车载微波雷达调频体制及芯片方案简介
77 ghz fmcw车载雷达系统设计
可以做到更 高ꎻ 目 标 的 雷 达 截 面 积 更 大ꎬ 发 现 相 同 大小的目标所需的发射功率更小等[４] ꎮ 但是ꎬ由于 实际环境的多样性和复杂性ꎬ实际应用过程中环境 噪声对于雷 达 监 测 有 着 很 大 的 影 响ꎬ 除 此 之 外ꎬ 如 何准确测量目标以及监测实时性都是车载雷达需 要关注的重要指标ꎮ 本文研究内容涉及雷达信号 处理系统的设计ꎬ以及如何实现快速的精确测量ꎮ １ 信号分析 １. １ 测距测速原理
Ｎｅｔｗｏｒｋ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ•网络与通信
７７ ＧＨｚ ＦＭＣＷ 车载雷达系统设计
张科遥ꎬ林福江ꎬ白雪飞
( 中国科学技术大学 微电子学院ꎬ安徽 合肥 ２３００２６)
摘 要:研制设计了一款 ７７ ＧＨｚ 的调频连续波雷达系统ꎮ 该系统主要包括了前端射频收发机模块、数字基带信号处理 机模块ꎮ 雷达的 收 发 机 模 块 基 于 加 特 兰 ７７ ＧＨｚ ＣＭＯＳ ＣＡＬ７７Ａ２Ｔ４Ｒ 型 毫 米 波 芯 片 设 计ꎻ 数 字 基 带 模 块 采 用 了 Ｓ３２Ｒ２７４ＲＭ 芯片完成了数据采集以及数字信号处理算法ꎮ 首先ꎬ根据实际应用背景和需求ꎬ对 ７７ ＧＨｚ 雷达参数进行了 设计ꎬ并介绍了雷达阵列信号处理中的相关核心算法ꎬ然后从距离测量、速度测量和方向定位三个维度去探测实际目标ꎮ 在保证测量精度的前提下ꎬ数据处理更新时间压缩在 ５０ ｍｓ 以内ꎬ测量实时性有所改善和提升ꎮ 关键词:７７ ＧＨｚꎻ线性调频连续波ꎻ车载雷达ꎻ数字信号处理 中图分类号:ＴＮ９５８. ９５ 文献标识码:Ａ ＤＯＩ: １０. １９３５８ / ｊ. ｉｓｓｎ. ２０９６￣ ５１３３. ２０２０. ０４. ０１０ 引用格式:张科遥ꎬ林福江ꎬ白雪飞. ７７ ＧＨｚ ＦＭＣＷ 车载雷达系统设计[ Ｊ] . 信息技术与网络安全ꎬ２０２０ꎬ３９(４) :５３￣５７ꎬ７２.
车载雷达原理与设计大报告
超高速通信电路与系统技术概论课程报告小组成员：学院：信息科学与工程学院指导老师：二零一七年六月24GHz车载雷达原理与设计1.研究背景与车载雷达的发展与应用1.1研究背景自从1904年德国工程师里斯蒂安在柏林皇家专利会上取得了雷达设计的发明专利以后;雷达的发展可谓是日新月异..雷达最初的目的在于无线电检测和测距;辐射出能量并检测反射回来的波;根据时间差可计算出与目标物体之间的距离..现在技术较为成熟的是调频连续波雷达;一个频率连续变化的波;其中一部分波束信号作为参考物;另一部分波束信号辐射出去;经过目标物体局部反射后的信号与参考信号进行混频从而产生一个差频信号;通过信号处理则可以得到距离..这种技术不仅精度极高;同时成本较低;因此广为流行..据调查统计;追尾是交通事故最主要的发生形式;尤其是高速公路上的超速现象和雨雪雾霾天气更是事故的导火索..交通事故大多数是驾驶员没有意识到前方车辆距离自身车辆太近或者完全来不及反应所造成的;如果驾驶员能提前0.5秒意识到危险的靠近;那么交通事故将减少至少一半..对此;目前已采取了许多措施;其中主要有安全带、安全气囊和保险杠等;但这都只是“治标不治本”..要想从根本上解决问题;汽车安全间距检测系统的存在必不可少..汽车安全间距检测系统主要的作用为停车辅助和防止碰撞..停车辅助是指驾驶员在倒车时倒车雷达会帮助他们探测后视镜看不见的物体;通常是用来探测后方物体的距离;当距离过小存在危险时;警报会发出声响提醒驾驶员注意;通常距离越小警报声显得越危急..除此之外;碰撞避免是指在碰撞快要发生时发出警报提醒驾驶员及时作出应对;减少驾驶员的反应时间;极大程度地避免了碰撞的发生..该系统同样也是以雷达为基础;雷达如图1.1所示;它不断探测周围车辆的距离和速度;不仅会发出警报;必要时也会自动拐弯或是减速..由此可见;汽车安全间距检测系统对于减少交通事故的发生起着不可替代的关键作用..图1-1防撞雷达示意图由于交通事故率每一年都在上涨;汽车雷达得到了业内人士越来越多的关注;从上个世纪70年代至今;渐渐出现了超声波、激光、红外、微波等多种方式的汽车雷达系统..表1-1各种雷达技术方案比较毫米波是指波长为1-10毫米、频率为30GHz-300GHz的电磁波..根据表1-1所示;毫米波具有抗干扰能力强、穿透力强、气候影响小以及体积小重量轻的优点..除此之外;毫米波有较大的多普勒带宽;多普勒效应明显;测量精度高;因此汽车毫米波雷达显然是研究人员设计与研究的重中之重;具有良好的商业价值和广阔的发展前景..虽然各类雷达的结构不同;但是所有的雷达都至少包括五个基本的部分：发射机、发射天线、接收机、接收天线和显示设备..而研究的重点则是汽车雷达的主要核心部件——雷达接收机..目前市面上普遍存在的车载雷达使用频率主要集中在24GHz;60GHz与77GHz这三个频率..由于这三个频率附近的波在空气中衰减较大;因此不会对人体和其他电子设备造成太大的影响..FCCFederalCommunicationCommission规定24GHz作为短距离车载雷达的标准频率;而另外两种则是长距离车载雷达的标准频率..长距离车载雷达技术要求极高;且价格昂贵;因此一般用于高级轿车..而短距离车载雷达性价比极高;精度高、体积合适;是未来雷达发展的重点..1.2车载雷达的发展与应用从上世纪六十年代至七十年代末;由于微波理论水平较低、器件集成度较低、硬件成本高等不利因素;各国所研制的车载雷达存在着很大的差异..从七十年代以后;车载雷达的体积因为频率的增加而逐渐减小;但由于技术达不到要求;发展速度缓慢..但在八十年代以后;随着微波理论的日趋成熟以及技术水平的大大提升;欧洲、美国和日本等都研究出了性能极强、体积合适的车载雷达;并开始投入使用..目前;汽车毫米波雷达系统的研究主要集中在国外;工作频率为77GHz的车载雷达研究及发展最为良好;具体情况如表1-2所示..相比之下;国内对汽车雷达研究显得太过年轻;尚在起步阶段;研究的热点和难点在于贴片天线和集成化前端雷达系统等..表1-2国外汽车毫米波雷达的发展状况早期德国ADC公司曾利用了脉冲测距;出产了ASR100毫米波雷达;之后Denso公司、日本丰田公司与三菱公司开始合作;运用先进的相控阵技术;生产了汽车毫米波雷达;该雷达采用了调频连续波测距方式;具有良好的抗干扰能力..从上个世纪70年代开始;车载雷达发展开始集中在了微波频率段..在欧洲;欧洲电信标准协会ETSI管理频率分配;拨出24.05到24.25GHz这个频段用于车载雷达..在美国;联邦通信委员会FCC要求超宽带车载雷达系统操作频率为22到29GHz..除此之外;在欧洲还成立了短程汽车雷达频率分配联盟SARA;这使得车载雷达在24GHz、77GHz等频段得以顺利发展..相比于欧美各国;我国对车载雷达的研究起步相对较晚;但是国内源源不断的人才涌出开始了进行汽车防撞雷达系统的研究..2001年;中国科学院上海微系统所研究出了工作频率在35GHz;LFMCW体制的毫米波雷达系统;取得了不俗的成绩..该雷达利用周期性三角波作为调制信号;射频前端采用波导结构;采用喇叭天线并利用DSP芯片完成信号处理;其测距范围大于100m;测速范围大于lOOkm／h..四年以后;该所又研制出我国首个24GHz全芯片集成小型防撞雷达..除此之外;国内各高校也纷纷开展了对车载雷达的研究;但大多处于实验阶段;并未形成产业化;各方面来说都与国际先进水平有所差距;但这极大地推动了我国车载雷达的发展..随着半导体微波源的进步;以及计算微控制器和数字信号处理芯片的发展;车载雷达实现了商业化..虽然存在很多竞争对手如红外波和超声波;但毫米波凭借其不易受影响的特点;依然在车载雷达发展中占重要地位..对于车载雷达;系统功能和总成本也是应该考虑的;并且还需要考虑如何实现良好的营销来吸引客户;才能投入大量的使用;继而促使现代车载雷达在碰撞报警系统FCWS;向前主动避撞系统FCAS以及自适应巡航控制系统ASS的发展;实现良性循环..伴随着毫米波技术的日益成熟;车载雷达的功能也日趋复杂..最开始的低级碰撞报警系统发展成为了高级自动巡航系统;实现了监控车距和车速、自动控制车速、可导航定位等功能的突破..不久的未来;车载雷达系统将不断进步;继而识别与分类不同目标;并对交通情况实时成像;以实现雷达通信一体化..雷达接收机作为车载雷达的核心部件至关重要;但是仍然需要继续深入研究其他部件如混频器、低噪声放大器等..总体来说;24GHz车载雷达的高精确;小型化;低成本仍然是行业发展的目标..2雷达系统原理与方案2.1工作原理毫米波雷达的工作体制主要有脉冲体制和调频连续波FMCW体制..调频连续波雷达其基本原理是首先产生一个频率连续变化的波;一小部分的波束信号被用作参考信号;另外一大部分波束信号被天线辐射出去..发射信号在传播过程中假如遇到目标则局部反射;反射回来的信号被接收天线接收并与参考波束进行混频;从而产生一个差频信号;后期的信号处理电路便可从中频信号中提取出目标的距离速度等讯息..调频连续波雷达系统框图如图2-1所示..图2-1调频连续波雷达系统框图脉冲雷达框图如图2-2所示;其测距时由于重复频率高会产生测距模糊;为了辨别模糊就需要对周期辐射的脉冲信号加上某些可以识别的标志;调频脉冲串就是一种方法..脉冲频率调制PFM方法一般被用来测距;脉冲频率调制PFM的调制信号频率随输入信号的幅值变化;而占空比不变..因为调制信号常常为频率变化的方波信号;所以PFM也称为方波FM..图2-2脉冲雷达框图2.2FMCW体制2.2.1调频连续波测距FMCW雷达系统的发射机产生连续高频等幅波;一般采用三角波进行调制;使其频率在时间上按照三角形规律变化..无线电波传播过程中遇到目标发生反射;接收天线接收到回波信号;在这段时间内;发射机的频率较回波频率己经发生变化;将发射机直接耦合的信号与接收天线接收到的目标回波通过接收机的混频器;输出差频信号;通过对差频信号的测量可以计算出目标的距离..图2-3静止目标下三角波调制FMCW雷达工作原理目标距离R和中频信号频率的关系式：2.2.2调频连续波测速当反射回波来自运动目标时;相对速度造成了多普勒频移;使中频信号的频率相对于静止时有所升高或降低;包含了距离与速度的信息..图2-4运动目标下三角波调制FMCW雷达工作原理设目标距离为R;相对径向速度为v的运动目标产生的多普勒频率为;设三角波上升沿和下降沿输出中频信号频率分别是和;为发射信号波长可得：其中：目标靠近时v的符号位正;目标远离时v的符号为负..扫频天线的测角原理如图2-5..天线的波束随着频率的变化摇头;当天线的波束指向被测物体;会产生一个功率大的反射波..通过计算;可以得到被测物体的角度..图2-5天线测角原理2.3脉冲体制脉冲多普勒雷达是利用信号频域特性分辨和检测目标的脉冲雷达..目标和干扰物相对于雷达的径向速度不同;回波信号也有不同的多普勒频率..可用频域过滤的方法选出目标的多普勒频率谱线;滤除干扰杂波的谱线;使雷达从强杂波中分离和检测出目标信号3..两者优缺点比较如下：表2-1FMCW体制与脉冲体制对比FMCW体制脉冲体制综上;FMCW是在连续波雷达的基础上发展起来的;同时又具备了许多连续波和脉冲雷达所不具有的特点;一般汽车雷达系统倾向于采用结构简单;成本较低;适合做近距离探测的连续波雷达体制..2.4简单的射频系统方案这里以车载雷达系统方案为例;一般都会采用FMCW体制..图2-6基本雷达系统框图一个完整的雷达系统主要包括如图2-6的几个部分：发射机、接收机、信道与噪声等;对应实际中的微波组件即发射组件、接收组件、天线与射频源..3发射链路设计3.1发射链路设计方案论文所设计的发射链路主要包括三个部分：压控振荡器、功率放大器、功率分配器..其中;压控振荡器通过调谐电压产生调频连续波信号;功率放大器把发射信号放大到所需要的功率范围;功率分配器将输出功率分为两路：一路作为本振信号输入混频器;另一路作为发射信号由天线发出..发射链路设计框图如图3-1所示..图3-1发射链路框图3.2压控振荡器的设计振荡器是将直流电源能量转化成交流能量的电路;为了在没有外部输入信号的情况下产生自我维持的输出振荡信号;振荡器自身需要有正反馈和足够的增益;用来克服反馈路径上的损耗;同时需要具备选频网络..影响振荡器性能的主要指标包括振荡频率、振荡幅度、线性度和相位噪声等..论文需要产生中心频率24.5GHz;带宽500MHz的调频信号;调制信号为频率1kHz的三角波信号..这里以Hittite公司生产的HMC739LP4E芯片为例;这是一款异质结双极晶体管单片微波集成电路;将谐振器、负阻元件、可变电容二极管一体化;具有很好的相位噪声性能..表3-1给出了芯片手册所提供的主要性能参数..表3-1HMC739LP4E芯片主要参数V CC=+5V;T=25℃采用介电常数为2.55;厚度0．5mm的板材设计;对HMC739LP4测试板进行性能测试..图3-2所示为HMC739LP4E测试板实物图..图3-2VCO测试板实物图VCO的线性度对FMCW汽车防撞雷达的系统精度具有很大的影响;一般的;在利用负阻振荡器等方法设计VCO时;都需要通过开环或闭环校正技术;对VCO进行线性度校正..对于HMC739LP4集成芯片;首先需要测试其线性度;通过调节V tune输入引脚的电压;使输出信号的频率范围在24．25～24．75GHz;记录输出信号频率与调谐电压的关系;对VCO的线性度进行测试..表3-2改变调谐电压对应输出频率关系利用Origin软件;做出输出信号频率与调谐电压的测试曲线;如图3-3所示..图3-3VCO输出频率与调谐电压关系测试可以看出;在24.25-24.75GHz的500MHz带宽范围内;输出信号频率与调谐电压基本成线性关系;且调谐电压范围在2～3V之间..3.3功率放大器的设计射频功率放大器位于发射机后端;作为发射机的关键模块;它用来放大射频信号以达到一定的输出功率要求;送给天线发射..在功率放大器的使用中;影响其性能的主要指标包括：输出功率、增益、输入输出反射系数、线性度等..论文中;根据混频器的需求;需要+15d Bm的本振信号输入;考虑到功率分配器3dB等分;因此VCO输出至少要达到18dBm;而VCO实际输出实测只能达到9dBm;因此需要经过一级功率放大器..选取Hittite公司生产的HMC442LC3B型功率放大器;该款功放可用于17.5-25.5GHz 频段;表3-3为该芯片在24.0-25.5GHz频带内主要性能参数..表3-3HMC442LC3B主要性能参数由上一节知道;VCO输出功率9dBm;通过功放后输出功率约为20dBm;在功放正常输出功率范围内;同时考虑到后级通过3dB功分器;因此进入混频器的本振信号功率约为17dBm;也满足混频器所需的15dBm本振信号的要求..因此;该款功放能够满足该课题的要求..同样采用介电常数为2.55;厚度0.5mm的板材设计;对HMC442LC3B测试板进行性能测试;测试所需仪器包括：双路电源;信号源;频谱仪;矢量网络分析仪..图3-4为HMC442LC3B测试板实物图..图3-4功放测试板实物图上电时;先上栅压;再上漏压;通过微调栅压;使得芯片的工作电流在84mA左右..然后利用矢量网络分析仪对功放的增益和输入输出反射系数进行测试..图3-5了S参数测试结果..可以看出;24.5GHz时增益7.2dB;输入反射系数-3.2dB;输出反射系数-15.3dB;500MHz带宽内增益平坦度约为1dB;与芯片手册提供的数据与小信号S参数仿真结果相比;增益及输入反射系数的测试性能有所下降..通过分析;考虑可能由以下几点原因导致：1在测试过程中;发现芯片的接地对性能起到重要的影响;尤其在高频情况下;一旦芯片的接地较差;很容易产生自激..2高频下很容易受到测试环境的辐射干扰;可以为测试板单独做一个封闭的盒子以减少辐射产生的影响..3输入输出微带线周围的地孔与传输线距离较近;形成共面波导;从而与设计时计算的线宽有差异;从而影响输入输出反射系数..图3-5功放S参数测试结果设置信号源输出信号频率为24.5GHz;功率0dBm;通过功放在频谱仪上测试功放输出功率..通过逐步增加信号源输出信号功率;对功放的1dB压缩点进行测试..图3-6为功放1dB压缩点测试曲线..图3-6功放1dB压缩点测试从测试结果可以看出;该功放输出功率1dB压缩点在22.5dBm左右;与芯片手册所提供的22dBm典型值吻合..3.4功率分配器的设计功率分配器是用于功率分配的无源微波器件..在功率分配中;一个输入信号被功分器分成两个或多个较小的功率信号..常见的功率分配器有：T型结功率分配器和威尔金森功率分配器..其中T型结分配器又包括无耗分配器和电阻性分配器..无耗T型结功分器不能在全部端口匹配;且输出端口之间没有隔离：电阻性功分器虽然可以在全部端口匹配;但不是无耗的;且输出端口之间同样达不到隔离..威尔金森功分器的特点是：在输出端口都匹配时;仍具有无耗的有用特性;只耗散反射功率..论文采用3dB威尔金森功分器结构进行设计..采用介电常数2.55;厚度0.5mm的板材;首先在ADSLineCalc工具中计算出50欧匹配传输线的宽度和70．7欧四分之一波长微带线的长宽..然后利用HFSS对3dB威尔金森功分器进行建模;如图3—7所示..其中用于平衡两个输出端口;吸收反射功率的隔离电阻采用LumpRLC模型..通过微调传输线长度、四分之一波长微带线的间距、圆弧角度和隔离电阻的位置等参数;进行优化仿真;最终得到中心频率24．5GHz;带宽1GHz下的S参数仿真结果;如图3—8所示..图3-73dB威尔金森功率分配器的HFSS建模图3-83dB威尔金森功分器仿真结果从图3-8可以看出;中心频率24.5GHz时;功分器两路输出达到平衡;插入损耗小于0.6dB;输入反射系数约在-15dB左右;两路输出反射系数约为-12.5dB;端口2和端口3的隔离度大约-20dB..利用Agilent公司生产的E8363B型矢量网络分析仪对实物进行测试..图3—9给出了测试板的实物图..图3-93dB威尔金森功分器测试板实物图图3-10给出了3dB威尔金森功分器测试结果..图3-103dB威尔金森功分器测试结果与图3—8所示的仿真结果相比较;3dB威尔金森功分器实测性能在反射系数、隔离度、插入损耗等方面都差了一些..其中;输入反射系数只有-7dB左右;两个输出端口的反射系数均在-10dB以下;隔离度接近-20dB;插损约2.5dB;不平衡度在0.5dB左右..分析原因;一方面与设计本身有关系;另一方面可能受到测试环境和测试方法的影响：考虑到测试时输入1端口通过SMA接头连接;而输出2、3端口通过高频夹具连接;可能由于SMA接头在高频时的损耗和失配导致输入反射和插入损耗性能的恶化..4接收组件设计4.1雷达接收机雷达接收机的功能是经过放大器、滤波器、下变频器数字化回波信号;以最大限度的区分需要的回波信号和不需要的干扰..雷达性能通常用所能检测到的给定散射界面目标的最大作用距离来表征..雷达方程的基本形式可表示为：4-1其中;Rmax是最大探测距离；Pt是发射信号功率；Gt是发射天线增益；Gr是接收天线增益；λ为发射电磁能量的波长；σT为目标的雷达散射截面；Smin为接收机最小可检测的信号..24GHz车载雷达系统需要体积小成本低的接收机;目前的接收机种类主要有：超外差接收机、零中频接收机和数字中频接收机等等..超外差式接收机具有较高的灵敏度指标;但是其中频结构比较复杂；数字中频接收机则对A/D转换器的性能具有较高的要求；相对而言零中频接收机更加符合应用要求..零中频接收机Zero-IFarchitecture结构框图如图4.1所示..该系统包括锁相环PhaseLockedLoop;PLL、接收机信号强度指示器ReceivedSignalStrengthIndicator;RSSI和滤波器..这种接收机的下变频不经过中频直接转化成两路相互正交I/Q的基带信号..由于镜像干扰信号的功率电平等于或者小于所需的信号;且只有一个本振用于下变频;所以该结构的镜像干扰问题较低;并且镜像干扰滤波器在集成芯片片内完成;电路结构简单;用于24GHz车载雷达体系;易于接收机的小型化;其低成本、功耗小;具有显着优势..图4-1零中频接收机系统框图但是零中频接收机不可避免的存在一些问题..首先;本振信号与载波信号相同;寄生的本振信号会从接收机泄漏到天线;这会干扰其他同样频率的接收机;即通常所说的本振泄露；其次;偶数阶形变会进入基带并且不可被抵消;即有偶次失真干扰；最后;接近直流信号的来自有源设备的闪烁噪声接近直流信号;这会恶化信噪比;即存在直流偏差..这些问题在设计零中频接收机中都需要加以考虑;通常采用加大射频端口间的隔离度、采用差分结构等等加以解决;使其适应工作需要..4.2雷达接收组件主要技术参数4.2.1噪声噪声系数是接收机输入与输出信噪比的比值;其表达式为：4-2其中;Si为输入额定信号的功率；Ni为输入额定噪声的功率Ni=kT0Bn;Bn为接收机的噪声带宽；Si为输出额定信号的功率；Ni为输出额定噪声的功率..噪声系数表征接收机内的噪声状况;有确定的物理含义：它表示因为接收机内部噪声的影响;接收机输出端的信噪比相对于输入端的信噪比变差的倍数..当F0=1时达到最小噪声;即接收机内部没有噪声;显然这是理想状况..噪声系数只适用于接收机检波部分以前的部分;此部分电路为线性电路或准线性电路..接收机通常由多级有源电路组成;这就需要考虑多个单元级联的情况;如图4.2所示..图4.2噪声级联n级电路级联是接收机的总噪声系数为：4-3 式中;Fn指第n级的噪声系数;Gn指n级的放大增益..由上式可知;各级的噪声系数小;额定增益高便能保证系统具有低的总噪声系数..各级内部的噪声对总噪声的影响并不相同;主要取决于最前面几级;这使得低噪放在接收电路中具有很大的作用;通常采用高增益的低噪放并保证低噪放前级的无源电路插损尽量小..4.2.2灵敏度接收机的灵敏度表征其接收信号的能力;接收机有越高的灵敏度;它便能够接收到越弱的信号;同样决定了雷达作用距离越远..接收信号的强度通常用功率来衡量;接收机的灵敏度用其能够辨别的最小信号的功率Smin来表示;如果信号功率值小于此值;表示信号不能被检测出来..通过式4-3可推得4-4式中;为接收机输入端的额定噪声功率;进一步可知：4-5 为保证雷达虚警率满足条件;通常需要接收机的中频输出的信噪比满足相应的要求;可检测的最小输入功率对应中频输出的信噪比的关系为：4-6 可以用M表示;即通常所说的“识别系数”;灵敏度又可以写为：4-7 M=1时的灵敏度被称为“临界灵敏度”;方便比较噪声系数F0与带宽Bn对灵敏度的影响;此时式4-7可表示为：4-8 将kT0的值代入上式;便可得到近似的计算公式：4-9接收机的灵敏度主要受到噪声电平的限制;想要提高灵敏度就需要减小噪声电平..首先;是外部的干扰噪声;因为许多雷达的接收机前端都含有低噪放;这就突出了在接收机输入端噪声大小的重要;这个噪音电平决定于天线的噪声温度及其有效的噪声增益或损失..其次;是接收机内部的噪声;主要由接收机的电阻、谐振回路等有损耗的元件产生的热噪声以及电子管晶体管等有源器件产生的各种噪声组成..减小这类噪声需要对中频放大器进行匹配滤波以取得最大的输出信噪比;还需要选取高增益的低噪放..4.2.3增益与动态范围增益为接收机对信号回波的放大能力;可以表示为：4-10 由上可知增益是输出信号功率与输入信号功率的比值..接收机通常会按照系统指标的规定确定其增益大小..动态范围代表了接收机将接收信号按预期处理的信号强度范围;通常认为本底噪声为动态范围最低值;而动态范围的最大值由理想响应的允许误差以及信号类型决定..现代雷达系统越来越依靠紧跟着数字信号处理的线性接收机;它提供了较高灵活性和近乎理想的信号检测参数..以前的各种限制和对数接收机方法被用来执行各种信号处理功能;这种接收机必须定义一个相对于理想的非线性响应来说可以允许的误差输出范围..包括具有增益形式在内接收机的必须区分瞬时动态范围和总动态范围的区别;总动态范围实现增益控制后的瞬时动态范围变化结果..无杂散动态范围SpuriousFreeDynamicRange;SFDR无杂散动态范围是信号的最大电平与接收机内部产生的最大杂散信号电平的比值;通常用分贝dB表示..这个参数是由多种因素决定的;包括混频器互调;A/D转换器的性能和许多其他的路径影响;导致不必要的信号被耦合进接收机信号..互调失真IntermodulationDistortion;IMD互调失真是一个非线性的过程;来源于输入基本信号频率的线性组合..二阶和三阶互调是最常见;所以需要接受双音的接收机指标中通常特地的标明二阶和三阶的交调截点..这个交调截点的理想选择为交调产物与输入基本信号能量相等的点..4.2.4信号带宽瞬时带宽是指元器件可以高准确性的同时处理两个或两个以上的信号的频率范围..当瞬时带宽这一术语被用作雷达接收机参数;它指的便是出现在接收机系统里的射频滤波器、中频滤波器、视频滤波器和数字滤波器等等的带宽参数..当雷达接收机采用拉伸方式的信号处理时;射频处理带宽明显大于中频带宽..因此;瞬时带宽这一术语让人很困惑;所以通过使用射频带宽;本振线性调频带宽和中频带宽这些术语以区分不同的带宽..调谐范围是指一个元器件无需采取任何措施就能够正常工作的频带..调谐通常是指适应本地振荡器频率和射频滤波器的指标;在此基础上的调谐带宽通常被称为雷达的操作带宽..现代雷达中;信号波形的时间-带宽积往往大于1;此时接收机的带宽需要与限号的频谱范围相匹配..4.3车载雷达接收组件设计与测试4.3.1接收机形式选择与指标设定。
调频连续波(FMCW)雷达微波物位计的工作原理
调频连续波（FMCW）雷达/微波物位计的工作原理FMCW是取英文Frequency Modulated Continuous Wave的词头的缩写。
FMCW 技术是在雷达物位测量设备中最早使用的技术。
FMCW微波物位计采用线性的调制的高频信号，一般都是采用10GHz或24GHz微波信号。
它是一种基于复杂数学公式的间接测量方法，由频谱计算出物位距离。
天线发射出被线性调制的连续高频微波信号并进行扫描，同时接收返回信号。
发射微波信号和返回的微波信号之间的频率差与到介质表面的距离成一定比例关系。
如果我们认为被线性调制的发射微波信号的斜率为K,发射信号和反射信号的频率为rf,滞后时间差为rt,发射天线到介质表面的距离为R，C为光速。
那么我们可以得到：rt = 2R/C由于采用的是调频的微波信号，因此我们可得：rf = K×rt；两式合并后，我们得到公式：R = C× rf/2K （公式2）根据公式2，我们可以看到，天线到介质表面的距离R与发射频率和反射频率差rf成正比关系。
信号处理部分将发射信号和回波信号进行混合处理，得到混合信号频谱，并通过独立的快速傅立叶（FFT）变化来区分不同的频率信号，最后得到准确地数字回波信号，计算出天线到介质表面的距离。
实际上，FMCW信号是在两个不同的频率之间循环。
目前市场上的FMCW微波物位计主要以两种频率为主：9到10GHz和24.5到25.5GHz。
采用FMCW原理的微波物位计都具有连续自校准的处理功能。
被处理的信号与一个表示已知固定距离的内部参照信号进行比较。
任何差值会自动得到补偿，这样消除了由温度波动或变送器内部电子部件老化引起的可能的测量漂移。
2.2、脉冲脉冲雷达物位计，与超声波技术相似，使用时差原理计算到介质表面的距离。
设备传输固定频率的脉冲，然后接收并建立回波图形。
信号的传播时间直接与到介质的距离成一定比例。
但是与超声波使用声波不同，雷达使用的是电磁波。
汽车雷达防撞
一．汽车防撞系统的定义及组成。
CCAS就是「Car Collision Avoidance System 」的简称，即为「汽车防撞系统」。
防撞雷达装置即汽车防撞系统，是防止汽车发生碰撞的一种智能装置。
它能够自动发现可能与汽车发生碰撞的车辆、行人、或其它障碍物体，发出警报或同时采取制动或规避等措施，以避免碰撞的发生。
防撞雷达装置主要由三个部分组成：（1）信号采集系统：采用雷达、激光、声纳等技术自动测出本车速度、前车速度以及两车之间的距离；（2）数据处理系统：计算机芯片对两车距离以及两车的瞬时相对速度进行处理后，判断两车的安全距离，如果两车车距小于安全距离，数据处理系统就会发出指令；（3）执行机构：负责实施数据处理系统发来的指令，发出警报，提醒司机刹车，如司机没有执行指令，执行机构将采取措施，比如关闭车窗、调整座椅位置、锁死方向盘、自动刹车等；防撞雷达装置高集成化、高智能化、高适应性：集声、光、电、机多方面的高科技组合。
智能化的处理器，识别处理指令速度远远高于人脑的最快反映速度。
适用于各种类型汽车的安装。
由于车祸事件日驱严重，所以近年来各国(尤以欧洲为主)，都在致力发展CCAS，但由于其成本高昂而未得到广泛的应用。
二．DSP（Digital Signal Processing）的介绍DSP是一种价格低廉但性能高的芯片,将接受到的讯号(从雷达那)转成数字讯给计算机,让计算机做距离等的运算判断,别于现在市面上的倒车雷达,它必须精密计算,并且自动煞车,此芯片也正朝自动驾驶迈进!DSP是微处理器的一种。
这种微处理器具有极高的处理速度。
DSP的出现使得极大的推动了汽车防撞雷达技术研究，使汽车防撞雷达系统在普通汽车中的实现和普及成为可能。
三．汽车防撞的几种探测方式目前汽车防撞系统按目标探测方式主要有激光、超声波、红外等一些测量方法，不同的目标探测方式其工作过程和原理有不同之处，但它们的主要目的都是通过前方返回的探测信息判断前方车辆和本车间的相对距离，并根据两车间的危险性程度做出相应的预防措施。
微波雷达方案范文
微波雷达方案范文微波雷达是一种利用微波信号进行探测和测距的无线电探测设备。
其原理是通过向目标发射微波信号，然后接收反射回来的信号来实现对目标的探测和测距。
这种技术被广泛应用于军事、航天、汽车、船舶、航空等领域。
微波雷达的方案包括以下几个主要方面：1.发射器和接收器：微波雷达的发射器用于产生和发射微波信号，一般采用高频、高功率的微波源，如振荡器、放大器等。
接收器用于接收反射回来的信号，一般采用低噪声放大器和调谐器等。
2.天线：微波雷达的天线用于辐射和接收微波信号。
一般采用方向性天线，如喇叭天线、微带天线等。
天线的设计要考虑到天线增益、波束宽度、方向性等因素。
3.信号处理：微波雷达接收到反射回来的信号后，需要对信号进行处理。
信号处理包括信号放大、滤波、频率分析、幅度测量等。
通过信号处理可以提取目标的特征信息，如距离、速度、方位等。
4.系统集成：微波雷达的各个组件需要进行系统集成，以实现对目标的准确探测和测距。
系统集成包括电路连接、信号传输、控制和调试等。
1.频率选择：微波雷达的工作频率可以选择在几百兆赫兹到几百千赫兹之间。
频率的选择要考虑到目标的特性、工作环境、天线尺寸等因素。
2.天线选择：微波雷达的天线设计要考虑到天线增益、波束宽度、方向性等因素。
天线的选择要与工作频率相匹配，并满足目标探测和测距的要求。
3.组件选择：微波雷达的发射器、接收器和信号处理组件的选择要考虑到其性能、可靠性和成本等因素。
选用高性能的组件可以提高雷达的探测和测距能力。
4.系统性能评估：微波雷达的性能评估包括指标评估和实验验证。
指标评估可以通过计算和模拟来进行，如功率、距离分辨率、速度分辨率等指标。
实验验证可以通过实际测试和比较来进行。
5.抗干扰能力：微波雷达需要具有抗干扰能力，以避免外部噪声和干扰对其探测和测距的影响。
采用合适的滤波和抗干扰技术可以提高雷达的抗干扰能力。
综上所述，微波雷达方案的设计和实施涉及到发射器和接收器、天线、信号处理和系统集成等多个方面。
《2024年微波光子雷达中线性调频信号产生技术研究》范文
《微波光子雷达中线性调频信号产生技术研究》篇一一、引言微波光子雷达作为一种高精度的探测设备，在军事、民用等领域具有广泛的应用前景。
其中，线性调频信号作为雷达系统中重要的信号源，其产生技术的研究对于提高雷达的探测性能具有重要意义。
本文将重点研究微波光子雷达中线性调频信号的产生技术，分析其原理、技术难点及解决方案，以期为相关领域的研究提供参考。
二、线性调频信号原理线性调频信号是一种特殊的脉冲信号，其频率随时间线性变化。
在微波光子雷达中，线性调频信号通过发射和接收两个过程实现目标探测。
发射过程中，雷达通过天线发射线性调频信号，当信号遇到目标时，目标反射的信号会携带目标信息返回雷达。
接收过程中，雷达通过处理反射回来的信号，提取出目标的位置、速度等信息。
因此，线性调频信号的产生产生质量和性能对于雷达探测性能至关重要。
三、微波光子雷达中线性调频信号产生技术的挑战在微波光子雷达中，线性调频信号的产生技术面临诸多挑战。
首先，要求信号具有高精度、高稳定性和低噪声等特点，以满足雷达探测的需求。
其次，由于微波频率较高，传统的电子方法在产生线性调频信号时存在带宽限制和效率问题。
此外，还需要考虑信号的抗干扰能力和适应性等问题。
针对这些挑战，研究者们提出了一系列解决方案和优化措施。
四、微波光子雷达中线性调频信号产生技术的关键方法为了克服传统电子方法的局限性，研究者们提出了基于微波光子技术的线性调频信号产生方法。
这种方法通过将微波信号与光子进行相互作用，实现了宽频带、高稳定性和低噪声的信号产生。
其中，关键的方法包括微波光子混合技术、光学频率梳技术以及光纤延时线技术等。
这些技术可以通过控制光子的传播特性和相互作用过程，实现对微波信号的精确调制和调控。
五、具体技术方法及其应用1. 微波光子混合技术：通过将微波信号与光子混合器进行混合，产生具有线性调频特性的微波信号。
这种方法具有带宽大、稳定性高等优点，适用于需要高精度和高稳定度信号的场合。
雷达收发组件芯片技术
雷达收发组件芯片技术【最新版】目录一、雷达收发组件芯片技术概述二、雷达收发组件芯片技术的发展与应用三、我国在雷达收发组件芯片技术方面的优势与挑战四、未来发展趋势与展望正文一、雷达收发组件芯片技术概述雷达收发组件芯片技术，指的是毫米波雷达前段收发射频组件的制造技术。
其中，MMIC（单片微波集成电路）是一种核心技术，它是在半绝缘半导体衬底上，通过一系列半导体工艺方法制造出无源和有源元器件，并连接起来构成应用于微波频段的功能电路。
毫米波雷达芯片作为车载雷达的核心，负责毫米波信号的调制、发射、接收和处理等功能。
二、雷达收发组件芯片技术的发展与应用随着汽车智能化的发展，消费者对于行车安全的提高及自动驾驶技术的不断成熟，汽车搭载的摄像头和传感器数量也在大幅增加。
车载雷达作为高级辅助驾驶、无人驾驶核心传感器之一，其性能的提升对于自动驾驶技术的发展至关重要。
而毫米波雷达芯片作为车载雷达的核心，其技术水平的提高将直接带动整个车载雷达行业的发展。
目前，我国在雷达收发组件芯片技术方面已经取得了一定的成绩，不仅在技术上不断提升，还在产量上不断扩大。
我国已经成为全球最大的汽车市场，对于毫米波雷达芯片的需求量也在不断增长，这为我国雷达收发组件芯片技术的发展提供了巨大的市场空间。
三、我国在雷达收发组件芯片技术方面的优势与挑战在优势方面，我国在雷达收发组件芯片技术方面已经取得了一定的技术积累，部分企业已经具备了生产毫米波雷达芯片的能力。
此外，我国在政策扶持、资金投入和人才培养等方面也给予了雷达收发组件芯片技术足够的支持。
然而，在挑战方面，我国雷达收发组件芯片技术在研发水平、生产工艺、产品性能等方面与国际先进水平相比仍存在一定差距。
特别是在关键技术、核心元器件和生产设备等方面，我国还需要加大研发投入和引进国外先进技术，以提高我国雷达收发组件芯片技术的整体水平。
四、未来发展趋势与展望未来，随着自动驾驶技术的快速发展，对于毫米波雷达芯片的需求将呈现出爆发式增长。
微波雷达系统介绍
微波雷达系统介绍微波雷达系统介绍摘要：⾸先介绍了雷达的基本⼯作原理，对雷达的基本参数进⾏了简单的说明，⽽后对雷达中⽤到的微波器件做了说明，主要介绍了两种雷达结构，最后对雷达系统进⾏了简单总结。
关键词：雷达；微波0前⾔20世纪40年代，电磁波被⽤于发现⽬标和测量⽬标的距离，称之为“⽆线电探测和测距”（radio detecting and ranging ），取这⼏个英⽂字母便构成radar （雷达）⼀词。
按照IEEE 的标准定义[1]，雷达是通过发射电磁波信号，接收来⾃其威⼒覆盖范围内⽬标的回波，并从回波信号中提取位置和其他信息，以⽤于探测、定位，以及有时进⾏⽬标识别的电磁波系统。
由于微波具有频带宽、穿透电离层能较强、似光性等优点，雷达就是利⽤了微波这些特性的典型代表。
1雷达的基本⼯作原理[2][4]雷达的基本⼯作原理是，发射机通过天线向空间定向发送探测信号，信号被远距离的⽬标部分反射后，由天线接收并传送到接收机接收检测和信号处理，观测⼈员可以在接收机输出端显⽰屏上观测有⽆⽬标以及⽬标的性质和距离。
如果发射和接收共⽤⼀副天线，叫做单站雷达；如果收、发系统各有⾃⼰的天线，则叫做双站雷达，分别如图1和图2所⽰。
G图1单站雷达图tGr G图2双站雷达图以单站雷达为例。
发射功率t P ，发射天线增益G ，传输距离R ，则⽬标处的功率密度为124t PG S Rπ=（W/m 2）⽬标将在各个⽅向散射⼊射功率，在某个给定⽅向上的散射功率与⼊射功率密度之⽐定义为⽬标的雷达截⾯σ，表征⽬标的电磁散射特性，即1s P S σ=（m 2）因此雷达截⾯具有⾯积的量纲，是⽬标本⾝的特性，它还依赖于⼊射⾓、反射⾓和⼊射波的偏振态。
若把散射场看作⼆次源，⼆次辐射的功率密度为222(4)t PG S R σπ=（W/m 2）由天线的有效⾯积定义式24t RM eff i G P A S λπ==，RM P 最⼤接收功率。
可得，接收功率为 2234(4)t t r PG P R λσπ=这就是雷达⽅程,接收功率单位W 。
调频连续波车载雷达的原理及应用
２
对 动态 物体 的发射 和接 收频 率之差 可 以表 示为 ：
＝
为 了探测 汽 车周 围的 动态 物体 ．雷 达发 射 信 号可
以采用 时域 中线性 的三 角形 频率 扫描 ． 图 １所示 。 如 这
｛一｛ ｂ ｄ
（ ４ ）
里 △厂 扫 描 频 率 的最 大 和 最 小 值 之 差 ， 是 扫 描 的 是
４ ｆ（ ＋ ） Ａ
（ ７ １
福
建 电
脑
２１ ０ ０年 第 ９期
频率相 同的稳定 性
Ｖ ＝
３雷 达 电路 设计 ．
＝；Ａ 一 ） －（ Ｌ
‘ ｔ
Ｐ ｌ
＿
＿
（ ８ ）
＿
＿
在 本 电 路 的 具 体 应 用 中 ．锁 相 环 电 路 主 要 由 Ａ ９ ５ 片构成 ， 具体 包括 了 ： 率 合成 ￣（ｙ ｔｅ Ｄ ９ ６芯 它 频 Ｓ ｎｈ ．
目标 的距离 ． 而且 还可 以测定 相对 速 度 和方位 同时 微
图 ２ 发 射 和 接 收信 号 在 时域 上 的关 系
称 为拍 频 ， 它等 同 于对 静 态物 体 的发射 和接 收频 率 之差 。根据 简单 的 三角关 系可得 ： 波 雷达还 适 合在恶 劣气 候条 件 下工 作 ．并 能 够在 汽车 制 造 中方 便地 将其 置于 塑料 挡板 之后 因此 ． 本文 主要
键 目前测 定 汽车之 间距 离 和速 度 的方 法 主要 有超 声
Ｆ１
波法 、 激光 法 和微波 雷达法 。 波 雷达 与其 它两 种方 式 微 相 比具 有 显著 的优点 ， 为其 工 作 频 率 高 、 长短 ， 因 波 可 有 效地 缩小 波束 角度 、 减小 天线 尺寸 。 不但 可 以探 测 它
车载雷达系统中的信号处理算法优化
车载雷达系统中的信号处理算法优化随着汽车工业的发展，越来越多的高科技技术被应用于汽车领域。
车载雷达系统作为汽车行驶安全的重要组成部分，可以检测周围环境，提前发现潜在的危险，保障驾驶人员和乘客的安全。
而车载雷达系统中的信号处理算法是关键性的环节，决定了雷达系统的准确度和响应速度。
因此，对车载雷达系统中的信号处理算法进行优化，是很有必要的。
一、车载雷达系统中的信号处理算法车载雷达系统一般由雷达天线、收发模块、解调模块、处理器等组成。
雷达天线用于发射和接收微波信号，收发模块用于放大和处理信号，解调模块用于对信号进行解调，得到距离、速度等信息，处理器用于处理信号并输出相关信息。
信号处理算法是车载雷达系统中的核心环节。
它通过对雷达检测到的信号进行复杂的计算和处理，得到对周围环境精确的反馈。
常见的车载雷达系统信号处理算法包括傅里叶变换、卷积等。
二、信号处理算法优化优化车载雷达系统中的信号处理算法可以提高雷达系统的鲁棒性、准确性和响应速度。
以下是一些常见的优化方法：1. 傅里叶变换的优化傅里叶变换是一种常用的信号处理方法。
在车载雷达系统中，傅里叶变换可以对雷达返回的微波信号进行频域分析，提取出障碍物的距离和速度等信息，但是其计算量较大，需要较长的计算时间。
为解决这一问题，可以采用一些优化方法，如使用快速傅里叶变换算法（FFT）来减少计算复杂度，或者用波束形成技术来降低背景噪声干扰。
2. 卷积的优化卷积是车载雷达系统中的另一种常用的信号处理方法，可以用于与参考信号比较，进而得到周围环境信息。
为提高卷积的准确性和响应速度，可以采用滑动平均滤波器等方法，以消除雷达返回信号中的噪声干扰。
3. 多目标跟踪算法的优化在雷达系统中，多目标跟踪算法是一种常见的信号处理算法，可以实现对多个目标的跟踪和定位。
该算法通常采用卡尔曼滤波器、粒子滤波器等方法，但是由于目标数量的增加，计算量也会随之增加。
为解决这一问题，可以采用分布式目标跟踪算法、批量目标跟踪算法等方法，分散计算量，提高系统效率。
车用毫米波雷达技术原理简介
车用毫米波雷达技术原理简介车用毫米波雷达技术原理简介1. 毫米波雷达技术简介毫米波雷达技术是一种利用毫米波进行无线通信和雷达测距的技术。
相比传统的微波雷达技术，毫米波雷达具有更高的频率和更短的波长，能够提供更高的分辨率和更精确的测距能力。
2. 车用毫米波雷达的应用车用毫米波雷达技术是现代汽车中常见的安全辅助系统之一。
它可以帮助驾驶员实时监测周围环境，提供对车辆、障碍物和行人的检测和跟踪。
基于车用毫米波雷达的系统可以实现自适应巡航控制、碰撞预警、盲点检测等功能，大大提升行车安全性。
3. 车用毫米波雷达技术原理车用毫米波雷达技术的原理是将盲目发射的毫米波信号通过天线发射出去，然后接收回波信号。
通过计算发射信号与接收信号之间的时间差以及回波信号的相位和频率变化，可以获得目标物体的距离、速度、角度等信息。
4. 发射与接收车用毫米波雷达系统中，天线扮演着重要的角色。
发射时，天线通过放大器将电信号转化为高频信号，并将其辐射到周围空间。
接收时，天线接收到回波信号后，通过放大器将其转化为电信号，并将其送到信号处理单元进行分析处理。
5. 信号处理车用毫米波雷达系统的信号处理单元负责对接收到的信号进行处理和分析。
它可以通过数字滤波、目标检测和跟踪算法等技术，提取目标物体的特征信息，并计算其距离、速度和角度等参数。
6. 多普勒效应在车用毫米波雷达系统中，多普勒效应是一个重要的原理。
多普勒效应是指当目标物体相对于雷达运动时，回波信号的频率会发生变化。
通过测量回波信号的频率变化，可以计算出目标物体的速度信息。
7. 角度解析车用毫米波雷达系统可以通过波束形成、波束扫描和波束跟踪等技术来实现对目标物体的角度解析。
通过将发射信号和接收信号分别经过不同的天线元件，可以确定目标物体相对于雷达的角度位置。
8. 障碍物检测与跟踪基于车用毫米波雷达技术的系统可以实现对车辆、障碍物和行人的检测和跟踪。
它利用毫米波雷达的高分辨率和高精度的测距能力，可以在复杂的道路环境中准确地识别和追踪目标物体，提供驾驶员所需的信息并发出警报。
MTD微波车检器技术方案要点
微波交通检测器应用方案北京华通至远技术有限公司1．微波交通检测器（MTD）简介1．1概述微波交通检测器（Microwave Traffic Detector-以下简称MTD）是利用雷达线性调频技术原理，对路面发射微波，通过对回波信号进行高速实时的数字化处理分析，检测车流量、速度、车道占有率和车型等交通流基本信息的非接触式交通检测器。
MTD微波交通检测器主要应用于高速公路、城市快速路、普通公路交通流量调查站和桥梁的交通参数采集，提供车流量、速度、车道占有率和车型等实时信息，此信息可通过串行通信线路连接到其它系统，为交通控制管理，信息发布等提供数据支持。
MTD可安装于路侧立柱或类似结构上，具有安装维护方便，不破坏路面，不影响交通，技术先进，成本低等特点。
该产品是由北京华通至远技术有限公司自主研发，具有完全独立自主的知识产权，现已通过了国家权威检测机构的电气和性能测试，获得了国家新产品证书和专利证书，且已通过SGS国际认证公司的ISO9001质量认证。
1．2设备特性1)多道性市场上部分检测器是单道设备，在多车道的公路上应用时，在每一安装处都需由多个检测器单元组成。
因此带来高额的成本和复杂的安装，并且随着单元和布线的增加使得可靠性下降且更不便于维修。
MTD 能够根据车的长度探测多达12 条车道的每一条车道上的车道占用率、流量和平均速度。
多道性使MTD 平均在每一条车道上的性能价格比比较高。
2)全天候MTD 作为一种真正的实时再现的雷达设备，由于它的波长长，能够全天候工作。
不受天气的影响。
3)可靠性产品经过了交通部交通工程监理检测中心的产品检测，可靠性得到了很好的保证。
同时，MTD内置存储单元，在发生通信中断的情况下，MTD将数据暂存于自身的存储单元。
该设备设计、制造符合交通信号控制设备中国通用规格，在规定条件下工作，其平均无故障间隔时间（MTBF）满足：MTBF≥90000小时(10年)。
4)灵活性MTD的数据传输有无线和有线两种方式，可以根据不同的应用情况进行灵活选择，其供电也可采用标准供电和太阳能蓄电池供电两种方式，使得MTD可以灵活的适应不同的复杂应用情况。
两大24GHz汽车毫米波雷达芯片方案
两大24GHz汽车毫米波雷达芯片方案
毫米波雷达指工作在毫米波波段的雷达。
采用雷达向周围发射无线电，通
过测定和分析反射波以计算障碍物的距离、方向和大小。
典型应用有汽车防撞
雷达、直升机防控雷达和精密跟踪雷达等，目前最新的汽车毫米波雷达可以识
别出车和行人。
汽车毫米波雷达芯片方案以下介绍一种基于UMS 公司推出的24GHz 集成收
发芯片的汽车毫米波雷达方案。
24GHz 汽车毫米波雷达方案主要由24GHz 射频收发芯片、控制单元和CAN 总线接口组成，其中24GHz 射频收发芯片实现毫米波信号的生成、发射和接收，控制单元利用算法实现测距和测速的功能，CAN 总线接口负责和汽车其他部件
通信，以下是24GHz 汽车毫米波雷达的基本框图：
图1：24GHz 汽车毫米波雷达的基本框图
基于该解决方案，可以实现盲点检测（BSD）、车道改变辅助（LCA）/偏离
预警（LDW）、自适应巡航控制（ACC）等汽车防撞雷达的应用。
此外，也可
以实现智能交通类测速测距、安防、工业控制等领域的测距、测速雷达的应用。
该解决方案的核心器件是UMS 公司推出的业内唯一采用砷化镓工艺的
24GHz 集成收发芯片CHC2442，以下是该器件的主要性能：
发射功率13.5dBm
发射增益控制范围12dB
接收增益37dB
接收增益控制范围24dB。
汽车雷达多域联合调制波形
第４５卷 第１１期２０２３年１１月系统工程与电子技术ＳｙｓｔｅｍｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＶｏｌ．４５ Ｎｏ．１１Ｎｏｖｅｍｂｅｒ２０２３文章编号：１００１ ５０６Ｘ（２０２３）１１ ３４０２ ０９ 网址：ｗｗｗ．ｓｙｓ ｅｌｅ．ｃｏｍ收稿日期：２０２２０８１０；修回日期：２０２２１０１１；网络优先出版日期：２０２２１１０７。
网络优先出版地址：ｈｔｔｐｓ：∥ｋｎｓ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／１１．２４２２．ＴＮ．２０２２１１０７．１６４６．０１０．ｈｔｍｌ 通讯作者．引用格式：连红飞，龙佳敏，胡雪瑶，等．汽车雷达多域联合调制波形［Ｊ］．系统工程与电子技术，２０２３，４５（１１）：３４０２ ３４１０．犚犲犳犲狉犲狀犮犲犳狅狉犿犪狋：ＬＩＡＮＨＦ，ＬＯＮＧＪＭ，ＨＵＸＹ，ｅｔａｌ．Ｍｕｌｔｉｄｏｍａｉｎｊｏｉｎｔｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｗａｖｅｆｏｒｍｆｏｒａｕｔｏｍｏｔｉｖｅｒａｄａｒ［Ｊ］．ＳｙｓｔｅｍｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，２０２３，４５（１１）：３４０２ ３４１０．汽车雷达多域联合调制波形连红飞１，龙佳敏２，３，胡雪瑶２，３，４，蒋彦雯１，李东升１，范红旗１， （１．国防科技大学ＡＴＲ全国重点实验室，湖南长沙４１００７３；２．北京理工大学信息与电子学院雷达技术研究所，北京１０００８１；３．北京理工大学信息与电子学院ＣＥＭＥＥ国家重点实验室电磁感知研究中心，北京１０００８１；４．北京理工大学重庆创新中心，重庆４０１１２０） 摘 要：针对汽车雷达时分复用（ｔｉｍｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ，ＴＤＭ）多输入多输出（ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｉｎｐｕｔｍｕｌｔｉｐｌｅ ｏｕｔｐｕｔ，ＭＩＭＯ）波形中存在的时间空间利用率低及高速目标多普勒模糊等问题，提出一种多域联合调制的汽车雷达波形。
该波形在时域上进行脉冲重复间隔参差抖动，利用奇偶序列之间相位差实现速度解模糊，在频域和空域上通过多天线间的多普勒频率调制实现波形正交，提高了时间空间发射效率。
5.8g微波雷达芯片工作原理
5.8g微波雷达芯片工作原理
微波雷达芯片的工作原理是利用微波信号的特性来探测目标物体的位置和运动状态。
首先，微波雷达芯片通过天线发射一系列的微波脉冲信号。
这些微波信号的频率通常在几千兆赫兹到几十吉赫兹的范围内。
当微波脉冲信号与目标物体相交时，部分微波信号会被目标物体反射回来。
这个过程被称为回波。
回波信号被接收天线接收回来，并经过放大和处理后送入微波雷达芯片。
微波雷达芯片使用多种信号处理算法来分析回波信号的时延、幅度和相位等信息。
通过这些信息，芯片可以确定目标物体与雷达的距离、速度和位置等参数。
最后，微波雷达芯片将分析得到的目标物体信息发送给控制系统，以供进一步处理和决策。
总的来说，微波雷达芯片通过发射和接收微波信号，利用信号的反射和回波特性来探测目标物体的位置和运动状态。
微波YC0002雷达芯片PDF
微波YC0002雷达芯片PDF
YC0002雷达芯片是一款小巧、成本较低，省力、便捷的无线技术解决方案产品，其具有18GHz频段军用精度高达0.2dB，适用于有源雷达应用的首选。
YC0002雷达芯片的输出频率范围为18GHz，其最大有源能耗为2.2u，具有一类性能过硬的中波滤波器，小巧便携，是最受欢迎的雷达设备之一。
使用的激励脉冲调制为采纳型激励，具备有效的干扰抑制功能，抗干扰能力更强。
同时它具有调带宽正比于楔扰频率和1/4增益带宽等优王设计，能够提供高可靠性、高性能的操作，可以满足不同应用性能需求。
在设计时还采用了一种精巧的熔接技术，以实现更高的功率放大参数，保证其内部结构的稳定性，从而实现高稳定性，极具魅力的性能。
另外，YC0002雷达芯片还拥有安装方便、体积小、成本低廉的特点，使它在有源雷达当中占有很重要的地位，同时也可以用于较小的空间，受到众多应用厂商及行业用户的追捧。
它支持多种报警类型，能够更有效、精准地检测潜在的隱蔽敌情，可以有效提升机载雷达系统应用的安全性。
总而言之，YC0002雷达芯片的出现为有源雷达的应用提供了高精度、高稳定性、高可靠性，以及更好的体积和成本优化功能，是有源雷达领域最受欢迎的芯片之一。
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车载微波雷达调频体制及芯片方案简介
近几年，基于微波雷达的先进驾驶辅助系统的装车率快速上升，常见应用包括前向的碰撞预警FCW、自适应巡航ACC、自动跟车SG，以及后向的盲区探测BSD、变道辅助LCA、侧向探测CTA等。
尽管各个应用的侧重点不同，但总体上车载雷达主要通过测量目标的距离、相对速度、角度、大小、个数等参数为驾驶者提供及时可靠的预警信息。
快速发展的市场要求汽车雷达拥有更远的测量距离，更宽的探测角度、更高的测距测速测向精度，更短的探测时间，更多的探测目标数量，以及更可靠的探测率。
以上要求需要在系统层面作统一提升，包括天线、射频、基带硬件设计、发射频率、扫频带宽、波形调制、基带算法等。
作为雷达软硬件设计的基础，收发调频体制的选择对测距、测速、测向的范围、分辨率、精度、模糊度等核心指标起着关键作用。
市面上介绍类似雷达调频体制的文章层出不穷，但很少有针对汽车雷达的系统化介绍。
本文对量产的车载雷达中最常用的收发调频体制手段，作一简单介绍：
1.可变斜率连续波雷达（CVS）。
该体制波形是由线性调频连续波（LFMCW）发展而来。
与LFMCW相比，其可以解决测量多目标时产生的虚假目标问题。
LFMCW波形如下，通过上升沿及下降沿的一组差拍频率求得单个目标的距离和速度，但在多目标情况下，N个实际目标产生的差拍频率有N2种组合，最终造成N2-N个虚假目标。
CVS波形有多种，以下图为例。
发射机在TCPI内发射三段具有相同调频带宽、不同调频斜率的信号，持续时间分别为2T1，2T2和2T3。
在对回波信号进行数据处理时，分别对三段信号使用与LFMCW相同的算法，最终会得到三组各N2个距离-速度值。
对于真实目标，其在三次运算中得到的距离- 速度值都应该是。