[实用新型]毫米波汽车防撞雷达装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种雷达装置，尤其是涉及一种基于毫米波检测的汽车防撞雷达装置。

背景技术

随着汽车工业的发展，汽车安全性能受到厂商和消费者越来越多的重视。汽车交通事故频发，造成了重大的生命、财产损失，汽车的行驶安全问题也得到了社会的广泛关注，我国是多自然灾害的国家，经常某个地区出现长久的多雾天气，尤其是在高速公路上行驶的车辆，遇到雾天或者雨天，由此产生的汽车追尾造成的交通事故极易发生。

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。毫米波雷达普遍使用的是连续频率调制(CWFM)，从目标反射回来信号的调制频率相对于发射信号的调制频率有个时间上的延迟，利用这个延迟来判断与目标之间的距离。

但是，现有的毫米波雷达由于系统的稳定性、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

为克服现有技术的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提出一种处理速度快、精度高、稳定性好且适应性强的毫米波汽车防撞雷达装置。

本实用新型采用如下技术方案实现：一种毫米波汽车防撞雷达装置，其包括：依次相连的波形发生电路、压控振荡器、定向耦合器以及与定向耦合器的耦合端口连接的混频器；定向耦合器的直通端口连接发射毫米波的毫米波发射模块，而混频器连接接收毫米波回拨信号的毫米波接收模块；混频器的输出端依次连接中频信号处理模块、FPGA信号处理器以及与FPGA信号处理器的通讯接口相连的显示屏；安装在压控振荡器的外壁上使压控振荡器保持恒温工作状态的恒温控制模块，该恒温控制模块连接中频信号处理模块和FPGA信号处理器。

其中，中频信号处理模块包括：提供控制时序的时序控制电路，该时序控制电路连接FPGA信号处理器及恒温控制模块；由低噪声放大器和高通滤波器组成的滤波放大电路；在滤波放大电路的输出端连接由由第一级增益可调放大器、第二级增益可调放大器和增益控制电路组成的自动增益控制放大电路；连接在自动增益控制放大电路的输出端及FPGA信号处理器的输入端之间的模数转换电路。

其中，恒温控制模块包括：与FPGA信号处理器及时序控制电路相连的DSP控制器；设置在压控振荡器的外壁上的加热器，该加热器通过电源开关连接DSP控制器；设置在压控振荡器的外壁上的温度传感器，该温度传感器通过AD采集电路连接DSP控制器。

其中，毫米波发射模块包括：连接定向耦合器的直通端口的功率放大器；与功率放大器相连的发射天线，该发射天线安装在汽车底盘上。发射天线是覆盖范围为16°的单波束宽天线。

其中，毫米波接收模块包括依次连接的接收天线、隔离器及低噪声放大器，该低噪声放大器的输出端连接混频器的输入端，且接收天线安装在汽车底盘上。接收天线包括多个天线波束覆盖角度为4°的窄波束天线。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1、本实用新型采样FPGA芯片（即FPGA信号处理器）进行中频信号的数字信号处理，采用DSP芯片（即DSP控制器）对压控振荡器进行闭环恒温控制，实现了FPGA+DSP的实施方案，具有实现简单的优点。另外，由于FPGA芯片采用高速并行结构，可以保证本实用新型的各部分同步快速实现各自的功能，DSP芯片也具有较高的主频，满足了信号的实时处理功能。因此，本实用新型具有处理速度快、精度高的特点，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、本实用新型的中频信号处理模块将放大器的增益作为频率的函数来实现控制，并通过自动增益控制放大电路将中频差拍信号输出幅度控制在±2V以内，从而使雷达装置具有更远的探测范围，并增大了雷达装置探测的动态范围。

3、本实用新型中的恒温控制模块采用高精度温度传感器，由DSP控制器通过闭环控制使压控振荡器处于恒温状态，保证了雷达探测结果的精度和稳定性。

附图说明

图1是本实用新型一个优选实施例的结构示意图；