毫米波锁相环系统、毫米波雷达及车辆技术方案

本申请提供了一种毫米波锁相环系统、毫米波雷达及车辆，其中毫米波锁相环系统包括：鉴频鉴相器，用于接收外部的第一输入信号和由分频器反馈的第二输入信号，并进行比较；电荷泵；环路滤波器，用于获取电荷泵充放电过程的电流信号，并将电流信号转换为电压信号；压控振荡器；分频器，与压控振荡器的输出端连接，用于对压控振荡器的输出信号进行分频得到第二输入信号，并反馈给鉴频鉴相器；波形产生器，输入端用于接收外部控制信号，用于根据外部控制信号生成波形产生信号；二倍频器，用于生成线性调频信号。本申请解决了当前毫米波锁相环成本高的问题，兼顾了雷达对时钟以及本振信号的低相位噪声需求，实现了高集成度以及低成本。实现了高集成度以及低成本。实现了高集成度以及低成本。

【技术实现步骤摘要】
毫米波锁相环系统、毫米波雷达及车辆


[0001]本专利技术涉及半导体集成电路
，具体涉及毫米波锁相环系统、毫米波雷达及车辆。

技术介绍

[0002]早期毫米波雷达主要应用于军事领域，随着雷达技术的发展与进步，毫米波雷达传感器开始应用于汽车电子、无人机、智能交通等多个行业中。常见的车载毫米波雷达工作频段为24GHz频段和77Ghz频段。少数国家(如日本等)采用60GHz频段。长期来看，车载毫米波雷达将会统一于77GHz频段(76
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81GHz)，该频段带宽更大、功率水平更高、探测距离更远；相比于24GHz，天线尺寸更小，可以实现较大的带宽，物体分辨准确度提高2
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4倍，测速和测距精确度提高3
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5倍，能检测行人和自行车；且设备体积更小，更便于在车辆上安装和部署。
[0003]77GHz频率范围是全球装配永久认可的权威频段，因此更适用于全球车辆平台。其中76
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77GHz主要用于长距离毫米波雷达，77
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81GHz主要用于中短距离毫米波雷达。中短距离毫米波雷达会成为中距离的主流，且有望全面替代24GHz短距离雷达，取代周期取决于各国工业水平、市场趋势及政策力度。
[0004]当前毫米波锁相环成本高、集成度低，而且无法满足雷达对时钟以及本振信号的低相位噪声需求，限制了毫米波雷达技术的发展。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服上述技术不足，提供一种毫米波锁相环系统、毫米波雷达及车辆，解决现有技术中毫米波锁相环成本高、集成度低，而且无法满足雷达对时钟以及本振信号的低相位噪声需求的技术问题。
[0006]为达到上述技术目的，第一方面，本专利技术的技术方案提供一种毫米波锁相环系统，包括：
[0007]鉴频鉴相器，输入端用于接收外部的第一输入信号和由分频器反馈的第二输入信号，并对所述第一输入信号和所述第二输入信号进行比较，所述鉴频鉴相器用于控制电荷泵的充放电过程；
[0008]电荷泵，输入端与所述鉴频鉴相器的输出端连接；
[0009]环路滤波器，输入端与所述电荷泵的输出端连接，所述环路滤波器用于获取所述电荷泵充放电过程的电流信号，并将所述电流信号转换为电压信号；
[0010]压控振荡器，输入端与所述环路滤波器的输出端连接，所述电压信号用于控制所述压控振荡器的输出频率；
[0011]分频器，与所述压控振荡器的输出端连接，所述分频器用于对所述压控振荡器的输出信号进行分频得到所述第二输入信号，并将所述第二输入信号反馈给所述鉴频鉴相器；
[0012]波形产生器，输入端用于接收外部控制信号，输出端与所述分频器连接，所述波形
产生器用于根据所述外部控制信号生成波形产生信号；
[0013]二倍频器，输入端与所述压控振荡器的输出端连接，所述二倍频器用于对所述压控振荡器的输出信号进行二倍频以生成线性调频信号。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：
[0015]本专利技术提供的毫米波锁相环系统，解决了当前毫米波锁相环成本高的问题，兼顾了雷达对时钟以及本振信号的低相位噪声需求，并使用SiGe工艺合理地进行芯片设计，实现了高集成度以及低成本。本专利技术不需要任何外部元件即可实现锁相环功能，实现高集成度、微小型化设计，应用于数字阵列雷达发射通道波形产生，也可以用于收发通道本振信号，能够实现低相位噪声性能。
[0016]根据本专利技术的一些实施例，通过所述鉴频鉴相器对所述第一输入信号和所述第二输入信号进行相位和频率的比较，若直接频率差与直接相位差均为0，使所述毫米波锁相环系统处于锁定状态。
[0017]根据本专利技术的一些实施例，所述第一输入信号和所述第二输入信号的频率均为50MHz。
[0018]根据本专利技术的一些实施例，所述分频器包括：
[0019]高频预分频器单元，与所述压控振荡器的输出端连接，所述高频预分频器单元用于对所述压控振荡器的输出信号进行高速分频得到高速分频信号；
[0020]可编程分频器单元，与所述高频预分频器单元、所述波形产生器和所述鉴频鉴相器连接，所述可编程分频器单元用于对所述高速分频信号进行低速分频得到所述第二输入信号，并将所述第二输入信号反馈给所述鉴频鉴相器。
[0021]根据本专利技术的一些实施例，所述可编程分频器单元包括：
[0022]数字计数器，通过所述数字计数器改变所述可编程分频器单元的分频比。
[0023]根据本专利技术的一些实施例，所述波形产生器包括：
[0024]线性调频模块，所述线性调频模块通过数字积分方式对波形进行线性调频产生所述波形产生信号。
[0025]根据本专利技术的一些实施例，所述压控振荡器为电感电容压控振荡器。
[0026]根据本专利技术的一些实施例，所述电荷泵设置有档位调节装置，所述档位调节装置用于调节所述电荷泵的充放电速度
[0027]第二方面，本专利技术提供了一种毫米波雷达，包括如第一方面中任意一项所述的毫米波锁相环系统。
[0028]第三方面，本专利技术提供了一种车辆，包括如第二方面所述的毫米波雷达。
[0029]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0030]本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中摘要附图要与说明书附图的其中一幅完全一致：
[0031]图1为本专利技术一个实施例提供的毫米波锁相环系统的示意图。
具体实施方式
[0032]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0033]需要说明的是，虽然在系统示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于系统中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
[0034]本专利技术提供了一种毫米波锁相环系统，解决了当前毫米波锁相环成本高的问题，兼顾了雷达对时钟以及本振信号的低相位噪声需求，并使用SiGe工艺合理地进行芯片设计，实现了高集成度以及低成本。本专利技术不需要任何外部元件即可实现锁相环功能，实现高集成度、微小型化设计，应用于数字阵列雷达发射通道波形产生，也可以用于收发通道本振信号，能够实现低相位噪声性能。
[0035]下面结合附图，对本专利技术实施例作进一步阐述。
[0036]参照图1，图1为本专利技术一个实施例提供的毫米波锁相环系统的示意图。
[0037]在一实施例中，毫米波锁相环系统包括：鉴频鉴相器，输入端用于接收外部的第一输入信号和由分频器反馈的第二输入信号，并对第一输入信号和第二输入信号进行比本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种毫米波锁相环系统，其特征在于，包括：鉴频鉴相器，输入端用于接收外部的第一输入信号和由分频器反馈的第二输入信号，并对所述第一输入信号和所述第二输入信号进行比较，所述鉴频鉴相器用于控制电荷泵的充放电过程；电荷泵，输入端与所述鉴频鉴相器的输出端连接；环路滤波器，输入端与所述电荷泵的输出端连接，所述环路滤波器用于获取所述电荷泵充放电过程的电流信号，并将所述电流信号转换为电压信号；压控振荡器，输入端与所述环路滤波器的输出端连接，所述电压信号用于控制所述压控振荡器的输出频率；分频器，与所述压控振荡器的输出端连接，所述分频器用于对所述压控振荡器的输出信号进行分频得到所述第二输入信号，并将所述第二输入信号反馈给所述鉴频鉴相器；波形产生器，输入端用于接收外部控制信号，输出端与所述分频器连接，所述波形产生器用于根据所述外部控制信号生成波形产生信号；二倍频器，输入端与所述压控振荡器的输出端连接，所述二倍频器用于对所述压控振荡器的输出信号进行二倍频以生成线性调频信号。2.根据权利要求1所述的毫米波锁相环系统，其特征在于，通过所述鉴频鉴相器对所述第一输入信号和所述第二输入信号进行相位和频率的比较，若直接频率差与直接相位差均为0，使所述毫米波锁相环系统处于锁定状态。3.根据权利要求1或2所述的毫米波锁相环系统，其特征在于，所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨洋，王嘉祥，李刚伟，李直，
申请(专利权)人：航天南湖电子信息技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：