一种能级联的毫米波雷达芯片制造技术

本发明专利技术公开了一种能级联的毫米波雷达芯片，包括基底，毫米波发射和接收端口RF1～RF4，4个移相器单元A、B、C、D，8个毫米波开关单元S0～S7，功分器级联适配接口单元E、F，毫米波压控振荡器和倍频单元V，毫米波混频器单元M，混频后的模拟中频信号接口单元I，串行外设接口单元SPI；接收外部控制信号来调控内部毫米波压控振荡器单元Vt；雷达芯片电源接口单元PWR。本发明专利技术多雷达芯片级联简单，只需要通过功分器级联适配接口适配即可以完成级联；电路结构简单，只需要将锁相环产生的发射波形送到级联系统中的主模式芯片，且将主模式芯片输出的中频输送到后级ADC采样，从模式芯片输出的中频不用传输给后级ADC处理，这样后级处理简单。

A millimeter wave radar chip capable of cascading

【技术实现步骤摘要】
一种能级联的毫米波雷达芯片
本专利技术属于雷达芯片
，涉及一种毫米波雷达芯片，具体涉及一种具有能级联的毫米波雷达芯片。
技术介绍
毫米波雷达是工作在毫米波波段(millimeterwave)的雷达。通常毫米波是指频率范围30～300GHz(对应波长为1～10mm)的电磁波。毫米波的波长介于厘米波和光波之间，因此毫米波兼有微波制导和光电制导的优点。汽车中使用的毫米波雷达是指利用波长为毫米级(目前主要使用24GHz、77GHz或79GHz频段)的雷达，其可以快速准确获取汽车和无人机周围目标信息，如相对距离、相对速度、角度、是否有物体、运动方向等，并根据探测的信息信息对目标进行追踪、识别分类，并作出相应警示或决策。毫米波雷达具有体积小、质量轻和空间分辨率高，具有全天候(大雨天除外)、全天时的特点。毫米波雷达主要包括毫米波天线、毫米波收发前端、基带处理模块和报警模块。其中，毫米波收发前端采用单片毫米波集成电路(MMIC)技术，可以大大减小收发组件的体积，并适合于大批量生产，其具备电路损耗小、噪声低、频带宽、动态范围大、功率大等特点。当前，人们利用大规模多输入多输出(MIMO)天线阵列实现波束成形、扫描、追踪、锁定来有效对抗毫米波移动信道的路径损耗。并且，未来汽车毫米波雷达应用将朝着成像方向发展。通常情况下，雷达系统的探测距离受限于发射功率的大小，探测角度的精度与分辨率受限于接收通道的数量。目前，单一芯片中无法设置大量的发射接收通道，并且，当单一芯片中的接收通道数量增多时，需要提高后端信号处理能力并相应地增大存储单元的容量，这都为提高探测角度的精度和分辨率带来了困难。为解决上述困难，通常的做法是在雷达系统中设置级联的多个射频收发芯片(或射频收发模块)，并将各个射频收发芯片产生的中频信号提供给后端的微处理器(MicroControllerUnit,MCU)进行信号处理。但是，现有方案中，每片雷达前端芯片都采用独立的一个或者多个中频接口输出中频信号供后级ADC处理，这样后级处理单元必须采用多个独立的ADC来处理对应的中频信号，并且对于每路中频都要先进行FFT运算处理以及存储，这种方式使得多片级联系统电路复杂而且对MCU进行信号处理和存储提出了很高的要求，为后级处理带来了很大压力。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种降低多雷达前端芯片级联电路设计复杂度和运算复杂度的方案，应用于级联雷达系统装置上，简化电路设计和信号处理运算量。本专利技术所采用的技术方案是：一种能级联的毫米波雷达芯片，其特征在于：包括基底，毫米波发射和接收端口RF1～RF4，4个移相器单元A、B、C、D，8个毫米波开关单元S0～S7，功分器级联适配接口单元E、F，毫米波压控振荡器和倍频单元V，毫米波混频器单元M，混频后的模拟中频信号接口单元I，串行外设接口单元SPI；接收外部控制信号来调控内部毫米波压控振荡器单元Vt；雷达芯片电源接口单元PWR。所述E、S6、A、S1、RF1依次电连接，E、S6、B、S2、RF2依次电连接，E、S6、C、S3、RF3依次电连接，E、S6、D、S4、RF4依次电连接，E、S6、S5、F依次电连接；所述4个移相器单元A、B、C、D，先建立相移表，通过SPI配置到对应的寄存器，工作时分时遍历相移表。所述Vt、V、S0、A依次电连接，Vt、V、S0、B依次电连接，Vt、V、S0、C依次电连接，Vt、V、S0、D依次电连接，Vt、V、M、S0、A依次电连接，Vt、V、M、S0、B依次电连接，Vt、V、M、S0、C依次电连接，Vt、V、M、S0、D依次电连接，Vt、V、M、S7、I依次电连接；所述RF1～RF4、S0～S7、A、B、C、D、E、F、V、M、I、SPI均布设在所述基底上，均由基底上设置的对应寄存器一一控制。本专利技术的有益效果为：实现如下效果：(1)多雷达芯片级联简单，只需要通过功分器级联适配接口适配即可以完成级联；(2)电路结构简单，只需要将锁相环产生的发射波形送到级联系统中的主模式芯片，且将主模式芯片输出的中频输送到后级ADC采样，从模式芯片输出的中频不用传输给后级ADC处理，这样后级处理简单。(3)对于室内场景，传统的MIMO雷达由于同时发射和接收，受到的多径干扰强，而本专利技术的机制采用分时扫描相移表的方法，因此不存在多天线同时收到多径干扰的问题。对于多径干扰强的室内场景具有明显的优势。附图说明图1本专利技术实施例的结构图；图2为本专利技术实施例的毫米波雷达芯片结构示意图；图3为本专利技术实施例的毫米波雷达芯片变化例结构示意图；图4本专利技术实施例的能级联的毫米波雷达芯片变化例结构图。具体实施方式为了便于本领域普通技术人员理解和实施本专利技术，下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。请见图1，本专利技术提供的一种能级联的毫米波雷达芯片，适用于若干毫米波雷达芯片级联场景。请见图2，本实施例提供的毫米波雷达芯片包括基底，毫米波发射和接收端口RF1～RF4，4个移相器单元A、B、C、D，8个毫米波开关单元S0～S7，功分器级联适配接口单元E、F，毫米波压控振荡器和倍频单元V，毫米波混频器单元M，混频后的模拟中频信号接口单元I，串行外设接口单元SPI；接收外部控制信号来调控内部毫米波压控振荡器单元Vt；雷达芯片电源接口单元PWR。E、S6、A、S1、RF1依次电连接，E、S6、B、S2、RF2依次电连接，E、S6、C、S3、RF3依次电连接，E、S6、D、S4、RF4依次电连接，E、S6、S5、F依次电连接；所述4个移相器单元A、B、C、D，先建立相移表，通过SPI配置到对应的寄存器，工作时分时遍历相移表。Vt、V、S0、A依次电连接，Vt、V、S0、B依次电连接，Vt、V、S0、C依次电连接，Vt、V、S0、D依次电连接，Vt、V、M、S0、A依次电连接，Vt、V、M、S0、B依次电连接，Vt、V、M、S0、C依次电连接，Vt、V、M、S0、D依次电连接，Vt、V、M、S7、I依次电连接；RF1～RF4、S0～S7、A、B、C、D、E、F、V、M、I、SPI均布设在基底上，均由基底上设置的对应寄存器一一控制；相邻的级联芯片分别从功分器级联适配接口单元E和F接入，次相邻级联芯片则分别和相邻芯片的适配接口单元E和F接入，依次类推；通过SPI配置当前芯片作为主芯片，其他作为从芯片。本实施例的单元E和单元F为功分器级联适配接口，单元V为毫米波压控振荡器(VCO)和倍频单元,单元M为毫米波混频器，单元I为混频后的模拟中频信号接口，将模拟中频信号馈送给后级ADC(模数转换器)处理；单元SPI为串行外设接口(SerialPeripheralInterface)，用来和雷达信号处理器通信，以配置毫米波雷达前端芯片，还有一个Vt,接收外部控制信号来调本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种能级联的毫米波雷达芯片，其特征在于：包括基底，毫米波发射和接收端口RF1～RF4，4个移相器单元A、B、C、D，8个毫米波开关单元S0～S7，功分器级联适配接口单元E、F，毫米波压控振荡器和倍频单元V，毫米波混频器单元M，混频后的模拟中频信号接口单元I，串行外设接口单元SPI，接收外部控制信号来调控内部毫米波压控振荡器单元Vt，雷达芯片电源接口单元PWR；/n所述E、S6、A、S1、RF1依次电连接，E、S6、B、S2、RF2依次电连接，E、S6、C、S3、RF3依次电连接，E、S6、D、S4、RF4依次电连接，E、S6、S5、F依次电连接；/n所述4个移相器单元A、B、C、D，先建立相移表，通过SPI配置到对应的寄存器，工作时分时遍历相移表；/n所述Vt、V、S0、A依次电连接，Vt、V、S0、B依次电连接，Vt、V、S0、C依次电连接，Vt、V、S0、D依次电连接，Vt、V、M、S0、A依次电连接，Vt、V、M、S0、B依次电连接，Vt、V、M、S0、C依次电连接，Vt、V、M、S0、D依次电连接，Vt、V、M、S7、I依次电连接；/n所述RF1～RF4、S0～S7、A、B、C、D、E、F、V、M、I、SPI均布设在所述基底上，均由基底上设置的对应寄存器一一控制。/n...

【技术特征摘要】
1.一种能级联的毫米波雷达芯片，其特征在于：包括基底，毫米波发射和接收端口RF1～RF4，4个移相器单元A、B、C、D，8个毫米波开关单元S0～S7，功分器级联适配接口单元E、F，毫米波压控振荡器和倍频单元V，毫米波混频器单元M，混频后的模拟中频信号接口单元I，串行外设接口单元SPI，接收外部控制信号来调控内部毫米波压控振荡器单元Vt，雷达芯片电源接口单元PWR；
所述E、S6、A、S1、RF1依次电连接，E、S6、B、S2、RF2依次电连接，E、S6、C、S3、RF3依次电连接，E、S6、D、S4、RF4依次电连接，E、S6、S5、F依次电连接；
所述4个移相器单元A、B、C、D，先建立相移表，通过SPI配置到对应的寄存器，工作时分时遍历相移...

【专利技术属性】
技术研发人员：张明，
申请(专利权)人：张明，
类型：发明
国别省市：北京;11