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2022/02/22
咨询成果
发布成果基本信息
- 成果类型 高等院校
- 委托机构 西安电子科技大学
- 成果持有方 西安电子科技大学
- 行业领域 其他电子信息
- 项目名称 生物探测雷达
- 知识产权 发明专利
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项目简介
（一）项目背景
生物探测雷达通过电磁波信号，探测墙体或者其他掩蔽物后方目标的设备，通过对接收到的回波信号进行处理和分析，可以实现对隐藏在墙体后方的目标进行定位、追踪以及成像，同时也可以穿透障碍物探测到包括如心跳、呼吸等微弱信号。目前被广泛应用于军事巷战、丛林搜捕、公安反恐、搜救、非接触式医疗检测等领域。
（二）项目简介
本项目开展可用于医疗、军事、反恐的生物探测穿墙雷达系统。实现高集成化，小型化，便携式的微型化生物探测穿墙雷达系统。分别实现 0.5-7GHz 的超宽带射频可重构接。
收机芯片全固态接收机，减小穿墙雷达体积。同时针对脉冲雷达的特点，设计并实现相应频段的脉冲信号发射机芯片。
本项目脉冲信号发射机芯片利用脉冲飞行时间（TOF）检测方法，通过将作为发射端的皮秒级脉冲波形发生器（PG）和超宽带功率放大器（UWB PA），以及作为接收端的超宽带低噪声放大器（UWB LNA）、可变增益放大器（VGA）结合，实现超过 10 米的穿墙探测距离。
（三）关键技术
可变脉冲波形发生器：脉冲波形发生器是脉冲雷达的关键模块，其性能决定了整体探测精度。为了满足脉冲雷达芯片对低抖动，高性能要求。本次设计提出了一种基于延时链的脉冲波形发生器，通过利用延时链获得不同频率的脉冲波形，同时通过脉冲数目选择逻辑，可以控制脉冲个数，同时得到不同脉宽，实现不同输出功率谱密度。在满足脉冲雷达要求同时，使用数字逻辑可以优化整体设计。
1、超宽带功率放大器：超宽带功率放大器是决定脉冲雷达探测距离的重要模块，同时作为整个芯片功耗最大的模块，其功率效率也决定了整体电路的功耗性能。因此，需要设计一个同时满足 3—10GHz 高带宽、高发射功率和高功率附加效率的功率放大器。为提升增益，在设计中使用两级cascode 结构，同时为满足带宽要求，使用 RC 反馈结构，以及 peaking shunt 结构，通过电阻反馈和并联电阻的方法改善输入输出匹配特性，从而满足带宽要求。
2、超宽带低噪声放大器：超宽带低噪声放大器是接收部分关键模块， 其噪声性能决定了接收端灵敏度，即接收端能够探测到的最小信号电平。因此，决定了脉冲雷达最大探测距离。要求设计出满足低噪声，高带宽， 低功耗的接收前端电路。在本设计中采用全差分结构，该结构能够很好的抑制电源干扰和共模噪声。同时为满足带宽要求，使用电阻反馈结构，同时相比于使用源端退化电感的传统结构，电阻反馈能够节省掉源端电感， 从而节省较大面积。同时利用电路结构中形成的有源电感，可以在满足增益要求的同时，节省掉漏端谐振电感。因此，在得到良好性能的同时，能够极大节省芯片面积。
3、可变增益放大器：在接收端，可变增益放大器是重要结构，通过可变增益放大器，根据输入信号幅度选择合适增益，能够增加接收端动态范围。但是传统的可变增益放大器其带宽通常只有几百兆，难以满足超宽带应用要求。因此在本设计中对传统结构进行改善，通过使用三级级联的方式，能够在保证带宽的同时，保证整体增益。同时，与传统结构不同的是， 开关管在导通的同时，能够与原电路构成 cascode 结构，极大改善电路的增益，避免了开关管对增益的损耗。
4、高性能锁相环：锁相环在接收端起重要作用，其通过为模数转换器提供时钟，实现等效时间采样。其抖动性能和时钟偏斜将会造成模数转换器有效位数下降，并引入谐波，降低 SFDR，从而影响整体接收端性能。在本次设计中，通过对传统结构进行优化设计，在保证面积的同时，得到 1ps 抖动性能，能够满足应用要求。
5、高速模数转换器与等效时间采样技术：高速模数转换器是接收端的关键模块，其限制了接收电路采样率。传统方法对高频信号的处理是通过将信号下变频转换至中低频，再利用模数转换器进行量化。由于脉冲雷达结构的特殊性，其不能够使用混频器变频的方法进行处理。 -
交易信息
- 意向交易额 面议
- 挂牌时间 2023/02/22
- 委托机构 西安电子科技大学
- 联系人姓名 苏老师
- 联系人电话 13991958837
- 联系人邮箱 51978575@qq.com
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