FMCW雷達系統及其前端數據采集模塊設計

其中，發(fā)射信號頻率ft按周期性三角形波的規律變化，它的調頻帶寬為△f，ft的平均頻率為f0，通常f0變化范圍為幾百到幾千MHz，變化周期為T(mén)m。fr1為從靜止目標反射回來(lái)的回波頻率，它和發(fā)射頻率的變化規律相同，但在時(shí)間上滯后tr=2R／c。發(fā)射和接收頻率之間的頻率差即混頻器輸出的中頻信號頻率IF，差頻的平均值用Fbav表示。

2 汽車(chē)防撞雷達系統的結構
系統的主要工作是測量車(chē)輛與前方目標的相對距離和相對速度。雷達對前方目標進(jìn)行檢測，若發(fā)現目標，對目標距離、速度和方向進(jìn)行測量，同時(shí)判斷目標與車(chē)輛是否在同一車(chē)道上，若是，則將目標的距離、速度與雷達設定的預警條件進(jìn)行對比，達到預警條件時(shí)，雷達向駕駛員進(jìn)行聲光預警或與剎車(chē)系統聯(lián)動(dòng)。結構框圖如圖3所示。

FMCW雷達天線(xiàn)分為收發(fā)共用天線(xiàn)和分置天線(xiàn)，選用的雷達使用的收發(fā)分置天線(xiàn)，即發(fā)射信號和接收信號分別用兩個(gè)天線(xiàn)。微帶天線(xiàn)具有成本低、性能可靠、占據空間小、可重復性好等優(yōu)點(diǎn)，適合使用在汽車(chē)上，選用的雷達使用平面微帶天線(xiàn)。
收發(fā)前端是雷達系統的核心部分，主要包括壓控振蕩器VCO、混頻器、定向耦合器等；其中VCO是收發(fā)前端的核心，用于產(chǎn)生調頻波，定向耦合器是把VCO輸出功率的一部分耦合到混頻器的輸入端，作為混頻器的本征信號，混頻器的作用是完成回波和本振信號的差頻，從而輸出中頻信號，再用帶通濾波器濾除混頻器輸出中的一些雜波。
中頻放大電路將混頻器輸出的差頻信號即中頻信號進(jìn)行放大、匹配濾波等處理，消除其中的干擾信號，實(shí)現幅值統一。中頻放大電路性能的好壞直接影響到對目標回波信號的檢測。
信號處理模塊對經(jīng)中頻放大的信號進(jìn)行處理，提取出信號的頻率，從而計算出目標的距離和速，一般由DSP完成數字信號處理任務(wù)?？墒褂肨16000系列DSP完成A／D轉換后有關(guān)數值計算的一系列處理，包括濾除、數據預處理、FFT、譜峰平滑、目標搜索、目標跟蹤等任務(wù)。