一种汽车防撞雷达系统，包括发射单元、接收单元、模数转换器、集成微控制单元MCU和数字信号处理器DSP、一个程序加载及调试接口，两个通信接口。下面将进一步介绍各个模块。
发射单元，包括依次连接的线性调频连续波信号产生器、发射机和发射天线，线性调频连续波信号产生器产生周期锯齿波信号，经发射机放大和功分后，大部分能量送入发射天线，发射天线向空间辐射电磁波信号；
接收单元，包括依次连接的接收天线阵列、4通道接收机，经发射机放大和功分后的另一小部分能量作为本振送入4通道接收机，与接收机收到的回波信号进行混频，经滤波电路、放大电路滤波放大后得到4路中频信号；
模数转换器，与放大电路连接，从放大电路接收4路中频信号后将其转换为数字信号；
波束形成单元，与模数转换器连接，将由模数转换器转换后的数字信号通过数字波束形成生成多个波束；
数字信号处理器DSP，与波束形成单元相连接，将从波束形成单元接收的多个波束进行快速傅里叶变换、波束形成、横虚警目标检测和单脉冲测角处理，得到目标障碍物的距离和方位。
本实用新型还可以通过HIL接口可以将现场采集到的ADC原始数据反馈给传感器，从而实现数据的分析和开发，密码加速器将那些通过CAN/CANFD接口发送给引擎控制单元的目标/原始数据进行加密。
本实用新型的最大作用距离可达到100米，测角精度达到2度。
本实用新型汽车防撞雷达系统将毫米波雷达体质和LFMCW雷达体质进行结合，结合了毫米波雷达和LFMCW雷达的优点，获得更高的距离分辨率和测距精度，相同口径的天线可以获得更高的角度分辨率和测角精度，于采用收发分置，消除了距离盲区，通过集成微控制单元将接收到的数字信号通过数字波束形成生成多个波束，并通过数字信号处理器分析多个波束实现远距离的测量和更高的测角精度，而且系统电路更加简单，具有体积小、重量轻、功耗低和成本低等特点。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (5)

1.一种汽车防撞雷达系统，其特征在于，包括发射单元、接收单元、模数转换器、波束形成单元和数字信号处理器DSP；
发射单元，包括依次连接的用于产生周期锯齿波信号的线性调频连续波信号产生器、用于放大和功分的发射机和用于向空间辐射电磁波信号的发射天线；
接收单元，包括依次连接的接收天线阵列、四通道接收机、滤波电路和放大电路；
模数转换器，与所述放大电路连接；
波束形成单元，与所述模数转换器连接；
数字信号处理器DSP，与所述波束形成单元相连接。
2.根据权利要求1所述的汽车防撞雷达系统，其特征在于：还包括一个用于程序加载和调试接口。
3.根据权利要求1所述的汽车防撞雷达系统，其特征在于：还包括两个通信接口。
4.根据权利要求1所述的汽车防撞雷达系统，其特征在于：所述滤波电路为高通滤波器。
5.根据权利要求1所述的汽车防撞雷达系统，其特征在于：还包括电源模块。
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