[发明专利]基于伪随机编码与线性调频连续波的汽车主动防撞雷达

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽车主动防撞雷达，尤其是一种基于伪随机编码与线性调频连续波的汽车主动防撞雷达，属于汽车雷达领域，用以探测汽车前方的车辆、障碍等目标物，及早提示和告警以实现汽车安全驾驶，减少由于驾驶员对汽车前方物体不能及早发现而引起的事故。

背景技术

当前在汽车主动防撞雷达上研究和应用较多的测距信号体制主要包括伪随机编码与线性调频连续波(LFMCW)、伪随机编码体制等。

LFMCW体制雷达由于实现相对简单，且可以实现较好的距离分辨率，是现有汽车主动防撞雷达的主流。如在专利CN01802894.2、CN02141032.1及专利申请CN1252491等中都有描述。LFMCW体制雷达的基本构成框图如附图8所示。在发射端，压控振荡器VCO产生的毫米波波段的高频信号，一部分由发射天线发射出去，另一部分经耦合器或者分时开关控制送给接收端作为混频器的本振信号。VCO产生的高频信号受到来自调制信号生成电路所产生的调制信号的调制，而调制信号生成电路则受信号处理电路的控制。在接收端，接收天线接收来自目标车辆、障碍物等反射的回波信号，回波信号在混频器中与发送端耦合得到或者开关控制得到的另一部分高频电磁波信号混频，得到中频信号，再经带通滤波器滤波、放大器等送给信号处理电路，分析计算出目标车辆等的距离、速度等信息。因为单纯的锯齿波扫频不能正确测量运动车辆目标的距离，所以LFMCW体制中的调制信号通常采用了三角波线性扫频，通过在上升和下降两个阶段进行扫频，根据两个阶段得到的两个中频信号，可以确定以目标距离和相对速度为未知数的两个二元一次方程，从而求解出目标的距离和相对速度。然而对于多目标情况，由于LFMCW体制雷达的模糊函数呈现距离和速度的耦合，这种方法就会产生虚假目标，附图9是两个目标情况下用求解距离和相对速度方程方法得到四个目标的示意图，图中产生了两个虚假目标，真实目标只有(R₁，V₁)和(R₂，V₂)。而且，随着目标数量的增加(在复杂城市交通路况下必然存在这种情况)，虚假目标数将成倍增加。为了解决LFMCW体制中多目标情况下的距离和速度配对的问题，有的采用了不同的线性扫频斜率的组合方法，或者用线性扫频与单纯连续波的组合，以单频来测速并消除扫频信号的距离和速度的耦合[张建辉，刘国岁，顾红等.多斜率步进调频连续波信号在汽车防撞雷达中的应用[J].电子与信息学报，2001，24(2).]，或者改三角形调制波形为梯形调制波形[专利申请号CN101147082]等方法。但是这些方法都增加了系统的频率段，相应的运算时间就会增加，会对汽车防撞场合的实时性带来不利影响。

另外，LFMCW体制汽车防撞雷达工作频带宽，探测目标的正确性和准确性又依赖于对接收端混频后的中频信号的提取，这样回波中不可避免的混入各种噪声和干扰，就会影响雷达的探测目标的性能和汽车防撞的效果。

伪随机编码连续波雷达近年来在其他领域得到了较多的研究，常用的基于m序列伪随机编码调相连续波体制具有抗干扰能力强，“图钉”状模糊图可实现较高精度的测距测速能力，然而非相关副瓣的存在限制了这一体制的更广泛的应用。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种汽车主动防撞雷达，能避免上述技术所存在的不足之处，适应于复杂路况下多目标检测和处理，能用以探测汽车前方车辆、障碍等目标物的距离、相对速度等信息。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：

一种基于伪随机编码与线性调频连续波的汽车主动防撞雷达，包括伪随机编码与线性调频控制信号发生器(1-1)、线性调频与伪随机编码双调制连续波发射机(1-2)、发射天线(1-3)、接收天线(1-4)、低噪声放大混频接收通道(1-5)、线性调频信号处理与伪随机编码多路并行相关处理器(1-6)、并行数据处理器与执行终端(1-7)；

其中，伪随机编码与线性调频控制信号发生器(1-1)，用于产生伪随机编码信号和线性调频信号的控制参数，它同时与线性调频与伪随机编码双调制连续波发射机(1-2)、以及线性调频信号处理与伪随机编码多路并行相关处理器(1-6)相连，分别为线性调频与伪随机编码双调制连续波发射机(1-2)和线性调频信号处理与伪随机编码多路并行相关处理器(1-6)提供控制信号和参考信号；