雷达系统的信号线性化装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种雷达系统的信号线性化装置及方法，包括：选择开关，随着联机校准模式和运用模式的选择性切换形成转换路径；PLL环路路径形成部，根据所述选择开关的联机校准模式的转换控制形成PLL环路路径；数字-模拟变换器，将数字信号变换成模拟而发生线性调频信号；模拟-数字变换器，将从所述PLL环路形成部的测定控制电压转换成数字；MCU，在运用模式将频率控制电压传递给所述数字-模拟变换器，在联机校准模式下对从所述模拟-数字变换器的控制电压实施更新。本发明专利技术在线性调频信号生成和采集接收信息之后可以通过PLL对运用之前生成的需求频率电压的查找表进行更新，实时校准频率，不管构件陈旧或环境变化均可以保持线性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及雷达系统的系统线性化装置及方法，具体是对于FMCW雷达系统的频率发生，利用联机（On-line）校准实施开放型频率控制，在温度和各种环境的变化下保持优秀频率线性的雷达系统的信号线性化装置及方法。
技术介绍
众所周知，线性调频（Chirp）信号的线性是FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave)中决定目标分辨率和检测距离的重要因素，而且若想实现高分辨率的雷达，必须在更快时间内生成宽频带的线性调频信号。为改善这些线性调频信号的线性，曾提出过各种方法，但在实际运用中，按照各种方法都难以形成完整的结构。图1是传统的生成普通线性调频信号的PLL（Phase Locked Loop）电路结构示意图。如图1所示，传统的PLL电路是接收参考时钟输入，生成频率达到参考时钟N倍的输出时钟作为输出，包括相位频率检测器10（PFD; Phase Frequency Detector）、电荷（Charge）泵12、环路滤波器14、电压控制振荡器16（VCO; Voltage Controlled Oscillator）、分频器18。首先，相位频率检测器10是对从参考时钟和电压控制振荡器16分配的输出时钟之间相位及频率差异进行比较，生成上升/下降（Up/Down）脉冲，由电荷泵12和环路滤波器14将分离式上升/下降脉冲转换成可控制所述电压控制振荡器16的模拟电压，使所述电压振荡器16的输出频率最终成为参考时钟频率的N倍。通过所述PLL生成频率通过负反馈控制，经过较长时间后可以生成所需频率，但如线性调频停留（Chirp Dwell）时间快，由负反馈环的响应特性决定线性。图2是传统PLL线路中对线性调频信号的线性错误状态示意图，图3是在传统PLL线路中的锯齿波形中发生的频率失真状态示意图。图2是表示环路响应快和慢时因趋势线的线性调频错误，经过环路响应特性改善，线性会得到改善，但停留（Dwell）时间快或线性调频形状为锯齿波形非三角波而一些区段的变化量大时如图3所示，对于锯齿波形响应的频率失真特性较突出显示。图4是传统的利用普通数字-模拟转换器的开放型频率控制线路的结构示意图。如图4所示，传统的利用数字-模拟转换器的开放型频率控制线路包括MCU20、数字-模拟转换器22（DAC）、电压控制振荡器24（VCO），对电压控制振荡器24的电压直接控制进行控制而非通过负反馈控制频率，因此只要准确掌握所述电压控制振荡器24电压的频率响应特性，就可以实施线性控制。所述传统的利用数字-模拟转换器的开放型频率控制电路是其性能绝对取决于所述电压控制振荡器24的响应特性，电压控制振荡器24的特性是所有各运用温度的查找（Lookup）表操作比较重要，表作业是在离线（Off-line）状态下进行。因为没有如负反馈结构的延迟时间而不会发生如图3的频率失真，但电压控制振荡器24因时间而从物理性质上发生变化时，与现有查找表发生较大误差，为校准误差需更新查找表，但在实际运用中难以掌握误差程序，也不能校准查找表。图5是传统的普通直接数字频率合成器（DDS）电路结构示意图，图6是传统的直接数字频率合成器电路中数字相位频率关系的示意图。如图5所示，直接数字频率合成器（DDS; Direct Digital Synthesizer）电路包括合成器30、相位寄存器32、相位变换器34、数字-模拟变换器36，但与现有模拟方式不同，将存储于相位寄存器32里的相位的电压值通过数字-模拟变换器36输出而发生信号。此时用数字组合随时间发生的相位变化而生成所需的频率信号。采用数字生成信号的方式的直接数字频率合成器电路的线性绝对优于图1和图4中分别图示的模拟方式，但如图6所示因带内（In-Band）发生的寄生信号而出现探测错误，因频率极限而主要用于低频带，因此需加装上变频器才能在毫米波段应用。韩国公开专利第2011-0076511号（调频连续波信号发生装置及具备该装置的距离测定装置）（2011.07.06）专利公开上述相关的
技术实现思路
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技术实现思路
如上所述，传统的信号线性装置是根据温度在离线状态下对于电压控制振荡器电压的频率输出特性实施查找表化后制定，查找表一旦被制定之后在运用中不可能被修改，利用温度传感器测定温度之后即使发现误差也需要根据该表值控制频率。本专利技术的目的在于提供一种对于运用之前生成的需求频率电压的查找(Lookup)表，在线性调频(Chirp)信号生成和采集接收信息之后也可以通过PLL进行更新，以实时进行频率校准，不管构件陈旧或环境变化，均可保持线性的雷达系统的信号线性化装置及方法，从而改善所述传统技术上存在的问题。本专利技术一方面提供一种雷达系统的信号线性化装置，包括：选择开关，随着联机（On-line）校准模式和运用模式的选择性切换形成转换路径；PLL环路路径形成部，根据所述选择开关的联机校准模式的转换控制形成PLL环路路径，按频率步进类别测定控制电压而生成和更新查找表；数字-模拟变换器，根据所述选择开关的运用模式的转换控制，将数字信号变换成模拟而发生线性调频信号；模拟-数字变换器，将从所述PLL环路形成部的测定控制电压转换成数字；以及MCU，根据模式状态控制所述选择开关，在运用模式将频率控制电压传递给所述数字-模拟变换器，在联机校准模式下对从所述模拟-数字变换器的控制电压实施更新。所述PLL环路路径形成部包括：电压控制振荡器，输出通过所述选择开关输出的输入电压的频率信号；偶合器，为负反馈环路控制，对恒定量的输出信号电力实施分配；分配器，分配从所述偶合器负反馈的输出频率；参考电压控制振荡器，发生与所述分配频率比较相位的参考频率；相位检测器，发生与所述分配器的负反馈信号分配频率和所述参考电压控制振荡器的参考频率之间的频率之差的相应的电荷；环路滤波器，将所述相位检测器的发生电荷转换成电压，消除高频带的寄生（Spurious）信号。所述相位检测器是频率被锁定（Lock）时向所述MCU传送锁定状态；所述MCU是根据锁定状态的传送，存储从模拟-数字转换器的数字电压值。本专利技术另一方面提供一种雷达系统的信号线性化方法，该方法实施步骤包括：在联机校准模式下随着根据选择开关的PLL环路路径形成，按频率步进类别测定控制电压而生成查找表；所述查找表的生成完成时MCU转换成运用模式发生线性调频信号；所述MCU在一个周期的运算时间内转换为联机校准模式按一个周期的校准数量测定控制电压，根据测定控制电压更新查找表。所述生成查找表的步骤包括：相位检测器检测控制电压的频率被锁定（Lock）的状态传送给所述MCU，所述MCU将所述控制电压存储为数字值。所述更新查找表的步骤中，所述MCU在每一个周期的运算时间按最大的频率步进数反复更新所述查找表。本专利技术具有的有益效果在于：提升线性调频信号的线性，以提升雷达分辨率以及检测距离，提升分辨率和检测距离而为驾驶者提供更广阔视野，不需进行脱机校准而工艺简化且节省成本。附图说明图1是传统的一般生成线性调频本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2012.11.07 KR 10-2012-01257201.一种雷达系统的信号线性化装置，其特征在于，包括：
选择开关，随着联机校准模式和运用模式的选择性切换形成转换路径；
PLL环路路径形成部，根据所述选择开关的联机校准模式的转换控制形成PLL环路路径，按频率步进类别测定控制电压而生成和更新查找表；
数字-模拟变换器，根据所述选择开关的运用模式的转换控制，将数字信号变换成模拟而发生线性调频信号；
模拟-数字变换器，将从所述PLL环路形成部测定的控制电压转换成数字；以及
MCU，根据模式状态控制所述选择开关，在运用模式将频率控制电压传递给所述数字-模拟变换器，在联机校准模式下对从所述模拟-数字变换器的控制电压实施更新。
2.根据权利要求1所述的雷达系统的信号线性化装置，其特征在于，
所述PLL环路路径形成部包括：
电压控制振荡器，输出通过所述选择开关输出的输入电压的频率信号；
偶合器，为负反馈环路控制，对恒定量的输出信号电力实施分配；
分配器，分配从所述偶合器负反馈的输出频率；
参考电压控制振荡器，发生与所述分配频率比较相位的参考频率；
相位检测器，发生与所述分配器...

【专利技术属性】
技术研发人员：裵晟瑚，
申请(专利权)人：现代摩比斯株式会社，
类型：发明
国别省市：