低成本车载毫米波列车防撞雷达系统设计

"一种车载毫米波列车防撞雷达系统研究 (2013年)，作者：刘海波、盛蒙蒙、杨晓倩，发表于《雷达学报》2013年第2期，采用数字阵列天线和频率步进高分辨波形设计，解决了低成本高精度角度测量问题。" 毫米波列车防撞雷达系统是铁路交通安全的重要保障，它能够预防列车与前方障碍物发生碰撞，从而提高行车安全性。2013年的一篇论文详细研究了一种创新的车载毫米波防撞雷达系统，主要针对如何在低成本条件下实现对目标方位角度的高精度测量。论文的作者来自北京理工大学信息与电子学院雷达技术研究所。 论文中提出的关键技术包括基于开关切换的数字阵列天线和频率步进高分辨波形设计。数字阵列天线通过控制各个单元的相位来改变辐射图案，以实现对目标的精确指向和跟踪。这种设计允许雷达系统在不增加成本的情况下，实现更宽的波束扫描范围和更高的角度分辨率。而频率步进技术则通过改变发射信号的频率，实现了宽带信号的合成，进而提高了雷达的距离分辨率。 在系统设计过程中，研究人员深入分析了收发天线的天线方向图，这是决定雷达性能的关键因素之一。他们还探讨了频率步进合成宽带信号的幅相误差补偿问题，以确保信号传输的准确性和稳定性。这些分析和补偿方法有助于减少由硬件不完美和环境干扰导致的测量误差。 论文中，科研团队构建了一个车载毫米波防撞雷达的原型系统，并在实际环境中进行了测试。实验结果显示，该系统具有较高的距离分辨率和角度测量精度，能够有效地区分铁轨内外的目标，这对于列车运行时避免与轨道上的静态或动态障碍物发生碰撞至关重要。 论文最后，作者们指出，所提出的低成本车载毫米波防撞雷达系统不仅在技术上具有创新性，而且在实际应用中展示了良好的性能，对于提升铁路运输的安全性和可靠性具有重要意义。这一研究成果对后续的雷达系统设计和优化提供了理论依据和实践经验。 关键词：列车防撞雷达；数字阵列；频率步进信号 中图分类号：TN972（无线电电子学、电信技术）；TN958（雷达技术） 文献标识码：A 文章编号：2095-283X(2013)02-0234-05 DOI:10.3724/SP.J.1300.2013.20091