空间分布式雷达的同步制造技术

一种同步多个空间分布式多输入多输出(MIMO)雷达系统的方法包括：指定包括线性调频器的多个MIMO雷达系统中的一个作为主MIMO雷达系统，以及指定其他多个MIMO雷达系统中的每一个作为从属MIMO雷达系统。每个从属MIMO雷达系统接收线性调频器的输出。同步信号从线性调频器经由相应的电缆通过调制器分离器发送到每个从属MIMO雷达系统，并且返回信号从各个从属MIMO雷达系统经由相应的电缆发送到主MIMO雷达系统。主MIMO雷达系统和每个从属MIMO雷达系统之间的时间延迟是基于同步信号和相应返回信号之间的频率差来确定的。

Synchronization of spatial distributed radar

A method of synchronizing multiple spatial distributed multiple input multiple output (MIMO) radar systems consists of specifying one of a plurality of MIMO radar systems including a linear frequency modulator as a primary MIMO radar system, and each of the other multiple MIMO radar systems as a subordinate MIMO radar system. Each subordinate MIMO radar system receives the output of the linear frequency modulator. The synchronous signal is sent from the LFM to the dependent MIMO radar system via the corresponding cable through the corresponding cable, and the return signal is sent from the dependent MIMO radar system to the main MIMO radar system via the corresponding cable. The time delay between the primary MIMO radar system and each subordinate MIMO radar system is determined based on the frequency difference between the synchronous signal and the corresponding return signal.

【技术实现步骤摘要】
空间分布式雷达的同步
本公开涉及空间分布式雷达的同步。
技术介绍
多输入多输出(MIMO)雷达用于诸如车辆(例如，汽车、建筑设备、农场设备、自动化工厂设备)或其他平台的许多应用中。例如，MIMO雷达可以有助于针对碰撞规避系统或自动操作的障碍物检测。当在相同平台(例如车辆)上使用多个MIMO雷达系统时，给定MIMO雷达系统的每个发送器所进行的发送产生所有MIMO雷达系统的所有接收器接收到的反射。因此，在所有MIMO雷达系统的所有发送器之间需要同步，以便连贯地处理各种接收到的反射。传统的同步是通过使用与每个MIMO雷达系统等距布置的单个信号源来实现的。但是，这种布置限制了MIMO雷达系统的布局。因此，希望提供空间分布式MIMO雷达系统的同步。
技术实现思路
在一个示例性实施例中，一种同步多个空间分布式多输入多输出(MIMO)雷达系统的方法包括：指定包括线性调频器的多个MIMO雷达系统中的一个作为主MIMO雷达系统，以及指定除主MIMO雷达系统以外的多个MIMO雷达系统中的每一个作为从属MIMO雷达系统。每个从属MIMO雷达系统通过调制器分离器接收线性调频器的输出。同步信号从线性调频器经由相应的电缆通过调制器分离器发送到每个从属MIMO雷达系统，并且返回信号从每个从属MIMO雷达系统经由相应的电缆发送到主MIMO雷达系统。主MIMO雷达系统和每个从属MIMO雷达系统之间的时间延迟是基于同步信号和相应返回信号之间的频率差来确定的。除本文描述的一个或多个特征之外，发送同步信号包括以比在正常操作期间发送的常规信号更低的频率发送信号。除本文描述的一个或多个特征之外，发送同步信号包括发送线性调频信号。除本文描述的一个或多个特征之外，确定时间延迟包括使用混频器将来自每个从属MIMO雷达系统的返回信号与同步信号混合，并且对混频器的输出进行滤波以隔离同步信号和相应返回信号之间的差值。除本文描述的一个或多个特征之外，该方法还包括使用时间延迟来处理由主MIMO雷达系统和从属MIMO雷达系统中的每一个随后接收到的反射，该反射由从属MIMO雷达系统中的一个的传输元件进行的传输产生。在另一个示例性实施例中，平台上的多个多输入多输出(MIMO)雷达系统包括多个MIMO雷达系统中的主MIMO雷达系统。主MIMO雷达系统包括一个线性调频器。该多个MIMO雷达系统还包括多个MIMO雷达系统中的从属MIMO雷达系统。从属MIMO雷达系统是除主MIMO雷达系统以外的所有多个MIMO雷达系统。每个从属MIMO雷达系统经由相应的电缆通过调制器分离器接收线性调频器的输出来作为同步信号，并经由相应的电缆向主MIMO雷达系统发送返回信号。主MIMO雷达系统的处理器基于同步信号和相应返回信号之间的频率差来确定主MIMO雷达系统和每个从属MIMO雷达系统之间的时间延迟。除本文描述的一个或多个特征之外，同步信号处于比在多个MIMO雷达系统的正常操作期间发送的常规信号更低的频率。除本文描述的一个或多个特征之外，同步信号是线性调频信号。除本文描述的一个或多个特征之外，多个MIMO雷达系统包括：多个混频器，每个混频器被配置为混合每个从属MIMO雷达系统的同步信号和相应返回信号；以及多个滤波器，每个滤波器被配置为对相应混频器的输出进行滤波以隔离同步信号和相应返回信号之间的差值。处理器使用差值来确定时间延迟。除本文描述的一个或多个特征之外，主MIMO雷达系统的接收器部分使用时间延迟来处理随后接收到的反射，该反射由从属MIMO雷达系统中的一个的传输元件进行的传输产生。除本文描述的一个或多个特征之外，该平台是汽车。结合附图，根据下文的具体实施方式，本公开的以上特征和优点以及其他特征和优点是显而易见的。附图说明在下文的具体实施方式中，仅以举例的方式出现其他特征、优点和细节，具体实施方式参照附图，在附图中：图1是根据一个或多个实施例的包括多个同步的多输入多输出(MIMO)雷达系统的传感器方案的框图；图2是根据一个或多个实施例的从属MIMO雷达系统的框图；图3是详述根据一个或多个实施例的用于同步MIMO雷达系统的信号处理器140的相关方面的框图；图4示出了根据一个或多个实施例的用于同步MIMO雷达系统的示例性线性频率调制信号和输出信号；和图5是根据一个或多个实施例的在同步的平台上的多个MIMO雷达系统的框图。具体实施方式以下描述本质上仅仅是示例性的，并不意图限制本公开、其应用或用途。应该理解的是，在整个附图中，相应的附图标记表示相同或相应的部分和特征。如前文所指出的，MIMO雷达系统可用于诸如车辆控制的各种应用中的物体检测或跟踪。每个MIMO发送器通常使用线性频率调制(LFM)(即，线性调频信号)发送信号。已知的同步技术包括使用与每个发送器等距布置的单个LFM调制器。如进一步所指出的，当MIMO雷达系统空间分布时，这种传统的同步方法是不可行的。这是因为当在诸如车辆的应用中使用的通常的信号频率(例如，77千兆赫(GHz))分布在两米或更多米的量级上时，相位一致性就会丢失。本文详述的系统和方法的实施例涉及基于与指定的主MIMO雷达系统和每个从属MIMO雷达系统之间的距离相关联的延迟来同步多个MIMO雷达。同步过程可以在低于MIMO雷达系统的通常工作频率的中间频率(例如，大约20GHz)下执行。根据本专利技术的示例性实施例，图1是包括多个MIMO雷达系统110-1至110-n(一般称为110)的传感器方案的框图。根据一个或多个实施例，包括线性调频器120的MIMO雷达系统110-1是主设备，而其他MIMO雷达系统110-2至110-n是同步过程中的从属设备。一般使用下标i将从属MIMO雷达系统110-2到110-n称为110-i。来自线性调频器120的LFM信号111通过分离器130输出到主MIMO雷达系统110-1的发送器部分210-1和接收机部分220-1、信号处理器140，并通过放大器135到达从属MIMO雷达系统110-2至110-n中的每一个。主MIMO雷达系统110-1到MIMO雷达系统110-2的距离是L12，且从主MIMO雷达系统110-1到MIMO雷达系统110-n的距离(即，电缆的长度)是L1n(一般是从主MIMO雷达系统110-1到每个MIMO雷达系统110-i的L1i)。同步基于来自主MIMO雷达系统110-1的LFM信号111的传输和返回信号112-2至112-n的接收之间的延迟。这个延迟是基于长度L12到L1n(一般是L1i)的电缆中的延迟。将参照图2至图4进一步详述这一点。图2是根据一个或多个实施例的从属MIMO雷达系统110-i的框图。MIMO雷达系统110-i包括分离器130，其分离由主MIMO雷达系统110-1提供并由放大器135放大的LFM信号111。分离器130的一个输出(放大的LFM信号111)被放大器135放大作为返回信号112-i。该返回信号112-i用于同步过程中。如前所述，在同步过程期间，当这个返回信号112-i是有意义的时候，LFM信号111可以大约是20GHz。分离器130的另一个输出被提供给发送器部分210-i和接收机部分220-i。在正常操作期间，在同步过程完成之后，分离器130的这个输出是有意义的，且LFM信号111的频本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种同步多个空间分布式多输入多输出(MIMO)雷达系统的方法，所述方法包括：指定包括线性调频器的所述多个MIMO雷达系统中的一个作为主MIMO雷达系统；指定除所述主MIMO雷达系统以外的所述多个MIMO雷达系统中的每一个作为从属MIMO雷达系统，其中每个所述从属MIMO雷达系统通过调制器分离器接收所述线性调频器的输出；从所述线性调频器经由相应的电缆通过所述调制器分离器将同步信号发送到每个所述从属MIMO雷达系统；从每个所述从属MIMO雷达系统经由所述相应的电缆将返回信号发送到所述主MIMO雷达系统；和基于所述同步信号和所述相应返回信号之间的频率差来确定所述主MIMO雷达系统和每个所述从属MIMO雷达系统之间的时间延迟。

【技术特征摘要】
2017.01.24 US 15/4137531.一种同步多个空间分布式多输入多输出(MIMO)雷达系统的方法，所述方法包括：指定包括线性调频器的所述多个MIMO雷达系统中的一个作为主MIMO雷达系统；指定除所述主MIMO雷达系统以外的所述多个MIMO雷达系统中的每一个作为从属MIMO雷达系统，其中每个所述从属MIMO雷达系统通过调制器分离器接收所述线性调频器的输出；从所述线性调频器经由相应的电缆通过所述调制器分离器将同步信号发送到每个所述从属MIMO雷达系统；从每个所述从属MIMO雷达系统经由所述相应的电缆将返回信号发送到所述主MIMO雷达系统；和基于所述同步信号和所述相应返回信号之间的频率差来确定所述主MIMO雷达系统和每个所述从属MIMO雷达系统之间的时间延迟。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述发送所述同步信号包括以比在正常操作期间发送的常规信号更低的频率发送信号。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述发送所述同步信号包括发送线性调频信号。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述确定时间延迟包括使用混频器将来自每个所述从属MIMO雷达系统的所述返回信号与所述同步信号混合，并且对所述混频器的输出进行滤波以隔离所述同步信号和所述相应返回信号之间的差值。5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括使用所述时间延迟来处理由所述主MIMO雷达系统和所述从属MIMO雷达系统中的每一个随后接收到的反射，所述反射由所述从属MIMO雷达系统中的一个的传输元件进行的传输产生。6.一种平台上的多个多输入多输出(MIMO)雷达系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：I·比莱克，A·波克拉斯，S·维勒瓦尔，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US