多个发射天线的相位校准设备制造技术

在一种相位校准设备中，第一集成电路(2a、202a、402a、502a)输出用于生成第一发射天线(3a、403b、603a)的发射波的发射信号，第二集成电路(2b、202b、402b、402c、502b)输出用于生成第二发射天线(3b、403c、603b)的发射波的发射信号，校准接收天线(4、204、304、404a、404b、504、604、704)被设置为在接收第一发射天线和第二发射天线的发射波时处于电耦合量在理论上相同的状态，接收电路(5)从校准接收天线获取接收信号，以及控制电路(6)在第一集成电路和第二集成电路向第一发射天线和第二发射天线输出发射信号时基于接收电路的接收信号的振幅来校准发射信号的相位。

Phase calibration apparatus for multiple transmit antennas

In a phase calibration device, the first integrated circuit (2a, 202a, 402A, 502A) for generating a first output transmit antenna (3a, 403B, 603a) signal transmitting wave, second integrated circuits (2B, 202b, 402b, 402c, 502B) output is used to generate second days (3b, emission line 403C, 603b) transmitter wave calibration, receiving antenna (4, 204, 304, 404a, 404b, 504, 604, 704) are arranged in electrical coupling in the transmitted wave receiving first and second transmit antennas is theoretically the same state, receiving circuit (5) acquisition the received signal from the receiving antenna calibration, and a control circuit (6) in the first integrated circuit and second integrated circuit to the first and second transmit antennas based on the output signal amplitude of the received signal receiving circuit to transmit signal phase calibration.

【技术实现步骤摘要】
多个发射天线的相位校准设备
本公开内容涉及用于多个发射天线(transmissionantenna)的相位校准设备。
技术介绍
近年来，例如，毫米波雷达已经应用于被安装在车辆前方的防碰撞系统，以避免车辆与周围物体之间的碰撞。这种毫米波雷达使用多个发射天线，并改变从发射天线所发射的发射波(transmissionwave)的相位，从而能够电调整信号发射方向(例如，参见JP2015-152335A)。为了实际地配置(configure)上述设备，必须实施多个发射天线。在此情况下，实际上优选地将多个集成电路与用于输出发射信号的发射天线进行组合。然而，例如，在将集成电路组合在一起的配置中，连接在相应集成电路之间的线的长度可以增加到相对于发射波的波长(例如，毫米波段)不能忽略的程度。已经证明，在此情况下，出现来自受集成电路控制的发射天线的发射波的相移，并且不能实现具有预期的方向性特性的波束形成技术。在配备有使用多个发射天线的波束形成技术的系统中同样会出现这样的问题。
技术实现思路
本公开内容的目的在于提供一种用于多个发射天线的相位校准设备，其即使在提供与发射天线相对应的多个集成电路时也能够校准来自发射天线的发射信号的相位。根据本公开内容的一个方面的相位校准设备包括多个发射天线、第一集成电路、第二集成电路、校准接收天线、接收电路和控制电路。发射天线被设置为使得能够使用波束形成技术来改变发射波的方向。发射天线包括第一发射天线以及与第一发射天线不同的第二发射天线。第一集成电路在接收到参考信号后使用该参考信号输出用于生成第一发射天线的发射波的发射信号。第二集成电路连接到第一集成电路、从第一集成电路接收参考信号、并输出用于生成第二发射天线的发射波的发射信号。校准接收天线被设置为当接收第一发射天线和第二发射天线的发射波时处于电耦合量在理论上相同的状态。接收电路从校准接收天线获取接收信号。当第一集成电路和第二集成电路向第一发射天线和第二发射天线输出发射信号时，控制电路基于响应于发射信号之间的相位差的变化而变化的接收电路的接收信号的振幅来校准发射信号的相位。即使在提供了与发射天线相对应的多个集成电路时，该相位校准设备也可以校准来自多个发射天线的发射信号的相位。附图说明依据以下具体实施方式并结合附图，本公开内容的另外的目的和优点将更加显而易见。在附图中：图1是示意性地示出根据第一实施例的毫米波雷达系统的电气配置的图示；图2是示意性地示出发射天线的部分配置和基板的横截面的透视图；图3是示意性地示出校准过程的流程图；图4是示出接收振幅相对于相位变化的特性图；图5是示意性地示出根据第二实施例的校准过程的流程图；图6是示出接收振幅相对于相位变化的特性图；图7是示出接收振幅相对于相位变化的特性图；图8是示意性地示出根据第三实施例的校准过程的流程图；图9是示出接收振幅相对于相位变化的特性图；图10是示出接收振幅相对于相位变化的特性图；图11是示意性地示出根据第四实施例的毫米波雷达系统的电气配置的图示；图12是示意性地示出根据第五实施例的毫米波雷达系统的电气配置的图示；图13是示出放大的接收天线的俯视图；图14是示意性地示出根据第六实施例的毫米波雷达系统的电气配置的图示；图15是示意性地示出根据第七实施例的毫米波雷达系统的电气配置的图示；图16是示意性地示出根据第八实施例的毫米波雷达系统的电气配置的图示；图17是示出接收天线和发射天线的一部分的放大俯视图；以及图18是示意性示出根据第九实施例的毫米波雷达系统的电气配置的图示。具体实施方式在下文中，将参考附图来说明用于多个发射天线的相位校准设备的若干实施例。在下述的相应实施例中，执行相同或相似操作的配置由相同或相似的附图标记表示，并且将根据需要省略其说明。在以下实施例中，相同或相似的配置由具有十位和个位的相同附图标记表示以进行说明。在下文中，将说明被应用于使用波束形成技术的毫米波雷达系统的相位校准设备。(第一实施例)图1至图4例示了第一实施例的说明性视图。图1示意性地示出了电气配置。毫米波雷达系统101按照以下方式被配置：将多个集成电路2a、2b、2c、2d...、多个发射天线3a、3b、3c、3d...、校准接收天线4、接收电路5、控制电路6和参考振荡电路7安装在例如单个基板8上。一个集成电路2a执行主操作，其它集成电路2b、2c、2d...执行从属操作，并且集成电路2a、2b...具有用于相应发射天线3a、3b...的雷达信号发射功能。集成电路2a对应于第一集成电路。集成电路2b...对应于第二集成电路。发射天线3a对应于第一发射天线。发射天线3b...对应于第二发射天线。在图1中例示了集成电路2a、2b、2c、2d...中的四个集成电路，但集成电路的数量可以设置为两个或三个、或五个或更多个。由于执行从属操作的集成电路2b、2c、2d...的配置彼此相同，因此以下将说明执行主操作的集成电路2a与执行从属操作的集成电路2b之间的关系。将说明集成电路2c、2d...与集成电路2a的配置和协作操作，但是说明中将省略与集成电路2a和2b之间的关系中相同的操作。执行主操作的一个集成电路2a包括锁相环(PLL)电路9和发射电路10a。执行从属操作的集成电路2b包括相位调整电路11和发射电路10b。校准接收天线4与接收电路5连接，并且接收电路5与控制电路6连接。控制电路6控制相位调整电路11的校准相位φ。控制电路6与集成电路2a和2b分离地形成在基板8上，并且由例如包含使用专用集成电路的存储器的微型计算机来配置。另外，参考振荡电路7形成在集成电路2a、2b...的外部。参考振荡电路7生成给定参考频率的振荡信号，并将该振荡信号输出到集成电路2a内部的PLL电路9。在从参考振荡电路7接收到振荡信号后，集成电路2a中的PLL电路9使振荡信号倍增，以生成高精度的参考信号。利用上述配置，PLL电路9可以生成具有预定频率的高精度参考信号。PLL电路9的参考信号被输出到执行主操作的集成电路2a内部的发射电路10a以及执行从属操作的集成电路2b内部的相位调整电路11。在从集成电路2a接收到参考信号后，集成电路2b通过相位调整电路11来调整参考信号的相位，并将调整后的参考信号输出到发射电路10b。集成电路2a和2b中的发射电路10a和10b分别使用被输入到发射电路10a和10b的参考信号自连接到集成电路2a和2b的发射天线3a和3b来生成发射信号，并将所生成的发射信号同时输出到发射天线3a和3b。集成电路2a和2b的馈电点分别与发射天线3a和3b连接。如图1所示，假设基板8的正面层L1的平面方向中的一个方向是X方向，与X方向相交的正面层L1的平面方向中的另一方向是Y方向，基板8的与X方向和Y方向两者相交的深度方向为Z方向。特别地，对发射天线3a与校准接收天线4之间的关系的说明将主要集中在XY平面中的关系。发射天线3a、3b...被配置为在相同的Y方向上延伸并且在X方向上彼此间隔开的阵列天线。利用上述发射天线3a、3b...的阵列，可以使用波束形成技术来改变发射波的方向。发射天线3a、3b...在形状上彼此相同。利用其中平行排列了较大数量的发射天线3a、3b...的配置，可以提高波束形成的精度和增益。发射天线3a、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种相位校准设备，包括：多个发射天线(3a‑3h、403a‑403f、603a‑603h)，所述多个发射天线(3a‑3h、403a‑403f、603a‑603h)被设置为使得能够使用波束形成技术来改变发射波的方向，所述多个发射天线包括第一发射天线(3a、403b、603a)以及与所述第一发射天线不同的第二发射天线(3b、403c、603b)；第一集成电路(2a、202a、402a、502a)，所述第一集成电路在接收到参考信号后使用所述参考信号来输出用于生成所述第一发射天线的发射波的发射信号；第二集成电路(2b、202b、402b、402c、502b)，所述第二集成电路连接到所述第一集成电路，从所述第一集成电路接收参考信号，并且输出用于生成所述第二发射天线的发射波的发射信号；校准接收天线(4、204、304、404a、404b、504、604、704)，所述校准接收天线被设置为当接收所述第一发射天线和所述第二发射天线的发射波时处于电耦合量在理论上相同的状态；接收电路(5)，所述接收电路从所述校准接收天线获取接收信号；以及控制电路(6)，所述控制电路基于所述接收电路的所述接收信号的振幅来校准所述发射信号的相位，其中，所述接收电路的所述接收信号的所述振幅在所述第一集成电路和所述第二集成电路向所述第一发射天线和所述第二发射天线输出所述发射信号时响应于所述发射信号之间的相位差的变化而变化。...

【技术特征摘要】
2016.02.15 JP 2016-0258581.一种相位校准设备，包括：多个发射天线(3a-3h、403a-403f、603a-603h)，所述多个发射天线(3a-3h、403a-403f、603a-603h)被设置为使得能够使用波束形成技术来改变发射波的方向，所述多个发射天线包括第一发射天线(3a、403b、603a)以及与所述第一发射天线不同的第二发射天线(3b、403c、603b)；第一集成电路(2a、202a、402a、502a)，所述第一集成电路在接收到参考信号后使用所述参考信号来输出用于生成所述第一发射天线的发射波的发射信号；第二集成电路(2b、202b、402b、402c、502b)，所述第二集成电路连接到所述第一集成电路，从所述第一集成电路接收参考信号，并且输出用于生成所述第二发射天线的发射波的发射信号；校准接收天线(4、204、304、404a、404b、504、604、704)，所述校准接收天线被设置为当接收所述第一发射天线和所述第二发射天线的发射波时处于电耦合量在理论上相同的状态；接收电路(5)，所述接收电路从所述校准接收天线获取接收信号；以及控制电路(6)，所述控制电路基于所述接收电路的所述接收信号的振幅来校准所述发射信号的相位，其中，所述接收电路的所述接收信号的所述振幅在所述第一集成电路和所述第二集成电路向所述第一发射天线和所述第二发射天线输出所述发射信号时响应于所述发射信号之间的相位差的变化而变化。2.根据权利要求1所述的相位校准设备，其中，所述校准接收天线被设置在距所述第一发射天线和所述第二发射天线相等距离处。3.根据权利要求1所述的相位校准设备，其中，所述校准接收天线被设置在所述第一发射天线与所述第二发射天线之间的面对区域外部的区域中。4.根据权利要求1所述的相位校准设备，其中，所述校准接收天线被设置在所述多个发射天线的面对区域中。5.根据权利要求1所述的相位校准设备，其中，通过由微带线(13a、13b、613a、613b、713a、...

【专利技术属性】
技术研发人员：新井知广，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：日本,JP