1。2 研究现状与发展

1。3本文的主要工作

本文主要是对汽车防撞雷达原理进行简要分析，设计一款小型的24GHz雷达射频与信号处理电路，通过对其原理图的设计，最终完成PCB板的制作。

以下是论文的章节安排及工作介绍：

第一章主要介绍了汽车防撞雷达研究的背景，以及国内外对于该研究的研究现状和未来发展趋势。

第二章主要介绍了该雷达射频与信号处理电路的整体框架，并根据框架模块分析其工作原理，然后简要介绍了原理图和PCB设计软件Cadence。

第三章根据电路原理功能和框架对主要元器件进行选型，然后针对各个模块设计进行具体的介绍。

第四章根据设计的原理图，使用Allegro完成该雷达射频与信号处理电路的PCB设计。

2  系统的整体设计方案与功能

2。1 系统整体设计方案

该系统整体设计框图如图2。1所示，主要包括电源模块，处理器模块，接口电路模块，控制模块，模拟放大电路模块，射频前端模块以及天线模块。处理器模块包括微处理器芯片及外围电路，控制系统正常运作与进行回波信号的处理；电源模块提供各个模块及芯片的电源；控制模块主要实现处理器对射频收发芯片发射波形、发射功率等参数的控制，如VCO电平转换电路等；模拟放大电路模块采用两级放大，将采集到的回波信号进行模拟放大，以便后续进行信号处理；前端射频模块包括射频芯片及外围电路，连接天线进行发射与接收信号。

图2。1 系统整体设计框图

当该系统进行工作时，射频模块通过发射天线向外发射预置频率的信号[12]，传播过程中遇到前方车辆后反射回来，反射回来的信号被接收天线接收得到回波信号，回波信号经过射频模块和内部本振信号下变频后得到中频信号[13]，中频信号包含了与前方车辆的相对距离信息、相对角度信息和相对速度信息，将该信号再经过模拟放大器模块进行放大滤波处理，最后将得到的信号送入微处理器模块经模拟/数字转换，对得到的数字信号做数字信号处理，即可从中得到前方车辆速度、角度、距离等信息[14]。最后将得到的数据信息与预设置的减速和刹车距离数据信息进行比较分析，一旦达到预设置的数据，则可通过预警提示驾驶员或者直接通过控制器及时地输出减速或刹车信号，控制汽车的减速或刹车。

2。2 工具平台的选择

Cadence新一代的Allegro SPB 16。6系统互连设计平台优化并加速了高性能、高密度的互连设计，建立了从IC制造、封装到PCB的一套完整的设计流程。Allegro SPB 16。6软件对PCB板级的电路系统设计流程，包括原理图输入，数字、模拟及混合电路仿真，FPGA可编程逻辑器件设计，自动布局、布线，PCB版图及生产制造数据输出，以及针对高速PCB的信号完整性分析与电源完整性分析等，提供了完整的输入、分析、版图编辑和制造的全线EDA辅助设计工具[15]。本系统主要使用OrCAD Capture CIS和Allegro PCB Editor进行原理图和PCB设计。

2。2。1 OrCAD Capture CIS设计平台

Capture CIS是国际上通用的标准的原理图输入工具，设计快捷、方便美观，与Allegro实现了无缝链接。Capture CIS对电路设计实行项目管理；其软件包提供的元器件库包含万种元器件符号，并具有元器件编辑模块，可修改或添加新的元器件符号；此外Capture CIS还提供了如对电路图进行DRC检查，网表导出等后续处理工具。本系统利用该软件完成原理图的设计。

2。2。2 Allegro PCB Editor设计平台

PCB Editor是完整的高性能PCB设计软件。它和其前端产品Capture结合，为创建和编辑多层、高速、高密度的复杂PCB设计提供了一个交互式、约束驱动的设计环境。本系统就是利用该软件完成元器件封装的制作和PCB板的设计。