雷达系统中的减噪技术方案

在描述的示例中，一种减噪的连续波调频雷达(200)，其包括用于生成雷达信号的发射器(202)、用于接收反射的雷达信号(232)并且包括用于响应于接收的雷达信号(232)以及响应于本地振荡器(LO)(210)信号生成基带信号的混频器(262、263)的接收器(204)以及耦合到发射器(202)、接收器(204)中的混频器(262、263)的LO输入和由混频器(262、263)生成的基带信号中的至少一个的信号移位器(212、299、284、288)。响应于干扰频率和相位偏移，通过配置信号移位器(212、299、284、288)减小与干扰(如来自附近物体的强反射和从发射天线(230)到接收天线(240)的电磁耦合)相关联的振幅噪声或相位噪声对检测其他周围物体的影响。

Noise reduction in radar system

In the example described, a noise reduction of the frequency modulated continuous wave radar (200), including a transmitter for generating radar signal (202) for receiving the reflected radar signal (232) and in response to the received radar signal (232) and in response to the local oscillator (LO) (210) the mixer signal generating baseband signal (262, 263) of the receiver (204) and (202) coupled to the transmitter and receiver (204) in the mixer (262, 263) and the LO input by the mixer (262, 263) at least one signal baseband signal generated in the shifter (212, 299, 284, 288). In response to the interference frequency and phase offset by configuration signal shifter (212, 299, 284, 288) and reduce interference (such as strong reflection of nearby objects and from the transmitting antenna to the receiving antenna (230) (240) of the electromagnetic coupling effect) associated noise amplitude or phase noise on the detection of other objects around the.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】雷达系统中的减噪
技术介绍
雷达系统依靠信号分析以检测在接收的雷达信号中信息的存在。检测这种信息的能力通过在接收的雷达信号中存在噪声而减小。这种噪声包括通过雷达的发射器引入到发射的雷达波中的振幅和相位噪声以及引入到雷达的接收器的混频器中的振幅和相位噪声。(例如，使用互补金属氧化物半导体“CMOS”技术制造的)集成电路用于增加许多雷达系统的功能和可移植性。但是，使用基于CMOS技术的集成电路的雷达系统常常包括高量的噪声，其降低了这种雷达系统的灵敏度。
技术实现思路
在描述的示例中，一种减噪的连续波调频(CWFM)雷达包括用于接收反射的雷达信号的接收器和用于响应于接收的反射的雷达信号以及响应于本地振荡器(LO)信号生成基带信号的混频器。在至少一个示例中，响应于接收的反射的雷达信号生成基带信号，并且通过干扰(interferer)的频率偏移和相位偏移对该基带信号进行信号移位，其中干扰是接收的雷达信号的一部分，该干扰包括由附近的反射器反射发射的雷达信号引起的强反射。进一步处理频率移位的基带信号的实部和/或虚部以检测雷达周围物体的存在和位置。因此，附近的物体可以是雷达信号反射物体，其相对于接收器天线(和/或CWFM系统本身)基本上静止，和/或针对其不需要雷达返回信号。在另一个示例中，发射的雷达信号通过干扰的频率偏移和相位偏移进行信号移位，并且进一步处理接收的雷达信号以检测雷达周围物体的存在和位置。在这些示例中，降低了与干扰相关的振幅噪声裙部(skirt)或相位噪声裙部，并且与传统的装置和方法相比，加强了通过减噪的连续波调频雷达检测周围物体的存在和位置的准确性和灵敏度。附图说明图1显示了示例实施例的说明性电子设备。图2是示例实施例的减噪的FMCW(调频连续波)雷达系统的框图。图3a是示例实施例的反射的FMCW雷达系统信号的频率波形图。图3b是示例实施例的FMCW雷达系统信号的周期(periodicity)和频率范围的频率波形图。图4是示例实施例的减噪的FMCW雷达系统信号的振幅波形图。图5是示例实施例的减噪的FMCW雷达系统信号的混频器输出波谱图。图6是示例实施例的使用软件辅助的信号移位的方法流程图。图7是示例实施例的模拟减噪的FMCW雷达系统的输入基带信号和处理的基带信号的频率波形图。图8是示例实施例的使用硬件辅助的信号移位的方法流程图。具体实施方式系统可以是另一个系统的子系统。如果第一装置耦合到第二装置，该连接可通过直接电连接进行，或通过经由其它装置和连接的间接电连接进行。术语“校准”可包括单词“测试”的意思。术语“输入”可意为PMOS(P型金属氧化物半导体)或NMOS(N型金属氧化物半导体)晶体管的源极或漏极(或甚至控制输入，如上下文指示的栅极)。术语“脉冲”可意为波形(如周期波形)的一部分。术语“收发器”包括发射器和接收器的意思，其中发射器和接收器可彼此独立操作(例如，在包括收发器的系统操作期间，两者可打开、两者之一可打开，以及两者可关闭)。图1显示了根据某些实施例的说明性计算系统100。例如，计算系统100是(或并入)电子系统129，如计算机、电子控制“箱”或显示器、通信设备(包括发射器)，或经布置以生成射频信号的任何其他类型的电子系统。在一些实施例中，计算装置100包括巨型单元或片上系统(SOC)，其包括控制逻辑，如CPU112(中央处理器)、存储装置114(例如，随机存取存储器(RAM))和电源110。例如，CPU112可以是CISC型(复杂指令集计算机)CPU、RISC型CPU(精简指令集计算机)、MCU型(微控制器单元)，或数字信号处理器(DSP)。存储装置114(其可以是诸如处理器上(on-processor)缓存、处理器外(off-processor)缓存、RAM、闪存或磁盘存储的存储器)存储一个或更多个软件应用130(例如，嵌入式应用)，当由CPU112执行时，其执行与计算装置100相关联的任何合适的功能。CPU112包括存储从存储装置114频繁访问的信息的存储器和逻辑。计算系统100经常由用户使用UI(用户界面)116控制，该UI116在执行软件应用130期间向用户提供输出并从用户接收输入。使用显示器118、指示灯、扬声器和振动提供输出。使用音频和/或视频输入(如使用语音或图像识别)和电气和/或机械装置(如键盘、开关、接近检测器、陀螺仪和加速度计)接收输入。CPU112耦合到I/O(输入-输出)端口128，其提供接口，该接口被配置以从网络设备131接收输入(和/或向其提供输出)。网络设备131可包括能够与计算系统100点对点和/或网络通信的任何设备。计算系统100也可耦合到外设和/或计算设备，包括有形、非暂时性介质(如闪存)和/或电缆或无线介质。这些和其它输入输出设备通过使用无线或电缆连接的外部装置选择性地耦合到计算系统100。例如，可通过网络设备131访问存储装置114。CPU112耦合到I/O(输入-输出)端口128，其提供接口，该接口被配置以从外设和/或计算设备131(包括有形(例如，“非暂时性”)介质(如闪存)和/或电缆或无线介质(如联合测试行动组(JointTestActionGroup，JTAG)接口))接收输入(和/或向其提供输出)。这些和其它输入输出装置通过使用或电缆连接的外部装置选择性地耦合到计算系统100。CPU112、存储装置114和电源110可耦合到外部电源(未示出)或耦合到本地电源(如电池、太阳能电池、交流发电机、感应磁场、燃料电池和电容器)。计算系统100包括减噪的调频连续波(FMCW)雷达138。减噪的FMCW雷达138包括降低噪声的存在和影响的方法和装置，该噪声降低了在雷达信号中的信息可检测性。例如，公开的减噪的FMCW雷达138降低了与发射器-接收器耦合和/或近物反射相关联的振幅和相位噪声，这提升了远物的检测和长距离性能。因此，不需要较高的功耗，可选地提升如FMCW雷达138的射频(RF)组件的长距离性能。图2是根据实施例的减噪的FMCW(调频连续波)雷达系统的框图。总体上描述，减噪的FMCW雷达系统200包括发射器202、接收器204、估算器282、DSP(如雷达FFT(快速傅里叶变换)处理器)290和移位控制器292。减噪的FMCW雷达系统被布置以降低(如，减轻或抑制)与干扰信号相关联的振幅噪声和相位噪声中的至少一个的影响。在总体上描述的雷达系统200的操作中，估算器282用于确定在ADC输出端处的干扰信号的频率和相位的值。例如，干扰信号起因于由发射天线230发射的信号和在接收器天线240处(例如，直接)接收的信号的直接耦合。在至少一个示例中，直接耦合起因于两个天线之间的电磁耦合。干扰信号也可指通过相对接近雷达装置的已知物体(如在其后(或其中)安装雷达装置的交通工具底盘)到接收器天线的发射的信号的(一个或更多个)强反射(或近物反射)。发射器202包括可选的信号移位器212和可选的(LO)信号移位器299。为了方便讨论，在下面描述信号移位器212的功能。如参考图8，在下面更具体地讨论信号移位器299。当旁路信号(例如，旁路-LO和/或旁路-RF)被断言时，给定信号移位器的输出基本上与该给定信号移位器的输入相同。信号移位器212和/或284被编程以按本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电路，其包括：发射器，其用于发射雷达信号；接收器，其用于接收反射的雷达信号，其中所述反射的雷达信号包括干扰信号，其中所述干扰信号包含相关联的振幅噪声裙部和相位噪声裙部中的至少一个；信号移位器，其在所述发射器和所述接收器中的一个中，其中所述信号移位器可操作以对包括在所述反射的雷达信号中的所述干扰信号进行信号移位，其中所述信号移位包括频率移位、相位移位以及频率移位和相位移位两者中的一个，并且其中所述信号移位器被配置以实现与所述干扰信号相关联的所述振幅噪声裙部和所述相位噪声裙部中的至少一个的抑制。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.15 US 14/687,6171.一种电路，其包括：发射器，其用于发射雷达信号；接收器，其用于接收反射的雷达信号，其中所述反射的雷达信号包括干扰信号，其中所述干扰信号包含相关联的振幅噪声裙部和相位噪声裙部中的至少一个；信号移位器，其在所述发射器和所述接收器中的一个中，其中所述信号移位器可操作以对包括在所述反射的雷达信号中的所述干扰信号进行信号移位，其中所述信号移位包括频率移位、相位移位以及频率移位和相位移位两者中的一个，并且其中所述信号移位器被配置以实现与所述干扰信号相关联的所述振幅噪声裙部和所述相位噪声裙部中的至少一个的抑制。2.根据权利要求1所述的电路，进一步包括估算器，其可操作以处理接收的雷达信号并且估算干扰信号的频率和相位，其中所述信号移位器被配置为响应于估算所述干扰信号的频率和相位，抑制与所述干扰信号相关联的所述振幅噪声裙部和所述相位噪声裙部中的至少一个。3.根据权利要求1所述的电路，其中所述接收器包括混频器，所述混频器用于响应于所述接收的雷达信号以及响应于本地振荡器信号即LO信号，生成基带信号，其中所述基带信号包含实部和虚部，其中所述信号移位器耦合到所述混频器用于接收所述基带信号，并且作为响应，生成移位的基带信号，并且其中多路复用器耦合到所述信号移位器用于选择所述移位的基带信号的实部和虚部中的一个。4.根据权利要求3所述的电路，其中所述信号移位器被配置使得包含在所述移位的基带信号中的所述干扰信号具有基本上为零的频率。5.根据权利要求4所述的电路，其中与所述干扰信号相关联的所述振幅噪声裙部基本上只包括在所述移位的基带信号的实部和虚部中的选择的一个中，其中与所述干扰信号相关联的所述相位噪声裙部基本上包括在所述移位的基带信号的实部和虚部中的选择的一个的另一个中。6.根据权利要求3所述的电路，其中基于在所述移位的基带信号的实部和虚部中的相对噪声电平，确定所述多路复用器的选择。7.根据权利要求3所述的电路，进一步包括FFT处理器，其可操作以执行所述移位的基带信号的FFT、提取对应于所述干扰信号的FFTbin周围的共轭偶数分量和共轭奇数分量中的至少一个以及抑制与所述干扰信号相关联的振幅噪声裙部和相位噪声裙部中的至少一个。8.根据权利要求1所述的电路，其中所述接收器包括混频器，所述混频器用于响应于所述接收的雷达信号以及响应于本地振荡器信号即LO信号，生成基带信号，其中所述信号移位器包括在所述发射器中并且被配置使得包含在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·苏布拉吉，K·拉玛苏布拉马尼安，S·穆拉利，S·萨玛拉，K·丹杜，
申请(专利权)人：德克萨斯仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US