【摘要】：隨著無人駕駛概念的相關(guān)研究的火熱開展,作為高級輔助駕駛系統(tǒng)中最重要的傳感器之一,車載毫米波雷達(dá),因?yàn)槠渚哂胁灰资軣熿F雨雪天氣影響的獨(dú)特優(yōu)勢,而成為了無人駕駛中重點(diǎn)研究的關(guān)鍵技術(shù)。各研究機(jī)構(gòu)和廠家均致力于在有限的空間內(nèi),用合適的成本完成高性能的車載毫米波雷達(dá)設(shè)計,將該設(shè)計實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)并廣泛應(yīng)用于汽車市場。因此,對77GHz車載毫米波雷達(dá)系統(tǒng)的研究具有重要的理論研究意義和工程應(yīng)用價值。本文主要工作安排如下:本文首先調(diào)研了國內(nèi)外對車載毫米波雷達(dá)的研究現(xiàn)狀,分析了發(fā)展趨勢。其次概述了線性調(diào)頻連續(xù)波體制雷達(dá)的工作原理,推導(dǎo)了探測目標(biāo)信息的提取過程,包括了目標(biāo)距離以及距離分辨率、目標(biāo)相對速度以及速度分辨率、目標(biāo)角度以及角度分辨率,從而總結(jié)出影響各項(xiàng)指標(biāo)的雷達(dá)參數(shù),用于指導(dǎo)雷達(dá)設(shè)計。在工程實(shí)現(xiàn)上,本文從車載毫米波雷達(dá)設(shè)計方案的確定入手并分解任務(wù),經(jīng)過對比各個廠商的解決方案,確定了采用基于集成度較高的收發(fā)一體化芯片的解決方案;設(shè)計了用于77GHz車載毫米波雷達(dá)的微帶陣列天線,通過組陣的方式提高天線增益,通過單元幅度錐削達(dá)到低副瓣的效果;根據(jù)收發(fā)一體化芯片需求完成器件選型并設(shè)計其電源管理、存儲電路以及高速接口等外圍電路;完成單芯片方案的電路原理圖以及版圖設(shè)計。進(jìn)一步地,為提高雷達(dá)系統(tǒng)的探測性能,本文基于MIMO原理提出用多片收發(fā)芯片級聯(lián)的系統(tǒng)方案,對該方案的難點(diǎn)進(jìn)行分析,設(shè)計了多路收發(fā)天線的布局以提高方位角以及俯仰角的分辨率;完成本振信號、幀同步信號以及系統(tǒng)時鐘信號三種關(guān)鍵信號的同步設(shè)計;分析過孔殘段的影響并采用背鉆工藝優(yōu)化本振信號功分網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計;最終完成級聯(lián)系統(tǒng)的電路與PCB設(shè)計。最后設(shè)計實(shí)驗(yàn),設(shè)計了一種板載天線雷達(dá)的總體方向圖測試方法,并在微波暗室中完成對本文設(shè)計的77GHz車載雷達(dá)的性能指標(biāo)測試,在3GHz掃頻帶寬下距離分辨率可達(dá)8cm,兩發(fā)四收天線情況下最小角度分辨率約為16°。在室外對車測距實(shí)驗(yàn)可達(dá)280m。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該雷達(dá)可以滿足設(shè)計需求。
【圖文】：

2、3 彼此隔離，隔離度在-20dB 以上；，，VSWR 小于等于 1.22 的帶寬比為 1.44：1。 3dB 威爾金森功分器由兩段四分之一波長傳輸線組成，為了器軌跡圍成的面積，基于折疊傳輸線的設(shè)計能夠減少傳輸線幾達(dá)到縮小尺寸的目的。X 波段以上的頻率，在使用威爾金森功分器時，由于隔離電阻相當(dāng)，需要采用更小尺寸的電阻確保其諧振頻率遠(yuǎn)離工作頻率就意味著功分器的兩個功分臂必須靠得很近，這會導(dǎo)致兩路分，隔離度變差。而且工作頻率越高，波長越短，則四分之一波度可以彎成半圓形。一個簡單又有效的解決辦法是將四分之一之三波長，并通過特性阻抗為 50 歐姆的二分之一波長傳輸線線的末端，從而解決因強(qiáng)耦合而導(dǎo)致隔離度變差的問題[29]。上思路，本文設(shè)計了一款功分器，如下圖所示，用于級聯(lián)系統(tǒng)絡(luò)的功分器，在 19-20.25GHz 的工作頻率內(nèi) S11 小于-25dB以滿足需求。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：U463.67;TN959

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