【正文】 頻后輸出的差拍信號為：fe (t + ) = ︱f (t + ) ? fb(t +)︱= k * t fd (7)fe (t ) = ︱f (t ) ? fb(t )｜= k * t + fd (8)計(jì)算出目標(biāo)的相對距離R 和相對速度V 為：R = C*T[fe (t ) + fe (t+ )]/（4ΔF）V = C*[fe(t) fe(t+)]/（4f0）ΔF 為發(fā)射波帶寬，f0 為發(fā)射波中心頻率。根據(jù)多譜勒效應(yīng)原理，當(dāng)發(fā)射物體和反射物體相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，將產(chǎn)生頻移fd，并且以下公式成立：河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文17V＝[(C*fd)/2f0] (2)圖22 發(fā)射波與回波波形如圖22，設(shè)發(fā)射信號上升和下降階段分別為f(t+)、f(t)，K 為斜率，則：f(t+)＝fmin+k美國國防高級研究項(xiàng)目局于 2022 年啟動(dòng)了一項(xiàng)模擬光學(xué)信號處理技術(shù)研究計(jì)劃，旨在研究工作頻段在 20MHz～100GHz頻段范圍內(nèi)的光學(xué)信號處理技術(shù)（3） 毫米波雷達(dá)測距原理毫米波雷達(dá)向外發(fā)射的頻率隨時(shí)間線性變化，若有目標(biāo)時(shí)反射回波，將發(fā)射波和回波信號混頻，從混頻器輸出，再從頻譜信號中提取含目標(biāo)相對距離和速度信息。厘米波雷達(dá)中已廣泛采用的信號處理技術(shù)，諸如脈沖壓縮、視頻積累、極化分集、動(dòng)目標(biāo)顯示(MTI)、擴(kuò)頻、頻率捷變、極化捷變和合成孔徑以及線性預(yù)測法、Capon 型法、信號子空間法、參量目標(biāo)模型濾波法等這些超分辨技術(shù)都已經(jīng)在毫米波雷達(dá)中得到應(yīng)用。 信號處理器是導(dǎo)引頭的核心部件。毫米波檢波和下變頻，光電轉(zhuǎn)換等方面具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。目前，頻率高達(dá) 94GHz 的集成振蕩器、放大器、混頻器、衰減器和相移器已批量生產(chǎn)。實(shí)踐證明，在這些接收機(jī)中采用梁式引線的砷化鎵半導(dǎo)體器件，對于頻率在30～100GHz 范圍內(nèi)的接收機(jī)設(shè)計(jì)也是很合適的。其寬帶寬、損耗低、在控制和被控制元件之間幾乎完全隔離、抗電磁干擾性好、質(zhì)量小、緊湊、響應(yīng)迅速且可單片集成。準(zhǔn)光學(xué)合成利用天線和透鏡在空間將微波及毫米波固態(tài)器件的功率組合在一起來實(shí)現(xiàn)。雪崩二極管(IMPATT)和耿氏二極管(Gunn)是最適合做毫米波射頻源的。俄羅斯和美國已經(jīng)采用回旋管器件裝備雷達(dá)和制導(dǎo)系統(tǒng)。在電真空器件中，已得到成熟發(fā)展的是回旋管。（2） 毫米波的接受與發(fā)射發(fā)射／接收技術(shù)是毫米波雷達(dá)的另一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。用毫米波和亞毫米波的射電天文望遠(yuǎn)鏡探測宇宙空間的輻射波譜可以推斷星際物質(zhì)的成分。在遠(yuǎn)程導(dǎo)彈或航天器重返大氣層時(shí)，需采用能順利穿透等離子體的毫米波實(shí)現(xiàn)通信和制導(dǎo)。利用大氣窗口的毫米波頻率可實(shí)現(xiàn)大容量的衛(wèi)星地面通信或地面河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文15中繼通信。 ⑥ 雷達(dá)分辨率高。④ 低角跟蹤時(shí)多徑效應(yīng)和地雜波干擾小。② 高跟蹤精度和制導(dǎo)精度。目前絕大多數(shù)的應(yīng)用研究集中在幾個(gè)“窗口”頻率,包括3491220GHz 和三個(gè)吸收峰(60、1200GHz 頻率上)。與光波相比，它們利用大氣窗口（毫米波與亞毫米波在大氣中傳播時(shí)，由于氣體分子諧振吸收所致的某些衰減為極小值的頻率）傳播時(shí)的衰減小，受自然光和熱輻射源影響小。缺點(diǎn)是：① 大氣中傳播衰減嚴(yán)重。③ 穿透等離子體的能力強(qiáng)。與較低頻段的微波相比，優(yōu)點(diǎn)是：① 可利用的頻譜范圍寬，信息容量大。與紅外、激光、電視等光學(xué)導(dǎo)引頭相比，毫米波導(dǎo)引頭穿透霧、煙、灰河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文14塵的能力強(qiáng)，具有全天候(大雨天除外)全天時(shí)的特點(diǎn)。毫米波波長介于厘米波和光波之間，因此毫米波雷達(dá)制導(dǎo)兼有微波制導(dǎo)和光電制導(dǎo)的優(yōu)點(diǎn)。 毫米波雷達(dá)原理（1） 毫米波簡介毫米波是介于微波與光波之間的電磁波,通常毫米波頻段是指30～300GHz,相應(yīng)波長為 1～10mm ，毫米波波長位于微波與遠(yuǎn)紅外波相交疊的波長范圍，因而兼有兩種波譜的特點(diǎn)。該報(bào)警器基于單片機(jī)設(shè)計(jì)，從而具有體積小、使用方便的特點(diǎn)。汽車防撞報(bào)警系統(tǒng)的原理:利用安裝在汽車前保險(xiǎn)杠上的毫米波雷達(dá)傳感器,實(shí)時(shí)測量自車與前方目標(biāo)物間的距離和相對速度等信息,再由主控單元判斷當(dāng)前的行車安全狀態(tài),采取相應(yīng)的報(bào)警方式。且在環(huán)境比較惡劣的條件下(如大霧、大雨等) ,視覺傳感器會(huì)失效。優(yōu)點(diǎn)是采用雙目攝像系統(tǒng)模擬人體視覺原理，測量精度高。（5）攝像系統(tǒng)測距攝像系統(tǒng)指電荷藕合器件CCD常用攝像系統(tǒng)。其基本原理是：紅外線發(fā)射器始終處于發(fā)射紅外線的狀態(tài)，當(dāng)紅外接收器第一次接收到前方汽車反射回的紅外線時(shí)，經(jīng)電路處理單片機(jī)給出一個(gè)計(jì)數(shù)啟動(dòng)信號，計(jì)算機(jī)的計(jì)數(shù)器開始以一定頻率計(jì)數(shù)；當(dāng)紅外線接收器第二次接收到反射回的紅外線時(shí)，經(jīng)電路處理單片機(jī)給出一個(gè)停止計(jì)數(shù)脈沖，計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)。紅外線發(fā)射器不斷發(fā)射出紅外線，經(jīng)前方汽車反射，紅外線接收器接收到反射波信號，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?。缺點(diǎn)是：存在電磁波干擾問題，雷達(dá)彼此之間的電磁波或者其他通信電磁波都可能成為干擾因素。用毫米波雷達(dá)測距的優(yōu)點(diǎn)有:①檢測障礙物時(shí)對環(huán)境的變化有很強(qiáng)的穩(wěn)定性，與光學(xué)式相比，它不易受對象表面形狀和顏色影響。作為車載雷達(dá)，一般選擇60GHz，120GHZ，180GHZ波段，其對應(yīng)波長為毫米級，故稱為毫米波雷達(dá)。微波汽車防撞雷達(dá),各國已經(jīng)有成熟技術(shù)，如德國不倫瑞克工業(yè)大學(xué)研制了樣機(jī)已試驗(yàn)成功,但推廣起來存在一些問題,如波束較寬,易受干擾、造價(jià)也偏高,如果目標(biāo)車的材料不是金屬、反射信號會(huì)很弱,給測距帶來困難。工作河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文11頻率從3MHZ到3OGHZ的范圍內(nèi)。缺點(diǎn)是：由于光波束很窄；掃描速度比較慢，必須采取特殊的技術(shù)措施，才能覆蓋車道，另外受各種光源、天氣的影響比較大。激光測距是一種光學(xué)雷達(dá)系統(tǒng)，它具有測量時(shí)間短，量程大，測距精度很高，車道分辨率高等優(yōu)點(diǎn)。非掃描成像式激光雷達(dá)將光源發(fā)出的經(jīng)過強(qiáng)度調(diào)制的激光經(jīng)分束器系統(tǒng)分為多束光后沿不同方向射出 ,照射待測區(qū)域。成像式激光雷達(dá)又可分為掃描成像激光雷達(dá)和非掃描成像激光雷達(dá)。它的工作原理是 :從高功率窄脈沖激光器發(fā)出的激光脈沖經(jīng)發(fā)射物鏡聚焦成一定形狀的光束后 ,用掃描鏡左右掃描 ,向空間發(fā)射 , 照射在前方車輛或其他目標(biāo)上 ,其反射光經(jīng)掃描鏡、接收物鏡及回輸光纖 ,被導(dǎo)入到信號處理裝置內(nèi)光電二極管 ,利用計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)激光二極管啟動(dòng)脈沖與光電二極管的接收脈沖間的時(shí)間差 ,即可求得目標(biāo)距離。（2）激光測距 目前在汽車上應(yīng)用較廣的激光測距系統(tǒng)可分為非成像式激光雷達(dá)和成像式激光雷達(dá)。其缺點(diǎn)是:① 超聲波速度受外界風(fēng)速和溫度的影響較大；② 超聲波能量與距離的平方成正比衰減，距離越遠(yuǎn)，衰減越嚴(yán)重，反射回的聲波越少，靈敏度下降快，只適合于測低速較短的距離如果車速太快或者距離太遠(yuǎn)，測量誤差很大。因此汽車聲納雷達(dá)能夠在雨、霧、雪等惡劣天氣條件下工作。超聲波測距的方法很多, 如相位檢測法, 聲波幅值檢測法和渡越時(shí)間檢測法等渡越時(shí)間檢測法, 即測距時(shí)超聲波發(fā)射器不斷發(fā)射超聲波, 遇到障礙物(即被檢測對象) 后反射回來, 通過超聲波接收器接收到反射波信號, 并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘? 測出從發(fā)射超聲波至接收到反射波的時(shí)間差(渡越時(shí)間, t)。（1） 超聲波測距 超聲波是指諧振頻率在20KHZ以上的機(jī)械波。當(dāng)汽車之間的距離小于設(shè)定的安全距離時(shí)，防撞系統(tǒng)就應(yīng)該自動(dòng)報(bào)警并采取制動(dòng)措施。 系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)：測距20 世紀(jì)90 年代以來，智能交通系統(tǒng)在全世界范圍內(nèi)得到了前所未有的發(fā)展，其廣泛應(yīng)用也越來越受到各方面的關(guān)注。本文介紹的汽車防碰撞報(bào)警系統(tǒng)是關(guān)于汽車安全系統(tǒng)的主動(dòng)安全方面，利用安裝在汽車前保險(xiǎn)杠上的雷達(dá)傳感器測量自車與前方目標(biāo)物間的距離和相對速度, 通過霍爾集成傳感器來實(shí)現(xiàn)自車車速的測量，再由主控單元對采集的車輛實(shí)時(shí)信息進(jìn)行分析并判斷當(dāng)前的行車安全狀態(tài),采取相應(yīng)的報(bào)警方式，警示當(dāng)前的行車狀況，使駕駛員提前采取相應(yīng)的措施，提高駕駛安全性。采用汽車?yán)走_(dá)檢測前方障礙物的相對距離和速度，提前預(yù)警，可有效降低交通事故的發(fā)生。作為汽車行業(yè)內(nèi)眾多的安全產(chǎn)品研發(fā)者和供應(yīng)商，多個(gè)大型汽車集團(tuán)正在以開發(fā)先進(jìn)傳感技術(shù)為基礎(chǔ)，走向驅(qū)動(dòng)汽車安全集成化的進(jìn)程。 如果人車相撞不幸發(fā)生，TRW 研發(fā)的行人安全氣囊會(huì)從發(fā)動(dòng)機(jī)罩下瞬間充氣展開，減小車輛碰撞人體的力度。首先，基于雷達(dá)或攝像的感知系統(tǒng)能察覺道路上肉眼不易察覺的物體，比如突然出現(xiàn)的行人。在歐洲和日本，政府非常重視保護(hù)行人免受嚴(yán)重或致命傷害的立法。 以智能化道路為例，這種系統(tǒng)利用傳感器和衛(wèi)星數(shù)據(jù)追蹤汽車位置，并在潛在意外發(fā)生前－如臨近交叉路口時(shí)及時(shí)提醒駕駛者注意路況。 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文7將來，結(jié)合智能化傳輸系統(tǒng)，主動(dòng)和被動(dòng)安全系統(tǒng)都將與車輛外部環(huán)境保持更緊密的聯(lián)系。它能為駕駛者提供適當(dāng)類型及程度的反饋，既提高安全性又不分散注意力、妨礙駕駛。包括 ACR 在內(nèi)的各種保護(hù)裝置相應(yīng)啟動(dòng)，一是警示駕駛者；二是確保駕駛者處于安全氣囊保護(hù)的最理想位置；同時(shí)電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng)提供觸覺傳感反饋，引導(dǎo)駕駛者回到正確的車道上。早期，駕駛輔助主要提供駕駛便利，而在今后將逐步發(fā)展成為主動(dòng)安全技術(shù)中不可或缺的部分。TRW 一直努力研發(fā)一系列基于雷達(dá)技術(shù)的傳感系統(tǒng)，如自適性巡航控制 (Adaptive Cruise Control) － 該系統(tǒng)已被應(yīng)用于德國大眾的一部分歐洲和北美的車型上。這樣的系統(tǒng)能無須駕駛員的操作自動(dòng)運(yùn)行，監(jiān)控駕駛環(huán)境。相比之下，其它碰撞驅(qū)動(dòng)型座椅安全帶預(yù)張緊器裝置在啟動(dòng)后無法自動(dòng)回復(fù)初始狀態(tài)，必須重新裝置。 該階段的技術(shù)整合所采用的制動(dòng)輔助系統(tǒng)，在潛在碰撞發(fā)生前啟動(dòng)安全防護(hù)措施。感知汽車嚴(yán)重打滑，預(yù)警安全系統(tǒng)則會(huì)自動(dòng)激活電控的座椅安全帶預(yù)張緊器（即 TRW河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文6主動(dòng)控制牽引器，ACR） ，隨之把前座椅移至最佳的安全位置。 事實(shí)上，主、被動(dòng)安全系統(tǒng)的技術(shù)整合和運(yùn)用早已開始。復(fù)雜的整合技術(shù)將近距離雷達(dá)、遠(yuǎn)程雷達(dá)、影像傳感、轉(zhuǎn)向及翻滾角度傳感、穩(wěn)定控制電子傳感等諸多技術(shù)結(jié)合在一起，對駕駛環(huán)境實(shí)施全面監(jiān)控，集中比較、分析多方面的數(shù)據(jù)，在必要時(shí)啟動(dòng)最適當(dāng)?shù)南乱患壪到y(tǒng)，自動(dòng)地或輔助駕駛者采取正確的防護(hù)措施。安全帶、安全氣囊、各種安全電子裝置即具有這樣的防護(hù)作用。底盤、轉(zhuǎn)向、防抱死裝置(ABS)、車輛穩(wěn)定性控制(Vehicle Stability Control)都屬于主動(dòng)安全系統(tǒng)。傳統(tǒng)上，車輛的安全系統(tǒng)分為主動(dòng)安全和被動(dòng)安全兩個(gè)系統(tǒng)。降低汽車交通事故的發(fā)生率，尤其是減少車禍人員傷亡，成為世界汽車工業(yè)的重要課題。隨著近年電子科技的發(fā)展，各種汽車防撞報(bào)警系統(tǒng)也開始發(fā)展起來，河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文5主要是通過由傳感器和單片機(jī)組成的“車輛防碰撞報(bào)警系統(tǒng)”，對行車時(shí)的危險(xiǎn)進(jìn)行判斷并幫助駕車者進(jìn)行處理，這一系統(tǒng)能夠在汽車與其它物體發(fā)生撞前的瞬間，進(jìn)行提前預(yù)警以保證安全。如后輪驅(qū)動(dòng)汽車常出現(xiàn)的轉(zhuǎn)向過度的情況，此時(shí)后輪會(huì)失控而甩尾，ESP 便會(huì)通過對外側(cè)的前輪的適度制動(dòng)來穩(wěn)定車輛。TCS 依靠電子傳感器探測車輪驅(qū)動(dòng)情況，不斷調(diào)節(jié)動(dòng)力的輸出，從而使車輪不再打滑，提高加速性與爬坡能力。汽車在光滑路面制動(dòng)時(shí)，車輪會(huì)打滑，甚至使方向失控。EBD 用高速計(jì)算機(jī)分別對四只輪胎附著的不同地面進(jìn)行感應(yīng)與計(jì)算，根據(jù)不同的情況用不同的方式和力量制動(dòng)，并不斷調(diào)整，保證車輛的平穩(wěn)、安全。電子制動(dòng)力分配系統(tǒng)(EBD)：EBD 能夠在汽車制動(dòng)時(shí)自動(dòng)調(diào)節(jié)前、后軸的制動(dòng)力分配比例，并配合 ABS 提高制動(dòng)穩(wěn)定性。在遇到緊急剎車時(shí)，經(jīng)常需要汽車立刻停下來，但大力剎車容易發(fā)生車輪鎖死的狀況——如前輪鎖死引起汽車失去轉(zhuǎn)彎能力，后輪鎖死容易發(fā)生甩尾事故等等?，F(xiàn)代科技的發(fā)展，使得一些設(shè)備能夠幫助汽車日常的制動(dòng)或者驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，以提高車輛主動(dòng)安全性：防鎖死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）：ABS 是 Antilock Braking System 縮寫。 主動(dòng)安全主動(dòng)安全則是利用智能視野增強(qiáng)系統(tǒng)、全方位車輛防撞、避撞系統(tǒng)及智能路線控制系統(tǒng)等技術(shù),擴(kuò)展駕駛者感知環(huán)境和控制車輛的能力,將保護(hù)提前到事故發(fā)生之前,在保護(hù)的基礎(chǔ)上更注重預(yù)防。（2） 被動(dòng)安全之“硬防護(hù)派”認(rèn)為車身鋼板越厚越硬、車室結(jié)構(gòu)越堅(jiān)固，在發(fā)生事故時(shí)變形量也就會(huì)越小，安全性自然更高的成為“硬防護(hù)派”。 如今這一保護(hù)的概念以及延伸到車內(nèi)外所有的人甚至物體，越來越強(qiáng)調(diào)安全設(shè)計(jì)的重要性的。河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文31 汽車安全系統(tǒng) 汽車安全系統(tǒng)簡介汽車的安全駕駛系統(tǒng)可分為主動(dòng)安全與被動(dòng)安全兩大方面。倒車時(shí)不易抓住倒車距離，左右后方不易抓住倒車角度；行李箱太高，擋住倒車視線；夜間、下雨或有霧等天氣及狹窄空間停車，都會(huì)給倒車帶來煩惱。老駕駛員們可憑數(shù)年的經(jīng)驗(yàn)，憑感覺進(jìn)行倒車。對各類交通事故的研究表明:若駕駛員能夠提早 1s 意識到有事故危險(xiǎn)并采取相應(yīng)的正確措施,則絕大多數(shù)的交通事故都可以避免。主要原因是機(jī)動(dòng)車駕駛超速行駛、疲勞駕駛等。而能夠生還的希望往往卻是非常的渺茫！據(jù)來自公安部門的數(shù)據(jù)表明：2022 年內(nèi)，全國發(fā)生交通事故450254 起, 因車禍造成 98738 人死亡，傷殘人 469911 數(shù)人，直接財(cái)產(chǎn)損失 億元。而高速公路上一旦發(fā)生意外交通事故，恐怕就會(huì)出現(xiàn)類似于“多米諾骨牌”的效應(yīng),數(shù)輛甚至是數(shù)十輛汽車高速的碰撞在一起，彼此碰的殘頭破面、支離破碎?，F(xiàn)在，各種汽車在高速公路上每小時(shí)跑上100120 公里，己經(jīng)是很平常的事了。 integrated Hall unit。 Millimeter wave。該系統(tǒng)裝置將單