專利名稱：汽車倒車雷達的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種汽車電子設備，更具體地說，本實用新型涉及一種汽車倒車雷達。
背景技術：
汽車倒車雷達作為一種汽車電子設備現(xiàn)在已經(jīng)廣泛使用在汽車中，其主要用于探測車身周圍障礙物的方位與距離，為車輛的駕駛者提供操縱參考。現(xiàn)有的汽車倒車雷達一般通過向車身周圍發(fā)射一個特定頻率的超聲波，由超聲波接收器接收障礙物反射回來的返回波信號，再通過返回波放大器將該信號放大后直接交由中央處理器進行適時處理分析，并將處理結果輸出給報警裝置或/和顯示裝置，以此實現(xiàn)探測車身周圍是否存在障礙物以及該障礙物與車身的具體位置關系這種目的。
如圖1，所示為傳統(tǒng)的汽車倒車雷達的原理框圖。該倒車雷達包括控制主機(2)、一或多個發(fā)射和接收超聲波的探頭(1)，控制主機(2)包括電源穩(wěn)壓電路(21)、中心處理器(22)、超聲發(fā)射電路(23)和超聲接收電路(24)，中心處理器(22)連接并控制著超聲發(fā)射電路(23)和超聲接收電路(24)，每路超聲發(fā)射電路(23)連接一個探頭(1)且其包括發(fā)射信號轉換器(230)、發(fā)射信號放大器(231)，該超聲接收電路(24)包括濾除發(fā)射波的電子開關(240)、回波處理電路(241)。
倒車雷達系統(tǒng)的超聲波傳感器一般都安裝在汽車的前、后保險杠上，包括中央處理器的控制ECU(主機)一般都安裝在汽車儀表盤內(nèi)或后行李箱內(nèi)，因此超聲波傳感器到控制ECU之間有3米～6米的傳輸線。由于超聲波在碰到障礙物時，雖然會適時發(fā)生反射形成回波，但是，由于障礙物自身的性質(zhì)、形狀、大小等與車身的距離以及周圍環(huán)境等因素的影響，往往會使經(jīng)反射的超聲波的回波信號幅度非常小。當很小的回波信號通過3米～6米的傳輸線的衰減后，到達控制ECU(主機)內(nèi)部已經(jīng)很微弱了，微弱的回波信號幅度與傳輸線上的各種干擾信號幅度接近時，將會使返回波信號處理電路很難識別回波信號與干擾信號，因此中央處理器也無法順利或正確地接受和處理，這樣倒車雷達可能難以探測到障礙物或探測到的信息不準確，尤其是當障礙物比較小而且距離車身較遠時(一般大于2.0米時)，這種現(xiàn)象會更加明顯，因此有必要對現(xiàn)有的這種倒車雷達技術加以改進。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術的上述缺點，本實用新型的目的是要提供一種汽車倒車雷達，該汽車倒車雷達具有如下優(yōu)點可以提高超聲回波的信噪比，從而更加準確地探測車身周圍的障礙物的方位與距離。
為此，本實用新型的技術解決方案是一種汽車倒車雷達，其包括控制主機、一或多個發(fā)射和接收超聲波的探頭，所述控制主機包括電源穩(wěn)壓電路、中心處理器、超聲發(fā)射電路和超聲接收電路，中心處理器連接并控制著超聲發(fā)射電路和超聲接收電路，每路超聲發(fā)射電路連接一個探頭且其包括發(fā)射信號轉換器、發(fā)射信號放大器，該超聲接收電路包括濾除發(fā)射微波的電子開關、回波處理電路，而所述超聲發(fā)射電路(23)還包括將發(fā)射信號疊加到電源電路上的發(fā)射疊加器，該發(fā)射疊加器的輸出端與所述傳輸線的A端相連接；所述倒車雷達還包括緊貼每個探頭設置的傳感器組件，所述傳感器組件包括依次連接的從電源電壓中分離出發(fā)射信號的發(fā)射分離器、發(fā)射信號升壓器；所述傳輸線的B端連接著所述發(fā)射分離器的輸入端，而一個所述探頭連接著該發(fā)射信號升壓器的輸出端；所述傳感器組件還包括將回波信號疊加到電源電壓上的回波疊加器、而回波疊加器連接在探頭與傳輸線的B端之間，相應地，所述超聲接收電路還包括從電源電壓中分離出回波信號的回波分離電路，該超聲接收電路包括依次鏈接的回波分離電路、電子開關、選頻再放大器、回波濾波器、回波處理電路，該電子開關與回波處理電路分別連接著所述中心處理器的相應信號接腳。
采用本實用新型裝置的汽車，由于在現(xiàn)有的倒車雷達控制ECU內(nèi)部增設了發(fā)射信號與電源電壓疊加電路，而相應地，在緊貼原有探頭處增設了傳感器組件，傳感器組件內(nèi)部包括從電源電壓中分離出發(fā)射信號的發(fā)射分離器、以及發(fā)射信號升壓器，因此在發(fā)射信號的傳送過程中，傳輸線上的信號只有較小的衰減、干擾影響大幅減小。
而且，所述傳感器組件還包括將回波與電源電壓疊加的回波疊加器，回波疊加器連接在探頭與傳輸線的B端之間；相應地，超聲接收電路還包括從電源電壓中分離出回波信號的回波分離電路，該超聲接收電路包括依次鏈接的回波分離電路、電子開關、選頻再放大器、回波濾波器、回波處理電路，由于上述進一步改進，本發(fā)明的倒車雷達使得回波接收信號進一步增強、接收/傳送過程中傳輸線上干擾影響基本消除，從而可以將探測距離延伸到3米以上。
為了進一步改進抗干擾性能，本實用新型的電路改進包括所述傳感器組件還包括穩(wěn)壓濾波器，該穩(wěn)壓濾波器連接在所述發(fā)射分離器輸入端上。
所述回波疊加器與所述探頭之間還串聯(lián)有回波選頻預放大器，該回波選頻預放大器輸入端連接在所述探頭上。
所述回波分離電路包括依次鏈接的阻抗匹配器、從電源電壓中分離出回波信號的隔離器。
所述傳感器組件中的發(fā)射分離器包括依次鏈接的從電源電壓中分離出發(fā)射信號的隔離器、發(fā)射波形變換器、發(fā)射放大器、變壓驅(qū)動器。
所述中心處理器的信號接腳連接并控制著各路超聲發(fā)射電路，所述電子開關的信號引腳連接并控制著各路回波分離電路。
所述電源穩(wěn)壓電路包括提供控制主機的工作電源電路和強化信號傳輸?shù)寞B加電源電路。
所述疊加電源電路輸出電壓為8伏。
所述發(fā)射疊加器包括連接在電源穩(wěn)壓電路高壓端與所述發(fā)射信號放大器輸出端之間的限壓電阻。
所述回波疊加器包括串連在回波選頻預放大器與傳輸線B端之間的耦合電容和電阻。
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明。


圖1是傳統(tǒng)的汽車倒車雷達的原理框圖。
圖2是本實用新型汽車倒車雷達實施例的原理框圖。
圖3是圖2實施例中的探頭及傳感器組件的元器件電路圖。
圖4是圖2實施例中的超聲發(fā)射電路、電源穩(wěn)壓電路的元器件電路圖。
圖5是圖2實施例中的中心處理器與電子開關的元器件電路圖。
圖6是圖2實施例中的選頻再放大器、回波濾波器及處理電路的元器件電路圖。
具體實施方式
如圖2，所示為本實用新型的汽車倒車雷達實施例的原理框圖。該倒車雷達包括其包括控制主機(2)、一或多個發(fā)射和接收超聲波的探頭(1)，所述控制主機(2)包括電源穩(wěn)壓電路(21)、中心處理器(22)、超聲發(fā)射電路(23)和超聲接收電路(24)，中心處理器(22)連接并控制著超聲發(fā)射電路(23)和超聲接收電路(24)，每路超聲發(fā)射電路(23)連接一個探頭(1)且其包括發(fā)射信號轉換器(230)、發(fā)射信號放大器(231)，該超聲接收電路(24)包括濾除發(fā)射波的電子開關(240)、回波處理電路(241)。
而所述超聲發(fā)射電路(23)還包括將發(fā)射信號與電源電壓疊加的發(fā)射疊加器(232)，該發(fā)射疊加器(232)的輸出端與所述傳輸線(3)的A端相連接；所述倒車雷達還包括緊貼每個探頭設置的傳感器組件(4)，所述傳感器組件(4)包括依次連接的發(fā)射分離器(41)、發(fā)射信號升壓器(42)；所述傳輸線(3)的B端連接著所述發(fā)射分離器(41)的輸入端，而一個所述探頭(1)連接著該發(fā)射信號升壓器(42)的輸出端；所述傳感器組件(4)還包括將回波與電源電壓疊加的回波疊加器(45)、回波選頻預放大器(44)，該回波選頻預放大器(44)輸入端也連接在所述探頭(1)上、而回波疊加器(45)連接在回波選頻預放大器(44)輸出端與傳輸線(3)B端之間，所述傳感器組件(4)還包括穩(wěn)壓濾波器(43)，該穩(wěn)壓濾波器(43)連接在所述發(fā)射分離器(41)輸入端上。所述傳感器組件(4)中的發(fā)射分離器(41)包括依次鏈接的從電源電壓中分離出發(fā)射信號的隔離器(410)、發(fā)射波形變換器(411)、發(fā)射放大器(412)、變壓驅(qū)動器(413)。
相應地，所述超聲接收電路(24)還包括回波分離電路(242)，該回波分離電路(242)連接在所述傳輸線A端和所述電子開關(240)的輸入端之間。所述中心處理器(22)的信號接腳連接并控制著各路超聲發(fā)射電路(23)，所述電子開關(240)的信號引腳連接并控制著各路回波分離電路(242)。所述超聲接收電路(24)包括依次鏈接的回波分離電路(242)、電子開關(240)、選頻再放大器(243)、回波濾波器(244)、回波處理電路(241)，該電子開關(240)與回波處理電路(241)分別連接著所述中心處理器(22)的相應信號接腳。所述回波分離電路(242)包括依次鏈接的阻抗匹配器(244)、從電源電壓中分離出回波信號的隔離器(245)。
如圖3，所示為本實用新型的探頭及傳感器組件的元器件電路圖。其中發(fā)射分離器(41)包括三極管DA1、發(fā)射信號升壓器(42)包括變壓器L2、穩(wěn)壓濾波器(43)包括電阻R1、電容器C2；所述傳輸線(3)的B端通過CON2連接著所述發(fā)射分離器(41)的輸入端，而一個所述探頭(1)連接著該變壓器L2的輸出端。所述傳感器組件(4)的回波選頻預放大器(44)包括IC1、回波疊加器(45)包括R15與C8，該回波選頻預放大器(44)輸入端也連接著所述探頭(1)，所述回波疊加器(45)輸出端也通過CON2連接著所述傳輸線(3)的B端；所述傳感器組件(4)中的發(fā)射分離器(41)包括依次鏈接的從電源電壓中分離出發(fā)射信號的隔離器(410)(DA1等)、發(fā)射波形變換器(411)(C10、R12等)、發(fā)射放大器(412)(T2等)、變壓驅(qū)動器(413)(T3等)。
如圖4，所示為本實用新型的超聲發(fā)射電路、電源穩(wěn)壓電路的元器件電路圖。本實用新型實施例中，所述控制主機(2)包括三路超聲發(fā)射電路(23)和三路回波分離電路(242)(僅表示其中之一)，所述中心處理器(22)的信號接腳連接并控制著三路超聲發(fā)射電路(23)，所述電子開關(240)的信號引腳連接并控制著各路回波分離電路(242)，而一路超聲發(fā)射電路(23)和一路回波分離電路(242)共同通過一條雙股傳輸線(3)連接著一套傳感器組件。
超聲發(fā)射電路(23)中，各路發(fā)射信號轉換器(230)分別包括電阻R8\C11，R9\C12，R22\C23，發(fā)射信號放大器(231)分別包括三極管Q1、Q2、Q3，發(fā)射疊加器(232)分別包括連接在含IC1的電源穩(wěn)壓電路(21)的8伏電壓端與Q1、Q2、Q3輸出端之間的限壓電阻R1、R2、R3。
該超聲發(fā)射電路(23)的輸出端還分別通過L1、L2、L3及相應的接頭CON2與一條傳輸線(3)的A端相連接。
超聲接收電路(24)中的回波分離電路(242)分別包括依次鏈接的阻抗匹配器(244)L1、L2、L3、R4、R12、R24，隔離器(245)C7、C17、C26，所述傳輸線A端還連接著該回波分離電路(242)的輸入端。
如圖5，所示為本實用新型的中心處理器與電子開關的元器件電路圖。中心處理器為IC3，電子開關為IC6，而所述電子開關(240)的輸入端連接著回波分離電路(242)的輸出端。所述超聲接收電路(24)包括依次鏈接的回波分離電路(242)、電子開關(240)、選頻再放大器(243)、回波濾波器(244)、回波處理電路(241)。其前后電路的連接參看相應字母標記。
如圖6，所示為本實用新型的選頻再放大器、回波濾波器及處理電路的元器件電路圖。該電子開關(240)與回波處理電路(241)分別連接著所述中心處理器(22)的相應信號接腳。其前后電路的連接參看相應字母標記。
本本實用新型實現(xiàn)了發(fā)射信號的傳送和回波信號的傳送都基本不受傳輸線的衰減和被傳輸線上的各種干擾信號干擾，第一個優(yōu)點在控制ECU內(nèi)部增加了超聲波發(fā)射信號與電源疊加器，傳感器組件內(nèi)增設了發(fā)射分離器，超聲波發(fā)射信號經(jīng)電源線傳送到超聲波傳感器組件內(nèi)的發(fā)射分離電路，發(fā)射分離電路從電源線上分離出發(fā)射信號，再輸出到發(fā)射信號升壓器，發(fā)射信號升壓器把發(fā)射信號的電壓幅度升到規(guī)定的幅度，通過超聲波傳感器向外發(fā)射出去。第二個優(yōu)點在傳感器組件內(nèi)增設了回波選頻放大器和回波與電源疊加器，在控制ECU內(nèi)增加了回波分離電路，在傳感器組件內(nèi)部，超聲波接收器輸出的信號，經(jīng)選頻放大器將回波信號放大到遠遠大于傳輸線上的干擾信號后，并把放大的回波信號疊加到電源線上傳送到控制ECU，控制ECU內(nèi)部通過回波分離電路將從電源線上分離出回波信號，再送到回波處理電路處理，然后送入CPU處理。這樣CPU就可以得到適時、正確的能反映車身周圍障礙物的距離和/或方位的分析數(shù)據(jù)源，為使用者正確判斷障礙物的方位與距離提供了保障。
權利要求1.一種汽車倒車雷達，其包括控制主機(2)、一或多個發(fā)射和接收超聲波的探頭(1)，所述控制主機(2)包括電源穩(wěn)壓電路(21)、中心處理器(22)、超聲發(fā)射電路(23)和超聲接收電路(24)，中心處理器(22)連接并控制著超聲發(fā)射電路(23)和超聲接收電路(24)，每路超聲發(fā)射電路(23)連接一個探頭(1)且其包括發(fā)射信號轉換器(230)、發(fā)射信號放大器(231)，該超聲接收電路(24)包括電子開關(240)、回波處理電路(241)，其特征在于所述超聲發(fā)射電路(23)還包括發(fā)射疊加器(232)，該發(fā)射疊加器(232)的輸出端與所述傳輸線(3)的A端相連接；所述倒車雷達還包括緊貼每個探頭設置的傳感器組件(4)，所述傳感器組件(4)包括依次連接的發(fā)射分離器(41)、發(fā)射信號升壓器(42)；所述傳輸線(3)的B端連接著所述發(fā)射分離器(41)的輸入端，而一個所述探頭(1)連接著該發(fā)射信號升壓器(42)的輸出端；所述傳感器組件(4)還包括回波疊加器(45)、而回波疊加器(45)連接在探頭(1)與傳輸線(3)的B端之間，相應地，所述超聲接收電路(24)還包括回波分離電路(242)，該超聲接收電路(24)包括依次鏈接的回波分離電路(242)、電子開關(240)、選頻再放大器(243)、回波濾波器(244)、回波處理電路(241)，該電子開關(240)與回波處理電路(241)分別連接著所述中心處理器(22)的相應信號接腳。
2.如權利要求1所述的汽車倒車雷達，其特征在于所述傳感器組件(4)還包括穩(wěn)壓濾波器(43)，該穩(wěn)壓濾波器(43)連接在所述發(fā)射分離器(41)輸入端上。
3.如權利要求1所述的汽車倒車雷達，其特征在于所述回波疊加器(45)與所述探頭(1)之間還串聯(lián)有回波選頻預放大器(44)，該回波選頻預放大器(44)輸入端連接在所述探頭(1)上。
4.如權利要求1所述的汽車倒車雷達，其特征在于所述回波分離電路(242)包括依次鏈接的阻抗匹配器(244)、從電源電壓中分離出回波信號的隔離器(245)。
5.如權利要求1所述的汽車倒車雷達，其特征在于所述傳感器組件(4)中的發(fā)射分離器(41)包括依次鏈接的從電源電壓中分離出發(fā)射信號的隔離器(410)、發(fā)射波形變換器(411)、發(fā)射放大器(412)、變壓驅(qū)動器(413)。
6.如權利要求1所述的汽車倒車雷達，其特征在于所述中心處理器(22)的信號接腳連接并控制著各路超聲發(fā)射電路(23)，所述電子開關(240)的信號引腳連接并控制著各路回波分離電路(242)。
7.如權利要求1所述的汽車倒車雷達，其特征在于所述電源穩(wěn)壓電路(21)包括提供控制主機(2)的工作電源電路和強化信號傳輸?shù)寞B加電源電路。
專利摘要本實用新型涉及一種汽車倒車雷達，其包括控制主機、一或多個探頭，主機包括電源穩(wěn)壓電路，主機中，中心處理器連接超聲發(fā)射電路和超聲接收電路，每路超聲發(fā)射電路包括發(fā)射信號轉換器、發(fā)射信號放大器、與傳輸線的A端相連接的發(fā)射疊加器，超聲接收電路包括依次鏈接的回波分離電路、電子開關、選頻再放大器、回波濾波器、回波處理電路，電子開關與回波處理電路分別連接著中心處理器的相應信號接腳。倒車雷達還包括傳感器組件，其包括發(fā)射分離器、發(fā)射信號升壓器，傳輸線的B端連接發(fā)射分離器，而探頭連接發(fā)射信號升壓器，其還包括回波疊加器。本實用新型汽車倒車雷達可以提高超聲回波的信噪比，從而更加準確地探測車身周圍的障礙物的方位與距離。
文檔編號G01S15/06GK2874530SQ200620056519
公開日2007年2月28日 申請日期2006年3月13日 優(yōu)先權日2006年3月13日
發(fā)明者孫仁富 申請人:深圳市航盛電子股份有限公司