FMCW雷達(dá)系統(tǒng)及其前端數(shù)據(jù)采集模塊設(shè)計(jì)

其中，發(fā)射信號(hào)頻率ft按周期性三角形波的規(guī)律變化，它的調(diào)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(biāo)反射回來(lái)的回波頻率，它和發(fā)射頻率的變化規(guī)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(hào)頻率IF，差頻的平均值用Fbav表示。

2 汽車(chē)防撞雷達(dá)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)的主要工作是測(cè)量車(chē)輛與前方目標(biāo)的相對(duì)距離和相對(duì)速度。雷達(dá)對(duì)前方目標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，若發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，對(duì)目標(biāo)距離、速度和方向進(jìn)行測(cè)量，同時(shí)判斷目標(biāo)與車(chē)輛是否在同一車(chē)道上，若是，則將目標(biāo)的距離、速度與雷達(dá)設(shè)定的預(yù)警條件進(jìn)行對(duì)比，達(dá)到預(yù)警條件時(shí)，雷達(dá)向駕駛員進(jìn)行聲光預(yù)警或與剎車(chē)系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)。結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示。

FMCW雷達(dá)天線分為收發(fā)共用天線和分置天線，選用的雷達(dá)使用的收發(fā)分置天線，即發(fā)射信號(hào)和接收信號(hào)分別用兩個(gè)天線。微帶天線具有成本低、性能可靠、占據(jù)空間小、可重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)，適合使用在汽車(chē)上，選用的雷達(dá)使用平面微帶天線。
收發(fā)前端是雷達(dá)系統(tǒng)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(diào)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(hào)，混頻器的作用是完成回波和本振信號(hào)的差頻，從而輸出中頻信號(hào)，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(hào)即中頻信號(hào)進(jìn)行放大、匹配濾波等處理，消除其中的干擾信號(hào)，實(shí)現(xiàn)幅值統(tǒng)一。中頻放大電路性能的好壞直接影響到對(duì)目標(biāo)回波信號(hào)的檢測(cè)。
信號(hào)處理模塊對(duì)經(jīng)中頻放大的信號(hào)進(jìn)行處理，提取出信號(hào)的頻率，從而計(jì)算出目標(biāo)的距離和速，一般由DSP完成數(shù)字信號(hào)處理任務(wù)?？墒褂肨16000系列DSP完成A／D轉(zhuǎn)換后有關(guān)數(shù)值計(jì)算的一系列處理，包括濾除、數(shù)據(jù)預(yù)處理、FFT、譜峰平滑、目標(biāo)搜索、目標(biāo)跟蹤等任務(wù)。