[发明专利]一种W波段前车防撞雷达探测系统的实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及防撞雷达系统。

技术背景

我国对前车防撞雷达的设计起步较晚，目前，国内在汽车防撞雷达方面只局限于倒车雷达的研制和生产，至于前向探测汽车防撞雷达，虽然目前有不少的汽车厂商和科研院所都做了一些跟踪与探索，但都仅限于8mm波段，产品的体积较大，实用性以及产业化程度不高。

对于前车防撞雷达的实现方法具体包括激光、红外、超声波以及微波雷达等手段，但由于受天气条件和环境因素的制约，激光、红外、超声波等实现方式都不适合应用于中、远距离前车防撞雷达的设计。微波雷达具有稳定的探测性能，可全天候工作，且具有频带宽、分辨率高等优点，是实现前车防撞雷达较好的手段。

现有技术的研究基本集中在24GHz或35GHz频率范围，基于77GHz频段的前车防撞雷达尚未见相关资料和报道。77GHz频段由于波长更短、抗工业干扰能力强、波束更窄，有利于系统的小型化和目标的精确探测，因此，急需研发77GHZ即W波段的前车防撞雷达探测系统。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种W波段前车防撞雷达探测系统的实现方法，采用77GHz频率即W波段实现前车防撞雷达的系统设计。

为解决上述技术问题，本发明的技术解决方案是：

一种W波段前车防撞雷达探测系统的实现方法，所述雷达系统包括发射天线、接收天线、射频前端模块、基带处理模块、串行通信接口；其特征在于：

所述雷达探测系统采用77GHz频段，所述接收天线为双波束接收天线。

所述射频前端模块采用连续波调频步进频体制产生发射信号，即77GHz步进变化的射频发射信号是由压控振荡器经步进调谐信号控制后经倍频产生。所述步进调谐信号采用步进台阶变化的三角波步进调谐电压信号，采用N种步进频率，周期性变化，N为大于等于3的整数，以便后端的多目标判别处理。

所述双波束接收天线接收的双通道回波信号，经射频前端模块进行混频处理后得到差拍信号输入基带处理模块，所述差拍信号输入基带处理模块进行滤波放大和自动增益控制后，通过采样、FFT处理后进入算法判别环节通过频谱分析实现距离速度的计算，并实现多目标判别、车道判别和路况判别。

所述多目标判别采用以下方法判别：对于一个正负频率调制周期，可以分别得到频率f₊和f_-，进行相加和相减处理可以求得目标距离和速度；由于采用了N种步进频率，在每个ΔF参数下进行频谱配对求得一组距离和速度，N组进行比较，找出相同的距离速度就是真实的目标。

所述车道判别采用以下方法判别：对目标的回波信号作频谱分析，比较两路信号能量，当能量相当便认为在本车道，否则目标必定在能量偏大的那一路方向，据此可判断目标的车道信息。

所述路况判别采用以下方法判别：设定能量门限A和频谱宽度门限B，进行全频域搜索，求出前后都大于门限A的频谱区域宽度，剔除能量小于门限A和频谱宽度大于B的干扰类目标，其余可认为是真实目标。

所述串行通信接口将产生的判别结果上传至上位机进行后续处理。

所述射频前端模块包括压控振荡器13、倍频器14、滤波器15、放大器16、功分器17、放大器18、混频器19、中频放大器20；所述压控振荡器13产生的步进调频信号经倍频器14得到W波段调频信号，再输入滤波器15、放大器16进行滤波、功率放大后的W波段调频信号经功分器18等分成两路输出，一路由发射天线1发射出去，另一路输入混频器19；双波束接收天线2接收到的双通道回波信号分别经过混频器19进行去斜处理，得到差拍信号，所述差拍信号由中频放大器20放大后，输入基带处理模块。

所述基带处理模块包括放大器4、带通滤波器5、数字程控增益放大器6、对消放大器7、抗混叠滤波器8、数字信号处理器9、可编程逻辑器件10、D/A转换器11。

差拍信号经放大器4放大，带通滤波器5滤除噪声，由数字程控增益放大器6进行增益控制，所述数字程控增益放大器6的控制信号由数字信号处理器9产生；差拍信号经放大和带通滤波，得到所需频带内的信号，数字信号处理器9控制程控增益放大器6进行AGC控制使接收机接收到的信号幅度在一个恰当的范围内；数字程控增益放大器6的输出信号经对消放大器7和抗混叠滤波器8进入数字信号处理器9进行采样、FFT处理以及算法判别；对消放大器7消除寄生调幅信号，避免D/A输出噪声对灵敏度的影响；抗混叠滤波器8滤除高频信号，避免采样模糊。输出的信号进入数字信号处理器9；数字信号处理器9根据同步信号采样输入信号，进行FFT处理后进行算法判别。