[發明專利]用于24G雷達芯片信號源的多路信號傳輸四線圈變壓器

有效

• 申請號: 202011336136.1
• 申請日: 2020-11-25
• 公開（公告）號: CN112491363B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 張潤曦;李金格;石春琦
• 申請（專利權）人: 華東師范大學
• 主分類號: H03D7/16
• 分類號: H03D7/16
• 代理公司: 上海藍迪專利商標事務所(普通合伙) 31215
• 代理人: 徐筱梅;張翔

本發明公開了一種用于24G雷達芯片信號源的多路信號傳輸四線圈變壓器，可與電容陣列構成壓控振蕩器的諧振腔，振蕩器再結合緩沖放大器和多相移濾波器，可輸出四路差分信號和八路正交信號。采用本發明構成的CMOS全集成壓控振蕩器，在五個工藝角（TT，FF，SS，FS，SF）下，FMCW模式頻率調諧范圍達到22.8~24.4GHz，400KHz頻偏處相位噪聲小于?80dBc/Hz，輸出給發射前端的差分信號峰峰值幅度大于700mV，輸出給分頻器的差分信號峰峰值幅度大于1V，輸出給接收前端的正交信號峰峰值幅度大于300mV，正交精度誤差小于3°。

技術領域

本發明屬于毫米波集成電路設計的技術領域，涉及一種基于55nm CMOS工藝，用于24G雷達芯片信號源的高Q值多路信號傳輸四線圈變壓器，可使得僅用單個壓控振蕩器VCO即可實現四路差分信號和八路正交信號的輸出。

背景技術

根據Shannon-Hartley定理，傳輸信道的最大傳輸速率即所謂的信道容量C與信道的傳輸帶寬BW以及信號鏈路的信噪比SNR有關，其關系式如下：

C＝BW·log₂(1+SNR) (1)

可見在信噪比SNR一定的前提下，增大帶寬可以有效提高信道的傳輸速率。相對于傳統低頻波段，毫米波頻段(30～300GHz)因其豐富的頻譜資源，在24G雷達、5G通信、60G室內高速傳輸等有著廣泛應用。

汽車雷達技術的應用場景主要有：自適應巡航、泊車距離控制、停車位檢測、盲區檢測、后方車輛警示、緊急制動、開門安全輔助等。到目前為止，汽車雷達系統已建立了相當多的標準。汽車雷達的測速、測距和定位功能等要求通信系統具備毫秒級延時和近100％的可靠性。毫米波頻段以其豐富的頻譜資源、高的數據傳輸速率、強抗干擾能力等優點成為高性能汽車雷達的理想選擇。與低頻雷達相比，毫米波雷達不僅可以提高信息容量，而且更易實現高的檢測分辨率和測速靈敏度。

調頻連續波(Frequency Modulated Continuous Wave，FMCW)雷達首先對連續波進行頻率調制，再利用發射和接收信號之間的頻差和相差計算目標的距離和相對速度。由于其具有大帶寬、高分辨率、所需發射功率低，不易被截獲、系統結構簡單、體積小和成本低廉等優點，成為毫米波汽車雷達的優選方案。它主要包括天線、收發機及信號處理模塊。其中，收發機是雷達系統的核心，由頻率綜合器提供可連續調頻的本振信號，頻率綜合器的核心是壓控振蕩器。

多普勒雷達發射一固定頻率的脈沖波對空掃描時，如遇到活動目標，回波的頻率與發射波的頻率出現頻率差，稱為多普勒頻率。根據多普勒頻率的大小，可測出目標對雷達的徑向相對運動速度；根據發射脈沖和接收的時間差，可以測出目標的距離。同時用頻率過濾方法檢測目標的多普勒頻率譜線，濾除干擾雜波的譜線，可使雷達從強雜波中分辨出目標信號。所以多普勒雷達比普通雷達的抗雜波干擾能力強，能探測出隱蔽在背景中的活動目標。多普勒雷達也需要壓控振蕩器為其提供本振信號。

發明內容

本發明的目的是提出一種基于55nm RFCMOS工藝技術，用于24G雷達芯片信號源的高Q值多路信號傳輸四線圈變壓器。

實現本發明目的的具體技術方案是：

一種用于24G雷達芯片信號源的多路信號傳輸四線圈變壓器，它包括：主級線圈Lm、第一次級線圈L1、第二次級線圈L2及第三次級線圈L3，具體形式為：