场效应晶体管移相器制造技术

本申请涉及一种用于实现雷达阵列的方法和装置，该雷达阵列包括用于提供第一可变电压的栅极偏压源、用于提供第二可变电压的背栅阱控制部、以及具有漏极、源极、栅极和背栅阱控制部的场效应晶体管，场效应晶体管还被配置为在漏极和源极之间耦合交流雷达信号，并且响应于施加到栅极的第一可变电压和施加到背栅阱控制部的第二可变电压来调节交流雷达的相位。制部的第二可变电压来调节交流雷达的相位。制部的第二可变电压来调节交流雷达的相位。

【技术实现步骤摘要】
场效应晶体管移相器


[0001]本公开总体上涉及雷达传感器系统。更具体地，本公开的一些方面涉及通过FET的背栅节点来调节漏
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体和/或源
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体的有效电容来实现基于FET的片上雷达中的低损耗相移的系统、方法和设备。

技术介绍

[0002]目前某些车辆使用雷达系统。例如，某些车辆利用雷达系统来检测车辆行驶道路上的其他车辆、行人或其他物体。雷达系统可以以这种方式例如用于实现自动制动系统、自适应巡航控制和回避特征以及其他车辆特征中。某些车辆雷达系统，例如多输入多输出(MIMO)雷达系统，具有以相控阵列或以电子扫描阵列配置的多个发射器和接收器。相控阵雷达系统可以通过调整每个发射信号的单独相位，在不需要物理移动天线的情况下，在不同方向上操纵雷达。虽然雷达系统对于这种车辆特征通常是有用的，但是在某些情况下，现有的雷达系统可能具有某些限制。
[0003]车载雷达系统要求高性能、低维护和低成本，以适应在民用车辆中的实施。为了实现这些目标，可以在车辆上使用多个相控阵雷达，每个雷达具有一定的工作角度范围。目前，正在开发基于集成电路(IC)的雷达系统，以降低这些基于车辆的雷达系统的复杂性并提高其耐用性。大多数IC级雷达通过接通/断开电容器组(capacitor bank)或通过不同的实时延迟线选择来执行相移。作为一种通用的开关器件，场效应晶体管(FET)或微机电系统(MEMS)开关被使用。在MEMS开关的情况下，对于紧凑IC电路设计和基于高压的驱动来说，庞大的尺寸可能是一个问题，并且相对较慢的开关速度限制了它的一般应用。因此，使用场效应管开关的移相器通常适用于小型IC电路应用。然而，FET的开关速度限制和高频(超过毫米波)的不良隔离造成了高插入损耗问题和最大应用频率限制。基于电FET的开关也对高功率产生非线性谐波。因此，随着功率需求的增加，FET的尺寸也必须增加，导致匹配网络增加和开关隔离相关的问题。基于电容器组切换的移相器也可能易于出现电容器工艺变化，并且不适于微调相移的分辨率。希望克服这些问题，为射频或毫米波范围的应用提供一种低损耗和高分辨率的调谐移相器。
[0004]在这个背景部分中公开的上述信息仅仅是为了增强对本专利技术背景的理解，因此它可能包含不构成在该国对于本领域普通技术人员已经公知的现有技术的信息。

技术实现思路

[0005]本文公开了用于供应车辆传感器系统的各种固态电磁感测系统和相关控制逻辑、制造这种系统的方法和操作这种系统的方法，以及配备有车载传感器和控制系统的机动车辆。作为示例而非限制，提出了一种具有车载阵列雷达发射器和接收器以及相应控制系统的汽车。
[0006]根据本公开的一个方面，一种雷达阵列包括：用于提供第一可变电压的栅极偏压源、用于提供第二可变电压的背栅极偏压源、以及具有漏极、源极、栅极和背栅阱控制部的
场效应晶体管，该场效应晶体管还被配置为在漏极和源极之间耦合交流雷达信号，并且响应于施加到栅极的第一可变电压和施加到背栅阱控制部的第二可变电压来调整交流雷达信号的相位。
[0007]根据本公开的另一方面，子状态，并且其中场效应晶体管形成在衬底内，并且其中场效应晶体管在漏极和衬底之间具有漏
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体电容，并且其中调节第一可变电压和第二可变电压能修改漏
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体电容。
[0008]根据本公开的另一方面，前置放大器用于调节雷达信号的幅值并将雷达信号耦合到源极。
[0009]根据本公开的另一方面，放大器用于从漏极接收雷达信号，调整雷达信号的幅值，并将雷达信号耦合到雷达天线。
[0010]根据本公开的另一方面，其中雷达阵列包括多个天线，并且其中每个天线耦合到多个移相器中之一。
[0011]根据本公开的另一方面，其中雷达信号是毫米波雷达信号。
[0012]根据本公开的另一方面，在场效应晶体管和衬底之间形成绝缘阱，并且其中绝缘阱具有形成漏极
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衬底电容的一部分的绝缘阱
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衬底电容，并且在背栅阱控制部处施加的第二可变电压能改变绝缘阱
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衬底电容。
[0013]根据本公开的另一方面，其中第二可变电压经由射频扼流电阻器被施加到背栅阱控制部。
[0014]根据本公开的另一方面，一种通过形成在衬底上的场效应晶体管来改变雷达信号的相位的方法包括:在场效应晶体管的源极接收雷达信号，向场效应晶体管的栅极施加第一可变电压，向背栅阱控制部施加第二可变电压，使得雷达信号的相位被调整到期望的相位，以及从场效应晶体管的漏极发送具有期望相位的雷达信号。
[0015]根据本公开的另一方面，其中改变第二可变电压改变了漏极和衬底之间的漏
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体电容。
[0016]根据本公开的另一方面，包括通过前置放大器调整雷达信号的幅值，并将雷达信号耦合到源极。
[0017]根据本公开的另一方面，包括通过放大器调整具有期望相位的雷达信号的幅值，并将雷达信号耦合到雷达天线。
[0018]根据本公开的另一方面，其中场效应晶体管是多个场效应晶体管中的一个，并且其中多个场效应晶体管形成雷达阵列的一部分。
[0019]根据本公开的另一方面，其中雷达信号是毫米波雷达信号。
[0020]根据本公开的另一方面，其中场效应晶体管形成在衬底内形成的绝缘阱上，并且其中绝缘阱具有形成漏极
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衬底电容的一部分的绝缘阱
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衬底电容，并且在背栅阱控制部处施加的第二可变电压能改变绝缘阱
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衬底电容。
[0021]根据本公开的另一方面，其中第二可变电压通过经接通DC偏压源而被施加到背栅阱控制部。
[0022]根据本公开的另一方面，固态雷达阵列包括：第一雷达信号信道和第二雷达信号信道，第一雷达信号信道包括第一天线、第一放大器和第一带通滤波器，第二雷达信号信道包括第二天线、第二放大器、第二带通滤波器和移相器，其中移相器包括具有漏极、源极、栅
极和背栅阱控制部的场效应晶体管，该场效应晶体管被配置为在漏极和源极之间耦合第一交流雷达信号，并且响应于来自施加到栅极的栅极偏压源的第一可变电压和来自施加到背栅阱控制部的背栅极控制源的第二可变电压来调整第一交流雷达信号的相位。
[0023]根据本公开的另一方面，其中第一天线被配置成接收第二交流雷达信号，第二天线被配置成接收第一交流雷达信号，并且其中移相器被配置成调整第一交流雷达信号的相位以匹配第二交流雷达信号的相位。
[0024]根据本公开的另一方面，其中第一天线被配置为转移第二交流雷达信号，第二天线被配置为发送第一交流雷达信号，并且其中移相器被配置为调整第一交流雷达信号的相位以改变固态雷达阵列的方向性。
[0025]根据本公开的另一方面，其中第一放大器、第一带通滤波器；第二放大器、第二带通滤波器和移相器形成为集成电路。
[0026]当结合附图时，从以下优选实施例的详细描述中，本公开的上述优点和其他优点和特征将变得显而本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种雷达阵列，包括:栅极偏压源，被配置为提供第一可变电压；背栅偏压源，被配置为提供第二可变电压；和场效应晶体管，具有漏极、源极、栅极和背栅阱控制部，该场效应晶体管被配置为在漏极和源极之间耦合交流雷达信号，并且响应于施加到栅极的第一可变电压和施加到背栅阱控制部的第二可变电压来调节交流雷达信号的相位。2.根据权利要求1所述的雷达阵列，还包括子状态，并且其中场效应晶体管形成在衬底内，并且其中场效应晶体管在漏极和衬底之间具有漏
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体电容，并且其中调节第一可变电压和第二可变电压能修改漏
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体电容。3.根据权利要求1所述的雷达阵列，还包括前置放大器，所述前置放大器被配置为调节所述交流雷达信号的幅值并将所述交流雷达信号耦合到所述源极。4.根据权利要求1所述的雷达阵列，还包括放大器，所述放大器被配置为从所述漏极接收所述雷达信号，调整所述雷达信号的幅值，并将所述雷达信号耦合到雷达天线。5.根据权利要求1所述的雷达阵列，其中所述雷达阵列包括多个天线，并且其中所述多个天线中的每一个耦...

【专利技术属性】
技术研发人员：J康，A库尔多汉连，M莫克塔里，I比利克，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：