【摘要】：隨著經(jīng)濟(jì)水平的持續(xù)提升,我國汽車產(chǎn)業(yè)與交通運輸業(yè)取得了飛速發(fā)展,機動車數(shù)量的逐年增加在給人們帶來便捷的同時,也會造成一系列的交通問題。為了保證駕駛的安全性、提高駕駛的智能性,早在二十世紀(jì)六七十年代,就有國家開始了對車載測距系統(tǒng)的初步研究,直到二十一世紀(jì)后,車載測距技術(shù)進(jìn)入全面飛速發(fā)展的階段。近年來,先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)(Advanced Driver Assistant System,ADAS)成為業(yè)界研究的熱點。ADAS利用安裝在車身上的各種傳感器搜集車內(nèi)外的數(shù)據(jù),將障礙物的具體信息反饋至系統(tǒng),從而控制車輛、規(guī)避風(fēng)險。傳統(tǒng)的超聲波、紅外等雷達(dá)探測距離比較近,且受到夜間和天氣等條件的約束較大。微波雷達(dá)是一種新興的ADAS傳感器,幾乎不受天氣和夜間的限制,而且探測距離較遠(yuǎn)、精度較高,占據(jù)著絕對優(yōu)勢。我國對微波汽車測距雷達(dá)的研究起步較晚,現(xiàn)階段重點研究在24GHz頻段,主要應(yīng)用于汽車的倒車防撞、盲點監(jiān)測以及變道輔助。本課題研究與設(shè)計了24GHz車載測距系統(tǒng)的天線部分和收發(fā)模塊,夠正確發(fā)射、接收24GHz信號,且體積小、集成度高、易于安裝。天線部分包括一個發(fā)送天線、兩個接收天線,均為微帶陣列天線形式,采用指數(shù)分布與切比雪夫兩種綜合方法進(jìn)行饋電網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計,具有窄波束、低副瓣和高增益的性能。收發(fā)模塊基于射頻收發(fā)芯片BGT24ATR12與鎖相環(huán)芯片ADF4158進(jìn)行設(shè)計。ADF4158產(chǎn)生控制電壓控制BGT24ATR12內(nèi)部VCO生成線性調(diào)頻信號,信號由發(fā)射天線發(fā)送出去,遇到障礙物后產(chǎn)生回波。回波信號被接收天線接收后,與發(fā)射端直接傳輸來的一部分發(fā)射信號進(jìn)行混頻,得到包含距離信息的中頻信號。課題重點研究前端天線。本課題的主要工作如下:1、對FMCW測距系統(tǒng)理論基礎(chǔ)進(jìn)行研究。介紹國內(nèi)外車載測距系統(tǒng)的研究歷史、發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢。比較分析常用測距系統(tǒng)的探測方式以及雷達(dá)體制。闡述FMCW測距系統(tǒng)的工作原理,并描述其主要結(jié)構(gòu)。2、探測天線的設(shè)計。針對探測天線的窄波束、低副瓣、高增益的性能要求,設(shè)計兩款2×10發(fā)射陣列天線和兩款4×10接收天線組(包括兩個接收天線),均為串并結(jié)合的饋電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),并采用指數(shù)分布與切比雪夫這兩種綜合法降低副瓣電平。不斷優(yōu)化得到符合指標(biāo)的仿真結(jié)果,并進(jìn)行天線實物的制作與測試,測試結(jié)果與仿真結(jié)果基本一致。3、收發(fā)模塊的設(shè)計。收發(fā)模塊采用BGT24ATR12射頻收發(fā)芯片作為主芯片,加入鎖相環(huán)頻率合成電路、CPLD控制電路、穩(wěn)壓電路和放大電路,實現(xiàn)信號的發(fā)射、接收與初步處理,獲得中頻信號。根據(jù)原理圖制作硬件并測試。4、對硬件整體測試。采用直流電源、信號源、頻譜儀等設(shè)備,分別進(jìn)行發(fā)射測試與接收測試。測試結(jié)果表明,天線和收發(fā)模塊能夠?qū)崿F(xiàn)長距離的24GHz頻段信號收發(fā),并產(chǎn)生含有距離信息的中頻信號,設(shè)計具有正確性和有效性。
【圖文】：

士學(xué)位論文 第一章 緒論究背景及意義民經(jīng)濟(jì)呈現(xiàn)高度增長趨勢，汽車產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展。為了數(shù)量急劇增長。據(jù)公安部道路安全研究中心統(tǒng)計，截有量達(dá) 2.9 億輛，其中汽車 1.94 億輛；機動車駕駛 3.1 億人[1]。私家車總量達(dá) 1.46 億輛，每百戶家庭車數(shù)量變化走勢如圖 1-1 所示。

圖 2-3 目標(biāo)與系統(tǒng)相對靜止時發(fā)射接收信號頻率關(guān)系圖號發(fā)射頻率隨著時間呈三角波規(guī)律變換，，當(dāng)目標(biāo)與系統(tǒng)無信號與發(fā)射信號只是存在著時間上的延遲Δt，其他變化[21]。信號帶寬為 B，周期為 T，發(fā)射信號與接收信號的距離為 R，則：cRt2 似三角形定理可知tfTB /2標(biāo)與系統(tǒng)距離為BcfTR4 與系統(tǒng)相對運動
【學(xué)位授予單位】：安徽建筑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U463.6

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2638982