[发明专利]一种77GHz毫米波雷达线性度提升方法与系统

说明书

本发明提供了一种77GHz毫米波雷达线性度提升方法，包括如下步骤：(S1)采集FMCW雷达发射链路中锁相环反馈至鉴相器的射频信号；(S2)将射频信号转化为数字信号，得到实际的压控电压值；(S3)根据实际的压控电压值与预设的存表值进行差异计算，得到频率差值；(S4)根据得到的频率差值，由电压产生电路利用单片处理电路的输出信号生成一个与频率差值成正比的补偿电压；(S5)将补偿电压通过隔离电路进行隔离输出，得到隔离电路的输出电压；(S6)根据隔离电路的输出电压与锁相环内的输出电压进行相加求和，以实现雷达线性度的提升。本发明解决了现有FMCW雷达中线性度不足的问题。本发明方法灵活，具有推广价值。

技术领域

本发明涉及调频连续波雷达技术领域，尤其涉及一种77GHz毫米波雷达线性度提升方法与系统。

背景技术

汽车毫米波雷达在我国属于新兴的产品，汽车主动安全系统也是未来发展的一个重要方向，随着目前我国自主品牌汽车上高级驾驶辅助系统(ADAS,Advanced DriverAssistance System)产品的普遍应用和国家标准对汽车主动安全系统的要求逐渐提高，在未来的汽车产品制造中，汽车行业将以毫米波雷达的搭载应用作为战略性的发展目标，而77GHz毫米波防撞雷达是目前汽车毫米波雷达发展的主流趋势。

77GHz毫米波雷达利用电磁波发射后遇到障碍物反射的回波对其不断检测，计算出与前方或后方障碍物的相对速度和距离。当车辆行进中时，发射机产生的雷达窄波束向前发射FMCW(调频连续波)信号，当发射信号遇到目标时被反射回来，并为接收天线接收，经混频放大处理后，可用其差拍时间差来表示雷达与目标的距离，再根据差频信号相差与相对速度关系，计算出目标对雷达的相对速度及危险时间，从而通过防撞系统对车辆做出预判警告。实际应用中，FMCW探测系统通常采用一次变频体制，通过频率源耦合一路信号直接与回波信号进行混频至基带，在射频完成了去斜处理。测速、测距、测角是FMCW雷达的三个关键技术要求，根据FMCW雷达原理，回波信号在经过ADC采样后对多个连续的chirp信号做FFT即可获得目标的速度信息，对单个chirp内信号做FFT后可获得目标的距离信息，对不同接收天线信号进行鉴相，得到相位差后即可得到目标的角度信息。当发射信号为理想的线性调频时，发射信号与点目标回波信号的差拍信号在一个调频周期的有效时间内为一个单频信号，其距离分辨力主要由有效时间内发射信号带宽决定；当发射信号为非理想的线性调频时，其调频规律就会和理想的调频规律之间存在频率偏移，在这种情况下，差拍信号就会有一定的带宽，差拍信号的频谱展宽不仅意味着信噪比的下降使得其作用距离受到线性度的影响，而且使得相邻物体不能分辨。

目前，FMCW雷达信号的产生方式有很多种，一种是VCO直控式，直接控制VCO的压控电压，由于VCO本身的非线性，其产生的信号线性度是不理想的，且随着环境温度的变化，其频率曲线的变化非常明显；另一种是DDS数字频率合成方式，该方式产生的信号的线性度是最优的，但是由于DDS带宽小以及频率低的限制，其往往都需要很复杂的混合频率合成方式才能达到理想效果，这样会带来成本的直线上升。目前常用的方式是采用锁相环的方式产生一段线性调频信号，该方式实现原理简单，是目前最常用的产生线性调频信号的方法，但是由于锁相环自身工作原理的限制，传统锁相环的锁定时间一般在几百us左右，所以在几十us的时间内产生一段连续跳变的频点，其中间频点是不能正常锁定的，所以就会带来调频连续波雷达信号的非线性，进而影响雷达系统的整体性能，因此，提升基于锁相环方式的调频连续波雷达系统的线性度是目前的技术难点。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种77GHz毫米波雷达线性度提升方法与系统，解决了针对用锁相环方式产生线性调频信号不足的问题，以及在高低温环境下线性度恶化的问题，改善了77GHz毫米波雷达的分辨率指标以及保证了全温度范围内的良好指标。

为了达到以上目的，本发明采用的技术方案为：

本方案提供一种77GHz毫米波雷达线性度提升方法，包括如下步骤：