隨著我國人均汽車持有量的顯著上升,道路交通愈發(fā)擁擠,車輛追尾碰撞等現(xiàn)象頻繁出現(xiàn),汽車安全性問題日漸嚴峻。汽車主動安全技術通過在危險來臨前提前進行感知和預警,甚至自主采取行動,從而降低事故的發(fā)生率和傷亡率。因此,評價汽車安全性能的優(yōu)劣是必不可少的。本文面向汽車主動安全測試中模擬目標物,對雷達目標測距測速系統(tǒng)、特殊地形下車輛間無線信道特性及模擬目標物吸波裝置等關鍵技術展開研究,主要研究工作可以概括如下:首先,為了對汽車模擬目標物信息進行精確測量,本文首先對典型車輛的RCS（Radar-Cross Section）進行了仿真分析,接著針對24 GHz和77 GHz兩種常用的車載毫米波雷達傳感器,在SystemVue系統(tǒng)級仿真平臺中分別構建了短距離線性調(diào)頻脈沖和長距離線性調(diào)頻連續(xù)波（Frequency Modulated Continuous Wave,FMCW）防碰撞雷達系統(tǒng)。分析了理想FMCW環(huán)境和包含噪聲雜波干擾環(huán)境下的系統(tǒng)信號,并對多組實際距離/速度值進行測量,距離和速度測量誤差分別在±0.8m和±0.4 m/s范圍內(nèi),符合距離和速度分辨率的要求。其次,結(jié)合重慶市獨特的地形,選取解放碑... 

【文章來源】：重慶大學重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

車輛半車模型MLFMM和LEPO算法下的RCS仿真結(jié)果

重慶大學碩士學位論文12圖2.1車輛半車模型MLFMM和LEPO算法下的RCS仿真結(jié)果Figure2.1RCSsimulationresultsofhalf-carmodelusingMLFMMandLEPOalgorithm采用LEPO求解算法，對汽車模型進行修改和mesh，利用FEKO電大尺寸仿真軟件中的CAE驗證方法，對汽車模型經(jīng)mesh之后的數(shù)據(jù)進行驗證以及報錯修改，降低mesh的單元數(shù)目N至小于100萬個單元。圖2.1為兩種算法下仿真得到的雷達反射特性結(jié)果，兩種算法的仿真結(jié)果在同一方位上僅有數(shù)值上的微小差異，說明了仿真結(jié)果的準確性。多層快速多極子（MLFMM）算法在求解大規(guī)模金屬及均勻介質(zhì)情形時表現(xiàn)較為優(yōu)異。因此，本文采用MLFMM算法對典型車輛整車3D模型進行雷達反射特性的快速仿真與獲齲在對汽車整車模型RCS進行仿真前，首先在復雜目標網(wǎng)格前處理工具HyperMesh軟件中對車輛3D模型進行預處理。圖2.2預處理后的車輛整車3D模型Figure2.2Pre-processed3Dvehiclemodel按照FEKO軟件的計算要求在HyperMesh軟件中對網(wǎng)格進行劃分，刪除非金屬件、刪除不影響分析部件、刪除模型厚度，曲面簡化、修復模型小漏洞、修復縫隙保持電連續(xù)、根據(jù)工作頻率劃分網(wǎng)格、輸出網(wǎng)格文件，將網(wǎng)格文件導入FEKO

2汽車防碰撞雷達系統(tǒng)仿真13三維全波電磁仿真軟件中，對模型做試運算檢查。圖2.2為經(jīng)Hypermesh工具刪除非金屬件和不影響分析部件、修補曲面等預處理過程后的典型車輛整車3D模型，圖2.3為仿真得到的雷達反射截面，工作頻率為24GHz。圖2.3典型車輛整車3D模型雷達反射截面仿真結(jié)果Figure2.3Simulatedradarcross-sectionof3Dtypicalvehiclemodel2.424GHz防碰撞雷達系統(tǒng)仿真FMCW雷達可以分為兩大類：線性調(diào)頻（LFM）和非線性調(diào)頻（NonlinearFrequencyModulation,NLFM）。NLFM非常容易實現(xiàn)，但每個目標的拍頻不是唯一的，處于不同距離的目標不能被區(qū)分出來，因此NLFM只適用于單目標檢測場景。LFM有唯一拍頻，頻率變化方式通常為鋸齒形或三角形。本節(jié)針對24GHz毫米波雷達工作頻段，僅對目標的距離信息進行檢測，使用三角波線性調(diào)頻脈沖信號源，根據(jù)KEYSIGHT技術手冊，自主構建出適用于短距離目標距離檢測的FMCW系統(tǒng)，并對其組成模塊進行了詳細闡述，通過多個實際目標距離值的測量，驗證了該系統(tǒng)的正確性。2.4.1基本結(jié)構FMCW雷達通過將調(diào)制后的高頻發(fā)射信號與接收信號進行混頻，確定兩者的頻率差，對其進行傅里葉變換，從而產(chǎn)生能夠提取出目標距離和速度信息的新的信號[32]。圖2.4表示的是FMCW雷達系統(tǒng)基本原理框圖，包括發(fā)射機、接收機、混頻器以及模/數(shù)轉(zhuǎn)換器等。調(diào)制信號經(jīng)由天線發(fā)射和接收，在時域中將發(fā)射信號和接收信號相乘混頻并進行下一步處理。依據(jù)該原理框圖，在SystemVue系統(tǒng)級仿真環(huán)境中構建出相應的雷達目標檢測系統(tǒng)。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]快速時變信道下的OFDM信道估計方法[J]. 趙仁才,許煒陽,吳玉成.  無線電通信技術. 2014(06)
[2]自動緊急制動系統(tǒng)測試場景研究[J]. 江麗君,賀錦鵬,劉衛(wèi)國,朱西產(chǎn),馬志雄.  汽車技術. 2014(01)

博士論文
[1]毫米波汽車防撞雷達的設計與實現(xiàn)[D]. 黃文奎.中國科學院研究生院（上海微系統(tǒng)與信息技術研究所） 2006
[2]路面結(jié)構層材料介電特性及其厚度反演分析的系統(tǒng)識別方法——路面雷達關鍵技術研究[D]. 張蓓.重慶大學 2003

碩士論文
[1]K波段汽車防撞雷達系統(tǒng)研究與實現(xiàn)[D]. 劉京.南京航空航天大學 2017
[2]77GHz汽車防撞雷達系統(tǒng)一些關鍵技術研究[D]. 徐俊.東南大學 2015
[3]發(fā)射數(shù)字波束形成算法與實現(xiàn)研究[D]. 秦夷.南京理工大學 2015
[4]收發(fā)數(shù)字波束形成系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[D]. 劉力.西安電子科技大學 2014
[5]井下電磁波寬帶傳輸特性及調(diào)制解調(diào)方案的研究[D]. 齊輝.中國礦業(yè)大學（北京） 2008



本文編號：3601634