最近接到一个项目，需求在机车上规划一款雷达产品，首要用于轨迹交通方面的机车测距和避撞。在网上搜索了一段时间，能够挑选的有激光雷达、超声波雷达、红外雷达和毫米波雷达。比照了各个雷达的特色，激光雷达具有勘探间隔远，勘探准确的特色，可是简略遭到雨雾，特别是下雪和粉尘的搅扰，这个在轨迹交通职业中适应性不是很好。超声和红外雷达，具有价格低，规划简略的长处，可是相同简略遭到温度改变的影响，在南边和北方会有很大的不同，别的勘探的间隔也有限。毫米波雷达勘探的介质是电磁波，具有勘探间隔远、穿透能力强、环境适应性强以及实时性好等长处，尤其是波长较短者。
俗话说万事开头难！在搜索了各大厂商的计划之后，终究挑选了UMS的24G雷达计划，挑选这个计划有几点优点：
1）计划比较灵敏，能够挑选集成度高、规划相对简略的单发双收的雷达芯片。也可利用分立器材自由组合出多个收发结合的计划，这样能够勘探愈加精准和扩展更宽广的勘探规模。
2）具有业界仅有的GaAs工艺，工作温度规模为-40度—125度，适用于机车工作环境。
3）开发工具和参考资料比较完全。
在笔者的项目中，挑选的是集成度较高的单芯片计划CHC2442-QPG。从图 1 CHC2442-QPG的内部架构，能够看出其内部集成了低噪声的VCO、Tx PA、混频器、接纳LNA和中频放大器等中心功用。只需加上DSP处理单元就能够完结雷达的功用规划。如图2 UMS机车24G雷达模块原理框图所示，雷达模块支撑单发双收和一路视频，与车载操控单元之间经过CAN总线以及以太网进行通讯。
图1：CHC2442-QPG的内部架构
图2：UMS机车24G雷达模块原理框图
在实践上车调试时，发现低速行车简略误报警，形成急刹车。但是实践场景中，车的前方并没有任何障碍物。所以把雷达模块射频前端的信号取样剖析后发现，是轨迹周围的AP杆和信号机的杆子反射的雷达波，形成了芯片误读取前方有障碍物信号，然后输出报警形成急刹车。剖析如图 3雷达勘探规模示意图所示。
图3：雷达勘探规模示意图
找到原因后，经过项目组剖析评论分两个方历来处理：
一是CHC2442-QPG的接纳增益可调，在低速行车时调低雷达的接纳增益，也便是下降雷达的接纳灵敏度来滤掉轨旁的伪障碍物，如AP杆子、信号机等。该方向很简略完成，由于CHC2442-QPG能够经过SPI操控接纳增益，这个接纳增益可调理的规模为24dB，比较宽。
二是优化天线规划，缩小水平方向的波瓣宽度，由现在的60度减小到30度。该方向需求从头规划天线，从调整天线辐射单元的布局以及单个辐射单元的形状两个方面缩小水平方向的波瓣宽度。图 4阵列天线的规划比照所示，阵列天线的布局从左面长条形的布局调整到右边这种正方形的紧凑布局。天线的单元也由本来的单一辐射结构改为对称结构，并且在天线单元之间增加了功分网络，确保阻抗的合理匹配。这种对称结构能够在坚持辐射增益不降的情况下，有效地缩小天线的面积。
图4：阵列天线的规划比照
经过不断尽力优化，从如图 5的终究版阵列天线的水平波瓣宽度和增益能够看出，天线的水平波瓣宽缩小到30度，比初版缩小了一倍，增益坚持在本来的21dBm左右。面积也减小了三分之一左右。终究经过一起操控CHC2442-QPG的接纳增益和缩小天线的水平辐射波瓣宽度两个方面处理了误报警问题。
图5：终究版阵列天线的水平波瓣宽度和增益
