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车用雷达架构设计及系统评估之EEsof(高频射频系统设计软件)解决方案

 汉无为 2023-08-20 发布于湖北

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【正文】
编辑|雷达小助理  审核|调皮哥 


今天分享的这份资料来自是德科技(KEYSIGHT),是在2016年的汽车雷达设计与测试研讨会(中国台湾)上由是德科技工程师分享的内容。这虽然是7年前的老东西了,但不乏有些内容还是值得玩味的。

主要内容有:
1、汽车雷达概述
2、使用EEsof解决方案进行汽车雷达系统仿真
(1)波形生成
(2)信号处理和参数估计(距离、速度、角度)
(3)收发器RF/MW前端
(4)阵列天线
(5)使用连接解决方案进行验证。
3、总结

下面是研讨会PPT的内容:

p1: 封面

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p2: 目录

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p3:为什么需要汽车雷达?答案是从“仅舒适”功能到采用雷达传感技术的自主系统的趋势,既服务于舒适性又安全领域。

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p4: 汽车雷达应用领域有那些?

EBA: Emergency Brake Assist ,紧急制动辅助

BSD: Blind Spot Detection ,盲点检测

LCA: Lane Change Assist ,变道辅助

RCTA: Rear Crossing Traffic Alert ,后方交通警报

ACC: Adaptive Cruise Control ,自适应巡航控制

LSF: Low Speed Following ,低速跟随

FCW: Forward Collision Warning ,前方碰撞警告

PCS: Pre-Crash Safety ,碰撞前安全

CMS: Collision Mitigation brake System ,碰撞缓解制动系统

AEB: Autonomous Emergency Braking,自动紧急制动

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p5: 汽车雷达频率范围

(1)ISM (工业、科学、医疗)频段,24.05 – 24.25 GHz

(2)UWB(超宽带),21.65 – 26.65 GHz

(3)LRR(远距离检测)76 – 77 GHz

(4)SRR (近距离雷达)(77 – 81 GHz)

同时标注了国家和地区的使用范围。

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p6:汽车雷达市场参与者

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p7:汽车雷达设计和测试挑战

汽车安全应用要求:CA(防撞)、AD(自动驾驶)远高于ACC(自动巡航控制),需要满足:

(1)极低的误报率

(2)极短的延迟

设计考虑:高频宽带宽、测量时间和计算复杂度低、超短脉冲长度 (ns级别),以及宽带宽连续波(CW),同时具有高分辨率和准确度的明确距离和速度测量 - 组合的 LFM 和 FSK 波形设计技术。

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p8:汽车雷达研究方向

雷达系统波形设计、基带信号处理和参数估计、收发器RF/MW前端设计、阵列天线设计、连接仿真软件和仪器。

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p9: 

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p10:采用EEsof解决方案的汽车雷达仿真

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p11:SystemVue平台简介

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p12:SystemVue Radar Library

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p13:SystemVue 中的 FMCW 雷达系统架构

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p14:波形生成

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p15:汽车雷达信号调制类型

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p16:FMCW (Frequency Modulated Continous Wave)

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p17:  信号处理和参数估计

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p18: 雷达目标回波

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p19: FMCW测距原理

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p20:相对速度(距离变化率)检测

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p21: 测距频率和多普勒频率鉴别(三角波)

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p22: 目标检测算法设计

1st MTD滤波器、CFAR检测、2nd MTD滤波器、MTI。

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p23:收发器RF/MW前端

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p24:汽车雷达收发器芯片组

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p25:协同仿真使系统设计变得简单

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p26:

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p27:ADS/EMPro 中的平面天线阵列仿真

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p28: EMPro/ HFSS 的天线方向图

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p29:Beamforming(波束赋形) at SystemVue

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p30: Beamforming (8x8)

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p31:   系统级仿真——天线方向图和波束成形

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p32: 

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p33:

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p34: 基本波形生成 – 目标返回信号

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p35: 高级测量 – 接收机测试

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p36:

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p37:总结

本次分享简要介绍了汽车雷达的现状和应用,然后主要分析了汽车雷达系统,特别是FMCW架构。最后提出了Keysight EEsof 汽车雷达系统仿真解决方案。SystemVue 及其雷达设计库非常适合汽车雷达系统架构和评估, SystemVue 可以生成各种汽车雷达信号并将其下载到是德科技信号发生器,实现信号处理和算法验证,并完成基带和 RF/MW 链与天线的联合仿真。

ADS用于RF/MW电路和系统仿真,精度高、速度快,并且可以被SystemVue调用进行联合仿真。EMPro用于天线设计和3D EM仿真,并且可以将天线方向图文件导出到SystemVue以进行波束成形和系统级仿真。

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