本實(shí)用新型涉及一種測速雷達(dá)系統(tǒng)，尤其涉及可區(qū)分車道的測速雷達(dá)裝置。
背景技術(shù)：
隨著智能交通迅速發(fā)展，公路上的安全問題變得異常嚴(yán)峻，超速行駛、交通事故率偏高是導(dǎo)致交通事故的主要原因。為了降低交通事故發(fā)生的概率和違章現(xiàn)象，通過使用雷達(dá)來檢測行車速度和距離, 現(xiàn)行使用的大部分的測速雷達(dá)存在問題：1.雷達(dá)對大車和小車觸發(fā)定位不在同一個位置，大車反射的信號比小車強(qiáng)，車輛位置分辨不清，抓拍時會出現(xiàn)忽前忽后的現(xiàn)象，造成部分圖片不能正常使用。2.現(xiàn)有的測速抓拍雷達(dá)都是工作在單一模式下，當(dāng)多車輛同時并行運(yùn)行時，僅能檢測出有車輛超速，無法準(zhǔn)確的定位超速目標(biāo)車輛所在的車道位置，為了防止判罰不準(zhǔn)確，只能放棄對該超速車輛的抓拍，無形中增加了交通事故隱患?，F(xiàn)階段執(zhí)法人員對交通管理要求的提高，迫切需要一種高性能、低成本、具有區(qū)分車道測速雷達(dá)系統(tǒng)。
中國實(shí)用新型專利申請?zhí)朇N201520247411.0公開了多目標(biāo)相控雷達(dá)測速儀，包括：DSP控制單元、高清視頻捕獲單元、處理單元、存儲單元、傳輸器，上述存儲單元為客運(yùn)管理平臺提供數(shù)據(jù)，上述DSP控制單元包DSP控制主機(jī)、模數(shù)變換器、增益放大器、相控陣多目標(biāo)檢測雷達(dá)、信號轉(zhuǎn)換器，上述高清視頻捕獲單元包括兩臺攝像機(jī)以及供電的電源，上述處理單元包括車輛信息采集器、車速信息處理器。實(shí)現(xiàn)一個雷達(dá)可同時對多車道多目標(biāo)超速車輛的搜索、跟蹤與識別，實(shí)時、高效地對高速公路、城市道路卡口超速車輛實(shí)現(xiàn)全方位管控。但該測速儀成本較高，占用空間較大，性能可靠性不高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有的測速雷達(dá)無法對車輛所行進(jìn)的車道進(jìn)行很好的定位，或者雖能定位但成本較高，占用空間較大，性能可靠性不高，為此提供一種可區(qū)分車道的測速雷達(dá)裝置。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：可區(qū)分車道的測速雷達(dá)裝置，它包括MCU控制器、頻率合成器、微波收發(fā)天線、混頻器、A/D芯片和FPGA處理器,所述MCU控制器分別與頻率合成器、A/D芯片和FPGA處理器信號連接，所述頻率合成器分別與微波收發(fā)天線和混頻器信號連接，所述微波收發(fā)天線與混頻器信號連接，所述混頻器通過放大濾波電路與A/D芯片信號連接，所述A/D芯片和FPGA處理器信號連接。
上述方案的改進(jìn)是所述FPGA處理器外接有程序存儲模塊、時鐘芯片和通訊接口，所述時鐘芯片與MCU控制器信號連接。
上述方案的又一改進(jìn)是還包括外置的電源系統(tǒng)。
上述方案中所述頻率合成器是小數(shù)頻率合成器。
上述方案中所述混頻器是微帶混頻器，所述微波收發(fā)天線是微帶貼片天線。
本實(shí)用新型的有益效果是不僅使車速的測量準(zhǔn)確，而且對車輛所行進(jìn)的車道也能很好的定位，也便于警務(wù)人員執(zhí)法監(jiān)測，檢測并記錄車輛的超速行為，通過嚴(yán)厲的懲罰措施有效的遏止由于超速而產(chǎn)生的交通事故，達(dá)到更好的公路安全管理能力。
附圖說明
圖1是本實(shí)用新型電路原理框圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。
如圖1所示，本實(shí)用新型包括MCU控制器、頻率合成器、微波收發(fā)天線、混頻器、A/D芯片和FPGA處理器,所述MCU控制器分別與頻率合成器、A/D芯片和FPGA處理器信號連接，所述頻率合成器分別與微波收發(fā)天線和混頻器信號連接，所述微波收發(fā)天線與混頻器信號連接，所述混頻器通過放大濾波電路與A/D芯片信號連接，所述A/D芯片和FPGA處理器信號連接。
頻率合成器通過MCU控制器產(chǎn)生兩個振蕩頻率f1和f2，經(jīng)過微波收發(fā)天線向外發(fā)射電磁波，同時還有一部分給混頻器進(jìn)行混頻，微波收發(fā)天線發(fā)射的信號遇到目標(biāo)車輛時會發(fā)生反射，微波收發(fā)天線接收到目標(biāo)發(fā)射回來的回波后，經(jīng)過混頻器進(jìn)行混頻，混頻后得到的攜帶多普勒信息的fd1中頻路信號和fd2中頻路信號（fd1和fd2目標(biāo)車輛相對于雷達(dá)徑向移動產(chǎn)生的多普勒頻移），兩路多普勒信號經(jīng)過放大濾波電路進(jìn)行對信號進(jìn)行放大，經(jīng)由MCU控制器對A/D進(jìn)行模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換，通過FPGA處理器對數(shù)字信號處理器作相應(yīng)的噪聲處理、頻率變換分析、相位解析等算法的處理，來完成對信號的數(shù)字濾波、快速傅里葉變換（FFT）以及在頻域內(nèi)對目標(biāo)信息進(jìn)行提取的功能，兩個信號FFT變換后的頻譜的峰值所對應(yīng)的相位差即可求出距離信息，并判斷目標(biāo)車輛的速度、方向、車道信息,從而實(shí)現(xiàn)同時對車輛的運(yùn)行速度和距離進(jìn)行測量的任務(wù)。
本實(shí)用新型中微波收發(fā)天線最好采用收發(fā)共用體制微帶貼片天線。微帶貼片天線不僅損耗小、方向性好、質(zhì)量輕，而且容易加工，減少調(diào)試的復(fù)雜度。頻率合成器主要由小數(shù)分頻鎖相器的鎖相芯片ADI公司的芯片。該芯片集成了低噪聲數(shù)字鑒頻鑒相、精密的電荷泵、可編程參考分頻器，具有快速產(chǎn)生連續(xù)波功能，精確的頻率輸出提供具有測距測速的頻率合成器。具體包括鑒相器、環(huán)路濾波器、壓控振蕩器和功分器。壓控振蕩器保證鎖相環(huán)輸出的頻率的要求，對產(chǎn)生頻率需要穩(wěn)定度好，諧波和次諧波抑制性特性好，相位噪聲低，溫度穩(wěn)定性可靠性比較高。
混頻器對回波信號進(jìn)行混頻，產(chǎn)生fd1和fd2中頻信號，通過放大濾波進(jìn)入A/D芯片。混頻電路宜采用微帶設(shè)計，從而大大簡化了電路，節(jié)省了設(shè)計成本和電路空間，相對于其他雷達(dá)系統(tǒng)，更具有低成本，高效能的特點(diǎn)。MCU控制器芯片主要是為鎖相芯片進(jìn)行配置數(shù)據(jù)器件，同時控制兩路回波信號進(jìn)行A/D采集。
FPGA處理器對A/D數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，經(jīng)過數(shù)字濾波和fft變換、噪聲處理、頻率變換分析、相位解析等算法的處理，對fd1和fd2相位差來進(jìn)行距離的測量。 。
接收fd1和fd2兩個頻率的相位差。
頻率合成器輸出f1和f2兩個頻率差。
由此可以計算出目標(biāo)的距離，進(jìn)而用多普勒頻移計算速度。
FPGA處理器可以外接有程序存儲模塊、時鐘芯片和通訊接口，所述時鐘芯片與MCU控制器信號連接。程序存儲模塊主要是為FPGA處理器配置數(shù)據(jù)器件，時鐘芯片為處理器和MCU控制提供時鐘信號。通訊接口主要是用來把速度和距離信息送給上位機(jī)。
為了便于更換電源，本實(shí)用新型還可以包括外置的電源系統(tǒng)，給該裝置提供電源。
本實(shí)用新型的優(yōu)越功效在于：
1、模塊電路的集成技術(shù)：微帶混合集成電路具有設(shè)計靈活、易于集成、成本低，降低電磁輻射和電磁耦合，改善了穩(wěn)定性，增強(qiáng)了可靠性。
2、頻率合成器采用小數(shù)分頻鎖相型結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)能夠發(fā)射兩個頻率可變的連續(xù)波點(diǎn)頻信號。小數(shù)分頻能更能夠產(chǎn)生精確的頻率信號，對測量的距離有很好的精度。
3、該雷達(dá)系統(tǒng)測距精度高，可同時測速，具有小型化和集成度高的優(yōu)點(diǎn)。
本結(jié)構(gòu)的小數(shù)頻率合成器產(chǎn)生雙頻連續(xù)波，利用多普勒進(jìn)行速度的測量，同時利用兩路頻率回波的相位差來進(jìn)行對距離的測量，進(jìn)而進(jìn)行車道的區(qū)分，滿足交通區(qū)分車道的系統(tǒng)需求。本實(shí)用新型不僅生產(chǎn)成本低，空間緊湊，性能優(yōu)良，穩(wěn)定度高，所占電路面積小，性能可靠。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知曉，本實(shí)用新型的保護(hù)方案不僅限于上述的實(shí)施例，還可以在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)行各種排列組合與變換，在不違背本實(shí)用新型精神的前提下，對本實(shí)用新型進(jìn)行的各種變換均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。