FMCW雷達系統(tǒng)及其前端數(shù)據(jù)采集模塊設計
FMCW雷達的基本工作原理如圖2所示。本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/154506.htm
其中,發(fā)射信號頻率ft按周期性三角形波的規(guī)律變化,它的調頻帶寬為△f,ft的平均頻率為f0,通常f0變化范圍為幾百到幾千MHz,變化周期為Tm。fr1為從靜止目標反射回來的回波頻率,它和發(fā)射頻率的變化規(guī)律相同,但在時間上滯后tr=2R/c。發(fā)射和接收頻率之間的頻率差即混頻器輸出的中頻信號頻率IF,差頻的平均值用Fbav表示。
2 汽車防撞雷達系統(tǒng)的結構
系統(tǒng)的主要工作是測量車輛與前方目標的相對距離和相對速度。雷達對前方目標進行檢測,若發(fā)現(xiàn)目標,對目標距離、速度和方向進行測量,同時判斷目標與車輛是否在同一車道上,若是,則將目標的距離、速度與雷達設定的預警條件進行對比,達到預警條件時,雷達向駕駛員進行聲光預警或與剎車系統(tǒng)聯(lián)動。結構框圖如圖3所示。
FMCW雷達天線分為收發(fā)共用天線和分置天線,選用的雷達使用的收發(fā)分置天線,即發(fā)射信號和接收信號分別用兩個天線。微帶天線具有成本低、性能可靠、占據(jù)空間小、可重復性好等優(yōu)點,適合使用在汽車上,選用的雷達使用平面微帶天線。
收發(fā)前端是雷達系統(tǒng)的核心部分,主要包括壓控振蕩器VCO、混頻器、定向耦合器等;其中VCO是收發(fā)前端的核心,用于產(chǎn)生調頻波,定向耦合器是把VCO輸出功率的一部分耦合到混頻器的輸入端,作為混頻器的本征信號,混頻器的作用是完成回波和本振信號的差頻,從而輸出中頻信號,再用帶通濾波器濾除混頻器輸出中的一些雜波。
中頻放大電路將混頻器輸出的差頻信號即中頻信號進行放大、匹配濾波等處理,消除其中的干擾信號,實現(xiàn)幅值統(tǒng)一。中頻放大電路性能的好壞直接影響到對目標回波信號的檢測。
信號處理模塊對經(jīng)中頻放大的信號進行處理,提取出信號的頻率,從而計算出目標的距離和速,一般由DSP完成數(shù)字信號處理任務??墒褂肨16000系列DSP完成A/D轉換后有關數(shù)值計算的一系列處理,包括濾除、數(shù)據(jù)預處理、FFT、譜峰平滑、目標搜索、目標跟蹤等任務。
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