射频反相器、传输线移相器、系统、芯片及雷达传感器技术方案

本申请提供一种射频反相器、传输线移相器、系统、芯片及雷达传感器。其中，该射频反相器包括以同一对称轴均对称布置的电感电路和第一相位调节电路，其中：所述电感电路，包括单端信号接口和差分信号接口；所述第一相位调节电路，包含两个受控开关，每一受控开关连接在地线与所述单端信号接口中的地端之间，以使所述电感电路将所接收的射频信号进行同相或反相移相。如此提供了版图完全对称的电路结构，有效降低同相和反相移相时的相位误差。有效降低同相和反相移相时的相位误差。有效降低同相和反相移相时的相位误差。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】射频反相器、传输线移相器、系统、芯片及雷达传感器


[0001]本申请涉及射频移相
，具体而言，涉及一种射频反相器、传输线移相器、系统、芯片及雷达传感器。

技术介绍

[0002]在很多无线应用中，特别是无线通信和雷达传感器领域，射频电路中具备相位控制能力能够大幅提高信息容量、抗干扰能力、或者提高探测/通信的方向性。
[0003]为此，在射频电路中接入移相器，以使得终端器件具备相控能力。移相器的移相准确度、移相精度、校准复杂度及其校准时长、带宽等影响因素，使得移相器成为很多射频电路整体性能的瓶颈。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的不足，本申请提供一种射频反相器、传输线移相器、系统、芯片及雷达传感器，该射频反射器提供了版图完全对称的电路结构，有效降低同相和反相移相时的相位误差。
[0005]根据本申请的第一方面，提出一种射频反相器，其包括以同一对称轴均对称布置的电感电路和第一相位调节电路，其中：所述电感电路，包括单端信号接口和差分信号接口；所述第一相位调节电路，包含两个受控开关，每一受控开关连接在地线与所述单端信号接口中的地端之间，以使所述电感电路将所接收的射频信号进行同相或反相移相。
[0006]根据本申请的第二方面，提出一种移相系统，其包括传输线移相器和如第一方面所述的射频反相器，其中：所述传输线移相器包括单端传输线移相器，所述单端传输线移相器连接所述射频反相器的单端信号接口；或者所述传输线移相器包括差分传输线移相器，所述差分传输线移相器连接所述射频反相器的差分信号接口。
[0007]根据本申请的第三方面提出一种射频芯片，其包括：如第二方面所述的移相系统。
[0008]根据本申请的第四方面，提出一种雷达传感器，包括：发射天线，用于将输入射频发射信号以探测信号波辐射至自由空间；接收天线，用于将所探测的回波信号波转为射频接收信号；其中，所述回波信号波为所述探测信号波经物体反射而形成的；如第三方面所述的射频芯片，耦接于所述发射天线和接收天线，用于将带有移相的射频发射信号输出至所述发射天线，以及将所述射频接收信号转为基带数字信号，以供对所述物体进行测量。
[0009]根据本申请的第五方面，提出一种设备，包括：如前所示的雷达传感器，或所述的射频芯片；设备本体，以装配所述雷达传感器或射频芯片。
[0010]本申请提供的包含射频反相器和传输线移相器的移相系统，一方面利用版图完全对称的反相器来提供高精准度的同相和反相移相；另一方面利用传输线移相器，实现移相步进一致性好、移相准确度高的目的。从而整体提升移相系统的移相能力。
[0011]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。
附图说明
[0012]通过参照附图详细描述其示例实施例，本申请的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，而不是对本申请的限制。
[0013]图1a和1b分别示出一示例性实施例的传输线移相单元的原理示意图；
[0014]图2示出一示例性实施例的传输线移相单元的结构示意图；
[0015]图3示出一示例性实施例的传输线移相单元的结构示意图；
[0016]图4示出一示例性实施例的传输线移相单元的结构示意图；
[0017]图5a和图5b分别示出一示例性实施例的传输线移相器的结构示意图；
[0018]图6示出一示例性实施例的射频反相器的结构示意图；
[0019]图7a、7b、7c、7d分别示出一示例性实施例的射频反相器的信号传输示意图；
[0020]图8a和8b分别示出一示例性实施例的移相系统的结构示意图；
[0021]图9a和9b分别示出一示例性实施例的传输线移相器的结构示意图；
[0022]图10a和10b分别示出一示例性实施例的传输线移相器的结构示意图；
[0023]图11为移相系统的结构示意图；
[0024]图12a和12b示出一示例性实施例的校准电路的工作状态示意图；
[0025]图13示出一示例性实施例的射频芯片的结构示意图。
具体实施方式
[0026]现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施例；相反，提供这些实施例使得本申请将全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。
[0027]所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有这些特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方式、组元、材料、装置等。
[0028]附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
[0029]本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
[0030]本领域技术人员可以理解，附图只是示例实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本申请所必须的，因此不能用于限制本申请的保护范围。
[0031]以包含移相器的雷达传感器为例，按照雷达传感器中所配置的工作模式，移相器将本振信号(又称LO信号)进行移相处理，并通过发射天线转换成探测信号波辐射到自由空间；当发射天线所辐射的探测信号波经物体反射而形成回波信号波时，接收天线将所述回波信号波转换为射频接收信号，该射频接收信号经本振信号混频后，输出基带信号，该基带信号由于携带有移相器所提供的移相信息，因此，有利于雷达传感器的信号处理器准确地
从基带信号中提取出对该物体的物理上的相对测量值。
[0032]在一些雷达传感器示例中，其中的移相器采用IQ移相器，即移相器将输入射频信号转成同相信号和正交信号，通过移相控制信号来调节同相信号和正交信号的幅值，并利用矢量合成来得到任意移相的射频信号。然而，一方面，IQ移相器为有源器件，使得其在PVD发生变化时，难于稳定；另一方面，IQ移相器具有明显的非理性特性，导致其需要采用单点校准，例如，对预设的移相点逐个地进行校准，可预测地，该校准复杂度和时长限制了雷达传感器的工作效率。
[0033]本申请提供一种传输线移相器。所述传输线移相器包含至少一个传输线移相单元。传输线移相单元包含多组传输线(可含地线，也可不含地线)和多个相位调节电路。不同组传输线上射频电流的闭合路径长度不同，因此等效电感不同。一部分相位调节电路连接于多组传输线之间，或传输线与地线之间，用于将信号在不同传输线上、或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种射频反相器，其特征在于，包括以同一对称轴均对称布置的电感电路和第一相位调节电路，其中：所述电感电路，包括单端信号接口和差分信号接口；所述第一相位调节电路，包含两个受控开关，每一受控开关连接在地线与所述单端信号接口中的地端之间，以使所述电感电路将所接收的射频信号进行同相或反相移相。2.如权利要求1所述的射频反相器，其特征在于，所述电感电路包括：沿抽头线轴对称的第一电感，其中，所述抽头线连接所述单端信号接口中的单端信号端；与所述第一电感耦合的第二电感，沿所述抽头线轴对称，连接所述差分信号接口。3.如权利要求1所述的射频反相器，其特征在于，所述单端信号接口为信号输入接口，所述差分信号接口为信号输出接口；或者所述单端信号接口为信号输出接口，所述差分信号接口为信号输入接口。4.一种移相系统，其特征在于，包括传输线移相器和如权利要求1
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3中任一所述的射频反相器，其中：所述传输线移相器包括单端传输线移相器，所述单端传输线移相器连接所述射频反相器的单端信号接口；或者所述传输线移相器包括差分传输线移相器，所述差分传输线移相器连接所述射频反相器的差分信号接口。5.如权利要求4所述的移相系统，其特征在于，所述单端信号接口与所述单端传输线移相器中的一组传输线中的一对地线连接，且与另一组传输线中的一对地线物理隔离；所述差分信号接口与所述差分传输线移相器中的一对差分传输线连接，且与另一对差分传输线隔离。6.如权利要求4所述的移相系统，其特征在于，所述差分传输线移相器包括至少一个差分传输线移相单元；所述差分传输线移相单元包括：第一对差分传输线、第二对差分传输线和第二相位调节电路；所述第二相位调节电路，与所述第一对差分传输线和第二对差分传输线耦接，根据所接收的相应移相控制信号，调节所述差分传输线移相单元的容性参数和/或感性参数，以能够按照第一相位或第二相位移相射频信号。7.如权利要求6所述的移相系统，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘韬，刘正东，周文婷，陈嘉澍，
申请(专利权)人：加特兰微电子科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：