專利名稱：毫米波時分無源調頻多通道汽車防撞雷達的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及無線龜波發(fā)射和接收探測目標方位、距離和速度的技術領域，具體是一 種毫米波時分線性無源調頻多通道汽車防撞雷達。
背景技術：
目前，汽車、摩托車等機動車大量增多，道路擁擠超負荷，車禍頻繁發(fā)生造成大量的生 命傷亡和重大的財產損失，己成為全球嚴重的社會問題。美、歐、日本等國投入大量人力和 物力研制先進防撞雷達，由于汽車防撞雷達工作環(huán)境和條件十分苛刻，快速行駛的車輛避撞 過程的時間極短，不足一秒鐘，技術要求很高，存在不少難題需解決。據分析，防撞雷達不 可避免地會出現遇到多目標檢測的問題，FM-CW調頻連續(xù)波防撞雷達局限于檢測單一目標。 不同目標雷達反射截面RCS是不同的，目標距離不同回波延時必然不同，其運動速度不同多 普勒頻移也不同，因此，調制信號僅用單一頻率的周期信號作為檢測標志，它是不能對觀察 區(qū)域內所有目標同時無模糊測定距離和速度。這種防撞雷達對可能發(fā)生碰撞的S標大小和距 離遠近分辨力都是單一的，相鄰多個目標回波相互交調、串擾會很難分辨其檢測數據，影響 判斷。連續(xù)波雷達存在發(fā)射天線能量泄漏阻塞接收信號的問題，收/發(fā)天線隔離差影響檢測， 尤其影響弱小目標的檢測。使用喇叭結構天線水平方向角度分辨力不夠，道路彎曲時更差， 反射式拋物面天線機掃慢抗振防塵差，微帶天線毫米波頻率損耗較大。簡單雷達顯示器缺少 相鄰目標分辨力，不能顯示多目標全景圖像信息，對多個目標位置、距離遠近及相對移位速 度難能準確預警。脈沖雷達存在發(fā)射信號遮檔，回波盲距不宜汽車近距離防撞。汽車行駛在 高速公路無后視預警雷達的監(jiān)視時常有追尾相撞事故發(fā)生，天氣能見度差時事故發(fā)牛率更高。 現有汽車防撞雷達缺少用傳感器信號構成閉環(huán)控制的功能，缺少道路環(huán)境天線自適應控制和
自動避障、減速及剎車的智能控制，能見度差或行駛遇險情不能及時幫助司機解危避免事故。 發(fā)明內容
本實用新型的目的是提供相對快速的同時預警多個路障目標方位、距離和速度的一種毫 米波時分線性無源調頻多通道汽車防撞雷達。
本實用新型的技術方案設發(fā)隔離器、收隔離器、限幅器、中放、邊帶倒置電路、數據緩 沖器FTFO、數字信號處理器DSP、雙口儲存器MAR、微控制器MCU、接口1/0、路況攝像傳感 器、本車速傳感器、衛(wèi)星定位傳感器GPS、聲光報警器、避障器、減速器、剎車器、鍵盤， 還設發(fā)射寬波束準光集成介質透鏡天線與接收準光集成介質透鏡天線陣列、波束轉換幵關、 頻率合成器、收/發(fā)轉換開關T/R!、 T/R2、 T/fo、聲表器件SAW多通道調頻器、時分電路、上 變頻、倍頻與功放、低噪聲高放、下變頻、聲表器件SAW多通道信號提取電路、光柵掃描圖 像顯示器CRT，發(fā)射寬波束準光集成介質透鏡天線設在車前后方向照射整個路面，接收準光 集成介質透鏡天線陣列是按路面最多車道量設置，由兩個天線陣元波束合成接收一個車道的回波信號，頻率合成器輸出fc3接入DSP為時鐘信號、fc4接入MCU為時鐘信號，DSP按接收 天線陣列編碼脈沖分配序列接入波束轉換開關、CRT，頻率合成器輸出fd接入時分電路為時 鐘信號，時分電路控制端由接口 1/0接入MCU，路況攝像傳感器、本車速傳感器、衛(wèi)星定位 傳感器GPS信號接入MCU接口 I/O控制時分電路生成n路時分脈沖，高電平邏輯"H"接入收 /發(fā)轉換開關T/R2、 T/Rs，低電平邏輯"L"接入T/Ri，頻率合成器輸出L接入聲表器件SAW 多通道調頻器為調制信號基準頻率，產生n組與SAW中心頻率相同頻率，頻率合成器輸出fC2 接入聲表器件SAW多通道調頻器為窄脈沖定時信號，在聲表器件SAW多通道調頻器生成n組 無源調頻信號，接入時分電路編碼為n路SAW頻率遞增排列的時分脈沖群，頻率合成器輸出 fi接入上變頻為本振信號，變頻為雷達載頻的一半或四分之一頻率，經T/fo、倍頻與功放二 或四倍頻、功放為雷達載頻fe，通過T/R2、發(fā)隔離器、發(fā)射寬波束準光集成介質透鏡天線照 射路面，頻率合成器輸出f」接入下變頻為內在二或四倍頻本振信號，fr接入邊帶倒置電路為 本振信號，n路回波信號經接收準光集成介質透鏡天線陣列、波束轉換開關、收隔離器、T/Rk 低噪聲高放、下變頻、中放、邊帶倒置電路，在時分電路異歩選通門選取n組按發(fā)射SAW頻 率編排的目標信號，經聲表器件SAW多通道信號提取電路、數據緩沖器FIFO接入DSP數據總 線，DSP與MCU數據總線、地址總線、控制線經雙口存儲器RAM匯接，并提供仲裁信號，MCU 由接口 1/0分別接入CRT、聲光報警器、避障器、減速器、剎車器、鍵盤，DSP軟件設計片內 分組時分復用數據重排、動目標顯示MTI、快速傅里葉變換FFT、距離旁瓣抑制、恒虛警處理 CFAR， MCU系統(tǒng)軟件編程包括主程序和數據采集、數據處理、對象控制子程序，中放自動增 益控制AGC電壓經濾波、直流放大接入低噪聲高放、中放AGC受控端，頻率合成器、時分電 路、上變頻、倍頻與功放、收/發(fā)轉換丌關T/m、 T/fo、 T/R3、發(fā)隔離器、收隔離器、波束轉 換開關、低噪聲高放、下變頻、中放、邊帶倒置電路集成一體，屏蔽；
其中，頻率合成器由恒溫晶振、晶振分頻器、倍頻放大鏈、混頻器、鑒相器、環(huán)路濾波 器、壓控振蕩器VCO、環(huán)路分頻器組成，VCO由砷化鎵高—遷移率器件GaAsHEMT、介質諧振器 反饋振蕩、變容管壓控調諧，環(huán)路分頻器由前置分頻器和可編程分頻器組合，恒溫晶振輸出 分兩路， 一路經倍頻放大鏈與VCO輸出混頻并通過環(huán)路分頻器接入鑒相器，另一路經晶振分 頻器接入鑒相器，鑒相電壓經環(huán)路濾波器壓控VCO鎖相頻率合成，上變頻本振fL由VCO輸出 為雷達載頻的一半或四分之一頻率，fL定向耦合器為下變頻內在二或四倍頻本振信號f"可 編程分頻器輸出fm為聲表器件SAW多通道調頻器調頻基準頻率、fr為邊帶倒置電路本振信號、
fc2為窄脈沖定時信號、fd為時分時鐘信號、fc3為DSP時鐘信號、f(M為MCU時鐘信號，環(huán)路
可編程分頻器數控端由接口 I/O接入MCU;
發(fā)射寬波束準光集成介質透鏡天線，由介質基片微帶雙縫集成天線、介質透鏡構成，發(fā) 射寬波束準光集成介質透鏡天線其介質透鏡半球端面為輻射面，短圓柱體橫截面緊密放置介 質基片微帶雙縫集成天線為饋源，透鏡天線設置在車前、后方向，射頻信號與天線阻抗匹配， 經T/R2、發(fā)隔離器照射整個路面，接收準光集成介質透鏡天線陣列其介質透鏡是橢圓球體， 半球端面為接收輻射面，橢圓球體橫切截面緊密放置介質基片微帶雙縫集成天線為饋源，在 車前、后方向按路面最多車道量設成線陣，由兩個天線陣元波束合成接收一車道回波信號，收、發(fā)透鏡天線置于安裝基座，外置防護罩，回波經波束轉換開關、收隔離器、T/Ri饋入接 收通道，DSP按車道量編碼脈沖序列接入波束轉換開關、CRT坐標變換器；
波束轉換開關在接收天饋波導由PIN二極管芯串、并、串為單刀單擲開關SPST，控制偏 壓經低通網絡接入DSP按車道接收天線陣列編碼脈沖序列，多個波束轉換組合控制為單刀多 擲開關，收/發(fā)轉換開關T/RK T/R2、 T/R3在傳輸波導設PIN二極管芯串、并、串為單刀單擲 開關SPST，其中T/R2、 T/R3為雙連同步開關，時分脈沖高電平邏輯"H"經低通網絡接入T/R2、 T/R.3，低電平邏輯"L"經低通網絡接入T/R!;
上變頻由兩個砷化鎵高遷移率器件GaAsHEMT、微帶網絡組成平衡混頻器，頻率合成器輸 出fL為本振信號經90。相移混合接頭分配給兩個砷化鎵高遷移率器件GaAsHEMT柵極，源極 經180°相移混合接頭連接n路時分編碼脈沖聲表器件SAW多通道調頻信號，漏極經另 一個 90°相移混合接頭取和頻倍頻、功放，倍頻與功放由倍頻器、激勵級、功放級組合，采用磷 化銦為襯底的砷化鎵高遷移率器件InPGaAsHEMT、微帶網絡、C類偏置構成，倍頻器輸入串聯(lián) x/4阻抗變換微帶網絡，源極阻容接地，漏極接抑制基波和奇次諧波微帶網絡，調諧在二或 四次諧頻為雷達載頻fo，激勵級、功放級柵極接阻抗匹配微帶網絡和C類偏置，源極接地， 漏極調諧在fQ，并與發(fā)射天線阻抗匹配；
低噪聲高放由一個雙柵磷化銦為襯底的砷化鎵高遷移率器件InPGaAsHEMT、微帶網絡構 成，雙柵器件第一柵極微帶網絡與接收天線阻抗匹配，第二柵極為自動增益控制AGC控制端， 接入中放AGC輸出信號，源極阻容接地，漏極輸出與下變頻耦合，下變頻是分諧波混頻器SHP， 由兩個肖特基二極管反向并接在低噪聲高放輸出微帶網絡與本振信號ft'微帶網絡之間，本振 信號fV由頻率合成器輸出fL經定向耦合器接入SHP產生內在二或四倍頻，中頻IF在本振信
號fi.'微帶網絡的一側經帶通濾波網絡取出；
聲表器件SAW多通道調頻器，由n組調制頻率發(fā)生器、聲表器件SAW、窄脈沖定時器tp 及調制器組成，頻率合成器輸出fm接入調制頻率發(fā)生器產生與n組聲表器件SAW中心頻率相 同的調制頻率，頻率合成器輸出fc2接入n組窄脈沖定時器tp產生定時脈沖，在n組調制器 對其調制頻率進行調制生成包絡為辛格函數sinx/x脈沖信號，激勵n組頻率由高至低遞增的 聲表器件SAW依次規(guī)律展寬頻譜，加權輸出f" f2、 fn組調制信號；
多通道信號提取電路，由n組盧表器件SAW、正交相干檢波器I/Q、模數轉換器A/D組成， 中放輸出經邊帶倒置電路在時分譯碼器n路異步時序選通門選取按發(fā)射編排f" fV、 fV的n 組回波信號，經n組聲表器件SAW脈壓匹配濾波、加權接入正交相干檢波器1/Q解調，正交 相干檢波器I/Q分I支路和Q支路兩個乘法器，頻率合成器輸出fi為相干基準信號接入T支 路，移相^/2接入Q支路，相干解調，經模數轉換器A/D、數據緩沖器FIFO接入數字信號處 理器DSP數據總線；
時分電路由現場可編程門陣列PFGA組構計數器、譯碼器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、編碼開關、時 序異步選通門，頻率合成器輸出fc!時鐘信號觸發(fā)計數器Cp與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，計數器控制端 接于MCU接口I/0，路況攝像、本車速傳感器信號接入MCU控制時分電路生成n路時分脈沖， 高電平邏輯"H"接入T/R2、 T/R3，低電平邏輯"l/'接入T/Rb計數器數據端、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出端接編碼開關，譯碼器輸入端與調制信號編碼開關對號相接，fi、 f2、 fn組調制信號 接入譯碼器輸出頻率遞增排列至限幅器、上變頻、T/R2、倍頻與功放、T/R3、發(fā)隔離器、天線 發(fā)射，目標回波經天線陣列、波束轉換開關、收隔離器、T/Rk低噪聲高放、下變頻、中放、 邊帶倒置，在譯碼器n路時序異步選通門選取fV， f2'、 fn'按發(fā)射編碼規(guī)律信號接入n組對應 的聲表器件SAW多通道信號提取電路，SAW脈壓、加權，1/Q相干檢波解調，經A/D模數轉換 器、數據緩沖器FIFO再接入DSP數據總線。
光柵掃描圖像顯示器CRT是由坐標變換器、圖像存儲器RAM、地址選擇控制器、數模轉 換器D/A、標尺產生器、字符產生器、圖形顏色產生器、顯示控制器、輝亮電路、顯像管X-Y-Z 偏轉系統(tǒng)組成，數字信號處理器DSP按車道天線陣列編碼脈沖序列接入坐標變換器和波束轉 換開關，聲表器件SAW多通道多目標回波信號在數字信號處理器DSP頻譜分折數據由微控制 器MCU控制，經接n 1/02送至顯示控制器，其控制器分別連接坐標變換器、地址選擇控制器、 圖像存儲器RAM、數模轉換器D/A、標尺、字符產生器、顯像管X-Y-Z偏轉系統(tǒng)，其中坐標變 換器、數模轉換器D/A、標尺、字符及圖形顏色產生器分別還接入輝亮電路控制顯像管調輝 電極。
本技術方案路況攝像結合本車速及衛(wèi)星定位傳感器GPS信號MCU控制n路時分脈沖，n 組SAW多通道無源線性調頻發(fā)射，n路目標回波在時分異步選通門選取n組與發(fā)射SAW器件 相同共軛匹配脈壓濾波，相對快速的同時檢測多個車道目標或單個目標在多個通道檢測相干 積累分析數據，當某通道信號受干擾不穩(wěn)定，不影響其它通道正常檢測，加強抗干擾能力， 冃標距離由遠到近時分編碼脈寬線性變窄，距離越近分辨力越高，多譜勒頻移越大，三維圖 像細節(jié)分辨越清楚，DSP抑制虛警識別與本車最近距離目標，前方無車由司機設速行駛，出 現車輛時雷達檢測其信號，跟蹤至最近車輛，控制本車速保持安全距離，偏離安全距離時聲 光報警，逼近危險距離時MCU指令避障器自動避障或啟動減速器、剎車器智能控制，MCU智 能控制是根據雷達測得的相關數據，參考路況和本車速及GPS傳感信息數據作出抉擇，起到 能見度差行駛司機不易看清楚的避障功能，并識別靜止車輛或固定物繞道而過，極人提高防 撞性能；時分脈沖高電平邏輯"H"前沿時T/R2 、 T/R3接通發(fā)射，T/Ri關斷接收，后沿時進 入低電平邏輯"L"， T/R2 、 T/R3關斷發(fā)射，T/R!接通接收，時間上完全隔離發(fā)射能量泄漏到 接收系統(tǒng)，提高弱小目標信號檢測能力，增大雷達作用距離，后沿檢測消除發(fā)射脈寬遮擋避 免盲距，改善動態(tài)范圍實現近距防撞；全相參雷達信號，多個基準頻率和時鐘信號與其成整 數倍，頻穩(wěn)度與晶振同，收/發(fā)信號起始相位、時分脈沖保持嚴格同步，抑制車道路邊山坡、 樹木、建筑物、廣告牌虛假目標，在強雜波背景下檢測車輛及行人的多普勒信息，提高抗地 物干擾能力；上變頻與下變頻木振同頻倍頻為收/發(fā)載頻，低成本獲取毫米波雷達高載頻寬帶 脈壓、高分辨力測量精度，SAW無源調頻與脈壓時延穩(wěn)定，線性優(yōu)良，復制性好；天線半球 短圓柱體介質透鏡寬波束照射整個路面探測路障目標，兩個透鏡天線陣元窄波束合成接收一 車道目標回波信號角度分辨力高，道路彎曲或較大斜坡行駛天線波束旁辨低，水平方向視野 開闊，方位分辨精度高，抗振、防塵能力強，特別是MC1J根椐路況圖像結合本車速度及GPS 信號控制DSP編碼脈沖分配序列調整路面相應車道波束，自適應道路環(huán)境。

圖1本實用新型汽車防撞雷達技術方案原理圖 圖2雷達收/發(fā)脈沖時序圖 圖3頻率合成器 圖4 SAW多通道調頻發(fā)生器 圖5時分電路 圖6時分信號發(fā)射電路 圖7 SAW多通道信號提取電路 圖8柵光掃描圖像顯示器 具體實施方法
圖l，本實用新型具體實施方法和實施例1設發(fā)隔離器10、收隔離器4、限幅器14、中 放7、邊帶倒置電路8、數據緩沖器FIF017、數字信號處理器DSP18、雙口儲存器RAM19、微 控制器MCU20、接口 1/027、路況攝像傳感器28、本車速傳感器29、衛(wèi)星定位傳感器GPS30、 聲光報警器21、避障器22、減速器23、剎車器24、鍵盤25，還設發(fā)射寬波束準光集成介質 透鏡天線1與接收準光集成介質透鏡天線陣列2、波束轉換開關3、頻率合成器12、收/發(fā)轉 換開關T/Ri、 T/R" T/R3、聲表器件SAW多通道調頻器16、時分電路15、上變頻13、倍頻與 功放ll、低噪聲高放5、下變頻6、聲表器件SAW多通道信號提取電路9、光柵掃描圖像顯示 器CRT26，發(fā)射寬波束準光集成介質透鏡天線1設在車前后方向照射整個路面，接收準光集 成介質透鏡天線陣列2是按路面最多車道量設置，由兩個天線陣元波束合成接收一個車道的 回波信號，頻率合成器12輸出fc3接入DSP18為時鐘信號、fc4接入MCU20為時鐘信號，DSP18 按接收天線陣列編碼脈沖分配序列接入波束轉換開關3、 CRT26，頻率合成器12輸出fc!接入 時分電路15為時鐘信號，時分電路15控制端由接口 1/027接入MCU20，路況攝像傳感器28、 本車速傳感器29、衛(wèi)星定位傳感器GPS30信號接口 1/027接入MCU20控制時分電路15生成n 路時分脈沖，高電平邏輯"H"接入收/發(fā)轉換開關T/R2、 T/R3，低電平邏輯"L"接入T/R!， 頻率合成器12輸出L接入聲表器件SAW多通道調頻器16為調制信號基準頻率，產生n組與 SAW中心頻率相同頻率，頻率合成器12輸出fc2接入聲表器件SAW多通道調頻器16為窄脈沖 定時信號，在聲表器件SAW多通道調頻器16生成n組無源調頻信號，接入時分電路15編碼 為n路SAW頻率遞增排列的時分脈沖群，頻率合成器12輸出fL接入上變頻13為本振信號， 變頻為雷達載頻的一半或四分之一頻率，經T/fo、倍頻與功放ll二或四倍頻、功放為雷達載 頻fo，通過T/R2、發(fā)隔離器IO、發(fā)射寬波束準光集成介質透鏡天線1照射路面，頻率合成器 12輸出fJ接入下變頻6為內在二或四倍頻本振信號，fr接入邊帶倒置電路8為本振信號，n 路回波信號經接收準光集成介質透鏡天線陣列2、波束轉換開關3、收隔離器4、 T/R!、低噪 聲高放5、下變頻6、中放7、邊帶倒置電路8，在時分電路15異步選通門選取n組按發(fā)射 SAW頻率編排的目標信號，經聲表器件SAW多通道信號提取電路9、數據緩沖器FIF017接入 DSP18數據總線，DSP18與MCU20數據總線、地址總線、控制線經雙口存儲器RAM19匯接，并 提供仲裁信號，MCU20由接口 1/027分別接入CRT26、聲光報警器21、避障器22、減速器23、剎車器24、鍵盤25， DSP18軟件設計片內分組時分復用數據重排、動目標顯示MTI、快速傅 里葉變換FFT、距離旁瓣抑制、恒虛警處理CFAR， MCU20系統(tǒng)軟件編程包括主程序和數據采 集、數據處理、對象控制子程序，中放7自動增益控制AGC電壓經濾波、直流放大接入低噪 聲高放5、中放7AGC受控端，頻率合成器12、時分電路15、上變頻13、倍頻與功放ll、收 /發(fā)轉換開關T/R!、 T/R2、 T/R3、發(fā)隔離器IO、收隔離器4、波束轉換開關3、低噪聲高放5、 下變頻6、中放7、邊帶倒置電路8集成一體為雷達收/發(fā)電路，屏蔽。
本實用新型發(fā)射天線結構是一端面半球及短圓柱體介質透鏡模擬集成天線無窮厚介質基 片，以消除表面波。改變圓柱體長度獲得合適的準光輻射高辨力方向性，半球短圓柱體介質 透鏡天線為寬波束照射整個路面。接收天線按路面最多車道量設置橢圓球體介質透鏡天線陣 列，橢圓球體饋源遠焦點射線在其折射為平行的窄波束，在數字信號處理器DSP按路面車道 量編碼所對應的脈沖信號控制為"多選一"方式路面循環(huán)掃描，并由兩個天線陣元窄準光高 斯束在一車道空中重合，顯著提高角度分辨力，道路彎曲或較大斜坡行駛天線波束旁辨較低， 水平方向視野開闊，方位分辨精度高，抗振動防塵力強。MCU根椐路況傳感信息和本車速控 制DSP天線陣列編碼脈沖分配序列，行駛在實際路面可增減調整車道波束，靈活適應道路環(huán) 境增強防撞檢測。準光介質透鏡天線毫米波傳輸損耗小增益高，口徑小，成本低，安裝汽車 不影響外觀和氣動性。
T/R2、 T/R3雙連同步開關SPST，其串聯(lián)的PIN管在時分脈沖高電平H前沿時正偏導通， 并聯(lián)的PIN管反偏截止，接通倍頻與功放輸入/輸出信號，經發(fā)隔離器，發(fā)射準光集成介質透 鏡天線射向路面探測路障目標，這時T/Rt串聯(lián)的PIN管反偏開路，并聯(lián)PIN管正偏短路，切 斷回波輸入信號，關閉接收；當T/R!串聯(lián)PIN管在時分脈沖低電平L進入后沿時正偏導通， 并聯(lián)PIN管反偏截止，接通回波輸入信號，T/R2、 T/R:',串聯(lián)PIN管反偏開路，并聯(lián)PIN管正 偏短路，切斷倍頻與功放輸入/輸出信號，關斷發(fā)射。
波束轉換開關、收/發(fā)轉換開關T/R!、 T/R2、 T/R3控制偏壓均經低通網絡接入PIN管，防 止毫米波泄漏到控制級影響正常工作。單管開關隔離度和頻帶都較小，采用至少兩個PIN管 芯串、并聯(lián)結構并在倍頻與功放輸入/輸出設雙連開關，與隔離器組合達到所需要求。
上變頻將SAW調頻信號變頻為雷達載頻一半或四分之一，經倍頻與功放二或四輸出為雷 達載頻fo，可降低頻率合成器毫米波高端頻率輸出的要求。上變頻9(T和18(T相移混合接 頭均為3dBLange定向耦合器，本振信號與SAW調頻信號可以同相輸出，有很高的隔離度。倍 頻與功放器件選用磷化銦襯底砷化鎵高遷移率晶體管InPGaAsHEMT，有較寬的工作頻帶和功 率增益。
為了提高弱小目標信號檢測能力，提高接收靈敏度設低噪聲高放，選用雙柵磷化銦襯底 砷化鎵高遷移率器件InPGaAsHEMT改善強噪聲背景下檢測目標特性。由于汽車防撞雷達作用 距離近，功率增益12 dB左右即可，針對目標回波信號強弱起伏大，低噪聲高放、中放設自 動增益控制AGC，保持雷達接收有足夠大的動態(tài)范圍，適應檢測不同距離和大小目標的增益。 雙柵器件第二柵控制Is對gm變化特性，源極阻容自給偏壓，Is在其電阻壓降，使柵極產生負 偏壓，選取合適的Ib工作點和gm，加上AGC電壓可得到良好的自動增益控制。中放AGC有較大的動態(tài)范圍，與低噪聲高放AGC組合控制BJ避免大卡車、大巴強目標回波信號過載和防止 較強干擾引起的過載，并兼顧小目標如摩托車、自行車及行人的中放增益，保持目標較大起 伏情況下仍有較高檢測概率。
下變頻采用分諧波混頻器SPH，它是在鰭線或微帶線反向并接兩個肖特基二極管，背靠背 相互保護在過高電壓時不被燒毀，回波載頻與本振頻率諧頻相差甚遠，隔離度大于30dB。其 電路簡單，無須耦合電橋和直流電源，特別是本振信號非線性諧波內在倍頻功能，取本振信 號頻率一半或四分之一，與上變頻輸出頻率相配，降低頻率合成器毫米波頻率輸出要求。
雷達收/發(fā)射頻電路集成一體簡化連接，減少波導接口和同軸接頭，縮小體形，減輕重量， 提高雷達自身工程電磁兼容性和可靠性。
圖2雷達收/發(fā)脈沖時序圖，w)是天線波束轉換開關在DSP編碼脈沖分配序列循環(huán)掃描 的一個波形Ts， ( b)是時分電路時鐘信號fd波形，(c)是單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器定時U波形及占空因 子t2波形，時分脈沖高電平邏輯"H"前沿時控制T,/R2、 T/fc接通發(fā)射，T/Ri關斷接收，后 沿時進入低電平邏輯"L"關斷T/R2、 T/R3關斷發(fā)射，T/I^接通接收，目標回波在時分電路異 步選通門選取。圖中(d)、 (e)、 (f)、 (g)淺色波形是n組SAW無源調頻信號時分n路發(fā)射脈沖， ti與脈寬i相等，深色波形為接收路障冃標回波脈沖，(d)雷達收/發(fā)脈沖重疊吻合，回波延 時At^，零距離目標無回波產生。(g)回波延時At二max，雷達最大非模糊作用距離所對應時 間。(e)延時At〉0，產生回波，(f)回波延時At〈max，信號能量較大。近距回波脈寬窄信號 功率小，但近區(qū)場輻射強，信噪比下降不大，回波信號功率相對較小接收不易飽和阻塞，改 善動態(tài)范圍提高檢測概率。雷達最大作用距離內不會被發(fā)射脈寬遮檔，沒有盲區(qū)。時分異步 收/發(fā)，時間上完全隔離發(fā)射信號能量泄漏，極大改進雷達檢測弱信號目標的能力，達到FM-CW 雷達、PD雷達不具備的優(yōu)點。
時分多個通道檢測多目標信號是在時間上分步進行，時分脈寬、周期遠快于目標運動速 度，相對于135km/h高速車輛行駛不會有大的突變，可視為同時檢測。
圖3頻率合成器，恒溫晶振12a信號經晶振分頻器12c與環(huán)路分頻器12g接入鑒相器12d、 環(huán)路濾波器12e、壓控振蕩器VC012f信號接入混頻器12i，與恒溫晶振12a、倍頻鏈12b輸 出混頻，進行頻率反饋下移，減小環(huán)路分頻器12g分頻比，改善相位噪聲特性，倍頻鏈12b 由兩級階躍倍頻器、放大器組成，獲得高次倍頻和一定的輸出功率。VC012f介質諧振器反饋 振蕩，變容管壓控調諧，由恒溫晶振12a高穩(wěn)頻鎖定相位，短穩(wěn)優(yōu)于10—"/ms，能適于汽車強 振動和溫差大的惡劣環(huán)境下工作，提供智能防撞雷達相干檢測與控制精確的各基準信號。上 變頻本振fL由VC012f輸出為雷達載頻一半或四分之一頻率，倍頻與功放二或四倍經發(fā)隔離 器饋送天線發(fā)射，fL經定向耦合器12h得到下變頻本振信號fL'，基于下變頻是分諧波混頻器 內在倍頻功能，只須取半數或四分之一頻率，減輕頻率合成器高端頻率輸出要求，簡化電路 結構，低成本獲取雷達高載頻寬帶脈壓高分辨力檢測性能?？删幊谭诸l器輸出多通道調頻器 基準信號fnu邊帶倒置電路本振信號fr、聲表器件SAW多通道信號提取電路基準信號、時分 時鐘信號fci、窄脈沖定時信號fc2、數字信號處理器DSP時鐘信號f。、微控制器MCU時鐘信 號fc4，由此可見，本雷達信號源由同一個恒溫晶振12a頻率合成，頻穩(wěn)度與其同級，多個基準頻率和時鐘信號與其成整數倍的關系，收/發(fā)信號起始相位、SAW調頻信號、A/D采樣、時 分脈沖保持嚴格同步，抑制車道兩側山丘、樹木、建筑物、廣告牌虛假目標雜波背景檢測行 駛的機動車輛和行人多普勒信息，有較強的抗地物雜波干擾能力。可編程分頻器由接口 1/027 接入MOJ控制。
圖4SAW多通道調頻發(fā)生器，分設16bl、 16b2、 16bn組，調制頻率發(fā)生器16a引入頻率 合成器信號fm分頻、濾波組合為n組調制頻率，產生與SAW聲表器件中心頻率相同信號分別 接于調制器m，引入fC2為窄脈沖定時器tp觸發(fā)信號，在調制器m產生包絡為辛格函數sinx/x 脈沖信號激勵聲表器件SAW，使其色散延時線特性由低頻分量變化至高頻分量變化或由高頻 分量變化至低頻分量變化在時間t依次展寬，其變化規(guī)律斜率均是線性的，產生fK h、 fn 無源調頻調制信號，接入fen為時鐘信號時分電路15編碼n路多通道發(fā)射信號限幅器14整 形為時寬為Ti、 T2、 Tn，頻寬為B" B2、 Bn的線性調頻脈沖信號，由上變頻、倍頻與功放將 多個通道時分脈沖信號移至毫米波雷達載頻，饋入準光集成介質透鏡天線寬波束照射路面探 測可能發(fā)生碰撞的目標。收/發(fā)配對SAW聲表器件無源調頻和脈壓匹配濾波呈共軛特性，調頻 線性度優(yōu)良，脈壓時延性能穩(wěn)定分辨力高，復制性好適合大批量生產。
圖5時分電路、圖6時分信號發(fā)射電路，由時鐘信號fc觸發(fā)的計數器15a控制端經接 口 1/027接入微控制器MCU，路況攝像結合本車速MCU控制計數器15a改變二進-十進計數生 成n路時分脈沖，高電平邏輯"H"前沿時T/R2 、 T/R3接通倍頻與功放11發(fā)射，'1'/1^關斷接 收，后沿時進入低電平邏輯"L"控制T/R2、 T/R3關斷發(fā)射，T/R!接通接收，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 10b由時鐘信號fCI觸發(fā)對吋分脈沖定時t！為雷達發(fā)射脈寬t ， t2為雷達檢測最大作用距離， 計數器驅動譯碼器15c使n路時序通道的脈沖控制fu f2、 fn組SAW調制信號，經編碼開關 ]5d排列為頻率遞增調頻信號通過限幅器14整形接入上變頻13，并由頻率合成器輸出毫米波 頻率fL為泵源接入上變頻13，然后由倍頻與功放11將其變?yōu)槔走_載頻經發(fā)隔離器10饋送天 線發(fā)射，在時分異步時序選通門15e選取由邊帶倒置電路8的中放回波信號脈沖fV、 ft'、 fn', 從時間上完全隔離發(fā)射能量泄漏到接收信道，提高目標信號的檢測能力，檢測弱小目標增人 雷達作用距離。后沿檢測消除發(fā)射脈寬遮擋避免盲距，改善接收動態(tài)范圍，實現近距防撞檢 測。n組聲表器件SAW調頻信號在時分電路15時間上分割達到了多個通道檢測信號的調制， 其脈內線性調頻加寬信號瞬時帶寬，與接收n組配對的聲表器件SAW脈壓網絡"相位共軛匹 配"濾波及加權，相位色散絕對值相同，符號相反，在時間上則為調頻斜率相同，方向相反， 獲取大脈壓系數的信噪比提高檢測目標距離分辨力，發(fā)射一路接收一個目標信息或接收多個 目標相干積累，目標距離由遠到近時分編碼脈寬線性變窄，距離越近分辨力越高，多譜勒頻 移越大，三維圖像細節(jié)分辨越清楚，檢測多個目標在時域、頻域、空域有序進行。與單通道 脈沖PD雷達相比，檢測分辨多目標性能明顯提高。鑒于此，路況攝像信息和本車速及GPS提 供本車當前位置數據MCU控制，視車流稀密和道路彎直控制時分通道量應對檢測，并調整DSP 編碼脈沖分配序列自適應控制天線波束。時分多通道頻率和時間雙重編碼，某信道受千擾不 穩(wěn)定，不影響其它通道正常檢測，加強抗干擾性。
圖7 SAW多通道信號提取電路，中放回波由邊帶倒置電路8高本振fr混頻提取差頻，調頻斜率與輸入正好相反，nS各時序脈沖經時分電路15異步時序選通門選取多通道信號fV、fV、 fn',在n組與調頻發(fā)射相同的聲表器件SAW復共軛脈壓匹配濾波，旁瓣加權網絡濾波?；夭?信號在正交相干檢波器1/Q解調，表征信息處理從時域轉為頻域，雷達目標的全部信息蘊含 于中頻復調制信號之中，因此，在回波信號數字化處理之前，將其中頻去掉，使回波信號進 行零中頻的同相/正交相干檢波輸出零中頻基帶信號，圖中相干檢波器9a、 9b、 9n分設I支 路和Q支路兩個乘法器，頻率合成器輸出fi中頻相干本振信號，并移相"/2相參，中頻回波 信號經同相/正交兩路相干檢波，達到多個通道的目標信號提取。這復調制信號被分解成實部 和虛部，信號的幅度和相位兩個信息都保存下來，它們分別經過模數A/D變換后在數據緩沖 存儲器FIF017暫存，多個目標回波數據先進先出送到數字信號處理器DSP18。
DSP18進行數據重排后送入MTI動目標顯示、FFT快速傅里葉變換，FFT等效于大量的距 離門和多普勒濾波器組，對多通道的多個路障目標回波差拍的距離和相對速度頻譜分析。FFT 輸出信號距離旁瓣抑制后恒虛警處理CFAR，根據剩余雜波的強度自動調節(jié)檢測門限，使虛警 概率保持在允許值內，超過門限的信號被送到相關信息處理，以確定是否目標，如果是，則 對目標的距離、速度及方位角度等數據送到圖像顯示器，DSP18識別與本車最近距離的目標， 前方無車由司機設定速度行駛，出現車輛時雷達測其距離和相對速度，跟蹤至最近車輛，雷 達控制其車速保持安全距離，偏離安全距離聲光報警，至逼近危險距離有一段可以防撞時間 的距離，此時司機作出正確操作60%以上可以防撞，啟用自適應控制系統(tǒng)智能防撞雷達，防 撞不受司機心理和生理能力所限，正確率大大提高。
逼近危險距離時MCU指令避障器自動避障或啟動減速器、剎車智能控制。如遇迎面相撞 的險情，時間是兩車速度之和，安全距離急劇縮短，要求駕駛素質、經驗更高，相應地智能 防撞雷達自適應控制系統(tǒng)反映速度為ms級甚至ps級，比人類反映快得多，在無機械故障條 件下人控是不能替代的。動目標顯示MTI脈沖對消濾波識別靜止車輛或固定物，控制本車繞 道而過。MCU智能控制是根據雷達測得相關數據，參考路況和本車速及GPS傳感信息作出其 抉擇數據處理控制執(zhí)行機構。
雙口存儲器RAM可使DSP與MCU雙方握手操作交換數據，每個數據在雙口 RAM中按字節(jié) 由低到高占用，提供仲裁信號避免DSP與MCU發(fā)生競爭。
圖8光柵掃描圖像顯示器，坐標變換26a將數字信號處理器DSP18控制天線多波束轉換 脈沖分配序列變換為二進制的數字量圖像X、 Y數據，并為圖像RAM26b提供圖像信息的地址， 它是采用高速乘法器矢量產生的方法實現坐標轉換。圖像存儲器26b實質是一個大容量的隨 機讀寫RAM,其地址與圖形上的像素相等，即一址一像素，適合多輛車、多個行人目標復雜 信息圖形的顯示，顯示控制器26e具有顯示定時、顯示控制信號產生和光柵掃描、編址功能， 標尺26f、字符26g及圖形顏色產生器26h為圖像顯示提供刻度定位和文字說明的標志及色 彩，輝亮電路26i和圖像X-Y-Z偏轉系統(tǒng)26j是光柵掃描圖像顯示器CRT必備的電路和部件， 光柵掃描產生后形成水平X、垂直Y掃描及其輝亮Z信號，加至CRT的偏轉控制，通過地址 選擇控制器I/026c，掃描數據為圖像RAM的讀出地址，將圖像信息同步讀出。
本實用新型圖像顯示力求簡明可辨，DSP18運算處理多通道雷達回波信號經接口 1/027輸入MCU20，其回波信息數據存儲在圖像RAM26b之中，在光柵掃描產生電路的同步下讀取圖 像數據，經數模轉換器D/A26d和輝亮電路26i加至光柵掃描圖像顯示器CRT的調輝電極上， 即可動態(tài)顯示多個目標的方位和距離信號圖形及其在相對變化的速度信號的三維全景圖像。
本實施例汽車防撞雷達在車體前、后方向設置發(fā)射寬波束準光集成介質透鏡天線，水平 方位角10.5° ,垂直方位角3.2。，增益G32.5dB，按高速公路路面車道量設置左、中、右三 車道前后兩個接收天線陣列6個波束,單波束均由兩個準光集成介質橢圓球體透鏡天線陣元 組合，水平方位角為2° ,垂直方位角3。，前視天線增益G》30dB，后視天線增益G》15dB，收 /發(fā)波束在路面車道空中重合，警戒識別主車道危險目標，預警左車道潛在危險目標和右車道 可能威脅目標，波束轉換開關掃描速率2.99us/Hz，確保波束掃掠150m，寬25m的范圍探測 路障目標,汽車行駛在單車道時，路況攝像和本車速及GPS信號數據MCU控制DSP控制車道波 束調整編碼脈沖分配序列，變?yōu)閱蝹€接收天線波束探測路障目標，頻率合成器VCO輸出ft基 準信號頻率23.625 GHz，上、下變頻四倍頻為雷達載頻f。 94. 5GHz ,發(fā)射輸出峰值功率Pt 186mw,時分多通道n設為8，由8組"共軛匹配"的SAW聲表器件無源調頻和脈壓濾波接收、 正交相干檢波器I/Q解調提取目標數據信息，時分n通道量視路況和本車速可相應得到調整。 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器定時t，6.3ns，占空因子t2 56ns，發(fā)射脈寬t與t相等，中頻帶寬Bn 1. 15GHz， 噪聲系數Fn 9. 2dB，系統(tǒng)損耗Ls和大氣傳播損耗Latm6. ldB，信噪比(S。/N。) iminl2. 6dB， 路障目標為大巴、卡車雷達最大檢測距離R腿xl50m，中巴、轎車100m，摩托車、自行車50m， 行人40m，雷達最小檢測路障目標距離Rmin <lm，最近目標識別時間<60 u s，角度分辨力 《0.5° ，距離分辨力《0. 2m，速度分辨力〈1.5km/h，剎車延時〈12ms，時速135km/h能緊急 制動。
本實用新型實施例2，技術方案與實施例1相同，頻率合成器VCO輸出fN基準信號頻率 38. 5 GHz分別接入上變頻和下變頻二倍頻為雷達載頻f。 77GHz ，發(fā)射輸出峰值功率Pt 160mw, 時分多路通道n設置為10，由10組"共軛匹配"的SAW聲表器件無源調頻和脈壓濾波接收、 1/Q相干檢波提取目標數據信息，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器定時t 6ns，占空因子t2 62ns，發(fā)射脈寬t 與t!相等，中頻帶寬Bnl.2GHz，噪聲系數Fn9.2dB，射頻系統(tǒng)損耗Ls和雷達大氣傳播損耗 Latm6.1dB，信噪比(S。/N。) irainl2. 6dB，路障目標為大巴、卡車雷達最大檢測距離Rmaxl60m， 中巴、轎車125 m，摩托車、自行車75m，行人56ra，雷達最小檢測路障目標距離Rrain lm， 最近目標識別時間〈50ns。
本實用新型實施例3，技術方案與實施例l相同，頻率合成器VCO輸出fN基準信號頻率 35. 125GHz，上變頻和下變頻四倍頻為雷達載頻f。140. 5GHz ，發(fā)射輸出峰值功率Pt 160mw，時 分多路通道n設置為12，由12組"共軛匹配"的SAW聲表器件無源調頻和脈壓濾波接收、 1/Q相干檢波提取目標數據信息，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器定時h 7ns，占空因子t2 76ns，發(fā)射脈寬t 與ti相等，中頻帶寬Bn 1. 2GHz，噪聲系數Fn 9. 2dB，射頻系統(tǒng)損耗Ls和雷達大氣傳播損耗 Latm6. ldB，信噪比(S。/N。) iminl2. 6dB，路障目標為大巴、卡車雷達最大檢測距離Rmaxl56m， 中巴、轎車125m，摩托車、自行車65m,行人50m，雷達最小檢測路障目標距離Rmin 0. 9m， 最近目標識別時間〈80us。
權利要求1、一種毫米波時分無源調頻多通道汽車防撞雷達，設發(fā)隔離器、收隔離器、限幅器、中放、邊帶倒置電路、數據緩沖器FIFO、數字信號處理器DSP、雙口儲存器MAR、微控制器MCU、接口I/O、路況攝像傳感器、本車速傳感器、衛(wèi)星定位傳感器GPS、聲光報警器、避障器、減速器、剎車器、鍵盤，其特征在于還設發(fā)射寬波束準光集成介質透鏡天線與接收準光集成介質透鏡天線陣列、波束轉換開關、頻率合成器、收/發(fā)轉換開關T/R1、T/R2、T/R3、聲表器件SAW多通道調頻器、時分電路、上變頻、倍頻與功放、低噪聲高放、下變頻、聲表器件SAW多通道信號提取電路、光柵掃描圖像顯示器CRT，發(fā)射寬波束準光集成介質透鏡天線設在車前后方向照射整個路面，接收準光集成介質透鏡天線陣列是按路面最多車道量設置，由兩個天線陣元波束合成接收一個車道的回波信號，頻率合成器輸出fc3接入DSP為時鐘信號、fc4接入MCU為時鐘信號，DSP按接收天線陣列編碼脈沖分配序列接入波束轉換開關、CRT，頻率合成器輸出fc1接入時分電路為時鐘信號，時分電路控制端由接口I/O接入MCU，路況攝像傳感器、本車速傳感器、衛(wèi)星定位傳感器GPS信號經接口I/O接入MCU控制時分電路生成n路時分脈沖，高電平邏輯“H”接入收/發(fā)轉換開關T/R2、T/R3，低電平邏輯“L”接入T/R1，頻率合成器輸出fm接入聲表器件SAW多通道調頻器為調制信號基準頻率，產生n組與SAW中心頻率相同頻率，頻率合成器輸出fc2接入聲表器件SAW多通道調頻器為窄脈沖定時信號，在聲表器件SAW多通道調頻器生成n組無源調頻信號，接入時分電路編碼為n路SAW頻率遞增排列的時分脈沖群，頻率合成器輸出fL接入上變頻為本振信號，變頻為雷達載頻的一半或四分之一頻率，經T/R3、倍頻與功放二或四倍頻、功放為雷達載頻f0，通過T/R2、發(fā)隔離器、發(fā)射寬波束準光集成介質透鏡天線照射路面，頻率合成器輸出fL′接入下變頻為內在二或四倍頻本振信號，fr接入邊帶倒置電路為本振信號，n路回波信號經接收準光集成介質透鏡天線陣列、波束轉換開關、收隔離器、T/R1、低噪聲高放、下變頻、中放、邊帶倒置電路，在時分異步選通門選取n組按發(fā)射SAW頻率編排的目標信號，經聲表器件SAW多通道信號提取電路、數據緩沖器FIFO接入DSP數據總線，DSP與MCU數據總線、地址總線、控制線經雙口存儲器RAM匯接，并提供仲裁信號，MCU由接口I/O分別接入光柵掃描圖像顯示器、聲光報警器、避障器、減速器、剎車器、鍵盤，DSP軟件設計片內分組時分復用數據重排、動目標顯示MTI、快速傅里葉變換FFT、距離旁瓣抑制、恒虛警處理CFAR，MCU系統(tǒng)軟件編程包括主程序和數據采集、數據處理、對象控制子程序，中放自動增益控制AGC電壓經濾波、直流放大接入低噪聲高放、中放AGC受控端，頻率合成器、上變頻、倍頻與功放、收/發(fā)轉換開關T/R1、T/R2、T/R3、發(fā)隔離器、收隔離器、波束轉換開關、低噪聲高放、下變頻、中放、邊帶倒置電路集成一體為雷達收/發(fā)電路，屏蔽。
2、 根據權利要求1所述的毫米波時分無源調頻多通道汽車防撞雷達，其特征在于頻率 合成器由恒溫晶振、晶振分頻器、倍頻放大鏈、混頻器、鑒相器、環(huán)路濾波器、壓控振蕩器 VC0、環(huán)路分頻器組成，VC0由砷化鎵高遷移率器件GaAsHEMT、介質諧振器反饋振蕩，變容管 壓控調諧，環(huán)路分頻器由前置分頻器和可編程分頻器組合，恒溫晶振輸出分兩路， 一路經倍頻放大鏈與VC0輸出混頻并通過環(huán)路分頻器接入鑒相器，另一路經晶振分頻器接入鑒相器， 鑒相電壓經環(huán)路濾波器壓控VC0鎖相頻率合成，上變頻本振fL由VC0輸出為雷達載頻的一半 或四分之一頻率，fL定向耦合器為下變頻內在二或四倍頻本振信號fV，可編程分頻器輸出fm 為聲表器件SAW多通道調頻器調頻基準頻率、fr為邊帶倒置電路本振信號、fc2為窄脈沖定時 信號、fd為時分時鐘信號、fcs為DSP時鐘信號、fc4為MCU時鐘信號，環(huán)路可編程分頻器數 控端由接口 1/0接入MCU。
3、 根據權利要求1所述的毫米波時分無源調頻多通道汽車防撞雷達，其特征在于發(fā)射 寬波束準光集成介質透鏡天線，由介質基片微帶雙縫集成天線、介質透鏡構成，發(fā)射寬波束 準光集成介質透鏡天線其介質透鏡半球端面為輻射面，短圓柱體橫截面緊密放置介質基片微 帶雙縫集成天線為饋源，透鏡天線設置在車前后方向，射頻信號與天線阻抗匹配，經TZR2、 發(fā)隔離器照射整個路面，接收準光集成介質透鏡天線陣列其介質透鏡是橢圓球體，半球端面 為接收輻射面，橢圓球體橫切截面緊密放置介質基片微帶雙縫集成天線為饋源，在車前后方 向按路面最多車道量設成線陣，由兩個天線陣元波束合成接收一車道回波信號，收、發(fā)透鏡 天線置于安裝基座，外置防護罩，回波經波束轉換開關、收隔離器、T/R，饋入接收通道，DSP 按車道量編碼脈沖序列接入波束轉換開關、CRT坐標變換器。
4、 根據權利要求1所述的毫米波時分無源調頻多通道汽車防撞雷達，其特征在于波束 轉換開關在接收天饋波導由PIN二極管芯串、并、串為單刀單擲丌關SPST,控制偏壓經低通 網絡接入DSP按車道接收天線陣列編碼脈沖序列，多個波束轉換組合控制為單刀多擲開關， 收/發(fā)轉換開關T/R!、 T/R2、 T/fo在傳輸波導設PIN 二極管芯串、并、串為單刀單擲開關SPST， 其中T/R2、 TZR3為雙連同歩開關，時分脈沖高電平邏輯"H"經低通網絡接入T/fe、 T/R3，低 電平邏輯"L"經低通網絡接入T/m。
5、 根據權利要求1所述的毫米波時分無源調頻多通道汽車防撞雷達，其特征在于上變 頻由兩個砷化鎵高遷移率器件GaAsllEMT、微帶M絡組成平衡混頻器，頻率合成器輸出A為本 振信號經90°相移混合接頭分配給兩個砷化鎵高遷移率器件GaAsHEMT柵極，源極經180°相 移混合接頭連接n路時分編碼脈沖聲表器件SAW多通道調頻信號，漏極經另一個90°相移混 合接頭取和頻倍頻、功放，倍頻與功放由倍頻器、激勵級、功放級組合，采用磷化銦為襯底 的砷化鎵高遷移率器件InPGaAsHEMT、微帶網絡、C類偏置構成，倍頻器輸入串聯(lián)x/4阻抗變 換微帶M絡，源極阻容接地，漏極接抑制基波和奇次諧波的微帶網絡，調諧在二或四次諧頻 為雷達載頻fo，激勵級、功放級柵極接阻抗匹配微帶網絡和C類偏置，源極接地，漏極調諧 在fn,并與發(fā)射天線阻抗匹配。
6、 根據權利要求1所述的毫米波時分無源調頻多通道汽車防撞雷達，其特征在于低噪 聲高放db—個雙柵磷化銦為襯底的砷化鎵高遷移率器件InPGaAsHEMT、微帶網絡構成，雙柵 器件第一柵極微帶網絡與接收天線阻抗匹配，第二柵極為自動增益控制AGC控制端，接入中 放AGC輸出信號，源極阻容接地，漏極輸出與下變頻耦合，下變頻是分諧波混頻器SHP，由 兩個肖特基二極管反向并接在低噪聲高放輸出微帶網絡與本振信號fi.'微帶網絡之間，本振信 號fL'由頻率合成器輸出化經定向親合器接入SHP產生內在二或四倍頻，中頻信號IF在本振信號fV微帶網絡的一側經帶通濾波網絡取出。
7、 根據權利要求1所述的毫米波時分無源調頻多通道汽車防撞雷達，其特征在于聲表 器件SAW多通道調頻器由n組調制頻率發(fā)生器、聲表器件SAW、窄脈沖定時器tp、調制器組 成，頻率合成器輸出fm接入調制頻率發(fā)生器產生與n組聲表器件SAW中心頻率相同的調制頻 率，其頻率由高至低遞增，頻率合成器輸出fc2接入n組窄脈沖定時器tp產生相應調制頻率 的定時脈沖，在n組調制器對其調制頻率進行調制生成包絡為辛格函數sinx/x脈沖信號，激 勵n組的聲表器件SAW依次規(guī)律展寬頻譜，加權輸出fK f2、 fn組調制信號。
8、 根據權利要求1所述的毫米波時分無源調頻多通道汽車防撞雷達，其特征在于聲表 器件SAW多通道目標信號提取電路由n組SAW聲表器件、正交相干檢波器I/Q、模數轉換器 A/D組成，中放輸出經邊帶倒置電路在時分譯碼器n路時分異步選通門選取按發(fā)射編排f入 f2'、 fn'的n組回波信號，.經n組SAW聲表器件脈壓匹配濾波、加權接入正交相干檢波器VQ 解調，其I/Q檢波器分I支路和Q支路兩個乘法器，頻率合成器輸出&為相干基準信號接入 I支路，移相"/2接入Q支路，相干檢波解調信號經模數轉換器A/D、數據緩沖器FIFO接入 數字信號處理器DSP數據總線。
9、 根據權利要求1所述的毫米波時分無源調頻多通道汽車防撞雷達，其特征在于時分 電路由現場可編程門陣列PFGA組構計數器、譯碼器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、編碼開關、時序異步選 通門，頻率合成器輸出f。時鐘信號觸發(fā)計數器Cp與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，計數器控制端接于MCU 接口 1/0，路況攝像、本車速傳感器及GPS信號接入MCU控制時分電路生成n路時分脈沖， 高電平邏輯"H"接入T/R2、 T/R3，低電平邏輯"L"接入T/R"計數器數據端、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā) 器輸出端接編碼開關，譯碼器輸入端與調制信號編碼開關對號相接，fi、 f2、 fn組調制信號 接入譯碼器輸出頻率遞增排列至限幅器、上變頻、T/R2、倍頻與功放、T/R:!、發(fā)隔離器、天線 發(fā)射，目標回波經天線陣列、波束轉換開關、收隔離器、T/Rh低噪聲高放、下變頻、中放、 邊帶倒置，在譯碼器n路時序異步選通門選取f!'、 f2'、 fn'按發(fā)射編碼規(guī)律信號接入n組對應 的聲表器件SAW多通道信號提取電路，SAW脈壓、加權，1/Q相干檢波解調，經A/D模數轉換 器、數據緩沖器FIFO再接入DSP數據總線。
10、 根據權利要求1所述的毫米波時分無源調頻多通道汽車防撞雷達，其特征在于光 柵掃描圖像顯示器CRT是由坐標變換器、圖像存儲器RAM、地址選擇控制器、數模轉換器D/A、 標尺產生器、字符產生器、圖形顏色產生器、顯示控制器、輝亮電路、顯像管X-Y-Z偏轉系 統(tǒng)組成，數字信號處理器DSP按車道天線陣列編碼脈沖序列接入坐標變換器和波束轉換開 關，聲表器件SAW多通道多目標回波信號在DSP譜分析數據由MCU控制，經接口1/02送至顯 示控制器，其控制器分別連接坐標變換器、地址選擇控制器、圖像存儲器RAM、數模轉換器 D/A、標尺、字符產生器、顯像管X-Y-Z偏轉系統(tǒng)，其中坐標變換器、數模轉換器D/A、標尺、 字符及圖形顏色產生器分別還接入輝亮電路控制顯像管調輝電極。
專利摘要本實用新型涉及無線電定位技術領域，具體是毫米波時分無源調頻多通道汽車防撞雷達。采用全相參收/發(fā)基準信號，時分時序異步控制，準光集成介質透鏡天線及陣列，由DSP按車道掃描波束警戒路面可能發(fā)生碰撞的目標，路況攝像、本車速及GPS信號MCU控制時分SAW多通道調頻，經上變頻、限幅器、R/T₃、倍頻與功放、R/T₂、隔離器、波束開關、天線發(fā)射，回波經天線陣列、波束開關、隔離器、R/T₁、低噪聲高放、下變頻、中放、時分電路、SAW多通道信號與發(fā)射SAW“共扼匹配”濾波，DSP與MCU處理控制，遇多個路障目標DSP抑制虛警確定方位、距離和相對速度，CRT顯示三維圖像，目標距離越近分辨力越高，識別與本車最近距離目標，小于安全距離聲光報警，接近危險距離智能避障或減速、剎車，其控制參考路況結合本車速及GPS數據作出抉擇，顯著提高汽車行駛安全。
文檔編號G01S13/00GK201259549SQ200820163089
公開日2009年6月17日 申請日期2008年8月28日 優(yōu)先權日2008年8月28日
發(fā)明者阮樹成 申請人:阮樹成