专利名称：汽车倒车雷达的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种汽车电子设备，更具体地说，本实用新型涉及一种汽车倒车雷达。
背景技术：
汽车倒车雷达作为一种汽车电子设备现在已经广泛使用在汽车中，其主要用于探测车身周围障碍物的方位与距离，为车辆的驾驶者提供操纵参考。现有的汽车倒车雷达一般通过向车身周围发射一个特定频率的超声波，由超声波接收器接收障碍物反射回来的返回波信号，再通过返回波放大器将该信号放大后直接交由中央处理器进行适时处理分析，并将处理结果输出给报警装置或/和显示装置，以此实现探测车身周围是否存在障碍物以及该障碍物与车身的具体位置关系这种目的。
如图1，所示为传统的汽车倒车雷达的原理框图。该倒车雷达包括控制主机(2)、一或多个发射和接收超声波的探头(1)，控制主机(2)包括电源稳压电路(21)、中心处理器(22)、超声发射电路(23)和超声接收电路(24)，中心处理器(22)连接并控制着超声发射电路(23)和超声接收电路(24)，每路超声发射电路(23)连接一个探头(1)且其包括发射信号转换器(230)、发射信号放大器(231)，该超声接收电路(24)包括滤除发射波的电子开关(240)、回波处理电路(241)。
倒车雷达系统的超声波传感器一般都安装在汽车的前、后保险杠上，包括中央处理器的控制ECU(主机)一般都安装在汽车仪表盘内或后行李箱内，因此超声波传感器到控制ECU之间有3米～6米的传输线。由于超声波在碰到障碍物时，虽然会适时发生反射形成回波，但是，由于障碍物自身的性质、形状、大小等与车身的距离以及周围环境等因素的影响，往往会使经反射的超声波的回波信号幅度非常小。当很小的回波信号通过3米～6米的传输线的衰减后，到达控制ECU(主机)内部已经很微弱了，微弱的回波信号幅度与传输线上的各种干扰信号幅度接近时，将会使返回波信号处理电路很难识别回波信号与干扰信号，因此中央处理器也无法顺利或正确地接受和处理，这样倒车雷达可能难以探测到障碍物或探测到的信息不准确，尤其是当障碍物比较小而且距离车身较远时(一般大于2.0米时)，这种现象会更加明显，因此有必要对现有的这种倒车雷达技术加以改进。
发明内容
针对现有技术的上述缺点，本实用新型的目的是要提供一种汽车倒车雷达，该汽车倒车雷达具有如下优点可以提高超声回波的信噪比，从而更加准确地探测车身周围的障碍物的方位与距离。
为此，本实用新型的技术解决方案是一种汽车倒车雷达，其包括控制主机、一或多个发射和接收超声波的探头，所述控制主机包括电源稳压电路、中心处理器、超声发射电路和超声接收电路，中心处理器连接并控制着超声发射电路和超声接收电路，每路超声发射电路连接一个探头且其包括发射信号转换器、发射信号放大器，该超声接收电路包括滤除发射微波的电子开关、回波处理电路，而所述超声发射电路(23)还包括将发射信号叠加到电源电路上的发射叠加器，该发射叠加器的输出端与所述传输线的A端相连接；所述倒车雷达还包括紧贴每个探头设置的传感器组件，所述传感器组件包括依次连接的从电源电压中分离出发射信号的发射分离器、发射信号升压器；所述传输线的B端连接着所述发射分离器的输入端，而一个所述探头连接着该发射信号升压器的输出端；所述传感器组件还包括将回波信号叠加到电源电压上的回波叠加器、而回波叠加器连接在探头与传输线的B端之间，相应地，所述超声接收电路还包括从电源电压中分离出回波信号的回波分离电路，该超声接收电路包括依次链接的回波分离电路、电子开关、选频再放大器、回波滤波器、回波处理电路，该电子开关与回波处理电路分别连接着所述中心处理器的相应信号接脚。
采用本实用新型装置的汽车，由于在现有的倒车雷达控制ECU内部增设了发射信号与电源电压叠加电路，而相应地，在紧贴原有探头处增设了传感器组件，传感器组件内部包括从电源电压中分离出发射信号的发射分离器、以及发射信号升压器，因此在发射信号的传送过程中，传输线上的信号只有较小的衰减、干扰影响大幅减小。
而且，所述传感器组件还包括将回波与电源电压叠加的回波叠加器，回波叠加器连接在探头与传输线的B端之间；相应地，超声接收电路还包括从电源电压中分离出回波信号的回波分离电路，该超声接收电路包括依次链接的回波分离电路、电子开关、选频再放大器、回波滤波器、回波处理电路，由于上述进一步改进，本发明的倒车雷达使得回波接收信号进一步增强、接收/传送过程中传输线上干扰影响基本消除，从而可以将探测距离延伸到3米以上。
为了进一步改进抗干扰性能，本实用新型的电路改进包括所述传感器组件还包括稳压滤波器，该稳压滤波器连接在所述发射分离器输入端上。
所述回波叠加器与所述探头之间还串联有回波选频预放大器，该回波选频预放大器输入端连接在所述探头上。
所述回波分离电路包括依次链接的阻抗匹配器、从电源电压中分离出回波信号的隔离器。
所述传感器组件中的发射分离器包括依次链接的从电源电压中分离出发射信号的隔离器、发射波形变换器、发射放大器、变压驱动器。
所述中心处理器的信号接脚连接并控制着各路超声发射电路，所述电子开关的信号引脚连接并控制着各路回波分离电路。
所述电源稳压电路包括提供控制主机的工作电源电路和强化信号传输的叠加电源电路。
所述叠加电源电路输出电压为8伏。
所述发射叠加器包括连接在电源稳压电路高压端与所述发射信号放大器输出端之间的限压电阻。
所述回波叠加器包括串连在回波选频预放大器与传输线B端之间的耦合电容和电阻。
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。
图1是传统的汽车倒车雷达的原理框图。
图2是本实用新型汽车倒车雷达实施例的原理框图。
图3是图2实施例中的探头及传感器组件的元器件电路图。
图4是图2实施例中的超声发射电路、电源稳压电路的元器件电路图。
图5是图2实施例中的中心处理器与电子开关的元器件电路图。
图6是图2实施例中的选频再放大器、回波滤波器及处理电路的元器件电路图。
具体实施方式
如图2，所示为本实用新型的汽车倒车雷达实施例的原理框图。该倒车雷达包括其包括控制主机(2)、一或多个发射和接收超声波的探头(1)，所述控制主机(2)包括电源稳压电路(21)、中心处理器(22)、超声发射电路(23)和超声接收电路(24)，中心处理器(22)连接并控制着超声发射电路(23)和超声接收电路(24)，每路超声发射电路(23)连接一个探头(1)且其包括发射信号转换器(230)、发射信号放大器(231)，该超声接收电路(24)包括滤除发射波的电子开关(240)、回波处理电路(241)。
而所述超声发射电路(23)还包括将发射信号与电源电压叠加的发射叠加器(232)，该发射叠加器(232)的输出端与所述传输线(3)的A端相连接；所述倒车雷达还包括紧贴每个探头设置的传感器组件(4)，所述传感器组件(4)包括依次连接的发射分离器(41)、发射信号升压器(42)；所述传输线(3)的B端连接着所述发射分离器(41)的输入端，而一个所述探头(1)连接着该发射信号升压器(42)的输出端；所述传感器组件(4)还包括将回波与电源电压叠加的回波叠加器(45)、回波选频预放大器(44)，该回波选频预放大器(44)输入端也连接在所述探头(1)上、而回波叠加器(45)连接在回波选频预放大器(44)输出端与传输线(3)B端之间，所述传感器组件(4)还包括稳压滤波器(43)，该稳压滤波器(43)连接在所述发射分离器(41)输入端上。所述传感器组件(4)中的发射分离器(41)包括依次链接的从电源电压中分离出发射信号的隔离器(410)、发射波形变换器(411)、发射放大器(412)、变压驱动器(413)。
相应地，所述超声接收电路(24)还包括回波分离电路(242)，该回波分离电路(242)连接在所述传输线A端和所述电子开关(240)的输入端之间。所述中心处理器(22)的信号接脚连接并控制着各路超声发射电路(23)，所述电子开关(240)的信号引脚连接并控制着各路回波分离电路(242)。所述超声接收电路(24)包括依次链接的回波分离电路(242)、电子开关(240)、选频再放大器(243)、回波滤波器(244)、回波处理电路(241)，该电子开关(240)与回波处理电路(241)分别连接着所述中心处理器(22)的相应信号接脚。所述回波分离电路(242)包括依次链接的阻抗匹配器(244)、从电源电压中分离出回波信号的隔离器(245)。
如图3，所示为本实用新型的探头及传感器组件的元器件电路图。其中发射分离器(41)包括三极管DA1、发射信号升压器(42)包括变压器L2、稳压滤波器(43)包括电阻R1、电容器C2；所述传输线(3)的B端通过CON2连接着所述发射分离器(41)的输入端，而一个所述探头(1)连接着该变压器L2的输出端。所述传感器组件(4)的回波选频预放大器(44)包括IC1、回波叠加器(45)包括R15与C8，该回波选频预放大器(44)输入端也连接着所述探头(1)，所述回波叠加器(45)输出端也通过CON2连接着所述传输线(3)的B端；所述传感器组件(4)中的发射分离器(41)包括依次链接的从电源电压中分离出发射信号的隔离器(410)(DA1等)、发射波形变换器(411)(C10、R12等)、发射放大器(412)(T2等)、变压驱动器(413)(T3等)。
如图4，所示为本实用新型的超声发射电路、电源稳压电路的元器件电路图。本实用新型实施例中，所述控制主机(2)包括三路超声发射电路(23)和三路回波分离电路(242)(仅表示其中之一)，所述中心处理器(22)的信号接脚连接并控制着三路超声发射电路(23)，所述电子开关(240)的信号引脚连接并控制着各路回波分离电路(242)，而一路超声发射电路(23)和一路回波分离电路(242)共同通过一条双股传输线(3)连接着一套传感器组件。
超声发射电路(23)中，各路发射信号转换器(230)分别包括电阻R8\C11，R9\C12，R22\C23，发射信号放大器(231)分别包括三极管Q1、Q2、Q3，发射叠加器(232)分别包括连接在含IC1的电源稳压电路(21)的8伏电压端与Q1、Q2、Q3输出端之间的限压电阻R1、R2、R3。
该超声发射电路(23)的输出端还分别通过L1、L2、L3及相应的接头CON2与一条传输线(3)的A端相连接。
超声接收电路(24)中的回波分离电路(242)分别包括依次链接的阻抗匹配器(244)L1、L2、L3、R4、R12、R24，隔离器(245)C7、C17、C26，所述传输线A端还连接着该回波分离电路(242)的输入端。
如图5，所示为本实用新型的中心处理器与电子开关的元器件电路图。中心处理器为IC3，电子开关为IC6，而所述电子开关(240)的输入端连接着回波分离电路(242)的输出端。所述超声接收电路(24)包括依次链接的回波分离电路(242)、电子开关(240)、选频再放大器(243)、回波滤波器(244)、回波处理电路(241)。其前后电路的连接参看相应字母标记。
如图6，所示为本实用新型的选频再放大器、回波滤波器及处理电路的元器件电路图。该电子开关(240)与回波处理电路(241)分别连接着所述中心处理器(22)的相应信号接脚。其前后电路的连接参看相应字母标记。
本本实用新型实现了发射信号的传送和回波信号的传送都基本不受传输线的衰减和被传输线上的各种干扰信号干扰，第一个优点在控制ECU内部增加了超声波发射信号与电源叠加器，传感器组件内增设了发射分离器，超声波发射信号经电源线传送到超声波传感器组件内的发射分离电路，发射分离电路从电源线上分离出发射信号，再输出到发射信号升压器，发射信号升压器把发射信号的电压幅度升到规定的幅度，通过超声波传感器向外发射出去。第二个优点在传感器组件内增设了回波选频放大器和回波与电源叠加器，在控制ECU内增加了回波分离电路，在传感器组件内部，超声波接收器输出的信号，经选频放大器将回波信号放大到远远大于传输线上的干扰信号后，并把放大的回波信号叠加到电源线上传送到控制ECU，控制ECU内部通过回波分离电路将从电源线上分离出回波信号，再送到回波处理电路处理，然后送入CPU处理。这样CPU就可以得到适时、正确的能反映车身周围障碍物的距离和/或方位的分析数据源，为使用者正确判断障碍物的方位与距离提供了保障。
权利要求1.一种汽车倒车雷达，其包括控制主机(2)、一或多个发射和接收超声波的探头(1)，所述控制主机(2)包括电源稳压电路(21)、中心处理器(22)、超声发射电路(23)和超声接收电路(24)，中心处理器(22)连接并控制着超声发射电路(23)和超声接收电路(24)，每路超声发射电路(23)连接一个探头(1)且其包括发射信号转换器(230)、发射信号放大器(231)，该超声接收电路(24)包括电子开关(240)、回波处理电路(241)，其特征在于所述超声发射电路(23)还包括发射叠加器(232)，该发射叠加器(232)的输出端与所述传输线(3)的A端相连接；所述倒车雷达还包括紧贴每个探头设置的传感器组件(4)，所述传感器组件(4)包括依次连接的发射分离器(41)、发射信号升压器(42)；所述传输线(3)的B端连接着所述发射分离器(41)的输入端，而一个所述探头(1)连接着该发射信号升压器(42)的输出端；所述传感器组件(4)还包括回波叠加器(45)、而回波叠加器(45)连接在探头(1)与传输线(3)的B端之间，相应地，所述超声接收电路(24)还包括回波分离电路(242)，该超声接收电路(24)包括依次链接的回波分离电路(242)、电子开关(240)、选频再放大器(243)、回波滤波器(244)、回波处理电路(241)，该电子开关(240)与回波处理电路(241)分别连接着所述中心处理器(22)的相应信号接脚。
2.如权利要求1所述的汽车倒车雷达，其特征在于所述传感器组件(4)还包括稳压滤波器(43)，该稳压滤波器(43)连接在所述发射分离器(41)输入端上。
3.如权利要求1所述的汽车倒车雷达，其特征在于所述回波叠加器(45)与所述探头(1)之间还串联有回波选频预放大器(44)，该回波选频预放大器(44)输入端连接在所述探头(1)上。
4.如权利要求1所述的汽车倒车雷达，其特征在于所述回波分离电路(242)包括依次链接的阻抗匹配器(244)、从电源电压中分离出回波信号的隔离器(245)。
5.如权利要求1所述的汽车倒车雷达，其特征在于所述传感器组件(4)中的发射分离器(41)包括依次链接的从电源电压中分离出发射信号的隔离器(410)、发射波形变换器(411)、发射放大器(412)、变压驱动器(413)。
6.如权利要求1所述的汽车倒车雷达，其特征在于所述中心处理器(22)的信号接脚连接并控制着各路超声发射电路(23)，所述电子开关(240)的信号引脚连接并控制着各路回波分离电路(242)。
7.如权利要求1所述的汽车倒车雷达，其特征在于所述电源稳压电路(21)包括提供控制主机(2)的工作电源电路和强化信号传输的叠加电源电路。
专利摘要本实用新型涉及一种汽车倒车雷达，其包括控制主机、一或多个探头，主机包括电源稳压电路，主机中，中心处理器连接超声发射电路和超声接收电路，每路超声发射电路包括发射信号转换器、发射信号放大器、与传输线的A端相连接的发射叠加器，超声接收电路包括依次链接的回波分离电路、电子开关、选频再放大器、回波滤波器、回波处理电路，电子开关与回波处理电路分别连接着中心处理器的相应信号接脚。倒车雷达还包括传感器组件，其包括发射分离器、发射信号升压器，传输线的B端连接发射分离器，而探头连接发射信号升压器，其还包括回波叠加器。本实用新型汽车倒车雷达可以提高超声回波的信噪比，从而更加准确地探测车身周围的障碍物的方位与距离。
文档编号G01S15/06GK2874530SQ200620056519
公开日2007年2月28日 申请日期2006年3月13日 优先权日2006年3月13日
发明者孙仁富 申请人:深圳市航盛电子股份有限公司