一種用于車載防撞雷達系統的小型頻綜信號源技術方案

一種用于車載防撞雷達系統的小型頻綜信號源，包含參考頻率源、鑒相器、放大濾波電路、壓控振蕩器、程序分頻器和功分器，參考參考頻率源的輸出端連接鑒相器的輸入端，鑒相器的輸出端連接放大濾波電路的輸入端，放大濾波電路的輸出端連接壓控振蕩器的輸入端，壓控振蕩器的輸出端連接程序分頻器和功分器的輸入端，程序分頻器的輸出端連接鑒相器的輸入端。本發明專利技術將普通板材與微帶板材分別布線后進行壓制，這樣既能避免高頻信號線在普通電路板上干擾大的問題，又解決了利用單一微帶板布線所帶來的成本昂貴，機械強度小的問題，本發明專利技術可輸出約77GHz的雷達發射頻率并提供150MHz的帶寬，且體積小，節省空間，在實現了雙通道輸出的前提下保證了較好的雜散度。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及車載防撞雷達系統領域，尤其涉及一種鎖相環與壓控振蕩器的組合電路形成的小型頻綜信號源。
技術介紹
汽車防撞雷達是一種主動安全設備，它可以準確的測量出周圍目標的速度和距離，發現潛在的危險，及時向司機發出警報，必要時自動采取措施消除危險。國外研究的比較早，已經有了一些研究成果。例如美國公共交通管理局研制的一種頻率為36GHz的雷達，當發現前方30-40米處有障礙物時可自動剎車；日本豐田汽車公司研究了使用毫米波雷達動態監測車距的系統，當車距小于一定距離時就發出警報；本田汽車公司研究過使用扇形激光束掃描雷達傳感器，在彎道行駛時也可監測前后車輛和障礙物的距離。此外，超聲波、紅外線也可以用來監測車距，結合報警和剎車裝置，組成汽車防撞雷達系統。國內雖然也有企業在從事相關領域的開發，但是所用的技術集中在超聲波，激光，紅外等方面。這些技術都有相應的局限，如超聲波測距系統雖然成本低、制作方便，但是受大氣影響較大，在遠距測距上可靠性差。激光測距具有高精度，量程大，方向性好等優點，然而單機成本過高，環境要求過高等缺陷，且過高的能量會對人體產生損害。而紅外線的過長響應時間也限制了該技術在車輛碰撞報警系統的應用。毫米波雷達克服了其他幾種探測方式在高速公路防撞運用中的缺點，具有探測性能穩定，可以全天候工作，探測距離遠等優點。目前歐洲的汽車毫米波雷達防撞系統的工作頻率一般為76 77GHz，美國聯邦通信委員會暫定汽車雷達工作頻率為24GHz，日本原定為60GHz，近幾年逐漸轉向77GHz，可見77GHz的頻段是國際汽車防撞雷達領域的大趨勢。頻綜信號源會產生高頻和低頻信號，高頻信號是指電路上傳輸頻率較大的信號，通常為幾百MHz甚至上GHz。當高低頻信號在電路板上的走線相互靠近時，由于電磁耦合，高頻電路上的信號會對低頻信號產生強烈的干擾，因為由于普通的環氧介質板的介電常數不適合高頻信號的布局，如果一定要在環氧介質板上布局高頻電路的話，需要非常大的線寬以及特殊的工藝技術，所以傳統的電路板涉及是將高頻信號走線和低頻信號走線盡可能分開，甚至于將高頻信號和低頻信號盡可能分布在兩塊電路板上，這樣既增大了系統所需要的空間，也增加了成本。然而國內相關技術發展滯后，在很多論文上只有相關后端算法的驗證研究，或以純模擬電路搭建的頻綜信號源，其體積，重量尚不能達到車輛系統集成的要求，更遑論在實際道路環境中的應用。河北石家莊中電十三所也曾進行過相關組件的開發研制,采用技術為本振加混頻加DDS (數字顯示示波器)控制的技術，雖然能達到基本要求，但在實際應用中由于其信號雜散不夠理想且體積過大，在空間本就有限的汽車前端難以得到實際應用和市場化推廣。
技術實現思路
本專利技術提供的一種用于車載防撞雷達系統的小型頻綜信號源，可輸出約77GHz的雷達發射頻率并提供150MHz的帶寬，且體積小，節省空間，在實現了雙通道輸出的前提下保證了較好的雜散度。為了達到上述目的，本專利技術提供一種用于車載防撞雷達系統的小型頻綜信號源，該信號源包含電路連接的參考頻率源、鑒相器、放大濾波電路、壓控振蕩器和程序分頻器，還包含功分器，參考參考頻率源的輸出端連接鑒相器的輸入端，鑒相器的輸出端連接放大濾波電路的輸入端，放大濾波電路的輸出端連接壓控振蕩器的輸入端，壓控振蕩器的輸出端連接程序分頻器和功分器的輸入端，程序分頻器的輸出端連接鑒相器的輸入端。該信號源還包含電路連接所述鑒相器的第一電壓轉換器，為鑒相器提供電壓，還包含電路連接所述放大濾波電路的第二電壓轉換器，為放大濾波電路提供電壓。該小型頻綜信號源將高低頻電路集成在一塊混壓板上，所述的混壓板包含壓制在一起的微帶線電路板和普通電路板。所述的參考頻率源、鑒相器、壓控振蕩器、功分器以及程序分頻器布置在微帶電路板上，放大濾波電路布置在普通電路板上。所述的壓控振蕩器、程序分頻器以及功分器是高頻電路。本專利技術使用了混壓板的制作方式，即將普通RF4板材與Rogers4350B微帶板材分別布線后黏貼壓制成所用電路板，這樣既能避免高頻信號線在普通電路板上干擾大的問題，又解決了利用單一微帶板布線所帶來的成本昂貴，機械強度小的問題。附圖說明圖I是本專利技術的電路圖2是本專利技術的輸出信號的波形圖。具體實施例方式以下根據圖I和圖2來具體說明本專利技術的較佳實施例。如圖I所示，本專利技術提供一種用于車載防撞雷達系統的小型頻綜信號源，該信號源包含電路連接的參考頻率源101、鑒相器102、放大濾波電路103、壓控振蕩器104和程序分頻器105，還包含功分器106，參考參考頻率源101的輸出端連接鑒相器102的輸入端，鑒相器102的輸出端連接放大濾波電路103的輸入端，放大濾波電路103的輸出端連接壓控振蕩器104的輸入端，壓控振蕩器104的輸出端連接程序分頻器105和功分器106的輸入端，程序分頻器105的輸出端連接鑒相器102的輸入端；鑒相器102總是對參考頻率源101輸入的參考信號的相位和程序分頻器105輸入的反饋信號的相位進行比較，當兩個相位差保持恒定或者為零時(具體由鑒相器的類型決定)，環路進入穩態，表示相位已經鎖定，這時壓控振蕩器104的輸出信號的頻率fwt等于參考頻率源101輸入信號的頻率f；乘以程序分頻器105的分頻比M,即f；ut=MXf；，其中f；為鎖相環的參考頻率；否則，鑒相器102繼續進行相位比較，輸出一個信號Vd，經過放大濾波電路103的低通濾波變成直流信號Vtl，控制壓控振蕩器104的輸出信號頻率往參考頻率的方向接近，直到相位鎖定；當環路處于相位鎖定狀態時，輸出頻率與反饋信號的頻率之間也存在一個穩態相差。若輸入信號發生相位或頻率變化(由干擾或調制所引起)，通過環路自身的控制作用，環路的輸出信號，即壓控振蕩頻率和相位，就會跟蹤輸入信號的變化，這即是環路的跟蹤特性，從而實現線性調頻；該信號源系統是一個相位負反饋系統，這有別于常見的電壓或電流負反饋系統。電壓或電流負反饋的反饋量分別取自輸出電壓和輸出電力，在引入負反饋后能夠穩定放大倍數，展寬頻帶，減小非線性失真等，而本專利技術將輸出信號的相位作為反饋量，能夠使輸出電路具有穩定的相位變化；功分器106實現雙通道輸出；該信號源還包含電路連接所述鑒相器102的第一電壓轉換器，為鑒相器102提供電壓，還包含電路連接所述放大濾波電路103的第二電壓轉換器，為放大濾波電路103提供電壓；所述的參考頻率源101采用CVHD-950晶振，為鑒相器提供時鐘信號和參考頻率；所述的鑒相器102采用HMC702LP6CE鑒相器芯片，提供所需頻率信號，包括點頻、單邊掃頻，雙邊掃頻。其具體功能由內置寄存器通過SPI (串行外設接口)讀寫方式由前端控制板寫入。輸入為5V，3. 3V模擬電壓，3. 3V數字電壓，VCO反饋信號以及SPI數據線。其輸出為按要求設置頻率的CP信號；所述的放大濾波電路103采用AD797ARZ放大芯片，將鑒相器101輸出的電流信號轉化為提供給壓控振蕩器104的電壓信號，并起到環路濾波的作用，減小電路中的噪聲信號；所述的壓控振蕩器104采用HMC734LP5 VCO芯片，根據輸入電壓信號控制輸出端的頻率，最終實現連續三角波調頻。并向鑒相器101提供鎖相反饋頻率。其輸入為5V電源電壓及經放大器放大的控制電壓，輸出為最終所需本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于車載防撞雷達系統的小型頻綜信號源，其特征在于，該信號源包含電路連接的參考頻率源（101）、鑒相器（102）、放大濾波電路（103）、壓控振蕩器（104）和程序分頻器（105），還包含功分器（106），參考參考頻率源（101）的輸出端連接鑒相器（102）的輸入端，鑒相器（102）的輸出端連接放大濾波電路（103）的輸入端，放大濾波電路（103）的輸出端連接壓控振蕩器（104）的輸入端，壓控振蕩器（104）的輸出端連接程序分頻器（105）和功分器（106）的輸入端，程序分頻器（105）的輸出端連接鑒相器（102）的輸入端。

【技術特征摘要】
1.一種用于車載防撞雷達系統的小型頻綜信號源，其特征在于，該信號源包含電路連接的參考頻率源(101)、鑒相器(102)、放大濾波電路(103)、壓控振蕩器(104)和程序分頻器(105)，還包含功分器(106)，參考參考頻率源(101)的輸出端連接鑒相器(102)的輸入端，鑒相器(102)的輸出端連接放大濾波電路(103)的輸入端，放大濾波電路(103)的輸出端連接壓控振蕩器(104)的輸入端，壓控振蕩器(104)的輸出端連接程序分頻器(105)和功分器(106)的輸入端，程序分頻器(105)的輸出端連接鑒相器(102)的輸入端。2.如權利要求I所述的用于車載防撞雷達系統的小型頻綜信號源，其特征在于，該信號源還包含電路連接所述鑒相器(102)的第一電壓轉換器，為鑒相器(10...

【專利技術屬性】
技術研發人員：朱思悅，王磊磊，陳大海，
申請(專利權)人：上海無線電設備研究所，
類型：發明
國別省市：