内置自测试雷达单元和用于其中的相移测量的方法技术

本发明专利技术描述一种内置自测试BIST雷达单元。所述BIST雷达单元包括：频率产生电路，所述频率产生电路被配置成产生mmW发射信号；发射器电路，所述发射器电路包括：被配置成将至少一个相移应用于所述mmW发射信号的至少一个移相器；以及至少一个反相器，所述至少一个反相器耦接到所述至少一个移相器且被配置成反转所述已移相mmW发射信号的相位。接收器被配置成接收并处理所述mmW发射信号的接收版本。所述至少一个反相器被配置成：旋转所述已移相mmW发射信号以将二次调制应用于所述mmW发射信号；且所述接收器被配置成接收并处理所述mmW发射信号的接收版本以基于所述mmW发射信号的所述接收版本的所述二次调制的所确定相移性能来确定所述BIST雷达单元的操作状态。

Built-in Self-Test Radar Unit and Its Phase Shift Measurement Method

【技术实现步骤摘要】
内置自测试雷达单元和用于其中的相移测量的方法
本专利技术的领域涉及具有内置自测试BIST的雷达单元，和用于其中的相移测量的方法。本专利技术适用于但不限于具有内置自测试(built-inself-testing；BIST)系统的mmW雷达单元，其可以在芯片上进行，以允许测量mmW多重射频(radiofrequency；RF)装置或电路的移相器性能。
技术介绍
大部分的目前毫米波(millimetrewave；mmW)雷达单元是使用mmW集成电路(integratedcircuit；IC)构造，其包括可遍及若干频道操作的多信道收发器(transceiver；TRX)。mmWIC还包括高频装置，例如，功率放大器、混频器、低噪声放大器(lownoiseamplifier；LNA)。在汽车雷达领域中，所支持的频率在27GHz和76到81GHz的频率频带中。现代的汽车雷达系统使用多重发射器和接收器以允许所检测物体的角检测。具有关联的mmW相移器的多信道收发器允许使用多重进入-多重输出(multiplein-multipleout；MIMO)技术来增强角分辨率。这允许例如巡航控制(其依赖于限定雷达波束到汽车目前巡航的车道)，或例如盲角检测(其依赖于限定所述雷达波束到这一盲角)等应用。除多重信道以外，传输器信号的写码需要能够区别所发射的信号。具有m个发射器和n个接收器的MIMO雷达具有m×n个信道。信道的数目越高，就可以实现经识别的所接收信号的越高的角分辨率。例如ISO26262的汽车安全标准在安全性相关缺陷的状况下授权缓和措施的使用；这些缓和措施需要在规定时间间隔内完成，其足够小以防止可能对车辆内部或外部的个人产生危险的系统失效。可以使用在雷达单元中进行的合理性检查来检测汽车雷达系统的射频(RF)前端中的安全相关缺陷，其评估RF前端的输出信号并根据这一信号计算目标地图。如果这一目标地图示出例如突然出现或消失的目标，那么这将导致目标地图被分类为不合理，且将RF前端分类为可能有缺陷，使得所述单元可启动安全措施，例如，系统复位、重复测量循环，或通知驾驶员雷达系统需要被视为不安全的。尽管这种合理性检查在安全攸关系统中极为常见，但是它们具有两个严重缺陷。第一缺陷直接关于安全，这是因为每一个合理性检查具有误报或漏报决策的风险。第二缺陷在于，需要针对包括瞬时故障的大量可能的故障实施、记录和验证这种合理性检查。所有这些程序耗时且易于出错。这两个缺陷使得期望避免对合理性检查的需要，以及在安全攸关元件本身中实施尽可能合理的的内置安全监控。因为瞬时故障是失灵的主要来源，所以期望能够测试它们。在车辆雷达系统中，功能性安全是至关重要的，因为失灵可能导致危险情况，例如，因失灵的系统报告实际不存在的目标所导致的自动制动，或例如在未检测到存在的目标的情况下导致未能做出反应。对于这两种情况，中度系统性能下降通常是最差情况，因为完全的系统失效可以被立即检测到，而中度性能下降可能仅导致错误解释目标的大小、位置、运动方向等，这可能导致上述失灵情况之一。这对于多发射器车辆雷达系统的相移器的失灵来说尤其如此，因为这种失灵可能导致雷达波束被引导到与预期不同的角。在mmW频率下测量相位非常具有挑战性，且需要昂贵的测试装备。移相器精度是在实验室中使用昂贵的毫米波测试仪器在几个样本上执行而测出。标准自动化测试装备(automatedtestingequipment；ATE)环境中的相位测量是不可能的，这是因为标准ATE模拟卡的频率上限为约100MHz范围。并且，相位的直接测量需要降频转换77GHz信号，这在ATE中通常不可用。一些测试系统中支持功能性安全的在线自测试，从而允许在应用(正常操作)模式下执行并行测试，并且因此还允许检测单个事件扰乱导致的一些瞬时失效。众所周知，不准确的相位可能导致无法区分来自不同发射器的不同信号。在这种状况下，信道的有效数目降低，这因此减小角精度。因此，需要改良的机制来测量具有芯片上mmW的雷达单元的相移，例如使用芯片上内部RF内置自测试(BIST)系统。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供一种内置自测试BIST雷达单元，包括：频率产生电路，所述频率产生电路被配置成用于产生mmW发射信号；发射器电路，所述发射器电路包括：至少一个移相器，所述至少一个移相器被配置成将至少一个相移应用于所述mmW发射信号；以及至少一个相位旋转器，所述至少一个相位旋转器耦接到所述至少一个移相器且被配置成旋转所述已移相mmW发射信号的相位；接收器，所述接收器被配置成接收并处理所述mmW发射信号的接收版本；其中所述BIST雷达单元特征在于：所述至少一个相位旋转器被配置成旋转所述已移相mmW发射信号以将二次调制应用于所述mmW发射信号；以及所述接收器被配置成接收并处理所述mmW发射信号的接收版本以基于所述mmW发射信号的所述接收版本的所述二次调制的所确定相移性能来确定所述BIST雷达单元的操作状态。在一个或多个实施例中，所述已移相mmW发射信号通过信号泄漏被传送到所述接收器。在一个或多个实施例中，所述至少一个相位旋转器被配置成以所述二次调制频率切换持续波CW频率的相位。在一个或多个实施例中，所述至少一个反相器被配置成切换连续啁啾上的啁啾mmW发射信号的相位以产生二次调制频率。在一个或多个实施例中，所述接收器被配置成接收并处理所述mmW发射信号的接收版本，以通过将至少一个傅里叶变换应用于所述mmW发射信号的所述接收版本上来确定所述BIST雷达单元的操作状态。在一个或多个实施例中，所述接收器确定，响应于未能在与所述二次调制频率相同的采集频谱中识别峰值，误差存在于移相器或接收路径中。在一个或多个实施例中，所述至少一个相位旋转器是至少一个‘k位’相位旋转器，所述相位旋转器以取决于值‘k’的量旋转所述已移相mmW发射信号的所述相位，且所述接收器被配置成接收并处理所述mmW发射信号的接收版本，以通过测量k位相位旋转器的相位及精度来确定所述BIST雷达单元的操作状态。在一个或多个实施例中，所述至少一个相位旋转器是至少一个反相器。在一个或多个实施例中，所述BIST雷达单元的所确定操作状态包括通过以下组中的一个或多个来识别误差：移相器、相位旋转器、施加到移相器的控制信号、下变频混频器、中频级、信号发生器。在一个或多个实施例中，所述接收器包括正交下变频混频器，所述正交下变频混频器被配置成接收所述mmW发射信号的所述版本，且可操作地耦接到处理器，所述处理器被配置成处理所述mmW发射信号的正交下变频版本，以基于所述mmW发射信号的所述接收版本的所述二次调制的所确定相移性能来确定所述BIST雷达单元的操作状态。根据本专利技术的第二方面，提供一种用于内置自测试BIST雷达单元的集成电路，所述集成电路包括：频率产生电路，所述频率产生电路被配置成产生mmW发射信号；发射器电路，所述发射器电路包括：至少一个移相器，所述至少一个移相器被配置成将至少一个相移应用于所述mmW发射信号；以及至少一个相位旋转器，所述至少一个相位旋转器耦接到所述至少一个移相器且被配置成旋转所述已移相mmW发射信号的相位；接收器，所述接收器被配置成接收并处理所述mmW发射信号的接收版本；其中所述集成电路特征在于：所述至少一个相本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种内置自测试BIST雷达单元(100)，其特征在于，包括：频率产生电路(110)，所述频率产生电路(110)被配置成用于产生mmW发射信号；发射器电路，所述发射器电路包括：至少一个移相器(130、132)，所述至少一个移相器(130、132)被配置成将至少一个相移应用于所述mmW发射信号；以及至少一个相位旋转器，所述至少一个相位旋转器耦接到所述至少一个移相器(130、132)且被配置成旋转所述已移相mmW发射信号的相位；接收器，所述接收器被配置成接收并处理所述mmW发射信号的接收版本；其中所述BIST雷达单元(100)特征在于：所述至少一个相位旋转器被配置成旋转所述已移相mmW发射信号以将二次调制应用于所述mmW发射信号；以及所述接收器被配置成接收并处理所述mmW发射信号的接收版本以基于所述mmW发射信号的所述接收版本的所述二次调制的所确定相移性能来确定所述BIST雷达单元(100)的操作状态。

【技术特征摘要】
2017.11.10 EP 17201071.21.一种内置自测试BIST雷达单元(100)，其特征在于，包括：频率产生电路(110)，所述频率产生电路(110)被配置成用于产生mmW发射信号；发射器电路，所述发射器电路包括：至少一个移相器(130、132)，所述至少一个移相器(130、132)被配置成将至少一个相移应用于所述mmW发射信号；以及至少一个相位旋转器，所述至少一个相位旋转器耦接到所述至少一个移相器(130、132)且被配置成旋转所述已移相mmW发射信号的相位；接收器，所述接收器被配置成接收并处理所述mmW发射信号的接收版本；其中所述BIST雷达单元(100)特征在于：所述至少一个相位旋转器被配置成旋转所述已移相mmW发射信号以将二次调制应用于所述mmW发射信号；以及所述接收器被配置成接收并处理所述mmW发射信号的接收版本以基于所述mmW发射信号的所述接收版本的所述二次调制的所确定相移性能来确定所述BIST雷达单元(100)的操作状态。2.根据权利要求1所述的BIST雷达单元(100)，其特征在于，所述已移相mmW发射信号通过信号泄漏被传送到所述接收器。3.根据权利要求1或权利要求2所述的BIST雷达单元(100)，其特征在于，所述至少一个相位旋转器被配置成以所述二次调制频率切换持续波CW频率的相位。4.根据权利要求1或权利要求2所述的BIST雷达单元(100)，其特征在于，所述至少一个反相器(140、142)被配置成切换连续啁啾上的啁啾mmW发射信号的相位以产生二次调制频率。5.根据在前的任一项权利要求所述的BIST雷达单元(100)，其特征在于，所述接收器被配置成接收并处理所述mmW发射信号的接收版本，以通过将至少一个傅里叶变换应用于所述mmW发射信号的所述接收版本上来确定所述BIST雷达单元(100)的操作状态。6.根据权利要求5所述的BIST雷达单元(100)，其特征在于，所述接收器确定，响应于未能在与所述二次调制频率相同的采集频谱中识别峰值，误差(526、536、546)存在于移相器或接收路径中。7.根据在前...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿卜杜勒拉蒂夫·扎纳提，简·彼得·斯考特，
申请(专利权)人：恩智浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL