FPGA的车载防撞雷达系统的设计与实现

根据毫米波汽车防撞雷达的研究现状,讨论了一种基于FPGA为实现核心的总体设计方案,并详细分析该系统硬件结构和软件流程,对处理算法在FPGA上的实现提出相应的优化方法,能有效地提高运算效率的同时降低硬件成本。实验结果表明:该方案对前方车辆相关信息探测迅速准确,运行稳定可靠,能够满足汽车防撞雷达的实时性需求。

LFMCW车载防撞雷达信号处理模块研究

针对LFMCW车载防撞雷达系统,设计了一种低复杂度的信号处理模块,该模块由预处理、恒虚警(CFAR)检测和多目标配对等子模块组成,能够实现目标检测与参数估计功能。由于系统硬件限制,多个天线不能同时发射信号,因此该系统通过时间分集发射信号。在预处理阶段,通过相位校准将接收的不同发射天线的目标回波信号合成一个具有更大孔径的等效虚拟接收阵列信号,获得更高的波束形成增益和测角精度,并对虚拟接收阵列信号采用数字波束形成技术形成窄波束接收以抑制杂波干扰信号。在CFAR检测中,提出了一种能够自适应改变噪声电平估计样本的改进CFAR算法以有效减小目标遮蔽效应并提高检测概率。针对多目标配对问题,提出了一种利用先验信息压缩匹配空间的多步配对算法,能够有效去除虚假目标,并降低配对复杂度。仿真结果表明,该模块目标检测成功率较高,且能够对速度、距离以及角度进行有效估计。

77GHz车载防撞雷达新型天线阵设计

提出了一种应用于77GHz车载防撞雷达的新型45°线极化微带贴片天线阵列。通过反射相消槽实现相邻辐射贴片良好的阻抗匹配,通过幅度渐消压低了天线的旁瓣,中间馈电结合贴边矩形槽大大改善了天线的交叉极化。仿真与实测结果表明:该天线工作在75.7～77.6GHz,俯仰方位3dB波束宽度为正负4°,水平方位3dB波束宽度为正负50°。天线增益达15.6dB,归一化旁瓣电平小于-20dB,交叉极化比高于31dB。该天线形式可提高车载防撞雷达的抗干扰能力。