一种X波段芯片级多普勒雷达模块制造技术

本实用新型专利技术涉及一种X波段芯片级多普勒雷达模块，其解决了现有多普勒雷达模块一致性差、加工复杂、成本高以及体积过大等技术问题，其设有介质基板，介质基板设有射频前端和电源转换电路，射频前端电路包括用于输出信号的X波段雷达芯片、用于发射、接收信号的收发天线以及芯片周边阻容元件，电源转换电路包括转换电压的LDO芯片以及电容元件，收发天线与雷达芯片位于介质基板的正面，收发天线与雷达芯片位于同一直线，收发天线与雷达芯片连接，电源转换电路位于介质基板的背面。本实用新型专利技术可广泛应于智慧照明、安防探测、自动驾驶以及智能家居等领域。

【技术实现步骤摘要】
一种X波段芯片级多普勒雷达模块
本技术涉及一种多普勒雷达模块，特别是涉及一种基于雷达芯片级的X波段多普勒雷达模块。
技术介绍
多普勒雷达模块是一种以多普勒频移为原理的运动目标检测装置，具有灵敏度高，抗干扰能力强，全天候、全天时等优势，广泛应用于智慧照明、安防探测、自动驾驶以及智能家居等领域。传统的多普勒雷达模块多采用分立器件搭建而成，由于器件本身的限制很难做到高频段，并且产品的一致性和稳定性难以保证。此外由于高频电路易受干扰，传统的雷达模块往往需要外加金属屏蔽罩。从而导致多普勒雷达模块在体积和价格上都不具备优势，极大的限制了其应用场景，市场急需一种全新的解决方案。
技术实现思路
本技术为了解决现有多普勒雷达模块一致性差、加工复杂、成本高以及体积过大等技术问题，提供一种一致性好，体积小，易加工，成本低的X波段芯片级多普勒雷达模块。本技术提供一种X波段芯片级多普勒雷达模块，设有介质基板，介质基板设有射频前端和电源转换电路，射频前端电路包括用于输出信号的X波段雷达芯片、用于发射、接收信号的收发天线以及芯片周边阻容元件，电源转换电路包括转换电压的LDO芯片以及电容元件，收发天线与雷达芯片位于介质基板的正面，收发天线与雷达芯片位于同一直线，收发天线与雷达芯片连接，介质基板的背面设有收发天线的反射地板，电源转换电路位于介质基板的背面。优选地，收发天线为高增益微带天线。优选地，微带天线通过微带线与雷达芯片的发射和接收管脚相连。优选地，X波段芯片级多普勒雷达模块对运动目标做出响应并且输出中频模拟信号。优选地，中频模拟信号通过芯片周边阻容元件的参数进行调整。优选地，多普勒雷达模块还设有输入输出端口，电源转换电路和雷达芯片的中频模拟信号输出管脚分别与输入输出端口连接。本技术的有益效果是：(1)本技术通过采用X波段雷达芯片方案，简化了系统结构，解决了传统多普勒雷达模块普遍存在的技术问题，提高了多普勒雷达的一致性以及稳定性。(2)本技术将雷达芯片、收发天线以及阻容元件做到同一块介质基板，极大的减小了雷达模块的体积，拓宽了其应用场景。(3)本技术通过合理设计，无需外加屏蔽罩，有效降低了物料成本以及加工成本，总体成本约为同级别传统雷达模块的50％，使得X波段芯片级多普勒雷达模块传感器具有极高的性价比。附图说明图1a是本技术正面结构示意图；图1b是本技术反面结构示意图；图2是本技术电路的原理图；图3是本技术收发天线S参数的仿真数据；图4是本技术收发天线的增益图；图5是本技术射频前端输出的中频模拟信号；附图符号说明：1.X波段雷达芯片；2.发射天线；3.接收天线；4.反射地板；5.介质基板；6.芯片周边阻容；7.电源转换电路；8.输入输出端口。具体实施方式下面结合附图和实施例对可本技术做进一步说明，以使本技术所属
的技术人员能够容易实施本技术。实施例1：如图1a-1b所示，分别是本技术X波段芯片级多普勒雷达模块的正面和反面结构示意图，本技术包括射频前端电路和电源转换电路两部分，包括X波段雷达芯片1、发射天线2、接收天线3、反射地板4、介质基板5、芯片周边阻容6、电源转换电路7、输入输出端口8。雷达芯片1对射频信号进行处理，输出中频模拟信号。发射天线2与接收天线3为微带天线，通过微带线与雷达芯片1收发管脚相连，负责发射、接收电磁波信号。微带天线与雷达芯片位于介质基板5的同一面，介质基板5的背面为微带天线的反射地板4。X波段雷达芯片的发射功率大小以及中频输出信号的大小可以通过芯片周边阻容元件的参数进行调整。输入输出端口8包含电源输入以及控制信号输出接口，负责与外部设备进行交互。电源转换电路为雷达芯片供电，使雷达模块具有宽电压工作的特性。图2是本技术实施例中X波段芯片级多普勒雷达模块传感器的原理图，电源转换电路包括LDO芯片及第一电容C1和第二电容C2，在此实施例中，外部供电电压为1.8V-5V，连接到LDO芯片的第3管脚，LDO芯片U2将输入电压转化为1.2V电压，通过其第2管脚输出并连接到X波段雷达芯片的供电管脚，为雷达芯片供电。第一电容C1和第二电容C2起到对电源滤波的作用。射频部分包含X波段雷达芯片U1，发射天线TX与X波段雷达芯片U1的第21管脚相连，接收天线RX与雷达芯片的第9管脚相连。第三电容C3与第四电容C4并联相接，其中一端与雷达芯片的第13管脚相连，另一端接地。共同起到对电源滤波的作用，可以提高雷达芯片在不同应用场景下的稳定性。1.2V供电与雷达芯片U1的第16管脚之间连有第一电阻R1，通过调节第一电阻的阻值即可调节雷达芯片的发射功率，当其阻值为0Ω时，雷达芯片U1的发射功率最大。第二电阻R2与第五电容C5并联相接，一端与雷达芯片的第1管脚相连，另一端与雷达芯片的第2管脚相连，第三电阻R3一端与雷达芯片的第3管脚相连，另一端与第六电容C6的一端相连，第六电容的另一端接地。第二电阻、第三电阻、第五电容以及第六电容共同调节X波段雷达芯片对中频信号的第一级差分放大。第七电容C7与第五电阻R5并联相接，其中一端与第四电阻R4相连，另一端与雷达芯片U1的第6管脚相连。第八电容C8一端与第四电阻R4的另外一端相连，另一端接地。以上阻容元件控制雷达芯片对中频输出信号的第二级放大，通过调节第四电阻以及第五电阻的阻值大小即可调整放大倍数。雷达芯片U1的第6管脚输出中频模拟信号，与输入输出端口的第1管脚相连。如图3所示，是本技术收发天线S参数的仿真数据，可以看出发射天线和接收天线的谐振频率约为9.9GHz，-10dB带宽约从9.5GHz-10.4GHz,满足实际应用的要求。如图4所示，是本技术收发天线增益图。可以看出最大增益约为5dBi，具有很好的信号收发能力，满足满足实际应用的要求。如图5所示，是射频前端电路输出的中频模拟信号，其横坐标代表时间，纵坐标为模拟信号的大小，图中可以看出无运动目标时输出为幅值很小的固有噪声信号，当有运动目标时，输出变为随运动目标状态变化的模拟信号。在具体实际应用中，本技术中的各个部分可以根据需求做出修改，使其符合应用环境的具体要求，均在本申请专利技术的保护范围内。以上所述仅对本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡是在本技术的权利要求限定范围内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种X波段芯片级多普勒雷达模块，其特征在于，设有介质基板，介质基板设有射频前端和电源转换电路，射频前端电路包括用于输出信号的X波段雷达芯片、用于发射、接收信号的收发天线以及芯片周边阻容元件，电源转换电路包括转换电压的LDO芯片以及电容元件，所述电源转换电路为所述雷达芯片供电，所述收发天线与所述雷达芯片位于介质基板的正面，所述收发天线与所述雷达芯片位于同一直线，所述收发天线与所述雷达芯片连接，所述介质基板的背面设有所述收发天线的反射地板，所述电源转换电路位于介质基板的背面。/n

【技术特征摘要】
1.一种X波段芯片级多普勒雷达模块，其特征在于，设有介质基板，介质基板设有射频前端和电源转换电路，射频前端电路包括用于输出信号的X波段雷达芯片、用于发射、接收信号的收发天线以及芯片周边阻容元件，电源转换电路包括转换电压的LDO芯片以及电容元件，所述电源转换电路为所述雷达芯片供电，所述收发天线与所述雷达芯片位于介质基板的正面，所述收发天线与所述雷达芯片位于同一直线，所述收发天线与所述雷达芯片连接，所述介质基板的背面设有所述收发天线的反射地板，所述电源转换电路位于介质基板的背面。


2.根据权利要求1所述X波段芯片级多普勒雷达模块，其特征在于，所述收发天线为高增益微带天线。


3...

【专利技术属性】
技术研发人员：李秀萍，吴敏，张家奇，王皓，李昱冰，陈德阳，谭韬，杨农军，李江涛，杨威，
申请(专利权)人：北京富奥星电子技术有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11