24GHz汽车毫米波雷达实验报告.pdfVIP

24GHz 汽车毫米波雷达实验报告 是德科技 射频应用工程师王创业 1. 前言 汽车毫米波雷达越来越多的被应用在汽车上面，主要作为近距离和远距 离探测，起到防撞、辅助变道、盲点检测等作用。随着器件工艺和微波技术 的发展，毫米波雷达产品越来越小。俗话说：“麻雀虽小，五脏俱全”，同 样汽车毫米波雷达作为典型的雷达产品，也包含收发天线、发射部分、接收 部分、DSP 部分。典型原理框图如图 1 所示。汽车毫米波雷达的性能指标主 要体现在测速精度、定位精度、距离分辨率、多目标识别等方面，要实现这 些性能和功能，首先要做好整体系统的设计和仿真，其次对于各功能部分的 性能指标要严格把控测试，最后要在实际现场环境完成测试考核。 汽车毫米波雷达体制上面主要有线性调频连续波 FMCW 体制雷达、频移 键控 FSK 体制雷达、步进调频连续 SFCW 体制雷达。不同体制雷达在产品实 现复杂程度和应用上都是有区别的。FMCW 体制雷达可以同时探测到运动目 标和静止目标，但是不可以同时探测多个运动目标。电路需要比较大的带宽。 1 FSK 体制雷达，可以同时探测并且正确区分开来多个运动目标，但是不可以 正确测量静止目标。电路带宽比窄，系统响应捕获比较慢，成本比 FMCW 体 制要低很多。SFCW 体制雷达，可以同时探测多个静止和运动的目标，并且 将各个目标正确区分开来。SFCW 体制雷达具有更为复杂的调制波形，信号 处理也更为复杂，产品实现成本高。 2.实验目的 在汽车毫米波雷达系统研制过程中，经常会碰到各式各样的问题，譬如 系统波形的选择和设计、系统链路的设计、信号处理算法的选择、微波电路 的设计调试、天线的设计。主要的问题主要体现在系统方案、处理算法模拟、 微波电路指标调试及对系统性能的影响上。典型的例子，在 FMCW 雷达系统， 雷达探测距离分辨率不仅与信号的调制带宽有关，还与 FMCW 调制的线性度 有关。 利用是德科技平台化解决方案，即软件+硬件+工程师，可以很容易的 实现雷达系统设计仿真、处理算法验证、微波电路设计测试、天线设计测试。 基于以上的问题，该实验主要实现以下三个目的： 1) 软件硬件结合，SystemVue+仪表实现各类信号的产生； 2) 系统设计仿真、算法验证 3) VCO 线性调制度分析 4) 场景信号录制回放和信号分析 3.实验要求 该实验采用 FMCW 雷达体制，结合 SystemVue 软件和仪表实现以下功 能： 1) 汽车雷达信号产生 a. 24GHz 标准雷达信号产生：Triangle 调制信号、Sawtooth 调 制信号 2 b. FMCW 雷达信号的回波和杂散信号产生 c. 三个组合三角波调制波形产生 2) 汽车雷达信号分析，结全89601B VSA 软件实现对 24GHz FMCW 雷达模块VCO 进行线性度分析 3) SystemVue 系统仿真和算法实现 4) 场景信号录制回放和信号分析 a. 不同RCS 静止单目标回波信号的实现和录制 b. 运动单目标回波信号的实现和录制 c. 利用不同回波信号验证DSP 处理算法 4.实验内容 4.1 汽车雷达信号产生 在固定周期内，发射信号的频率随着调制信号连续变化就形成 FMCW 信 号，如下图所示。通过发射信号与回波信号混频即可得到差拍信号 。