CN113933791B - 无晶振fmcw雷达收发机装置及频率校准方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无晶振FMCW雷达收发机装置及频率校准方法，涉及无线收发技术领域，本发明的无晶振FMCW雷达收发机装置及频率校准方法使用可配置锁相环和FMCW频率综合器的方式来实现频率调制，可实现高精度、高线性度的频率调制，并能够降低校准电路的复杂度，且无需额外增加测试成本，满足对频率精准度和调制线性度的要求。

Description

无晶振FMCW雷达收发机装置及频率校准方法
技术领域
本发明涉及无线收发技术领域，特别涉及一种无晶振FMCW雷达收发机装置及频率校准方法。
背景技术
雷达通过利用电磁波探测目标，凭借测量精度高、响应速度快、抗干扰性强、无隐私泄露等优点，已从军用领域逐渐渗透到工业控制、自动驾驶、智慧家居等民用领域。然而传统雷达整机尺寸大、成本高，限制了在工业消费领域的应用。单芯片雷达解决方案及小尺寸封装迎合了市场需求。在方案设计上希望尽可能地减少外围物料成本，例如外部晶振以及相关耦合电容，采用无晶振设计可以减少芯片引脚数及外围器件数，并且芯片封装及印刷电路板均可做到更小，因此，为了追求低成本和小尺寸，FMCW(Frequency ModulatedContinuous Wave，调频连续波)雷达收发系统可以不采用外部晶振，但是需要解决频率输出准确度问题，从而避免违反欧洲电信标准化协会、美国联邦通信委员会等的频谱发射规则，并能够支持高线性度的频率调制。
相关技术中，无晶振无线收发机采用数模转换器和压控振荡器或采用直接数控振荡器来实现频率的调制，但其频率输出的线性度不好，且输入有效位数有限；而采用振荡器和射频锁相环实现无晶振无线收发机的频率调制，则需要接收射频校准信号，电路设计复杂，校准流程复杂，需要外部射频信号源，从而增加测试成本和时间。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种无晶振FMCW雷达收发机装置及频率校准方法，能够减少外围物料成本，且能满足对频率精准度和调制线性度的要求。
根据本发明的第一方面实施例的无晶振FMCW雷达收发机装置，包括可配置锁相环、FMCW频率综合器和收发模块，可配置锁相环包括误差检测器、滤波器、振荡器、第一分频器、自动频率校正模块和寄存器，所述误差检测器、所述滤波器和所述振荡器依次连接，所述滤波器的输出端连接第一控制开关的第一端并通过所述第一控制开关连接所述振荡器的输入端，所述第一分频器的输入端连接所述振荡器，所述第一分频器的输出端连接所述误差检测器的第一输入端，所述自动频率校正模块分别连接所述寄存器和所述振荡器；FMCW频率综合器包括射频锁相环和啁啾信号生成器，所述射频锁相环的第一输入端与所述振荡器的输出端连接，所述啁啾信号生成器与所述射频锁相环的第二输入端连接，并用于生成FMCW线性调频信号；所述收发模块与天线连接，所述射频锁相环的输出端通过所述收发模块的发射通道向所述天线发送信号，且所述收发模块的接收通道通过所述天线接收信号。
根据本发明实施例的无晶振FMCW雷达收发机装置，至少具有如下有益效果：可配置锁相环的配置可以根据工作场景配置为开环或闭环状态，其输出用于为FMCW频率综合器提供时钟参考，通过将可配置锁相环配置为闭环状态可实现频率校准，且可配置锁相环和FMCW频率综合器能够实现无晶振FMCW雷达的线性频率调制，降低了校准电路的复杂度，使得系统设计简洁，无需额外增加测试成本。
根据本发明的一些实施例，所述可配置锁相环还包括温度补偿模块、数模转换器和第一模数转换器，所述温度补偿模块与所述振荡器的输入端连接，且在所述温度补偿模块与所述振荡器的输入端之间还设置有第二控制开关，且所述第二控制开关还与所述第一控制开关的第二端连接，所述数模转换器与所述振荡器的输入端连接，所述第一模数转换器的输入端与所述振荡器的输入端连接，所述第一模数转换器的输出端与所述寄存器的输入端连接，所述寄存器的输出端与所述数模转换器的输入端连接。
根据本发明的一些实施例，所述数模转换器和所述温度补偿模块的输出可通过合并模块输入至所述振荡器。
根据本发明的一些实施例，所述振荡器内设置有多个压控变容器或多组开关电容阵列，所述数模转换器和所述温度补偿模块的输出还可通过不同的所述压控变容器或不同的所述开关电容阵列输入所述振荡器。
根据本发明的一些实施例，所述收发模块包括依次连接的功率放大器、低噪声放大器、混频器以及第二模数转换器，所述功率放大器的输入端还与所述混频器的第一输入端连接。
根据本发明的一些实施例，所述自动频率校正模块包括计数器、第二分频器、比较器、逐次逼近移位寄存器、模块寄存器和数据选择器，所述计数器的第一输入端与所述振荡器的输出端连接，所述计数器的第二输入端与所述第二分频器的输出端连接，所述计数器的输出端与所述比较器的第一输入端连接，所述比较器的输出端连接所述逐次逼近移位寄存器的输入端，所述逐次逼近移位寄存器的输出端与所述数据选择器的第一输入端连接，所述模块寄存器的输入端与所述逐次逼近移位寄存器的输出端连接，所述模块寄存器的输出端与所述数据选择器的第二输入端连接。
根据本发明的第二方面实施例的频率校准方法，包括：
将可配置锁相环的输入接入外部晶振或外部参考时钟源；
将所述可配置锁相环配置为闭环状态；
设置所述可配置锁相环的倍频系数；
控制自动频率校正模块对振荡器进行调节；
获取第一校准码并将所述第一校准码写入寄存器。
根据本发明实施例的频率校准方法，至少具有如下有益效果：
在测试阶段将可配置锁相环配置为闭环状态，对振荡器进行调节，从而得到校准结果并存储至寄存器，以便于后续装置正常工作时可以从寄存器中获取校准结果，对振荡器进行调节，对输出频率能够有效校准，进而使装置实现能够高精度、高线性度的频率调制。
根据本发明的一些实施例，还包括：
控制第一模数转换器量化所述振荡器的输入电压；
获取第二校准码并将所述第二校准码写入所述寄存器。
根据本发明一些实施例，还包括：
将所述可配置锁相环配置为开环状态；
控制所述自动频率校正模块从所述寄存器读取所述第一校准码；
根据所述第一校准码调节所述振荡器。
根据本发明的一些实施例，还包括：
将所述可配置锁相环配置为开环状态；
控制所述自动频率校正模块从所述寄存器读取所述第一校准码；
根据所述第一校准码调节所述振荡器；
从所述寄存器读取所述第二校准码，并配置到数模转换器；
控制所述数模转换器根据所述第二校准码生成频率精调电压。
根据本发明第三方面实施例的无线电探测、感知和测距系统，包括如本发明第一方面实施例所述的无晶振FMCW雷达收发机装置。
根据本发明实施例的无线电探测、感知和测距系统，至少具有如下有益效果：无晶振FMCW雷达收发机装置可以为系统提供高精度、高线性度的频率调制，实现高精度信号的发送，为系统的探测、感知以及测距提供便利。
根据本发明第四方面实施例的集成芯片，包括如本发明第一方面实施例所述的无晶振FMCW雷达收发机装置。
根据本发明实施例的集成芯片，至少具有如下有益效果：集成芯片的引脚数得到减少，从而使得芯片封装可以做到更小，进而缩小集成芯片的尺寸并降低成本。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明实施例的无晶振FMCW雷达收发机装置的示意图；
图2为本发明另一实施例的无晶振FMCW雷达收发机装置的示意图；
图3为本发明实施例的自动频率校正模块的示意图；
图4为本发明实施例的频率校准方法的流程图；
图5为本发明另一实施例的频率校准方法的流程图；
图6为本发明一实施例的可配置锁相环为开环状态的频率校准方法的流程图；
图7为本发明另一实施例的可配置锁相环为开环状态的频率校准方法的流程图。
附图标记：
可配置锁相环100、误差检测器110、滤波器120、第一控制开关121、振荡器130、第一分频器140、自动频率校正模块150、计数器151、第二分频器152、比较器153、逐次逼近移位寄存器154、模块寄存器155、数据选择器156、寄存器160、温度补偿模块170、第二控制开关171、合并模块172、数模转换器180、第一模数转换器190；FMCW频率综合器200、射频锁相环210、啁啾信号生成器220；收发模块300、功率放大器310、低噪声放大器320、混频器330、第二模数转化器340；天线400。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个及两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
在相关技术中，对于FMCW雷达系统的的频率调制往往采用晶振和锁相环来实现，但晶振的使用会导致系统的物料成本增加，增大封装和PCB板的面积。也存在利用数模转换器和压控振荡器或者直接采用数控振荡器实现无晶振无线收发机的频率调制，但其输出频率的线性度较差。还有通过振荡器和锁相环的方式实现无晶振无线收发机频率调制的，但需要接收通道来接收射频校准信号，其电路设计复杂，校准流程复杂，且需要外部射频信号源，使得测试成本和测试时间增加。
对此，本发明提供了一种使用可配置锁相环和FMCW频率综合器的方式来实现无晶振FMCW雷达系统频率调制的技术方案，可实现高精度、高线性度的频率调制，并能够降低校准电路的复杂度，且无需额外增加测试成本。
下面结合附图对本发明做进一步阐述。
参照图1，在本发明一些实施例中，无晶振FMCW雷达收发机装置包括可配置锁相环100、FMCW频率综合器200以及收发模块300。其中，可配置锁相环100包括误差检测器110、滤波器120、振荡器130、第一分频器140、自动频率校正模块150和寄存器160，误差检测器110、滤波器120和振荡器130依次连接，即误差检测器110的输出端连接滤波器120的输入端，滤波器120的输出端连接振荡器130的输入端。而在滤波器120的输出端设置有第一控制开关121，则第一控制开关121用于控制滤波器120输出至振荡器130的信号的通断，即第一控制开关121的第一端连接滤波器120的输出端，第一控制开关121的第二端连接振荡器130的输入端。
第一分频器140的的输入端连接振荡器130的输出端，而第一分频器140的输出端则连接误差检测器110的第一输入端，可以通过设置第一分频器140的分频系数来实现倍频系数的调整。自动频率校正模块150分别连接寄存器160和振荡器130，自动频率校正模块150可与寄存器160进行读写操作，即自动频率校正模块150可以从寄存器160中读取二进制数字码，也可将二进制数字码写入寄存器160中，另外，自动频率校正模块150还与振荡器130连接，自动频率校正模块150可将二进制数字码输入振荡器130中。应当想到的是，振荡器130的输入可以是模拟电压，也可以是数字码输入。
需要说明的是，振荡器130可以采用压控振荡器，也可以是数控振荡器；可配置锁相环100可以是模拟锁相环，也可以是全数字锁相环，还可以是延迟锁相环。误差检测器110的第二输入端可接入外部晶振或外部参考时钟源输出的外部参考信号，而自动频率校正模块150也可接入外部晶振或外部参考时钟源输出的外部参考信号，即自动频率校正模块150有两个时钟输入，分别是来自外部参考时钟信号的输入和来自振荡器的输入。
FMCW频率综合器200则包括射频锁相环210和啁啾信号生成器220，射频锁相环210用于射频信号的生成与频率调制，射频锁相环210的第一输入端连接振荡器130的输出端，啁啾信号生成器220连接射频锁相环210的第二输入端，可以理解的是，啁啾信号生成器220用于生成FMCW线性调频信号，并将FMC W线性调频信号输入射频锁相环210中，便于射频锁相环210进行频率调制，即线性调频信号通过对载波频率进行调制以增加信号的发射带宽，同时线性调频信号具有较高的距离分辨力，能够起到区分干扰和目标的作用，提高了抗干扰能力。
而收发模块300则连接射频锁相环210的输出端，且收发模块300还与天线400连接，射频锁相环210的输出端通过收发模块300的发射通道向天线发送信号，而收发模块300的接收通道也可通过天线接收信号。
可配置锁相环100的配置可以根据工作场景配置为开环或闭环状态，其输出用于为FMCW频率综合器200提供时钟参考，通过将可配置锁相环100配置为闭环状态可实现频率校准，且可配置锁相环100和FMCW频率综合器200能够实现无晶振FMCW雷达的线性频率调制，降低了校准电路的复杂度，使得系统设计简洁，无需额外增加测试成本。
参照图2，在本发明一些实施例中，可配置锁相环100还包括温度补偿模块170、数模转换器180和第一模数转换器190。数模转换器180输出端与振荡器130的输入端连接，即数模转换器180的输出可进入振荡器130中，调节振荡器130固有频率偏差。而第一模数转换器190的输入端与振荡器130的输入端连接，第一模数转换器190的输出端与寄存器160的输入端连接，可以理解的是，第一模数转换器190将振荡器130的输入量化，将量化结果写入寄存器160中。自动频率校正模块150的第一输入端与误差检测器110的第二输入端连接，自动频率校正模块150的第二输入端与振荡器130的输出端连接，即自动频率校正模块150能够获取输入至误差检测器110的输入信号以及振荡器130的输出信号。
通过设置第一模数转换器190对振荡器130的输入进行量化，并将量化结果输入存入寄存器160，再通过数模转换器180从寄存器160中读取量化结果，从而使数模转换器180输出频率精调电压，完成振荡器130固有频率偏差的精调，提高输出频率准确度。
温度补偿模块170与振荡器130连接，且温度补偿模块170用于监测装置的温度变化，并产生一补偿电压，该补偿电压用于补偿振荡器130频率随温度变化的漂移。在温度补偿模块170和振荡器130之间还设置有第二控制开关171，第二控制开关171用于控制温度补偿模块170与振荡器130连接的通道的通断。需要说明的是，第二控制开关171连接在第一控制开关121未连接滤波器120的一端，即第一控制开关121的第一端连接滤波器120，第一控制开关的第二端连接第二控制开关171，第一控制开关121的通断并不影响温度补偿模块170与振荡器130的连接或断开。
参照图2，在本发明一些实施例中，数模转换器180和温度补偿模块170的输出可通过合并模块172输入至振荡器130，合并模块172用于将数模转换器180和温度补偿模块170的输出合并后输入至振荡器130，则第二控制开关171设置在合并模块172的输出端。合并模块172可以采用加法器，也可以采用同相加法运算电路，例如，可配置锁相环100采用全数字锁相环，则合并模块172采用加法器；而可配置锁相环100采用模拟锁相环，则合并模块172可以采用同相加法运算电路。将数模转换器180和温度补偿模块170的输出合并，并输入到振荡器130中，实现对振荡器130进行温度变化的补偿以及频率偏移的调节，达到精调的效果，使得振荡器130的输出频率精度高、线性度好。
在本发明一些实施例中，振荡器130内设置有多个压控变容器或多组开关电容阵列。振荡器130可以采用压控振荡器或数控振荡器，压控振荡器可通过调整压控变容器的偏置电压来实现电压到频率的调制，而数控振荡器则可通过调整开关电容阵列的开关状态来实现数字码到频率调制。有两个信号输入振荡器130，则可以采用两个压控变容器或两组开关电容阵列实现信号的输入。例如，振荡器130采用压控振荡器，温度补偿模块170和数模转换器180的输出均直接连接到振荡器130内的两个不同的压控电容上；振荡器130采用数控振荡器，温度补偿模块170和数模转换器180的输出均直接连接到振荡器130内的两组不同的开关电容阵列上，从而实现温度补偿模块170和数模转换器180的输出直接输入振荡器130。
参照图2，在本发明一些实施例中，收发模块300包括依次连接的功率放大器310、低噪声放大器320、混频器330以及第二模数转换器340，可以理解的是，功率放大器310的输入端作为收发模块300的输入端与FMCW频率综合器200连接，且功率放大器310的输出端连接低噪声放大器320的输入端，功率放大器310的输出端还连接天线400，即功率放大器310作为收发模块300的发送通道，则输入收发模块300的信号经过功率放大器310后，再由天线400发射出去。低噪声放大器320、混频器330以及第二模数转换器340则作为收发模块300的接收通道，天线400与低噪声放大器320的输入端连接，混频器330的第一输入端连接低噪声放大器320的输出端，而混频器330的第二输入端则连接功率放大器310的输入端，混频器330的输出端则连接第二模数转换器340的输入端，第二模数转换器340输出基带信号，实现解调，恢复接收到的信号。
参照图3，在本发明一些实施例中，自动频率校正模块150包括计数器151、第二分频器152、比较器153、逐次逼近移位寄存器154、模块寄存器155和数据选择器156。计数器151的第一输入端接入振荡器130的输出，而第二分频器152的输出端则连接计数器151的第二输入端，第二分频器152的输入端可以接入外部的参考时钟进行分频。计数器151的输出端连接比较器153的第一输入端，而在比较器153的第二输入端输入第二分频器152的分频系数和装置预设的倍频系数的乘积，通过比较计数器151的输出和上述的比较器153第二输入端的输入来控制逐次逼近移位寄存器154的输出。
比较器153的输出端连接逐次逼近移位寄存器154的输入端，逐次逼近移位寄存器154的输出端连接数据选择器156的第一输入端，模块寄存器155的输入端连接逐次逼近移位寄存器154的输出端，模块寄存器155的输出端连接数据选择器156的第二输入端，模块寄存器155还与寄存器160连接，即可以从寄存器160中读取数字码，也可以将数字码写入寄存器160中，应当想到的是，模块寄存器155可以存储来自逐次逼近移位寄存器154中的校正结果，也可以存储来自寄存器160的校正码。数据选择器156则将两路输入选择一路送出，例如在进行校正的过程中，数据选择器156将第一输入端的数字码输出；在装置正常工作的过程中，数据选择器156将第二输入端的数字码输出。自动频率校正模块150通过数据选择器156进行输出的选择，从而调节振荡器130的输出，以使得振荡器130输出精度高频率。
在本发明一些实施例中，误差检测器110包括鉴频鉴相器和电荷泵，鉴频鉴相器的输出端连接电荷泵的输入端，电荷泵的输出端则连接滤波器120的输入端。鉴频鉴相器实现频率及相位的误差检测，电荷泵实现相位到电流的转换。
在本发明一些实施例中，装置可以接入外部晶振或外部参考时钟，还可以在装置的输入，从而提供时钟信号，以满足更高性能的装置的要求，第一级的可配置锁相环100的使用使得第二级的射频锁相环210的输入频率高于外部参考的输入频率，进一步提升了装置的性能。
参照图4，在本发明一些实施例中，频率校准方法至少包括如下步骤：
步骤S110：将可配置锁相环的输入接入外部晶振或外部参考时钟源；
步骤S120：将可配置锁相环配置为闭环状态；
步骤S130：设置可配置锁相环的倍频系数；
步骤S140：控制自动频率校正模块对振荡器进行调节；
步骤S150：获取第一校准码并将第一校准码写入寄存器。
可以理解的是，在出厂测试的校正的过程中，在可配置锁相环的输入端接入外部参考时钟信号，需要说明的是，外部参考时钟信号可由外部晶振或外部参考时钟源提供。通过调节第一控制开关121和第二控制开关171配置可配置锁相环100的闭环状态，如控制第一控制开关121闭合，第二控制开关171打开；对第一分频器140进行调节，从而调节装置的倍频系数；通过自动频率校正模块150对振荡器130进行调节，实现粗调，获得校准结果(即第一校准码)，并将校准的结果写入寄存器160。对振荡器130进行粗调节，同时获得第一校准码，便于后续装置正常工作时调用。需要说明的是，可以通过设置较小的振荡器增益以及提高第一校准码的位数来提高校准的精度。
参照图5，在本发明一些实施例中，频率校准方法至少包括如下步骤：
步骤S110：将可配置锁相环的输入接入外部晶振或外部参考时钟源；
步骤S120：将可配置锁相环配置为闭环状态；
步骤S130：设置可配置锁相环的倍频系数；
步骤S140：控制自动频率校正模块对振荡器进行调节；
步骤S150：获取第一校准码并将第一校准码写入寄存器：
步骤S160：控制第一模数转换器量化振荡器的输入电压；
步骤S170：获取第二校准码并将第二校准码写入寄存器。
可以理解的是，在出厂测试的校正的过程中，在可配置锁相环的输入端接入外部参考时钟信号，需要说明的是，外部参考时钟信号可由外部晶振或外部参考时钟源提供。通过调节第一控制开关121和第二控制开关171配置可配置锁相环100的闭环状态，如控制第一控制开关121闭合，第二控制开关171打开；对第一分频器140进行调节，从而调节装置的倍频系数；通过自动频率校正模块150对振荡器130进行调节，实现粗调，获得校准结果(即第一校准码)，并将校准的结果写入寄存器160。可配置锁相环100可通过调整振荡器130的输入电压实现精调，如通过第一模数转换器190对振荡器130的输入电压进行量化，获得量化结果(即第二校准码)，并将量化结果写入寄存器160。在出厂测试的校正过程中实现对频率的粗调和精调，使得输出频率的准确度得到提升，同时获得第一校准码和第二校准码，便于后续装置正常工作时调用。
参照图6，在本发明一些实施例中，频率校准方法还包括：
步骤S210：将可配置锁相环配置为开环状态；
步骤S220：控制自动校准模块从寄存器读取第一校准码；
步骤S230：根据第一校准码调节振荡器。
可以理解的是，在装置正常工作的过程中，通过控制第一控制开关121打开，第二控制开关171闭合，将可配置锁相环100为开环状态，自动频率校准模块从寄存器160中读取第一校准码，例如通过模块寄存器155读取第一校准码，再通过数据选择器156将第一校准码输出至振荡器130中，从而实现对振荡器130的调节，完成振荡器130固有频率偏差的粗调，从而实现对输出频率精度要求不高的装置的频率调节。
参照图7，在本发明一些实施例中，频率校准方法还包括：
步骤S210：将可配置锁相环配置为开环状态；
步骤S220：控制自动频率校准模块从寄存器读取第一校准码；
步骤S230：根据第一校准码调节振荡器；
步骤S240：从寄存器读取第二校准码，并配置到数模转换器；
步骤S250：控制数模转换器根据第二校准码生成频率精调电压。
可以理解的是，在装置正常工作的过程中，通过控制第一控制开关121打开，第二控制开关171闭合，将可配置锁相环100为开环状态，自动频率校准模块从寄存器160中读取第一校准码，例如通过模块寄存器155读取第一校准码，再通过数据选择器156将第一校准码输出至振荡器130中，从而实现对振荡器130的调节，完成振荡器130固有频率偏差的粗调。通过将第二校正码从寄存器160中读取出来，并将其输入数模转换器180中，则数模转换器180可根据第二校准码生成频率精调电压，完成对振荡器130固有频率偏差的精调，还可将频率精调电压和根据温度补偿模块170监测温度变化产生的补偿电压合并输出至振荡器130，使得振荡器130输出的频率精度高、温漂好。
在本发明一些实施例中，还提供了一种无线电探测、感知和测距系统，该系统包括了本发明实施中的无晶振FMCW雷达收发机装置，无晶振FMCW雷达收发机装置可以为系统提供高精度、高线性度的频率调制，实现高精度信号的发送，为系统的探测、感知以及测距提供便利。
在本发明一些实施例中，还提供了一种集成芯片，该集成芯片包括了本发明实施例中的无晶振FMCW雷达收发机装置，省去外部晶振，集成芯片的引脚数可以减少，从而使得芯片封装可以做到更小，进而缩小集成芯片的尺寸并降低成本。
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (7)

1.一种无晶振FMCW雷达收发机装置，其特征在于，包括：
可配置锁相环，包括误差检测器、滤波器、振荡器、第一分频器、自动频率校正模块和寄存器，所述误差检测器、所述滤波器和所述振荡器依次连接，所述滤波器的输出端连接第一控制开关的第一端并通过所述第一控制开关连接所述振荡器的输入端，所述第一分频器的输入端连接所述振荡器，所述第一分频器的输出端连接所述误差检测器的第一输入端，所述自动频率校正模块分别连接所述寄存器和所述振荡器；
FMCW频率综合器，包括射频锁相环和啁啾信号生成器，所述射频锁相环的第一输入端与所述振荡器的输出端连接，所述啁啾信号生成器与所述射频锁相环的第二输入端连接，并用于生成FMCW线性调频信号；
收发模块，所述收发模块与天线连接，所述射频锁相环的输出端通过所述收发模块的发射通道向所述天线发送信号，且所述收发模块的接收通道通过所述天线接收信号；
其中，
将所述可配置锁相环的输入接入外部参考时钟源；
将所述可配置锁相环配置为闭环状态；
设置所述可配置锁相环的倍频系数；
控制自动频率校正模块对振荡器进行调节；
获取第一校准码并将所述第一校准码写入寄存器；
控制第一模数转换器量化所述振荡器的输入电压；
获取第二校准码并将所述第二校准码写入所述寄存器；
将所述可配置锁相环配置为开环状态；
控制所述自动频率校正模块从所述寄存器读取所述第一校准码；
根据所述第一校准码调节所述振荡器；
从所述寄存器读取所述第二校准码，并配置到数模转换器；
控制所述数模转换器根据所述第二校准码生成频率精调电压。
2.根据权利要求1所述的无晶振FMCW雷达收发机装置，其特征在于，所述可配置锁相环还包括温度补偿模块、数模转换器和第一模数转换器，所述温度补偿模块与所述振荡器的输入端连接，且在所述温度补偿模块与所述振荡器的输入端之间还设置有第二控制开关，且所述第二控制开关还与所述第一控制开关的第二端连接，所述数模转换器的输出端与所述振荡器的输入端连接，所述第一模数转换器的输入端与所述振荡器的输入端连接，所述第一模数转换器的输出端与所述寄存器的输入端连接，所述寄存器的输出端与所述数模转换器的输入端连接。
3.根据权利要求2所述的无晶振FMCW雷达收发机装置，其特征在于，所述数模转换器和所述温度补偿模块的输出可通过合并模块输入至所述振荡器。
4.根据权利要求2所述的无晶振FMCW雷达收发机装置，其特征在于，所述振荡器内设置有多个压控变容器或多组开关电容阵列，所述数模转换器和所述温度补偿模块的输出还可通过不同的所述压控变容器或不同的所述开关电容阵列输入所述振荡器。
5.一种无晶振FMCW雷达收发机装置的频率校准方法，其特征在于，包括
将可配置锁相环的输入接入外部参考时钟源；
将所述可配置锁相环配置为闭环状态；
设置所述可配置锁相环的倍频系数；
控制自动频率校正模块对振荡器进行调节；
获取第一校准码并将所述第一校准码写入寄存器；
控制第一模数转换器量化所述振荡器的输入电压；
获取第二校准码并将所述第二校准码写入所述寄存器；
将所述可配置锁相环配置为开环状态；
控制所述自动频率校正模块从所述寄存器读取所述第一校准码；
根据所述第一校准码调节所述振荡器；
从所述寄存器读取所述第二校准码，并配置到数模转换器；
控制所述数模转换器根据所述第二校准码生成频率精调电压。
6.一种无线电探测、感知和测距系统，其特征在于，包括如权利要求1至4任意一项所述的无晶振FMCW雷达收发机装置。
7.一种集成芯片，其特征在于，包括如权利要求1至4任意一项所述的无晶振FMCW雷达收发机装置。
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