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毫米波汽车防撞雷达的设计与实现

汽车防撞雷达可大幅降低交通事故的发生概率,具有广阔应用前景。汽车防撞雷达有多种体制,测量性能和制作成本差异较大。本文设计制作了线性调频连续波(LFMCW)、频移键控(FSK)两种体制的雷达。在前人研究的基础上对雷达信号处理电路进行了改进,在国内率先制作成功了FSK体制汽车防撞雷达。本文首先设计确定了雷达的性能参数和基本结构。LFMCW、FSK和步进频率连续波(SFCW)三种体制的雷达,从理论上对信号产生、发射、传播、接收、处理的全过程进行了研究,确定了这三种雷达的工作性能和信息获取方法。设计确定了雷达的性能指标、三种体制雷达的基本结构和雷达各组成部分的技术参数。使用ADS对FSK、SFCW两种雷达进行了系统仿真,验证了设计方案的可行性,可以正确获取目标信息,满足雷达性能指标要求。然后设计并制作了LFMCW、FSK两种体制的雷达,FSK体制汽车防撞雷达的制作在国内尚无先例。设计制作了雷达的系统控制电路和信号处理电路。在前人研究的基  (本文共111页) 本文目录 | 阅读全文>>

江苏大学
江苏大学

毫米波汽车防撞雷达的设计与实现

随着高速公路的日益普及,汽车相撞事故频繁发生,防止汽车相撞已引起各国的关注,因此急需找到一种能有效解决汽车碰撞问题的方法。汽车防撞雷达可大幅降低交通事故的发生概率,具有广阔应用前景。本文所论述的车载防撞毫米波雷达系统可以自动测量本车与前方车辆之间的相对距离和相对速度,然后据其计算出的安全距离,进行危险判断,及时提醒驾驶员做出相应动作以避免汽车的碰撞。本文重点论述了高速公路上汽车防撞雷达系统工作原理,包括雷达参数选定、数字信号处理处理算法设计、雷达波形的设计及防撞雷达数据处理系统的软硬件设计。本文限定以高速公路和轿车作为汽车防撞雷达系统的使用环境,采用毫米波雷达,其体制为线性调频连续波(LFMCW),从而系统结构简单、发射频谱窄、对接收处理简单、系统成本低,几乎不存在距离和速度的模糊。系统采用性能卓越价格低廉的DSP芯片(TMS320VC5410)来设计数据处理系统,既可以提高系统的实时信号处理速度和准确度又可以节约成本。对其外围...  (本文共80页) 本文目录 | 阅读全文>>

重庆大学
重庆大学

应答式厘米波汽车防撞雷达的研究

本文以现有技术的可实现性为出发点,讨论了汽车防撞雷达的性能要求、工作原理和总体设计等相关问题,总结了国内外汽车防撞雷达的研发状况,在此基础上设计了一种应用于高速公路上的应答式厘米波汽车防撞预警雷达。 工作频段和工作体制是防撞雷达系统设计的两个主要问题。一般认为,汽车防撞雷达应同时具有测距、测速和测角三种功能。通行的汽车防撞雷达采用了波长短、测量精度高的毫米波,以调频连续波制式测量距离和速度,以多波束扫描的方式测量角度。这种防撞雷达对器件性能要求高,技术复杂,工程实现难度大。考虑到:(1)核心的测距功能实现以后,雷达已经能够完成基本的防撞预警;(2)在汽车高速运行的情况下,防撞雷达的最小可测距范围和最大作用距离应比低速状态下大。本文采用了技术成熟,易于工程实现的厘米波脉冲雷达,以单波束辐射的方式测距。为了弥补厘米波波束大、作用距离不如毫米波的缺点,系统在目标车辆的尾部增加了一级转发器,以双机应答的方式测量车距。雷达对目标回波的检测...  (本文共73页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所)
中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所)

FMCW毫米波雷达系统中频电路及信号处理研究

随着毫米波雷达技术的日益成熟和人们对安全性的迫切需要,近年来,防撞雷达系统得到了深入研究和广泛应用,如自动巡航控制、碰撞报警和防碰撞系统以及有待发展的雷达成像和汽车的自动驾驶系统等。中频和数字处理是防撞雷达系统不可或缺的重要组成部分。本文重点讨论了毫米波防撞雷达系统的中频电路及其改进、基于脉冲计数新方法的处理机和自适应信号处理等的研究工作,主要研究内容摘要如下:1简要介绍了防撞雷达系统的发展历史,总结了雷达信号处理的发展和数字信号处理技术在雷达系统中的应用及其实现方法。2简单介绍了FMCW毫米波雷达系统,包括它的测速、测距原理,基本组成与结构和其主要的性能指标,并简单介绍了已研制的SAE-100型毫米波防撞雷达系统和工业用FMCW毫米波避碰雷达系统及防撞雷达的应用。3详细讨论了FMCW毫米波雷达系统的中频电路实现。内容涉及:中频电路的基本原理及指标,前置放大电路的噪声性能对整个系统性能的影响,接收机的主要组成部分(前置放大电路、...  (本文共121页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京理工大学
南京理工大学

基于FPGA汽车防撞雷达信号处理机的设计与实现

随着经济的发展,汽车越来越普及,它给人们带来便利的同时其危害也越来越明显。如何让汽车变得更安全就成了人们追求的目标,因此,汽车防撞雷达的研究越来越得到人们重视。本文围绕毫米波汽车防撞雷达系统进行了深入分析,重点研究了毫米波汽车防撞雷达的原理、信号处理机的信号处理方法以及信号处理的FPGA实现。本文在以下几个方面展开研究:首先总结了国内外汽车防撞雷达研发现状,讨论了汽车防撞雷达的性能要求、工作原理和总体设计相关的问题,在此基础上提出一种毫米波汽车防撞雷达总体设计方案,并提出各个分系统方案,给出性能指标。其次研究了汽车防撞雷达信号处理的各个组成部分,包括FFT、MTD相干积累以及恒虚警检测,并对雷达信号处理算法进行matlab仿真。最后在Xilinx ISE8.2软件集成环境下,通过调用Xilinx提供的IP核,并与VHDL语言相结合,完成了基于FPGA的软件编程和测试。  (本文共65页) 本文目录 | 阅读全文>>

江西理工大学
江西理工大学

汽车自动防撞雷达系统的研究

汽车防撞雷达可大幅降低交通事故的发生概率,具有广阔应用前景。本论文介绍了汽车防撞系统的国内外研究背景和研究现状,对各种防撞探测系统进行了比较,发现毫米波体制的雷达探测系统具有稳定的探测性能,不受被测物体表面形状、颜色等因素影响;对大气紊流、气涡流等具有适应性,可以保证雷达探测系统在任何天气情况下正常运行,非常适合公路交通探测环境。介绍了毫米波汽车防撞雷达的测距、测速原理。根据实际系统的要求对毫米波汽车防撞雷达的性能提出参数化要求,讨论了几种不同的系统结构对整体系统性能的影响。从理论上对汽车防撞雷达信号产生、发射、传播、接收、处理的全过程进行了研究。研究了多发多收LFMCW雷达体制的目标探测、定位原理,分析了定位精度,并给出了系统设计方法和设计实例,多发多收定位原理可以解决波束不扫描条件下的方位分辨和测角难题。提出了利用小波分析技术对雷达的中频信号进行处理的方法。相对于传统防撞系统中常用的短时傅里叶变换方法来说,小波技术的应用可以...  (本文共111页) 本文目录 | 阅读全文>>

《雷达学报》2013年02期
雷达学报

一种车载毫米波列车防撞雷达系统研究

1引言随着我国客运专线建设的快速发展,列车运行速度不断提高,对列车运行安全的要求也不断提高,现有的列控系统采用信号闭塞手段来保证行车安全,但列控系统只能保证监测行车列车这种合作目标,对于具有突发性、不可预测等非合作目标侵限事件的发生不能提前预警。“甬温线”铁路交通事故也说明,除列车控制系统之外,一套与信号系统完全独立的,可自主工作,能全天时、全天候工作的铁路行车安全保障系统是必要的。防撞雷达是民用雷达技术应用的一个重要分支,随着雷达技术的发展,防撞雷达已广泛应用于汽车、飞机、船舶等交通系统中[1-3]。但与汽车防撞雷达相比,铁路列车运行速度快,需要的制动距离远,火车雷达需要更远的探测威力和更高的角度测量精度,因而在实现手段上与汽车雷达也有所不同。本文针对火车防撞雷达的应用背景,研究一种具有较高的距离分辨率和方位向测角精度的低成本车载列车防撞雷达,分析讨论了基于开关切换的数字阵列天线设计、频率步进合成宽带信号幅相误差补偿等问题,并...  (本文共5页) 阅读全文>>