[实用新型]毫米波时分随机码调相多通道汽车防撞雷达

说明书

技术领域

本实用新型涉及无线电波发射和接收探测目标方位、距离和速度的技术领域，具体是一种毫米波时分随机码调相多通道汽车防撞雷达。

背景技术

目前，汽车及其它机动车大量增多给人们出行便捷的同时导致道路拥挤超负荷，公路街道纵横交错，时有车辆违章闯红灯、超车抢道、超速、超载交会，车道路况时刻存在危险，交通法规意识淡薄或驾驶经验不足是安全隐患，车祸频繁发生，造成大量的生命伤亡和重大的财产损失，成为全世界严重的社会问题，美、欧、日本等国投入大量人力和物力研制先进防撞雷达。由于汽车防撞雷达工作环境和条件十分苛刻，快速行驶的车辆避撞过程的时间极短，不足一秒钟，技术要求很高，有不少难题需待解决。从技术角度分析FM-CW调频连续波防撞雷达局限于检测单一目标，对观察区域内所有目标不能同时测定无模糊距离和速度。多个检测目标的间距近，相邻目标回波交调重叠，使检测数据很难分辨鉴别，通常相邻车道防撞雷达会发生相互干扰，降低检测性能甚至无法正常工作，难以应对行驶过程复杂多变的险情。随机信号连续波雷达虽有很高的抗干扰能力，有望在同一区域车道防撞雷达环境电磁兼容EMC问题得到解决，但因连续波雷达天线发射能量辐射泄漏阻塞，影响检测回波信号，尤其弱小目标难以检测到，且对可能发生碰撞威胁的目标大小、距离远近，分辨力单一，随机非周期性信号积累检测需待解决。减轻相对方向行驶雷达相互干扰天线取窄波束致使观察视域减小，道路弯曲时存在盲区。反射式天线价高、扫速慢，抗振防尘差并影响汽车外观和气动性，而微带天线毫米波频率损耗较大。简单雷达显示器缺少全景信息图像，相邻多目标相对位置、距离远近及移动速度不能准确预警。脉冲雷达发射脉宽遮挡回波，存在盲距，难以近距防撞，高速公路行驶缺泛后视预警常有多辆汽车追尾相撞。现有汽车防撞雷达缺少用传感器信号构成闭环控制，缺少道路环境天线自适应控制和避障、减速及刹车的智能控制，能见度差或行驶遇险情不能及时帮助司机解危避免事故。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供相邻车道多辆汽车行驶互不干扰共存运行，相对快速的同时检测多个路障目标，距离越近分辨力越高的毫米波时分随机码调相多通道汽车防撞雷达。

本实用新型技术方案设有：环形器、中放、回波数据缓冲器FIFO、数字信号处理器DSP、微控制器MCU、双口存储器RAM、接口I/O、前、后路况摄像探头、本车速传感器、卫星定位传感器GPS、声光报警器、避障器、减速器、刹车器、键盘，还设有收/发两用准光集成介质透镜天线阵列、波束转换开关、收/发转换开关T/R₁、T/R₂、T/R₃、频率合成器、时分电路、随机码发生器、调相器、倍频与功放、低噪声高放、分谐波混频器、多通道信号提取电路、光栅扫描图像显示器CRT，收/发两用准光集成介质透镜天线阵列按路面最多车道量在车体前、后设置线阵，频率合成器输出f_C2接入DSP为时钟信号，f_C3接入微控制器MCU为时钟信号，DSP按车道编码脉冲分配序列接入波束转换开关、CRT，频率合成器输出f_C1接入时分电路为时钟信号，时分电路计数预置端经接口I/O接入MCU，前、后路况摄像探头、本车速传感器、卫星定位传感器GPS信号经接口I/O接入MCU控制时分电路生成n路时分脉冲，高电平逻辑“H”接入收/发转换开关T/R₂、T/R₃，低电平逻辑“L”接入T/R₁，频率合成器输出f_N信号接入调相器为载频的一半或四分之一频率，频率合成器输出f_C41、f_C42、f_C4n接入多元随机码发生器为采样保持器时钟信号，多元随机码发生器生成n组取值互相独立码频与带宽，经时分编码为码频递增、码元宽度递减分段关联排列n路时分随机码脉冲接入调相器、多通道信号提取电路脉压相关器延迟线，调相器调相射频经T/R₂、倍频与功放二或四倍频、功放为雷达载频f₀接至T/R₃、环形器、波束转换开关、准光集成介质透镜天线阵列发射，频率合成器输出f_N接入分谐波混频器为本振信号f_L、f_i接入多通道信号提取电路为中频相干基准频率，回波射频RF经准光集成介质透镜天线阵列、波束转换开关、T/R₁、环形器、低噪声高放、分谐波混频器、中放，n路时分脉冲在时分电路时序异步选通门选取n组按发射编码多元随机码经多通道信号提取电路脉压相关处理，暂存回波数据缓冲器FIFO传入DSP数据总线，DSP与MCU数据总线、地址线、控制线由双口存储器RAM汇接并提供仲裁信号，接口I/O分别接入CRT、声光报警器、避障器、减速器、刹车器、键盘，DSP软件设计片内分组时分复用数据重排、动目标显示MTI、快速傅里叶变换FFT、距离旁瓣抑制、恒虚警处理CFAR，MCU系统软件编程包括主程序和数据采集、数据处理、对象控制子程序，中放自动增益控制AGC电压经滤波、放大接入低噪声高放、中放AGC受控端，波束转换开关、环形器、收/发转换开关T/R₁、T/R₂、T/R₃、频率合成器、时分电路、调相器、倍频与功放、低噪声高放、分谐波混频器、中放雷达收/发电路集成一体，屏蔽；