本发明专利技术提出一种软硬解耦的雷达模块、雷达系统、及获取雷达数据的方法，所述的雷达模块包括：收发天线，包括发送天线和接收天线，分别用于发送和接收雷达信号；MMIC，连接到上述收发天线，用于处理雷达信号，得到处理后的雷达波原始数据；数据串行传输电路，连接到MMIC数据线上，用于将MMIC输出的雷达波原始数据转化成串行数据进行传输；数据信号叠加电源电路，分别连接到电源管理电路和数据串行传输电路以及连接器；所述连接器，用于与外部传输线缆连接，传输串行数据和电源；所述电源管理电路从数据信号叠加电源电路滤波取出直流电源，并提供MMIC、数据串行传输电路所需电源。数据串行传输电路所需电源。数据串行传输电路所需电源。
【技术实现步骤摘要】
软硬解耦的雷达模块、雷达系统、及获取雷达数据的方法
[0001]本专利技术涉及传感器和通信设备领域，尤其一种软硬解耦的雷达模块、雷达系统、及获取雷达数据的方法。
技术介绍
[0002]传统毫米波雷达主要由单片微波集成电路(MMIC)、数字信号处理器、天线及控制电路等部分构成。通常以CAN或者100M以太网输出点云数据、目标信息为主。单片微波集成电路(MMIC)：由发射器、接收器、功率放大器、低噪声放大器、混频器、滤波器及压控振荡器组成，起到调制、发射、接收及解调毫米波信号的作用。数字信号处理器：通过嵌入不同的信号处理算法，分析前端收集的信号获取目标信息，是保证毫米波雷达稳定性及可靠性的核心部件，主要通过MCU，DSP芯片或FPGA芯片实现，这些诸多的信号处理控制芯片都需要由电源系统供电，然而，由于RF的要求、以及各数字信号处理器工作电压不同，以及隔离需求等，对电源需求多种多样，这就导致了供电电源系统会更复杂，提高了成本，同时会影响系统的稳定性；大量的数据信号处理同时增加了额外的功耗和电源负载，大多数情况下需要采用额外了散热设计也增加了系统的成本并影响系统的稳定性。
[0003]另外，在高频范围内使用时，需要采用满足要求的高频PCB板材，将毫米波雷达发射和接收信号的天线通过微带列阵方式将多根天线集成到PCB板上。由于毫米波频率高，毫米波雷达信号在PCB上的传输损耗大，降低了毫米波雷达模块的发射接收功率；同时对电路尺寸精度要求高，这也提高了生产成本。
[0004]随着毫米波雷达对更高分辨率成像的要求，需要更多的TX和RX通道，基于高频PCB微带线天线的设计和工艺控制挑战也变大，微带线信号损耗和天线之间的串扰也增大，影响大规模量产。更多的TX和RX通道对数据信号处理的算力有更高的要求，算力的增加需要消耗更多的电能和产生大量的热能，大大增加了雷达的成本和雷达产品的复杂度。
[0005]传统毫米波雷达通常以CAN或者100M以太网输出点云数据，因为CAN或者100M以太网带宽较低，无法输出需要更高带宽的原始ADC数据或者1D FFT数据。
[0006]传统毫米波雷达受成本和功耗的限制，数字信号处理部分的算力相对有限，无法实现超分辨算法和深度学习算法；在雷达使用过程中也无法采集和存储原始ADC数据或者1D FFT数据，不能实现雷达数据像视觉数据在域控制器进行深度学习算法的闭环迭代，无法满足更高阶自动驾驶要求。
[0007]传统毫米波雷达的连接外部设备的线缆较多，通常需要8
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10根线缆，在车载应用领域，更多的线缆带来线缆成本和重量的增加，不利于新能源电动汽车的轻量化要求，同时汽车内部空间留给线缆的走线通常狭长有限，更多的线缆也增加了线缆布线的难度。
[0008]传统方案为满足整车厂对软件功能安全的需求，需针对所使用的处理器，购买相应的AUTOSAR软件，其中面临的问题主要有：1)每个型号的处理器对应各自的AUTOSAR软件，如更换其他平台处理器，需重新购买AUTOSAR；大大增加了研发投入；2)AUTOSAR开发及调试均需要专业的商业软件和工具，费用也很高。3)AUTOSAR需要专业的研发人员来进行研发调
试，人员投入大。
技术实现思路
[0009]为了解决上述技术问题，本专利技术提出一种软硬解耦的雷达模块、雷达系统、及获取雷达数据的方法，其中所述的雷达模块，包括：
[0010]收发天线，包括发送天线和接收天线，分别用于发送和接收雷达信号；
[0011]MMIC，连接到上述收发天线，用于处理雷达信号，得到处理后的雷达波原始数据；
[0012]数据串行传输电路，连接到MMIC数据线上，用于将MMIC输出的雷达波原始数据转化成串行数据进行传输；
[0013]数据信号叠加电源电路，分别连接到电源管理电路和数据串行传输电路、以及连接器，用于将数据串行传输电路输出的串行数据输出到连接器，与电源相叠加，或者通过连接器从外部传输线缆中分离出电源、串行数据、以及控制命令中的一个或多个；
[0014]所述连接器，用于与外部传输线缆连接，所述的传输线缆上传输串行数据和电源叠加的信号，串行数据、控制信号和电源叠加的信号，或者或者控制信号和电源叠加的信号；
[0015]所述电源管理电路从数据信号叠加电源电路滤波取出直流电源，并提供MMIC、数据串行传输电路所需电源。
[0016]进一步的，还包括存储单元，与MMIC或者数据串行传输电路等相连，用于存储雷达参数数据。
[0017]进一步的，所述的收发天线为微带线毫米波雷达天线。
[0018]进一步的，所述的收发天线为波导雷达天线，或者缝隙天线、芯片封装天线、透镜天线、或透明波导天线。
[0019]进一步的，所述的数据信号叠加电源电路包括PoC(Power over Coaxial)电路或者PoDL(Power over Data Line)电路。
[0020]进一步的，所述的电源管理电路采用集成电源电路或者分立电源电路，输出雷达模块所需的电源电压和电流。
[0021]进一步的，所述的数据串行传输电路采用Serdes电路或者Ethernet电路。
[0022]进一步的，所述的采集雷达波信号后，传输雷达信号波解调后的中频ADC原始数据，或者传输由MMIC单元中包含的硬件处理器转化ADC数据得到的1D FFT(Range FFT)数据，或者ADC原始数据的压缩数据，或者1D FFT数据的压缩数据。
[0023]进一步的，该雷达模块简化了传统毫米波雷达模块的接口，该接口电路连接的外部传输线缆简化为外接双绞线，或者屏蔽双绞线，或者同轴线缆，根据需要，电源耦合在线缆上，或者电源由独立的电源线供给雷达模块。
[0024]进一步的，MMIC单元可以集成简单的MCU，用于对Ethernet接口协议、或其他数据串行传输接口协议的处理。
[0025]外部设置有壳体，壳体包括上下盖、还包括附属部件，所述附属部件为散热部件、屏蔽吸波部件、透气部件中的一个或多个，上述附属部件组装在该壳体中，用于实现防水透气、散热、抗干扰辐射的要求；
[0026]根据本专利技术的另一方面，提出一种雷达系统，包括一个或多个如前所述的雷达模
块，还包括域控制器，所述的域控制器与所述一个或多个雷达模块之间通过传输线缆连接，所述多个雷达模块之间的帧同步信号通过Serdes电路、或者Ethernet电路传输，或者其他数据传输单元传，实现域控制器和多个雷达模块之间的信号同步。
[0027]进一步的，所述的雷达模块中可以包括经一个或多个MMIC；
[0028]进一步的，所述的多个雷达模块经由中的多个MMIC进行级联，实现多个TX和RX通道，其中一个MMIC作为Master MMIC，其他MMIC作为Slave MMIC，Master MMIC提供本振信号和中频同步信号给其他Slave MMIC；本振信号和中频同步信号采用星形连接或者串联连接。
[0029本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种软硬解耦的雷达模块，其特征在于，包括：收发天线，包括发送天线和接收天线，分别用于发送和接收雷达信号；MMIC，连接到上述收发天线，用于处理雷达信号，得到处理后的雷达波原始数据；数据串行传输电路，连接到MMIC数据线上，用于将MMIC输出的雷达波原始数据转化成串行数据进行传输；数据信号叠加电源电路，分别连接到电源管理电路和数据串行传输电路、以及连接器，用于将数据串行传输电路输出的串行数据输出到连接器，与电源相叠加，或者通过连接器从外部传输线缆中分离出电源、串行数据、以及控制命令中的一个或多个；所述连接器，用于与外部传输线缆连接，所述的传输线缆上传输串行数据和电源叠加的信号，或者控制信号和电源叠加的信号；所述电源管理电路从数据信号叠加电源电路滤波取出直流电源，并提供MMIC、数据串行传输电路所需电源。2.根据权利要求1所述的一种软硬解耦的雷达模块，其特征在于，还包括存储单元，与MMIC或者数据串行传输电路相连，用于存储雷达参数数据。3.根据权利要求1所述的一种软硬解耦的雷达模块，其特征在于，所述的收发天线为微带线毫米波雷达天线。4.根据权利要求1所述的一种软硬解耦的雷达模块，其特征在于，所述的收发天线为波导雷达天线，或者缝隙天线、芯片封装天线、透镜天线、或透明波导天线。5.根据权利要求1所述的一种软硬解耦的雷达模块，其特征在于，所述的数据信号叠加电源电路包括PoC(Power over Coaxial)电路或者PoDL(Power over Data Line)电路。6.根据权利要求1所述的一种软硬解耦的雷达模块，其特征在于，所述的电源管理电路采用集成电源电路或者分立电源电路，输出雷达模块所需的电源电压和电流。7.根据权利要求1所述的一种软硬解耦的雷达模块，其特征在于，所述的数据串行传输电路采用Serdes电路或者Ethernet电路。8.根据权利要求1所述的一种软硬解耦的雷达模块，其特征在于，接收到雷达波信号后，传输雷达波信号解调后的中频ADC原始数据，或者传输由MMIC单元中包含的硬件处理器转化ADC数据得到的1D FFT(Range FFT)数据，或者ADC原始数据的压缩数据，或者1DFFT压缩数据。9.根据权利要求1所述的一种软硬解耦的雷达模块，其特征在于，该接口电路连接的外部传输线缆采用接双绞线，或者屏蔽双绞线，或者同轴线缆，根据需要，电源耦合在传输线缆上，或者电源由独立的电源线供给雷达模块。10.根据权利要求1所述的一种软硬解耦的雷达模块，其特征在于，外部设置有壳体，壳体包括上下盖、还包括附属部件，所述附属部件为散热部件、屏蔽吸波部件、透气部件中的一个或多个，上述附属部件组装在该壳体中。11.一...
【专利技术属性】
技术研发人员：张龙兵，
申请(专利权)人：领瞳科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：
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