[实用新型]一种毫米波雷达防撞探测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及工业和汽车行业中的防撞安全装置，具体的说是一种毫米波雷达防撞探测装置。

背景技术

工业现场和汽车行业常用防撞探测系统探测车体的周围环境，在发生碰撞前发出报警或制动信息，避免碰撞造成的各种损失。

在传统的防撞探测系统中，通常采用激光和超声波雷达探测并获取车辆周围环境信息，由于防撞探测系统的工作环境十分复杂，周围地物的干扰、恶劣的气象条件以及工业现场大量的粉尘干扰，都会严重制约激光和超声波方式的目标检测能力。

毫米波是指频率在30GHz到300GHz之间的电磁波，由于它具有波长短、频带宽、方向性好和穿透能力强等优点，已在许多方面均有应用。毫米波雷达防撞探测方式克服了激光和超声波雷达探测方式中恶劣环境适应性差的缺点。目前利用毫米波作为工业和民用行车安全防撞探测装置已有应用，但是由于系统的稳定性、测量精度、信号处理速度尚不能完全适应各种恶劣及复杂环境下的应用，有待进一步改进。

实用新型内容

针对现有技术中存在的安全防撞探测装置稳定性、测量精度、信号处理速度尚不能完全适应各种恶劣及复杂环境等不足之处，本实用新型要解决的技术问题是提供一种速度快，精度高、稳定性好，适应性强的毫米波雷达防撞探测装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

本实用新型毫米波雷达防撞探测装置包括天线、毫米波收发组件、中频预处理模块、波形发生模块、系统控制模块、温度控制模块，显示报警模块以及电源模块，其中，波形发生模块产生波形调制电压输出至毫米波收发组件，毫米波收发组件产生毫米波频段发射波形通过天线辐射出去，同时通过天线接收目标反射回波，回波经过毫米波收发组件后下变频输出中频差拍信号，中频预处理模块对中频差拍信号进行自动增益控制，输出信号经过系统控制模块进行采样与分析处理后输出至显示报警模块；温度控制模块对装置进行温度监控，与系统控制模块进行双向通讯；系统控制模块通过显示报警模块与外界进行通讯和报警。

所述中频预处理模块包括前置放大器、灵敏度频率控制电路以及自动增益控制电路，其中前置放大器接收来自毫米波收发组件的回波中频差拍信号，输出放大后的中频信号至灵敏度频率控制电路，灵敏度频率控制电路输出频率增益控制信号经自动增益控制电路输出幅度增益控制信号至系统控制模块。

所述波形发生模块由FPGA控制实现，包括时钟源、分频器、地址发生器、波形存储器、D/A转换单元，其中分频器将时钟源的时钟进行分频得到的地址时钟信号输出给地址发生器，地址发生器产生地址信号输出至波形存储器，波形存储器输出的波形数据信号经D/A转换单元进行数/模转换后输出系统所需不同波形的电压调制信号至毫米波收发组件。

所述系统控制模块包括数字信号处理单元、PID温度控制单元、通讯接口单元，系统控制模块通过数字信号处理单元与中频预处理模块进行通讯连接，通过PID温度控制单元与温度控制模块进行通讯连接，通过通讯接口单元与显示报警模块进行通讯连接。

所述数字信号处理单元采用高速数字信号处理器DSP，由数据采集控制与探测算法实现数据信号的处理及PID温度算法控制。

所述通讯接口单元由USB、RS232、CAN多种通讯接口组成。

所述温度控制模块包括A/D采样单元、温度传感器、加热装置及继电器，其中温度传感器信号经A/D转换单元送至系统控制模块的PID温度控制单元，继电器接收PID温度控制单元输出的控制信，继电器的接点设于加热装置的控制回路中。

所述天线采用平面微带天线，天线采用独立收发控制方式。

本实用新型具有以下有益效果及优点：

1．本实用新型具有测距、测速以及多目标识别功能，探测距离为1米到150米，探测距离精度0.15米，测量速度精度1米/秒；能够适应各种地物杂波、恶劣的气象条件以及工业现场大量的粉尘干扰，可广泛应用于各种复杂的工业现场和汽车驾驶安全领域。

2．本实用新型采用模块化设计，天线采用平面微带天线，独立的收发天线，体积小，成本低，通讯模块实现USB、RS232、CAN总线接口，满足多种工业现场与汽车行车应用领域。

3. 本实用新型中的数字信号处理模块，采用DSP核心处理器对中频回波数据进行分析处理，进而对目标进行检测与分类；采用高速DSP处理器使复杂信号处理算法在50ms以内完成，能够满足车辆目标高速运动场合。