【摘 要】
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随着数据时代的发展,智能交通系统的概念进入大众的视野,汽车需要兼具信息通信与雷达探测的功能。且随着无人驾驶、车载信息与娱乐等装备加载,电子设备在功耗、体积和电磁兼容等方面的要求逐步提高,车联传感一体化模式可以有效缓解这些问题,并使车联网系统更加智能化。因此,本文将结合当前主流车载雷达FMCW体制与Chirp扩频通信技术,研究FMCW的一体化波形设计,一体化方式下的相干处理,以及一体化系统硬件实现等
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随着数据时代的发展,智能交通系统的概念进入大众的视野,汽车需要兼具信息通信与雷达探测的功能。且随着无人驾驶、车载信息与娱乐等装备加载,电子设备在功耗、体积和电磁兼容等方面的要求逐步提高,车联传感一体化模式可以有效缓解这些问题,并使车联网系统更加智能化。因此,本文将结合当前主流车载雷达FMCW体制与Chirp扩频通信技术,研究FMCW的一体化波形设计,一体化方式下的相干处理,以及一体化系统硬件实现等问题。主要内容概况如下:1.阐述了雷达通信一体化系统的研究背景与研究意义,并分析了现有雷达通信一体化技术的国内外研究现状,重点介绍了FMCW共用波形的研究进展,最后讨论了不同一体化模式的优劣。2.介绍了当前车载FMCW雷达目标检测技术以及Chirp扩频通信调制解调技术,其中包括LoRa、DM-Chirp,并通过仿真分析了各种算法的性能。最后,给出了本文雷达通信一体化系统的构架。3.目前常用的车载雷达不具备通信功能,为了在不影响雷达性能的前提下,实现雷达通信一体化的功能,设计了一种易于实现的DM-FMCW的一体化系统,详细介绍了一体化信号的调制过程与处理方案,通过Matlab仿真对一体化方案的可行性进行验证。并利用软件无线电平台USRP搭建了DM-FMCW一体化系统,通过实验测试了该一体化系统的性能。4.针对实际车载应用中存在的多径与多普勒问题,鉴于LoRa的低功耗与抗衰落特性,研究了基于频移键控的FMCW雷达通信一体化系统,能兼容常用的FMCW雷达体制。而由于雷达信号频率受到通信调制的影响,导致相干积累时相位出现跳变,进而对回波信号的相干积累造成性能损失。为此,本文从理论上分析了相干积累性能损失与频率调制之间的关联性,然后通过对傅里叶变换核函数进行修正,降低了因频率调制带来的性能损失。最后,分析了该方法残余性能损失的来源及影响程度,并通过仿真验证了该方法的可行性。
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