一種雷達前端模塊及雷達系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種雷達前端模塊及雷達系統，屬于雷達【技術領域】。雷達前端模塊包括：信號產生器、發射芯片、接收芯片以及收發天線，所述信號產生器通過所述發射芯片與所述收發天線相連接，所述收發天線還與所述接收芯片相連接，所述接收芯片與所述發射芯片相連；所述收發天線包括至少兩路用于發射信號的發射天線以及至少兩路用于接收回波的接收天線；所述發射芯片用于根據所述信號產生器產生的信號得到至少兩組微波信號，以使得所述至少兩組微波信號通過至少兩路用于發射信號的所述發射天線發射。采用這樣一種雷達前端模塊可以有效降低具有多種檢測功能的雷達系統的成本。
【專利說明】一種雷達前端模塊及雷達系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及雷達【技術領域】，特別涉及一種雷達前端模塊及雷達系統。
【背景技術】
[0002]隨著我國汽車總量的迅速上升，交通安全問題也引起了政府和社會的廣泛關注，車載安全預警技術隨之應運而生。目前汽車防撞探測主要是采用紅外、激光、攝像頭、雷達等一些測量方式。其中紅外、激光、攝像頭等光學技術雖然價格低廉且技術簡單，但這些技術普遍存在全天候工作效果不好以及探測距離短等缺點。
[0003]相比而言，雷達則因其所具有的穩定的探測性能以及良好的環境適應性，已逐漸成為主動防撞技術的首選。特別是對于盲點檢測(英文:Blind SpotDetect1n，簡稱:BSD)與變道輔助(英文:lane change assist,簡稱:LCA)系統，現有的車載雷達能夠有效實現針對BSD或LCA單一功能的解決方案，而如何進一步提高雷達系統的集成度，同時實現多種檢測功能也成為了人們關注的重點。
[0004]現有技術中，市場上雖然有基于77GHz雷達等高頻雷達同時實現這BSD與LCA功能的方案，但其不足之處在于，目前所采用的高頻雷達普遍成本較高，從而令經濟型家轎難以承受。
【發明內容】
[0005]為了降低具有多種檢測功能的雷達系統的成本，本發明實施例提供了一種雷達前端模塊及雷達系統。所述技術方案如下:
[0006]本發明實施例提供了一種雷達前端模塊，包括:信號產生器、發射芯片、接收芯片以及收發天線，所述信號產生器通過所述發射芯片與所述收發天線相連接，所述收發天線還與所述接收芯片相連接，所述接收芯片與所述發射芯片相連；
[0007]所述收發天線包括至少兩路用于發射信號的發射天線以及至少兩路用于接收回波的接收天線；
[0008]所述發射芯片用于根據所述信號產生器產生的信號得到至少兩組微波信號，以使得所述至少兩組微波信號通過至少兩路用于發射信號的所述發射天線發射。
[0009]進一步的,所述接收芯片還與中頻處理模塊相連接。
[0010]其中，所述信號產生器為鎖相環芯片。
[0011]進一步的，所述發射芯片包括壓控振蕩校準電路、R分頻器、功率分頻器、N分頻器、第一功率放大器、第二功率放大器、第一放大器、第一可控增益放大器及第一巴倫；
[0012]所述壓控振蕩校準電路分別與所述信號發生器以及所述功率分頻器相連接，用于根據所述信號發生器輸入的信號產生調頻連續波，并通過所述功率分頻器將調頻連續波分為兩路信號分別輸入所述第一功率放大器與所述第二功率放大器；
[0013]通過所述功率分頻器輸出的兩路信號還通過所述N分頻器反饋至所述信號發生器；
[0014]通過所述功率分頻器輸出的兩路信號還分別通過所述第一放大器與所述第一可控增益放大器放大后經第一巴倫輸入所述接收芯片。
[0015]所述接收芯片包括4組并列設置的接收電路；
[0016]所述接收電路包括第一低噪聲放大器、第二巴倫、混頻器以及第二放大器，所述第一低噪聲放大器分別連接所述接收天線與所述第二巴倫；
[0017]所述混頻器用于將所述第二巴倫輸出的信號與來自所述發射芯片的信號進行混頻，并通過所述第二放大器輸出至所述中頻處理模塊。
[0018]所述中頻處理模塊包括與所述接收芯片中接收電路相對應的4組接口電路；
[0019]所述接口電路包括第二低噪聲放大器、第二可控增益放大器以及模數轉換器，來自所述接收芯片的信號分別通過所述第二低噪聲放大器、所述第二可控增益放大器以及所述模數轉換器輸入至數據接口。
[0020]優選的，所述發射芯片與所述接收芯片均采用硅基工藝制成。
[0021]本發明實施例還提供一種雷達系統，所述雷達系統包括如上所述的雷達前端模塊。
[0022]本發明實施例提供的雷達前端模塊及雷達系統，雷達前端模塊包括信號產生器、發射芯片、接收芯片以及收發天線，其中發射芯片用于根據信號產生器產生的信號得到至少兩組微波信號，以使得至少兩組微波信號通過至少兩路用于發射信號的所述發射天線發射。通過采用兩路發射通道，發射天線發射出去的信號可以分別覆蓋不同的區域，進一步通過對不同區域回波的接收分析從而能夠實現針對多種不同區域的雷達檢測。采用這樣一種雷達前端模塊的設計可以廣泛地應用于各種低頻雷達系統，使得低頻雷達系統同時實現多種檢測功能，從而有效地降低了具有多種檢測功能的雷達系統的成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0024]圖1是本發明實施例提供的一種雷達前端模塊的結構示意圖；
[0025]圖2是本發明實施例提供的一種雷達前端模塊的電路結構框圖；
[0026]圖3是本發明實施例提供的一種雷達前端模塊的使用示意圖。
[0027]附圖標記
[0028]1-雷達前端模塊，11-信號發生器，12-發射芯片，13-接收芯片，14-收發天線；
[0029]121-壓控振蕩校準電路，122-R分頻器，123-功率分頻器，124-N分頻器，125-第一功率放大器，126-第二功率放大器,127-第一放大器,128-第一可控增益放大器,129-第一巴倫；
[0030]131-第一低噪聲放大器，132-第二巴倫，133-混頻器，134-第二放大器；
[0031]141-發射天線，142-接收天線；
[0032]2-中頻處理模塊，21-第二低噪聲放大器，22-第二可控增益放大器，23-模數轉換器。
【具體實施方式】
[0033]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施方式作進一步地詳細描述。
[0034]本發明實施例提供了一種雷達前端模塊1，包括:信號產生器11、發射芯片12、接收芯片13以及收發天線14，如圖1所示，信號產生器11通過發射芯片12與收發天線14相連接，收發天線14還與接收芯片13相連接，接收芯片13與發射芯片12相連。
[0035]其中，收發天線14包括至少兩路用于發射信號的發射天線141以及至少兩路用于接收回波的接收天線142。
[0036]發射芯片12用于根據信號產生器11產生的信號得到至少兩組微波信號，以使得至少兩組微波信號通過至少兩路用于發射信號的發射天線141發射。
[0037]本發明實施例提供的雷達前端模塊，包括信號產生器、發射芯片、接收芯片以及收發天線，其中發射芯片用于根據信號產生器產生的信號得到至少兩組微波信號，以使得至少兩組微波信號通過至少兩路用于發射信號的所述發射天線發射。通過采用兩路發射通道，發射天線發射出去的信號可以分別覆蓋不同的區域，進一步通過對不同區域回波的接收分析從而能夠實現針對多種不同區域的雷達檢測。采用這樣一種雷達前端模塊的設計可以廣泛地應用于各種低頻雷達系統，使得低頻雷達系統同時實現多種檢測功能，從而有效地降低了具有多種檢測功能的雷達系統的成本。
[0038]進一步的，如圖1所示，接收芯片13還與中頻處理模塊2相連接。
[0039]具體的，本發明實施例提供的雷達前端模塊的結構可以如圖2所示，其中，信號產生器11可以為鎖相環芯片。需要說明的是，在本發明實施例中，信號產生器11可以采用各種已知的鎖相環芯片結構或各種與之等效的電路結構，圖2中也僅僅是以一種鎖相環芯片結構舉例說明，本發明實施例對此并不做限定。
[0040]進一步的，如圖2所示，發射芯片12具體可以包括壓控振蕩校準電路121、R分頻器122、功率分頻器123、N分頻器124、第一功率放大器125、第二功率放大器126、第一放大器127、第一可控增益放大器128及第一巴倫129。
[0041]其中，壓控振蕩校準電路121分別與信號發生器11以及功率分頻器123相連接，用于根據信號發生器11輸入的信號產生調頻連續波，并通過功率分頻器123將調頻連續波分為兩路信號分別輸入第一功率放大器125與第二功率放大器126。
[0042]此外，通過功率分頻器123輸出的兩路信號還可以通過N分頻器124反饋至信號發生器11。通過功率分頻器123輸出的兩路信號還可以分別通過第一放大器127與第一可控增益放大器128放大后經第一巴倫129輸入接收芯片13。
[0043]需要說明的是，在本發明實施例中是以發射芯片12根據信號產生器11產生的信號得到兩組微波信號為例進行的說明，兩組微波信號經兩路發射天線141發射并分別覆蓋不同的區域。當然，同樣可以根據實際需要，通過增加功率分頻器123的輸出的分頻信號數量，并相應地增加功率放大器個數以實現更多的功能。
[0044]進一步的，如圖2所示，接收芯片13可以包括4組并列設置的接收電路。
[0045]其中，每一組接收電路又可以包括第一低噪聲放大器131、第二巴倫132、混頻器133以及第二放大器134，第一低噪聲放大器131分別連接接收天線142與第二巴倫132。
[0046]混頻器133用于將第二巴倫132輸出的信號與來自發射芯片12的信號進行混頻，并通過第二放大器134輸出至中頻處理模塊2。
[0047]在本發明實施例中，如圖2所示，相應的收發天線14具體包括2路發射天線141以及4路接收天線142。當然以上也僅是舉例說明，可以根據實際需要相應增加接收電路以及接收天線142的數量。
[0048]進一步的，如圖2所示，中頻處理模塊2可以包括與接收芯片13中接收電路相對應的4組接口電路。
[0049]其中，接口電路包括第二低噪聲放大器21、第二可控增益放大器22以及模數轉換器23，來自接收芯片13的信號分別通過第二低噪聲放大器21、第二可控增益放大器22以及模數轉換器23輸入至數據接口。
[0050]采用這樣一種結構的雷達前端模塊能夠有效實現雷達系統的多種檢測功能。具體實現過程如下:
[0051]壓控振蕩校準電路121根據調制信號(如三角波信號)可以產生24GHz的調頻連續波(英文:Frequency Modulated Continuous Wave,簡稱:FMCW)微波信號，該高頻信號經功率分配器123將微波信號功率一分為二，兩路信號直接經兩路功率放大器125和126放大后直接饋送給兩路發射天線141向空間發射出去。其中，部分功率經耦合通過第一放大器127與第一可控增益放大器128放大后經第一巴倫129將信號變為差分信號作為接收芯片的本振源。
[0052]發射出去的電磁波遇到障礙物時，便會有反射回來的回波信號，4路接收天線142可以接收到回波信號，并經四路第一低噪聲放大器131進行低噪聲放大后經四路第二巴倫132后將信號轉換為差分高頻信號，再經混頻器133與四路本振信號進行混頻，輸出的中頻信號經四路第二放大器134放大后直接供給中頻處理模塊2。
[0053]中頻處理模塊2將中頻信號進行放大模數轉換后對信號進行分析處理，得到被測目標距離本車的距離、速度及方位信息。
[0054]這樣一來，通過采用兩路發射通道，兩路發射通道經兩個發射天線發射出去分別覆蓋不同的區域，一路重點覆蓋本車道后向區域(圖3中B區域)，另一路重點覆蓋車輛后視鏡盲區(圖3中A區域)。四路接收通道接收得到的中頻信號其中兩路信號經分析得到的距離、速度、角度信息主要應用于BSD系統，而另兩路信號經分析得到的距離、速度及角度信息主要用于LCA系統，這樣，單個模塊便可兼顧BSD跟LCA系統功能。進一步的，該系統還可擴展其他功能如后向預撞報警系統，后向倒車橫向路況預警等功能。
[0055]在本發明實施例中，發射芯片12與接收芯片13均可以采用硅基工藝制成。由于發射芯片12及接收芯片13都采用硅基工藝設計，系統同時具有體積小，成本低，性能可靠的優點。
[0056]本發明實施例還提供一種雷達系統，其中，該雷達系統包括如上所述的雷達前端模塊1。
[0057]雷達前端模塊1的具體結構以及具體實現方式已在前述實施例中做了詳細的描述，此處不做贅述。
[0058]本發明實施例提供的雷達系統，包括雷達前端模塊，該雷達前端模塊包括信號產生器、發射芯片、接收芯片以及收發天線，其中發射芯片用于根據信號產生器產生的信號得到至少兩組微波信號，以使得至少兩組微波信號通過至少兩路用于發射信號的所述發射天線發射。通過采用兩路發射通道，發射天線發射出去的信號可以分別覆蓋不同的區域，進一步通過對不同區域回波的接收分析從而能夠實現針對多種不同區域的雷達檢測。采用這樣一種雷達前端模塊的設計可以廣泛地應用于各種低頻雷達系統，使得低頻雷達系統同時實現多種檢測功能，從而有效地降低了具有多種檢測功能的雷達系統的成本。
[0059]本領域普通技術人員可以理解實現上述實施例的全部或部分步驟可以通過硬件來完成，也可以通過程序來指令相關的硬件完成，所述的程序可以存儲于一種計算機可讀存儲介質中，上述提到的存儲介質可以是只讀存儲器，磁盤或光盤等。
[0060]以上所述僅為本發明的較佳實施例，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種雷達前端模塊，其特征在于，包括:信號產生器、發射芯片、接收芯片以及收發天線，所述信號產生器通過所述發射芯片與所述收發天線相連接，所述收發天線還與所述接收芯片相連接，所述接收芯片與所述發射芯片相連； 所述收發天線包括至少兩路用于發射信號的發射天線以及至少兩路用于接收回波的接收天線； 所述發射芯片用于根據所述信號產生器產生的信號得到至少兩組微波信號，以使得所述至少兩組微波信號通過至少兩路用于發射信號的所述發射天線發射。
2.根據權利要求1所述的雷達前端模塊，其特征在于，所述接收芯片還與中頻處理模塊相連接。
3.根據權利要求1所述的雷達前端模塊，其特征在于，所述信號產生器為鎖相環芯片。
4.根據權利要求1或2所述的雷達前端模塊，其特征在于，所述發射芯片包括壓控振蕩校準電路、R分頻器、功率分頻器、N分頻器、第一功率放大器、第二功率放大器、第一放大器、第一可控增益放大器及第一巴倫； 所述壓控振蕩校準電路分別與所述信號發生器以及所述功率分頻器相連接，用于根據所述信號發生器輸入的信號產生調頻連續波，并通過所述功率分頻器將調頻連續波分為兩路信號分別輸入所述第一功率放大器與所述第二功率放大器； 通過所述功率分頻器輸出的兩路信號還通過所述N分頻器反饋至所述信號發生器； 通過所述功率分頻器輸出的兩路信號還分別通過所述第一放大器與所述第一可控增益放大器放大后經第一巴倫輸入所述接收芯片。
5.根據權利要求4所述的雷達前端模塊，其特征在于，所述接收芯片包括4組并列設置的接收電路； 所述接收電路包括第一低噪聲放大器、第二巴倫、混頻器以及第二放大器，所述第一低噪聲放大器分別連接所述接收天線與所述第二巴倫； 所述混頻器用于將所述第二巴倫輸出的信號與來自所述發射芯片的信號進行混頻，并通過所述第二放大器輸出至所述中頻處理模塊。
6.根據權利要求5所述的雷達前端模塊，其特征在于，所述中頻處理模塊包括與所述接收芯片中接收電路相對應的4組接口電路； 所述接口電路包括第二低噪聲放大器、第二可控增益放大器以及模數轉換器，來自所述接收芯片的信號分別通過所述第二低噪聲放大器、所述第二可控增益放大器以及所述模數轉換器輸入至數據接口。
7.根據權利要求1所述的雷達前端模塊，其特征在于，所述發射芯片與所述接收芯片均采用硅基工藝制成。
8.一種雷達系統，其特征在于，所述雷達系統包括如權利要求1-7任一所述的雷達前端模塊。
【文檔編號】G01S7/03GK104360318SQ201410541806
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年10月14日 優先權日:2014年10月14日
【發明者】徐達學, 張世兵, 王陸林, 李娟娟 申請人:奇瑞汽車股份有限公司