一种雷达传感器系统结构的制作方法

1.本实用新型涉及电子设备、电子器件技术领域，尤其为一种涉及射频、微波、毫米波的一种雷达传感器系统结构。


背景技术：

2.雷达作为一种无线探测物体距离、速度等信息的传感器技术，应用领域十分广阔。伴随着半导体技术的发展，高集成度射频、微波甚至毫米波的雷达传感器芯片成本日趋下降，因而应用场景不断增加，且有不断侵占低成本红外传感、超声传感等技术的应用领域的趋势。除了不断提高雷达系统的集成度外，优化雷达传感器的系统结构，也可有效地增强雷达传感器的竞争力。
3.在传统的雷达传感器射频前端系统结构中，混频器输出的中频信号的频率受到雷达探测器与被测量物体距离和相对速度的影响，因而对于短距离、低载波频率的雷达系统，中频信号往往很低，甚至非常接近直流信号，这样的中频信号很容易受到低频噪声的影响，因而信噪比较差，给后级模拟信号处理带来较大难度。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于：提供一种新的雷达传感器系统结构，通过对混频器输出的中频信号进行采样保持处理，将有用信号频率提升至与采样保持电路时钟频率相当的频率点，可有效规避低频噪声的影响，同时减轻后级信号处理的难度和复杂度。
5.本实用新型通过如下技术方案实现：雷达传感器系统结构，其特征在于：包括
6.信号生成模块，用于产生雷达信号波；
7.信号分配模块，与信号生成模块连接，用于将产生的雷达信号波分送给发射链路和接收链路，且作为接收链路的本振信号；
8.差分信号放大模块，与信号分配模块连接，用于将发射链路的雷达信号波进行多级放大；
9.单端信号转化模块，与差分信号放大模块连接，用于经多级放大的发射链路的雷达信号波转化为单端信号，该单端信号作为发射通道的输出去驱动发射天线；
10.i/q信号转化模块，与信号分配模块连接，将接收链路的本振信号转化为具体的i路信号以及q路信号；
11.单端信号放大模块，用于将从接收天线接收的单端信号进行放大并转化为差分信号；
12.混频模块，与i/q信号转化模块以及单端信号放大模块连接，用于接收单端信号放大模块的差分信号与i路信号以及q路信号，并将差分信号分别与i 路信号和q路信号进行混合得到i路中频信号和q路中频信号；
13.采样保持模块，将混频模块产生的i路中频信号和q路中频信号进行采样保持处理，将反应雷达探测的物体信息的中频信号频率转化为采样保持模块的时钟信号频率。
14.较之前技术而言，本实用新型的有益效果为：
15.1、用采样保持电路对混频后的雷达信号进行调制，将携带雷达探测信息的中频信号频率转换至采样保持电路的时钟信号频率，由于中频信号极低，甚至接近直流，因而易受低频噪声的影响，而时钟频率往往大于中频信号频率，可避开低频噪声的干扰，从而减轻后级信号处理电路的难度和复杂度。
附图说明
16.图1为可产生调频连续波信号的频率综合器架构图。
具体实施方式
17.下面结合附图说明对本实用新型做详细说明：
18.如图1所示：一种雷达传感器系统结构，包括
19.信号生成模块，用于产生雷达信号波；
20.信号分配模块，与信号生成模块连接，用于将产生的雷达信号波分送给发射链路和接收链路，且作为接收链路的本振信号；
21.差分信号放大模块，与信号分配模块连接，用于将发射链路的雷达信号波进行多级放大；
22.单端信号转化模块，与差分信号放大模块连接，用于经多级放大的发射链路的雷达信号波(差分信号)转化为单端信号，该单端信号作为发射通道的输出去驱动发射天线；
23.i/q信号转化模块，与信号分配模块连接，将接收链路的本振信号转化为具体的i路信号以及q路信号；
24.单端信号放大模块，用于将从接收天线接收的单端信号进行放大并转化为差分信号；
25.混频模块，与i/q信号转化模块以及单端信号放大模块连接，用于接收单端信号放大模块的差分信号与i路信号以及q路信号，并将差分信号分别与i 路信号和q路信号进行混合得到i路中频信号和q路中频信号；
26.采样保持模块，将混频模块产生的i路中频信号和q路中频信号进行采样保持处理，将反应雷达探测的物体信息的中频信号频率转化为采样保持模块的时钟信号频率。
27.所述信号生成模块为压控振荡器。信号生成模块还包括波形发生器或锁相环；所述波形发生器或锁相环与压控振荡器连接，使压控振荡器能够产生多种雷达信号波，所述雷达信号波包括但不限于三角波形、锯齿波形、脉冲波形、固定频率信号波。
28.信号分配模块为功率分配器。
29.差分信号放大模块包括功率放大器驱动器以及功率放大器，功率放大器驱动器与信号分配模块连接，功率放大器驱动器接收发射链路的雷达信号波，发射链路的雷达信号波经过功率放大器驱动器和功率放大器多级放大。
30.单端信号转化模块为片上变压器。
31.所述i/q信号转化模块为正交信号发生器，正交信号发生器与信号分配模块连接，将接收链路的雷达信号波转化为具体的i路信号以及q路信号，其中， i路信号的相位为0和180度，q路信号为相位为90和270度。
32.所述单端信号放大模块为低噪声放大器。
33.混频模块为双平衡混频器。
34.所述采样保持模块为采样保持电路。
35.本实用新型的整体原理如下：主要采用压控振荡器(vco)作为信号源，且压控振荡器(vco)在波形发生器或锁相环(ramp generator&pll)的作用下，可产生多种雷达信号波，如三角波形、锯齿波形、脉冲波形、固定频率信号波等。压控振荡器(vco)产生的信号经过一个功率分配器(power splitter)后，分成两路信号，一路信号被输送到功率放大器驱动器(pa driver)端，经过功率放大器驱动器和功率放大器(pa)等多级放大后，采用片上变压器 (transformer)将功率放大器输出端的差分信号转换成单端信号，并作为发射通道的输出去驱动发射天线；另一路信号被送至正交信号发生器(i/q generator)并产生i路信号(相位为0和180度)和q路信号(相位为90和 270度)，该两路i/q信号将作为双平衡混频器(double balance mixer)的本振信号(lo)。在接收端信号链路上，接收天线检测到被物体反射回来的雷达信号，并将检测到的单端信号发送至低噪声放大器(lna)的输入端，由低噪声放大器负责将信号放大并转换成差分信号；双平衡混频器(double balance mixer) 将lna送过来的射频信号和vco送过来的i/q本振信号相混频后经过滤波得到i 路和q路中频信号。i路和q路中频信号再经过采样保持(sampling&hold) 电路后作为整个雷达收发机系统的输出信号供后级电路进行信号处理。图1中 antenna tx、antenna rx等均为常见名称，例如antenna tx天线输出端、antennatx天线输入端。
36.本实用新型所提的雷达收发机系统结构中各个电路模块均可视为实现该模块电路功能的所有可能的电路结构，包括有源结构、无源结构等。在本实用新型所提的收发机系统结构上增加一些功能性的电路模块，如目标检测、目标移动方向探测、温度传感器、通用spi接口等电路模块，也均在本专利的保护范围之内。
37.尽管本实用新型采用具体实施例及其替代方式对本实用新型进行示意和说明，但应当理解，只要不背离本实用新型的精神范围内的各种变化和修改均可实施。因此，应当理解除了受随附的权利要求及其等同条件的限制外，本实用新型不受任何意义上的限制。