[發(fā)明專利]一種單發(fā)雙收毫米波調(diào)頻連續(xù)波收發(fā)系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110324828.2
• 申請日: 2021-03-26
• 公開（公告）號: CN113050080A
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 秦俊峰;姚云燕;沈光;張前悅;楊宗富;胡亞超
• 申請（專利權(quán)）人: 北京冠群樺成信息技術(shù)有限公司
• 主分類號: G01S13/02
• 分類號: G01S13/02;G01S7/35;H04B1/40
• 代理公司: 北京正陽理工知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11639
• 代理人: 張利萍

本發(fā)明涉及一種單發(fā)雙收毫米波調(diào)頻連續(xù)波收發(fā)系統(tǒng)，屬于射頻收發(fā)技術(shù)領(lǐng)域。包括數(shù)字接口、SPI接口、DAC、低噪聲放大器、壓控振蕩器、二倍頻器、功率放大器、混頻器、90°移相器、壓控衰減器、發(fā)射天線和接收天線；壓控振蕩器外接鎖相環(huán)及濾波電路；各天線采用AOC封裝，輻射信號經(jīng)過外部物體反射，兩路接收信號的處理過程完全一致。所述系統(tǒng)采用兩路接收一路發(fā)射，共同構(gòu)成了單發(fā)雙收天線陣列，能有效提高天線方向性和處理增益，壓控振蕩器對外通過外接鎖相環(huán)芯片和鎖相濾波電路，進(jìn)一步提高基頻的穩(wěn)定性；發(fā)收天線直接布設(shè)在氮化鎵基材上并封裝在系統(tǒng)內(nèi)部，降低了122GHz極高頻率下的傳輸損耗；天線的50um量級溝槽深度使得收發(fā)隔離度提高10dB，提高了檢測能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種單發(fā)雙收毫米波調(diào)頻連續(xù)波收發(fā)系統(tǒng)，屬于射頻收發(fā)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的毫米波雷達(dá)系統(tǒng)中心頻率有24GHz、77GHz等，目前市場上可見最高頻率同類收發(fā)芯片中心頻率為77GHz，具體頻率范圍為75GHz-81GHz。針對目前24GHz、77GHz頻段擁擠，多設(shè)備間相互干擾嚴(yán)重。一方面，中心頻率過低，雖然收發(fā)系統(tǒng)相對來說容易制作，然而天線尺寸增大，使用不方便，同時(shí)也不利于設(shè)備便攜化及小型化。因此，需要探索中心頻率更高的毫米波收發(fā)設(shè)備。然而，中心頻率越高，制作難度越大。另一方面，芯片體積較大，難以滿足微型精確測距系統(tǒng)的體積約束。然而，制作小型收發(fā)設(shè)備，難度很大，具體涉及到各類電路之間的信號傳輸與約束，例如：壓控振蕩器、混頻以及倍頻等電路的噪聲抑制與交調(diào)失真消除。

本申請致力于研究120GHz中心頻率波段，滿足微型精確測距系統(tǒng)體積約束及干擾抑制需求的微型毫米波調(diào)頻連續(xù)波收發(fā)系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對目前24GHz、77GHz頻段擁擠，收發(fā)設(shè)備體積較大且設(shè)備間存在嚴(yán)重的相互干擾，難以滿足微型精確測距系統(tǒng)體積約束的技術(shù)現(xiàn)狀，提出了一種單發(fā)雙收毫米波調(diào)頻連續(xù)波收發(fā)系統(tǒng)。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：

所述單發(fā)雙收毫米波調(diào)頻連續(xù)波收發(fā)系統(tǒng)，包括數(shù)字接口、SPI接口、DAC1、DAC2、低噪聲放大器1、低噪聲放大器2、壓控振蕩器、二倍頻器、功率放大器、混頻器1、混頻器2、混頻器3、混頻器4、90°移相器1、90°移相器2、壓控衰減器1、壓控衰減器2、壓控衰減器3、壓控衰減器4、發(fā)射天線T、接收天線R1和接收天線R2；

其中，壓控振蕩器外接鎖相環(huán)以及濾波電路，以提高壓控振蕩器輸出基頻的穩(wěn)定性；發(fā)射天線T、接收天線R1和接收天線R2采用AOC封裝；且發(fā)射天線T、接收天線R1和接收天線R2均布設(shè)在氮化鎵基材上，封裝在所述的收發(fā)系統(tǒng)內(nèi)部，降低了本振的傳輸損耗；其中，AOC封裝，即片上天線封裝，全稱為：Antenna on Chip；

發(fā)射天線T、接收天線R1和接收天線R2周邊的氮化鎵基材采取挖深槽措施，溝槽深度是50um量級，這使得收發(fā)天線的隔離度提高10dB；

所述單發(fā)雙收毫米波調(diào)頻連續(xù)波收發(fā)系統(tǒng)中各模塊的連接關(guān)系如下：

數(shù)字接口與壓控振蕩器、功率放大器、壓控衰減器1、壓控衰減器2、壓控衰減器3以及壓控衰減器4相連，SPI接口分別與DAC1和DAC2相連，低噪聲放大器1分別與接收天線R1以及混頻器1和混頻器2相連，低噪聲放大器2分別與接收天線R2以及混頻器3和混頻器4相連，DAC1與壓控振蕩器相連，壓控振蕩器與二倍頻器相連；二倍頻器分別與90°移相器1、90°移相器2、混頻器1以及混頻器3相連，接收天線R1與低噪聲放大器1相連；低噪聲放大器1分別與混頻器1和混頻器2相連；接收天線R2與低噪聲放大器2相連；低噪聲放大器2分別與混頻器3和混頻器4相連，90°移相器1、90°移相器2分別與二倍頻器、混頻器3以及混頻器4相連；混頻器1與低噪聲放大器1以及壓控衰減器1相連；混頻器2分別與低噪聲放大器1、90°移相器1以及壓控衰減器2相連。

所述毫米波調(diào)頻連續(xù)系統(tǒng)中各組成部件的信號連接關(guān)系如下：