毫米波汽車(chē)防撞雷達(dá)前端設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2021-04-14 08:01
隨著人們消費(fèi)水平的提高,汽車(chē)消費(fèi)越來(lái)越普遍,道路汽車(chē)擁堵也成了當(dāng)今社會(huì)一個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題,汽車(chē)駕駛安全問(wèn)題也越來(lái)越突出和被重視,并且無(wú)人駕駛技術(shù)也是現(xiàn)在新興和發(fā)展的熱點(diǎn)技術(shù)。毫米波雷達(dá)是一種高分辨雷達(dá),使用調(diào)頻連續(xù)波(FMCW)體制時(shí)其探測(cè)精度更高,而且與其它雷達(dá)體制相比,有著更緊湊的結(jié)構(gòu)、更高的測(cè)距精度和基帶信號(hào)處理效率高等特點(diǎn)。毫米波雷達(dá)作為汽車(chē)安全控制系統(tǒng)和智能汽車(chē)駕駛技術(shù)核心部件之一,有著廣闊的市場(chǎng)前景,并且對(duì)于降低交通安全事故,促進(jìn)智能駕駛技術(shù)的發(fā)展有著重要的意義。本文以77GHz頻率的毫米波防撞雷達(dá)前端部分為主要研究?jī)?nèi)容。設(shè)計(jì)了一款射頻電路和收發(fā)天線(xiàn)集成在一起的毫米波雷達(dá)前端系統(tǒng)。收發(fā)天線(xiàn)采用一發(fā)兩收的結(jié)構(gòu),使得發(fā)射天線(xiàn)和接收天線(xiàn)之間具有更高的隔離度和抗干擾能力,能對(duì)多個(gè)目標(biāo)進(jìn)行距離估計(jì),速度檢測(cè)和角度的測(cè)量。發(fā)射天線(xiàn)具有覆蓋遠(yuǎn)距離(150m)和中距離(60m)的賦形波束特點(diǎn),可以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同視距內(nèi)目標(biāo)的同時(shí)探測(cè)。接收天線(xiàn)為寬波束高增益陣列天線(xiàn)。收發(fā)天線(xiàn)為基片集成波導(dǎo)(SIW)和微帶貼片混合結(jié)構(gòu),易于與射頻電路集成。射頻電路部分采用MMIC芯片,收發(fā)芯片都集成了3倍頻電路,用一片信...
【文章來(lái)源】:西安電子科技大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:86 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
三角調(diào)頻連續(xù)波時(shí)域波形
域中發(fā)射信號(hào)(黑實(shí)線(xiàn))、接收信號(hào)(虛線(xiàn))、差頻頻率關(guān)系。此外,該圖也描述了發(fā)生多普勒頻移頻輸出信號(hào)頻率。0表示雷達(dá)發(fā)射端輸出信號(hào)的雷達(dá)發(fā)射頻率, 表示雷達(dá)接收頻率(無(wú)多普勒大頻偏, 、 、 分別為上、下半周收發(fā)頻標(biāo)距離和光速之間有關(guān)系式:2Rc 波信號(hào)相對(duì)發(fā)射信號(hào)的延遲時(shí)間,R 表示目標(biāo)止時(shí),發(fā)射波和接收波在上圖中只有時(shí)間軸上的mT
選取天線(xiàn)需要考慮以下幾個(gè)問(wèn)題:天線(xiàn)的增益要在測(cè)量范圍之內(nèi)滿(mǎn)足最低的要求。天線(xiàn)的波束寬度要依據(jù)實(shí)際應(yīng)用中探測(cè)范圍和實(shí)際環(huán)境情況來(lái)決定。天線(xiàn)后期加工制作成本和可行性要進(jìn)行控制。天線(xiàn)要體積小,便于集成和安裝。隨著人工智能的發(fā)展,無(wú)人駕駛也成了近幾年各公司和科研院所研究和投資的熱點(diǎn),對(duì)毫米波天線(xiàn)的設(shè)計(jì)也有很多種類(lèi)。2011 年臺(tái)灣大學(xué)發(fā)表的碩士論文,77GH車(chē)用防撞雷達(dá)系統(tǒng)之頻率波束掃描天線(xiàn)[20],介紹了一種介質(zhì)集成波導(dǎo)縫隙天線(xiàn)陣[21-22如圖 3.1,天線(xiàn)結(jié)構(gòu)為 SIW 波導(dǎo)駐波縫隙陣列,通過(guò)頻率的改變可以實(shí)現(xiàn)波束的掃描1×8 一維天線(xiàn)陣指向性 13dBi,天線(xiàn)增益 11dB,極化隔離度 30dB 以上。4×8 二維天線(xiàn)陣指向性17dBi,天線(xiàn)增益為15dB,極化隔離度30dB以上,尺寸為45mm×16mm2015 年新加坡國(guó)立大學(xué)電子與計(jì)算機(jī)工程學(xué)院程志寧等人發(fā)表了關(guān)于 SIW 波導(dǎo)縫隙天線(xiàn)做饋源的一種凸面透鏡天線(xiàn)[23-25],如圖 3.2。天線(xiàn)增益為 24 dBi,波束寬±12o
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]封裝天線(xiàn)技術(shù)發(fā)展歷程回顧[J]. 張躍平. 中興通訊技術(shù). 2017(06)
[2]77GHz車(chē)載毫米波中遠(yuǎn)距雷達(dá)天線(xiàn)陣列設(shè)計(jì)[J]. 張慧,余英瑞,徐俊,張魏. 強(qiáng)激光與粒子束. 2017(10)
[3]2017年3月汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)環(huán)比均呈較快增長(zhǎng) 同比增速略低[J]. 汽車(chē)與安全. 2017(05)
[4]SIW平面陣列天線(xiàn)技術(shù)綜述[J]. 關(guān)東方,陳海平,江順,張妍,袁峰. 軍事通信技術(shù). 2016(03)
[5]雷達(dá)在汽車(chē)主動(dòng)安全系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 曹俊杰,陳實(shí),茅君澤,趙福全. 汽車(chē)與配件. 2012(45)
[6]汽車(chē)防撞毫米波雷達(dá)系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 周剛,吳杰. 電訊技術(shù). 2011(07)
[7]防患于未然 汽車(chē)毫米波雷達(dá)[J]. 張倫維. 當(dāng)代汽車(chē). 2009(05)
[8]汽車(chē)防碰撞安全距離模型及仿真研究[J]. 唐陽(yáng)山,江振偉,白艷,方媛. 遼寧工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2008(05)
[9]高速公路汽車(chē)防撞系統(tǒng)的安全行車(chē)距離研究[J]. 楊翠萍,官慧峰. 自動(dòng)化儀表. 2008(09)
[10]基于MATLAB的FIR數(shù)字低通濾波器分析和設(shè)計(jì)[J]. 雷學(xué)堂,方志雄. 喀什師范學(xué)院學(xué)報(bào). 2007(03)
博士論文
[1]毫米波汽車(chē)防撞雷達(dá)實(shí)用化研究[D]. 徐濤.中國(guó)科學(xué)院研究生院(上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所) 2003
碩士論文
[1]77GHz微帶陣列天線(xiàn)的研究[D]. 段雷.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]FMCW安防雷達(dá)毫米波前端集成技術(shù)研究[D]. 黃楊.電子科技大學(xué) 2016
[3]線(xiàn)性調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)前端系統(tǒng)設(shè)計(jì)及相關(guān)集成技術(shù)研究[D]. 沈夢(mèng)魁.電子科技大學(xué) 2014
[4]掃描縫隙陣列天線(xiàn)的饋電網(wǎng)絡(luò)研究[D]. 劉燚.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2013
[5]車(chē)載雷達(dá)防撞系統(tǒng)發(fā)射端的研究與設(shè)計(jì)[D]. 劉駿.南京理工大學(xué) 2013
[6]毫米波汽車(chē)防撞雷達(dá)T/R組件的研究[D]. 封濤.電子科技大學(xué) 2010
[7]毫米波汽車(chē)防撞雷達(dá)信號(hào)處理關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 鄭興林.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2007
[8]毫米波波導(dǎo)縫隙天線(xiàn)的研究[D]. 趙懷成.南京理工大學(xué) 2005
[9]基片集成波導(dǎo)縫隙陣天線(xiàn)設(shè)計(jì)[D]. 孫興華.東南大學(xué) 2005
本文編號(hào):3136970
【文章來(lái)源】:西安電子科技大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:86 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
三角調(diào)頻連續(xù)波時(shí)域波形
域中發(fā)射信號(hào)(黑實(shí)線(xiàn))、接收信號(hào)(虛線(xiàn))、差頻頻率關(guān)系。此外,該圖也描述了發(fā)生多普勒頻移頻輸出信號(hào)頻率。0表示雷達(dá)發(fā)射端輸出信號(hào)的雷達(dá)發(fā)射頻率, 表示雷達(dá)接收頻率(無(wú)多普勒大頻偏, 、 、 分別為上、下半周收發(fā)頻標(biāo)距離和光速之間有關(guān)系式:2Rc 波信號(hào)相對(duì)發(fā)射信號(hào)的延遲時(shí)間,R 表示目標(biāo)止時(shí),發(fā)射波和接收波在上圖中只有時(shí)間軸上的mT
選取天線(xiàn)需要考慮以下幾個(gè)問(wèn)題:天線(xiàn)的增益要在測(cè)量范圍之內(nèi)滿(mǎn)足最低的要求。天線(xiàn)的波束寬度要依據(jù)實(shí)際應(yīng)用中探測(cè)范圍和實(shí)際環(huán)境情況來(lái)決定。天線(xiàn)后期加工制作成本和可行性要進(jìn)行控制。天線(xiàn)要體積小,便于集成和安裝。隨著人工智能的發(fā)展,無(wú)人駕駛也成了近幾年各公司和科研院所研究和投資的熱點(diǎn),對(duì)毫米波天線(xiàn)的設(shè)計(jì)也有很多種類(lèi)。2011 年臺(tái)灣大學(xué)發(fā)表的碩士論文,77GH車(chē)用防撞雷達(dá)系統(tǒng)之頻率波束掃描天線(xiàn)[20],介紹了一種介質(zhì)集成波導(dǎo)縫隙天線(xiàn)陣[21-22如圖 3.1,天線(xiàn)結(jié)構(gòu)為 SIW 波導(dǎo)駐波縫隙陣列,通過(guò)頻率的改變可以實(shí)現(xiàn)波束的掃描1×8 一維天線(xiàn)陣指向性 13dBi,天線(xiàn)增益 11dB,極化隔離度 30dB 以上。4×8 二維天線(xiàn)陣指向性17dBi,天線(xiàn)增益為15dB,極化隔離度30dB以上,尺寸為45mm×16mm2015 年新加坡國(guó)立大學(xué)電子與計(jì)算機(jī)工程學(xué)院程志寧等人發(fā)表了關(guān)于 SIW 波導(dǎo)縫隙天線(xiàn)做饋源的一種凸面透鏡天線(xiàn)[23-25],如圖 3.2。天線(xiàn)增益為 24 dBi,波束寬±12o
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]封裝天線(xiàn)技術(shù)發(fā)展歷程回顧[J]. 張躍平. 中興通訊技術(shù). 2017(06)
[2]77GHz車(chē)載毫米波中遠(yuǎn)距雷達(dá)天線(xiàn)陣列設(shè)計(jì)[J]. 張慧,余英瑞,徐俊,張魏. 強(qiáng)激光與粒子束. 2017(10)
[3]2017年3月汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)環(huán)比均呈較快增長(zhǎng) 同比增速略低[J]. 汽車(chē)與安全. 2017(05)
[4]SIW平面陣列天線(xiàn)技術(shù)綜述[J]. 關(guān)東方,陳海平,江順,張妍,袁峰. 軍事通信技術(shù). 2016(03)
[5]雷達(dá)在汽車(chē)主動(dòng)安全系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 曹俊杰,陳實(shí),茅君澤,趙福全. 汽車(chē)與配件. 2012(45)
[6]汽車(chē)防撞毫米波雷達(dá)系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 周剛,吳杰. 電訊技術(shù). 2011(07)
[7]防患于未然 汽車(chē)毫米波雷達(dá)[J]. 張倫維. 當(dāng)代汽車(chē). 2009(05)
[8]汽車(chē)防碰撞安全距離模型及仿真研究[J]. 唐陽(yáng)山,江振偉,白艷,方媛. 遼寧工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2008(05)
[9]高速公路汽車(chē)防撞系統(tǒng)的安全行車(chē)距離研究[J]. 楊翠萍,官慧峰. 自動(dòng)化儀表. 2008(09)
[10]基于MATLAB的FIR數(shù)字低通濾波器分析和設(shè)計(jì)[J]. 雷學(xué)堂,方志雄. 喀什師范學(xué)院學(xué)報(bào). 2007(03)
博士論文
[1]毫米波汽車(chē)防撞雷達(dá)實(shí)用化研究[D]. 徐濤.中國(guó)科學(xué)院研究生院(上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所) 2003
碩士論文
[1]77GHz微帶陣列天線(xiàn)的研究[D]. 段雷.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]FMCW安防雷達(dá)毫米波前端集成技術(shù)研究[D]. 黃楊.電子科技大學(xué) 2016
[3]線(xiàn)性調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)前端系統(tǒng)設(shè)計(jì)及相關(guān)集成技術(shù)研究[D]. 沈夢(mèng)魁.電子科技大學(xué) 2014
[4]掃描縫隙陣列天線(xiàn)的饋電網(wǎng)絡(luò)研究[D]. 劉燚.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2013
[5]車(chē)載雷達(dá)防撞系統(tǒng)發(fā)射端的研究與設(shè)計(jì)[D]. 劉駿.南京理工大學(xué) 2013
[6]毫米波汽車(chē)防撞雷達(dá)T/R組件的研究[D]. 封濤.電子科技大學(xué) 2010
[7]毫米波汽車(chē)防撞雷達(dá)信號(hào)處理關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 鄭興林.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2007
[8]毫米波波導(dǎo)縫隙天線(xiàn)的研究[D]. 趙懷成.南京理工大學(xué) 2005
[9]基片集成波導(dǎo)縫隙陣天線(xiàn)設(shè)計(jì)[D]. 孫興華.東南大學(xué) 2005
本文編號(hào):3136970
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