[发明专利]无晶振FMCW雷达收发机系统及频率校准方法

说明书

本发明公开了一种无晶振FMCW雷达收发机系统及频率校准方法，涉及无线收发技术领域，无晶振FMCW雷达收发机系统通过带校准及频率漂移补偿的振荡器和射频锁相环的方式实现频率的调制，无需额外的接收通道获取频率偏差，即可以减少参与校准的模块，从而简化校准的流程和电路，可以降低校准测试的成本。

技术领域

本发明涉及无线收发技术领域，特别涉及一种无晶振FMCW雷达收发机系统及频率校准方法。

背景技术

随着工艺技术的更新，雷达凭借着抗干扰性强、安装隐秘性好且不涉及隐私泄露等优点，在智能家居产品中具有先天优势。但消费电子对价格敏感，小尺寸、低成本是技术方案落地的关键。省去片外晶振可以在降低成本的同时减小芯片封装尺寸，但为遵守欧洲电信标准化协会、美国联邦通信委员会等的频谱发射规则，FMCW(Frequency ModulatedContinuous Wave，调频连续波)雷达收发系统对输出频率的精准度有要求，若省去晶振作为频率参考，则雷达的输出频率需要校准，并采用适当的频率漂移补偿策略，以满足雷达系统的设计要求。

对此，相关技术中采用数模转换器和压控振荡器来实现频率调制，并通过采用温漂标准及抗电源纹波设计来达到所需要的频率精度，但这种结构无法满足调频连续波雷达线性调频需求。另外，也有采用振荡器和锁相环的方式来实现频率调制，并采用无线收发系统的接收机和数字处理电路来实现频率的工艺偏差获取，但在该方案的测试过程中，需要外置目标频率信号源，并将射频前端配置为校准模式，然后不断调整频率综合器的输出，再利用接收机搜索信号来获取频率偏差，因此整个校准系统在设计上较为复杂，使得校准成本增加。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种无晶振FMCW雷达收发机系统及频率校准方法，能够对振荡器进行频率校准和漂移补偿，提供高精准度的频率输出，且系统设计简单，能有效降低成本。

根据本发明的第一方面实施例的无晶振FMCW雷达收发机系统，包括带校准的振荡器模块、FMCW频率综合器和收发模块，带校准的振荡器模块包括振荡器、自动频率校正模块和寄存器，所述自动频率校正模块与所述振荡器连接，且所述自动频率校正模块还与所述寄存器连接；FMCW频率综合器包括射频锁相环和啁啾信号生成器，所述射频锁相环的第一输入端连接所述振荡器的输出端，所述啁啾信号生成器与所述射频锁相环的第二输入端连接，并用于生成FMCW线性调频信号；所述收发模块还与天线连接，所述射频锁相环的输出端通过所述收发模块的发射通道向所述天线发送信号，且所述收发模块的接收通道通过所述天线接收信号。

根据本发明实施例的无晶振FMCW雷达收发机系统，至少具有如下有益效果：通过数模转换器、自动频率校正模块以及寄存器，可以实现对振荡器输出频率的校准，且在温度补偿模块的作用下，可以为振荡器提供频率漂移的补偿，无晶振FMCW雷达收发机系统通过振荡器和射频锁相环的方式实现频率的调制，无需额外的接收通道获取频率偏差，即可以减少参与校准的模块，从而简化校准的流程和电路，可以降低校准测试的成本。

根据本发明的一些实施例，还包括数模转换器和温度补偿模块，所述温度补偿模块与所述振荡器的输入端连接，所述数模转换器的输入端与所述自动频率校正模块的输出端连接，所述数模转换器的输出端连接所述振荡器的输入端。

根据本发明的一些实施例，所述数模转换器和所述温度补偿模块的输出可通过合并模块输入至所述振荡器。

根据本发明的一些实施例，所述振荡器内设置有多个压控变容器或多组开关电容阵列，所述数模转换器和所述温度补偿模块的输出还可通过不同的所述压控变容器或不同的所述开关电容阵列输入所述振荡器。

根据本发明的一些实施例，所述自动频率校正模块包括逐次逼近移位寄存器、模块寄存器和数据选择器，所述逐次逼近移位寄存器的第一输出端与所述数据选择器的第一输入端连接，所述模块寄存器的输入端与所述逐次逼近移位寄存器的第二输出端连接，所述模块寄存器的输出端与所述数据选择器的第二输入端连接，所述模块寄存器还与所述寄存器连接。