77GHz汽车防撞雷达系统一些关键技术研究

摘要

随着社会经济的发展和人民生活水平的提高，汽车开始作为主要的交通工具越来越普及，与此同时，安全驾驶也越来越成为大众关注的焦点，汽车防撞雷达作为一种主动安全防御措施越来越受到关注。77GHz频段与目前汽车防撞雷达采用的其他频段相比有多个方面的优势，是未来汽车防撞雷达的发展方向。本文针对77GHz汽车防撞雷达系统中的一些关键技术开展研究。论文主要工作如下:
　　第一章简要介绍了77GHz汽车防撞雷达的国内外研究现状和本文的主要工作。
　　第二章介绍了77GHz汽车防撞雷达的基本原理和整体的设计方案。
　　第三章给出了77GHz汽车防撞雷达天线的设计。为了方便该频段天线的测试，首先设计了一种基片集成波导(SIW)到标准金属波导的转接结构，接着分别设计了八单元SIW缝隙线阵和十六单元SIW缝隙线阵。基于十六单元SIW缝隙线阵设计完成了可用于远距探测的4×16单元缝隙面阵。所有天线及转接结构均加工了实物并进行了测试，验证了设计的正确性。
　　第四章介绍了具有谐波抑制功能的滤波器设计。基于阶跃阻抗谐振器(SIR)技术分别设计了一种二阶、一种四阶和一种五阶SIR带通滤波器，均在仿真的基础上加工了滤波器实物并进行了测试，测试结果均与仿真结果吻合得很好，证明了设计的正确性。五阶的SIR滤波器可作为本振滤波器使用来滤除二次谐波。
　　第五章介绍了77GHz汽车防撞雷达测距、测速、测角的基本算法，并基于Matlab编写了仿真程序，进行了单目标情况下的算法验证，证明了算法的可行性。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．3 论文的主要内容

第二章 77GHz汽车防撞雷达原理与方案概述

2．1 77GHz汽车防撞雷达基本工作原理

2．1．1 雷达方程简介

2．1．2 FMCW雷达基本原理

2．2 整体设计方案概述

2．3 本章小结

第三章 77GHz汽车防撞雷达天线设计

3．1 77GHz汽车防撞雷达天线概述

3．2 基片集成波导缝隙天线设计原理

3．2．1 基片集成波导技术简介

3．2．2 波导类缝隙阵列天线设计原理

3．3 77GHz汽车防撞雷达天线设计

3．3．1 SIW到波导的垂直转接结构设计

3．3．2 八单元SIW缝隙天线线阵设计

3．3．3 十六单元SIW缝隙天线线阵设计

3．3．4 4×16单元SIW缝隙天线面阵设计

3．4 本章小结

第四章 具有谐波抑制功能的滤波器设计

4．1 阶跃阻抗谐振器(SIR)理论简介

4．2 带有源和负载耦合的二阶SIR带通滤波器设计

4．3 具有良好谐波抑制的四阶SIR带通滤波器设计

4．4 用于13GHz频率源的SIR滤波器设计

4．5 本章小结

第五章 77GHz汽车防撞雷达信号处理算法研究

5．1 FMCW雷达信号处理基本原理概述

5．1．1 测距原理

5．1．2 测速原理

5．1．3 测角原理

5．2 算法仿真结果及分析

5．2．1 对相对静止目标的仿真结果

5．2．2 对相对运动目标仿真结果

5．2．3 不同距离下的仿真结果

5．2．4 不同速度下的仿真结果

5．2．5 不同角度下的仿真结果

5．3 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 本文工作总结

6．2 后续工作展望

致谢

参考文献

作者简介