一种24G毫米波微型雷达传感器的制作方法

本实用新型涉及一种毫米波雷达传感器，特别是涉及了一种24G毫米波微型雷达传感器。

背景技术：

随着汽车保有量越来越高，城市停车位的高效管理也更加重要，智慧停车、共享停车等都需要一种合适的传感器对车位状态进行检测，目前市场上多使用地磁传感器。地磁传感器存在检测盲区、误报等问题，检测效果不是很理想。

技术实现要素：

为了解决背景技术中存在的问题，本实用新型提供了一种24G毫米波微型雷达传感器。

本实用新型所采用的技术方案：

本实用新型包含对外接口、主控芯片、射频芯片和有源带通滤波器；其特征在于：还包含电源保护电路、降压转换电路、加密芯片、RC滤波电路和微带天线阵列；对外接口包含供电电源接口、对外通信接口和GPIO接口，对外通信接口、GPIO接口与主控芯片连接；主控芯片连接加密芯片，主控芯片内置有数字模拟转换器和模拟数字转换器，射频芯片内置有压控振荡器，数字模拟转换器的数模转换输出接口通过一个RC滤波电路后与射频芯片的压控振荡器连接；射频芯片的中频输出接口经有源带通滤波器后和主控芯片的模拟数字转换器连接，射频芯片通过微带馈线与微带天线阵列连接，所述的微带天线阵列采用由四个微带矩形贴片单元组成的阵列，射频芯片内置有温度检测端口，温度检测端口和主控芯片的模拟数字转换器连接；电源保护电路的输入与对外接口的供电电源接口连接，电源保护电路的输出分别与模拟降压转换电路、数字降压转换电路输入端连接，数字降压转换电路的输出与主控芯片的电源端口相连，模拟降压转换电路的输出与射频芯片、有源带通滤波器连接，模拟降压转换电路的控制输入端和主控芯片的一个IO口连接。

所述的射频芯片的中频输出接口包括I路中频信号输出口和Q路中频信号输出口，I路中频信号输出口和Q路中频信号输出口均连接到有源带通滤波器的输入端。

所述的微带天线阵列包括发射天线和接收天线。

所述的电源保护电路接收3.3V电源电压，通过两个降压转换电路分别转换为3V的数字电压和3V的模拟电压。

所述的对外通信接口为通用异步收发(UART)串行接口，通用异步收发(UART)串行接口连接到主控芯片。

所述的射频芯片的发射信号频率范围24-24.25GHz。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的传感器尺寸小，尺寸仅23.9*25*8mm³，功耗低，重量轻，成本低且性能稳定，广泛应用于交通和工业控制等领域。

本实用新型不仅在交通领域应用广泛，在工业控制及其它需要检测物体距离和速度的场景都可应用。

附图说明

图1为24G毫米波微型雷达传感器结构原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1所示，本实用新型具体实施包含对外接口、电源保护电路、降压转换电路、RC滤波电路、主控芯片、射频芯片、加密芯片、微带天线阵列和有源带通滤波器；

对外接口包含供电电源接口、对外通信接口和GPIO接口，对外通信接口、GPIO接口与主控芯片连接。对外通信接口为通用异步收发(UART)串行接口，通用异步收发(UART)串行接口连接到主控芯片。

主控芯片连接加密芯片，对传感器内部主控芯片的数据进行加密保护。

主控芯片内置有数字模拟转换器和模拟数字转换器，射频芯片内置有压控振荡器，数字模拟转换器的数模转换输出接口通过一个RC滤波电路后与射频芯片的压控振荡器连接，主控芯片的数字模拟转换器通过RC滤波后与射频芯片内部的压控振荡器连接，通过数字模拟转换器输出的电压大小来控制射频芯片的发射频率；

射频芯片的中频输出接口经有源带通滤波器后和主控芯片的模拟数字转换器连接，射频芯片的中频输出接口包括I路中频信号输出口和Q路中频信号输出口，I路中频信号输出口和Q路中频信号输出口均连接到有源带通滤波器的输入端，射频芯片的I、Q中频输出经有源带通滤波器放大后输入到主控芯片的模拟数字转换器。

射频芯片通过微带馈线与微带天线阵列连接，微带天线阵列包括发射天线和接收天线，微带天线阵列采用由四个微带矩形贴片单元组成的阵列，实现在有限的尺寸下获得高增益，射频芯片内置有温度检测端口，温度检测端口和主控芯片的模拟数字转换器连接，温度检测端口输出温度补偿电压到主控芯片的模拟数字转换器。

电源保护电路的输入与对外接口的供电电源接口连接，电源保护电路的输出分别与模拟降压转换电路、数字降压转换电路输入端连接，数字降压转换电路的输出与主控芯片的电源端口相连，模拟降压转换电路的输出与射频芯片、有源带通滤波器连接，模拟降压转换电路的控制输入端和主控芯片的一个IO口连接。电源保护电路接收3.3V电源电压，通过降压转换电路转换为3V的数字电压和3V的模拟电压。3V数字电压直接给主控芯片供电，3V的模拟电压给射频芯片和有源带通滤波器供电。主控芯片通过IO口控制模拟降压转换电路实现模拟电源脉冲式供电以降低模块功耗。

本实施案例中的主控芯片采用的是ST公司的STM32F系列中的一款MCU，射频芯片为英飞凌的一款24G收发芯片，有源带通滤波器采用的是TI的一款通用型4通道的集成运放。

RC滤波电路采用串联电阻和并联电容的形式构成。

如图1所示，主控芯片的数字模拟转换器产生一个锯齿波，经RC滤波后送入射频芯片内部的压控振荡器，控制射频芯片产生24-24.25G的线性调频连续波，并通过微带天线阵列向空中辐射。为了保证在温度变化时压控振荡器输出线性调频连续波的线性度满足要求，射频芯片温度补偿电压反馈到主控芯片，该电压值与器件工作温度成正比，用以补偿温度变化带来的频率改变。

如图1所示，发射天线向空中发射的毫米波遇到目标物体产生反射，反射回来的信号经接收天线送入射频芯片，在射频芯片内部与本振信号混频后产生两路正交的I、Q中频信号，中频信号经过有源滤波放大电路后送到主控芯片的模拟数字转换器，产生的数字信号经FFT处理后提取目标物体的距离和速度信息。