一种制造技术

本发明专利技术公开了一种

【技术实现步骤摘要】
一种ka频段高隔离度FMCW雷达射频前端结构


[0001]本专利技术涉及连续波雷达领域，具体是一种
ka
频段高隔离度
FMCW
雷达射频前端结构
。

技术介绍

[0002]对于
FMCW
雷达来说，
TX
和
RX
隔离度是衡量系统性能的一个重要的技术指标，目前，常见的几种增加收发天线隔离度的方法主要有：增大收发天线之间的距离，使用隔离板隔离，贴吸波材料等方法，这些方法都会增大雷达的尺寸，不利于雷达整机的小型化
。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于针对上述存在的问题和不足，提供一种
ka
频段高隔离度
FMCW
雷达射频前端结构，提升了整体的工作效率
。
[0004]本专利技术所解决的技术问题为：
[0005](1)
如何在不扩大雷达尺寸的前提下增加收发隔离度；
[0006](2)
如何提高射频收发天线的收发隔离度
。
[0007]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种
ka
频段高隔离度
FMCW
雷达射频前端结构，包括
PCB
板，
PCB
板上安装有射频前端电路和电源电路，射频前端电路包括
TX
天线
、
金属接地块
、
射频收发芯片
、RX
天线
、
中频处理电路以及三角波信号调制电路，射频收发芯片安装在
PCB
板的上表面中心处，
TX
天线安装在
PCB
板的上表面靠近射频收发芯片的一侧，
RX
天线安装在
PCB
板的上表面靠近射频收发芯片的另一侧，
PCB
板上靠近边缘处以及靠近
TX
天线
、
金属接地块
、
射频收发芯片以及
RX
天线的周围均开设有若干个接地过孔，射频收发芯片通过电源电路供电，
TX
天线以及
RX
天线均通过射频收发芯片馈电
。
[0008]作为专利技术进一步的方案，射频收发芯片包括发射通道电路
、
接收通道电路和
VT
电压输入电路，射频收发芯片通过发射通道电路与
TX
天线电性连接，射频收发芯片通过接收通道电路与
RX
天线电性连接，射频收发芯片通过
VT
电压输入电路与三角波信号调制电路电性连接
。
[0009]作为专利技术进一步的方案，射频收发芯片包括
SPI
通信接口和射频芯片寄存器，中频处理电路内设有运放器，
SPI
通信接口与射频芯片寄存器信号连接
。
[0010]作为专利技术进一步的方案，
TX
天线和
RX
天线的尺寸和形状相同，
TX
天线和
RX
天线分别设有四个辐射贴片单元，相邻的辐射贴片单元的间距为半个波长
。
[0011]作为专利技术进一步的方案，电源电路包括若干个
LDO
芯片
。
[0012]作为专利技术进一步的方案，
PCB
板设有四层，
PCB
板各层由上至下依次分别为
TOP
层
、GND
层
、POWER
层和
BOTTOM
层，
TOP
层和
BOTTOM
层通过接地过孔相连通
。
[0013]作为专利技术进一步的方案，
TX
天线
、
金属接地块
、
射频收发芯片和
RX
天线安装在
TOP
层，电源电路
、
中频处理电路和三角波信号调制电路均设置在
BOTTOM
层
。
[0014]作为专利技术进一步的方案，
TOP
层的介质材料为
Rogers3003
，
TOP
层的介电常数为
3.0
，
BOTTOM
层的材料为
FR4。
[0015]作为专利技术进一步的方案，接地过孔在
PCB
板的边缘处以环形阵列进行分布设置，接地过孔在
PCB
板的边缘处以环形阵列进行分布设置，其中一部分的接地过孔以椭圆环形阵列分布，另一部分的接地过孔以正圆环形阵列分布
。
[0016]本专利技术的有益效果：
[0017](1)
工作时，通过使
TX
天线和
RX
天线各自辐射方向的最弱指向相对，来提高二者之间的隔离度，避免增加结构导致外形尺寸增加，通过设置接地过孔，进一步地提高
TX
天线和
RX
天线的隔离度，同时进一步地压缩
PCB
板的外形尺寸，使得本装置能够在极限的小尺寸结构中获得较高的隔离度，有利于雷达整机体积的小型化；
[0018](2)
工作时，三角波信号调制电路不断产生三角波调制信号，射频收发芯片通过
VT
电压输入电路接收到三角波调制信号后，射频收发芯片产生发射信号，射频收发芯片通过发射通道电路将发射信号输入
TX
天线，
TX
天线将发射信号向外辐射，碰到目标物后产生回波电磁信号，
RX
天线接收回波电磁信号，
RX
天线将回波电磁信号通过接收通道电路输入射频收发芯片，通过射频收发芯片对回波电磁信号进行处理，射频收发芯片产生中频信号，从而完成对目标物的探测，通过射频收发芯片将
TX
天线和
RX
天线分隔，同时通过对
TX
天线和
RX
天线辐射的最弱方向同时指向射频收发芯片，从而提高
TX
天线和
RX
天线之间的隔离度，并缩短整体尺寸，并压缩工作周期，提高工作效率；
[0019](3)
工作时，根据性能需求，通过
SPI
通信接口对射频芯片寄存器所存储的数值进行更改，射频收发芯片根据射频芯片寄存器的数值并结合回波电磁信号生成差分中频信号，随后通过中频处理电路的运放器将该差分中频信号由差分信号转为单端信号，再通过中频处理电路输出，从而完成工作流程，并输出准确的中频信号，通过接地过孔的分布对
PCB
板的电流分布进行控制，从而改善收发隔离度，当频率为
33
～
36GHz
时，雷达射频前端收发隔离度均在
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种
ka
频段高隔离度
FMCW
雷达射频前端结构，其特征在于，包括
PCB
板
(7)
，
PCB
板
(7)
上安装有射频前端电路和电源电路，射频前端电路包括
TX
天线
(1)、
金属接地块
(2)、
射频收发芯片
(3)、RX
天线
(4)、
中频处理电路
(11)
以及三角波信号调制电路
(15)
，所述射频收发芯片
(3)
安装在
PCB
板
(7)
的上表面中心处，所述
TX
天线
(1)
安装在
PCB
板
(7)
的上表面靠近射频收发芯片
(3)
的一侧，所述
RX
天线
(4)
安装在
PCB
板
(7)
的上表面靠近射频收发芯片
(3)
的另一侧，所述
PCB
板
(7)
上靠近边缘处以及靠近
TX
天线
(1)、
金属接地块
(2)、
射频收发芯片
(3)
以及
RX
天线
(4)
的周围均开设有若干个接地过孔
(5)
，所述射频收发芯片
(3)
通过电源电路供电，
TX
天线
(1)
以及
RX
天线
(4)
均通过射频收发芯片
(3)
馈电
。2.
根据权利要求1所述的一种
ka
频段高隔离度
FMCW
雷达射频前端结构，其特征在于，所述射频收发芯片
(3)
包括发射通道电路
、
接收通道电路和
VT
电压输入电路，所述射频收发芯片
(3)
通过发射通道电路与
TX
天线
(1)
电性连接，所述射频收发芯片
(3)
通过接收通道电路与
RX
天线
(4)
电性连接，所述射频收发芯片
(3)
通过
VT
电压输入电路与三角波信号调制电路
(15)
电性连接
。3.
根据权利要求1所述的一种
ka
频段高隔离度
FMCW
雷达射频前端结构，其特征在于，所述射频收发芯片
(3)
包括
SPI
通信接口
(8)
和射频芯片寄存器
(9)
，中频处理电路
(11)
内设有运放器
(10)
，所述
SPI
通信接口
(8)
与射频芯片寄存器
(9)
信号连接<...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘程鹏，李武刚，
申请(专利权)人：湖南迈克森伟电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：