[发明专利]单片集成的低功耗微波雷达感测芯片及雷达模组

权利要求书

1.单片集成的低功耗微波雷达感测芯片，其特征在于：微波雷达感测芯片(1)包括射频电路模块、模拟电路模块和数字电路模块，采用RF-CMOS互补金属氧化物工艺，将所述射频电路模块、所述模拟电路模块和所述数字电路模块集成到一颗芯片中形成片上系统；所述微波雷达感测芯片(1)通过外接的无源晶体振荡器输入信号XTAL_P/XTAL_N为系统提供基础时钟，通过TX发射天线(201)向外发射雷达信号，通过RX接收天线(200)接收目标反射回来的信号；采用电压域分割和分时工作的方式对所述微波雷达感测芯片(1)的电压域进行分割并分别供电；

所述微波雷达感测芯片(1)被分成四个电压域，包括控制电压域(10)、数字电压域(11)、模拟电压域(12)和射频电压域(13)；所述控制电压域(10)包括MCU控制模块(114)、电源管理模块(113)和环路振荡器(111)；所述控制电压域(10)外部连接电源VCC，电源VCC用于给所述控制电压域(10)供电；所述电源管理模块(113)将电源VCC输入的电压转换成受控的四组电压对应地给所述数字电压域(11)、所述模拟电压域(12)和所述射频电压域(13)分别供电；

所述电源管理模块(113)将电源VCC输入的电压转换成受控的四组电压分别为3.3V模拟电压、3.3V射频电压、1.8V射频电压、1.8V数字电压，其中：1.8V数字电压给所述数字电压域(11)供电；1.8V数字电压和3.3V模拟电压给所述模拟电压域(12)供电；3.3V射频电压和1.8V射频电压给所述射频电压域(13)供电；

所述MCU控制模块(114)内部设置有定时器(1142)，通过所述定时器(1142)控制所述控制电压域(10)、所述数字电压域(11)、所述模拟电压域(12)和所述射频电压域(13)的供电或者关断；

采用0.18um RF-CMOS互补金属氧化物工艺，其NMOS管的截止频率fmax为60GHz。

2.根据权利要求1所述的单片集成的低功耗微波雷达感测芯片，其特征在于：所述数字电压域(11)包括数字信号处理模块(100)、FSK调制器(112)；所述模拟电压域(12)包括ADC模数转换器(101)、PLL锁相环(110)、温度传感器(115)、可控开关(107)；所述射频电压域(13)包括LNA低噪声放大器(105)、MIX混频器(104)、可调增益Buffer驱动器(103)、LPF低通滤波器(102)、VCO压控振荡器(109)、LO Buffer本振驱动器(108)、PA功率放大器(106)；所述电源管理模块(113)包括LDO低压差线性稳压器(1131)。

3.根据权利要求2所述的单片集成的低功耗微波雷达感测芯片，其特征在于：所述温度传感器(115)用于实时检测所述微波雷达感测芯片(1)工作时的温度，通过与之连接的MCU控制模块(114)设置阈值，当超过设定阈值进行预警，并自动进行过温保护。

4.根据权利要求1所述的单片集成的低功耗微波雷达感测芯片，其特征在于：采用保护环对所述微波雷达感测芯片(1)的四个电压域模块进行分割隔离，使各电压域模块分离一段距离，其中，保护环由多数载流子保护环和少数载流子保护环组成。

5.单片集成的低功耗微波雷达模组，其特征在于：包括如权利要求1至4中任意一项所述的单片集成的低功耗微波雷达感测芯片(1)，还包括均与所述耗微波雷达感测芯片(1)连接的接收天线(200)、发射天线(201)、无源晶体振荡器(203)、电阻/电容器件(204)和接插件(205)，且它们均集成于PCB印制电路板(202)上；

所述接收天线(200)，用于接收目标发射信号；

所述发射天线(201)，用于把所述耗微波雷达感测芯片(1)的雷达信号发射出去；

所述无源晶体振荡器(203)，用于给所述微波雷达感测芯片(1)提供振荡源时钟；

所述电阻/电容器件(204)，用于给所述微波雷达感测芯片(1)提供RC上电复位及电源滤波；所述接插件(205)，用于将所述微波雷达感测芯片(1)的接口信号传送出去并跟外部电路实现电气连接。

6.根据权利要求5所述的单片集成的低功耗微波雷达模组，其特征在于：所述PCB印制电路板(202)采用常用双层FR-4式环氧玻璃布层压板，所述接收天线(200)和发射天线(201)均采用在印制电路板印制金属线的方式实现。