雷达系统中模拟信号的现场监测技术方案

本发明专利技术涉及雷达系统中模拟信号的现场监测。本发明专利技术公开了具有用于监测的内置自测试(BIST)系统260的FMCW雷达系统230包括接收器210、发射器220和频率合成器205。FMCW啁啾定时引擎240控制至少一个雷达部件的操作定时。BIST系统包括至少一个可切换耦接件S1–S7，该至少一个可切换耦接件S1–S7用于耦接包括来自接收器或发射器中的第一多个选择的节点的第一多个不同模拟信号，该第一多个选择的节点全部耦接到第二数量的监测模数转换器ADC。第二数量小于(<)第一多个不同模拟信号。BIST系统包括与啁啾定时引擎同步操作的监测定时引擎和控制器261，监测定时引擎和控制器261包括用于生成控制信号的软件可配置监测架构，该软件可配置监测架构包括用于使用可切换耦接件选择将哪个模拟信号转发到监测ADC，以及监测ADC何时对模拟信号进行采样。

Field monitoring of analog signals in radar system

The invention relates to on-site monitoring of analog signals in a radar system. The invention discloses a FMCW radar system 230 having built-in self test (BIST) system for monitoring, and comprises a receiver 210, a transmitter 220 and a frequency synthesizer 205. The FMCW chirp timing engine 240 controls operation timing of at least one radar component. The BIST system includes at least one switchable coupling S1 - S7, the at least one switchable coupling part S1 - S7 for coupling the first plurality of different analog signals including the first multiple selected nodes from the receiver or the transmitter, all of the first selected nodes coupled to a second number of monitoring ADC ADC. Second the number is smaller than (<) the first multiple analog signals. The BIST system includes a monitoring timing engine and a controller 261 that synchronously operates with the chirped timing engine, and the monitoring timing engine and controller 261 include a software configurable monitoring framework for generating control signals, which are configured for forwarding the analog signal to the monitoring ADC using a switchable coupling selection. And monitor when ADC will sample analog signals.

【技术实现步骤摘要】
雷达系统中模拟信号的现场监测
所公开的实施例涉及雷达系统中模拟信号的动态现场监测。
技术介绍
传统的雷达传感器单元(雷达系统)包括收发器电路，该收发器电路具有包括波形发生器的发射器，以及包括放大器的模拟前端(AFE)和包括AFE(放大器、混频器和滤波器)和模数转换器(ADC)的接收器。雷达系统还包括诸如数字信号处理器(DSP)或微控制器单元(MCU)的信号处理模块/单元。雷达芯片可提供所有这些部件，也许除了信号处理模块/单元和(多个)天线之外。在系统循环/帧的基础上实行调频连续波(FMCW)雷达系统中的数据处理。FMCW帧包括N(数量)个FMCW倾斜/啁啾。啁啾是用于FMCW雷达处理的最小的数据逻辑单元。用于此类雷达系统的一种应用是用于汽车防撞。在这些雷达系统中，在现场操作期间，需要连续监测AFE电路，以检测故障和/或改善AFE电路的性能。特别地，防止雷达系统中的失灵(malfunction)可能是重要的，并且在雷达操作期间监测故障的能力是期望的特征。为了满足此类要求，在雷达系统操作期间可包括内置自测试(BIST)电路或系统，以测试收发器电路。
技术实现思路
本
技术实现思路
简要指示本公开的性质和实质。提交本
技术实现思路
，应理解为，本
技术实现思路
不用于解释或限制权利要求的范围或含义。所公开的实施例认识到，虽然BIST系统已知用于测试雷达系统的收发器电路，但是此类已知的BIST系统具有至少两个限制。已知的BIST系统通常不与雷达系统的雷达啁啾时间对准。这意味着仅在雷达啁啾期间发生而不在其它时间发生的信号的瞬态故障/行为无法被检测到。而且，已知的BIST系统不能通过公共ADC提供多个系统状态下的多个模拟信号的瞬时监测。所公开的实施例包括监测雷达系统的收发器中的模拟信号以实现用于检测故障的动态RF和AFE电路监测和/或改善雷达系统性能的方法和装置。监测雷达系统的方法包括可切换地耦接包括来自雷达系统的接收器或发射器中的第一多个选择的节点的第一多个不同模拟信号，该第一多个选择的节点全部耦接到内置自测试(BIST)(built-inself-test)系统中的第二数量的监测ADC。第二数量小于(&lt;)第一多个不同模拟信号。选择第一多个不同模拟信号中的第一不同模拟信号，以转发到监测ADC。处理由监测ADC输出的样本，用于从其中提取统计数据，并且对不同模拟信号中的至少第二不同模拟信号重复选择和处理。统计数据用于检测(例如，通过阈值比较)雷达系统中的故障和雷达系统的校准(例如，更新RF缓冲器偏置设置以改善信号摆动/信噪比(SNR))中的至少一个。另一公开的方面包括监测与功能雷达啁啾时间对准的模拟信号。另一个公开的方面包括通过小于不同模拟信号的数量的多个ADC在多个系统状态下多个模拟信号的瞬时监测，诸如在一个特定实施例中仅使用一个单个公共监测ADC用于所有不同模拟信号。附图说明现在将参考附图，不一定按比例绘制附图，其中：图1是示出根据示例实施例的监测FMCW雷达系统的示例方法中的步骤的流程图。图2A是示例1RX-1TXFMCW雷达系统的框图，示例1RX-1TXFMCW雷达系统包括公开的BIST系统，BIST系统利用开关以提供包括用于AFE电路的实时监测或校准。图2B是示例1RX-1TXFMCW雷达系统的框图，示例1RX-1TXFMCW雷达系统包括公开的BIST系统，BIST系统利用多路复用器以提供包括用于AFE电路的实时监测或校准。图3示出根据示例实施例的啁啾对准监测的时间线。图4示出根据示例实施例的用于帧间校准/监测中使用的时间线。图5示出模拟中的示例多路复用和控制方案。图6示出了根据示例实施例的具有用作监测定时引擎的数字硬件BISTFSM的BIST系统，该BIST系统通过与和其同步的FMCW啁啾定时引擎配合工作，实施来自雷达系统的模拟信号的时间对准测量。具体实施方式参考附图描述示例实施例，其中相同的附图标记用于指代类似或等效的元件。示出的动作或事件的排序不应被认为限制性的，因为可以不同的次序发生一些动作或事件，和/或一些动作或事件可与其它动作或事件同时发生。还有，实施根据本公开的方法可能不需要一些所示的动作或事件。再者，如本文所使用的术语“耦接到”或“与……耦接”(等等)(如果没有进一步的限制)旨在描述间接或直接电连接。因此，如果第一设备“耦接”到第二设备，则该连接可通过直接电连接，其中在通路中仅存在寄生效应，或通过经由包括其它设备和连接的中间项的间接电连接。对于间接耦接，中间项通常不修改信号的信息，但可调整信号的电流水平、电压水平和/或功率水平。图1是示出根据示例实施例的监测FMCW雷达系统的示例方法100中的步骤的流程图。步骤101包括(例如，通过下面图2B所示的多路复用器(MUX)285和/或通过下面图2A所示的开关(S1-S7))可切换地耦接包括来自雷达系统的接收器(Rx)或发射器(Tx)中的第一多个选择的节点的第一多个不同模拟信号，第一多个选择的节点全部耦接到第二数量的BIST系统的公共监测ADC。第二数量小于(&lt;)第一多个不同模拟信号。模拟信号可包括例如放大器输出的共模电压、温度传感器输出电压、RF信号摆动传感器(功率检测器)输出电压、电源电路输出电压、合成器和锁相环(PLL)的VCO控制电压。雷达子系统可包括TxRF或IF、RxRF或IF、功率管理、合成器或PLL。步骤102包括选择多个不同模拟信号中的第一个(通常每次选择一个)以转发到(多个)监测ADC。步骤103包括处理由(多个)监测ADC输出的样本，用于从其中提取统计数据(statistics)(例如，最小值、最大值和平均值)，并且对多个不同模拟信号中的至少第二个进行重复选择和处理。步骤104包括利用统计数据，用于检测故障(例如，通过阈值比较)和校准雷达系统(例如，更新RF缓冲器偏置设置以改善信号摆动/SNR)中的至少一个。方法100可在典型的FMCW雷达系统中监测一百(100)个或更多关键信号，包括监测在啁啾期间的十(10)个或更多信号。图2A是示例1RX-1TXFMCW雷达系统230的框图，示例1RX-1TXFMCW雷达系统230包括通过示为S1-S7的开关耦接到其具有单个监测ADC263的公开的BIST系统260。BIST系统260为可用于实施方法100的FMCW雷达系统230内的多个模拟信号提供实时监测或校准。如上面所提及的方法100提供动态电路监测以检测故障，和/或以改善FMCW雷达系统230的性能。虽然FMCW雷达系统230被示为仅具有1个Rx210和1个Tx220，但如雷达领域中已知的，可存在2个或更多Rx和Tx信道中的每个。FMCW雷达系统230包括耦接到FMCW合成器205的模拟锁相环(APLL)201。FMCW合成器205包括正向路径中共同表示为205a的相位频率检测器(PFD)和电荷泵(CP)、低通滤波器(LPF)205b和压控振荡器(VCO)205c，以及反向路径中的分频器(DIV)205d。FMCW合成器205被配置为生成FMCW信号，该FMCW信号是在可控持续时间内频率开始于可控频率且以可控速率或斜率随时间线性变化的信号。生成这样的FMCW信号的该操作简称为频率倾斜或“啁啾”。还示出了FMCW合成器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种监测调频连续波雷达系统即FMCW雷达系统的方法，其包括：可切换地耦接包括来自所述FMCW雷达系统的接收器或发射器中的第一多个选择的节点的第一多个不同模拟信号，所述第一多个选择的节点全部耦接到内置自测试系统即BIST系统的第二数量的监测模数转换器即监测ADC，所述第二数量的所述监测ADC小于(<)所述第一多个不同模拟信号；选择所述第一多个不同模拟信号中的第一个，以转发到所述监测ADC；处理由所述监测ADC输出的样本，用于从其中提取统计数据，并且对所述多个不同模拟信号中的至少第二个重复所述选择和所述处理，以及利用所述统计数据，用于检测所述FMCW雷达系统中的故障和校准中的至少一个。

【技术特征摘要】
2016.10.25 US 15/333,5931.一种监测调频连续波雷达系统即FMCW雷达系统的方法，其包括：可切换地耦接包括来自所述FMCW雷达系统的接收器或发射器中的第一多个选择的节点的第一多个不同模拟信号，所述第一多个选择的节点全部耦接到内置自测试系统即BIST系统的第二数量的监测模数转换器即监测ADC，所述第二数量的所述监测ADC小于(&lt;)所述第一多个不同模拟信号；选择所述第一多个不同模拟信号中的第一个，以转发到所述监测ADC；处理由所述监测ADC输出的样本，用于从其中提取统计数据，并且对所述多个不同模拟信号中的至少第二个重复所述选择和所述处理，以及利用所述统计数据，用于检测所述FMCW雷达系统中的故障和校准中的至少一个。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二数量的所述监测ADC包括一个单个监测ADC。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述监测是由所述FMCW雷达系统实行的发生在啁啾期间的啁啾对准监测。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述监测包括由所述FMCW雷达系统实行的啁啾之间的帧间监测。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述检测所述故障包括实行用于汽车应用中的安全监测的阈值检查。6.根据权利要求1所述的方法，还包括使用软件可配置监测架构配置所述选择的软件。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述软件可配置监测架构包括使用块控制信号，以选择所述FMCW雷达系统中的特定子系统/节点，并且使用附加广播通用控制信号，用于实现用于所述第一多个不同模拟信号中的期望的一个不同模拟信号到达所述监测ADC的路线。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述BIST系统包括数字硬件有限状态机即FSM。9.根据权利要求7所述的方法，其中所述广播通用控制信号还提供调整所述FMCW雷达系统的状态。10.一种具有用于监测调频连续波雷达系统即FMCW雷达系统的内置自测试系统即BIST系统的FMCW雷达系统，其包括：雷达部件，其包括：接收器，其包括至少一...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·苏布拉吉，I·珀若撒盼，K·拉玛苏布拉马尼安，B·P·金斯伯格，
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