用于停车辅助的毫米波传感器系统技术方案
A millimeter wave sensor system for parking assistance
The invention relates to a parking auxiliary equipment and a method of operation, including a millimeter wave radar sensor with an integrated millimeter wave IC front end. The distance and angle detection device capable of parking obstacles, low cost system topology has the inherent function as a substitute for the commonly used ultrasonic sensor. The equipment including the proposed topology: a transmitting antenna and two antenna; FMCW radar, CW radar and Doppler radar frequency with a chain and a chain of millimeter wave radar transmitter based on topological structure; simulation of combinational circuits and N millimeter wave power detection device, which is 1 and N large integer value. The specific operation method is adjusted to a dedicated application. More than one combination of the proposed devices can intelligently observe the parking area in front of the mobile platform through wired or wireless connection to information assessment and control entities. The proposed topology including equipment has low complexity: a transmitting antenna and two planar antenna; millimeter wave radar based on the topology of the CW radar operation does not have any lower frequency chain and a transmitter chain; simulation of combinational circuits and N millimeter wave power detection device, wherein the N value from the 1 to 3. The system operation topology allows the device itself to calculate the distance and obstacle angle in a topology solution, or combine more sensors in this innovation, and use the low complexity device topology to calculate the information. The integration of the proposed devices in vehicle bumpers is essentially possible, and can be used as an effective substitute for ultrasonic parking assistance system on optical and functional aspects. The sensor device has a complete topology structure proposed integrated antenna, millimeter wave IC and digital processing unit can be achieved in less than 1 * 1 * 0.5cm module, and the operation in the 7781GHz band.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于停车辅助的毫米波传感器系统
本专利技术涉及一种停车辅助设备和操作方法，其包括带有集成毫米波IC前端的毫米波雷达传感器并且具有创新的拓扑结构。所提出的设备能够检测物距和停车障碍物角度，具有固有的低成本系统拓扑结构，适合在功能方面作为常用的超声传感器的替代物。所提出的设备拓扑结构由一个发射平面天线和两个接收平面天线、毫米波雷达拓扑结构、模拟组合电路和N个毫米波功率检测器组成，其中N取1和更高的整数值。毫米波雷达拓扑结构由基于FMCW雷达、CW雷达和多普勒雷达操作原理的一个下变频链和一个发射机链组成。提出了所提出的具体操作方法来提供所具体提出的设备操作。
技术介绍
有强大的动机在以下应用场景和特定功能中采用用于车辆停放辅助应用的智能、体积小、功耗小和低成本的传感器：a)检测距离超过10m的障碍物距离。b)检测与传感器取向有关的障碍物角度，而根本不需要处理来自其他传感器的日期，就像现在的基于超声波的停车系统一样。c)操作集成在保险杠或其他车辆部件中的在车辆外面不可见的传感器，就像超声停车系统一样。d)操作与几个相同的传感器连接的传感器，从而为辅助停车提供更强大的信息。...
【技术保护点】
停车传感器设备和操作方法100，其中毫米波在30GHz和300GHz之间进行操作，包括：发送毫米波无线电信号的平面天线系统22；用于接收毫米波无线电信号的平面天线系统211；用于接收毫米波无线电信号的平面天线系统212，所述平面天线系统212与平面天线系统211相距距离d并垂直于传感器观测区域；采用任意半导体技术实现的集成的毫米波无线电前端10，其具有片上集成的毫米波压控振荡器、毫米波功率放大器、数字控制接口、电源；允许FMCW操作的小数N分频锁相环，N个毫米波功率检测器214、215，其中N是大于零的整数；模拟信号组合实体213、功率分配器、混频器、具有较低频率的电压增益...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.停车传感器设备和操作方法100，其中毫米波在30GHz和300GHz之间进行操作，包括：发送毫米波无线电信号的平面天线系统22；用于接收毫米波无线电信号的平面天线系统211；用于接收毫米波无线电信号的平面天线系统212，所述平面天线系统212与平面天线系统211相距距离d并垂直于传感器观测区域；采用任意半导体技术实现的集成的毫米波无线电前端10，其具有片上集成的毫米波压控振荡器、毫米波功率放大器、数字控制接口、电源；允许FMCW操作的小数N分频锁相环，N个毫米波功率检测器214、215，其中N是大于零的整数；模拟信号组合实体213、功率分配器、混频器、具有较低频率的电压增益控制的信号调节模拟电路以及具有任意实现选项的较低频率的模拟滤波结构；模数转换实体30；数字处理功能40，包括控制功能41以及用于通过任意类型的实现选项执行数字信号处理的计算和存储器能力；与设备100之外的实体的接口，包括N个数位有线接口，其中N是整数；支持电路50，包括与环境的机械接口，其中所述设备100工作并支持用于所述设备100的电源的电子电路，其中设备100是观测区域，具有直接视线操作，其中所述操作方法包括：·使用平面天线系统22发送在毫米波RF集成电路前端10中生成的毫米波信号，其中所述信号包含由压控振荡器(VCO)，频率斜坡大于400MHz的小数N分频锁相环和增益控制功率放大器(PA)生成的频率斜坡，所述小数N分频锁相环和增益控制功率放大器(PA)均集成在实体10中；·使用平面天线系统211接收从观测区域反射的毫米波信号；在实体10中分离信号并将其提供给混频器；·通过混合输入信号来降频转换所述信号，压控振荡器在实体10中产生频率斜坡信号；·在通过实体10中的混频器后，放大转换后的信号；·在实体10中放大后，进行信号的模拟滤波；·在实体10中进行信号调节，用于模数转换实体30进行后续模数转换；并提供给实体40；·实体40中信号的数字处理是：o使用FMCW雷达计算原理从先前任意处理的信号中提取距离信息，并将该信息提供给实体60；o为了满足功率检测器214、215的检测范围，初始化实体10中功率放大器的增益控制的调整；·设备100通过天线22以特定的操作频率发送CW信号，所述CW信号由实体10中的分频锁相环和压控振荡器产生；·使用平面天线系统211接收从观测区域反射的毫米波信号；分离信号并将其提供给线性信号组合实体213，其中实体213实现幅度改变、信号相位改变以及信号组合，其中实体213由任意分布的无源或有源的模拟电路器件释放；·使用平面天线系统212接收从观测区域反射的毫米波信号；并将其提供给线性信号组合实体213，其中实体213实现幅度改变、信号相位改变以及信号组合，其中实体213由任意分布的无源或有源的模拟电路器件释放；·通过实体213向功率检测器214、215提供线性组合的天线输入信号；·将功率检测器214、215输出提供给模数转换实体30，模数转换实体30向实体40提供数字化信号；·数字处理实体40：o通过利用具有以下输入的数学计算来计算与障碍物的方位角：设备100中的功率检测器214、215的值以及天线211和212的物理距离，使用以多项式方式的代数和反三角数学计算，其中设备100中的天线之间的物理距离被选择为取与操作频率的波长和操作频率相关的特定值；o给实体60提供计算的角度信息；·实体60将关于物体角度和物距的信息提供给车辆基础设施。2.停车传感器设备和操作方法101，其中毫米波在30GHz和300GHz之间进行操作，包括：发送毫米波无线电信号的平面天线系统22；用于接收毫米波无线电信号的平面天线系统211；用于接收毫米波无线电信号的平面天线系统212，所述平面天线系统212与平面天线系统211相距距离d并垂直于传感器观测区域；采用任意半导体技术实现的集成的毫米波无线电前端10，其具有片上集成的毫米波压控振荡器、毫米波功率放大器、数字控制接口、电源；实现锁定到特定频率的CW操作的分频锁相环，N个毫米波功率检测器214、215，其中N是大于0的整数，模拟信号组合实体213，其中N个毫米波功率检测器在包络检测之后进行滤波和放大；模数转换实体30；数字处理功能40，包括控制功能41以及用于通过任意类型的实现选项执行数字信号处理的计算和存储能力；与设备101之外的实体的接口，包括N个数位有线接口，其中N是大于零的整数；支持电路50，其包括与环境的机械接口，其中设备101正在工作并且支持用于设备101的电源的电子电路，其中，设备101为观测区域，直接进行视线操作，其中所述操作方法包括：·使用平面天线系统22发送在毫米波RF集成电路前端10中生成的毫米波信号，其中所述信号包含由压控振荡器(VCO)和增益控制功率放大器(PA)生成的CW信号，所述压控振荡器(VCO)和增益控制功率放大器(PA)均集成在实体10中；·使用平面天线系统211接收从观测区域反射的毫米波信号；将所述毫米波信号提供给线性信号组合实体213，其中所述实体213实现幅度改变、信号相位改变以及信号组合，其中实体213由任意分布的无源或有源的模拟电路器件释放；·使用平面天线系统212接收从观测区域反射的毫米波信号；将所述毫米波信号提供给线性信号组合实体213，其中实体213实现幅度改变、信号相位改变以及信号组合，其中实体213由任意分布的无源或有源的模拟电路器件释放；·通过实体213向功率检测器214、215提供线性组合的天线输入信号；·将功率检测器214、215输出提供给模数转换实体30，所述模数转换实体30向实体40提供数字化信号；·数字处理实体40：o通过利用以下输入的数学计算来计算与障碍物的方位角：设备101中的功率检测器214、215的值以及天线211和212的物理距离，使用以多项式方式的代数和反三角数学计算，其中设备101中的天线之间的物理距离被选择为取与操作频率的波长和操作频率相关的特定值；o给实体60提供计算的角度信息；·实体60向外部计算单元提供关于与障碍物的角度的信息；·外部计算单元从N个不同的设备101收集计算的到障碍物的不同的方位角，其中N是大于1的整数，并且知道N个不同的设备101之间的物理距离，也计算距位于停车传感器观测平面的前方的障碍物的距离。3.停车传感设备：设备102a和设备102b及其操作方法，其中毫米波在30GHz和300GHz之间进行操作，包括：在设备102a中：用于在设备102a中发射毫米波无线电信号的平面天线22；·采用任意半导体技术实现的集成的毫米波无线电前端10，其具有片上集成的毫米波压控振荡器、毫米波功率放大器、数字控制接口、电源；实现锁定到特定频率的CW操作的分频锁相环；·与设备102a外的实体的接口，包括N个数位有线接口，其中N是大于零的整数；·与设备102a外的实体的接口，包括K个数字无线接口，其中K是整数；·数字控制实体41；·支持电路50，包括与环境的机械接口，其中所述设备102a操作并支持用于设备102a电源的电子电路；在设备102b中：·用于在设备102b中接收毫米波无线电信号的平面天线211；·用于在设备102b中接收毫米波无线电信号的平面天线212，所述平面天线212与平面天线系统211相距距离d并且垂直于传感器观测区域；·N个毫米波功率检测...
【专利技术属性】
技术研发人员：达科·塔搜万克，韦利科·米汉娄维奇，韦塞林·布兰科维奇，度散·克瑞卡姆，伊凡·米娄散韦利维奇，
申请(专利权)人：纽威莱克公司，
类型：发明
国别省市：塞尔维亚,RS
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