CN209417291U - 77ghz毫米波adas雷达的混合集成电路板 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及77GHZ毫米波ADAS雷达的混合集成电路板，电路板包括三块基板、两层粘合片，三块基板中处于中间的基板通过两层粘合片与另外两块基板压合制成一体。电路板中三块基板自上而下设为六层；第一层为天线面，设置射频芯片和天线；第二层为天线地，为天线面提供完整射频地；第三层为电源层；第四层为信号层，均匀覆盖有雷达DSP信号处理的控制线及敏感信号走线；第五层为信号地层，将第三层隔离在多层基板内；第六层为DSP和辅助电路器件布局层，用于分布雷达的元器件。本实用新型采用一块电路板实现全部ADAS雷达功能，通过对RF前端部分和DSP后端信号处理的高度集成化，大幅度降低雷达设计成本，简化装配工艺，提高雷达的可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及汽车电子雷达技术领域，具体的说是77GHZ毫米波ADAS雷达的混合集成电路板。
背景技术
汽车主动安全辅助系统，简称ADAS应用中，77GHZ毫米波雷达是主要的核心探测部件，也是智能驾驶汽车和今后无人驾驶汽车产业中不可替代的传感器。
ADAS雷达采用快扫锯齿发射数百MHZ宽带频率，通过和目标回波相干接收方式提取目标的距离和速度信号。雷达设计难点是保持天线角度的覆盖范围和分辨率。ADAS雷达应用不接受雷达天线做机械扫描。只能采用数字波束合成DBF方法探测目标角度。由于价格原因实际接收机的数目被限制。信号处理对单目标采用合成孔径平滑技术提高角度探测精确度。或者对多目标采用MIMO多发多收技术改善角度分辨率。也就是用有限的物理接收通道通过时隙扩大虚拟接收阵单元数。如果射频发射机数目是m个，接收机数目是n个。可以得到m乘n个接收通道去做DBF和SAR平滑。在满足角度覆盖和价格限制的条件下极大改善了角度探测分辨率。
77GHZ雷达只有名片大小，在m发射n接收雷达中，也就是mTnR雷达芯片需要m+n个天线。天线复杂且相互之间耦合干扰较大，雷达DSP需要n个数字接收通道(硬件典型的是ADC，软件典型是FFT)变化处理。需要功能强大的嵌入式处理芯片和足够的内存满足信号处理。同时需要数级高性能的电源变换电路。在汽车应用的CAN通信电路和必要的驱动电路，统称辅助电路。
目前，国际已量产同行的77GHZ雷达采用多块电路板设计，将RF天线部分和DSP信号处理部分，有的还将电源变换电路分开在不同的电路板中，这使得整个77GHZ雷达至少需要两块或者两块以上的电路板，电路板之间通过插头或者插线电缆互联，从而使雷达的可靠性降低，增加了量产的难度。
发明内容
为了避免和解决上述技术问题，本实用新型提出了77GHZ毫米波ADAS雷达的混合集成电路板。
本实用新型所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
77GHZ毫米波ADAS雷达的混合集成电路板，将77GHZ毫米波ADAS雷达的功能单元全部混合集成在一块电路板上。
进一步的，所述电路板包括三块基板、两层粘合片，所述三块基板中处于中间的基板通过两层粘合片与另外两块基板压合制成一体。
进一步的，所述电路板中三块基板自上而下设为六层；
第一层为天线面，设置射频芯片和天线；
第二层为天线地，为天线面提供完整射频地；
第三层为电源层；
第四层为信号层，均匀覆盖有雷达DSP信号处理的控制线及敏感信号走线；
第五层为信号地层，将第三层隔离在多层基板内；
第六层为DSP和辅助电路器件布局层，用于分布雷达的元器件。
进一步的，所述天线面上的射频芯片与多天线阵共面布置，且附加去耦天线以实现馈线同相去耦。
进一步的，所述第六层上设置信号处理芯片，所述信号处理芯片和射频芯片共享一块时钟，保证接收系统相干性。
进一步的，所述第一层和第二层之间的基板采用高频板材制成。
进一步的，所述第三层至第六层之间的基板均采用FR-4板材制成。
进一步的，所述基板均采用的为非对称混压板。
本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型采用一块电路板实现全部ADAS雷达功能，通过对RF前端部分和DSP后端信号处理的高度集成化，大幅度降低雷达设计成本，简化装配工艺，提高雷达的可靠性。
2、本实用新型通过合理的电源、电路布局，可降低各功能之间的干扰，规避因元件布局密度过大而造成的电磁兼容问题，极大提高雷达系统的集成度，有效满足日益严苛的传感器小型化需求。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型电路板中第一层天线面的示意图；
图3为本实用新型电路板中第二层和第五层的示意图；
图4为本实用新型电路板中第三层电源层的示意图；
图5为本实用新型电路板中第四层信号层的示意图；
图6为本实用新型电路板中第六层DSP和辅助电路器件布局层的示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本实用新型进一步阐述。
如图1至图6所示，77GHZ毫米波ADAS雷达的混合集成电路板，将77GHZ毫米波ADAS雷达的功能单元全部混合集成在一块电路板上。
所述电路板包括三块基板1、两层粘合片2，所述三块基板1中处于中间的基板1通过两层粘合片2与另外两块基板1压合制成一体。
所述电路板中三块基板1自上而下设为六层；
第一层11为天线面，设置射频芯片和天线，如图2所示，展示了射频电路和多路天线的分布；
第二层12为天线地，为天线面提供完整射频地，即满足天线设计要求，也提供了射频和雷达回波频率的金属屏蔽，如图3所示，展示了射频地的分布；
第三层13为电源层，通过电源层放在第二层12和第四层14之间是为了抑制由DCDC电源产生的开关频率辐射到空间，从而导致电磁辐射超标，对其他元件工作产生干扰，如图4所示，展示了电源电路的分布；
第四层14为信号层，均匀覆盖有雷达DSP信号处理的控制线及敏感信号走线，如图5所示，展示了信号层的信号控制电路的分布；
第五层15为信号地层，可将第三层13隔离在多层板内部，避免外部其他电磁辐射对信号造成干扰，提高雷达的抗干扰能力，如图3所示，展示了公共地、信号地的分布；
第六层16为DSP和辅助电路器件布局层，用于分布雷达的元器件，整个雷达的大部分元件都分布在该层，通过对该层的所有元件进行合理Layout，减少了各功能单元之间的相互干扰，达到雷达的设计要求，如图6所示，展示了DSP和辅助电路的分布。
所述天线面上的射频芯片与多天线阵共面布置，且附加去耦天线3与射频馈线4匹配后，以实现馈线同相去耦，可参见图2。
所述第六层16上设置信号处理芯片，所述信号处理芯片和射频芯片共享一块时钟，保证接收系统相干性。
所述第一层11和第二层12之间的基板采用77GHZ需要专用的两面铺设铜箔的高频板材。
所述第三层13至第六层16之间的基板均采用FR-4板材制成。
所述基板均采用的为非对称混压板，传统混压板采用对称材料，也就是第五层15、第六层16应该是昂贵的高频板，目前价格比FR-4板高40倍，通过结构设计采用了非对称混压板，可大幅度节省成本。
综上所述，本实用新型采用一块电路板实现全部ADAS雷达功能，通过对RF前端部分和DSP后端信号处理的高度集成化，大幅度降低雷达设计成本，简化装配工艺，提高雷达的可靠性；通过合理的电源、电路布局，可降低各功能之间的干扰，规避因元件布局密度过大而造成的电磁兼容问题，极大提高雷达系统的集成度，有效满足日益严苛的传感器小型化需求。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.77GHZ毫米波ADAS雷达的混合集成电路板，其特征在于：将77GHZ毫米波ADAS雷达的功能单元全部混合集成在一块电路板上，所述电路板包括三块双面铺铜箔的基板、两层粘合片，所述三块基板中处于中间的基板通过两层粘合片与另外两块基板压合制成一体。
2.根据权利要求1所述的77GHZ毫米波ADAS雷达的混合集成电路板，其特征在于：所述电路板中三块基板自上而下设为六层；
第一层为天线面，设置射频芯片和天线；
第二层为天线地，为天线面提供完整射频地；
第三层为电源层；
第四层为信号层，均匀覆盖有雷达DSP信号处理的控制线及敏感信号走线；
第五层为信号地层，将第三层隔离在多层基板内；
第六层为DSP和辅助电路器件布局层，用于分布雷达的元器件。
3.根据权利要求2所述的77GHZ毫米波ADAS雷达的混合集成电路板，其特征在于：所述天线面上的射频芯片与多天线阵共面布置，且附加去耦天线以实现馈线同相去耦。
4.根据权利要求2所述的77GHZ毫米波ADAS雷达的混合集成电路板，其特征在于：所述第六层上设置信号处理芯片，所述信号处理芯片和射频芯片共享一块时钟，保证接收系统相干性。
5.根据权利要求2所述的77GHZ毫米波ADAS雷达的混合集成电路板，其特征在于：所述第一层和第二层之间的基板采用高频板材制成。
6.根据权利要求2所述的77GHZ毫米波ADAS雷达的混合集成电路板，其特征在于：所述第三层至第六层之间的基板均采用FR-4板材制成。
7.根据权利要求2所述的77GHZ毫米波ADAS雷达的混合集成电路板，其特征在于：所述基板均采用的为非对称混压板。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| CN111090076A (zh) * | 2020-01-22 | 2020-05-01 | 无锡威孚高科技集团股份有限公司 | 一种毫米波雷达射频前端电路结构及其制作方法 |
| WO2021076625A1 (en) * | 2019-10-14 | 2021-04-22 | Google Llc | Millimeter wave radar on flexible printed circuit board |
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