[發明專利]連續波雷達的中頻模擬電路、連續波雷達和可移動平臺

在審

• 申請號: 201980010365.3
• 申請日: 2019-04-24
• 公開（公告）號: CN111699402A
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 張文康;王春明;張皓淵;唐照成
• 申請（專利權）人: 深圳市大疆創新科技有限公司
• 主分類號: G01S7/35
• 分類號: G01S7/35;G01S13/34;H03H11/46
• 代理公司: 北京市磐華律師事務所 11336
• 代理人: 高偉

提供了一種連續波雷達的中頻模擬電路、連續波雷達和可移動平臺，該中頻模擬電路包括用于對混頻后的中頻信號進行濾波處理的有源濾波器；有源濾波器包括：全差分運算放大器(610)和耦合在全差分運算放大器(610)的輸入端和輸出端之間的高通濾波電路，全差分運算放大器(610)與高通濾波電路耦合作用，用于實現對輸入信號的高通濾波以及低通濾波；當增加全差分運算放大器(610)的放大增益時，全差分運算放大器(610)的運放帶寬隨之減小，以降低高頻增益，進而實現低通濾波的功能。該中頻模擬電路，利用全差分運算放大器(610)自身的低通濾波特性，實現放大和低通抗混疊濾波的功能，使得一個差分運放就可以實現對混頻后的中頻信號的濾波處理功能，簡化了電路。

技術領域

本發明總地涉及連續波雷達技術領域，更具體地涉及一種連續波雷達的中頻模擬電路、連續波雷達和可移動平臺。

背景技術

雷達接收機是雷達系統的重要組成部分，它的主要任務是將從天線接收到的各種外來干擾、雜波，以及接收機內部噪聲通過濾波、放大、變頻等方式得到有用的回波信號給信號處理系統提取目標信息。對于連續波雷達系統(FMCW雷達)，由于其持續發射和接收，所以發射能量會通過天線、天線罩結構、本振等通道泄露到接收回路中，經過下變頻成為中頻泄露信號。中頻泄露信號頻譜從零頻到10倍的三角波調整頻率都有分布(如圖1所示)。同時根據雷達方程，目標回波能量與距離四次方成正比。所以對于遠距離的目標，其回波能量低于低頻泄露能量，會降低信號的信噪比，影響模數轉換器(ADC)后端處理。同時為了防止高頻信號經過欠采樣產生的頻率混疊，降低系統帶寬從而提系統高信噪比，所以在ADC采樣前加一級低通濾波器。所以常見FMCW雷達的接收鏈路如圖2所示，都同時包含前置放大、高通濾波、低通濾波等單元。

目前FMCW雷達會運用多入多出技術(MIMO)來獲得空間增益和方向分辨能力，故采用多路接收通道。另外射頻接收前端多采用差分輸出的方式，而ADC采樣也采用差分輸入來提高共模抑制比，所以按照常規中頻模擬鏈路的方式，每一路需要5個運算放大器(簡稱運放)。對于一個例如8通道接收的雷達系統，則中頻需要40個高速運放，這在成本、面積和熱耗上是不可接受的。同時鏈路上多個運放會帶來更多的噪聲，各通道幅度相位的不一致，導致系統探測距離和角度測量精度的下降。

為了解決上述技術問題，本發明提出了一種連續波雷達的中頻模擬電路。

發明內容

為了解決上述問題中的至少一個而提出了本發明。具體地，本發明一方面提供一種連續波雷達的中頻模擬電路，包括用于對混頻后的中頻信號進行濾波處理的有源濾波器；

所述有源濾波器包括：全差分運算放大器和耦合在所述全差分運算放大器的輸入端和輸出端之間的高通濾波電路，其中，

所述全差分運算放大器與所述高通濾波電路耦合作用，用于實現對輸入信號的高通濾波以及低通濾波；

當增加所述全差分運算放大器的放大增益時，所述全差分運算放大器的運放帶寬隨之減小，以降低高頻增益，進而實現低通濾波的功能。

在一個示例中，所述中頻模擬電路包括混頻電路，用于將接收的反射信號混頻后得到中頻信號。

在一個示例中，所述混頻電路為下變頻混頻器。

在一個示例中，所述高通濾波電路包括無限增益多路反饋濾波電路。

在一個示例中，所述無限增益多路反饋濾波電路包括無限增益二階反饋濾波電路。

在一個示例中，所述全差分運算放大器的帶寬高于10倍的所述有源濾波器的系統設計帶寬。

在一個示例中，所述有源濾波器的系統放大增益取決于所述全差分運算放大器內部的寄生參數。

在一個示例中，所述輸入信號包括差分中頻信號，所述有源濾波器還用于接收所述差分中頻信號；以及