一种无间断调频连续波信号发生器的制作方法

本发明属于射频集成电路领域，具体涉及一种无间断调频连续波信号发生器。

背景技术：

随着自动驾驶技术的不断发展，雷达测距的精度和可靠性变得越来越重要。目前，主流的雷达系统主要有三种：超声波雷达，激光雷达和毫米波雷达，其中毫米波雷达因其作用距离远、成本适中、不受恶劣天气影响等优点，成为自动驾驶系统中车载雷达的首选。而在毫米波雷达中，fmcw雷达即调频连续波雷达因为采用测量频率差而不是时间差的特点，极大地降低了测量的难度，成为了毫米波雷达的首选。

调频连续波雷达的原理是通过调节信号发生器部分的锁相环的分频比，将输出频率控制为锯齿波扫频，通过比较当前发射脉冲与回波脉冲之间的频率差得到发射脉冲与回波脉冲之间的时间差，进而得到与目标物之间的距离。因此，为了实现良好的测距性能，锯齿波扫频必须是连续的。对于传统的调频连续波信号发生器，使用一路锁相环结构输出连续锯齿波，在一个扫频周期结束之后，频率会由最高值跳变到扫频基准频率。由于锁相环的带宽有限，因此在这一过程中不可避免地会出现锁相环输出无法锁定的情况，导致在锁相环输出重新锁定之前的这一段时间雷达无法正常工作，对其性能带来负面影响。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种无间断调频连续波信号发生器，其能够避免在输出中出现锁相环失锁的情况，以保证雷达全时工作。

本发明的目的通过如下的技术方案来实现：

一种无间断调频连续波信号发生器，其包括两路结构相同的基于锁相环的调频连续波信号发生器，以及一个多路选择器，每路调频连续波信号发生器均包括锯齿波发生器部分和锁相环部分。

两路调频连续波信号发生器中的锯齿波发生器工作周期互补，即在一路锯齿波发生器进行锯齿波扫频时，另一路锯齿波发生器锁定在基准频率不变；

所述的多路选择器有两路输入，分别为两路调频连续波信号发生器的压控振荡器输出信号；在每一路进行锯齿波扫频时，多路选择器将其选通作为多路选择器亦即整个无间断调频连续波信号发生器系统的输出。

进一步地，每一路调频连续波信号发生器的信号产生部分均采用ii型锁相环，包括鉴频鉴相器、电荷泵、环路滤波器、压控振荡器、分频器、锯齿波发生器及sigma-delta调制器，参考信号由鉴频鉴相器模块输入，依次经过电荷泵、环路滤波器、压控振荡器后，反馈信号由分频器分频后输入鉴频鉴相器，所述的分频比由锯齿波发生器及sigma-delta调制器生成。

进一步地，两路调频连续波信号发生器工作占空比均为50％，每路调频连续波信号发生器进行一个周期的锯齿波扫频后，接下来的一个周期锁定在扫频基准频率输出，以此保证多路选择器的输出是连续的锯齿波，在两个扫频周期之间不出现失锁，且每个扫频周期的频率变化相同。

本发明的有益效果如下：

本发明对传统的调频连续波信号发生器进行了改进，将传统的单路调频连续波信号发生器改为两路调频连续波信号发生器，并在输出端增加多路选择器，调整两路调频连续波信号发生器的工作时间，使其以互补的方式工作；同时相对应地调整多路选择器的输入选择，选择正在工作的一路调频连续波信号发生器的输出作为整个系统的输出，达到避免调频连续波信号发生器输出失锁的效果，使得在整个工作时间内雷达都可以实现测距的效果，从而避免雷达工作期间出现测距结果不准确的工作情况，保证雷达全时工作，增强雷达的可靠性。

附图说明

图1为本发明的无间断调频连续波信号发生器电路图；

图2为本发明的多路选择器电路图。

具体实施方式

下面根据附图和优选实施例详细描述本发明，本发明的目的和效果将变得更加明白。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1和2所示，一种无间断调频连续波信号发生器，包括两路结构相同的调频连续波信号发生器，以及一个多路选择器，每路调频连续波信号发生器均包括锯齿波发生器部分和锁相环部分。

两路调频连续波信号发生器中的锯齿波发生器工作周期互补，保持有且只有一路在锯齿波扫频状态，另一路锁定在扫频基准频率输出。

所述的多路选择器有两路输入，分别为两路调频连续波信号发生器的压控振荡器输出信号；在每一路进行锯齿波扫频时，多路选择器将其选通作为多路选择器亦即整个无间断调频连续波信号发生器系统的输出。

为了更好地对带外噪声进行抑制，这里的调频连续波信号发生器优选ii型锁相环，每路调频连续波信号发生器均包括鉴频鉴相器、电荷泵、环路滤波器、压控振荡器、分频器、锯齿波发生器及sigma-delta调制器，参考信号由鉴频鉴相器模块输入，依次经过电荷泵、环路滤波器、压控振荡器后，反馈信号由分频器分频后输入鉴频鉴相器，所述的分频比由锯齿波发生器及sigma-delta调制器生成。

在单路调频连续波信号发生器进行一个周期的锯齿波扫频结束之后，输入控制信号由扫频最高点跳变到扫频基准频率，由于锁相环带宽有限，在此时刻之后锁相环会进入失锁状态，导致此路调频连续波信号发生器的输出频率不可估计，若选通此路则雷达无法进行正常测距工作。因此，在此时刻另一路开始锯齿波扫频，且输出多路选择器选通此路作为输出。在第二路调频连续波信号发生器扫频周期结束后，第一路调频连续波信号发生器的输出频率已经锁定在了扫频基准频率，可以开始下一个周期的扫频。因此，可以实现无间断的扫频，使雷达实现无间断工作。

为了保证整个无间断调频连续波信号发生器的输出信号每个周期保持相同，所述单路调频连续波信号发生器工作占空比为50％，进行一个周期的锯齿波扫频后，接下来的一个周期锁定在扫频基准频率输出。

本领域普通技术人员可以理解，以上所述仅为发明的优选实例而已，并不用于限制发明，尽管参照前述实例对发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实例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。凡在发明的精神和原则之内，所做的修改、等同替换等均应包含在发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种无间断调频连续波信号发生器，其特征在于，其包括两路结构相同的基于锁相环的调频连续波信号发生器，以及一个多路选择器，每路调频连续波信号发生器均包括锯齿波发生器部分和锁相环部分。

两路调频连续波信号发生器中的锯齿波发生器工作周期互补，即在一路锯齿波发生器进行锯齿波扫频时，另一路锯齿波发生器锁定在基准频率不变；

所述的多路选择器有两路输入，分别为两路调频连续波信号发生器的压控振荡器输出信号；在每一路进行锯齿波扫频时，多路选择器将其选通作为多路选择器亦即整个无间断调频连续波信号发生器系统的输出。

2.根据权利要求1所述的无间断调频连续波信号发生器，其特征在于，每一路调频连续波信号发生器的信号产生部分均采用ii型锁相环，包括鉴频鉴相器、电荷泵、环路滤波器、压控振荡器、分频器、锯齿波发生器及sigma-delta调制器，参考信号由鉴频鉴相器模块输入，依次经过电荷泵、环路滤波器、压控振荡器后，反馈信号由分频器分频后输入鉴频鉴相器，所述的分频比由锯齿波发生器及sigma-delta调制器生成。

3.根据权利要求1所述的无间断调频连续波信号发生器，其特征在于，两路调频连续波信号发生器工作占空比均为50％，每路调频连续波信号发生器进行一个周期的锯齿波扫频后，接下来的一个周期锁定在扫频基准频率输出，以此保证多路选择器的输出是连续的锯齿波，在两个扫频周期之间不出现失锁，且每个扫频周期的频率变化相同。

技术总结
本发明公开一种无间断调频连续波信号发生器，其包括两路结构相同的基于锁相环的调频连续波信号发生器，以及一个多路选择器，每路调频连续波信号发生器均包括锯齿波发生器部分和锁相环部分。两路调频连续波信号发生器中的锯齿波发生器工作周期互补，即在一路锯齿波发生器进行锯齿波扫频时，另一路锯齿波发生器锁定在基准频率不变；所述的多路选择器有两路输入，分别为两路调频连续波信号发生器的压控振荡器输出信号；在每一路进行锯齿波扫频时，多路选择器将其选通作为多路选择器亦即整个无间断调频连续波信号发生器系统的输出。本发明的信号发生器能够避免雷达工作期间出现测距结果不准确的工作情况，保证雷达全时工作，增强雷达的可靠性。

技术研发人员：高翔;冯飞
受保护的技术使用者：浙江大学
技术研发日：2020.03.18
技术公布日：2020.06.30