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本系统主要基于微波套片(SG24T1,SG24R1),设计一个一发两收的射频前端,每个接收通道经过正交解调输出I信号和Q信号。图5为射频前端的原理图。
24中频信号调理模块的设计
中频放大滤波模块的基本结构如图6所示,主要包括低噪声放大器,高通滤波器,可变增益放大器,低通滤波器。高通滤波器和低通滤波器形成一个距离门,使用高通滤波器来抑制处于近距离范围的耦合信号的功率,使用低通滤波器来消除位于探测范围之外目标的信号和混频器产生的镜像频率成分,同时滤除噪声。
25信号处理模块的设计
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车载防撞雷达系统中,信号处理模块的功能是将采样后的数据进行快速处理,使得系统具有实时性。信号处理模块完成对信号的采集、信号的积累、加窗FFT、频谱分析等步骤。本系统选择TI公司的TMS320F28335浮点DSP作为信号处理模块的核心处理器。
26调制波发生器的设计
防撞雷达系统中,采用调制波信号控制压控振荡器(VCO)发射调频连续波,此系统中,采用DSPDA的方式来产生调制波。如图7所示为DA模块的原理图。如图8所示为DSP控制DA模块输出的三角波并经过低通滤波器之后的实际测量图。
3车载防撞雷达系统算法研究与设计
本节将对LFMCW雷达系统目标信息的预处理方法进行分析,其中包括加窗快速傅立叶变换(FFT)、信号积累、恒虚警率(CFAR),最后设计一种适合于本文车载防撞雷达系统的多目标配对探测算法并实现。
31加窗FFT
本系统采用矩形窗来对信号进行处理,如图9所示为对一个非理想截断信号做加窗FFT之后的频谱图,从图中可以看出,加窗后的信号频谱主瓣的两侧依然有旁瓣,但是相对于主瓣来说,旁瓣已经被抑制的特别的低,可知加窗FFT可以有效地抑制频谱泄露。
32信号累积
为更加容易地分辨出幅值较小的目标,则需要对目标的回波信号进行处理,增大中频信号的信噪比。通常可将解调后的IQ信号分别作为FFT的实部和虚部,可以获得比单路信号更高的信噪比。图10为I路和IQ两信号FFT后频谱对比。
33恒虚警率(CFAR)处理
恒虚警率(CFAR)方法是一种检测算法,能够在不同的干扰背景下,使得信号检测保持恒定的虚警概率。最常用的CFAR方法是单元平均CFAR(CACFAR),图11为采用这种方法进行处理得到的效果图,可见目标均被检测出来。
34多目标配对算法研究
对称三角波形可以解决距离速度模糊现象,但是在多目标的情况下,其无法准确地检测出多个目标,因此可能会带来频繁的假目标,会导致高的虚警率。为了降低虚警漏警问r
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