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防撞|基于DSP的汽车防撞雷达系统设计，快去给自己的车也搞一个( 三 )


2．回波信号放大、滤波单元
由于发射 / 接收单元的发射功率较小 ， 当信号在空中传播时 ， 能量减弱的很快 ， 到达目标并反射的雷达回波信号功率非常小 ， 需要进行足够的放大才能进行后续处理 。因此回波信号先经过高增益对数放大器进行放大 ， 再经过隔离、滤波、放大后送至 A/D 转换器 。
3．A/D 转换单元
DSP 系统只能对数字信号进行处理 。因此 ， 要对模拟信号进行 A/D 转换 ， 即在规定的时间内把模拟信号在时刻 t 的幅度值转为一个相应的数据 ， 再把数据送到 DSP 进行处理 。
4．DSP 模块
1）DSP 产生调制信号使 VCO 工作 ， 产生调频连续波信号向外辐射 。调制信号是一系列三角波 。如图 3 所示：
防撞|基于DSP的汽车防撞雷达系统设计，快去给自己的车也搞一个
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上图表示的是理想的三角波 ， 最大幅度是 5V ， 周期为 1000μS 。但是实际直线性并不理想 ， 可以采用一些平滑的方法来改善调制信号的直线性 。
2）VCO 经调制向外发射的是一系列三角波 ， 回波信号也是三角波 ， 两者关系如图 4 所示：
防撞|基于DSP的汽车防撞雷达系统设计，快去给自己的车也搞一个
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3）确定信号的频率及对信号进行频谱分析 。信号的频谱分析主要有 FFT 法和非 FFT 法 ， 所谓 FFT 法 ， 就是对被分析的信号进行傅立叶变换 ， 将其从时域变换到频域 ， 在频域进行分析 ， 必要时再通过傅立叶逆变换 ， 变回时域的分析方法 。而非 FFT 变换方法则是通过其他的途径 ， 获得信号的频率参数 ， 如最大熵法 ， 各有特点 。综合考虑方法的实时性 ， 复杂性 ， 稳定性 ， 对于汽车雷达而言 ， 应首选 FFT 法 ， 而且对于 DSP 来说 ， FFT 法比较成熟 ， 更容易实现 。
4）DSP 通过控制步进电机来控制天线的扫描 ， 从而可以得到障碍物相对于雷达的方位信息 。天线的扫描不是 360 度 ， 而是根据给定的角度 ， 不停的从左到右 ， 再从右到左不断循环 。
DSP 通过一个方波信号来控制扫描方向 ， 方波信号是高电平的时候从左向右扫描 ， 低电平的时候从右向左扫描 。而 DSP 通过另一个有延迟的方波信号来确定天线扫描的位置 ， 高电平表示在右边区域 ， 低电平表示在左边区域 。
5．显示报警模块将数据处理结果显示在 LED 上 ， 给驾驶员提供信息 ， 当障碍物距离超过危险距离时 ， 通过发光二极管报警 ， 使驾驶员能够及时采取措施 ， 防止事故的发生 。
五．结束语
随着智能交通系统研究的不断发展 ， 汽车巡航控制和防撞控制领域会需要越来越多的雷达传感器 ， FMCW 体制的毫米波雷达则是最具潜力的一种 ， 特别是随着 DSP 的发展 ， 将 DSP 应用在 FMCW 雷达中 ， 将促进它的发展 。


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