一種基于片上定向耦合器的調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于集成電路技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)，具體涉及一種基于片 上定向禪合器的調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)。
【背景技術(shù)】
[0002] FMCW雷達(dá)是調(diào)頻連續(xù)波（Rrequen巧ModulatedContinuousWave)雷達(dá)。它是一 種通過(guò)檢測(cè)發(fā)射波與回波頻移來(lái)測(cè)量目標(biāo)距離或速度的雷達(dá)系統(tǒng)。相對(duì)于測(cè)量微波脈沖實(shí) 現(xiàn)測(cè)距功能的脈沖雷達(dá)，F(xiàn)MCW雷達(dá)具有較高的測(cè)距精度和較高的速度分辨率。由于FMCW雷 達(dá)結(jié)構(gòu)易于實(shí)現(xiàn)、性能高，它被廣泛應(yīng)用于汽車防撞檢測(cè)、智能導(dǎo)航、交通監(jiān)控等領(lǐng)域。
[0003]如圖 1 所不（Tessmann,A. ;Kudszus,S. ;Feltgen,T. ;Riessle,M.; Sklarczyk,C. ;Haydl,W.H. ,"Compactsingle-chipW-bandFMCWradarmodules forcommercialhigh-resolutionsensorapplications,"MicrowaveTheoryand Techniques,I邸E"Transactionson,vol. 50,no. 12,pp. 2995, 3001,Dec2002)，F(xiàn)MCW雷達(dá)的 發(fā)射機(jī)鏈路將一個(gè)被H角或正弦頻率調(diào)制的信號(hào)放大并通過(guò)天線發(fā)射出去，信號(hào)在遇到檢 測(cè)目標(biāo)后反射產(chǎn)生回波信號(hào)，被天線檢測(cè)后被接收機(jī)鏈路放大，與發(fā)射機(jī)鏈路此時(shí)發(fā)射信 號(hào)的頻率進(jìn)行比較后獲得頻率偏移，通過(guò)頻率偏移可W計(jì)算得到檢測(cè)目標(biāo)與雷達(dá)之間的距 離與相對(duì)速度。根據(jù)雷達(dá)方程可W得到FMCW雷達(dá)的最大探測(cè)距離由W下公式?jīng)Q定：
[0004]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于片上定向耦合器的調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)，包括鎖相環(huán)、壓控振蕩器、功率放大 器、低噪聲放大器、混頻器、中頻放大器、數(shù)字處理模塊和天線，所述鎖相環(huán)的輸出端與所述 壓控振蕩器的輸入端相連，所述壓控振蕩器的輸出端分別與所述功率放大器的輸入端、所 述混頻器的輸入端相連，所述低噪音放大器的輸出端與所述混頻器的輸入端相連，所述混 頻器的輸出端與所述中頻放大器的輸入端相連，所述中頻放大器的輸出端與所述數(shù)字處理 模塊的輸入端相連，其特征在于，還包括定向耦合器，所述定向耦合器分別與所述功率放大 器、所述低噪音放大器及所述天線相連。
2. 如權(quán)利要求1所述的基于片上定向耦合器的調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)，其特征在于，所述定 向耦合器包括上層線圈、下層線圈，所述上層線圈、下層線圈設(shè)置在硅基襯底上。
3. 如權(quán)利要求2所述的基于片上定向耦合器的調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)，其特征在于，所述上 層線圈包括直通端和輸入端，在所述直通端與所述輸入端之間設(shè)有一可調(diào)電容陣列Cp ;所 述下層線圈包括耦合端和隔離端，在所述耦合端和所述隔離端之間設(shè)有一可調(diào)電容陣列 Cs0
4. 如權(quán)利要求2所述的基于片上定向耦合器的調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)，其特征在于，所述上 層線圈包括耦合端和隔離端，在所述耦合端和所述隔離端之間設(shè)有一可調(diào)電容陣列Cs ;所 述下層線圈包括直通款和輸入端，在所述直通端與所述輸入端之間設(shè)有一可調(diào)電容陣列 Cp。
5. 如權(quán)利要求3或4所述的基于片上定向耦合器的調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)，其特征在于，所述 上層線圈的端口與所述下層線圈的端口呈90°。
6. 如權(quán)利要求3或4所述的基于片上定向耦合器的調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)，其特征在于，所述 定向耦合器的直通端與所述天線相連，所述定向耦合器的輸入端與所述功率放大器的輸出 端相連，所述定向耦合器的耦合端與所述低噪音放大器的輸入端相連，所述定向耦合器的 隔離端與接地電阻相連。
7. 如權(quán)利要求2~4中任一項(xiàng)所述的基于片上定向耦合器的調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)，其特征 在于，所述上層線圈由金屬線繞成互不接觸的M圈，跨接部分由第M-I層金屬連接；所述下 層線圈由金屬線繞成N圈，跨接部分由第N+1層金屬連接，其中N彡1，M彡N+2。
8. 如權(quán)利要求7所述的基于片上定向耦合器的調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)，其特征在于，所述上 層金屬線圈的間距中心與下層金屬線圈的金屬線中心重合，上層金屬線圈的金屬線中心與 下層金屬線圈的間距中心重合。
9. 如權(quán)利要求2所述的基于片上定向耦合器的調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)，其特征在于，所述上 層線圈的各圈為正方形、圓形、長(zhǎng)方形、八邊形中的一種，所述下層線圈的各圈形狀與所述 上層線圈的各圈形狀相同。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于片上定向耦合器的調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)，包括鎖相環(huán)、壓控振蕩器、功率放大器、低噪聲放大器、混頻器、中頻放大器、數(shù)字處理模塊和天線，所述鎖相環(huán)的輸出端與所述壓控振蕩器的輸入端相連，所述壓控振蕩器的輸出端分別與所述功率放大器的輸入端、所述混頻器的輸入端相連，所述低噪音放大器的輸出端與所述混頻器的輸入端相連，所述混頻器的輸出端與所述中頻放大器的輸入端相連，所述中頻放大器的輸出端與所述數(shù)字處理模塊的輸入端相連，還包括定向耦合器，所述定向耦合器分別與所述功率放大器、所述低噪音放大器及所述天線相連。本發(fā)明的雷達(dá)結(jié)構(gòu)，具備兼容性高，成本低，可集成度高，適合芯片等特點(diǎn)。
【IPC分類】G01S13-32, G01S13-58
【公開(kāi)號(hào)】CN104880706
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410218525
【發(fā)明人】廖懷林, 王逸瀟, 郝秀成, 葉樂(lè)
【申請(qǐng)人】北京大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年9月2日
【申請(qǐng)日】2014年5月22日