本文關(guān)鍵詞：基于FPGA的車載毫米波雷達(dá)測(cè)距系統(tǒng)研究

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【摘要】：隨著近年來(lái)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步發(fā)展,汽車保有量不斷攀升,交通安全問(wèn)題日益嚴(yán)重�；谌藗儗�(duì)交通安全性的迫切需要,防撞雷達(dá)技術(shù)漸漸進(jìn)入人們的視線�；谡{(diào)頻連續(xù)波技術(shù)的防撞雷達(dá)系統(tǒng)可以提高駕駛員的警惕性,減少事故的發(fā)生,具有很大的社會(huì)意義和良好的市場(chǎng)前景。本文基于傳統(tǒng)調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)系統(tǒng)分析與研究,針對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)中存在的不足,以多功能可編程集成芯片MAX11043為核心,設(shè)計(jì)了一種雷達(dá)系統(tǒng)功能的優(yōu)化方案。本文首先介紹了三角波體制調(diào)頻連續(xù)波(FMCW)雷達(dá)測(cè)距原理,確定了雷達(dá)的性能和基本結(jié)構(gòu)。隨后詳細(xì)講解了傳統(tǒng)的防撞雷達(dá)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系,針對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性較差、測(cè)量精度低、誤報(bào)率高、體積較大、功耗高的缺陷,提出以四通道單端或差分輸入、十六位同步采樣ADC芯片為核心的優(yōu)化方案,該方案以芯片MAX11043代替?zhèn)鹘y(tǒng)防撞雷達(dá)系統(tǒng)中大部分硬件模塊。然后本文根據(jù)該優(yōu)化方案,設(shè)計(jì)了防撞雷達(dá)系統(tǒng)硬件電路,其中包括高通濾波電路、調(diào)制信號(hào)預(yù)處理模塊電路、電源模塊等,及其與方案核心器件MAX11043的硬件連接方式,并給出了部分模塊仿真圖。再次,本文以FPGA為數(shù)字處理端與系統(tǒng)的核心統(tǒng)控制器,設(shè)計(jì)了包括MAX11043驅(qū)動(dòng)模塊、三角調(diào)制波發(fā)生器模塊、增益放大模塊、數(shù)字濾波器模塊、FFT的IP核調(diào)用在內(nèi)的程序編譯與調(diào)試,同時(shí)給出了程序仿真圖。相對(duì)于傳統(tǒng)的防撞雷達(dá)系統(tǒng),該方案具有高可靠性、高精度、高集成度、低功耗等優(yōu)勢(shì)。最終仿真結(jié)果表明,該優(yōu)化方案在基于FPGA的車載防撞雷達(dá)系統(tǒng)中是可執(zhí)行的。
【關(guān)鍵詞】：車載防撞雷達(dá) 中頻信號(hào)處理 MAX11043 FPGA 優(yōu)化方案
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U463.67
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• abstract9-15
• 第一章 緒論15-22
• 1.1 課題研究的背景15-17
• 1.2 現(xiàn)有車載防撞雷達(dá)系統(tǒng)技術(shù)17-19
• 1.3 現(xiàn)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀19-20
• 1.4 本文的主要工作結(jié)構(gòu)安排20-22
• 第二章 基于調(diào)頻連續(xù)波的車載防撞雷達(dá)原理22-32
• 2.1 雷達(dá)測(cè)距基礎(chǔ)原理22-23
• 2.2 FMCW雷達(dá)測(cè)距測(cè)速原理23-25
• 2.4 雷達(dá)模塊25-28
• 2.4.1 雷達(dá)原理25-26
• 2.4.2 雷達(dá)選型26-28
• 2.5 雷達(dá)的回波28-29
• 2.6 防撞雷達(dá)性能分析29-30
• 2.7 檢測(cè)環(huán)境和噪聲的干擾30
• 2.8 數(shù)字處理端30-31
• 2.9 本章小結(jié)31-32
• 第三章 FMCW體制防撞雷達(dá)系統(tǒng)改進(jìn)電路的設(shè)計(jì)32-47
• 3.1 系統(tǒng)硬件總體架構(gòu)32-35
• 3.1.1 FMCW體制車載防撞雷達(dá)系統(tǒng)32-33
• 3.1.2 車載防撞雷達(dá)系統(tǒng)缺陷分析33-35
• 3.2 電源設(shè)計(jì)35-37
• 3.3 雷達(dá)前端硬件設(shè)計(jì)37-38
• 3.4 中頻信號(hào)預(yù)處理模塊38-40
• 3.5 抗混疊濾波40-41
• 3.6 調(diào)制信號(hào)預(yù)處理模塊41-43
• 3.7 A/D轉(zhuǎn)換器MAX1104343-45
• 3.8 AGC環(huán)路45-46
• 3.9 本章小結(jié)46-47
• 第四章 基于FPGA的數(shù)字信號(hào)處理模塊的分布設(shè)計(jì)與仿真驗(yàn)證47-66
• 4.1 數(shù)字信號(hào)處理模塊概述47-48
• 4.2 芯片MAX11043介紹48-50
• 4.3 芯片MAX11043驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)50-56
• 4.3.1 串行外設(shè)接口通訊50-52
• 4.3.2 驅(qū)動(dòng)時(shí)序分析52-53
• 4.3.3 驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)53-55
• 4.3.4 驅(qū)動(dòng)模塊仿真驗(yàn)證55-56
• 4.4 調(diào)制波信號(hào)發(fā)生器56-59
• 4.4.1 調(diào)制波生成時(shí)序分析56-58
• 4.4.2 調(diào)制波生成程序58-59
• 4.4.3 仿真分析59
• 4.5 芯片使用中的編程控制59-62
• 4.5.1 可編程增益放大器59-61
• 4.5.2 可編程數(shù)字濾波器61-62
• 4.5.3 模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換62
• 4.6 FFT實(shí)現(xiàn)62-64
• 4.6.1 FFT算法原理62-63
• 4.6.2 FFT的IP核63-64
• 4.7 本章小結(jié)64-66
• 第五章 總結(jié)與展望66-67
• 5.1 總結(jié)66
• 5.2 展望66-67
• 參考文獻(xiàn)67-70
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動(dòng)及成果情況70

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本文編號(hào)：1014856