專利名稱：毫米波fmcw兩單元相控陣測距測速單片雷達(dá)收發(fā)機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于測距測速雷達(dá)收發(fā)機領(lǐng)域，尤其涉及到采用單芯片集成電路技術(shù)實現(xiàn)的工作于毫米波波段的采用連續(xù)波調(diào)制(FMCW)方式的ニ単元相控陣接收的雷達(dá)收發(fā)裝置。
背景技術(shù)：
毫米波所處于的頻段為30GHz 300GHz，其波長在ImnTlOmm的范圍內(nèi)。由于其波長的特殊性，毫米波具有獨特的性質(zhì)，與亞毫米波，紅外直至可見光頻段相比，毫米波在畑、霧、云、沙塵暴等環(huán)境中衰減非常小。因此在許多紅外和可見光探測設(shè)備不能正常工作的場景下，毫米波依然可以正常工作，從而可以大大提高毫米波探測設(shè)備對復(fù)雜環(huán)境的適應(yīng)性。由于毫米波的這些特性，其在雷達(dá)方面的應(yīng)用有著較大的優(yōu)勢。毫米波雷達(dá)可以應(yīng)用在汽車防撞雷達(dá)方面，汽車防撞雷達(dá)通過檢測前方目標(biāo)的距 離和速度，當(dāng)檢測值不在正常范圍的時候便發(fā)出預(yù)警或者強制處理措施，以減少撞車事故發(fā)生的可能性。汽車防撞雷達(dá)安裝在汽車的前方，必須要適應(yīng)各種復(fù)雜的路況，能夠在各種環(huán)境下檢查處汽車前方的目標(biāo)。相比倒車?yán)走_(dá)和后視雷達(dá)而言，對汽車防撞雷達(dá)的要求更加苛刻要求能夠偵查到前方區(qū)域所有運動和靜止目標(biāo)；要求具有足夠動態(tài)范圍，能夠檢測不同距離的具有不同雷達(dá)截面積的目標(biāo)；一般而言要求系統(tǒng)作用距離在300m左右；系統(tǒng)的響應(yīng)時間必須足夠快，否則可能因為系統(tǒng)響應(yīng)太慢，即使做出了預(yù)警司機也來不及反應(yīng)；系統(tǒng)要小，便于在車上安裝。毫米波雷達(dá)由于其在各種復(fù)雜環(huán)境下的穩(wěn)定探測性能，是實現(xiàn)汽車防撞雷達(dá)的最好選擇。毫米波雷達(dá)主要使用的頻段為77GHz。歐洲在2005年已經(jīng)將77 91GHz分配給毫米波超帶寬雷達(dá)，原有頻段21. 65 26. 65GHz的短距雷達(dá)在2013年之前全部退出市場，留給毫米波雷達(dá)8年的發(fā)展過渡期。目前市場存在的大部分毫米波雷達(dá)，均采用分立微波元件實現(xiàn)，其體積較大以及價格昂貴，限制了毫米波雷達(dá)的廣泛使用。采用集成電路技術(shù)將其集成化是解決其成本問題的ー個可行的方案。集成電路制造エ藝的進步為人們提供了此種可能性。目前為止，CMOSエ藝晶體管的截止頻率已經(jīng)超過了 200GHz，采用這樣的エ藝進行毫米波雷達(dá)的設(shè)計室完全可行的。為了獲得高増益，毫米波雷達(dá)的天線波束往往較窄，僅僅能夠檢測某個小角度內(nèi)的目標(biāo)，例如，毫米波汽車前向防撞雷達(dá)的天線波束一般為15度左右。如果將相控陣技術(shù)應(yīng)用于毫米波雷達(dá)，使得其波束可以在控制下進行角度的掃描，這樣能夠大大的擴展毫米波雷達(dá)的應(yīng)用范圍。本發(fā)明提出了一種采用單芯片集成電路技術(shù)實現(xiàn)的兩單元相控陣毫米波雷達(dá)系統(tǒng)，此系統(tǒng)采用連續(xù)波調(diào)頻(FMCW)的調(diào)制方式，可以測量目標(biāo)的距離和速度，同吋，此系統(tǒng)具有兩路接收通路，通過在系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)計移相器，可以實現(xiàn)兩單元的相控陣接收機，實現(xiàn)180度的波束覆蓋范圍。系統(tǒng)內(nèi)部有多個可配置的參數(shù)，可以根據(jù)所需要的測量范圍以及精度來自主進行配置，從而大大提高了此系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。采用單芯片集成電路的技術(shù)也會給此系統(tǒng)帶來成本以及體積上的優(yōu)勢。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種采用FMCW調(diào)制方式的兩單元相控陣測距測速單片雷達(dá)系統(tǒng)，其特征在于包括連續(xù)波調(diào)制方式的發(fā)射模塊，以下簡稱FMCW發(fā)射模塊、兩單元接收模塊、數(shù)字控制模塊以及偏置產(chǎn)生模塊，其中FMCff發(fā)射模塊，用于產(chǎn)生FMCW調(diào)制信號，依次經(jīng)第三緩沖放大器、功率放大器PA放大后，再經(jīng)發(fā)射天線發(fā)射出去，所述FMCW發(fā)射模塊，包括鎖相環(huán)PLL、功率放大器PA以及緩沖放大器BUF1 BUF3，其中鎖相環(huán)PLL，以下簡稱鎖相環(huán)，包括鑒頻鑒相器PFD，以下簡稱鑒頻鑒相器、電荷泵CP，以下簡稱電荷泵、環(huán)路濾波器LOOP FILTER,以下簡稱環(huán)路濾波器、壓控振蕩器VC0，以下簡稱壓控振蕩器、依次1/2分頻的四個分頻器DIVfDIV4、16 23可配置整數(shù)分頻的分頻器DIV5以及DELTA-SIGMA調(diào)制器DSM，以下簡稱調(diào)制器，其中，所述鑒頻鑒相器、電荷泵、環(huán)路濾波器、壓控振蕩器以及五個分頻器DIVf DIV5依次串接成環(huán)狀，所述鑒頻鑒相器的第一輸入端輸入?yún)⒖碱l率F_REF信號，第二輸入端則與第五個分頻器DIV5分頻后的分頻信·號輸出端相連，所述第五分頻器DIV5的分頻控制信號輸入端與調(diào)制器的調(diào)制信號輸出端相連，所述壓控振蕩器的輸出端依次連接第一緩沖放大器BUFl以及放大增益可調(diào)的第三緩沖放大器BUF3，功率放大器PA，輸入端與所述第三緩沖放大器BUF3的輸出端相連，用于將產(chǎn)生的FMCff調(diào)制信號進行功率放大，再通過發(fā)射天線發(fā)射出去；兩單元接收模塊，用于對接收到的回波進行下變頻、放大和濾波，再轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號供外部的數(shù)字處理部分處理，所述兩單元接收模塊包括兩路平行的低噪聲放大器，分別用LNAl及LNA2表示、兩路平行的混頻器，分別用MIXERl及MIXER2表示、兩路平行的移相器，分別用PHASE SHIFTER1及PHASE SHIFTER2表示、三個緩沖放大器，分別用BUF2、BUF4及BUF5表示、跨阻放大器，用TIA表示、模擬基帶部分以及數(shù)模轉(zhuǎn)換器ADC，其中兩路平行的低噪聲放大器，用于對從接收天線接收到的兩路信號RXIN_1和RXIN_2進行放大，以壓制后續(xù)模塊的噪聲，向所述兩路平行的混頻器對應(yīng)的提供輸入信號，兩路平行的混頻器，分別對輸入的信號進行混頻后得到中頻信號，該混頻器均為無源混頻器，兩個混頻器的差分輸出的正端之間相連接，差分輸出的負(fù)端之間也相連接，五個緩沖放大器，其中，第二緩沖放大器BUF2的輸入與第一緩沖放大器BUFl的輸出端相連，對輸入的所述FMCW發(fā)射模塊產(chǎn)生的本振信號進行緩沖放大后，同時傳送到第四緩沖放大器BUF4和第五緩沖放大器BUF5的輸入端，分別各自經(jīng)放大之后分別送往相應(yīng)的第一移相器 PHASE SHIFTER1 和第二移相器 PHASE SHIFTER2,兩路平行的移相器，分別對各自輸入的所述FMCW發(fā)射模塊產(chǎn)生的本振信號進行單端到差分的轉(zhuǎn)換，同時分別在輸入的第一移相控制信號PHASE CTRL1、第二移相控制信號PHASE CTRL2的控制下完成移相功能，結(jié)果輸出給對應(yīng)的第一混頻器MIXERl和第二混頻器MIXER2，所述的兩個移相控制信號PHASE CTRL U PHASE CTRL2來自所述的數(shù)字控制模塊，分別覆蓋360度范圍?？缱璺糯笃?，用TIA表示，由跨導(dǎo)放大器OTA及兩個反饋電阻RES1、RES2構(gòu)成，所述跨導(dǎo)放大器的OTA的正負(fù)兩個輸入端分別與所述兩路平行的混頻器相對應(yīng)的正負(fù)輸出端相連接，并將其輸出的電流信號轉(zhuǎn)化為電壓信號，模擬基帶部分，包括三個可編程増益放大器PGAf PGA3、五階巴特沃斯低通濾波器LPF以及三個直流失調(diào)消除反饋模塊DCOCf DC0C3，其中所述三個可編程增益放大器的増益依次設(shè)置為6dB、12dB、18dB或者24dB，所述五階巴特沃斯低通濾波器的帶寬依次設(shè)置為200kHz、500kHz、lMHz或者2MHz，第一可編程增益放大器PGAl、五階巴特沃斯低通濾波器LPF、第二可編程增益放大器PGA2以及第三可編程增益放大器PGA3依次連接，所述第一可變成增益放大器PGAl的輸入端與跨導(dǎo)放大器OTA的輸出端相連接，所述PGA3的輸出連接到數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換ADC的輸入端，第一直流失調(diào)消除反饋模塊DCOCl的輸入端與所述五階巴特沃斯低通濾波器的輸出端連接，所述第一直流失調(diào)消除反饋模塊DCOCl的輸出端與第一可編程增益放大器PGAl的輸入端相連，第二直流失調(diào)消除反饋模塊DC0C2的輸入端與第二可編程增益放大器PGA2的輸出端連接，所述第二直流失調(diào)消除反饋模塊DC0C2的輸出端與第二可編程增益放大器PGA2的輸入端相連，第三直流失 調(diào)消除反饋模塊DC0C3的輸入端與第三可編程增益放大器PGA3的輸出端連接，所述第三直流失調(diào)消除反饋模塊DC0C3的輸出端與第三可編程增益放大器PGA3的輸入端相連，從而實現(xiàn)對整個接收通路的直流失調(diào)的抑制；數(shù)字控制模塊，為所述外部數(shù)字處理部分提供接ロ，并對所有可配置變量進行控制，包括所述FMCW調(diào)制信號的掃頻周期、掃頻帶寬、發(fā)射信號的功率、接收支路的増益、五階巴特沃斯低通濾波器的帶寬以及移相器的移相值，所述數(shù)字控制模塊包括串行數(shù)據(jù)接ロ，用SPI表示、寄存器堆以及三角波發(fā)生器，其中串行數(shù)據(jù)接ロ，用干與所述外部數(shù)字處理部分通信，將控制信號寫入內(nèi)部寄存器堆，所述串行數(shù)據(jù)接ロ的輸入端分別為外部時鐘CLK、外部狀態(tài)翻轉(zhuǎn)時鐘SCLK、外部片選信號SCS以及外部串行輸入數(shù)據(jù)SDI，所述串行數(shù)據(jù)接ロ的第一輸出端為串行數(shù)據(jù)輸出端SD0，所述串行數(shù)據(jù)接ロ的第二輸出端連接到寄存器堆的輸入，用于控制寄存器堆中的寄存器存儲的數(shù)值，寄存器堆，用于控制三角波發(fā)生器的狀態(tài)以及為此雷達(dá)中所有可配置變量提供控制，包括所述FMCW調(diào)制信號的掃頻周期、掃頻帶寬、發(fā)射信號的功率、接收支路的増益、五階巴特沃斯低通濾波器的帶寬以及移相器的移相值，所述寄存器堆的輸入端與串行數(shù)據(jù)接ロ的輸出端相連接，所述寄存器堆的輸出端與三角波發(fā)生器的輸入端以及其余可配置變量的控制端相連接，三角波發(fā)生器，用于產(chǎn)生三角波波形，給FMCW發(fā)射模塊中的調(diào)制器提供控制信號，從而產(chǎn)生FMCW連續(xù)波調(diào)制的信號，所述三角波發(fā)生器的輸入端與寄存器堆相連接，所述三角波發(fā)生器的輸出端與FMCW發(fā)射模塊中的調(diào)制器的輸入端相連接；偏置產(chǎn)生模塊，為毫米波FMCW兩單元相控陣測距測速單片雷達(dá)收發(fā)機提供所需的偏置電壓以及偏置電流。本發(fā)明的測距測速單片雷達(dá)系統(tǒng)，其優(yōu)點第一在于采用單芯片集成電路技術(shù)實現(xiàn)，系統(tǒng)的尺寸小而且成本低，第二在于可以對其中的許多系統(tǒng)指標(biāo)進行配置，在發(fā)射機部分，F(xiàn)MCW調(diào)制信號的掃頻周期，掃頻帶寬，以及發(fā)射信號的功率可以進行配置；在接收機部分，接收機的増益，中頻帶寬，移相器角度可以進行配置，從而此系統(tǒng)可以應(yīng)用于近距離、遠(yuǎn)距離以及不同角度的目標(biāo)的檢測，可以針對不同的應(yīng)用實現(xiàn)不同的精度。


圖I是毫米波FMCW兩單元相控陣測距測速單片雷達(dá)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。圖2是毫米波FMCW兩單元相控陣測距測速單片雷達(dá)系統(tǒng)的一個實施例。圖3是FMCW調(diào)制信號實現(xiàn)測距測速的原理圖。圖4是相控陣接收機的原理圖。
具體實施例方式本發(fā)明由FMCW發(fā)射模塊、兩單元接收模塊、數(shù)字控制模塊以及偏置產(chǎn)生模塊組成。FMCW發(fā)射模塊又主要由產(chǎn)生FMCW調(diào)制信號的鎖相環(huán)PLL以及功率放大器PA構(gòu)成；兩単元接收模塊主要由兩路平行的低噪聲放大器LNAl和LNA2、兩路平行的混頻器MIXERl和MIXER2和兩路平行的移相器PHASE SHIFTER1和PHASE SHIFTER2、模擬基帶部分和數(shù)模轉(zhuǎn) 換器ADC構(gòu)成。在圖2中給出了此測距測速單片雷達(dá)系統(tǒng)的ー個實施例。該實施例包含三部分，天線部分、測距測速單片雷達(dá)部分以及數(shù)字處理基帶部分。其中，天線部分包括兩個接收天線RX_ANT_1以及RX_ANT_2和ー個發(fā)射天線TX_ANT，數(shù)字處理基帶部分包括控制邏輯、FFT變換、SPI接ロ控制、幅值檢測以及距離速度信息處理邏輯。此實施例的工作過程可描述如下數(shù)字基帶產(chǎn)生FMCW波形控制信號控制FMCW連續(xù)調(diào)頻的周期以及掃頻的帶寬，通過數(shù)字控制接ロ提供給測距測速雷達(dá)中的三角波發(fā)生器模塊TRI GEN，然后三角波發(fā)生器模塊產(chǎn)生ー個數(shù)字三角波信號提供給DELTA-SIGMA調(diào)制器模塊，從而控制了鎖相環(huán)PLL的小數(shù)分頻比，從而在VCO的輸出端產(chǎn)生ー個掃頻帶寬以及周期都受控制的毫米波FMCW信號，此信號經(jīng)過緩沖放大之后一部分提供給功率放大器P)，經(jīng)過發(fā)射天線TX_ANT發(fā)射出去，上述即為此實施例的發(fā)射過程；發(fā)射信號在遇到目標(biāo)之后反射回接收天線RX_ANT_1以及RX_ANT_2，進入系統(tǒng)內(nèi)部后分別經(jīng)過兩路低噪聲放大器放大，由混頻器與移相之后的本振信號進行混頻，本振信號由前面提及的PLL提供，從而得到中頻信號，中頻信號經(jīng)過低通濾波器濾波，帶寬可配置為200kHz、500kHz、lMHz或者2MHz，再經(jīng)過可編程增益放大器放大，其增益根據(jù)數(shù)字基帶幅度檢測模塊的檢測結(jié)果進行自動配置，使得其増益在一個合適的范圍內(nèi)，最后進過ADC轉(zhuǎn)化為8位數(shù)字信號進入數(shù)字基帶部分，上述即為此實施例的接收過程；數(shù)字信號進入數(shù)字基帶之后，經(jīng)過FFT變換轉(zhuǎn)換為頻域，對其進行幅度檢測，以及通過一定的處理得出目標(biāo)的距離和速度的信息，幅度檢測的結(jié)果通過控制邏輯生成相應(yīng)的控制量，由SPI接ロ寫入測距測速單片雷達(dá)收發(fā)機系統(tǒng)內(nèi)部，改變其內(nèi)部的配置以適應(yīng)當(dāng)前的應(yīng)用環(huán)境，上述即為數(shù)字基帶信號處理過程。本測距測速雷達(dá)系統(tǒng)采用FMCW的連續(xù)波調(diào)制機制進行距離和速度的測量，其原理解釋如下FMCff調(diào)制產(chǎn)生的頻率隨時間呈三角波形狀變化，如圖3所示。設(shè)FMCW掃頻周期為Tm，掃頻帶寬范圍為BW。對于靜止目標(biāo)，設(shè)目標(biāo)距離為R，那么目標(biāo)反射回波與本振產(chǎn)生的調(diào)制波形之間的時間差A(yù) t=2R/c，其中c為光速。那么混頻之后產(chǎn)生的中頻信號頻率與目標(biāo)距離有如下關(guān)系，
權(quán)利要求
1.毫米波FMCW兩單元相控陣測距測速單片雷達(dá)收發(fā)機，其特征在干，包括連續(xù)波調(diào)制方式的發(fā)射模塊，以下簡稱FMCW發(fā)射模塊、兩單元接收模塊、數(shù)字控制模塊以及偏置產(chǎn)生模塊，其中 FMCff發(fā)射模塊，用于產(chǎn)生FMCW調(diào)制信號，依次經(jīng)第三緩沖放大器、功率放大器PA放大后，再經(jīng)發(fā)射天線發(fā)射出去，所述FMCW發(fā)射模塊，包括鎖相環(huán)PLL、功率放大器PA以及緩沖放大器BUFl BUF3，其中 鎖相環(huán)PLL，以下簡稱鎖相環(huán)，包括鑒頻鑒相器PFD，以下簡稱鑒頻鑒相器、電荷泵CP，以下簡稱電荷泵、環(huán)路濾波器LOOP FILTER,以下簡稱環(huán)路濾波器、壓控振蕩器VC0，以下簡稱壓控振蕩器、依次1/2分頻的四個分頻器DIVfDIV4、16 23可配置整數(shù)分頻的分頻器DIV5以及DELTA-SIGMA調(diào)制器DSM，以下簡稱調(diào)制器，其中，所述鑒頻鑒相器、電荷泵、環(huán)路濾波器、壓控振蕩器以及五個分頻器DIVf DIV5依次串接成環(huán)狀，所述鑒頻鑒相器的第一輸入端輸入?yún)⒖碱l率F_REF信號，第二輸入端則與第五個分頻器DIV5分頻后的分頻信號輸出端相連，所述第五分頻器DIV5的分頻控制信號輸入端與調(diào)制器的調(diào)制信號輸出端相連，所述壓控振蕩器的輸出端依次連接第一緩沖放大器BUFl以及放大增益可調(diào)的第三緩沖放大器BUF3， 功率放大器PA，輸入端與所述第三緩沖放大器BUF3的輸出端相連，用于將產(chǎn)生的FMCW調(diào)制信號進行功率放大，再通過發(fā)射天線發(fā)射出去； 兩單元接收模塊，用于對接收到的回波進行下變頻、放大和濾波，再轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號供外部的數(shù)字處理部分處理，所述兩單元接收模塊包括 兩路平行的低噪聲放大器，分別用LNAl及LNA2表示、兩路平行的混頻器，分別用MIXERl及MIXER2表示、兩路平行的移相器，分別用PHASE SHIFTER1及PHASE SHIFTER2表示、三個緩沖放大器，分別用BUF2、BUF4及BUF5表示、跨阻放大器，用TIA表示、模擬基帶部分以及數(shù)模轉(zhuǎn)換器ADC，其中 兩路平行的低噪聲放大器，用于對從接收天線接收到的兩路信號RXIN_1和RXIN_2進行放大，以壓制后續(xù)模塊的噪聲，向所述兩路平行的混頻器對應(yīng)的提供輸入信號， 兩路平行的混頻器，分別對輸入的信號進行混頻后得到中頻信號，該混頻器均為無源混頻器，兩個混頻器的差分輸出的正端之間相連接，差分輸出的負(fù)端之間也相連接， 五個緩沖放大器，其中，第二緩沖放大器BUF2的輸入與第一緩沖放大器BUFl的輸出端相連，對輸入的所述FMCW發(fā)射模塊產(chǎn)生的本振信號進行緩沖放大后，同時傳送到第四緩沖放大器BUF4和第五緩沖放大器BUF5的輸入端，分別各自經(jīng)放大之后分別送往相應(yīng)的第一移相器 PHASE SHIFTER1 和第二移相器 PHASE SHIFTER2, 兩路平行的移相器，分別對各自輸入的所述FMCW發(fā)射模塊產(chǎn)生的本振信號進行單端到差分的轉(zhuǎn)換，同時分別在輸入的第一移相控制信號PHASE CTRL1、第二移相控制信號PHASE CTRL2的控制下完成移相功能，結(jié)果輸出給對應(yīng)的第一混頻器MIXERl和第二混頻器MIXER2，所述的兩個移相控制信號PHASE CTRL U PHASE CTRL2來自所述的數(shù)字控制模塊，分別覆蓋360度范圍。
跨阻放大器，用TIA表示，由跨導(dǎo)放大器OTA及兩個反饋電阻RES1、RES2構(gòu)成，所述跨導(dǎo)放大器的OTA的正負(fù)兩個輸入端分別與所述兩路平行的混頻器相對應(yīng)的正負(fù)輸出端相連接，并將其輸出的電流信號轉(zhuǎn)化為電壓信號，模擬基帶部分，包括三個可編程増益放大器PGAfPGA3、五階巴特沃斯低通濾波器LPF以及三個直流失調(diào)消除反饋模塊DCOCf DC0C3，其中所述三個可編程增益放大器的增益依次設(shè)置為6dB、12dB、18dB或者24dB，所述五階巴特沃斯低通濾波器的帶寬依次設(shè)置為200kHz,500kHzUMHz或者2MHz，第一可編程增益放大器PGA1、五階巴特沃斯低通濾波器LPF、第二可編程增益放大器PGA2以及第三可編程增益放大器PGA3依次連接，所述第一可變成增益放大器PGAl的輸入端與跨導(dǎo)放大器OTA的輸出端相連接，所述PGA3的輸出連接到數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換ADC的輸入端，第一直流失調(diào)消除反饋模塊DCOCl的輸入端與所述五階巴特沃斯低通濾波器的輸出端連接，所述第一直流失 調(diào)消除反饋模塊DCOCl的輸出端與第一可編程增益放大器PGAl的輸入端相連，第二直流失調(diào)消除反饋模塊DC0C2的輸入端與第二可編程增益放大器PGA2的輸出端連接，所述第二直流失調(diào)消除反饋模塊DC0C2的輸出端與第二可編程增益放大器PGA2的輸入端相連，第三直流失調(diào)消除反饋模塊DC0C3的輸入端與第三可編程增益放大器PGA3的輸出端連接，所述第三直流失調(diào)消除反饋模塊DC0C3的輸出端與第三可編程增益放大器PGA3的輸入端相連，從而實現(xiàn)對整個接收通路的直流失調(diào)的抑制； 數(shù)字控制模塊，為所述外部數(shù)字處理部分提供接ロ，并對所有可配置變量進行控制，包括所述FMCW調(diào)制信號的掃頻周期、掃頻帶寬、發(fā)射信號的功率、接收支路的増益、五階巴特沃斯低通濾波器的帶寬以及移相器的移相值，所述數(shù)字控制模塊包括串行數(shù)據(jù)接ロ，用SPI表示、寄存器堆以及三角波發(fā)生器，其中 串行數(shù)據(jù)接ロ，用干與所述外部數(shù)字處理部分通信，將控制信號寫入內(nèi)部寄存器堆，所述串行數(shù)據(jù)接ロ的輸入端分別為外部時鐘CLK、外部狀態(tài)翻轉(zhuǎn)時鐘SCLK、外部片選信號SCS以及外部串行輸入數(shù)據(jù)SDI，所述串行數(shù)據(jù)接ロ的第一輸出端為串行數(shù)據(jù)輸出端SD0，所述串行數(shù)據(jù)接ロ的第二輸出端連接到寄存器堆的輸入，用于控制寄存器堆中的寄存器存儲的數(shù)值， 寄存器堆，用于控制三角波發(fā)生器的狀態(tài)以及為此雷達(dá)中所有可配置變量提供控制，包括所述FMCW調(diào)制信號的掃頻周期、掃頻帶寬、發(fā)射信號的功率、接收支路的増益、五階巴特沃斯低通濾波器的帶寬以及移相器的移相值，所述寄存器堆的輸入端與串行數(shù)據(jù)接ロ的輸出端相連接，所述寄存器堆的輸出端與三角波發(fā)生器的輸入端以及其余可配置變量的控制端相連接， 三角波發(fā)生器，用于產(chǎn)生三角波波形，給FMCW發(fā)射模塊中的調(diào)制器提供控制信號，從而產(chǎn)生FMCW連續(xù)波調(diào)制的信號，所述三角波發(fā)生器的輸入端與寄存器堆相連接，所述三角波發(fā)生器的輸出端與FMCW發(fā)射模塊中的調(diào)制器的輸入端相連接； 偏置產(chǎn)生模塊，為毫米波FMCW兩單元相控陣測距測速單片雷達(dá)收發(fā)機提供所需的偏置電壓以及偏置電流。
全文摘要
毫米波FMCW兩單元相控陣測距測速單片雷達(dá)收發(fā)機屬于測距測速雷達(dá)收發(fā)機領(lǐng)域，其特征在于，由FMCW發(fā)射模塊、兩單元接收模塊、數(shù)字控制模塊以及偏置產(chǎn)生模塊構(gòu)成，F(xiàn)MCW發(fā)射模塊用于產(chǎn)生FMCW連續(xù)波調(diào)制信號，放大之后通過天線發(fā)射出去，兩單元接收模塊用于完成對從目標(biāo)反射回的信號進行處理，數(shù)字控制模塊用于對系統(tǒng)內(nèi)部的可配置量提供控制，F(xiàn)MCW調(diào)制信號的掃頻周期、掃頻帶寬、發(fā)射信號的功率、接收支路的增益、五階巴特沃斯低通濾波器的帶寬以及移相器的移相值都可以進行配置，可以應(yīng)用于近距離、遠(yuǎn)距離以及不同角度的目標(biāo)的檢測。
文檔編號G01S7/282GK102866387SQ20121039362
公開日2013年1月9日 申請日期2012年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月16日
發(fā)明者池保勇, 賈海昆, 況立雪, 王志華 申請人:清華大學(xué)