[发明专利]77GHz毫米波MIMO雷达前端系统

说明书

本公开提供一种77GHz毫米波MIMO雷达前端系统，包括：级联的射频收发主芯片和射频收发从芯片；以及晶振，为所述射频收发主芯片提供设定频率的晶振；所述射频收发主芯片为射频收发从芯片提供本振信号；所述射频收发主芯片和射频收发从芯片分别包括多个发射天线和多个接收天线；所述多个发射天线和多个接收天线均匀分布在一条直线位置上；通过控制电路为所述射频收发主芯片和射频收发从芯片提供SPI控制信号，并通过数据采集电路接收所述射频收发主芯片和射频收发从芯片输出的多路中频差分信号并进行后续的处理，得到所需的数据信息。

技术领域

本公开涉及雷达技术领域，尤其涉及一种77GHz毫米波MIMO雷达前端系统。

背景技术

多输入多输出(MIMO，Multiple input multiple output)原本是控制系统中的一个概念，表示一个系统有多个输入和多个输出。如果将移动通信系统的传输信道看成一个系统，则发射信号可看成移动信道(系统)的输入信号，而接收信号可看成移动信道的输出信号。MIMO雷达的基本原理是：采用多个发射天线，同时发射相互正交的波形(FMCW、OFDM等)，多波形信号在空间保持独立，对目标进行照射，经过目标的散射，用多个接收天线接收目标回波信号并对其进行综合处理，提取目标的空间位置和运动状态等信息。

与合成孔径雷达所采用的方法不同，MIMO雷达是利用多发多收的天线阵等效形成虚拟的大孔径阵列，获得方位上的高分辨力，而这种虚拟阵的形成是实时的，能够避免传统的ISAR成像中存在的运动补偿问题，故MIMO雷达在成像应用上有其独特的优势。

相控阵雷达发射天线阵元间距通常是波长量级的，为了避免方向图出现栅瓣，通常将阵元间距设置为波长的一半。MIMO雷达的天线阵元间距并没有特别限定，可以是密集或者是稀疏的，M发N收的MIMO雷达系统可以形成M*N个观测通道，阵列的导向矢量体现为发射导向矢量和接收导向矢量的空间卷积关系。MIMO雷达相比于相控阵而言，可以通过采用稀疏布阵，得到最大的连续虚拟孔径，在不产生栅瓣条件下得到更窄主瓣，提高了系统分辨率，然而上述现有技术中还存在如下问题：1、无法实现发射通道和接收通道数量可变；2、系统带宽窄，难以达到预期效果。

公开内容

(一)要解决的技术问题

基于上述问题，本公开提供了一种77GHz毫米波MIMO雷达前端系统，以缓解现有技术中无法实现发射通道和接收通道数量可变，以及系统带宽窄，难以达到预期效果等技术问题。

(二)技术方案

本公开提供一种77GHz毫米波MIMO雷达前端系统，包括：

级联的射频收发主芯片和射频收发从芯片；以及

晶振，为所述射频收发主芯片提供设定频率的晶振；

所述射频收发主芯片为射频收发从芯片提供本振信号；

所述射频收发主芯片和射频收发从芯片分别包括多个发射天线和多个接收天线；

所述多个发射天线和多个接收天线均匀分布在一条直线位置上；

通过控制电路为所述射频收发主芯片和射频收发从芯片提供SPI控制信号，并通过数据采集电路接收所述射频收发主芯片和射频收发从芯片输出的多路中频差分信号并进行后续的处理，得到所需的数据信息。

在本公开实施例中，所述多个发射天线位于直线位置的两端，多个接收天线位于直线位置的中部。

在本公开实施例中，所述多个发射天线和多个接收天线之间的间距为20-30mm。

在本公开实施例中，所述晶振设定频率为50MHz或100MHz。

在本公开实施例中，所述天线采用微带馈电圆形缝隙天线。