一种多频探测器的制作方法

本实用新型涉及雷达定位技术领域，尤其涉及一种多频探测器。

背景技术：

在传统的防撞探测系统中，通常采用激光和超声波雷达探测并获取目标周围环境信息，由于防撞探测系统的工作环境十分复杂，周围地物的干扰、恶劣的气象条件以及工业现场大量的粉尘干扰，都会严重制约激光和超声波方式的目标检测能力。

毫米波是指频率在30GHz到300GHz之间的电磁波，由于它具有波长短、频带宽、方向性好和穿透能力强等优点，已在许多方面均有应用。80GHz以上频率的毫米波雷达防撞探测方式克服了激光和超声波雷达探测方式中恶劣环境适应性差的缺点，同时可提供精确到2mm的距离的测量精度。

如何利用毫米波在高速大动态，多姿态与3D空间对动态目标进行实时探测具有重要意义。

技术实现要素：

鉴于上述问题，本实用新型提出了一种多频探测器，能够分别进行距离，速度与方位的同步测量，抗扰能力强，探测信息实时性强。

本实用新型提供了一种多频探测器，所述多频探测器包括基带与数字处理电路模块和与所述基带与数字处理电路模块连接的射频探测收发器模块；

所述射频探测收发器模块包括射频SOC芯片和与所述射频SOC芯片连接的天线组，所述天线组包括多个射频工作频段对应的天线阵列，所述射频SOC 芯片上集成有多个射频收发通道，各个射频收发通道对应不同的射频工作频段，各个射频收发通道与具有相同射频工作频段的天线阵列连接。

其中，所述多个射频工作频段对应的天线阵列均为多发多收的天线阵列。

其中，所述多发多收的天线阵列为2发2收或者4发4收的硅基天线阵列。

其中，所述射频探测收发器模块包括集成在硅基芯片上的压控振荡器、由多个倍频器构成的倍频器组，数字波束驱动器、由多个射频放大器构成的射频放大器组、由多个低噪声放大器构成的低噪声放大器组、由多个混频器构成的混频器组和由多个移相器构成的移相器组；

所述压控振荡器和所述基带与数字处理电路模块连接；

所述压控振荡器、倍频器组，数字波束驱动器、射频放大器组依次连接构成多个射频发射通道，各个射频发射通道分别与具有相同射频工作频段的天线阵列中的发射天线连接；

所述低噪声放大器组、混频器组、移相器组依次连接构成多个射频接收通道，各个射频接收通道分别与具有相同射频工作频段的天线阵列中的接收天线连接；所述混频器组还与所述倍频器组连接。

其中，所述射频探测收发器模块还包括晶体振荡器以及和所述基带与数字处理电路模块连接的DAC模块以及ADC模块；

所述晶体振荡器通过所述DAC模块与所述压控振荡器连接；

所述移相器组通过所述ADC模块和所述基带与数字处理电路模块连接。

其中，所述多频探测器还包括与所述基带与数字处理电路模块连接的定位模块。

本实用新型实施例具有以下有益效果：

本实用新型实施例提供的多频探测器，在毫米波频段以实时多工作频率倍频同步工作模式进行探测，具有不同频段上的多段实时工作带宽，可分别进行距离，速度与方位的同步测量，抗扰能力强，探测信息实时性强。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅适于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本实用新型实施例的一种多频探测器的结构示意图；

图2为本实用新型另一实施例的一种多频探测器的结构示意图；

图3为本实用新型另一实施例的一种多频探测器的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本实用新型的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和 /或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

图1示意性示出了本实用新型实施例的一种多频探测器的结构示意图。参照图1，本实用新型实施例提供的多频探测器包括基带与数字处理电路模块10 和与所述基带与数字处理电路模块10连接的射频探测收发器模块20；射频探测收发器模块20包括射频SOC芯片201和与所述射频SOC芯片201连接的天线组202，所述天线组202包括多个射频工作频段对应的天线阵列，所述射频SOC芯片201上集成有多个射频收发通道，各个射频收发通道对应不同的射频工作频段，各个射频收发通道与具有相同射频工作频段的天线阵列连接。

其中，射频SOC芯片201可以为硅基芯片。

其中，射频探测收发器模块20的射频工作频段为80GHz～180GHz。

其中，多个射频工作频段对应的天线阵列可以制作为单发单收或者多发多收的天线阵列。本实施例中采用多发多收的天线阵列实现。

本实施例提供的多频探测器，是利用毫米波波束窄以及OFDM调制技术，制作的毫米波MIMO矩阵高精度多频探测器，用于移动目标距离，速度与方位的同步测量，适用于动态目标在三位平面的精确定位。可用于密集飞行体之间，烟雾火场消防人员，高密度货物定位运输，无人驾驶设备防撞等。具有精准，快速测定的效果，定位距离精度毫米级，方位精度0.05度，作用距离百米级，是未来人工智能驾驶的防撞基本技术产品。

在一个具体实施例中，天线组202包括的工作于多个射频工作频段的天线阵列为2发2收或者4发4收的天线阵列。

在芯片集成系统的制作实例中，采用SiGe HBT技术，它是硅材料系统中首个实用的宽带隙工程晶体管。SiGe HBT可以带来显著的好处。首先，与普通BJT相比，它提供了更高的fT，使其适用于高频应用。其次，SiGe HBT可以很容易地适应硅基CMOS，制作形成单片SiGe HBT BiCMOS技术。这些技术可以完成收发器中的各个射频单元的功能实现，同时相互有机融合在一个统一的电路。与普通CMOS工艺相比，典型的SiGe HBT BiCMOS工艺需增加 20％的掩模数量。增加了20％的额外制造步骤和成本，但获得了300％的系统合成效益。

本发明实施例中，如图2所示，所述射频探测收发器模块包括集成在硅基芯片上的压控振荡器2017、由多个倍频器构成的倍频器组2013，数字波束驱动器2014、由多个射频放大器构成的射频放大器组2012、由多个低噪声放大器构成的低噪声放大器组2016、由多个混频器构成的混频器组2015和由多个移相器构成的移相器组2018，其中：

压控振荡器2017和基带与数字处理电路模块10连接；

压控振荡器2017、倍频器组2013，数字波束驱动器2014、射频放大器组 2012依次连接构成多个射频发射通道，各个射频发射通道分别与具有相同射频工作频段的天线阵列中的发射天线连接；

所述低噪声放大器组2016、混频器组2015、移相器组2018依次连接构成多个射频接收通道，各个射频接收通道分别与具有相同射频工作频段的天线阵列中的接收天线连接；所述混频器组2015还与所述倍频器组2013连接。

进一步地，所述射频探测收发器模块20还包括晶体振荡器206以及和所述基带与数字处理电路模块10连接的DAC模块203以及ADC模块204；

晶体振荡器206通过DAC模块203与压控振荡器2017连接；

移相器组2018通过ADC模块204和基带与数字处理电路模块10连接。

具体的，数字波束驱动器2014可以为BPSK驱动器等。其中，BPSK驱动器可采用2mm波BPSK 20Gb/s调制驱动器实现。

具体的，混频器组2015中的混频器采用多路正交混频I/Q实现，混频信号后的信号为2～3mm波调频连续波FMCW+连续波CW。

参加图3，所述多频探测器还包括与所述基带与数字处理电路模块10连接的定位模块30，以实现基本定位功能。

在毫米波频段以实时多工作频率倍频同步工作模式进行探测，具有不同频段上的多段实时工作带宽，可分别进行距离，速度与方位的同步测量。抗扰能力强，探测信息实时性强。芯片内置数控多频段数字调制，多频率的射频发射接收，数字调制波束，多发多收天线阵列同时发射。在同时接收的条件下，收发器可在FMCW OFDM模式下，同时完成高精度3D测距，测速和测角功能。可自行校对多普勒信息，提供给频差测距应用一个多普勒实时信息，可以很好地消除FMCW测距中的多普勒测距模糊影响。在高速大动态，多姿态与3D空间位置探测，动对动目标探测将获得广泛的应用。

本实用新型实施例具有以下有益效果：

本实用新型实施例提供的多频探测器，在毫米波频段以实时多工作频率倍频同步工作模式进行探测，具有不同频段上的多段实时工作带宽，可分别进行距离，速度与方位的同步测量，定位快速且定位结果更加精确，抗扰能力强，探测信息实时性强。

本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。