具有干扰抑制的雷达感测制造技术

本公开涉及具有干扰抑制的雷达感测。本文描述了一种用于处理雷达数据的方法。根据一个实施例，该方法包括基于从雷达接收器接收的数字雷达信号计算范围映射。范围映射包括针对多个离散频率值和多个离散时间值的频谱值，其中每个频谱值由至少第一参数表示。此外，该方法包括针对至少一个离散频率值，将操作应用于范围映射中的至少第一参数，以平滑或分析范围映射的至少一部分。

Radar Sensing with Jamming Suppression

The present disclosure relates to radar sensing with interference suppression. This paper describes a method for processing radar data. According to one embodiment, the method includes calculating range mapping based on digital radar signals received from radar receivers. Range mapping includes spectrum values for multiple discrete frequency values and multiple discrete time values, where each spectrum value is represented by at least the first parameter. In addition, the method includes applying the operation to at least the first parameter of the range mapping for at least one discrete frequency value to smooth or analyze at least a part of the range mapping.

【技术实现步骤摘要】
具有干扰抑制的雷达感测
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
雷达传感器可以在许多感测应用中找到，在这些感测应用中要测量对象的距离和速度。在汽车行业，对可用于所谓的高级驾驶员辅助系统(ADAS)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。这样的系统可用于自动调节汽车的速度，以便与前方行驶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测器，其可以使用雷达传感器检测车辆盲点中的其他车辆。特别地，自动驾驶小汽车可以使用诸如雷达传感器的许多传感器，以检测和定位其周围的各种对象。关于自动驾驶小汽车区域中对象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，高度集成的RF电路可以在一个单个封装(单芯片收发器)中包含雷达收发器的RF前端的所有核心功能。这样的RF前端通常尤其包括本地RF振荡器(LO)、功率放大器(PA)、低噪声放大器(LNA)以及混频器。频率调制连续波(FMCW)雷达系统使用雷达信号，通过使信号频率斜升和斜降来调制该雷达信号的频率。这样的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来辐射啁啾的序列，并且辐射信号由位于雷达传感器的“视场”中的一个或多个对象(称为雷达目标)背向散射。雷达传感器接收并处理背向散射信号(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。也就是说，由第一雷达传感器(安装在一辆汽车中)辐射的雷达信号可以散布到第二雷达传感器(安装在另一辆汽车中)的接收天线并且损害第二雷达传感器的操作。
技术实现思路
本文描述了一种用于处理雷达数据的方法。根据一个实施例，该方法包括基于从雷达接收器接收的数字雷达信号计算范围(range)映射。范围映射包括针对多个离散频率值和多个离散时间值的频谱值，其中每个频谱值由至少第一参数表示。此外，该方法包括针对至少一个离散频率值，平滑范围映射中的至少第一参数。根据另一实施例，方法包括基于从雷达接收器接收的数字雷达信号计算范围映射。范围映射包括针对多个离散频率值和多个离散时间值的频谱值，其中每个频谱值由至少第一参数表示。方法还包括针对至少一个离散频率值，将操作应用于范围映射中的至少第一参数。此外，基于范围映射计算范围/多普勒映射，并且基于范围/多普勒映射并且使用操作的结果，来完成雷达目标检测。进一步地，本文描述了雷达设备。根据一个实施例，雷达设备包括配置成提供数字雷达信号的雷达接收器、以及处理器。在该实施例中，处理器被配置为基于数字雷达信号计算范围映射，其中范围映射包括针对多个离散频率值和多个离散时间值的频谱值；每个频谱值由至少第一参数表示。此外，处理器被配置为针对至少一个离散频率值，平滑范围映射中的至少第一参数。根据另一实施例，雷达设备包括配置成提供数字雷达信号的雷达接收器、以及处理器。在该实施例中，处理器被配置为基于数字雷达信号计算范围映射，其中范围映射包括针对多个离散频率值和多个离散时间值的频谱值；每个频谱值由至少第一参数表示。此外，处理器被配置为针对与至少一个离散频率值对应的范围映射值，将操作应用于范围映射中的至少第一参数，以基于范围映射计算范围/多普勒映射，并且以基于范围/多普勒映射并使用操作的结果来执行雷达目标检测。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。图中的部件不一定按比例；相反，重点在于说明本专利技术的原理。在附图中，同样的参考数字表示对应的部分。在附图中：图1是示出用于距离和/或速度测量的FMCW雷达系统的操作原理的草图。图2包括说明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是示出FMCW雷达设备的基本结构的框图。图4是示出模拟RF前端的一个示例的电路图，其可以包括在图3的FMCW雷达设备中。图5是示出用于雷达传感器中的数据采集的啁啾序列的时序图。图6示出了通常用于雷达传感器的范围多普勒信号处理的概念。图7示出了干扰如何散布到雷达传感器的接收器的一个示例。图8在时序图中示出了雷达传感器的发射信号和来自干扰源的干扰信号，其中这些信号的频率随时间波形至少部分地重叠。图9示出了包括雷达信号(在下变频到基带之后)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是示出雷达传感器的模拟RF前端和干扰源的模拟RF前端的一个示例的电路图。图11是示出用于抑制/减少数字雷达信号中的干扰的方法的一个示例性实现方式的流程图。图12示出了范围映射的结构。图13示出了一个示例性波形，该示例性波形示出了针对频率仓的随时间的信号功率，包括仅有噪声、噪声和雷达回波、以及噪声和干扰。图14示出了包括在图12的范围映射中的幅度的平滑。图15示出了包括在图12的范围映射中的频谱值的相位如何由于干扰而可能失真的示例。图16示出了如何可以沿着慢时间轴将滑动窗口操作应用于范围映射以用于检测干扰的存在。图17是示出使用滑动窗口统计的干扰检测的一个示例性实现方式的流程图。具体实施方式图1示出了传统的频率调制连续波(FMCW)雷达传感器1。在本示例中，分开的发射(TX)天线5和接收(RX)天线6被分别使用(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，使得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)，例如通过锯齿信号(周期性线性斜波信号)对RF信号sRF(t)进行频率调制。辐射信号sRF(t)在对象T处背向散射，对象T位于雷达设备的测量范围内的雷达信道中，并且背向散射信号yRF(t)由接收天线6接收。对象T通常被称为雷达目标。在更一般的示例中，多于一个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。使用天线阵列允许对雷达回波的入射角(通常称为到达方向(DoA))的测量。到达方向的测量对于许多应用是重要的，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，图中仅示出了一个TX天线和一个RX天线。应当理解，本文描述的概念可容易地应用于具有天线阵列的雷达传感器。图2示出了所提到的信号sRF(t)的频率调制。如图2的第一图所示，信号sRF(t)由一系列“啁啾”组成，“啁啾”即为具有增加(上啁啾)或减小(下啁啾)频率的正弦波形。在本示例中，啁啾的瞬时频率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波。图2中示出了三个相同的线性频率斜波。然而，应当注意，参数fSTART，fSTOP，TCHIRP以及个体频率斜波之间的间歇可以根据雷达设备1的实际实现方式而变化。在实践中，频率变化可以是例如线性的(线性啁啾、频率斜波)、指数的(指数啁啾)或双曲线的(双曲线啁啾)。图3是示出雷达传感器1的示例性结构的框图。因此，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可以集成在半导体芯片中，该半导体芯片通常称为单片微波集成电路(MMIC)。RF前端10可以包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，包括：基于从雷达接收器接收的数字雷达信号计算范围映射；所述范围映射包括针对多个离散频率值和多个离散时间值的频谱值，其中每个频谱值由至少第一参数表示；以及针对至少一个离散频率值，平滑所述范围映射中的至少所述第一参数。

【技术特征摘要】
2017.10.13 DE 102017123892.1;2018.09.24 DE 10201811.一种方法，包括：基于从雷达接收器接收的数字雷达信号计算范围映射；所述范围映射包括针对多个离散频率值和多个离散时间值的频谱值，其中每个频谱值由至少第一参数表示；以及针对至少一个离散频率值，平滑所述范围映射中的至少所述第一参数。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一参数是相应频谱值的幅度；其中所述范围映射中的所述幅度表示时间离散序列，其中每个时间离散序列与相应的离散频率相关联；以及其中平滑所述范围映射中的所述幅度包括：针对至少一个离散频率，将平滑操作应用于相应的时间离散序列。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中平滑所述范围映射中的所述第一参数包括：平滑所述范围映射中的所述幅度，并且保持所述频谱值的相位不变。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中平滑所述范围映射中的所述第一参数包括：应用非线性无阈值平滑操作。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述非线性平滑操作包括：针对每个离散频率，对所述范围映射中的所述第一参数进行非线性滤波。6.根据权利要求4所述的方法，其中所述非线性平滑操作包括以下中的至少一个：最小值操作、平均、滑动窗口操作、移动平均滤波器、中值滤波器、移动最小值操作。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，还包括：产生包括啁啾序列的RF振荡器信号，并且经由发射天线发射所述RF振荡器信号；经由接收天线接收RF雷达信号；基于所述RF雷达信号，提供所述数字雷达信号。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述数字雷达信号至少包括N个样本的M个连续段，所述M个段中的每个段具有在所述啁啾序列中的对应啁啾，并且所述M个段中的每个段与所述多个离散时间值中的一个离散时间值相关联；以及其中计算所述范围映射包括：将离散傅里叶变换应用于所述M个连续段中的每个段，从而得到针对所述M个段中的每个段的N个频谱值。9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，还包括：在平滑所述范围映射中的所述第一参数之后，基于所述范围映射计算范围/多普勒映射；以及基于所述范围/多普勒映射中包括的数据，检测雷达目标。10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中平滑所述第一参数包括：针对所述至少一个离散频率值，修改多个第一参数，以及其中如果所述第一参数中的一个特定的第一参数被修改，则修改的所述参数取决于与所述至少一个离散频率值相关联的一个或多个第一参数。11.一种方法，包括：基于从雷达接收器接收的数字雷达信号计算范围映射；所述范围映射包括针对多个离散频率值...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·梅尔泽，M·霍曼，P·梅斯纳，A·欧内克，R·施图尔贝格尔，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