车载测距系统的研究与设计

发布时间：2020-04-24 12:52

【摘要】：随着经济水平的持续提升,我国汽车产业与交通运输业取得了飞速发展,机动车数量的逐年增加在给人们带来便捷的同时,也会造成一系列的交通问题。为了保证驾驶的安全性、提高驾驶的智能性,早在二十世纪六七十年代,就有国家开始了对车载测距系统的初步研究,直到二十一世纪后,车载测距技术进入全面飞速发展的阶段。近年来,先进驾驶辅助系统(Advanced Driver Assistant System,ADAS)成为业界研究的热点。ADAS利用安装在车身上的各种传感器搜集车内外的数据,将障碍物的具体信息反馈至系统,从而控制车辆、规避风险。传统的超声波、红外等雷达探测距离比较近,且受到夜间和天气等条件的约束较大。微波雷达是一种新兴的ADAS传感器,几乎不受天气和夜间的限制,而且探测距离较远、精度较高,占据着绝对优势。我国对微波汽车测距雷达的研究起步较晚,现阶段重点研究在24GHz频段,主要应用于汽车的倒车防撞、盲点监测以及变道辅助。本课题研究与设计了24GHz车载测距系统的天线部分和收发模块,够正确发射、接收24GHz信号,且体积小、集成度高、易于安装。天线部分包括一个发送天线、两个接收天线,均为微带阵列天线形式,采用指数分布与切比雪夫两种综合方法进行馈电网络的设计,具有窄波束、低副瓣和高增益的性能。收发模块基于射频收发芯片BGT24ATR12与锁相环芯片ADF4158进行设计。ADF4158产生控制电压控制BGT24ATR12内部VCO生成线性调频信号,信号由发射天线发送出去,遇到障碍物后产生回波。回波信号被接收天线接收后,与发射端直接传输来的一部分发射信号进行混频,得到包含距离信息的中频信号。课题重点研究前端天线。本课题的主要工作如下:1、对FMCW测距系统理论基础进行研究。介绍国内外车载测距系统的研究历史、发展现状和趋势。比较分析常用测距系统的探测方式以及雷达体制。阐述FMCW测距系统的工作原理,并描述其主要结构。2、探测天线的设计。针对探测天线的窄波束、低副瓣、高增益的性能要求,设计两款2×10发射阵列天线和两款4×10接收天线组(包括两个接收天线),均为串并结合的馈电网络结构,并采用指数分布与切比雪夫这两种综合法降低副瓣电平。不断优化得到符合指标的仿真结果,并进行天线实物的制作与测试,测试结果与仿真结果基本一致。3、收发模块的设计。收发模块采用BGT24ATR12射频收发芯片作为主芯片,加入锁相环频率合成电路、CPLD控制电路、稳压电路和放大电路,实现信号的发射、接收与初步处理,获得中频信号。根据原理图制作硬件并测试。4、对硬件整体测试。采用直流电源、信号源、频谱仪等设备,分别进行发射测试与接收测试。测试结果表明,天线和收发模块能够实现长距离的24GHz频段信号收发,并产生含有距离信息的中频信号,设计具有正确性和有效性。
【图文】：

保有量,私人,情况,私家车

士学位论文第一章绪论究背景及意义民经济呈现高度增长趋势，汽车产业高速发展。为了数量急剧增长。据公安部道路安全研究中心统计，截有量达 2.9 亿辆，其中汽车 1.94 亿辆；机动车驾驶 3.1 亿人[1]。私家车总量达 1.46 亿辆，每百户家庭车数量变化走势如图 1-1 所示。

关系图,相对静止,发射接收,信号频率

图 2-3 目标与系统相对静止时发射接收信号频率关系图号发射频率随着时间呈三角波规律变换，，当目标与系统无信号与发射信号只是存在着时间上的延迟Δt，其他变化[21]。信号带宽为 B，周期为 T，发射信号与接收信号的距离为 R，则：cRt2 似三角形定理可知tfTB /2标与系统距离为BcfTR4 与系统相对运动
【学位授予单位】：安徽建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U463.6

【参考文献】