CN203012135U - 一种调频连续波雷达*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种调频连续波雷达***,其包括单片机、调制信号产生电路、压控振荡器、定向耦合器、环形器、天线、混频器、中频放大器以及信号处理器;其中,所述单片机、调制信号产生电路、压控振荡器、定向耦合器、混频器、中频放大器以及信号处理器依次连接并形成一环形回路;所述定向耦合器、环形器、天线依次连接;所述环形器还与所述混频器连接。本实用新型的调频连续波雷达***的结构简单,抗干扰能力强,且大大降低了***的虚警率。
Description
【技术领域】
本实用新型涉及一种雷达装置,具体涉及一种调频连续波雷达***,属于雷达设备技术领域。
【背景技术】
雷达测距技术是目前汽车防撞领域的研究热点。汽车防撞***的主体是一部安装在汽车上的测距雷达,其主要功能是实时测量对面车辆的距离和速度,在危及安全的情况下向驾驶员报警或启动自动刹车装置,避免碰撞事故的发生。
调频连续波雷达的工作频率通常在30-100GHz的毫米波段,与激光和红外测距***相比,受天气影响小,可以在雨天、雾天和黑夜正常运行,同时具有发射功率低、距离分辨率高、大时间带宽积、高灵敏度以及适合近距离测量等优点。
然而,调频连续波雷达应用于汽车防撞***的时间较短,再加上此***工作环境复杂各种杂波和噪声干扰较强,在其信号检测处理方面还没有一个固定成熟的模式。
因此,为解决上述技术问题,确有必要提供一种具有改良结构的调频连续波雷达***,以克服现有技术中的所述缺陷。
【实用新型内容】
为解决上述问题,本实用新型的目的在于提供一种抗干扰能力强,避免虚警的调频连续波雷达***。
为实现上述目的,本实用新型采取的技术方案为:一种调频连续波雷达***,其包括单片机、调制信号产生电路、压控振荡器、定向耦合器、环形器、天线、混频器、中频放大器以及信号处理器;其中,所述单片机、调制信号产生电路、压控振荡器、定向耦合器、混频器、中频放大器以及信号处理器依次连接并形成一环形回路;所述定向耦合器、环形器、天线依次连接;所述环形器还与所述混频器连接。
本实用新型的调频连续波雷达***进一步设置为:于所述单片机上设有一警示电路。
与现有技术相比,本实用新型具有如下有益效果:本实用新型的调频连续波雷达***的结构简单,抗干扰能力强,且大大降低了***的虚警率。
【附图说明】
图1是本实用新型的调频连续波雷达***的原理图。
【具体实施方式】
请参阅说明书附图1所示,本实用新型为一种调频连续波雷达***,其由单片机1、调制信号产生电路2、压控振荡器3、定向耦合器4、环形器5、天线6、混频器7、中频放大器8以及信号处理器9等几部分组成。
其中,所述单片机1、调制信号产生电路2、压控振荡器3、定向耦合器4、混频器7、中频放大器8以及信号处理器9依次连接并形成一环形回路。
所述定向耦合器4、环形器5、天线6依次连接。所述环形器5还与所述混频器7连接。
进一步的,于所述单片机1上设有一警示电路10,其用于发出警示信号。
本实用新型的调频连续波雷达***的工作原理如下:调制信号产生电路2形成一低频三角波,此三角波送入压控振荡器3控制其中心频率f0,经调制的微波信号通过定向耦合器4、环形器5、天线6以一定宽度的波束向空间辐射电磁波,遇到目标后的反射信号经天线6、环行器5加到混频器7,与定向耦合器4来的发射信号混频,差频信号经中频放大器8放大后送至信号处理器9,单片机1与信号处理器9配合计算出相对距离和速度,并根据危险程度发出相应的警示信号。
本实用新型的调频连续波雷达***的理论依据如下:当雷达工作在连续波状态,发射信号可表示为:s(t)=Acos(ω0t+φ),式中,ω0为发射信号角频率,φ为初始相位,A为射频信号振幅。有目标反射的回波信号为:sr(t)=Ks(t-tr)=KAcos[ω0(t-tr)+φ],tr为回波信号滞后于发射信号的时间。
对于固定目标,雷达与目标之间距离R为常数,回波信号滞后于发射信号的时间为常数,用ΔT表示,ΔT=2R/C,回波信号与发射信号之间的相位差为ω0·ΔT=2πf0·(2R/C)=4πR/λ,它是电磁波往返于雷达与目标之间的相位滞后,其中C为电磁波传播速度,λ-发射信号波长。
对于运动目标,距离R随时间变化,假定目标与雷达之间为匀速运动,则在t时刻,目标与雷达之间的距离R(t)为:R(t)=R0-Vt,R0为t=0时的距离,V为目标相对与雷达之间的径向速度。通常,目标与雷达之间相对速度V远小于电磁波速度C,故延迟时间tr可近似写为:tr=2R(t)/c=2(R0-Vt)/c。回波信号与发射信号之间的高频相位差为:φ=-ω0tr=-ω02(R0-Vt)/c=-4π(R0-Vt)/λ。当速度为常数时,对φ微分,得到回波信号与发射信号的频率差为:fd=(1/2π)(dφ。/dt)=2V/λ,即为多普勒频率。
当雷达工作在三角波线性调频状态时,对于固定目标,混频器输出的中频信号为fI,fI=4BR/TC.T为调制三角波周期,B为发射信号带宽。
对于运动目标,反射信号中包含多普勒频率fd,在调制信号的上升段,
在调制信号的下降段,
将fI+与fI-分别相加和相减得到:
f0为发射信号的中心频率。由R、V式可以看出,只要实时计算出fI+、fI-,即可方便的计算出距离和速度。
本实用新型的调频连续波雷达***发射信号为多斜率步进调频连续波,信号的一个周期为三角形,对信号进行时频调制,上升段是把序列偶的一个序列X,调制到上升段;对下降段信号是把序列偶的另一个序列Y,调制到下降段。如前方有两个物体,信号经反射、解调,得到两组四个中频信号和分别与四个中频信号一一对应的序列X1、X2、Y1、Y2(序列X1、X2、Y1、Y2分为序列X、Y经反射而延时的序列)。通过公式(3)、(4),将得到相应的四组R、V,其中两个为虚警,例由得到的R、V为虚警,此时我们通过计算与相对应的X2、Y1的自相关函数因为X2、Y1分别为X、Y的延时,但延时时间不同,造成了X2、Y1的自相关函数中的τ不为0,从而使为0,所以我们可以根据与四个中频信号一一对应的序列X1、X2、Y1、Y2的自相关函数的取值,区分出中频信号正确的同组关系,从而得到两组正真的R、V,去掉了虚警点,得到真正的目标信息点,大大的减少虚警的发生,达到***设计的目的。
以上的具体实施方式仅为本创作的较佳实施例,并不用以限制本创作,凡在本创作的精神及原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本创作的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种调频连续波雷达***,其特征在于:包括单片机、调制信号产生电路、压控振荡器、定向耦合器、环形器、天线、混频器、中频放大器以及信号处理器;其中,所述单片机、调制信号产生电路、压控振荡器、定向耦合器、混频器、中频放大器以及信号处理器依次连接并形成一环形回路;所述定向耦合器、环形器、天线依次连接;所述环形器还与所述混频器连接。
2.如权利要求1所述的调频连续波雷达***,其特征在于:于所述单片机上设有一警示电路。
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