硅基77 GHz汽车雷达收发芯片研究综述

综合评述了硅基77 GHz汽车雷达收发芯片的技术背景、研究现状以及面临的挑战。首先,介绍了毫米波汽车雷达的频谱划分、制作工艺和雷达体制选择。在此基础上,总结分析了近十年汽车雷达收发芯片领域的技术演进和发展趋势,分别介绍了SiGe工艺和CMOS工艺下77 GHz雷达收发芯片以及最新毫米波电路技术。最后,提出了毫米波汽车雷达芯片所面临的挑战。     

CMOS毫米波亚毫米波集成电路研究进展

近年来,随着工艺的不断进步,硅基集成电路已突破了仅适用于数字电路和低频模拟电路的传统观念,迅速拓展到毫米波甚至亚毫米波频段.在未来10年内,硅基工艺将具备覆盖毫米波频段的能力,并在部分器件与系统上实现到亚毫米波频段或太赫兹的跨越.我国在该领域起步稍晚,但在国家重点基础研究发展计划("973"计划)、国家高技术研究发展计划("863"计划)和自然科学基金等的支持下,已快速开展研究并取得进展.文中概要介绍了国际上在硅基毫米波亚毫米波集成电路与系统方面的研究背景和我国特别是东南大学毫米波国家重点实验室在CMOS毫米波亚毫米波集成电路方面的最新研究进展.     

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讨和综述.     

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...     

硅基太赫兹技术及未来趋势

不同于传统的太赫兹组件,基于硅基的太赫兹系统在大规模使用情况下具有成本低,尺寸小,集成度高,操作性强,更容易实现大阵列等特点。近10年来,随着硅基半导体技术的快速发展和硅基工艺晶体管的截止频率提升,硅基太赫兹系统芯片的设计发展迅猛。本文将主要从硅基太赫兹源、硅基太赫兹成像芯片、硅基太赫兹通信芯片、硅基太赫兹雷达芯片四个方面对当前的硅基太赫兹系统芯片的研究现状和发展趋势进行综述。     

毫米波雷达的应用及发展

随着毫米波技术的应用,毫米波频率的雷达也得到了更深的研究和发展,毫米波雷达具有导引精度高、抗干扰能力强、多普勒分辨率高、等离子体穿透能力强等特点;因此其广泛的用于末制导、引信、工业、医疗等方面．评述了毫米波雷达的优缺点,以及它的应用,详细阐述了军用毫米波雷达发展的新技术和新方法。     

毫米波片上雷达技术研究进展

硅微电子技术的进步推动着雷达技术向着毫米波频段片上方向发展。片上雷达优良的性能和小型化优势使其在汽车及其他新领域获得越来越广泛的应用。阐述了基于SiGe BiCMOS和CMOS技术研制的几种主流硅毫米波片上雷达的电路结构、无源元件和封装技术,分析了其发展情况和面临的挑战,指出了片上毫米波雷达技术和应用的发展趋势。     

毫米波硅基SiP模块设计

设计了一款采用硅基板作为载体的毫米波上变频微系统系统级封装(System in Package, SiP)模块。该模块利用类同轴硅通孔(Through-Silicon-Via, TSV)结构解决了毫米波频段信号在转接板层间低损耗垂直传输的问题。该结构整体采用四层硅基板封装,并在封装完成后对硅基射频SiP模块进行了测试。测试结果显示,在工作频段29～31 GHz之间,其增益大于27 dB,端口驻波小于1.4,且带外杂散抑制大于55 dB。该毫米波硅基SiP模块具有结构简单、集成度高、射频性能良好等优点,其体积不到传统二维集成结构的5%,实现了毫米波频段模块的微系统化,可广泛运用于射频微系统。     

毫米波介质软波导初探

众所周知,毫米波技术在雷达、热核反应、导弹末制导、遥感和星际研究等领域有着广泛的应用,而毫米波传输线又是毫米波技术的一个重要方面。毫米波介质软波导就是适应这种发展而提出的一种新型传输线。在厘米波段,柔软波导通常是采用壁轧制成的波纹状矩形金属管,外部加橡胶层保护,但毫米波波段基模波导的尺寸越来越小时,采取这一工艺很困难,该结构的损耗也很大。新近发展的介质软波导     

基于毫米波雷达的生命特征信号探测技术研究

生命特征信号探测旨在对人体信号中含有呼吸、心跳等特征参数进行检测和提取,是监测人体生命健康的重要方法之一,在信号处理、医学工程等领域均有广泛的应用。本文对基于毫米波雷达的生命特征信号探测技术进行系统综述,从提取信号的角度出发,综述了将毫米波雷达技术引入生命特征信号探测领域之后的研究成果。首先,从毫米波雷达体制方面对现存雷达技术进行了论述。然后,简要介绍了对称三角波调制方法对生命信号进行检测,考虑到将检测到的生命信号进行特征分离,总结了三种弱信号提取算法并进行对比,重点分析了小波变换和经验模态分解两种方法的研究现状。最后,本文分析了毫米波雷达在生命信号探测领域存在的问题,并对今后可能的研究趋势进行了展望。     

浅谈毫米波雷达研究及其应用

随着技术发展,毫米波器件、毫米波集成电路日趋成熟,毫米波雷达在国内外得到了深入的研究和应用。本文分析了毫米波的波段特性,对毫米波雷达的研究及其应用进行了介绍。     

基于毫米波雷达的人体生命体征感知方法

文中旨在探讨基于毫米波雷达技术的人体生命体征感知方法。毫米波雷达作为一种无线传感技术,在生命体征感知领域具有广泛的应用潜力。它能实现非侵入性、远距离、高分辨率的生命体征监测,包括呼吸、心跳、运动等关键参数的测量。文中详细介绍了毫米波雷达技术,探讨了其在生命体征感知中的优势,研究并设计了一种利用毫米波雷达进行人体生命体征感知算法的系统,旨在为毫米波雷达在生命体征感知领域的应用提供参考,为未来研究和创新提供有力支持。     

大功率毫米波雷达及器件新技术研究

近年来,在电真空技术进一步发展和概念创新的基础上,借助于材料、工艺及微加工技术的进步,大功率毫米波器件取得了快速发展,诞生了大功率毫米波回旋行波管、W波段宽带行波管、准太赫兹行波管、毫米波扩展互作用速调管、集成微型行波管等新管型。在毫米波频段取得了输出功率100 W^100 kW、带宽6~10 GHz等标志性成果。利用上述性能优良的电真空器件结合雷达探测新技术,开展毫米波单脉冲精密测量及目标成像雷达、毫米波空间合成无源相控阵多目标监视雷达、毫米波微型行波管有源相控阵多功能一体化雷达、机载亚毫米波视频合成孔径雷达研究,突破大功率毫米波器件应用和发射机关键技术,实现大功率毫米波雷达空间目标的多维特征精细测量和成像等应用目标。     

大功率速调管的技术现状和最新进展

大功率速调管是一种基于速度调制原理将电子注能量转换成微波能量的微波真空电子器件,它具有高功率、高效率、高增益和高稳定性等优点,是微波真空电子器件中脉冲功率和平均功率最高的器件。速调管自20世纪30年代发明以来,在粒子加速器、雷达和通信等微波电子系统,以及真空电子技术进步的推动下,已发展成功多种类型大功率速调管,其频率覆盖整个微波,并扩展到毫米波和太赫兹波段,最大脉冲功率达200MW,最大平均(连续波)功率达MW级。近年来,在高能粒子加速器、宽带雷达系统、毫米波和太赫兹波电子系统的推动下,大功率速调管取得了令人瞩目的进步,本文比较系统地介绍了大功率速调管的技术现状和在提高功率、提高效率、提高工作频率、展宽带宽等方面取得的最新进展。     

水基附着介质罩对毫米波衰减的理论分析与实验研究

本文主要研究多种可能出现的天线罩水基附着介质对毫米波所产生的衰减.本文采用一个四层介质模型来模拟水附着在天线罩上的情况,根据Fresnel方程得到150 GHz和298 GHz电磁波衰减模型,通过测量纯水对毫米波所产生的衰减验证模型的正确性;再测量雨水、海水所产生的衰减,分析常见水基附着介质对毫米波所产生的衰减;最后测量不同盐度的海水对毫米波所产生的衰减,分析了海水盐度对衰减的影响.实验结果证明毫米波的衰减随着天线罩上附着水层厚度的增加呈现出较为规律性增长,而此衰减受中水中溶解物（微小颗粒和盐度）的影响较小.本文对毫米波雷达在雨天等复杂室外条件下的应用具有一定的指导作用.     

基于欠定方程的频谱峰值搜索算法及其在连续毫米波雷达系统中的应用

现有谱峰搜索算法在应用于连续毫米波雷达后端中频信号处理时,或计算量较大,或精度不高.本文针对该问题,提出一种可有效提取信号峰值频率信息的快速算法,进而实现连续毫米波雷达的快速准确测速测距.该算法借助压缩感知原理,通过构建欠定方程,并计算少量内积,实现高效捕捉信号频率值.数值结果表明,此算法具有运算量小、计算精度高等特点,可为当今智能交通领域中的高精度测速测距提供一种快速解决方案.     

附加直流的低信噪比雷达微振动信号提取

基于毫米波雷达的微振动测量是一种非接触式高精度测量手段,在桥梁健康监测领域发挥着重要作用。微振动信号提取通常对雷达回波信号进行差分干涉处理获取差分相位信息,然后对差分相位积分反演得到高精度的目标形变量。高背景噪声下,差分相位出现缠绕现象,造成反演的形变量产生跳变,破坏了振动信息,无法准确反映目标的形变量和振动频率等振动特征。为了解决这个问题,本文提出了基于附加直流的低信噪比雷达微振动信号提取方法,该方法利用附加直流约束相位缠绕,并推导了附加直流带来的形变量幅度值调制系数,在解决形变量跳变问题的同时准确反演振动信号形变量。最后仿真数据与毫米波雷达实测数据验证了本方法的有效性。     

雾化幕障宽波段消光性能研究

现有宽波段干扰技术普遍存在作用时间太短、干扰波段不够宽等问题,为此研究了新型的雾化幕障干扰技术。研究了其多波段干扰原理、原料配方,并针对可见光、激光、红外、毫米波和厘米波波段光源进行消光性能实验研究。实验结果表明:泡径为2～3 mm厚50 cm的雾化幕障,可完全屏蔽可见光和激光信号,红外透过率小于5%;对毫米波和厘米波信号也能达到良好的遮蔽效果,高效干扰时间在20 min以上,是一种有潜质的宽频无源干扰介质。