一种毫米波频段正交多普勒雷达收发模块的制作方法

本实用新型涉及一种雷达收发模块，特别是涉及了一种毫米波频段正交多普勒雷达收发模块。

背景技术：

在汽车智能驾驶辅助系统中，盲区检测、变道辅助和倒车预警不可缺少。目前的技术方案大多基于摄像头、激光和毫米波的传感器，与前两种相比，毫米波雷达传感器有着很大优势，毫米波雷达穿透雾、烟、灰尘的能力强，对雨、雪、雾的抗干扰能力强。

本实用新型的雷达收发模块采用的便是毫米波技术，不仅在交通领域应用广泛，且在工业控制及其它需要检测物体运动的场景都可应用。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种毫米波频段正交多普勒雷达收发模块，采用的是毫米波技术，具有环境适应性强的特点。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

本实用新型包含射频基板、屏蔽罩；射频基板正面布置有天线，天线包括发射天线20和接收天线，射频基板反面布置有毫米波振荡器、滤波器、多个功分器、I路混频器、Q路混频器，屏蔽罩罩在整个射频基板的反面；毫米波振荡器的输出端经滤波器与功分器Ⅰ的输入端相连，功分器Ⅰ的一个输出端和发射天线相连，功分器Ⅰ的另一个输出端与功分器Ⅱ的输入端相连，功分器Ⅱ的一个输出端和I路混频器的一个输入端相连，功分器Ⅱ的另一个输出端和Q路混频器的一个输入端相连；接收天线连接到功分器Ⅲ的输入端，功分器Ⅲ的两个输出端分别连接到I路混频器和Q路混频器的另一个输入端。

还包括有接插件，接插件布置在射频基板的侧部，所述接插件采用5pin的直排插针，各直排插针依次为NC、Gnd、Q路中频、Power、I路中频的插针。

所述的NC插针空置，Gnd、Q路中频、Power、I路中频的插针分别连接地、Q路混频器、外部电源、I路混频器。

所述的毫米波振荡器包括有源器件、谐振回路和微带耦合电路，有源器件为一晶体管，晶体管的漏极经微带耦合电路连接至自身的栅极，晶体管的栅极依次经谐振回路、滤波器后连接到功分器Ⅰ的输入端，晶体管的源极经电容电阻接地。

所述的发射天线与接收天线尺寸结构相同，两者对称布置在射频基板正面的两侧。

所述的发射天线和接收天线采用四阵元的微带天线阵列形式。

所述的发射天线和接收天线由四个垂直极化的矩形微带贴片单元并联组成。

所述的I路混频器和Q路混频器为两路环形平衡混频器，且均为采用了两个二极管的单平衡混频器。

所述的滤波器采用微带滤波电路。

所述的屏蔽罩与射频基板的连接方式为焊接或硅酮胶粘结。

本实用新型具有的有益效果是：

本实用新型的发射和接收天线由四个矩形微带天线单元并联组成，实现了在有限的尺寸下获得高增益；采用的I、Q两路环形平衡混频器收发隔离度好，变频损耗低。

本实用新型将整个毫米波收发模块集成到一个多层射频基板上，天线采用低剖面的微带天线实现，因此能够做到尺寸小、重量轻，成本低且性能稳定，不仅在交通领域应用广泛，且在工业控制及其它需要检测物体运动的场景都可应用。

附图说明

图1为毫米波正交多普勒雷达收发模块的结构示意图。

图2为毫米波正交多普勒雷达收发模块的原理说明图。

图3为射频基板正面线路图。

图4为发射和接收天线水平方向辐射功率随角度变化的分布图。

图5为发射和接收天线垂直方向辐射功率随角度变化的分布图。

图中：射频基板1，天线2，屏蔽罩3，接插件4，滤波器6，功分器Ⅰ8，功分器Ⅱ9，I路混频器10，Q路混频器11，功分器Ⅲ12，矩形微带贴片单元19，发射天线20，接收天线21，毫米波振荡器22，毫米波振荡器22。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1～3所示，本实用新型包含射频基板1、屏蔽罩3；射频基板1正面布置有天线2，天线2包括发射天线20和接收天线21，射频基板反面布置有毫米波振荡器22、滤波器6、多个功分器、I路混频器10、Q路混频器11，屏蔽罩3罩在整个射频基板1的反面；毫米波振荡器22的输出端经滤波器6与功分器Ⅰ8的输入端相连，功分器Ⅰ8的一个输出端和发射天线20相连，功分器Ⅰ8的另一个输出端与功分器Ⅱ9的输入端相连，功分器Ⅱ9的一个输出端和I路混频器10的一个输入端相连，功分器Ⅱ9的另一个输出端和Q路混频器11的一个输入端相连；接收天线21连接到功分器Ⅲ12的输入端，功分器Ⅲ12的两个输出端分别连接到I路混频器10和Q路混频器11的另一个输入端，I路混频器10和Q路混频器11的输出端各自输出I路中频信号和Q路中频信号；还包括有接插件4，接插件4布置在射频基板1的侧部，所述接插件4采用5pin的直排插针，各直排插针依次为NC、Gnd、Q路中频、Power、I路中频的插针，NC插针空置，Gnd、Q路中频、Power、I路中频的插针分别连接地、Q路混频器11、外部电源、I路混频器10。

毫米波振荡器22包括有源器件、谐振回路和微带耦合电路，有源器件为一晶体管，晶体管的漏极经微带耦合电路连接至自身的栅极，晶体管的漏极通过微带耦合电路将晶体管的输出功率部分从漏极耦合至栅极，形成正反馈电路，晶体管的栅极依次经谐振回路、滤波器6后连接到功分器Ⅰ8的输入端，晶体管的源极经电容电阻接地。

屏蔽罩3与射频基板1的连接方式为焊接或硅酮胶粘结。

如图2所示，毫米波振荡器22输出的信号经滤波器6输入到功分器Ⅰ8，输入到功分器Ⅱ9的信号被一分为二，功分器Ⅰ8的一路经发射天线20向空间辐射电磁波，功分器Ⅰ8的另一路输入到功分器Ⅱ9中将信号再次一分为二，功分器Ⅱ9的一路作为本振进入I路混频器10，功分器Ⅱ9的另一路的信号经90度移相处理后进入Q路混频器11；接收天线21在空间中接收电磁信号，转为微波信号后经功分器Ⅲ12一分为二，功分器Ⅲ12的一路作为信号端进入I路混频器10，功分器Ⅲ12的另一路作为信号端进入Q路混频器11，从I、Q两路混频器输出正交的I、Q中频信号。

如图3所示，发射天线20与接收天线21尺寸结构相同，两者对称布置在射频基板1正面的两侧，发射天线20和接收天线21采用四阵元的微带天线阵列形式，由四个垂直极化的矩形微带贴片单元19并联组成。

本实施例尺寸较小，约为25mm*25mm，重量轻，成本低且性能稳定，功分器采用威尔金森功分器，晶体管采用PHEMT管，滤波器6采用微带滤波电路。

本实用新型中，I、Q两路混频器均主要由混频二极管构成，功分器Ⅱ9产生的本振信号反相输入到两个混频二极管，接收天线21产生的接收信号同相输入到两个混频二极管。

通过测试，发射和接收天线水平方向的辐射功率随角度的变化如图4所示，图中可见，天线水平半功率波束宽度约80度，角度范围满足应用要求。

通过测试，发射和接收天线垂直方向的辐射功率随角度的变化如图5所示，图中可见，天线垂直半功率波束宽度约34度，满足应用要求。