基于微波單片集成電路的交通信息采集技術(shù)研究.pdf

1、道路交通信息采集作為輸入信息來源應(yīng)用于智能交通系統(tǒng)(ITs，Intelligent Transportation Systems)中，擔(dān)負(fù)著提供準(zhǔn)確可靠信息源以使整個智能交通系統(tǒng)得以順利準(zhǔn)確運行的重任。國際國內(nèi)對ITS都投入很大，“十五”期間我國在北京等十一個城市開展了ITS試點工作，“十一五”期間是ITS成果重點推廣期。這期間以及將來，對交通信息采集的需求巨大，因此開展對交通信息采集技術(shù)的研究并研發(fā)出交通信息采集裝置很有意義，同時也極

2、具市場需求。 針對這一需求，本論文研究出了一種新的交通信息采集技術(shù)-基于微波單片集成電路(MMIC，Monolithic Microwave Integratod Circuits)芯片的微波雷達(dá)技術(shù)，并基于該技術(shù)成功研制了一種交通信息采集裝置一微普雷達(dá)(MPR-MicroPuRadar)，目前MPR已通過有關(guān)部門鑒定，進(jìn)入產(chǎn)品中試期。 交通信息采集技術(shù)可分為波頻(微波、超聲、紅外)、線圈和視頻等三類。各類技術(shù)均有其優(yōu)缺

3、點，整體說來，微波技術(shù)最有發(fā)展前景。首先該技術(shù)克服了由于安裝帶來的問題(基于線圈技術(shù)的交通信息檢測裝置必需埋設(shè)在路面下，所以安裝維修困難，需中斷交通、破壞路面，并且維護(hù)費用高，壽命短)，其次該技術(shù)不受惡劣氣候和光照條件的影響(這是視頻技術(shù)難以很好解決的難題)，再有該技術(shù)能同時檢測多車道，相對成本低。其缺點是只能給出車輛平均速度并且不能準(zhǔn)確分辨車型。 本文作者在此項研究工作中具體的研究內(nèi)容主要包括：基于微波雷達(dá)的交通信息采集技術(shù)系

4、統(tǒng)設(shè)計與整體負(fù)責(zé)實施；組織裝置樣機(jī)的研制與外場測試；MMIC VCO、MMIC mixof芯片的設(shè)計與測試；雷達(dá)中頻信號處理單元的研發(fā)；雷達(dá)信號處理算法研究；提出下一代交通信息采集技術(shù)的整體思路與技術(shù)途徑。 本文作者在該項研究過程中的創(chuàng)新點與解決的關(guān)鍵技術(shù)： 1)將微型雷達(dá)技術(shù)應(yīng)用于道路交通信息采集，成功研制出樣機(jī)。該類檢測裝置在國內(nèi)屬于唯一，從比對測試結(jié)果看，技術(shù)上已進(jìn)入國際先進(jìn)水平行列； 2)在國內(nèi)首次成功設(shè)

5、計并制作出基于0.25tan GaAs PHEMT工藝的MMICVCO、MMIC mixor芯片，并應(yīng)用于交通信息采集技術(shù)。在設(shè)計中解決了大幅度縮小MMIC VCO芯片面積、提高調(diào)諧帶寬，MMIC mixer工藝兼容性、縮小Lange耦合器微帶間距等關(guān)鍵技術(shù)問題； 3)通過采用多級帶通濾波器級聯(lián)等技術(shù)成功設(shè)計并制作出具有高正斜率大增益的帶通濾波器，且濾波曲線上升與下降沿極陡；成功解決電源紋波對信號處理的影響問題； 4)提

6、出了一套完整算法模型應(yīng)用于雷達(dá)系統(tǒng)，成功解決了交通信息采集中的零信號問題、車輛擁堵時車輛準(zhǔn)確計數(shù)問題以及相鄰車道車輛相互間的影響問題； 5)在分析總結(jié)當(dāng)前交通信息采集技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出了雙波束微波雷達(dá)技術(shù)作為下一代交通信息采集技術(shù)的新思路與技術(shù)途徑，并進(jìn)行了可行性分析。 本文研究成果MPR可以很準(zhǔn)確地檢測車流量信息，但也還存在無法準(zhǔn)確測量車輛速度和車輛長度，檢測靈敏度不能自適應(yīng)調(diào)節(jié)等問題。目前改善工作正在進(jìn)行中，但是最根