毫米波雷达前端芯片关键技术探讨

毫米波雷达的距离分辨率和最大可工作距离通常受雷达射频信号带宽和发射功率的限制,具有宽工作带宽、高输出功率、高灵敏度、高精度相位控制的毫米波雷达芯片是实现高性能毫米波雷达系统的关键.毫米波雷达芯片的设计难点主要集中在阻抗匹配、噪声降低、功率提升、相位控制等方面.因此,该文针对毫米波雷达前端芯片设计难点的关键解决技术进行探...     

基于AD9914的新型全数字宽带毫米波相参信号源设计

为满足宽带毫米波雷达对信号源的较高需求,设计了一种适用于宽带毫米波相参雷达的任意波形产生器。该信号源的核心器件为ADI公司最新的AD9914芯片,控制芯片为常用的Spartan3 FGPA芯片。该信号源能产生简单脉冲信号,幅度、相位、频率调制信号和线性调频信号等。测试了信号源的相参性,同时验证了信号的脉压性能,测试结果表明,该信号源具有很好的频率稳定性和相参性能,在加海明窗的情况下,脉冲压缩的副瓣可达-44 d B。经上变频,可输出带宽为800 MHz,中心频率为34.15 GHz的毫米波信号。     

应用于智能驾驶的77GHz毫米波汽车雷达收发机芯片

针对未来智能驾驶和无人驾驶对毫米波传感器多模式、多场景感知需求,设计并实现了一种77GHz多模毫米波雷达收发机芯片。芯片采用65nm CMOS工艺,集成了3路雷达发射机和4路接收机、调频连续波（FMCW）波形发生器、模数转换器以及高速数据接口等电路。利用交叉耦合中和电容技术提升了CMOS工艺上毫米波低噪声放大器、毫米波片上功放等电路性能,采用两点调制锁相环技术提升了FMCW信号带宽和调制速率。收发机的发射功率、波形样式、接收增益和带宽等参数具有较好的可配置性,满足未来多模式、小型化和低成本汽车雷达传感器需求。芯片测试结果显示,在76～81GHz频率范围内,接收机实现50dB的增益控制,最小噪声系数11dB,FMCW信号调频带宽达4.2GHz,调制速率达233MHz/μs,线性度优于0.1%,－45～+125℃全温范围内发射机典型输出功率大于13dBm。     

宽带毫米波矢量调制器MMIC 设计

矢量调制器由于在毫米波频段内具有的多级幅度和360^o相位控制的特点,在毫米波直接载波调制和相控阵雷达系统应用中具有十分重要的作用。文中采用平衡式矢量调制器结构,对影响该调制器宽带平衡响应的关键参数进行了分析。通过研究Lange 耦合器的耦合系数和均效应管开关管的尺寸对宽带平衡性能的影响,提出了一种宽带矢量调制器的设计方法。基于该设计方法,采用单片电路的实现方式,利用商用砷化镓70 nm mHEMT 工艺设计了一款工作在40 GHz ~80 GHz 的宽带毫米波矢量调制器微波单片集成电路。结果表明:在整个40 GHz 的带宽范围内,所设计的矢量调制器具有优于正负4^o的相位偏差和优于正负0. 4 dB 的幅度偏差。     

效应实验用的Ka波段正交解调接收机的研制

针对毫米波雷达的复杂电磁环境效应实验研究需求,采用超外差和模拟零中频变频级联的结构,研制了一套Ka波段正交解调接收机。该接收机由低噪声放大器、混频器、中频放大器、正交相位检波器等部分组成。测试表明:该接收机具有大于256 MHz的工作带宽,在整个工作频带内具有1 MHz的瞬时正交解调带宽,可用于开展复杂电磁环境对毫米波雷达接收信号链路影响效应实验的研究。     

77GHz毫米波汽车防撞雷达抗干扰射频编码方法

随着77GHz车载毫米波雷达的大范围使用,随之而来的是雷达相互间的干扰问题。雷达射频编码是重要的抗干扰手段,根据车载毫米波雷达的工作特点,提出了一种射频编码方式来解决雷达相互干扰问题。该编码方式基于毫米波射频芯片的二相调制功能,在发射时对每个周期的相位进行二相编码,在接收时按照已知的规则对信号解码,以此来达到抑制干扰的目的。具体的编码规则不但能对雷达进行序号设定,还预留了车联网扩展应用空间,为将来实现联网通信、交通管理控制、安全急救等扩展应用打好基础。     

美国TRW公司率先研制出毫米波芯片雷达

<正>据《Microwave＆RF》1991年7月报道,美国TRW公司设计制造了在一个芯片上组成的毫米波雷达.这种器件是工作在40GHz的FMCW(调频连续波)雷达收发组件,芯片尺寸为4.35×7.00mm.该公司宣布这是首枚功能最多的毫米波芯片雷达,它有可能代替目前应用于灵巧武器中的微波混合集成电路雷达.     

毫米波相控阵雷达及其应用发展

概述了毫米波相控阵雷达的特点,介绍了电扫原理和主要毫米波电扫技术,以及相位控制扫描和多种移相器技术。针对毫米波相控阵雷达的特点,叙述了其主要应用领域,结合雷达和半导体技术对毫米波相控阵雷达的发展进行了展望。     

D频段雷达传感器测距装置

针对其他各类传感器在极限条件下测距的局限性及微波雷达的全天候工作特点,提出了一种基于调频连续波(FMCW)工作方式的低功耗雷达测距装置。该装置功耗为500 mW,以120 GHz毫米波雷达传感器芯片为核心,使用STM32芯片进行控制及信号处理,基于ADF4169芯片完成所需的调频源输出。在对弱差频信号作滤波、放大、采集及频域处理后,通过上位机进行距离显示。实验结果表明:在1.5 m的单目标距离测试范围内,测距精度为3 cm。该系统的研究对推进D频段雷达传感器的实际应用具有重要价值。     

毫米波有源干扰技术

根据毫米波雷达的特点，对毫米波雷达实施有源干扰的可行性进行了分析.提出了实施有源干扰的一些方法和技术.介绍了毫米波有源干扰机设计中的一些关键技术难点，提出了解决方法。