【应用】基于24GHz雷达收发一体芯片CHC2442-QPG和高频/微波PCB板材RO4835的无人机远程测距方案

时间： 2020-03-03 来源：世强

随着科技的发展，无人机的应用已经变的越来越广泛，为了在各种条件下实现安全的飞行，精准实时的测距成为无人机必须具备的功能之一。传统的测距方案包括三角测量、时间测量、共焦测量等光电传感测距方案，这些方案通过发射激光并对接收的激光信号进行处理，从而提取出距离信息，但是这些方案对空中环境非常敏感，气动噪声严重影响了位置信息的距离与准确性，实时数据处理难度大，很难实现快速、精准测距。相较于传统的测距方案，24GHz微波雷达测距方案由于其实时性强、反应速度快、测量距离远以及全天候的工作特性，使得其成为目前主流的无人机远程测距方案。

图1 基于24GHz微波雷达的无人机远程测距方案系统框图

基于24GHz微波雷达的无人机远程测距方案系统框图如图1所示，主要包括通信单元、天线阵列单元、电源管理单元、处理运算及高度测量单元四个部分。其中通信单元中的24GHz雷达收发一体芯片是整个无人机远程测距方案的核心，这一收发一体芯片需要满足以下几方面的要求:

1）发射机具有较高的输出功率，使得无人机可以实现远程测距。

2）接收机具有较高的增益以及较低的噪声系数，从而使得接收机具有较高的灵敏度，实现远程精准测距。

3）整个24GHz雷达收发一体芯片的各个端口之间具有较高的隔离度，实现芯片中发射通道、接收通道以及本振信号产生通道之间互不干扰。

针对上述对于24GHz雷达收发一体芯片的需求，著名半导体供应商UMS推出的高集成收发一体芯片 CHC2442-QPG是用户的绝佳选择。CHC2442-QPG的内部结构图如图2所示，其是业界唯一采用GaAs工艺生产而成的24GHz雷达收发一体芯片，其主要性能参数为；

1）工作频率为24-24.5 GHz

2）最大发射功率大于13dBm

3）发射通道增益可调范围为12dB

4）接收机增益为37dB

5）接收通道增益可调范围为24dB

6）当射频可调增益放大器VGA增益最小时，1dB压缩点功率P1dB等于-16dBm

7）直流偏置电压3.3V，偏置电流为205-225mA@Pout@stage 8-0

8）工作温度范围为-40℃～+125℃

9）采用28L-QFN4X5 SMD封装，符合RoHS标准

10）芯片内部集成VCO产生的时钟信号的相位噪声为-90dBc@100kHz

11）本振LO端口和射频RF端口隔离度大于等于45dB

12）接收机单边带噪声系数SSB NF为11.5dB

图2 CHC2442-QPG芯片内部结构图

由上述可以看出，UMS推出的高集成收发一体芯片CHC2442-QPG具有发射/接收通道增益高、增益可调幅度大、接收机噪声系数低、不同端口之间隔离度较大等优点，可以很好的满足无人机远程测距系统对于24GHz雷达收发一体芯片的要求。

为了充分发挥出无人机远程测距方案中芯片和天线阵列单元的性能，还需要结合性能优良的高频PCB板材。传统的FR4板材是由环氧树脂和玻璃布压合而成，其介电常数在4.2-4.7范围内且随温度变化，在0~70℃的温度范围内，其最大变化范围会达到20%，一般设计时介电常数经典值为4.4。损耗因子等于0.02，可以看出这种板材介电常数波动大，且由于损耗因子较高使得微波信号传输时衰减较大，无法满足无人机远程测距系统对于板材的要求。全球知名的高频PCB板材提供商ROGERS公司推出的RO4835具有优良的性能，其内部添加了陶瓷和玻璃布的碳氢化合物，大幅增加了产品的一致性和使用寿命。其主要具体性能参数如下；

1）介电常数温度系数TCDK为50ppm/℃

2）尺寸稳定性为<0.5mm/m

3）XYZ三轴的热膨胀系数为10/12/31ppm/℃

4）RO4835板材可以和FR4混压

5）在24GHz高频处表现出良好的介电常数稳定性和一致性

6）介电常数DK的设计值为3.66，制造值为3.48±0.05

7）损耗因子等于0.0037

可以看出，ROGERS公司推出的RO4835具有较高的介电常数稳定性，较低的热膨胀系数，且损耗因子较低（保证了高频信号在PCB传输线上具有较低的损耗）。

综上所述，UMS推出的高集成收发一体芯片CHC2442-QPG具有发射/接收通道增益高、增益可调幅度大、接收机噪声系数低、不同端口之间隔离度较大等优点，可以很好的满足无人机远程测距系统对于24GHz雷达收发一体芯片的要求。再配合ROGERS公司推出的低损耗、高稳定性的高频/微波PCB板材RO4835，助力无人机实现精准实时的远程测距功能。

发送到邮箱 |
+1 赞 0
收藏
评论 0
| 转发至：

本文由Lucifer提供，版权归世强硬创平台所有，非经授权，任何媒体、网站或个人不得转载，授权转载时须注明“来源：世强硬创平台”。

全部评论（0）

暂无评论

低成本77G汽车雷达高频板材优选：RO4830

随着77G汽车雷达应用逐渐走向成熟，国内市场竞争更加激烈，在技术上逐步成熟后,更多的厂家关注77G汽车雷达成本，希望能够在成本上更加有优势。Rogers专门针对77G汽车雷达低成本应用推出了热固性层压板RO4830，非常适合对电路材料极为关注的毫米波应用，在有效降低成本的前提下，RO4830还具有优秀的高频性能。

2019-01-17 - 应用方案代理服务技术支持批量订货

微波通信方案，提供全品类微波射频器件，价格和供应保障

世强分享了最新的微波通信解决方案，以及设计研发相关的产品资料、技术选型、开发工具等，支持样品申请，现货快速供应！推荐各类明星器件CHM1270a98F，CHU2277，CHV2240，CHM2179 ，CHC2442-QPG，92MLTM，RO3003TM，CLTE-MW，CR2450HR。

2018-10-18 - 应用方案

全球汽车雷达主流供应方案----业界唯一GaAs工艺的24G毫米波雷达芯片

世强分享了最新的业界唯一GaAs工艺的24G毫米波雷达芯片方案，提供24G毫米波雷达芯片设计研发相关的产品资料、技术选型、参考设计、开发工具等，支持样品申请，现货快速供应！推荐UMS 24G毫米波雷达芯片CHC2442-QPG，其内部集成了LNA、PA、Mixer、VCO、IF PA等微波器件，设计简单，占世界市场份额60%以上，是当之无愧的雷达收发芯片行业领头羊。

2018-10-16 - 应用方案代理服务技术支持批量订货

ROGERS层压板/高频板选型表

罗杰斯/ROGERS提供以下技术参数的层压板/高频板选型，超低损耗，低至0.0004(Df) ；超大尺寸：54inchX24inch、52inchX40inch、50.1inchX110inch 等；丰富介电常数：2 -12.85 (Dk)；超薄介质，低至1mil

产品型号	品类	产品系列	介电常数（Dk）	正切角损耗（Df）	介质厚度(mm)(mil)	导热系数W/(m·K)	铜箔类型	铜箔1厚度	铜箔2厚度	尺寸(inch)
5880LZNS 24X18 H1/H1 R4 0100+-001/DI	层压板	RT/duroid® 5880LZ	2	0.0027	0.254mm(10mil)	0.33	电解铜	H1	H1	24X18

选型表 - ROGERS 立即选型

【产品】高Tg温度、适用于连续多层压合的RO4450F™,RO4450T™和RO4460G2™半固化片材料

罗杰斯（Rogers）推出的RO4000®电介质材料长期以来都与FR-4芯板以及半固化片一起进行混压，从而实现标准FR-4多层设计的性能升级。 RO4003C™，RO4350B™，RO4360G2™，RO4835™，RO4835T™和RO4000LoPro®这些玻璃布增强、碳氢树脂/陶瓷填料的层压板已经用于那些因有操作频率、介电常数、或者高速信号要求而需要高性能板材的信号层中。

2019-03-03 - 新产品代理服务技术支持批量订货

UMS传感器/检测器/检波器选型表

UMS传感器/检测器/检波器选型：RF Bandwidth (GHz)min：5-24.5，RF Bandwidth (GHz)max：5.88-44，Bias(mA)：0.8-350，Bias(V)：3-18.4.

产品型号	品类	RF Bandwidth (GHz)min	RF Bandwidth (GHz)max	Gain RX(dB)	Gain TX(dB)	Pout TX(dBm)	NF RX(dB)	Number of Bit Atten.	Bias(mA)	Bias(V)	Case
CHC2442-QPG	传感器	24	24.5	37	VCO incl.	13.5	11.5	5	225	3.3	QFN

选型表 - UMS 立即选型

【经验】罗杰斯（Rogers）微波阻抗计算工具使用简介

ROGERS为方便工程师更好的使用高频PCB板材，特推出专门用于微波阻抗计算的工具：微波阻抗计算器（Microwave Impedance Calculator）。其最新的版本为2014版。本文将以MWI-2014为蓝本，来介绍其的具体使用。

2016-03-21 - 原厂动态代理服务技术支持批量订货

【技术大神】罗杰斯高频多层板的选材建议

高频多层板的选材建议芯板采用耐热性高、通孔可靠性高、层间对准度要求高且与热固型半固化片兼容性好的材料。

2016-08-19 - 技术探讨代理服务技术支持批量订货

ROGERS分享毫米波雷达设计中需考虑的PCB材料的基本特性精选问答

为了帮助客户了解与汽车和工业PCB雷达应用相关的关键要素，罗杰斯公司在线上技术讲座中与大家充分交流了「毫米波雷达设计中需考虑的PCB材料的基本特性」的话题，本文也将大家共同关心的问题整理成精选问答，供您参考。

2024-01-24 - 设计经验代理服务技术支持批量订货

UMS CHC2442-QPG收发一体芯片数据手册

描述- 该资料介绍了名为CHC2442-QPG的24GHz HTRX单片微波集成电路（Monolithic Microwave IC）。该芯片集成了低相位噪声VCO、发射机功率放大器（MPA）、两个基于吉尔伯特的混频接收器和可切换预分频器。它适用于汽车雷达应用的信号生成和接收，采用RoHS合规的无引脚SMD封装。

型号- CHC2442-QPG/20,CHC2442-QPG/21,CHC2442-QPG,CHC2442

2016年07月01日 - UMS - 数据手册代理服务技术支持批量订货