車載倒車雷達裝置的設(shè)計【獨家畢業(yè)課程設(shè)計帶任務(wù)書+開題報告+外文翻譯】

車載倒車雷達裝置的設(shè)計【獨家畢業(yè)課程設(shè)計帶任務(wù)書+開題報告+外文翻譯】,車載,倒車,雷達,裝置,設(shè)計,獨家,畢業(yè),課程設(shè)計,任務(wù)書,開題,報告,講演,呈文,外文,翻譯 汽車防撞雷達系統(tǒng) 倪國慶 劉長滿 管永軍 王滿生 桂林空軍學(xué)院消防系 摘 要 近幾年，汽車碰撞事故率越來越高，特別是在高速公路上。還好，最近，這個不好解決的問題才得出解決方案。本文中，車載測距雷達作為解決上述問題的方案已經(jīng)被提出來你。它能自動控制行車速度使車與車之間保持一個安全的距離。 關(guān)鍵字： 汽車；防撞；雷達 1 引言 汽車從 1886 誕生于德國到現(xiàn)在已經(jīng) 100 多年了，自那時起，汽車工業(yè)的發(fā)展帶徹底改變?nèi)澜缛藗兊纳?。近年來，隨著中國經(jīng)濟的發(fā)展，道路交通發(fā)展迅速，尤其是高速公路的建設(shè)，為我國經(jīng)濟的 快速發(fā)展起到了重要作用。但是，由于某些原因，如車多路少，公路等級比較低，混合的行人、汽車交通和管理不善。因此，在我國交通事故發(fā)生率很高。例如，從上海到南京的高速公路上，每年都有超過一起車輛連環(huán)相撞事故。這些事故造成了生命和財產(chǎn)的巨大損失，那么有什么方法可以阻止這一切呢？本文作者認為，除了重視交通安全，執(zhí)行嚴格的交通法規(guī)以及進行更好的管理之外。我們應(yīng)該建立一個先進的車載防撞雷達系統(tǒng)來自動限制車速，以減少交通事故。 2 總體方案和基本原則 體結(jié)構(gòu)框圖 總體方案是根據(jù)上面的原則設(shè)計的，如下圖所示： 圖 1：汽車防撞雷達系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu) 我們采用的是傳統(tǒng)的火控雷達設(shè)計，它的原理是采用單脈沖系統(tǒng)，只用一根天線進行傳輸和接收。這種設(shè)計一方面降低了成本，另一方面也簡化了信號的處理。該類型的雷達測距精度小于 5 米。其中用于發(fā)送和接收的天線被設(shè)置在汽車的前面發(fā)射電磁波了。而電磁反射板則被安裝在前面車的車尾，以此反映來自后面車的波信號。處在后面的車通過將從前面車接受來的信號進行放大、檢測和整理，從而計算出兩車之間的距離。該計劃的另一個優(yōu)點是它的成本也比較低。由于只有一個測距雷達所需的檢測范圍是固定的 （ 1200） ，因此它 的作用距離不長（約 1而且源功率不高，幾乎沒有天線，所以它的成本很低。 射機 率選擇 影響頻率選擇的主要因素是 雷 達的功能方面，雷達需要有良好的搜索功能，高測距精度，所以我們采用毫米波。采用毫米波的優(yōu)點： (1)由于其具有較短的波長度，因此該系統(tǒng)將比較緊湊，且具有高測距精度； (2)其帶寬很寬。在毫米波段，有四個窗口作為大氣傳輸，它們分別在 個窗口的帶寬很寬，他們分別為 16 2326 70(3)傳輸窗口的 大氣衰減和損耗很低。在懸浮顆粒和粉塵，煙霧和空氣污染的情況下衰減也很低。原因是其低地面散射，地雜波和多徑干擾低。有兩個叫柳條和韋伯的美國人比較了微波雷達、毫米波雷達、光學(xué)雷達優(yōu)缺點。他們的特點如下表所示 : 表 1：不同波段雷達系統(tǒng)之間的性能比較 特點 微波雷達 光雷達 毫米雷達 跟蹤精確度 低 高 中 分類識別度 弱 強 中 隱蔽性 差 好 中 空中搜索能力 強 弱 中 在惡劣環(huán)境下 好 差 中 在霧或灰塵的環(huán)境下 好 中 差 蕩源 雷達發(fā)射機主要由高頻電源、調(diào)制器和電源組成。有兩種 方法產(chǎn)生的高頻電源：功率振蕩器和主振放大。本系統(tǒng)主要采用功率放大器作為振蕩源，用于信號處理。其優(yōu)點為重量輕，體積小，比較方便。主振蕩器可應(yīng)用于本系統(tǒng)的交叉場放大器和速調(diào)管及行波管和晶體管放大器等，通常它是應(yīng)用在需要這種穩(wěn)定場合的低功率器件。例如：它們可以被用來作為相干運動目標(biāo)指示系統(tǒng)的終端功率放大器，脈沖壓縮雷達和脈沖多普勒系統(tǒng)。 射天線 以下是某跟蹤雷達的設(shè)計原理：采用定向天線來集中精力，使光束為針狀波束。其中，技術(shù)比較成熟的是一種較為理想的卡氏天線。 天線的選擇取決于系統(tǒng)的要求：可隨時檢測的 最大數(shù)量的目標(biāo)；要跟蹤的目標(biāo)數(shù)目；速度和方位角和俯仰角的目標(biāo)的目標(biāo)和可能的范圍的機動。這些掃描儀包括最簡單的和最便宜的機械掃描儀，復(fù)雜和昂貴的電子掃描儀。其中，前者可以在不要求的情況下使用，后者可以是一個非?？量痰臈l件下使用。在兩者之間的是混合掃描儀和機電掃描器。最簡單的是掃描式固定梁系統(tǒng)。這種類型的系統(tǒng)，如喚醒測距雷達，不需要天線波束掃描。我們就采用這種掃描。 號處理系統(tǒng) 收器 通過收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)，反射電磁波信號進入接收機的信道得到混頻后的中頻信號，然后將中頻信號送入整流探測器進過放大 后輸出視頻信號。本系統(tǒng)采用超外差接收機，由于其具有較高的靈敏度和較低的成本，因此工作比較順利。 在這個系統(tǒng)中，我們采用無冷卻毫米波外差接收機，它采用的是梁式引線的砷化鎵半導(dǎo)體器件。非常適合用于頻率范圍是 30 到 100 兆赫之間的接收機。目前導(dǎo)波分量頻率超過 100 兆赫，而且該技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。因此，許多不同的傳播媒介和技術(shù)也已發(fā)現(xiàn)毫米波集成電路的發(fā)展及其應(yīng)用?，F(xiàn)在，許多多功能的組件已經(jīng)被運用于懸浮帶狀線、微型帶狀線、鰭線缺口線和波導(dǎo)。他們的頻率在 35 到 100 兆赫之間。毫米波接收機與普通微波接收機的結(jié)構(gòu)是相 同的?？偟膩碚f，毫米波接收機使用高中頻，但毫米波接收機在低頻段（ 30000 兆 赫）采用和微波接收機相同的技術(shù)。如集成電路接收器，氣體放電管收發(fā)開關(guān)保護裝置，接收機，濾波器，隔離器和幅度有限的環(huán)行器， 關(guān)等。 字信號處理 現(xiàn)在，雷達數(shù)字信號處理變得非常流行。這使得我們生成數(shù)字信號并進行過濾成為現(xiàn)實，隨著模擬 /數(shù)字轉(zhuǎn)換器和集成電路技術(shù)的發(fā)展以及快速傅立葉計算的出現(xiàn)。數(shù)字信號處理已在其穩(wěn)定性、重復(fù)性和靈活性上，顯示出其優(yōu)勢。理論上，數(shù)字信號處理在波形和濾波器功能上沒有任何限制。 隨著數(shù)字計算機的出 現(xiàn)，我們可以有效地根據(jù)采樣定理處理連續(xù)雷達信號。頻譜是基于采樣的信號計算組。 字脈沖壓縮 在脈沖壓縮技術(shù)中，數(shù)字系統(tǒng)能力十分強大，它可以在有效的時間內(nèi)去做各種各樣的處理。在做完模擬信號到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換處理之后，處理的數(shù)據(jù)可以存儲在內(nèi)存中，繼續(xù)以一個較快或較慢的速度進行非實時處理。 為什么采用脈沖壓縮技術(shù)？這主要是因為它具有強大的改進測試能力和更強的抗干擾性。在一個非常密集活躍的電磁環(huán)境中，雷達之間彼此干擾將成為該課題一個非常嚴重的問題。為此，我們不斷研究，查找了大量的資料。最終找到了使用不同的調(diào) 制碼和不同的匹配濾波器，從而達到了在脈沖壓縮雷達設(shè)計中可以減少的雷達之間的相互干擾的目的。 字匹配濾波 理想的數(shù)字匹配濾波方法是采用加權(quán)法計算抽頭延遲線。但是，最近快速傅立葉變換其周邊卷積取代了這種方法。隨著裝配線快速傅立葉變換技術(shù)的發(fā)展和浮點設(shè)備的發(fā)展，寬動態(tài)范圍和高速度的匹配濾波處理裝置已經(jīng)出現(xiàn)。這個新的匹配濾波的處理方法稱為步進變換，它使用子孔徑處理，不僅降低了快速傅立葉變換的規(guī)模，并且其硬件不超過快速傅立葉卷積處理的一半。 示器 在這個系統(tǒng)中，雷達顯示器屬于輔助設(shè)備類。它主要提供 司機兩車的車距，顯示速度。我們采用比較流行的等離子體顯示器，它可以通過微處理器完成經(jīng)典程序和預(yù)編譯的程序。該等離子體顯示器可以生成點、線和特殊符號，如小圓圈和塊等。 等離子體顯示器具有很多優(yōu)點：與陰極射線管相比，它具有較高的穩(wěn)定性，具有更長的使用壽命和更高的亮度比。 考慮到成本，我們將顯示數(shù)據(jù)的部分采用發(fā)光二極管陣列。 制和調(diào)整速度 裝載機的雷達測量出兩車之間的距離，將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并與他的安全距離比較 (如果測量的距離小于安全距離。該雷達將輸出一個正誤差信號來控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)來降低汽車的速 度，直到兩車達到設(shè)置距離。否則，該雷達將輸出一個負誤差信號來控制和調(diào)整汽車的移動速度。汽車的速度不能超過速度限制。此外，如果司機不想有這么高的速度，他可以進行手動控制。當(dāng)有一個負誤差信號時，司機進行手動控制時將出字幕。速度會自動減慢。 最適合的調(diào)速系統(tǒng)為無級變速系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)如圖 2 所示： 圖 2：速度控制系統(tǒng)框圖 3 小結(jié) 這是一個二十一世紀非常關(guān)鍵的項目，它的出現(xiàn)可以 減少一些不必要的經(jīng)濟損失，從而創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益和社會效益，具有重大的意義。 其原型也已經(jīng)產(chǎn)生，不過到目前為止它還只是個實驗。因此，大家 如果有任何意見和建議，十分歡迎。 參考文獻 [1] on (1996), 2] [ 1977),3] (1991), 4] [. (1987), 5] of (993),