FMCW毫米波防撞雷达系统 上海汽车电子工程中心

汽 车 电 子 口 冷 幻 ’ 毫米波防撞雷达系统 中国科学院上海冶金研究所 , 上海汽车电子工程中心 盛怀茂 夏冠群 孙晓玮 李洪芹 李玉芳 摘要 介绍 了主动 汽车 防碰撞 下 毫米波雷达 系统原理 , 报导 了我们研制 的 弘 一 型 毫米波防碰撞雷 达样机 。 关键词 毫米波雷达 , 汽车 防碰撞 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 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 。 毫 米 波 是 指 波 长 介 于 一 之间的电磁波 , 其 带 宽大 , 分辨率高 , 天线部件尺寸小 , 能适应恶劣环境 , 所以毫米波雷达 系统具有重量轻 、 体积小和全天候 等特点 , “ 主动汽车毫米波防碰撞 雷达系统 ”成为近年来国际上研究 与开发的热点 , 并已有产品开始投 入市场 , 前景十分看好 。 本文介绍了主动汽车防碰撞毫 米波雷达的原理 , 报导了我们研制 出的 一 型毫米波防碰撞雷 达样机 。 汽车防摘斑米波 , 达 系统原理 主动汽车防碰撞是以雷达测 距 、 测速为基础的 。 防撞雷达 系统实时监测车辆的前方 , 当有危险 目标 如行驶前方 停止或慢行的车辆 出现 , 雷 达系统提前向司机发出报警 , 使司机及时作出反应 , 同时 雷达输出信号到达汽车控制 系统 , 根据情况进行 自动刹 车或减速 。 ·· 线性调 制制 收发天线 坏行器 定 向祸 甚帮荞 调制信号源 混频器 低通滤波 器 田 月切 零袋理扬吮翁成满嘟厦理图 毫米波防撞雷达系统有调频连 续波 雷达和脉冲雷达两 种 。 对于脉冲雷达系统 , 当 目标距 离很近时 , 发射脉冲和接收脉冲之 间的时间差非常小 , 这就要求系统 采用高速信号处理技术 , 近距离脉 冲雷达系统就变的十分复杂 , 成本 也大幅上升 。 因而汽车毫米波雷达 防撞系统常采用结构简单 、 成本较 低 、 适合做近距离探测的调频连续 波雷达体制 。 班米波 , 达系统结构 汽车雷达系统如图 所 示 , 包括天线 、 收发模块 、 信号处 理模块不时民警模块或汽车制动装置 。 射频收发前端是雷达系统的核 心部件 。 国内外已经对前端进行了 大量深入研究 , 并取得了长足的进 展 。 已经研制出各种结构的前端 , 大大 线线线 箭鑫鑫鑫 信 号处处处 报警警理理理理理理模块块块 模块块 汽汽车制制 动动 装置置 主要包括波导结构前端 , 微带结构前端以及前端的 单片集成 。 国 内研制的射 频前端主要是波导结构前 端 。 一个典型的射频前端 主要包括线性 、 环行 器和平衡混频器三部分 , 如图 所 示 。 前端混频输出的中频信号经过 中频放大送至后级数据处理部分 。 数据处理部分的基本 目标是消除不 必要信号 如杂波 和干扰信号 , 并对经过中频放大的混频信号进行 处理 , 从信号频谱中提取 目标距离 和速度等信息 。 班米波 , 达测距 、 测 速原理 。 雷达系统通过天线向外发射一 列连续调频毫米波 , 并接收 目标的 反射信号 。 发射波的频率随时间按 调制电压的规律变化 。 一般调制信 号为三角波信号 , 发射信号与接收 信号的频率变化如图 所示 。 反射 波与发射波的形状相同 , 只是在时 间上有一个延迟献 , 及与 目标距离 的关系可示为 △ 式中 光速 发射信号与反射信号在某一时 刻的频率差即为混频输出的中频信 号频率 △ 如图 。 根据三角关 系 , 由 图 可以得出 目标距离 为 图 期 汽车苍来淤防司目贫留达系统原理田 《雷子遗品咐界 》