[发明专利]一种固态小型微波电控扫描行车雷达装置

说明书

技术领域

本发明涉及汽车主动防护技术领域,具体涉及汽车前向以及侧向防撞技术问题的一种固态小型微波电控扫描行车雷达装置。 

背景技术

随着汽车市场的日益火爆，汽车走入了各家各户，成为一个家庭的必备之物，汽车发生碰撞是经常看到的，尤其是汽车追尾，经数据表明，大量的汽车追尾源于驾驶员的疏忽大意，因此对于防止追尾给带来的损失的技术层出不穷，除对于汽车硬件的改进外，还有在汽车上装配各种行车雷达，目前现有技术中已有多种微波行车雷达装置，申请日为2002年8月16日的中国专利号ZL02136542.3公开了一种全固态集成小型毫米波防撞雷达装置，其使用固定波束的小型平面微带天线，借助单一的环行器实现收发隔离，使用线性调制单元输出的三角波控制本地振荡器实现线性变频，距离解算结果由数字处理系统输出并根据阈值设置触发声光告警装置。该装置结构简洁，但是存在以下局限：观测方向固定单一，仅能测定距离，无法区分障碍方位；使用环行器做收发隔离，考虑到该系统全双工工作，且实际可用之环行器隔离度普遍不高，因此会因收发串话形成自干扰；此外，使用简单线性调制单元，没有对压控振荡器非线性的补偿，而降低测距精度。 

申请日为2008年8月28日中国专利号ZL200810120607.8毫米波时分无源调频多通道汽车防撞雷达专利中被披露了采用全相参收/发基准信号,时分时序异步控制,准光集成介质透镜天线及阵列,由DSP按车道扫描波束 警戒路面可能发生碰撞的目标,路况摄像、本车速及GPS信号MCU控制时分SAW多通道调频,经上变频、限幅器、R/T3、倍频与功放、R/T2、隔离器、波束开关、天线发射,回波经天线阵列、波束开关、隔离器、R/T1、低噪声高放、下变频、中放、时分电路、SAW多通道信号与发射SAW“共扼匹配”滤波,DSP与MCU处理控制,遇多个路障目标DSP抑制虚警确定方位、距离和相对速度,CRT显示三维图像,目标距离越近分辨力越高,识别与本车最近距离目标,小于安全距离声光报警,接近危险距离智能避障或减速、刹车,其控制参考路况结合本车速及GPS数据作出抉择,提高汽车行驶安全的技术方案，该装置包含准光集成介质透镜天线阵列，使用收发天线分离的时分复用半双工方式工作，此外针对每一车道安装一个定向接收天线。该系统可区分不同车道，并通过使用收发开关双工器而避免使用环行器，从而提高收发隔离度，同时使用声表滤波器组提供多通道频分脉冲组以便区分临近车道的反馈信号。但是，针对固定车道的窄波束定向天线限制了观测视场宽度，而无法用于监控侧向目标且在弯道时具有较高虚警概率；同时，时分复用半双工模式对窄脉冲成型、收发开关速度及处理系统延时要求很高，方能保证对近间距的收发脉冲具有良好的接收和辨识，因此在近距离目标观测上局限性大。同时，多通道脉冲组具有不同的频率，从而占用较宽带宽，限制了系统容量的提高。 

发明内容

针对现有技术的上述缺陷和问题，本发明实施例的目的是提供一种固态小型微波电控扫描行车雷达装置，通过提供动态可调的观测方向和范围来解决同时实现大视场宽度和窄观测波束的矛盾，有效抑制收发串话形成的自干扰以提高观测距离。 

为了达到上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：一种固态小型微波电控扫描行车雷达装置，包括小型电控扫描阵列天线、收发双工器、收发放大器、正交调频连续波收发前端、数字信号处理器及人机界面； 

所述小型电控扫描阵列天线由小型天线阵元、电控移相器、射频馈电网络、偏压网络、直流电压变换器、直流-射频去耦合电路、射频接头及直流控制端头构成； 

所述收发双工器，为回路设计，由环行器、耦合器、电控移相器、增益控制芯片构成； 

所述收发放大器由高功率线性放大器、低噪声放大器、自动增益控制回路构成； 

所述正交调频连续波收发前端由混频器、高通滤波器、中频信号自动增益控制回路、模数转换器、耦合器、直接数字综合器+宽带数字锁相环数字频率综合器及相应接口构成； 

所述数字信号处理器以高速DSP为中心，并包含逻辑处理器、高速随机存储器、闪存、电源、RS485或CAN总线接口。 

所述射频馈电网络将正交调频连续波收发前端的输出信号按比例分配到各电控移相器输入口，各电控移相器与小型天线阵元一一对应连接。 

优选的，所述电控移相器可以是包含基于固态材料或液晶的连续可调模拟移相器或包含开关或微机电系统电路的离散数字移相器任一种移相器。