CN102721959A - 毫米波单片集成探测器组件 - Google Patents

毫米波单片集成探测器组件 Download PDF

Info

Publication number
CN102721959A
CN102721959A CN2012102258358A CN201210225835A CN102721959A CN 102721959 A CN102721959 A CN 102721959A CN 2012102258358 A CN2012102258358 A CN 2012102258358A CN 201210225835 A CN201210225835 A CN 201210225835A CN 102721959 A CN102721959 A CN 102721959A
Authority
CN
China
Prior art keywords
dual
mode antenna
detector assembly
signal
monolithic integrated
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2012102258358A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102721959B (zh
Inventor
崔恒荣
孙晓玮
孙芸
钱蓉
王伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology of CAS
Original Assignee
Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology of CAS filed Critical Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology of CAS
Priority to CN201210225835.8A priority Critical patent/CN102721959B/zh
Publication of CN102721959A publication Critical patent/CN102721959A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102721959B publication Critical patent/CN102721959B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

本发明涉及一种毫米波单片集成探测器组件，包括射频压控振荡器、驱动电路、低噪声放大器、混频器和收发天线，所述射频压控振荡器用于根据外部系统通过不同电压波型的调节得到射频信号；所述驱动电路用于对产生的射频信号进行放大；所述收发天线用于发送放大后的射频信号；发送出的射频信号遇到探测物后产生回波信号；所述收发天线还用于接收所述回波信号；所述低噪声放大器用于放大收到的回波信号；所述混频器用于将放大后的回波信号和本振信号进行混频，得到发射时间与当前时间的射频信号的频差。本发明能够对物体尺寸进行探测，并且在目标探测过程中实现对距离、速度和加速度的测量。

Description

毫米波单片集成探测器组件
 
技术领域
本发明涉及探测器技术领域，特别是涉及一种毫米波单片集成探测器组件，可用于液位高度探测、车辆防撞、人流统计等民用和国防装备中。
背景技术
在实际系统应用中往往需要了解外部物体的目标特性、距离特性和运动特性等信息，通过这些信息的获取，并进行差别，从而做出相应的决策。毫米波单片集成探测器组件采用雷达探测的原理，能够实时的测量目标物体的反射信号强度及目标距离。通过对距离信息进行微分处理可以进一步得到速度和加速度的相关信息，具有实时、准确、可靠性高的技术特点。这些特征可以广泛应用于液体液位高度的测量、车辆行使过程中的防撞距离测量，大型卡口的人流量统计等民用领域。毫米波还具有较强的穿透烟、雾、尘埃等的能力，对无线电有较强的抗干扰能力，在军事领域也有着广泛的应用前景。但是，现有的毫米波单片集成探测器组件无法实现对物体尺寸探测，以及在目标探测过程中对距离、速度和加速度进行测量。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种毫米波单片集成探测器组件，能够对物体尺寸进行探测，并且在目标探测过程中实现对距离、速度和加速度的测量。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种毫米波单片集成探测器组件，包括射频压控振荡器、驱动电路、低噪声放大器、混频器和收发天线，所述射频压控振荡器用于根据外部系统通过不同电压波型的调节得到射频信号；所述驱动电路用于对产生的射频信号进行放大；所述收发天线用于发送放大后的射频信号；发送出的射频信号遇到探测物后产生回波信号；所述收发天线还用于接收所述回波信号；所述低噪声放大器用于放大收到的回波信号；所述混频器用于将放大后的回波信号和本振信号进行混频，得到发射时间与当前时间的射频信号的频差。
所述收发天线为微带平面天线。
所述射频压控振荡器、驱动电路、低噪声放大器、混频器和收发天线构成的一体化结构；所述射频压控振荡器的射频芯片通过银浆粘合于电路板上，电路板的引脚与所述射频芯片的射频引脚通过金丝进行连接；所述电路板的背面大面积接地并与所述收发天线的背面银浆粘贴固化。
所述收发天线和电路板均采用印刷线路村料制成并加工成双面结构。
所述收发天线正面部分设有屏蔽孔，所述收发天线的边界部分作为焊盘与探头的钢针焊接，所述焊盘连出有引线；所述收发天线和电路板在相对应的位置均设有钢针孔和连接通孔，所述引线与钢针孔相连；所述收发天线上的孔与电路板上相互对应的孔通过金属丝采用银浆烘干固化的方式连接。
所述收发天线采用馈线方式直接耦合，所述收发天线的馈线与电路板的馈线保持上下的对应位置，并在两馈线端开设通孔，所述通孔中心放置金属丝并通过银浆后烘干固化连接。
所述钢针排列呈圆弧形，所述钢针外套有平面开口的屏蔽盖，所述屏蔽盖的端面上在所述钢针对应的位置设有用于使所述钢针通过的孔，所述钢针与所述屏蔽盖交叉的位置设有绝缘套管隔离，所述绝缘套管通过胶体固化封装。
有益效果
由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明在有限体积范围之内通过MCM工艺实际一体化的毫米波集成探测器组件，实验证明20米范围内可测，达到实用目标，具有较高的可靠性、产品一致性和抗干扰能力，为探测目标测距、测速的实现提供了保证。
附图说明
图1是本发明毫米波集成探测器组件电路组件正面示意图；
图2是本发明毫米波集成探测器组件的天线背面示意图；
图3是本发明毫米波集成探测器组件电路组件背面示意图；
图4是本发明毫米波集成探测器组件的天线正面示意图；
图5是本发明毫米波集成探测器组件的金属屏蔽壳的装配图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明的实施方式涉及一种毫米波单片集成探测器组件，如图1-图4所示，包括射频压控振荡器、驱动电路、低噪声放大器、混频器和收发天线，所述射频压控振荡器用于根据外部系统通过不同电压波型的调节得到射频信号；所述驱动电路用于对产生的射频信号进行放大；所述收发天线用于发送放大后的射频信号；发送出的射频信号遇到探测物后产生回波信号；所述收发天线还用于接收所述回波信号；所述低噪声放大器用于放大收到的回波信号；所述混频器用于将放大后的回波信号和本振信号进行混频，得到发射时间与当前时间的射频信号的频差。
外部调制电路连接到压控振荡器的调压脚，产生不同频率成份的射频信号，射频信号通过金丝与驱动芯片连接增大发射功率。大功率射频信号通过功分器后，一路送天线发射，一路送混频器作为混频信号。低噪声发放大器对接收天线收到的物体反射的回波信号进行放大，并将输出信号送混频器。混频器将由功分器分出的本振信号与低噪声放大器接收到的回波信号进行混频。混频信号经过一路射随器放大后，提高信号的驱动能力和隔离度，混频信号中含有目标的速度距离等信息。
本装置采用电路部分与天线部分分开加工，采用银浆粘合的方式将两者连接。电路和天线部分均采用散耗系数较小的高频印刷线路村料，均加工成双面结构，其中一面为共地面。粘合时采用天线与电路接地部分背贴的方式，保持了良好的接地特性和散热特性。所述射频压控振荡器、驱动电路、低噪声放大器、混频器和收发天线构成的一体化结构；所述射频压控振荡器的射频芯片2通过银浆粘合于电路板1上，电路板1的引脚与所述射频芯片2的射频引脚通过金丝3进行连接；所述电路板1的背面大面积接地并与所述收发天线4的背面银浆粘贴固化。所述收发天线4采用馈线方式直接耦合，所述收发天线4的馈线8与电路板1的馈线保持上下的对应位置，并在两馈线端开设通孔，所述通孔中心放置金属丝并通过银浆后烘干固化连接。
电路周围的电源与信号的连接点通过钢针焊接，要求电路通孔与天线周围焊盘孔位置保持对应的一致关系。另外在天线焊盘和电路对应的引脚边分别再开一小通孔并与引脚相连。在两小通孔中心穿金属丝并通过银浆烘干连接，保证电路与电源信号引脚连接的可靠性。所述收发天线2正面部分设有屏蔽孔5，所述收发天线2的边界部分作为焊盘与探头的钢针10焊接，所述焊盘连出有引线；所述收发天线2和电路板1在相对应的位置均设有钢针孔6和连接通孔7，所述引线与钢针孔6相连；所述收发天线2上的孔与电路板1上相互对应的孔通过金属丝采用银浆烘干固化的方式连接。
如图5所示，所述钢针10排列呈圆弧形，所述钢针10外套有平面开口的屏蔽盖9，所述屏蔽盖9的端面上在所述钢针10对应的位置设有用于使所述钢针通过的孔，所述钢针10与所述屏蔽盖9交叉的位置设有绝缘套管隔离，所述绝缘套管通过胶体固化封装。也就是说，探测器组件通过一侧开口的短圆柱型金属壳进行屏蔽，在另一圆柱侧钢针相应位置打孔以便钢针通过，同时在钢针与圆柱面交叉的地方采取绝缘处理。在短圆柱开口处车出台阶与电路背面接地面接地，保证探头外壳接地。
本发明在有限体积范围之内通过MCM工艺实际一体化的毫米波集成探测器组件，实验证明20米范围内可测，达到实用目标，具有较高的可靠性、产品一致性和抗干扰能力，为探测目标测距、测速的实现提供了保证。

Claims (7)

1.一种毫米波单片集成探测器组件，包括射频压控振荡器、驱动电路、低噪声放大器、混频器和收发天线，其特征在于，所述射频压控振荡器用于根据外部系统通过不同电压波型的调节得到射频信号；所述驱动电路用于对产生的射频信号进行放大；所述收发天线用于发送放大后的射频信号；发送出的射频信号遇到探测物后产生回波信号；所述收发天线还用于接收所述回波信号；所述低噪声放大器用于放大收到的回波信号；所述混频器用于将放大后的回波信号和本振信号进行混频，得到发射时间与当前时间的射频信号的频差。
2.根据权利要求1所述的毫米波单片集成探测器组件，其特征在于，所述收发天线为微带平面天线。
3.根据权利要求2所述的毫米波单片集成探测器组件，其特征在于，所述射频压控振荡器、驱动电路、低噪声放大器、混频器和收发天线构成的一体化结构；所述射频压控振荡器的射频芯片（2）通过银浆粘合于电路板（1）上，电路板（1）的引脚与所述射频芯片（2）的射频引脚通过金丝（3）进行连接；所述电路板（1）的背面大面积接地并与所述收发天线（2）的背面银浆粘贴固化。
4.根据权利要求3所述的毫米波单片集成探测器组件，其特征在于，所述收发天线（2）和电路板（1）均采用印刷线路村料制成并加工成双面结构。
5.根据权利要求1所述的毫米波单片集成探测器组件，其特征在于，所述收发天线（2）正面部分设有屏蔽孔（5），所述收发天线（2）的边界部分作为焊盘与探头的钢针焊接，所述焊盘连出有引线；所述收发天线（2）和电路板（1）在相对应的位置均设有钢针孔（6）和连接通孔（7），所述引线与钢针孔（6）相连；所述收发天线（2）上的孔与电路板（1）上相互对应的孔通过金属丝采用银浆烘干固化的方式连接。
6.根据权利要求1所述的毫米波单片集成探测器组件，其特征在于，所述收发天线（2）采用馈线方式直接耦合，所述收发天线（2）的馈线（8）与电路板（1）的馈线保持上下的对应位置，并在两馈线端开设通孔，所述通孔中心放置金属丝并通过银浆后烘干固化连接。
7.根据权利要求5所述的毫米波单片集成探测器组件，其特征在于，所述钢针（10）排列呈圆弧形，所述钢针（10）外套有平面开口的屏蔽盖（9），所述屏蔽盖（9）的端面上在所述钢针（10）对应的位置设有用于使所述钢针（10）通过的孔，所述钢针（10）与所述屏蔽盖（9）交叉的位置设有绝缘套管隔离，所述绝缘套管通过胶体固化封装。
CN201210225835.8A 2012-07-03 2012-07-03 毫米波单片集成探测器组件 Active CN102721959B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210225835.8A CN102721959B (zh) 2012-07-03 2012-07-03 毫米波单片集成探测器组件

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210225835.8A CN102721959B (zh) 2012-07-03 2012-07-03 毫米波单片集成探测器组件

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102721959A true CN102721959A (zh) 2012-10-10
CN102721959B CN102721959B (zh) 2015-03-18

Family

ID=46947775

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210225835.8A Active CN102721959B (zh) 2012-07-03 2012-07-03 毫米波单片集成探测器组件

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102721959B (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104833955A (zh) * 2015-03-09 2015-08-12 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种3mm波段小型探测器前端
CN106169658A (zh) * 2016-09-28 2016-11-30 成都瑞达物联科技有限公司 毫米波天线与射频前端的单板集成系统
CN107144822A (zh) * 2017-06-29 2017-09-08 成都瑞达物联科技有限公司 毫米波雷达一体化射频前端
CN108169750A (zh) * 2018-02-07 2018-06-15 惠州市德赛西威汽车电子股份有限公司 一种车载毫米波雷达系统
CN108983241A (zh) * 2018-09-29 2018-12-11 芜湖易来达雷达科技有限公司 77ghz毫米波adas雷达的混合集成电路板
CN109916241A (zh) * 2019-02-28 2019-06-21 南京理工大学 一种单片集成毫米波引信探测器
CN110274629A (zh) * 2019-07-03 2019-09-24 电子科技大学 一种多功能集成式无线传感器组件及检测方法
CN110429953A (zh) * 2019-07-26 2019-11-08 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种l型三频段抗干扰近距离探测器前端及其安装方法
CN116979988A (zh) * 2023-09-21 2023-10-31 电子科技大学 一种小型化高度集成毫米波前端组装模块

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1400474A (zh) * 2002-08-16 2003-03-05 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 全固态集成小型毫米波防撞雷达装置
US20030201930A1 (en) * 2002-04-26 2003-10-30 Hitachi, Ltd. Radar sensor
CN1995903A (zh) * 2006-01-05 2007-07-11 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 电阻分功率型小型化双天线引信
US20090251362A1 (en) * 2008-04-04 2009-10-08 Alexandros Margomenos Three dimensional integrated automotive radars and methods of manufacturing the same
CN101866018A (zh) * 2010-05-27 2010-10-20 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种用于毫米波全息成像安检系统的射频收发前端
CN102486537A (zh) * 2010-12-05 2012-06-06 中国科学院沈阳自动化研究所 一种毫米波雷达防撞探测装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030201930A1 (en) * 2002-04-26 2003-10-30 Hitachi, Ltd. Radar sensor
CN1400474A (zh) * 2002-08-16 2003-03-05 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 全固态集成小型毫米波防撞雷达装置
CN1995903A (zh) * 2006-01-05 2007-07-11 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 电阻分功率型小型化双天线引信
US20090251362A1 (en) * 2008-04-04 2009-10-08 Alexandros Margomenos Three dimensional integrated automotive radars and methods of manufacturing the same
CN101866018A (zh) * 2010-05-27 2010-10-20 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种用于毫米波全息成像安检系统的射频收发前端
CN102486537A (zh) * 2010-12-05 2012-06-06 中国科学院沈阳自动化研究所 一种毫米波雷达防撞探测装置

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
关福宏 等: "直接检波式毫米波接收机研制", 《红外与毫米波学报》 *
吴亮 等: "毫米波宽带多功能芯片研制", 《电子测量与仪器学报2009年增刊》 *
杨邦朝 等: "集成电路封装用树脂材料的发展动向", 《微电子学》 *
郭俊榕 等: "宽带驱动放大器MMIC的SMD封装", 《功能材料与器件学报》 *

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104833955A (zh) * 2015-03-09 2015-08-12 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种3mm波段小型探测器前端
CN106169658A (zh) * 2016-09-28 2016-11-30 成都瑞达物联科技有限公司 毫米波天线与射频前端的单板集成系统
CN107144822A (zh) * 2017-06-29 2017-09-08 成都瑞达物联科技有限公司 毫米波雷达一体化射频前端
CN108169750A (zh) * 2018-02-07 2018-06-15 惠州市德赛西威汽车电子股份有限公司 一种车载毫米波雷达系统
CN108983241A (zh) * 2018-09-29 2018-12-11 芜湖易来达雷达科技有限公司 77ghz毫米波adas雷达的混合集成电路板
CN109916241A (zh) * 2019-02-28 2019-06-21 南京理工大学 一种单片集成毫米波引信探测器
CN110274629A (zh) * 2019-07-03 2019-09-24 电子科技大学 一种多功能集成式无线传感器组件及检测方法
CN110429953A (zh) * 2019-07-26 2019-11-08 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种l型三频段抗干扰近距离探测器前端及其安装方法
CN110429953B (zh) * 2019-07-26 2024-04-19 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种l型三频段抗干扰近距离探测器前端及其安装方法
CN116979988A (zh) * 2023-09-21 2023-10-31 电子科技大学 一种小型化高度集成毫米波前端组装模块
CN116979988B (zh) * 2023-09-21 2023-12-22 电子科技大学 一种小型化高度集成毫米波前端组装模块

Also Published As

Publication number Publication date
CN102721959B (zh) 2015-03-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102721959B (zh) 毫米波单片集成探测器组件
CN102435981B (zh) 一种77GHz毫米波汽车防碰撞雷达收发装置
CN205067739U (zh) 一种小型毫米波雷达传感器装置
US7710311B2 (en) Short range radar small in size and low in power consumption and controlling method thereof
US20190120931A1 (en) Millimeter-wave System-in-Package for Parking Assistance
CN102998670A (zh) 一种Ka频段固定指向双极化全固态毫米波云雷达
CN107144822A (zh) 毫米波雷达一体化射频前端
CN102253370B (zh) 一种77GHz毫米波汽车防碰撞雷达信号处理装置
CN108832728B (zh) 一种基于方向回溯天线的无线能量传输系统及方法
CN204215035U (zh) 公路车辆监测用fmcw毫米波微带阵列雷达
US10200135B2 (en) Over the air measurement module
CN102486537A (zh) 一种毫米波雷达防撞探测装置
CN107534220A (zh) 具有平直束生成天线的传感器
CN203287518U (zh) 一种调频连续波收发模块
CN103630892A (zh) 高分辨率机场跑道外来物探测成像雷达
CN106546974A (zh) 一种小型毫米波雷达传感器装置
CN104360318A (zh) 一种雷达前端模块及雷达系统
CN207184464U (zh) 一种3mm微波低噪声直检接收前端组件
KR101212219B1 (ko) 테이퍼드 슬롯 안테나 장치 및 이를 구비한 레이더
CN109916241A (zh) 一种单片集成毫米波引信探测器
CN104714228A (zh) 用于开门预警系统的雷达前端模块
CN108896965B (zh) 200GHz频段信号收发测量系统
CN110275071A (zh) 一种采用门型结构的高灵敏度有源电场探头
CN109444823A (zh) 一种相控阵用高度集成有源和差网络
CN105223556A (zh) L型收发阵列天线前端及其信号处理方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant