[發(fā)明專利]一種77GHz毫米波射頻器件及其使用方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210107293.4
• 申請(qǐng)日: 2012-04-12
• 公開（公告）號(hào): CN102621551A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱澤睿
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 朱澤睿
• 主分類號(hào): G01S13/93
• 分類號(hào): G01S13/93;G01S7/28
• 代理公司: 北京華誼知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11207
• 代理人: 劉月娥

1.一種77GHz毫米波射頻器件，其特征在于，包括數(shù)字信號(hào)處理器、直接數(shù)字式頻率合成器、上變頻器、功率放大器、緩沖器、發(fā)射天線、接收天線、低噪聲放大器、接收端的混頻器、可變?cè)鲆娣糯笃鳌⒔庹{(diào)模數(shù)轉(zhuǎn)換器；

數(shù)字信號(hào)處理器通過(guò)I2C通信接口連接直接數(shù)字式頻率合成器，直接數(shù)字式頻率合成器通過(guò)射頻信號(hào)線連接上變頻器，上變頻器通過(guò)射頻信號(hào)線連接功率放大器和緩沖器，功率放大器通過(guò)射頻信號(hào)線連接發(fā)射天線，發(fā)射天線發(fā)射的射頻信號(hào)通過(guò)障礙物反射的回波信號(hào)輸入到接收天線，接收天線通過(guò)射頻信號(hào)線連接低噪聲放大器，緩沖器和低噪聲放大器通過(guò)射頻信號(hào)線連接到接收端的混頻器，接收端的混頻器通過(guò)射頻信號(hào)線連接可變?cè)鲆娣糯笃?，可變?cè)鲆娣糯笃魍ㄟ^(guò)射頻信號(hào)線連接解調(diào)模數(shù)轉(zhuǎn)換器，解調(diào)模數(shù)轉(zhuǎn)換器通過(guò)高速數(shù)字并行接口線連接數(shù)字信號(hào)處理器；

數(shù)字信號(hào)處理器是本器件的中央處理單元，功能為：

控制直接數(shù)字式頻率合成器的參數(shù)初始化和啟動(dòng)/停止；

解調(diào)模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號(hào)，提取信號(hào)中的頻率信息，通過(guò)公式轉(zhuǎn)換輸出目標(biāo)的距離和相對(duì)速度信息；

直接數(shù)字式頻率合成器產(chǎn)生三角波線性調(diào)頻連續(xù)波LFMCW信號(hào)，作為調(diào)制信號(hào)的三角波，其表達(dá)式為

fo(t)=fo-B2+αt,0≤t≤T2,fo+B2-α(t-T2),T2≤t≤T,]]>α=2BT]]>

公式1

式中，f_o為調(diào)制信號(hào)中心頻率，B為調(diào)頻帶寬，調(diào)制信號(hào)斜率為

其中T為調(diào)制周期；

上變頻器通過(guò)多級(jí)上變頻電路，將中頻信號(hào)f_o(t)上變頻到77GHz毫米波頻段的毫米波信號(hào)f_H(t)，中頻信號(hào)f_o(t)通過(guò)混頻器和毫米波本振信號(hào)f_H進(jìn)行混頻，混頻信號(hào)通過(guò)毫米波頻帶的射頻帶通濾波器后，提取高頻信號(hào)；通過(guò)多級(jí)上變頻電路后，中頻信號(hào)f_o(t)被調(diào)制到77GHz毫米波頻帶；

功率放大器采用砷化鎵毫米波放大器將77GHz毫米波信號(hào)f_H(t)放大到10dBm(10mW)的信號(hào)；輸出到發(fā)射端的微帶貼片陣列天線；

緩沖器用于將77GHz毫米波信號(hào)f_H(t)連接到接收端的混頻器，作為接收端混頻器的本振信號(hào)，用于解調(diào)接收到的反射信號(hào)中的中頻信息；

低噪聲放大器用于放大來(lái)自接收天線的目標(biāo)反射的回波信號(hào)；

接收端的混頻器用于將回波信號(hào)和發(fā)射信號(hào)的一部分進(jìn)行相干混頻，混頻信號(hào)通過(guò)低通濾波器后，得到包含目標(biāo)的距離和速度信息的中頻信號(hào)f_L(t)；

可變?cè)鲆娣糯笃鞲鶕?jù)數(shù)字信號(hào)處理器的反饋動(dòng)態(tài)調(diào)整接收端混頻器輸出的中頻信號(hào)f_L(t)的信號(hào)強(qiáng)度，以適用于模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入動(dòng)態(tài)范圍；

解調(diào)模數(shù)轉(zhuǎn)換器將中頻信號(hào)f_L(t)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，以便于數(shù)字信號(hào)處理器對(duì)數(shù)字中頻信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，得到目標(biāo)的距離和相對(duì)速度。