24GHzFMCW车载测距雷达系统设计_陈天琪

从给定的文件内容来看，这份文档是关于24GHz频率调制连续波（FMCW）车载测距雷达系统设计的研究文章，作者陈天琪。该系统被设计用于开发车辆防撞系统，采用了特定的技术组件和测量原理。以下是详细的知识点分析： 1. **雷达系统设计目标**：该系统的设计目的是为了车辆防撞系统，通过精确测量车辆之间的距离，为防撞提供关键数据支持。 2. **系统组成**：设计的24GHz FMCW车载测距雷达系统主要包括三大模块，分别是雷达射频模块（RF module）、中频信号处理模块（intermediate frequency signal processing module）和数字基带处理模块（digital baseband processing module）。 3. **雷达射频模块**：该模块使用基于异质结场效应晶体管（NE3514）的雷达射频传感器。NE3514作为雷达射频模块的核心组件，负责发射和接收用于测距的信号。 4. **中频信号处理模块**：该模块由高通滤波器、可变增益放大器和低通滤波器组成。高通滤波器是通过运算放大器TLV2374实现的；可变增益放大器的设计利用了运算放大器TLV2374和数字电位器MCP42100；低通滤波器则是通过运算放大器AD8532来设计的。 5. **数字基带处理模块**：该模块完成数据采集、信号特征提取和系统控制等功能。这一部分的实现依赖于高度集成的微控制器（如STM32F407）和相应的软件算法。 6. **测距能力**：该车载测距雷达系统可以实现90米的距离测量。 7. **技术原理**：FMCW雷达的基本工作原理包括频率调制、信号回波处理、差频测量等。通过测量雷达信号与回波信号之间的频率差（△f），可使用公式 R=△fTc/4B 计算出目标距离（R）。其中，B是调制带宽，T是调制周期，c是光速。 8. **公式解析**： - △t=2R/c：这是基于电磁波传播速度（c）和目标距离（R）计算目标回波的往返时间（△t）。 - B/(T/2)=△f/△t：根据雷达系统中调制带宽（B）和调制周期（T）的关系，可以推导出频率差（△f）与时间差（△t）的关系。 - R=△fTc/4B：通过上述两个关系式，可以计算出目标距离（R）。 - f+/-=△f-fd/+：这是对雷达回波信号进行处理时，利用正负频率差异来确定回波信号的频率。 - fd=(f--f+)/2：确定目标的多普勒频率（fd）。 9. **频率调制连续波（FMCW）雷达**：FMCW雷达通过连续地改变发射信号的频率来测量目标距离。由于频率的线性调制，回波信号将与发射信号在频域上产生一个差频信号，通过测量这个差频信号，可以计算出目标距离。 10. **研究成果**：该文章在《电子技术应用》2016年第42卷第12期上发表，具体指出了在车辆防撞系统方面，通过设计24GHz FMCW测距雷达实现的距离测量能力。 这份文档的内容详细描述了车载测距雷达的设计过程、原理及其关键组成部分。通过对这些内容的学习，我们可以深入了解车载雷达系统的设计要点、工作原理及其在现代车辆安全技术中的应用。