[发明专利]一种单发双收毫米波调频连续波收发系统在审

专利信息
申请号: 202110324828.2 申请日: 2021-03-26
公开(公告)号: CN113050080A 公开(公告)日: 2021-06-29
发明(设计)人: 秦俊峰;姚云燕;沈光;张前悦;杨宗富;胡亚超 申请(专利权)人: 北京冠群桦成信息技术有限公司
主分类号: G01S13/02 分类号: G01S13/02;G01S7/35;H04B1/40
代理公司: 北京正阳理工知识产权代理事务所(普通合伙) 11639 代理人: 张利萍
地址: 100089 北京市海淀区蓝靛厂东路2号院2号楼*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 单发 毫米波 调频 连续 收发 系统
【权利要求书】:

1.一种单发双收毫米波调频连续波收发系统,其特征在于:包括数字接口、SPI接口、DAC1、DAC2、低噪声放大器1、低噪声放大器2、压控振荡器、二倍频器、功率放大器、混频器1、混频器2、混频器3、混频器4、90°移相器1、90°移相器2、压控衰减器1、压控衰减器2、压控衰减器3、压控衰减器4、发射天线T、接收天线R1和接收天线R2;

所述单发双收毫米波调频连续波收发系统中各模块的连接关系如下:

数字接口与压控振荡器、功率放大器、压控衰减器1、压控衰减器2、压控衰减器3以及压控衰减器4相连,SPI接口分别与DAC1和DAC2相连,低噪声放大器1分别与接收天线R1以及混频器1和混频器2相连,低噪声放大器2分别与接收天线R2以及混频器3和混频器4相连,DAC1与压控振荡器相连,压控振荡器与二倍频器相连;二倍频器分别与90°移相器1、90°移相器2、混频器1以及混频器3相连,接收天线R1与低噪声放大器1相连;低噪声放大器1分别与混频器1和混频器2相连;接收天线R2与低噪声放大器2相连;低噪声放大器2分别与混频器3和混频器4相连,90°移相器1、90°移相器2分别与二倍频器、混频器3以及混频器4相连;混频器1与低噪声放大器1以及压控衰减器1相连;混频器2分别与低噪声放大器1、90°移相器1以及压控衰减器2相连;

所述毫米波调频连续系统中各组成部件的信号连接关系如下:

数字接口接收外部传来的信息通过SPI接口控制DAC1和DAC2;其中,DAC1产生的控制电压给压控振荡器VCO,当外部接口输入随时间线性变化的数字编码,使得DAC1输出端产生随时间线性变化的锯齿波电压,从而控制VCO产生线性调频信号,该信号的中心频率为61GHz,带宽可达±1GHz;该信号送往二倍频器进行倍频,产生中心频率122GHz,带宽4GHz的线性调频信号,该信号经过功率放大器后,通过发射天线T发射出去;

辐射信号经过外部物体反射,接收天线R1以及接收天线R2分别接收;两路接收信号的处理过程完全一致,具体为:

接收天线R1接收到的信号经过低噪声放大器1放大后,送往混频器1和混频器2;混频器1和混频器2的本振信号来自二倍频器,二倍频输出信号与发射信号同相位,另一路的二倍频输出信号通过90°移相器1与发射信号正交;经混频器1和混频器2后,不同距离的目标得到中心频率为零中频的不同频率的正弦信号,信号的频率与目标距离所述系统的远近有关,距离越远,频率越高;该中频信号送往压控衰减器1和压控衰减器2进行中频增益控制,分别输出I路中频信号1和Q路中频信号1;

接收天线R2接收到的信号经过低噪声放大器2放大后,送往混频器3和混频器4;混频器3和混频器4的本振信号来自二倍频器,二倍频器输出的信号与发射信号同相位,另一路的二倍频输出信号通过90°移相器2与发射信号正交;经混频器3和混频器4后,不同距离的目标得到中心频率为零中频的不同频率的正弦信号,信号的频率与目标距离所述系统的远近有关,距离越远,频率越高;该中频信号送往压控衰减器3和压控衰减器4进行中频增益控制,分别输出I路中频信号2和Q路中频信号2。

2.根据权利要求1所述的一种单发双收毫米波调频连续波收发系统,其特征在于:压控振荡器外接锁相环以及滤波电路,以提高压控振荡器输出基频的稳定性。

3.根据权利要求2所述的一种单发双收毫米波调频连续波收发系统,其特征在于:发射天线T、接收天线R1和接收天线R2采用AOC封装。

4.根据权利要求3所述的一种单发双收毫米波调频连续波收发系统,其特征在于:发射天线T、接收天线R1和接收天线R2均布设在氮化镓基材上,封装在所述的收发系统内部,降低了本振的传输损耗;其中,AOC封装,即片上天线封装,全称为:Antenna on Chip。

5.根据权利要求4所述的一种单发双收毫米波调频连续波收发系统,其特征在于:发射天线T、接收天线R1和接收天线R2周边的氮化镓基材采取挖深槽措施,沟槽深度是50um量级,这使得收发天线的隔离度提高10dB。

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