毫米波汽车防撞雷达前端设计
发布时间：2021-04-14 08:01
随着人们消费水平的提高,汽车消费越来越普遍,道路汽车拥堵也成了当今社会一个常见问题,汽车驾驶安全问题也越来越突出和被重视,并且无人驾驶技术也是现在新兴和发展的热点技术。毫米波雷达是一种高分辨雷达,使用调频连续波（FMCW）体制时其探测精度更高,而且与其它雷达体制相比,有着更紧凑的结构、更高的测距精度和基带信号处理效率高等特点。毫米波雷达作为汽车安全控制系统和智能汽车驾驶技术核心部件之一,有着广阔的市场前景,并且对于降低交通安全事故,促进智能驾驶技术的发展有着重要的意义。本文以77GHz频率的毫米波防撞雷达前端部分为主要研究内容。设计了一款射频电路和收发天线集成在一起的毫米波雷达前端系统。收发天线采用一发两收的结构,使得发射天线和接收天线之间具有更高的隔离度和抗干扰能力,能对多个目标进行距离估计,速度检测和角度的测量。发射天线具有覆盖远距离（150m）和中距离（60m）的赋形波束特点,可以实现对不同视距内目标的同时探测。接收天线为宽波束高增益阵列天线。收发天线为基片集成波导（SIW）和微带贴片混合结构,易于与射频电路集成。射频电路部分采用MMIC芯片,收发芯片都集成了3倍频电路,用一片信...
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
三角调频连续波时域波形
域中发射信号(黑实线)、接收信号（虚线）、差频频率关系。此外，该图也描述了发生多普勒频移频输出信号频率。0表示雷达发射端输出信号的雷达发射频率， 表示雷达接收频率（无多普勒大频偏， 、 、 分别为上、下半周收发频标距离和光速之间有关系式：2Rc 波信号相对发射信号的延迟时间，R 表示目标止时，发射波和接收波在上图中只有时间轴上的mT
选取天线需要考虑以下几个问题：天线的增益要在测量范围之内满足最低的要求。天线的波束宽度要依据实际应用中探测范围和实际环境情况来决定。天线后期加工制作成本和可行性要进行控制。天线要体积小，便于集成和安装。随着人工智能的发展，无人驾驶也成了近几年各公司和科研院所研究和投资的热点，对毫米波天线的设计也有很多种类。2011 年台湾大学发表的硕士论文，77GH车用防撞雷达系统之频率波束扫描天线[20]，介绍了一种介质集成波导缝隙天线阵[21-22如图 3.1，天线结构为 SIW 波导驻波缝隙阵列，通过频率的改变可以实现波束的扫描1×8 一维天线阵指向性 13dBi，天线增益 11dB，极化隔离度 30dB 以上。4×8 二维天线阵指向性17dBi，天线增益为15dB，极化隔离度30dB以上，尺寸为45mm×16mm2015 年新加坡国立大学电子与计算机工程学院程志宁等人发表了关于 SIW 波导缝隙天线做馈源的一种凸面透镜天线[23-25]，如图 3.2。天线增益为 24 dBi，波束宽±12o
【参考文献】：
期刊论文
[1]封装天线技术发展历程回顾[J]. 张跃平. 中兴通讯技术. 2017(06)
[2]77GHz车载毫米波中远距雷达天线阵列设计[J]. 张慧,余英瑞,徐俊,张魏. 强激光与粒子束. 2017(10)
[3]2017年3月汽车产销环比均呈较快增长 同比增速略低[J]. 汽车与安全. 2017(05)
[4]SIW平面阵列天线技术综述[J]. 关东方,陈海平,江顺,张妍,袁峰. 军事通信技术. 2016(03)
[5]雷达在汽车主动安全系统中的应用[J]. 曹俊杰,陈实,茅君泽,赵福全. 汽车与配件. 2012(45)
[6]汽车防撞毫米波雷达系统参数优化设计[J]. 周刚,吴杰. 电讯技术. 2011(07)
[7]防患于未然 汽车毫米波雷达[J]. 张伦维. 当代汽车. 2009(05)
[8]汽车防碰撞安全距离模型及仿真研究[J]. 唐阳山,江振伟,白艳,方媛. 辽宁工业大学学报(自然科学版). 2008(05)
[9]高速公路汽车防撞系统的安全行车距离研究[J]. 杨翠萍,官慧峰. 自动化仪表. 2008(09)
[10]基于MATLAB的FIR数字低通滤波器分析和设计[J]. 雷学堂,方志雄. 喀什师范学院学报. 2007(03)
博士论文
[1]毫米波汽车防撞雷达实用化研究[D]. 徐涛.中国科学院研究生院（上海微系统与信息技术研究所） 2003
硕士论文
[1]77GHz微带阵列天线的研究[D]. 段雷.哈尔滨工业大学 2016
[2]FMCW安防雷达毫米波前端集成技术研究[D]. 黄杨.电子科技大学 2016
[3]线性调频连续波雷达前端系统设计及相关集成技术研究[D]. 沈梦魁.电子科技大学 2014
[4]扫描缝隙阵列天线的馈电网络研究[D]. 刘燚.国防科学技术大学 2013
[5]车载雷达防撞系统发射端的研究与设计[D]. 刘骏.南京理工大学 2013
[6]毫米波汽车防撞雷达T/R组件的研究[D]. 封涛.电子科技大学 2010
[7]毫米波汽车防撞雷达信号处理关键技术研究[D]. 郑兴林.国防科学技术大学 2007
[8]毫米波波导缝隙天线的研究[D]. 赵怀成.南京理工大学 2005
[9]基片集成波导缝隙阵天线设计[D]. 孙兴华.东南大学 2005
本文编号：3136970
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
三角调频连续波时域波形
域中发射信号(黑实线)、接收信号（虚线）、差频频率关系。此外，该图也描述了发生多普勒频移频输出信号频率。0表示雷达发射端输出信号的雷达发射频率， 表示雷达接收频率（无多普勒大频偏， 、 、 分别为上、下半周收发频标距离和光速之间有关系式：2Rc 波信号相对发射信号的延迟时间，R 表示目标止时，发射波和接收波在上图中只有时间轴上的mT
选取天线需要考虑以下几个问题：天线的增益要在测量范围之内满足最低的要求。天线的波束宽度要依据实际应用中探测范围和实际环境情况来决定。天线后期加工制作成本和可行性要进行控制。天线要体积小，便于集成和安装。随着人工智能的发展，无人驾驶也成了近几年各公司和科研院所研究和投资的热点，对毫米波天线的设计也有很多种类。2011 年台湾大学发表的硕士论文，77GH车用防撞雷达系统之频率波束扫描天线[20]，介绍了一种介质集成波导缝隙天线阵[21-22如图 3.1，天线结构为 SIW 波导驻波缝隙阵列，通过频率的改变可以实现波束的扫描1×8 一维天线阵指向性 13dBi，天线增益 11dB，极化隔离度 30dB 以上。4×8 二维天线阵指向性17dBi，天线增益为15dB，极化隔离度30dB以上，尺寸为45mm×16mm2015 年新加坡国立大学电子与计算机工程学院程志宁等人发表了关于 SIW 波导缝隙天线做馈源的一种凸面透镜天线[23-25]，如图 3.2。天线增益为 24 dBi，波束宽±12o
【参考文献】：
期刊论文
[1]封装天线技术发展历程回顾[J]. 张跃平. 中兴通讯技术. 2017(06)
[2]77GHz车载毫米波中远距雷达天线阵列设计[J]. 张慧,余英瑞,徐俊,张魏. 强激光与粒子束. 2017(10)
[3]2017年3月汽车产销环比均呈较快增长 同比增速略低[J]. 汽车与安全. 2017(05)
[4]SIW平面阵列天线技术综述[J]. 关东方,陈海平,江顺,张妍,袁峰. 军事通信技术. 2016(03)
[5]雷达在汽车主动安全系统中的应用[J]. 曹俊杰,陈实,茅君泽,赵福全. 汽车与配件. 2012(45)
[6]汽车防撞毫米波雷达系统参数优化设计[J]. 周刚,吴杰. 电讯技术. 2011(07)
[7]防患于未然 汽车毫米波雷达[J]. 张伦维. 当代汽车. 2009(05)
[8]汽车防碰撞安全距离模型及仿真研究[J]. 唐阳山,江振伟,白艳,方媛. 辽宁工业大学学报(自然科学版). 2008(05)
[9]高速公路汽车防撞系统的安全行车距离研究[J]. 杨翠萍,官慧峰. 自动化仪表. 2008(09)
[10]基于MATLAB的FIR数字低通滤波器分析和设计[J]. 雷学堂,方志雄. 喀什师范学院学报. 2007(03)
博士论文
[1]毫米波汽车防撞雷达实用化研究[D]. 徐涛.中国科学院研究生院（上海微系统与信息技术研究所） 2003
硕士论文
[1]77GHz微带阵列天线的研究[D]. 段雷.哈尔滨工业大学 2016
[2]FMCW安防雷达毫米波前端集成技术研究[D]. 黄杨.电子科技大学 2016
[3]线性调频连续波雷达前端系统设计及相关集成技术研究[D]. 沈梦魁.电子科技大学 2014
[4]扫描缝隙阵列天线的馈电网络研究[D]. 刘燚.国防科学技术大学 2013
[5]车载雷达防撞系统发射端的研究与设计[D]. 刘骏.南京理工大学 2013
[6]毫米波汽车防撞雷达T/R组件的研究[D]. 封涛.电子科技大学 2010
[7]毫米波汽车防撞雷达信号处理关键技术研究[D]. 郑兴林.国防科学技术大学 2007
[8]毫米波波导缝隙天线的研究[D]. 赵怀成.南京理工大学 2005
[9]基片集成波导缝隙阵天线设计[D]. 孙兴华.东南大学 2005
本文编号：3136970
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/qiche/3136970.html
