低虚警高可靠防撞雷达装置的制作方法

本发明涉及智能交通控制的防撞雷达领域，尤其涉及一种用于智能交通控制的低虚警高可靠防撞雷达装置。

背景技术：

1、汽车作为运输和交通的主要手段，已成为当今社会生活中不可缺少的工具。近年来，随着经济的发展，公路交通运输量日益增大，汽车保有量也不断增加，在它给人类社会带来便利的同时，随之而来的问题是显而易见的。

2、汽车防撞控制技术作为智能交通控制技术不可或缺的一部分，对汽车安全行驶有着至关重要的作用。汽车防撞控制的研究对降低碰撞事故率具有“治本”的作用。因此就目前来说研究汽车的防撞技术是智能交通控制领域最紧迫也最具有价值的。

3、然而，防撞雷达作为汽车防撞控制技术的典型代表，存在防撞虚警概率高的问题。通过分析，造成虚警的主要原因有两个方面；一是技术体制方面的原因，防撞雷达无法排除r-v平面内的虚假点，从而造成虚警；二是抗干扰方面的原因，防撞雷达信号本身不具有抗干扰能力，易受干扰，尤其是受城市噪声和多径干扰的影响较大，从而造成虚警。

4、因此，如何降低防撞雷达的虚警概率，提高可靠性，是智能交通控制的防撞雷达领域需要解决的难点问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是公开一种低虚警高可靠防撞雷达装置，以降低虚警概率，提高可靠性。

2、为了实现本发明的目的，本发明提供了一种低虚警高可靠防撞雷达装置，包括发射单元和接收单元，所述发射单元包括波形产生模块、时间控制模块、线性调频模块、扩频模块和发射天线模块；所述接收单元包括接收天线模块、解扩模块、信号处理模块和报警提示模块；

3、所述波形产生模块用于产生包络脉冲 m(t)并输出至所述线性调频模块；

4、所述时间控制模块用于计时，向所述线性调频模块输出时间控制信号，设置防撞雷达信号的周期时间 t s，将周期时间 t s划分为 n个时间长度各不相同时隙，并将 n个时隙的各个时隙划分为上升期和下降期；

5、所述线性调频模块在时间控制信号的作用下产生包络函数为 m( t)的线性调频信号，并输出至所述扩频模块和所述信号处理模块；在 n个时隙的各上升期内，所产生的线性调频信号为包络函数为 m( t)的正向线性调频信号；在 n个时隙的各下降期内，所产生的线性调频信号为包络函数为 m( t)的负向线性调频信号；正向线性调频信号和负向线性调频信号的调频斜率在各个时隙之间各不相同；

6、所述扩频模块用于产生伪随机序列，并将伪随机序列输出至所述解扩模块；在 n个时隙的各时隙内，按从低至高的码片顺序，将伪随机序列的各个码片幅值分别与线性调频信号相乘，形成各时隙的宽带调频信号，并输出至所述发射天线模块；

7、所述解扩模块基于伪随机序列对所述接收天线模块接收到的回波信号进行解扩处理，形成解扩信号并输出至所述信号处理模块；

8、所述信号处理模块对解扩信号和线性调频信号进行处理，计算探测目标的距离和速度值，剔除虚假目标，并将真实目标的距离和速度值输出至所述报警提示模块；

9、所述报警提示模块用于显示真实目标的距离和速度值，并根据预先设置的门限阈值判断是否输出报警信号。

10、进一步，所述线性调频模块所产生的包络函数为 m( t)的正向线性调频信号为：

11、；

12、所述线性调频模块所产生的包络函数为 m( t)的负向线性调频信号为：

13、；

14、其中， f为载波频率， g i为第 i个时隙的调频斜率。

15、进一步，所述线性调频模块产生包络函数为 m( t)的正向线性调频信号和负向线性调频信号，正向线性调频信号和负向线性调频信号的载波频率 f为：

16、；

17、其中， f0为线性调频信号的初始载波频率，为线性调频信号的频率变化步长， i为第 i个时隙， i的取值范围为1~ n的正整数。

18、进一步，所述时间控制模块划分为 n个时隙的方法为：

19、将周期时间 t s划分为 n个时隙， n个时隙的时间长度分别表示为： t m1, t m2,…, t mi,…, t mn， i的取值范围为1~ n的正整数；并将 n个时隙的各个时隙划分为上升期和下降期；其中，

20、第 i个时隙的上升期时间区间表示为：，

21、第 i个时隙的下降期时间区间表示为：，

22、 t i-1、 t i分别表示第 i个时隙的起始时刻和结束时刻。

23、进一步，所述扩频模块用于形成各时隙的宽带调频信号，第 i个时隙的宽带调频信号为：

24、当时，

25、；

26、当时，

27、；

28、其中， t i-1、 t i分别表示第 i个时隙的起始时刻和结束时刻，t mi表示第 i个时隙的时间长度， e i( t)表示第 i个时隙的宽带调频信号， i的取值范围为1~ n的正整数， n表示周期 t s划分的时隙总数， m( t)表示包络脉冲， ξ表示包络脉冲 m( t)的时间长度， φ j表示码片个数为 m的伪随机序列的第 j个码片幅值， f0为初始载波频率，δ f为频率变化步长， g i为第 i个时隙的调频斜率。

29、进一步地，所述线性调频模块所产生的线性调频信号，其调频带宽 b大于等于150mhz。

30、进一步地，所述包络脉冲m(t)为高斯脉冲。

31、进一步地，所述伪随机序列为巴克码序列。

32、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

33、（1）降低了防撞雷达的虚警概率

34、在本发明所公开的技术方案中，发射单元的时间控制模块将 t s划分为 n个时间长度各不相同的时隙， n个时隙的各个时隙划分为上升期和下降期；线性调频模块在时间控制信号的作用下产生包络函数为 m( t)的线性调频信号；在 n个时隙的各上升期内，线性调频信号为正向线性调频信号；在 n个时隙的各下降期内，线性调频信号为负向线性调频信号；即通过线性调频模块在各个时隙内分别构建调频斜率各不相同、时间长度各不相同的频域对称三角形线性调频信号；各时隙之间的正弦载波频率以为频率变化步长线性递增，从而进一步拓展了频域对称三角形的频率空间，从而使得接收单元的信号处理模块能够区分真、假目标；真、假目标在各时隙的上升期和下降期的回波信号展现出不同的特性，真目标的距离和速度值与时隙的时间宽度无关，而假目标的距离和速度值与时隙的时间宽度有关；基于真假目标的这个特性，接收单元的信号处理模块能够成功剔除假目标，从而降低了防撞雷达的虚警概率。而在现有技术中，现有防撞雷达所发射的调制信号是调频周期相同的频域对称三角形信号，从而无法区分真假目标，虚警概率高。因此，相对于现有技术来说，本发明所公开的技术方案，大幅降低了防撞雷达的虚警概率。

35、（2）提高了防撞雷达的可靠性

36、在现有技术中，防撞雷达主要采用连续波体制。连续波体制的防撞雷达，其调制信号主要采用定频传输，且信号能量聚集在相对较窄的频谱范围内，易受干扰，尤其是受城市噪声和多径干扰等因素的影响较大，从而进一步导致现有防撞雷达的虚警概率高。而在本发明所公开的技术方案中，发射单元的扩频模块用于产生伪随机序列，在 n个时隙的各时隙内，按从低至高的码片顺序，将伪随机序列的各个码片幅值分别与线性调频信号相乘，形成各时隙的宽带调频信号，从而将高功率谱信号通过伪随机序列进行频谱展宽，转换为低功率谱信号，以达到降低防撞雷达信号功率谱密度的目的，提高了信号的隐蔽性；进一步，线性调频模块所产生的线性调频信号的载波频率在各时隙之间以为频率变化步长线性增加，进一步拓展了防撞雷达信号的频谱宽度，增大各探测目标在r-v平面内的间距；接收单元的解扩模块基于伪随机序列的良好自相关特性，对接收天线模块接收到的回波信号进行解扩处理，将信道传输的低功率谱信号再转换为高功率谱信号，以增强接收信噪比，提高抗干扰能力；基于扩频和解扩技术，提高了防撞雷达信号的隐蔽能力和抗干扰的能力。因此，相对于现有技术来说，本发明所公开的技术方案，提高了防撞雷达的抗干扰能力。

37、本发明的其他优点和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。