毫米波汽车防撞雷达前端设计

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1、硕士学位论文＿參．Ｉ毫米波汽车防撞雷达前端设计作者姓名樊小毛Ｓｉ学校导师姓名、职称苏涛教授＊１企业导师姓名、职称路志勇研究员１申请学位类别工程硕士学校代码10701学号1502121197分类号TN83密级公开西安电子科技大学硕士学位论文毫米波汽车防撞雷达前端设计作者姓名：樊小毛领域：电子与通信工程学位类别：工程硕士学校导师姓名、职称：苏涛教授企业导师姓名、职称：路志勇研究员学院：电子工程学院提交日期：2018年6月DesignofMillimeterWaveFront-endforAutomotiveAnti-c

2、ollisionRadarAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinElectronicsandCommunicationsEngineeringByXiaoMaoFanSupervisor:TaoSuTitle:ProfessorSupervisor:ZhiYongLuTitle:ResearchFellowJune2018摘要摘要随着人们消费水平的提高，汽车消费越来越普遍，道路汽车拥堵也成了当今社

3、会一个常见问题，汽车驾驶安全问题也越来越突出和被重视，并且无人驾驶技术也是现在新兴和发展的热点技术。毫米波雷达是一种高分辨雷达，使用调频连续波（FMCW）体制时其探测精度更高，而且与其它雷达体制相比，有着更紧凑的结构、更高的测距精度和基带信号处理效率高等特点。毫米波雷达作为汽车安全控制系统和智能汽车驾驶技术核心部件之一，有着广阔的市场前景，并且对于降低交通安全事故，促进智能驾驶技术的发展有着重要的意义。本文以77GHz频率的毫米波防撞雷达前端部分为主要研究内容。设计了一款射频电路和收发天线集成在一起的毫米波雷达前端系统。收发天线采用一发两收的

4、结构，使得发射天线和接收天线之间具有更高的隔离度和抗干扰能力，能对多个目标进行距离估计，速度检测和角度的测量。发射天线具有覆盖远距离（150m）和中距离（60m）的赋形波束特点，可以实现对不同视距内目标的同时探测。接收天线为宽波束高增益阵列天线。收发天线为基片集成波导（SIW）和微带贴片混合结构,易于与射频电路集成。射频电路部分采用MMIC芯片，收发芯片都集成了3倍频电路，用一片信号发生器芯片产生25.5GHz本振推动，每个收发芯片具有两个通道，支持多通道扩展。此结构紧凑，易于小型化，具有很高的实用价值。本文具体研究工作有以下几点：1、对常见

5、汽车防撞雷达前端系统方案比较，根据实际应用需求和线性调频连续波（LFMCW）理论，分析并确定了防撞雷达前端整体系统指标及雷达前端射频电路和天线的各项指标。2、根据天线指标要求，设计了接收和发射天线。在发射天线设计中，通过阵列天线理论和MATLAB优化求解，确定了赋形波束方向图函数中的参数值，这些值作为后面天线设计的初始值。发射天线为SIW馈电的平面贴片阵。每列天线阵元采用服从道尔夫-切比雪夫分布的十单元贴片天线，使俯仰角波束变窄，减小地杂波和空间反射波对系统性能的影响。接收天线采用两路接收，每一路用两个十单元服从道尔夫-切比雪夫分布的贴片天线

6、，其中中间一列单元两个接收通道公用，使得天线等效相位中心小于一个波长，防止栅瓣出现。为了进一步提高天线性能，最后提出了SIW缝隙天线的改进天线结构。3、完成射频电路部分，主芯片由本振芯片，发射芯片和接收芯片构成，电路结构简单，易于和天线集成，重量轻。由于电路采用双层板材结构，所以通过设计的一种GCPW-SIW转换接头来实现发射和接收芯片的输入输出微带线到下层介质上天线的信号传输。I西安电子科技大学硕士学位论文本文虽然提出了一个可行性方案，但是还有许多可以改进的地方，比如收发天线可以采用结构更简单紧凑的SIW缝隙天线结构。由于对加工艺不熟悉，造

7、成转换接头损耗太大以至于天线整体性能太差，加上时间紧迫和经验不足，没有进一步完善，下一步工作可以从制版整体布局，加工工艺，板材选取上改进。关键词：77GHz防撞雷达，LFMCW，SIW缝隙天线，波束赋形天线，IIABSTRACTABSTRACTWiththeincreaseofpeople'sconsumptionlevel,automobileconsumptionbecomesmoreandmorecommon,androadcarcongestionhasbecomeacommonprobleminthecurrentsociety.T

8、heproblemofcardrivingsafetyhasalsobecomemoreandmoreprominentandhasbeenpaidattentio