[发明专利]用于机动车应用的单芯片雷达

说明书

本发明涉及一种雷达收发机，包括至少一个可以借助控制电压调整(verstimmbaren)的振荡器，至少一个混频器和至少一个用于发射和接收超高频(hchstfrequenter)的信号的天线，其中混频器将接收信号与振荡器的信号混频并且输出一个被解调的信号。

这种雷达收发机、即发射/接收模块用于在微波范围和毫米波范围中定位在空间中的物体或者用于例如车辆的速度确定。在此，这种雷达收发机为了定位在空间中的物体和为了速度确定而以电磁波的形式发射超高频信号，这些信号被目标物体反射，又被雷达收发机接收并且进一步处理。通常，在此多个这种雷达收发机被连接成一个总模块。在使用在汽车中时，可以使用大约77GHz的频率。这种雷达收发机特别是用于所谓的距离报警雷达，它用于确定行驶在一个车辆之前的另外的车辆的距离，并且在低于预先给定的距离阈值时输出报警指示。

由DE 103 00 955 A1公开了一个这种类型的用于微波和毫米波应用的雷达收发机，具有以下特征：

—至少一个振荡器，它包含至少一个有源的电路元件，至少一个频率确定谐振回路和至少一个适于确定频率的部件，

—至少一个混频器，它包含至少一个二极管和至少一个无源的电路元件，

—一个具有至少两个直接地彼此重叠设置的介电层的衬底，其中在介电层之上、之下和其间设置有金属化层，其中衬底的底面具有用于接触至系统载体的外部接触部，并且衬底的上侧具有用于接触至至少一个电子单个部件的外部电极的接触部，

—一个或者多个设置在衬底的上侧的电子单个部件，其包含

—混频器的至少一个有源的或者非线性的电路部件，以及

—压控振荡器的至少一个有源的或者非线性的电路部件，其中混频器的所述至少一个无源的电路元件和/或压控振荡器的所述至少一个谐振回路被集成在衬底的金属化层之一中。

在此，所有类型的平面的电路载体都可以作为衬底。其中有：陶瓷衬底(薄层陶瓷，厚层陶瓷，LTCC＝低温共烧陶瓷，HTCC＝高温共烧陶瓷)，其中LTCC和HTCC是陶瓷多层电路；聚合物衬底、即传统的印制电路板如FR4或者软衬底，其聚合物基例如由PTFE构成并且典型地被玻璃纤维强化或者陶瓷粉末填充；硅以及金属衬底，其中金属印制导线和金属基板通过聚合物或者陶瓷材料彼此隔离。此外例如也可以使用所谓的模塑互连器件(MID)，其由热塑性的聚合物构成，印制导线被结构化在这些聚合物上。

这种微波单片集成电路(MMIC)被相应地与分立元件一同被构造为多芯片模块(MCM)。该MCM如传统的SMD器件那样还被施加到一个衬底材料上，该衬底材料包含超高频的导线布置和天线。该连接在此必须被这样地实施，使得超高频的HF信号的传输是可能的。为了能够还算低损耗地制造这种HF过渡(HF-bergange)，在这种MCM中对于制造提出了非常高的要求。

本发明的任务在于，避免MCM的这种复杂的构造和其用于保证HF过渡的、在特殊的板上的装配，并且介绍一种雷达收发机，它不仅具有可以简单地制造的构造和小的结构尺寸，而且它尤其也以最简单的方式适合于被装配到本身已知的电路载体、例如通常的印制电路板等等上。该任务在开始所描述类型的雷达收发机中根据本发明通过这种方式来解决，即所述至少一个振荡器、所述至少一个混频器和此外的所述至少一个天线在一个平面中被并排设置在单个的芯片上。通过避免花费大的HF过渡，由此将制造限制为将芯片(MMIC)简单地粘贴(Aufkleben)到任意的低频印制电路板上，其中只是在低频或者直流电压范围中要求在印制电路板的开关元件和芯片之间的电连接。

在振荡器、混频器和天线被设置于其中的平面中，此外还可以以锁相环设置锁相环路电路用于调节振荡器。

优选的是，在所述平面中还设置有至少一个放大器，例如一个中频放大器或者一个天线放大器，用于放大所发送的和/或所接收的信号。

天线优选地是片状天线(Patch-Antenne)，使得在此同样不需要HF连接。至较大的天线的耦合可以无接触地通过电磁的辐射耦合来实现。

为了触点接通(Kontaktierung)直流电压端子和低频连接，在芯片的平面中此外还有利地设置有焊盘，它们用于雷达收发机在其设置在例如印制电路板上之后的触点接通。

上面所描述的作为单芯片前端系统的构造的重大优点是，相对于现有技术中公开的MMIC，制造和处理开销被显著地降低和简化。在多芯片模块制造中所有的重要的工艺由此被扩展到Waver制造工艺上，该制造工艺具有非常高的可重复性。

附图说明