毫米波传感芯片和毫米波传感器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种毫米波传感器芯片和毫米波传感器，所述毫米波传感器芯片应用于K/Ka频段，包括：射频收发端，用于收发射频信号；模拟信号处理模块，用于完成滤波以及模拟信号数字化，产生数字基带信号；调频波形产生模块，用于匹配所述射频收发端的工作范围，以产生符合功能需求的不同调频模式；传感器信号数字处理模块，用于将数字基带信号传出于多功能数字总线。通过所述毫米波传感器芯片和毫米波传感器，可以无需外接其他芯片实现独立的传感器功能，从而降低了系统成本。从而降低了系统成本。从而降低了系统成本。

【技术实现步骤摘要】
毫米波传感芯片和毫米波传感器


[0001]本技术涉及芯片技术，特别是涉及一种毫米波传感芯片和毫米波传感器。

技术介绍

[0002]随着人工智能和物联网应用的推广与扩大，多维度的感知传感技术应用需求正在逐步成长，其中毫米波传感器是这其中的重要组成部分。毫米波雷达工作在毫米波段。通常毫米波是指30～300GHz频段(波长为1～10mm)。毫米波导引头具有体积小、质量轻、空间分辨率高、抗干扰等优点，在通信、雷达、制导、遥感技术、射电天文学和波谱学方面都有重大的意义。
[0003]传统的毫米波雷达一般由TR组件，本振信号发生包含调频模式产生等，中频模拟信号处理包含滤波以及模数转换，基带数字信号处理以及微处理器用于实际应用中的控制与判断。一般具有系统复杂，成本高功耗大等缺点，因此并不能满足人工智能与毫米波在实际应用中，低成本小尺寸以及低功耗的需求。
[0004]在现有技术中，K/Ka频段的传感器芯片一般只为简单的TR组件或包含简单的压控振荡器用于产生射频信号，例如英飞凌公司的BGT24系列芯片。其他近期技术研究如中国专利公布CN110927675A都是基于外接压控振荡器控制信号与输出中频信号的模式，功能单一需要大量的外围芯片支持，因而急剧地拉高了系统成本。同时外接和输出模拟信号也对全系统设计提出了更高的要求。

技术实现思路

[0005]本技术实施例所要解决的技术问题是如何解决现有技术中存在的毫米波传感器芯片功能单一而导致的系统成本高的问题。
[0006]为了解决上述问题，本技术提供的技术方案如下：
[0007]一种毫米波传感器芯片，其中，应用于K/Ka频段，包括：射频收发端，用于收发射频信号；模拟信号处理模块，用于完成滤波以及模拟信号数字化，产生数字基带信号；调频波形产生模块，用于匹配所述射频收发端的工作范围，以产生符合功能需求的不同调频模式；传感器信号数字处理模块，用于将数字基带信号传出于多功能数字总线。
[0008]较优的，上述的毫米波传感器芯片中，还包括可扩展本振通路；所述可扩展本振通路连接于所述调频波形产生模块，用于实现多芯片的射频收发，并同步本振输出和输入，以扩展为多芯片组成的多发多收阵列。
[0009]较优的，上述的毫米波传感器芯片，所述传感器信号数字处理模块包括：自定义数字串行接口或者低电压差分信号接口，以使所述毫米波传感器芯片适用于不多于32pin的QFN封装。
[0010]较优的，上述的毫米波传感器芯片中，所述传感器信号数字处理模块包括硬件加速单元，用于实现对所述数字基带信号的降采样滤波和快速傅里叶分析。
[0011]较优的，上述的毫米波传感器芯片中，所述传感器信号数字处理模块还包括集成
MCU或数字逻辑单元，用于对物联网应用场景信号处理结果进行判断，并将判断结果发送至多功能数字总线或反馈至外设设备。
[0012]较优的，上述的毫米波传感器芯片中，所述毫米波传感器芯片集成DCDC电源。
[0013]较优的，上述的毫米波传感器芯片中，所述毫米波传感器芯片产生基带同步信号，用于对采用同一本振的基带处理之间进行互相同步对准。
[0014]为了解决上述的技术问题，本技术还公开了一种毫米波传感器，包括，如上所述的毫米波传感器芯片；与所述传感器芯片中集成的晶振电路相适配的晶振；采用微带线设计的收发天线。
[0015]较优的，上述的毫米波传感器，其中，还包括与所述毫米波传感器芯片连接的MCU。
[0016]与现有技术相比，本技术的技术方案具有以下优点：
[0017]本技术中，通过调频波形产生模块，匹配射频收发端的工作范围，产生完整的调频连续波射频信号，发送至模拟中频信号处理和数字基带处理，从而实现符合功能需求的不同调频模式，从而在毫米波芯片内部即可完成完整的调频连续波毫米波感知功能，无需外接其他芯片实现独立的传感器功能。
附图说明
[0018]图1是本技术实施例的一种毫米波传感器芯片的架构示意图；
[0019]图2是本技术实施例的一种毫米波传感器芯片的主要输入输出结构示意图；
[0020]图3是本技术实施例的一种毫米波传感器芯片应用的硬件电路示意图。
[0021]附图标记
[0022]射频收发机101
[0023]中频滤波器102
[0024]ADC电路103
[0025]调频波形产生器104
[0026]可扩展本振通路105
[0027]自定义数字串行接口106
[0028]LVDS 107
[0029]硬件加速装置108
[0030]DCDC电源109
[0031]晶振电路110
[0032]全芯片编程接口111
[0033]发射波201
[0034]回波202
[0035]本振输出203
[0036]本振输入204
[0037]基带同步信号205
[0038]传出于多功能数字总线206
[0039]毫米波传感器芯片301
[0040]晶振302
[0041]MCU 303
[0042]微带线设计304
具体实施方式
[0043]在传统毫米波雷达传感器中，由于通常仅包含简单的TR组件或简单的压控振荡器，用以产生射频信号，结构简单且功能单一，需要大量的外围芯片提供支持，因此极大地提高了系统成本。同时为了适配其外接和输出模拟信号，也对全系统设计提出了更高地要求。本实施例的一种毫米波传感器芯片以及毫米波传感器，通过调频波形产生模块，匹配射频收发端的工作范围，从而产生了完整的调频连续波射频信号，再发送至模拟中频信号处理和数字基带处理，从而实现符合功能需求的不同调频模式，因此在毫米波芯片内部即可完成完整的调频连续波的毫米波感知功能，无需外接其他芯片实现独立的传感器功能，从而克服了现有毫米波传感器成本高昂，系统设计要求高的缺点。
[0044]为使本技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本技术的具体实施例做详细的说明。
[0045]实施例1
[0046]结合图1～3所示，本实施例的一种毫米波传感器芯片包括射频收发端101，模拟信号处理模块(包括中频滤波器102和ADC电路103)，调频波形产生模块104以及传感器信号数字处理模块。
[0047]所述射频收发端101为一发两收或一发一收，具有高带宽，涵盖范围达23G～27.5GHz，用于收发射频信号。在将内部产生的本振信号直接或倍频后发射201；在接收回波202后，通过内部本振信号直接或倍频后，解调产生零中频基带信号，该基带信号具有带宽高动态范围大的特点。
[0048]通过片内集成的模拟信号处理模块，包括中频滤波器102可完成滤波和高动态范围(16bits 2.5MSp/S或者12bits 50M Sp/s以上)处理，以及ADC电路103，用于完成模拟信号的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种毫米波传感器芯片，其特征在于，应用于K/Ka频段，包括：射频收发端，用于收发射频信号；模拟信号处理模块，用于完成滤波以及模拟信号数字化，产生数字基带信号；调频波形产生模块，用于匹配所述射频收发端的工作范围，以产生符合功能需求的不同调频模式；传感器信号数字处理模块，用于将数字基带信号传出于多功能数字总线。2.如权利要求1所述的毫米波传感器芯片，其特征在于，还包括可扩展本振通路；所述可扩展本振通路连接于所述调频波形产生模块，用于实现多芯片的射频收发，并同步本振输出和输入，以扩展为多芯片组成的多发多收阵列。3.如权利要求1所述的毫米波传感器芯片，其特征在于，所述传感器信号数字处理模块包括：自定义数字串行接口或者低电压差分信号接口，以使所述毫米波传感器芯片适用于不多于32pin的QFN封装。4.如权利要求1所述的毫米波传感器芯片，其特征在于，所述传感器信号数字处...

【专利技术属性】
技术研发人员：林越，王夫月，
申请(专利权)人：南京矽典微系统有限公司，
类型：新型
国别省市：