具有相位校正的雷达感测制造技术

本文描述了一种雷达方法。根据一个实施例，该方法包括接收发射的雷达信号的多个啁啾回波，基于多个啁啾回波生成数字信号，以及基于该数字信号计算范围图。范围图包括多个值，每个值由幅值的值和相位值表示，并且每个值与一组频率格的一个频率格和多个啁啾回波中的一个啁啾回波相关联。方法还包括标识受干扰影响的啁啾回波，并且基于与未被标识为受干扰影响的啁啾回波相关联的相位值，对一个或多个所选择的频率格确定的校正的相位值。

Radar Sensing with Phase Correction

【技术实现步骤摘要】
具有相位校正的雷达感测
本公开涉及雷达传感器领域，尤其涉及具有干扰抑制的雷达感测技术。
技术介绍
在要测量物体的距离和速度的许多传感应用中可以找到雷达传感器。在汽车领域，对可用在所谓的高级驾驶员辅助系统(ADAS)中的雷达传感器的需求不断增加。高级驾驶员辅助系统的示例是“自适应巡航控制”(ACC)和“雷达巡航控制”系统。这种系统可用于自动调节汽车的速度，以便与前方的其他汽车保持安全距离。高级驾驶员辅助系统的另一个示例是盲点监视器，其可以采用雷达传感器来检测车辆盲点中的其他车辆。具体地，自动驾驶汽车可以使用诸如雷达传感器等的许多传感器来检测和定位其周围的各种物体。关于在自动驾驶汽车区域中物体的位置和速度的信息用于帮助安全地导航。现代雷达系统利用高度集成的RF电路，其可以将雷达收发器的RF前端的所有核心功能集成在一个单个封装(单芯片收发器)中。这种RF前端通常包括尤其是本地RF振荡器(LO)、功率放大器(PA)、低噪声放大器(LNA)和混频器。调频连续波(FMCW)雷达系统使用雷达信号，其频率通过使信号频率爬升和下降来调制。这种雷达信号通常被称为“啁啾信号”或简称为啁啾。雷达传感器通常使用一个或多个天线辐射啁啾的序列，并且所辐射的信号由位于雷达传感器的“视场”中的一个或多个物体(称为雷达目标)反向散射。由雷达传感器接收并处理反向散射信号(雷达回波)。通常使用数字信号处理来完成雷达目标的检测。随着越来越多的汽车配备雷达传感器，干扰正成为一个问题。即，由(安装在一个汽车中的)第一雷达传感器辐射的雷达信号可以散布到(安装在另一个汽车中的)第二雷达传感器的接收天线中并且损害第二雷达传感器的操作。
技术实现思路
本文描述了一种雷达方法。根据一个实施例，方法包括接收发射的雷达信号的多个啁啾回波，基于多个啁啾回波生成数字信号，以及基于数字信号计算范围图。范围图包括多个值，每个值由幅度值和相位值表示，并且每个值与频率格集合中的一个频率格和多个啁啾回波中的一个啁啾回波相关联。方法还包括标识受干扰影响的啁啾回波，并且基于与未被标识为受干扰影响的啁啾回波相关联的相位值，为一个或多个所选择的频率格确定校正的相位值。另外，本文描述了一种雷达设备。根据一个实施例，雷达设备包括雷达接收机，该雷达接收机被配置成接收发射的雷达信号的多个啁啾回波并且基于多个啁啾回波生成数字信号。雷达设备还包括计算单元，其被配置成基于数字信号计算范围图，其中范围图包括多个值，每个值由幅度值和相位值表示，并且每个值与频率格集合中的一个频率格和多个啁啾回波中的一个啁啾回波相关联。计算单元还被配置成标识受干扰影响的啁啾回波，并且基于与未被标识为受干扰影响的啁啾回波相关联的相位值，对一个或多个所选择的频率格确定校正的相位值。附图说明参考以下附图和描述可以更好地理解本专利技术。图中的组件不一定按比例绘制；相反，重点放在说明本专利技术的原理。在附图中，相同的附图标记指示对应的部分。在图中：图1是图示用于距离和/或速度测量的FMCW雷达系统的操作原理的草图。图2包括图示在FMCW雷达系统中使用的RF信号的频率调制的两个时序图。图3是图示FMCW雷达设备的基本结构的框图。图4是图示模拟RF前端的一个示例的电路图，其可以被包括在图3的FMCW雷达设备中。图5是图示用于雷达传感器中的数据采集的啁啾的序列的时序图。图6图示了雷达传感器中常用的范围多普勒信号处理的概念。图7图示了干扰如何散布到雷达传感器的接收器的一个示例。图8在时序图中图示了雷达传感器的发射信号和来自干扰源的干扰信号，其中这些信号的在频率对时间的波形至少部分地重叠。图9图示了包括雷达信号(在下变换到基带之后)的一个示例性波形，该雷达信号包括来自目标的雷达回波和图8中所示的干扰。图10是图示包括来自3个雷达目标和干扰的回波的范围图的3D图。图11是图示雷达传感器的模拟RF前端和干扰源的模拟RF前端的一个示例的电路图。图12是图示用于抑制/减少数字雷达信号中的干扰的方法的一个示例性实施方式的流程图。图13图示了范围图的结构。图14图示了一个示例性波形，其示出了频率格(包括仅噪声、噪声和雷达回波、以及噪声和干扰)在时间上的信号功率变化。图15图示了包括在图13的范围图中的幅度的平滑。图16图示了被包括在图13的范围图中的频谱值的相位如何可能由于干扰而失真的示例。图17图示了使用针对特定频率的范围图的幅度值来标识受干扰影响的啁啾回波；图(a)图示了在时间上的信号功率，以及图(b)图示了受影响的啁啾回波。图18包括图示了对于存在移动目标的雷达回波的情况的沿慢时间轴的相位的示例波形；图(a)图示了理想情况，以及图(b)包括由于干扰引起的失真的相位值。图19图示了范围图的特定频率格中的相位信息的校正/恢复。图20是表示用于校正/恢复范围图中的相位信息的一种示例性方法的流程图。图21包括两个范围多普勒图，其中图(a)是从没有相位校正的范围图计算的范围多普勒图，图(b)是从具有在前相位校正的相同范围图计算的范围多普勒图。具体实施方式图1图示了常规的频率调制连续波(FMCW)雷达传感器1。在本示例中，分别使用分离的发射(TX)和接收(RX)天线5和6(双基地或伪单基地雷达配置)。然而，应当注意，可以使用单个天线，以便接收天线和发射天线在物理上将是相同的(单基地雷达配置)。发射天线5连续地辐射RF信号sRF(t)，其例如通过锯齿信号(周期性线性斜坡信号)进行频率调制。辐射信号sRF(t)在物体T处反向散射，物体T位于雷达设备的测量范围内的雷达通道中，并且反向散射信号yRF(t)由接收天线6接收。物体T通常被称为雷达目标。在更一般性的示例中，一个以上的目标可以在雷达传感器的视场中，并且可以使用天线阵列代替单个RX天线。类似地，可以使用天线阵列代替单个TX天线。使用天线阵列实现了雷达回波的入射角(通常称为到达方向(DoA))的测量。到达方向的测量对许多应用是重要的，并且因此大多数雷达传感器将使用天线阵列。为了使附图简单，在图中仅示出了一个TX天线和一个RX天线。应当理解，本文描述的概念可以容易地应用于具有天线阵列的雷达传感器。图2图示了所述的信号sRF(t)的频率调制。如图2的第一图所示的，信号sRF(t)由一系列“啁啾”组成，即具有增加(上啁啾)或减小(下啁啾)频率的正弦波形。在本示例中，码片的瞬时频率fLO(t)在限定的时间跨度TCHIRP内从起始频率fSTART线性地增加到停止频率fSTOP(参见图2的第二图)。这种啁啾也称为线性频率斜坡。在图2中图示了3个相同的线性频率斜坡。然而，应当注意，参数fSTART、fSTOP、TCHIRP以及各个频率斜坡之间的暂停可以根据雷达设备1的实际实施方式而变化。在实践中，频率变化可以是例如线性(线性啁啾、频率斜坡)、指数(指数啁啾)或双曲线(双曲线啁啾)。图3是图示雷达传感器1的示例性结构的框图。相应地，至少一个发射天线5(TX天线)和至少一个接收天线6(RX天线)连接到RF前端10，RF前端10可以集成在通常称为单片微波集成电路(MMIC)的半导体芯片中。RF前端10可以包括RF信号处理所需的所有电路组件。这种电路组件可以包括例如本地振荡器(LO)、RF功率放大器、低噪声放大器(LNA)、诸如本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，包括：接收发射的雷达信号的多个啁啾回波；基于所述多个啁啾回波生成数字信号；基于所述数字信号计算范围图，其中所述范围图包括多个值，每个值由幅度值和相位值表示，并且每个值与频率格集合中的一个频率格以及所述多个啁啾回波中的一个啁啾回波相关联；标识受干扰影响的啁啾回波；以及基于与未被标识为受干扰影响的啁啾回波相关联的多个相位值，针对一个或多个所选择的频率格确定校正的相位值。

【技术特征摘要】
2018.02.08 DE 102018102816.41.一种方法，包括：接收发射的雷达信号的多个啁啾回波；基于所述多个啁啾回波生成数字信号；基于所述数字信号计算范围图，其中所述范围图包括多个值，每个值由幅度值和相位值表示，并且每个值与频率格集合中的一个频率格以及所述多个啁啾回波中的一个啁啾回波相关联；标识受干扰影响的啁啾回波；以及基于与未被标识为受干扰影响的啁啾回波相关联的多个相位值，针对一个或多个所选择的频率格确定校正的相位值。2.根据权利要求1所述的方法，其中标识受干扰影响的啁啾回波包括：针对多个所选择的频率格中的至少一个频率格，确定超过阈值水平的幅度值，其中与所确定的幅度值相关联的啁啾回波被标识为受干扰影响。3.根据权利要求1所述的方法，其中标识受干扰影响的啁啾回波包括：针对每个啁啾回波，计算与相应的啁啾回波相关联的幅度值的统计参数，其中基于所述统计参数将所述啁啾回波标识为受干扰影响。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述统计参数是方差或标准差。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中确定校正的相位值包括：在所述范围图中，利用估计来替换与被标识为受干扰影响的啁啾回波相关联的至少一个相位值，并且其中所述估计从与未被标识为受干扰影响的啁啾回波相关联的多个相位值中被计算。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述估计的计算包括：确定针对多个所选择的频率格中的每个频率格的两个后续啁啾回波之间的平均相移，其中所述平均仅考虑与未被标识为受干扰影响的啁啾回波相关联的多个相位值。7.根据权利要求5所述的方法，其中所述估计的计算包括：基于与未被标识为受干扰影响的啁啾回波相关联的多个相位值确定线性回归线。8.根据权利要求5所述的方法，其中所述估计的计算包括：基于与未被标识为受干扰影响的啁啾回波相关联的多个相位值来内插或外推相位值。9.一种雷达设备，包括：雷达接收机，被配置成接收发射的雷达信号的多个啁啾回波，并基于所述多个啁啾回波生成数字信号；计算单元，被配置成：基于所述数字信号来计算范围图，其中所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·梅尔泽，M·霍曼，P·梅斯纳，F·苏莱曼尼，M·瓦格纳，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE