[发明专利]毫米波雷达SOC电路板设计方法、电路及电路板结构

说明书

本申请提出了一种毫米波雷达SOC电路板设计方法、电路及电路板结构，该方法包括设计依次电性连接的LC滤波电路、LDO、输出端电容组合模块、负载端电容组合模块和SOC的射频供电端的电路结构；选择高PSRR的LDO为SOC射频供电端供电；设置一多层电路板，分别于不同的板层上设置LDO及SOC；为SOC的射频部分周围设置法拉第笼；在同一板层上设置负载端电容组合模块以及SOC；为负载电容组合模块设置多个接地端，保证各个接地端在表层彼此独立且通过内层地连接；对电路板的接地端进行分类，分别分为信号地和射频地，信号地和射频地的连接，只通过过孔在内层连接，且过孔的位置，尽可能远离电源干扰信号的回流路径。

技术领域

本申请涉及毫米波雷达SOC方案的技术领域，尤其涉及一种毫米波雷达SOC电路板设计方法、电路及电路板结构。

背景技术

系统噪声，指系统中除有用信号以外的总噪声，过强的系统噪声会使得雷达目标的信噪比和动态范围减小，容易导致毫米波雷达出现漏报的情况，从而不能很好的帮助驾驶员检测潜在的碰撞风险，以减少交通事故、车辆碰撞等问题的发生。

目前市场上主流的77GHz毫米波雷达SOC方案有TI和Calterah两家，该方案将MMIC(单片微波集成电路)、DSP(数字信号处理)和CPU(中央处理器)功能模块集成在一个芯片上，极大降低了毫米波雷达厂家的硬件开发难度。

这种集成SOC的方案设计，难以避免的带来了一系列问题。比如在SOC上实现射频、模拟、混合信号和数字电路的集成容易导致信号串扰，使系统噪声变大；芯片发热量大，射频性能衰减，远距离目标和小目标容易被系统噪声掩盖，导致漏报问题；内部不同功能模块共用一个输入电源，导致电源网络纹波噪声变差，抬升整体系统噪声等；在对SOC外围设计时，不同输入电源之间的电源噪声串扰，也容易导致系统噪声变大，甚至出现某噪声频率突然变高，引起误报问题；外围信号地和射频地的处理分割不合理，也容易将其他干扰引入到系统中来，抬高系统噪声等。由于毫米波雷达系统对系统噪声比较敏感，该参数将直接影响毫米波雷达的检测能力。比如在检测小目标时，由于其RCS值较小，容易被系统噪声掩盖，导致漏报问题。因此如何有效的控制系统噪声的大小，成为了毫米波雷达开发厂家迫切需要解决的实际问题；

目前降低系统噪声的方法主要从硬件上进行改善，方法有如下几种：

一、采用LDO给射频模块电路供电，在LDO的输入输出端添加电容，以抑制输入高频噪声对SOC中射频部分的影响。

二、将供电部分和SOC进行空间隔离，比如放置在两个不同的板子上，两块电路板只通过座子连接，这样做的好处是发热量比较大的电源和SOC分在两块板上，可以减少发热元件的集聚，有利于SOC通过板子自身散热，减少因温度上升引起的射频性能衰减，也减少了电源噪声对射频部分的影响。

三、电路板采用多层板设计，采用六层及以上板层设计，给射频部分，数字和模拟部分完整的地，通过单点连接的方式，将干扰噪声控制在某一区域，而不互相影响。

以上方法都能在一定程度上起到降低系统噪声的作用。但在实际设计使用中，也存在着问题。方法一中的加LDO与输入输出端加电容的方法，虽然抑制了输入电源高频噪声对SOC的影响，但由于SOC中的PA(功率放大器)模块在工作过程中，其自身供电处于快速开关状态，由此引起的高频噪声和电压波动，却容易反向串入到系统的其他电源中，导致其他电源的质量变差。方法二中的空间隔离虽然有效，但做成两个电路板的设计，一定程度上增加了硬件成本，也导致产品的尺寸高度变高，不利于在实车上进行装配。方法三中的多层板设计思路和地分割连接，常因地分割处理不到位，导致效果甚微。

发明内容

本申请提供了一种毫米波雷达SOC电路板设计方法、电路及电路板结构，以降低雷达SOC系统噪声。

第一方面，本申请提供了一种毫米波雷达SOC电路板设计方法，包括: