[發(fā)明專利]單片集成的低功耗微波雷達(dá)感測(cè)芯片及雷達(dá)模組

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910293997.7
• 申請(qǐng)日: 2019-04-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109901121B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都指靈瞳科技有限公司
• 主分類號(hào): H03K19/00
• 分類號(hào): H03K19/00
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 李朝虎

1.單片集成的低功耗微波雷達(dá)感測(cè)芯片，其特征在于：微波雷達(dá)感測(cè)芯片(1)包括射頻電路模塊、模擬電路模塊和數(shù)字電路模塊，采用RF-CMOS互補(bǔ)金屬氧化物工藝，將所述射頻電路模塊、所述模擬電路模塊和所述數(shù)字電路模塊集成到一顆芯片中形成片上系統(tǒng)；所述微波雷達(dá)感測(cè)芯片(1)通過(guò)外接的無(wú)源晶體振蕩器輸入信號(hào)XTAL_P/XTAL_N為系統(tǒng)提供基礎(chǔ)時(shí)鐘，通過(guò)TX發(fā)射天線(201)向外發(fā)射雷達(dá)信號(hào)，通過(guò)RX接收天線(200)接收目標(biāo)反射回來(lái)的信號(hào)；采用電壓域分割和分時(shí)工作的方式對(duì)所述微波雷達(dá)感測(cè)芯片(1)的電壓域進(jìn)行分割并分別供電；

所述微波雷達(dá)感測(cè)芯片(1)被分成四個(gè)電壓域，包括控制電壓域(10)、數(shù)字電壓域(11)、模擬電壓域(12)和射頻電壓域(13)；所述控制電壓域(10)包括MCU控制模塊(114)、電源管理模塊(113)和環(huán)路振蕩器(111)；所述控制電壓域(10)外部連接電源VCC，電源VCC用于給所述控制電壓域(10)供電；所述電源管理模塊(113)將電源VCC輸入的電壓轉(zhuǎn)換成受控的四組電壓對(duì)應(yīng)地給所述數(shù)字電壓域(11)、所述模擬電壓域(12)和所述射頻電壓域(13)分別供電；

所述電源管理模塊(113)將電源VCC輸入的電壓轉(zhuǎn)換成受控的四組電壓分別為3.3V模擬電壓、3.3V射頻電壓、1.8V射頻電壓、1.8V數(shù)字電壓，其中：1.8V數(shù)字電壓給所述數(shù)字電壓域(11)供電；1.8V數(shù)字電壓和3.3V模擬電壓給所述模擬電壓域(12)供電；3.3V射頻電壓和1.8V射頻電壓給所述射頻電壓域(13)供電；

所述MCU控制模塊(114)內(nèi)部設(shè)置有定時(shí)器(1142)，通過(guò)所述定時(shí)器(1142)控制所述控制電壓域(10)、所述數(shù)字電壓域(11)、所述模擬電壓域(12)和所述射頻電壓域(13)的供電或者關(guān)斷；

采用0.18um?RF-CMOS互補(bǔ)金屬氧化物工藝，其NMOS管的截止頻率fmax為60GHz。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單片集成的低功耗微波雷達(dá)感測(cè)芯片，其特征在于：所述數(shù)字電壓域(11)包括數(shù)字信號(hào)處理模塊(100)、FSK調(diào)制器(112)；所述模擬電壓域(12)包括ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器(101)、PLL鎖相環(huán)(110)、溫度傳感器(115)、可控開(kāi)關(guān)(107)；所述射頻電壓域(13)包括LNA低噪聲放大器(105)、MIX混頻器(104)、可調(diào)增益Buffer驅(qū)動(dòng)器(103)、LPF低通濾波器(102)、VCO壓控振蕩器(109)、LO?Buffer本振驅(qū)動(dòng)器(108)、PA功率放大器(106)；所述電源管理模塊(113)包括LDO低壓差線性穩(wěn)壓器(1131)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單片集成的低功耗微波雷達(dá)感測(cè)芯片，其特征在于：所述溫度傳感器(115)用于實(shí)時(shí)檢測(cè)所述微波雷達(dá)感測(cè)芯片(1)工作時(shí)的溫度，通過(guò)與之連接的MCU控制模塊(114)設(shè)置閾值，當(dāng)超過(guò)設(shè)定閾值進(jìn)行預(yù)警，并自動(dòng)進(jìn)行過(guò)溫保護(hù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單片集成的低功耗微波雷達(dá)感測(cè)芯片，其特征在于：采用保護(hù)環(huán)對(duì)所述微波雷達(dá)感測(cè)芯片(1)的四個(gè)電壓域模塊進(jìn)行分割隔離，使各電壓域模塊分離一段距離，其中，保護(hù)環(huán)由多數(shù)載流子保護(hù)環(huán)和少數(shù)載流子保護(hù)環(huán)組成。

5.單片集成的低功耗微波雷達(dá)模組，其特征在于：包括如權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的單片集成的低功耗微波雷達(dá)感測(cè)芯片(1)，還包括均與所述耗微波雷達(dá)感測(cè)芯片(1)連接的接收天線(200)、發(fā)射天線(201)、無(wú)源晶體振蕩器(203)、電阻/電容器件(204)和接插件(205)，且它們均集成于PCB印制電路板(202)上；

所述接收天線(200)，用于接收目標(biāo)發(fā)射信號(hào)；

所述發(fā)射天線(201)，用于把所述耗微波雷達(dá)感測(cè)芯片(1)的雷達(dá)信號(hào)發(fā)射出去；

所述無(wú)源晶體振蕩器(203)，用于給所述微波雷達(dá)感測(cè)芯片(1)提供振蕩源時(shí)鐘；

所述電阻/電容器件(204)，用于給所述微波雷達(dá)感測(cè)芯片(1)提供RC上電復(fù)位及電源濾波；所述接插件(205)，用于將所述微波雷達(dá)感測(cè)芯片(1)的接口信號(hào)傳送出去并跟外部電路實(shí)現(xiàn)電氣連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的單片集成的低功耗微波雷達(dá)模組，其特征在于：所述PCB印制電路板(202)采用常用雙層FR-4式環(huán)氧玻璃布層壓板，所述接收天線(200)和發(fā)射天線(201)均采用在印制電路板印制金屬線的方式實(shí)現(xiàn)。