连续波雷达的中频模拟电路、连续波雷达和可移动平台制造技术

提供了一种连续波雷达的中频模拟电路、连续波雷达和可移动平台，该中频模拟电路包括用于对混频后的中频信号进行滤波处理的有源滤波器；有源滤波器包括：全差分运算放大器(610)和耦合在全差分运算放大器(610)的输入端和输出端之间的高通滤波电路，全差分运算放大器(610)与高通滤波电路耦合作用，用于实现对输入信号的高通滤波以及低通滤波；当增加全差分运算放大器(610)的放大增益时，全差分运算放大器(610)的运放带宽随之减小，以降低高频增益，进而实现低通滤波的功能。该中频模拟电路，利用全差分运算放大器(610)自身的低通滤波特性，实现放大和低通抗混叠滤波的功能，使得一个差分运放就可以实现对混频后的中频信号的滤波处理功能，简化了电路。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】连续波雷达的中频模拟电路、连续波雷达和可移动平台
本专利技术总地涉及连续波雷达
，更具体地涉及一种连续波雷达的中频模拟电路、连续波雷达和可移动平台。
技术介绍
雷达接收机是雷达系统的重要组成部分，它的主要任务是将从天线接收到的各种外来干扰、杂波，以及接收机内部噪声通过滤波、放大、变频等方式得到有用的回波信号给信号处理系统提取目标信息。对于连续波雷达系统(FMCW雷达)，由于其持续发射和接收，所以发射能量会通过天线、天线罩结构、本振等通道泄露到接收回路中，经过下变频成为中频泄露信号。中频泄露信号频谱从零频到10倍的三角波调整频率都有分布(如图1所示)。同时根据雷达方程，目标回波能量与距离四次方成正比。所以对于远距离的目标，其回波能量低于低频泄露能量，会降低信号的信噪比，影响模数转换器(ADC)后端处理。同时为了防止高频信号经过欠采样产生的频率混叠，降低系统带宽从而提系统高信噪比，所以在ADC采样前加一级低通滤波器。所以常见FMCW雷达的接收链路如图2所示，都同时包含前置放大、高通滤波、低通滤波等单元。目前FMCW雷达会运用多入多出技术(MIMO)来获得空间增益和方向分辨能力，故采用多路接收通道。另外射频接收前端多采用差分输出的方式，而ADC采样也采用差分输入来提高共模抑制比，所以按照常规中频模拟链路的方式，每一路需要5个运算放大器(简称运放)。对于一个例如8通道接收的雷达系统，则中频需要40个高速运放，这在成本、面积和热耗上是不可接受的。同时链路上多个运放会带来更多的噪声，各通道幅度相位的不一致，导致系统探测距离和角度测量精度的下降。为了解决上述技术问题，本专利技术提出了一种连续波雷达的中频模拟电路。
技术实现思路
为了解决上述问题中的至少一个而提出了本专利技术。具体地，本专利技术一方面提供一种连续波雷达的中频模拟电路，包括用于对混频后的中频信号进行滤波处理的有源滤波器；所述有源滤波器包括：全差分运算放大器和耦合在所述全差分运算放大器的输入端和输出端之间的高通滤波电路，其中，所述全差分运算放大器与所述高通滤波电路耦合作用，用于实现对输入信号的高通滤波以及低通滤波；当增加所述全差分运算放大器的放大增益时，所述全差分运算放大器的运放带宽随之减小，以降低高频增益，进而实现低通滤波的功能。在一个示例中，所述中频模拟电路包括混频电路，用于将接收的反射信号混频后得到中频信号。在一个示例中，所述混频电路为下变频混频器。在一个示例中，所述高通滤波电路包括无限增益多路反馈滤波电路。在一个示例中，所述无限增益多路反馈滤波电路包括无限增益二阶反馈滤波电路。在一个示例中，所述全差分运算放大器的带宽高于10倍的所述有源滤波器的系统设计带宽。在一个示例中，所述有源滤波器的系统放大增益取决于所述全差分运算放大器内部的寄生参数。在一个示例中，所述输入信号包括差分中频信号，所述有源滤波器还用于接收所述差分中频信号；以及所述有源滤波器还用于对接收的所述差分中频信号进行高通滤波和低通滤波后以差分中频信号输出。在一个示例中，所述全差分运算放大器包括正向输入端和反向输入端，以及正向输出端和反向输出端，所述无限增益二阶反馈滤波电路包括第一无限增益二阶反馈滤波电路和第二无限增益二阶反馈滤波电路，所述第一无限增益二阶反馈滤波电路耦合在所述正向输出端和所述反向输入端之间，所述第二无限增益二阶反馈滤波电路耦合在所述反向输出端和所述正向输入端之间。在一个示例中，所述第一无限增益二阶反馈滤波电路和所述第二无限增益二阶反馈滤波电路对称设置。在一个示例中，所述第一无限增益二阶反馈滤波电路包括第一电容、第二电容、第三电容、第一电阻和第二电阻，其中，所述第一电容的第一端电连接所述输入信号，所述第一电容的第二端、所述第三电容的第一端和所述第一电阻的第一端均电连接所述第二电容的第一端，所述第二电容的第二端和所述第二电阻的第一端均电连接所述全差分运算放大器的所述反向输入端，所述第三电容的第二端和所述第二电阻的第二端均电连接所述全差分运算放大器的正向输出端。在一个示例中，所述第二无限增益二阶反馈滤波电路包括第四电容、第五电容、第六电容、第三电阻和所述第一电阻，其中，所述第四电容的第一端电连接所述输入信号，所述第四电容的第二端、所述第五电容的第一端和所述第一电阻的第二端均电连接所述第六电容的第一端，所述第五电容的第二端和所述第三电阻的第一端均电连接所述全差分运算放大器的所述正向输入端，所述第六电容的第二端和所述第三电阻的第二端均电连接所述全差分运算放大器的反向输出端。在一个示例中，所述第四电容与所述第一电容为相同的电容，所述第二电容和所述第五电容为相同的电容，所述第三电容和所述第六电容为相同的电容，所述第二电阻和所述第三电阻为相同的电阻。在一个示例中，所述有源滤波器的系统放大增益与所述第三电容的电容值呈反比，与所述第一电容的电容值呈正比。在一个示例中，所述高通滤波器的截止频率是基于所述第一电阻的阻值、所述第二电阻的阻值、所述第二电容的电容值和所述第三电容的电容值而获得的。本专利技术再一方面提供一种连续波雷达，其包括前述的中频模拟电路。在一个示例中，所述连续波雷达还包括：天线装置，用于发射连续波信号以及接收反射信号；其中，所述中频模拟电路与所述天线装置电连接。在一个示例中，所述连续波雷达还包括：模数转换电路，其与所述中频模拟电路的有源滤波器的输出端电连接，用于接收所述有源滤波器输出的差分中频信号并转换为数字信号。本专利技术又一方面提供一种可移动平台，所述可移动平台包括：前述的连续波雷达；以及平台本体，所述连续波雷达安装在所述平台本体上。在一个示例中，所述可移动平台包括无人机、机器人、车辆或船。本专利技术实施例的中频模拟电路，其包括用于对混频后的中频信号进行滤波处理的有源滤波器；所述有源滤波器包括：全差分运算放大器和耦合在所述全差分运算放大器的输入端和输出端之间的高通滤波电路，其中，所述全差分运算放大器与所述高通滤波电路耦合作用，用于实现对输入信号的高通滤波以及低通滤波；当增加所述全差分运算放大器的放大增益时，所述全差分运算放大器的运放带宽随之减小，以降低高频增益，进而实现低通滤波的功能，因此，利用全差分运算放大器自身的低通滤波特性，实现放大和低通抗混叠滤波的功能，使得一个差分运放就可以实现对混频后的中频信号的滤波处理功能，从而极大的简化了电路，节约了成本，降低了功耗还能提高连续波雷达系统的信噪比。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1示出了一种常规的连续波雷达前端输出信号谱的示意图，其中，图中1至4谐波均为中频泄露；图2示出了一种常规的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种连续波雷达的中频模拟电路，其特征在于，包括用于对混频后的中频信号进行滤波处理的有源滤波器；/n所述有源滤波器包括：全差分运算放大器和耦合在所述全差分运算放大器的输入端和输出端之间的高通滤波电路，其中，/n所述全差分运算放大器与所述高通滤波电路耦合作用，用于实现对输入信号的高通滤波以及低通滤波；/n当增加所述全差分运算放大器的放大增益时，所述全差分运算放大器的运放带宽随之减小，以降低高频增益，进而实现低通滤波的功能。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种连续波雷达的中频模拟电路，其特征在于，包括用于对混频后的中频信号进行滤波处理的有源滤波器；
所述有源滤波器包括：全差分运算放大器和耦合在所述全差分运算放大器的输入端和输出端之间的高通滤波电路，其中，
所述全差分运算放大器与所述高通滤波电路耦合作用，用于实现对输入信号的高通滤波以及低通滤波；
当增加所述全差分运算放大器的放大增益时，所述全差分运算放大器的运放带宽随之减小，以降低高频增益，进而实现低通滤波的功能。


2.如权利要求1所述的中频模拟电路，其特征在于，所述中频模拟电路包括混频电路，用于将接收的反射信号混频后得到中频信号。


3.如权利要求1所述的中频模拟电路，其特征在于，所述混频电路为下变频混频器。


4.如权利要求1所述的中频模拟电路，其特征在于，所述高通滤波电路包括无限增益多路反馈滤波电路。


5.如权利要求4所述的中频模拟电路，其特征在于，所述无限增益多路反馈滤波电路包括无限增益二阶反馈滤波电路。


6.如权利要求1所述的中频模拟电路，其特征在于，所述全差分运算放大器的带宽高于10倍的所述有源滤波器的系统设计带宽。


7.如权利要求1所述的中频模拟电路，其特征在于，所述有源滤波器的系统放大增益取决于所述全差分运算放大器内部的寄生参数。


8.如权利要求1所述的中频模拟电路，其特征在于，所述输入信号包括差分中频信号，所述有源滤波器还用于接收所述差分中频信号；以及
所述有源滤波器还用于对接收的所述差分中频信号进行高通滤波和低通滤波后以差分中频信号输出。


9.如权利要求5所述的中频模拟电路，其特征在于，所述全差分运算放大器包括正向输入端和反向输入端，以及正向输出端和反向输出端，所述无限增益二阶反馈滤波电路包括第一无限增益二阶反馈滤波电路和第二无限增益二阶反馈滤波电路，所述第一无限增益二阶反馈滤波电路耦合在所述正向输出端和所述反向输入端之间，所述第二无限增益二阶反馈滤波电路耦合在所述反向输出端和所述正向输入端之间。


10.如权利要求9所述的中频模拟电路，其特征在于，所述第一无限增益二阶反馈滤波电路和所述第二无限增益二阶反馈滤波电路对称设置。


11.如权利要求10所述的中频模拟电路，其特征在于，所述第一无限增益二阶反馈滤波电路包括第一电容、第二电容、第三电容、第一电阻和第二电阻，其中，所述第一电容的第一端电连接所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文康，王春明，张皓渊，唐照成，
申请(专利权)人：深圳市大疆创新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44