论文部分内容阅读
车载测高防撞雷达作为汽车主动安全装置，可有效提高道路行车安全。随着道路状况复杂度的增加，路上的限高杆尚无统一标准，广告牌安装混乱，特别是在夜晚视线差、雨雾霜雪等恶劣天气条件下，汽车与限高杆、高架桥以及山洞等相撞造成人员伤亡的事故屡有发生。因此，研究具有测高功能的防撞雷达极具社会价值。本文主要研究设计了应用于车载测高防撞雷达的一发两收圆极化阵列天线、基于MMIC的射频前端收发电路以及中频信号处理电路，研究了基于玻璃珠绝缘子的雷达前端集成化方法，各部分主要内容如下： 1、24GHz一发两收圆极化微带阵列天线的设计。为实现对前方目标高度的探测，系统采用单脉冲比相测角的原理，设计了一发两收圆极化的天线系统。圆极化波具有较强的抗雨雾干扰能力及抑制多径反射的能力，适用于汽车防撞雷达。本文通过采用对方形贴片切角的方式实现圆极化性能。利用串并联混合馈电网络组阵，有效的减小天线的尺寸并降低了馈线的损耗，运用道尔夫-切比雪夫综合法实现了天线的窄波束、低旁瓣的特性要求。发射天线采用10×4元微带阵列形式，双接收天线均采用10×2元微带阵列形式，该圆极化阵列天线在24～24.25GHz的频带内，其法向轴比小于3dB。在中心频率24.125GHz处，发射天线与接收天线的增益分别为22.5dB和19.5dB，方位面旁瓣电平均小于-20dB，并且方位面3dB波束宽度均为9o左右，满足设计需求。 2、小型化射频前端收发电路以及中频信号处理电路的设计。采用英飞凌公司的24GHz MMIC芯片BGT24MTR12设计前端收发电路，利用微带环形巴伦实现芯片的功率合成输出，为提高发射功率，利用Hittite公司的功放芯片进行功率放大电路的设计；鉴于三角波泄漏、输出中频信号幅度波动大的问题，设计具有滤波以及自动增益控制的中频信号处理电路。实测结果表明一发两收射频前端电路的发射功率大于18dBm，中频输出信号幅度稳定在1.08~1.24V的范围内，满足设计要求。 3、24GHz测高雷达前端集成化方法研究。研究分析了几种不同的射频前端电路与天线集成方法，对比其优劣，并仿真研究了基于玻璃珠绝缘子的雷达前端集成技术，为后续雷达前端的研究提供了一种可行的集成方法。