一种多车道微波精确定位和精准测速系统的制作方法

本实用新型属于智能交通技术领域，具体涉及一种多车道微波精确定位和精准测速系统。

背景技术：

在智能交通领域，特别是卡口定位测速这块的需求日益增大，相比线圈等其他测量方式，微波测量具有高精度、全天候、低成本等特点，作为当前最有潜力的技术方案，特别是24G这个频段，由于市面上已经有比较成熟的硬件芯片方案，有利于快速产品化。随着相机像素的增加和相机技术的发展，相机越来越多的用于监控多个车道，而多车道测速雷达具有多车道覆盖和多目标跟踪的功能，相比单车道测速雷达没有信号冲突的问题，极具成本优势。

不过需要指出的是，当前市面上已有的多车道测速雷达产品，很难同时兼顾定位的精确性和测速的准确性。由于硬件约束和算法冗余，难以精准定位；为了缓解前述问题，往往信号积累时间过短，导致速度分辨率低下。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供了一种多车道微波精确定位和精准测速系统，采用芯片化的射频架构，降低了系统复杂度，提高了信号品质；采用一发双收天线架构，同时获取车辆的距离、速度和角度信息，便于在不同维度对目标进行聚类和跟踪；提高了定位的精确性和测速的准确性。

本实用新型提供的一种多车道微波精确定位和精准测速系统，包括控制模块、频率调制模块、发射模块、一个发射天线、两个接收天线、接收模块和滤波处理模块；

所述控制模块与所述频率调制模块电连接，所述频率调制模块与所述发射模块电连接，所述发射模块通过发射天线发射信号；

所述接收模块通过接收天线接收信号，所述接收模块与所述滤波处理模块电连接，所述滤波处理模块与所述控制模块电连接。

优选地，所述频率调制模块包括锁相环芯片U5和振动器U10，所述发射模块包括发射芯片U4；

所述控制模块的控制输出端接所述锁相环芯片U5的控制输入端；

所述振动器U10的输出端经电容C90接所述锁相环芯片U5的驱动输入端，所述锁相环芯片U5的使能输出端经电阻R2接所述发射芯片U4的使能输入端，所述电阻R2的一端经电容C9接地、另一端经电容C11接地；所述电阻R2、电容C9和电容C11组成了PLL电路；

所述发射芯片U4的第一分频输出端(引脚5)经电容C30接所述锁相环芯片U5的第一分频输入端(引脚4)；

所述发射芯片U4的第二分频输出端(引脚4)经电容C33接所述锁相环芯片U5的第二分频输入端(引脚5)；

所述发射芯片U4的信号输出端接发射天线。

优选地，所述锁相环芯片U5采用的型号为ADF4158，所述发射芯片U4采用的型号为SG24T1。

优选地，所述接收模块包括接收芯片U3，所述接收天线接所述接收芯片U3的信号输入端，所述接收芯片U3的信号输出端接所述滤波处理模块的输入端，所述滤波处理模块的输出端接所述控制模块的接收输入端；

所述接收芯片U3的本振端接所述发射芯片U4的本振端。

优选地，所述接收芯片U3采用的型号为SG24R1。

优选地，所述控制模块采用的控制芯片型号为STM32F407ZGT6。

优选地，所述发射天线和所述接收天线均为微带天线。

由上述技术方案可知，本实用新型采用芯片化的射频架构，降低了系统复杂度，提高了信号品质；采用一发双收天线架构，同时获取车辆的距离、速度和角度信息，便于在不同维度对目标进行聚类和跟踪；提高了定位的精确性和测速的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实施例中多车道微波精确定位和精准测速系统的电路原理框图；

图2为本实施例中发射模块的电路结构图；

图3为本实施例中频率调制模块的电路结构图；

图4为本实施例中接收模块的电路结构图；

图5为本实施例中滤波处理模块的电路结构图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。

实施例：

本实施例提供了一种多车道微波精确定位和精准测速系统，如图1～图5所示，包括控制模块、频率调制模块、发射模块、一个发射天线、两个接收天线、接收模块和滤波处理模块；

所述控制模块与所述频率调制模块电连接，所述频率调制模块与所述发射模块电连接，所述发射模块通过发射天线发射信号；

所述接收模块通过接收天线接收信号，所述接收模块与所述滤波处理模块电连接，所述滤波处理模块与所述控制模块电连接。

本实施例中，由于微带天线体积小、重量轻、制造工艺简单、容易实现共形等优点，因此所述发射天线和所述接收天线均为微带天线。本实施例中所述控制模块采用的控制芯片型号为STM32F407ZGT6。其中频率调制模块、发射模块和发射天线组成了发射通道，其中接收天线、接收模块和滤波处理模块组成了接收通道。本实施例的系统为一种多车道测速雷达装置，采用芯片化的射频架构，降低了系统复杂度，提高了信号品质；采用一发双收天线架构，同时获取车辆的距离、速度和角度信息，便于在不同维度对目标进行聚类和跟踪；提高了定位的精确性和测速的准确性。

如图3所示，所述频率调制模块包括锁相环芯片U5和振动器U10，所述锁相环芯片U5采用的型号为ADF4158。如图2所示，所述发射模块包括发射芯片U4，所述发射芯片U4采用的型号为SG24T1；

所述控制模块的控制输出端接所述锁相环芯片U5的控制输入端(引脚12、13、14、15、16、17)，从而控制锁相环芯片U5的输出波形；

所述振动器U10的输出端(引脚3)经电容C90接所述锁相环芯片U5的驱动输入端(引脚9)，所述锁相环芯片U5的使能输出端(引脚24)经电阻R2接所述发射芯片U4的使能输入端(引脚20、21)，所述电阻R2的一端经电容C9接地、另一端经电容C11接地；所述电阻R2、电容C9和电容C11组成了PLL电路。

所述发射芯片U4的第一分频输出端(引脚5)经电容C30接所述锁相环芯片U5的第一分频输入端(引脚4)；

所述发射芯片U4的第二分频输出端(引脚4)经电容C33接所述锁相环芯片U5的第二分频输入端(引脚5)；

所述发射芯片U4的信号输出端(引脚28、29，两引脚接同一发射天线)接发射天线。

本实施例的发射通道由频率调制模块、发射模块和发射天线组成，不仅组成线性调频产生环路，还用于信号形成和信号功率放大，输出信号功率为12dBm，通过发射天线发射攻分信号。

如图4所示，所述接收模块包括接收芯片U3，，所述接收芯片U3采用的型号为SG24R1。如图5所示，为滤波接收模块的电路结构图。

所述接收天线接所述接收芯片U3的信号输入端(引脚6、19，两引脚分别接一个接收天线)，所述接收芯片U3的信号输出端接所述滤波处理模块的输入端，所述滤波处理模块的输出端接所述控制模块的接收输入端；

所述接收芯片U3的本振端(引脚29)接所述发射芯片U4的本振端(引脚12、13)。

本实施例的接收通道由接收天线、接收模块和滤波处理模块组成，接收通道主要用于接收回波信号，完成混频、放大、低通滤波、高通滤波和ADC变换。

本实施例的接收天线设有两个，本实施例滤波处理模块包括第一滤波处理电路(如图5所示，包括运放U7B、、运放U8B和U8C)和第二滤波处理电路(如图5所示，包括运放U7A、运放U8A和U8D)，每个滤波处理电路将从接收芯片获取的信号进行处理后传输给控制芯片进行ADC处理。

所述接收通道包括两个子通道，每个子通道包括天线、混频、放大、低通滤波、高通滤波和ADC变换，其中混频用于实现de-chirp接收，将延迟回波信号与发射攻分信号混频后得到一个视频信号；低通滤波用于提供回波信号频域抑制，实现采样防混叠及远距目标信号抑制；高通滤波器，去除三角波的泄露，同时对信号作距离补偿，保持近距信号能量和远距信号能量基本相当；ADC负责完成模数转换，采样精度12bit，采样速率选800K。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。