可重新配置的雷达单元、集成电路和其方法技术

技术编号:19022100 阅读:28 留言:0更新日期:2018-09-26 18:45
描述一种可重新配置的雷达单元,其包括:毫米波(mmW)收发器(Tx/Rx)电路;混合模拟和基带集成电路;以及信号处理器电路。所述mmW Tx/Rx电路、混合模拟和基带集成电路以及信号处理器电路被配置成支持多个雷达操作模式。雷达灵敏度监测和架构重新配置控制单元(260)耦合到所述信号处理器电路且被配置成监测雷达性能,且响应于所述雷达性能,引发所述雷达操作模式的改变。以此方式,所述可重新配置的雷达单元支持多种雷达操作模式,且可取决于任何主导雷达性能条件动态地采用所述多种雷达操作模式。

【技术实现步骤摘要】
可重新配置的雷达单元、集成电路和其方法
专利
涉及用于毫米波(mmW)雷达单元的可重新配置的架构。取决于雷达单元的主导操作条件,本专利技术适用于但不限于来自多个可能的支持架构的动态可选76-81GHzmmW射频(RF)架构。
技术介绍
对用于车辆的主动安全系统的需求日益增加。主动安全系统每车需要多个雷达传感器,每个雷达传感器通常利用特定雷达技术工作。当前,存在少数雷达传感器技术,供领先的模块车辆制造商采用和安装。这些雷达传感器技术中的每一个在操作原理方面都不相同,且通常每个雷达传感器架构(和相关联的雷达技术)由专用集成电路(IC)集合支持。76-81GHz的频段被分配用于此种雷达操作,76-77GHz专用于长程操作,77-81用于中程和短程汽车雷达操作。最普遍的架构支持调频连续波(FMCW)雷达信号的发射、接收和处理。此外,其它已知架构和IC集合支持调相连续波(PMCW)雷达信号或频移键控(FSK)雷达信号或脉冲多普勒雷达信号或超宽带(UWB)冲击雷达信号的发射、接收和处理。采用不同雷达技术的雷达传感器提供替代的益处,例如以便收集用于车辆安全系统的所有部分的物体的范围、速度和角度信息,以正确运行。由于每个架构都具有各自的优势和劣势,因此大多数实施方案都特别偏向支持某种雷达信号的主动安全系统,且因此市场上存在许多替代的雷达技术。已知FMCW雷达单元可例如使用互补金属氧化物半导体(CMOS)技术在一个集成电路(IC)中实现,或例如使用锗化硅(SiGe)技术在多个单独的IC中实现。现参看图1,框图示出另一已知的FMCW雷达单元100。FMCW雷达单元100包括一个或多个发射器天线110和一个或多个接收器天线112和收发器以及信号处理电路。具有多个单独IC的雷达功能包括例如mmW收发器(TxRx)电路120、模拟/混合信号基带电路140和微处理器IC150。在发射器意义上,微处理器IC150包括数字控制和信号处理单元152,其将发射雷达信号154提供到频率啁啾产生器电路,所述频率啁啾产生器电路包括模拟/混合信号基带电路140中的波形产生器142。波形产生器142将待调制的信号138提供到压控振荡器(VCO)电路126。接着任选地将经调制信号传递到倍频器124(如果VCO产生的信号不处于FMCW雷达传感器100的工作频率)。VCO126或倍频器124的高频输出132被传递到功率放大器122,在所述功率放大器122处,所述高频输出132被放大且被传送到一个或多个发射器天线110。在一个或多个接收器天线112处接收雷达信号,且所述雷达信号被传递到低噪声放大器(LNA)128,在所述LNA128处被放大。经放大的接收到的雷达信号被传递到下混频器130,在所述下混频器130处与从VCO126输出的高频信号132混频。来自下混频器130的下变频转换的接收到的雷达信号134被输入到可编程基带电路144,所述可编程基带电路144包括带通滤波器和一个或多个增益放大器,以及模/数转换器(ADC)。将来自可编程基带电路144的数字输出156输入到数字控制和信号处理单元152,以供处理,且输出接收到的经处理的雷达信号158。当前市场上的汽车雷达传感器中的大多数均内置有来自一个或多个不同IC设计公司的芯片组(例如具有独立的接收器、发射器、PLL、基带和微处理器IC)。对此情况存在两个值得注意的观察结果。第一,车辆制造商此时公开的商业解决方案主要基于具有极其有限的可重新配置的特征的某种专用操作原理。具体地说,本专利技术的专利技术人已确定,在商业产品中尚未见到的大量成本是不同操作原理之间可重新配置的可能性,例如,从FMCW到PMCW到脉冲......,因而可重新配置性涉及包括为了实现所述可重新配置性的额外/冗余硬件。第二,制造商展示的通用雷达系统平台大多内置有现成的通用组件。此解决方案依赖于高性能数据转换器,以便实现可重新配置性,且这些高性能数据转换器功耗极大(通常几瓦特)。此外,此解决方案受到当前现有技术数据转换器的线性性能的限制,且因此在覆盖多种工作原理时仅能达到次优性能。可替换的是,可用于提供可重新配置性的高性能数据转换器当前不可用于涵盖所有严格的雷达系统要求(例如,无法满足无杂散动态范围(SFDR)>90dBFS,带宽>1GHz),且通常也是昂贵的组件。D.C.Vacanti的US9000974-B2描述了一种在单基地雷达系统中(其中天线通过环行器由发射器和接收器共享)组合具有不同但相似的操作原理的两个发射器/接收器(FMCW和脉冲)的方法。在此系统中,两个发射器(FMCW和脉冲)各自包括其自身相应的RF/mmW电路,但通过混合型耦合器共享相同的频率合成器。其输出通过定向耦合器组合到天线。在接收路径中,具有不同基带电路的两个接收器通过开关共享相同的RF/mmW前端电路(即,LNA和混频器),其相应的输出被传递到共享的信号处理单元(DSP)。值得注意的是,US9000974-B2的专利技术人没有考虑组合跨多种且相异的雷达技术的RFTxRx功能。US7,148,840-B2和US3,688,313-B1都描述了能够组合最多两种类似的雷达技术即同样组合FMCW雷达与脉冲雷达以支持在单个雷达单元中的长程和短程目标追踪的架构。需要一种非专用、灵活的雷达架构,其支持更广泛的雷达技术,性能水平和成本都是可接受的。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面,提供一种可重新配置的雷达单元,包括:毫米波(mmW)收发器(Tx/Rx)电路,其被配置成放射发射雷达信号且接收所述发射雷达信号的回波信号;混合模拟和基带集成电路;以及信号处理器电路;其中所述mmWTx/Rx电路、混合模拟和基带集成电路以及信号处理器电路被配置成支持多个雷达操作模式;以及雷达灵敏度监测和架构重新配置控制单元,其耦合到所述信号处理器电路且被配置成监测雷达性能,且响应于所述雷达性能,引发所述雷达操作模式的改变。在一个或多个实施例中,所述雷达灵敏度监测和架构重新配置控制单元被配置成以实时方式引发多于两个雷达操作模式的切换。在一个或多个实施例中,所述雷达灵敏度监测和架构重新配置控制单元被配置成激活/启用相关联的电路以支持所述选定的雷达操作模式。在一个或多个实施例中,所述多个雷达操作模式为三个或多于三个雷达操作模式。在一个或多个实施例中,所述可重新配置的雷达单元被配置成支持来自以下的组中的多于两个雷达操作模式:调频连续波(FMCW)、脉冲模式连续波(PMCW)、频移鍵控(FSK)、超宽带(UWB)冲击雷达、脉冲多普勒雷达以及正交雷达信号处理。在一个或多个实施例中,所述可重新配置的雷达单元进一步包括至少一个切换电路,所述至少一个切换电路位于所述混合模拟和基带集成电路与所述mmWTx/Rx电路之间,其中所述至少一个切换电路由所述信号处理器电路或所述雷达灵敏度监测和架构重新配置控制单元控制以将选定的发射雷达信号传送到发射路径中的第一天线且从接收路径中的第二天线接收回波信号。在一个或多个实施例中,所述至少一个切换电路包括发射路径中的复用器和接收路径中的解复用器,所述解复用器被配置成响应于选定的雷达操作模式而从所述信号处理器电路接收至少一个路径选择控制信号。在一个或多个实施例中,所述mmWTx/Rx电路是被配本文档来自技高网
...

【技术保护点】
1.一种可重新配置的雷达单元,其特征在于,包括:毫米波(mmW)收发器(Tx/Rx)电路,其被配置成放射发射雷达信号且接收所述发射雷达信号的回波信号;混合模拟和基带集成电路;以及信号处理器电路;其中所述mmW Tx/Rx电路、混合模拟和基带集成电路以及信号处理器电路被配置成支持多个雷达操作模式;以及雷达灵敏度监测和架构重新配置控制单元(260),其耦合到所述信号处理器电路且被配置成监测雷达性能,且响应于所述雷达性能,引发所述雷达操作模式的改变。

【技术特征摘要】
2017.03.14 EP 17160924.11.一种可重新配置的雷达单元,其特征在于,包括:毫米波(mmW)收发器(Tx/Rx)电路,其被配置成放射发射雷达信号且接收所述发射雷达信号的回波信号;混合模拟和基带集成电路;以及信号处理器电路;其中所述mmWTx/Rx电路、混合模拟和基带集成电路以及信号处理器电路被配置成支持多个雷达操作模式;以及雷达灵敏度监测和架构重新配置控制单元(260),其耦合到所述信号处理器电路且被配置成监测雷达性能,且响应于所述雷达性能,引发所述雷达操作模式的改变。2.根据权利要求1所述的可重新配置的雷达单元,其特征在于,所述雷达灵敏度监测和架构重新配置控制单元(260)被配置成以实时方式引发多于两个雷达操作模式的切换。3.根据权利要求1或权利要求2所述的可重新配置的雷达单元,其特征在于,所述雷达灵敏度监测和架构重新配置控制单元(260)被配置成激活/启用相关联的电路以支持所述选定的雷达操作模式。4.根据在前的任一项权利要求所述的可重新配置的雷达单元,其特征在于,所述多个雷达操作模式为三个或多于三个雷达操作模式。5.根据在前的任一项权利要求所述的可重新配置的雷达单元,其特征在于,所述可重新配置的雷达单元被配置成支持来自以下的组中的多于两个雷达操作模式:调频连续波(FMCW)、脉冲模式连续波(PMCW)、频移鍵控(FSK)、超宽带(UWB)冲击雷达、脉冲多普勒雷达以及正交雷达信号处理。6.根据在前的任一项权利要求所述的可重新配置的雷达单元,其特征在于,进一步包括至少一个切换电路,所述至少一个切换电路位于所述混合模拟和基带集成电路与所述mmWTx/Rx电路之间,其中所述至少一个切换电路由所述信号处理器电路或所述雷达灵敏度监测和架构重新配置控制单元(260)控制以将选定的发射雷达信号传送到发射路径中的第一天线且从接收路径中的第二天线接收回波信号。7.根据权利要求6所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员:林郁马尔滕·隆特
申请(专利权)人:恩智浦有限公司
类型:发明
国别省市:荷兰,NL

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1