专利名称：毫米波单片集成探测器组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及探測器技术领域，特别是涉及ー种毫米波单片集成探测器组件，可用于液位高度探測、车辆防撞、人流统计等民用和国防装备中。
背景技术：
在实际系统应用中往往需要了解外部物体的目标特性、距离特性和运动特性等信息，通过这些信息的获取，并进行差別，从而做出相应的决策。毫米波单片集成探测器组件采用雷达探测的原理，能够实时的测量目标物体的反射信号強度及目标距离。通过对距离信息进行微分处理可以进一歩得到速度和加速度的相关信息，具有实时、准确、可靠性高的技术特点。这些特征可以广泛应用于液体液位高度的測量、车辆行使过程中的防撞距离测量，大型卡ロ的人流量统计等民用领域。毫米波还具有较强的穿透烟、雾、尘埃等的能力，对 无线电有较强的抗干扰能力，在军事领域也有着广泛的应用前景。但是，现有的毫米波单片集成探測器组件无法实现对物体尺寸探測，以及在目标探测过程中对距离、速度和加速度进行测量。

发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种毫米波单片集成探测器组件，能够对物体尺寸进行探測，并且在目标探测过程中实现对距离、速度和加速度的測量。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种毫米波单片集成探测器组件，包括射频压控振荡器、驱动电路、低噪声放大器、混频器和收发天线，所述射频压控振荡器用于根据外部系统通过不同电压波型的调节得到射频信号；所述驱动电路用于对产生的射频信号进行放大；所述收发天线用于发送放大后的射频信号；发送出的射频信号遇到探测物后产生回波信号；所述收发天线还用于接收所述回波信号；所述低噪声放大器用于放大收到的回波信号；所述混频器用于将放大后的回波信号和本振信号进行混频，得到发射时间与当前时间的射频信号的频差。所述收发天线为微带平面天线。所述射频压控振荡器、驱动电路、低噪声放大器、混频器和收发天线构成的一体化结构；所述射频压控振荡器的射频芯片通过银浆粘合于电路板上，电路板的引脚与所述射频芯片的射频引脚通过金丝进行连接；所述电路板的背面大面积接地并与所述收发天线的背面银浆粘贴固化。所述收发天线和电路板均采用印刷线路村料制成并加工成双面结构。所述收发天线正面部分设有屏蔽孔，所述收发天线的边界部分作为焊盘与探头的钢针焊接，所述焊盘连出有引线；所述收发天线和电路板在相对应的位置均设有钢针孔和连接通孔，所述引线与钢针孔相连；所述收发天线上的孔与电路板上相互对应的孔通过金属丝采用银浆烘干固化的方式连接。所述收发天线采用馈线方式直接耦合，所述收发天线的馈线与电路板的馈线保持上下的对应位置，并在两馈线端开设通孔，所述通孔中心放置金属丝并通过银浆后烘干固化连接。所述钢针排列呈圆弧形，所述钢针外套有平面开口的屏蔽盖，所述屏蔽盖的端面上在所述钢针对应的位置设有用于使所述钢针通过的孔，所述钢针与所述屏蔽盖交叉的位置设有绝缘套管隔离，所述绝缘套管通过胶体固化封装。有益效果
由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果本发明在有限体积范围之内通过MCM工艺实际一体化的毫米波集成探测器组件，实验证明20米范围内可测，达到实用目标，具有较高的可靠性、产品一致性和抗干扰能力，为探测目标 测距、测速的实现提供了保证。


图I是本发明毫米波集成探测器组件电路组件正面示意 图2是本发明毫米波集成探测器组件的天线背面示意 图3是本发明毫米波集成探测器组件电路组件背面示意 图4是本发明毫米波集成探测器组件的天线正面示意 图5是本发明毫米波集成探测器组件的金属屏蔽壳的装配图。
具体实施例方式下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。本发明的实施方式涉及一种毫米波单片集成探测器组件，如图I-图4所示，包括射频压控振荡器、驱动电路、低噪声放大器、混频器和收发天线，所述射频压控振荡器用于根据外部系统通过不同电压波型的调节得到射频信号；所述驱动电路用于对产生的射频信号进行放大；所述收发天线用于发送放大后的射频信号；发送出的射频信号遇到探测物后产生回波信号；所述收发天线还用于接收所述回波信号；所述低噪声放大器用于放大收到的回波信号；所述混频器用于将放大后的回波信号和本振信号进行混频，得到发射时间与当前时间的射频信号的频差。外部调制电路连接到压控振荡器的调压脚，产生不同频率成份的射频信号，射频信号通过金丝与驱动芯片连接增大发射功率。大功率射频信号通过功分器后，一路送天线发射，一路送混频器作为混频信号。低噪声发放大器对接收天线收到的物体反射的回波信号进行放大，并将输出信号送混频器。混频器将由功分器分出的本振信号与低噪声放大器接收到的回波信号进行混频。混频信号经过一路射随器放大后，提高信号的驱动能力和隔离度，混频信号中含有目标的速度距离等信息。本装置采用电路部分与天线部分分开加工，采用银浆粘合的方式将两者连接。电路和天线部分均采用散耗系数较小的高频印刷线路村料，均加工成双面结构，其中一面为共地面。粘合时采用天线与电路接地部分背贴的方式，保持了良好的接地特性和散热特性。所述射频压控振荡器、驱动电路、低噪声放大器、混频器和收发天线构成的一体化结构；所述射频压控振荡器的射频芯片2通过银浆粘合于电路板I上，电路板I的引脚与所述射频芯片2的射频引脚通过金丝3进行连接；所述电路板I的背面大面积接地并与所述收发天线4的背面银浆粘贴固化。所述收发天线4采用馈线方式直接耦合，所述收发天线4的馈线8与电路板I的馈线保持上下的对应位置，并在两馈线端开设通孔，所述通孔中心放置金属丝并通过银浆后烘干固化连接。电路周围的电源与信号的连接点通过钢针焊接，要求电路通孔与天线周围焊盘孔位置保持对应的一致关系。另外在天线焊盘和电路对应的引脚边分别再开ー小通孔并与引脚相连。在两小通孔中心穿金属丝并通过银浆烘干连接，保证电路与电源信号引脚连接的可靠性。所述收发天线2正面部分设有屏蔽孔5，所述收发天线2的边界部分作为焊盘与探 头的钢针10焊接，所述焊盘连出有引线；所述收发天线2和电路板I在相对应的位置均设有钢针孔6和连接通孔7，所述引线与钢针孔6相连；所述收发天线2上的孔与电路板I上相互对应的孔通过金属丝采用银浆烘干固化的方式连接。如图5所示，所述钢针10排列呈圆弧形，所述钢针10外套有平面开ロ的屏蔽盖9，所述屏蔽盖9的端面上在所述钢针10对应的位置设有用于使所述钢针通过的孔，所述钢针10与所述屏蔽盖9交叉的位置设有绝缘套管隔离，所述绝缘套管通过胶体固化封装。也就是说，探测器组件通过ー侧开ロ的短圆柱型金属壳进行屏蔽，在另ー圆柱侧钢针相应位置打孔以便钢针通过，同时在钢针与圆柱面交叉的地方采取绝缘处理。在短圆柱开ロ处车出台阶与电路背面接地面接地，保证探头外壳接地。本发明在有限体积范围之内通过MCMエ艺实际一体化的毫米波集成探测器组件，实验证明20米范围内可測，达到实用目标，具有较高的可靠性、产品一致性和抗干扰能力，为探测目标测距、测速的实现提供了保证。
权利要求
1.一种毫米波单片集成探测器组件，包括射频压控振荡器、驱动电路、低噪声放大器、混频器和收发天线，其特征在于，所述射频压控振荡器用于根据外部系统通过不同电压波型的调节得到射频信号；所述驱动电路用于对产生的射频信号进行放大；所述收发天线用于发送放大后的射频信号；发送出的射频信号遇到探测物后产生回波信号；所述收发天线还用于接收所述回波信号；所述低噪声放大器用于放大收到的回波信号；所述混频器用于将放大后的回波信号和本振信号进行混频，得到发射时间与当前时间的射频信号的频差。
2.根据权利要求I所述的毫米波单片集成探测器组件，其特征在于，所述收发天线为微带平面天线。
3.根据权利要求2所述的毫米波单片集成探测器组件，其特征在于，所述射频压控振荡器、驱动电路、低噪声放大器、混频器和收发天线构成的一体化结构；所述射频压控振荡器的射频芯片(2)通过银浆粘合于电路板(I)上，电路板(I)的引脚与所述射频芯片(2)的射频引脚通过金丝(3 )进行连接；所述电路板(I)的背面大面积接地并与所述收发天线(2 )的背面银浆粘贴固化。
4.根据权利要求3所述的毫米波单片集成探测器组件，其特征在于，所述收发天线(2)和电路板(I)均采用印刷线路村料制成并加工成双面结构。
5.根据权利要求I所述的毫米波单片集成探测器组件，其特征在于，所述收发天线(2)正面部分设有屏蔽孔(5)，所述收发天线(2)的边界部分作为焊盘与探头的钢针焊接，所述焊盘连出有引线；所述收发天线(2)和电路板(I)在相对应的位置均设有钢针孔(6)和连接通孔(7)，所述引线与钢针孔(6)相连；所述收发天线(2)上的孔与电路板(I)上相互对应的孔通过金属丝采用银浆烘干固化的方式连接。
6.根据权利要求I所述的毫米波单片集成探测器组件，其特征在于，所述收发天线(2)采用馈线方式直接耦合，所述收发天线(2 )的馈线(8 )与电路板(I)的馈线保持上下的对应位置，并在两馈线端开设通孔，所述通孔中心放置金属丝并通过银浆后烘干固化连接。
7.根据权利要求5所述的毫米波单片集成探测器组件，其特征在于，所述钢针(10)排列呈圆弧形，所述钢针(10)外套有平面开口的屏蔽盖(9)，所述屏蔽盖(9)的端面上在所述钢针(10)对应的位置设有用于使所述钢针(10)通过的孔，所述钢针(10)与所述屏蔽盖(9)交叉的位置设有绝缘套管隔离，所述绝缘套管通过胶体固化封装。
全文摘要
本发明涉及一种毫米波单片集成探测器组件，包括射频压控振荡器、驱动电路、低噪声放大器、混频器和收发天线，所述射频压控振荡器用于根据外部系统通过不同电压波型的调节得到射频信号；所述驱动电路用于对产生的射频信号进行放大；所述收发天线用于发送放大后的射频信号；发送出的射频信号遇到探测物后产生回波信号；所述收发天线还用于接收所述回波信号；所述低噪声放大器用于放大收到的回波信号；所述混频器用于将放大后的回波信号和本振信号进行混频，得到发射时间与当前时间的射频信号的频差。本发明能够对物体尺寸进行探测，并且在目标探测过程中实现对距离、速度和加速度的测量。
文档编号G01S13/58GK102721959SQ20121022583
公开日2012年10月10日 申请日期2012年7月3日 优先权日2012年7月3日
发明者孙晓玮, 孙芸, 崔恒荣, 王伟, 钱蓉 申请人:中国科学院上海微系统与信息技术研究所