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车载防撞雷达研究与设计
作者：李海涛田宇航任震赵静来源：《电子技术与软件工程》2018年第19期
摘要
车载防撞雷达作为汽车主动安全的核心，可有效降低事故发生概率。本文设计并实现了一个车载防撞雷达系统，并提出一种新的目标探测算法，通过测试实验，该系统达到了预期设计指标。
【关键词】防撞雷达多目标配对DSPLFMCW雷达
车载防撞雷达是主动式安全技术的核心部件，其可以对目标实现自主检测，同时判断是否报警等功能。本文围绕车载防撞雷达系统展开了研究，分析其基本工作原理，搭建车载防撞雷达硬件平台，研究雷达系统的目标探测算法，实现汽车防撞雷达的测速和测距功能。
1车载防撞雷达的基本原理
车载防撞雷达目的是获取目标的距离速度信息，根据策略采取有效措施并主动报警。
11车载防撞雷达测距测速原理
线性调频连续波（LFMCW）雷达调制方式简单，具有优良测距能力并且功率小，是车载防撞雷达最常用的一种方式，因此采用LFMCW作为本文车载防撞雷达系统的工作体制。LFMCW体制雷达的工作原理是将信号的频率按照一定的线性斜率进行调制并发射，利用回波的时延来解算目标的信息。当目标运动时，目标会和雷达产生相对速度（具有多普勒频移），但存在距离速度耦合，LFMCW通过采用不同斜率的调制波来去除耦合效应，从而完成对距离和速度的解算。
12车载防撞雷达的总体设计要求
道路环境的复杂决定了雷达系统应能够快速并且能够精准的探测本车周围目标。根据使用要求，对车载防撞雷达系统提出以下总体指标要求：
中心载频（f）：24125GHz
波长（λ）：124mm
扫频带宽（B）：250MHz
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距离分辨率（△R）：1m
速度分辨率（△v）：1ms
水平波束宽度：≥15°
测距范围：1m50m
最大可测速度：30ms
更新时间：≤40ms
2车载防撞雷达硬件系统的设计
21雷达系统的整体结构方案
车载防撞雷达系统的整体结构方案见图1所示，系统以常见的LFMCW雷达系统为基础，主要是由收发天线、射频前端、中频信号调理模块、信号处理模块、调制波发生器组成。
22雷达系统收发天线的设计
本文设计如图2所示阵列天线，并对其进行仿真，最终得到了满足要求的天线结构。如图3和图4为阵列天线的驻波比和天线的增益图结果，从图中可以看出天线在驻波比15以下的带宽为2392435GHz，总增益达到17dBi，水平辐射面内，3dB处的宽度为23°到18°，垂直辐射面内，3dB处的宽度为77°到737°，基本满足指标要求。
23雷达系统射频前端的设计
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