自补偿雷达系统技术方案

本申请公开了自补偿雷达系统。一种用于自校准雷达系统(100)的方法包括形成校准环回信号路径(120)。该校准环回信号路径(120)被配置用于确定雷达系统(100)的射频(RF)信号路径(124)、本地振荡器(LO)信号路径和中频(IF)信号路径中的每个的通带响应。该方法还包括将校准信号组(137)发送到RF信号路径(124)和LO信号路径(126)中以及在雷达系统(100)的接收器(102)中测量来自IF信号路径(128)的输出信号(129)。该方法还包括根据测量的输出信号(129)来确定RF信号路径(124)、LO信号路径(126)和IF信号路径(128)中的每个的通带响应并使用每个信号路径的通带响应来补偿信号路径中的失真和/或非线性。

Self compensating radar system

The application discloses a self compensating radar system. A method for self calibrating a radar system (100) includes forming a calibration loopback signal path (120). The calibration loopback signal path (120) is configured to determine the passband response of each of the radio frequency (RF) signal path (124), the local oscillator (LO) signal path, and the intermediate frequency (if) signal path of the radar system (100). The method also includes sending the calibration signal set (137) to the RF signal path (124) and LO signal path (126) and measuring the output signal (129) from the IF signal path (128) in the receiver (102) of the radar system (100). The method also includes determining each passband response in the RF signal path (124), the LO signal path (126), and the IF signal path (128) based on the measured output signal (129) and using the passband response of each signal path to compensate for distortion and / or non linearity in the signal path.

【技术实现步骤摘要】
自补偿雷达系统
本公开涉及雷达和雷达系统，并且更具体地涉及自补偿雷达系统或自动再生雷达系统。
技术介绍
用于校准雷达系统的现有技术包括外部校准技术或内部校准技术。这些技术中的每种都具有显著的缺点。外部校准方法需要外部测试和支持设备。该设备需要被运输到雷达站点，由于设备极其敏感，这种运输既昂贵又困难，或者雷达需要被运输到实验室环境中，这可能不切实际并且需要雷达在很长时间段内不能运行。在任何一种情况下，在雷达系统的操作周期期间都不能进行校准，并且在校准之间的时间段期间雷达的数据可能降低。
技术实现思路
根据一个实施例，一种用于自校准雷达系统的方法包括形成校准环回信号路径。校准环回信号路径被配置用于确定雷达系统的射频(RF)信号路径、本地振荡器(LO)信号路径和中频(IF)信号路径中的每个的通带响应。该方法还包括将校准信号组发送到RF信号路径和LO信号路径中。该方法附加地包括响应于发送到RF信号路径和LO信号路径中的信号，在雷达系统的接收器中测量来自IF信号路径的输出信号。该方法附加地包括根据测量的输出信号来确定RF信号路径、LO信号路径和IF信号路径中的每个的通带响应。该方法还包括使用每个信号路径的通带响应来补偿RF信号路径、LO信号路径和IF信号路径中的失真和/或非线性。根据另一个实施例，一种用于自校准雷达系统的方法，该方法包括通过校准环回信号路径将耦合的发送/本地振荡器(TX/LO)波形发生器耦合到自补偿结构。校准环回信号路径被配置用于确定射频(RF)信号路径、本地振荡器(LO)信号路径和中频(IF)信号路径中的每个的通带响应，其中耦合的TX/LO波形发生器和自补偿结构是雷达系统的激励器/接收器的部件。该方法还包括通过耦合的TX/LO波形发生器将第一校准信号组发送到RF信号路径和LO信号路径中，并且响应于该第一校准信号组，通过自补偿结构测量来自IF信号路径的输出信号。该方法附加地包括通过耦合的TX/LO波形发生器将第二校准信号组发送到RF信号路径和LO信号路径中，并且响应于该第二校准信号组，通过自补偿结构测量来自IF信号路径的输出信号。该方法附加地包括通过自补偿结构根据测量的输出信号来确定RF信号路径、LO信号路径和IF信号路径中的每个的通带响应。该方法还包括使用每个信号路径的通带响应，通过自补偿结构补偿RF信号路径、LO信号路径和IF信号路径中的失真和/或非线性。根据另一个实施例，雷达系统包括发送组件和接收组件。雷达系统还包括校准环回信号路径，其响应于开关装置被操作以将发送组件耦合到接收组件而形成。校准环回信号路径被配置用于确定雷达系统的射频(RF)信号路径、本地振荡器(LO)信号路径和中频(IF)信号路径中的每个的通带响应。雷达系统还包括耦合的发送/本地振荡器(TX/LO)波形发生器，其被配置用于将校准信号组发送到RF信号路径和LO信号路径中。雷达系统还包括自补偿结构，该自补偿结构被配置为执行以下功能组，该功能组包括：响应于校准信号测量来自IF信号路径的输出信号；根据测量的输出信号确定RF信号路径、LO信号路径和IF信号路径中的每个的通带响应；以及使用每个信号路径的通带响应来补偿RF信号路径、LO信号路径和IF信号路径中的失真和/或非线性。根据一个实施例和任何前述实施例，形成校准环回信号路径包括开关装置经操作以将雷达系统的发送组件电气地连接到雷达系统的接收组件。根据一个实施例和任何前述实施例，将校准信号组发送到RF信号路径和LO信号路径中包括通过耦合的TX/LO波形发生器将RF校准信号组发送到RF信号路径中并通过耦合的TX/LO波形发生器将LO校准信号发送到LO信号路径中。根据一个实施例和任何前述实施例，该校准信号组每个包括线性调频(LFM)脉冲波形。根据一个实施例和任何前述实施例，仅使用作为雷达系统的部件的装置在雷达系统的激励器/接收器中执行补偿失真和/或非线性。根据一个实施例和任何前述实施例，确定RF信号路径、LO信号路径和IF信号路径中的每个的通带响应包括确定由对应于信号路径中的每个的传递函数产生的振幅和相位响应。根据一个实施例和任何前述实施例，确定RF信号路径、LO信号路径和IF信号路径中的每个的通带响应包括对测量的输出信号执行逐点分析或最小二乘法分析中的一个。根据一个实施例和任何前述实施例，确定RF信号路径、LO信号路径和IF信号路径中的每个的通带响应包括分别通过RF信号路径和LO信号路径在预定的频率范围内对测量的输出信号执行最小二乘法分析。根据一个实施例和任何前述实施例，补偿信号路径中的每个中的失真和/或非线性包括生成补偿滤波器，该补偿滤波器补偿由信号路径中的每个的硬件部件引起的失真和/或非线性。根据一个实施例和任何前述实施例，补偿信号路径中的每个中的失真和/或非线性包括使用每个信号路径的通带响应来确定滤波器参数或特性。根据一个实施例和任何前述实施例，其中该方法或功能组还包括在处理经滤波的雷达信号之前调整或设置补偿滤波器中的参数并且通过补偿滤波器对由雷达系统接收的雷达信号进行滤波。根据一个实施例和任何前述实施例，激励器/接收器包括耦合的TX/LO波形发生器和自补偿结构。根据一个实施例和任何前述实施例，自补偿结构包括补偿滤波器，该补偿滤波器被配置用于使用每个信号路径的通带响应来补偿RF信号路径、LO信号路径和IF信号路径中的失真和/或非线性。已经讨论的特征、功能和优点可以在各种实施例中独立地实现，或者可以在其他实施例中组合实现，其进一步的细节可以参考以下描述和附图看出。附图说明图1是根据本公开的一个实施例的自补偿雷达系统的示例的示意框图。图2是根据本公开的一个实施例的用于雷达系统的自补偿或自动再生的方法的示例的流程图。图3是根据本公开的另一个实施例的图1中的示例性雷达系统的射频(RF)信号路径、本地振荡器(LO)信号路径和中频(IF)信号路径被表示为传递函数的框图。图4是根据本公开的一个实施例的线性调频(LFM)脉冲波形的图示说明。图5是根据本公开的一个实施例的将校准信号组发送到RF信号路径和LO信号路径中用于确定或表征每个信号路径的通带响应的图示说明。图6A和图6B是根据本公开的一个实施例的使用逐点分析来表征或确定RF信号路径、LO信号路径和IF信号路径中的每个的通带响应用于自补偿雷达系统的方法的示例的流程图。图7说明了根据本公开的一个实施例，当RF校准信号与LO校准信号混合时RF校准信号如何变换，以及在混合之前和之后的测量点的位置。图8A和图8B是根据本公开的一个实施例的通过RF信号路径和LO信号路径跨越不同频率校准信号使用最小二乘法来表征或确定RF信号路径、LO信号路径和IF信号路径中的每个的通带响应用于自补偿雷达系统的方法的示例的流程图。具体实施方式以下对实施例的详细描述参考了附图，附图说明了本公开的特定实施例。具有不同结构和操作的其他实施例不脱离本公开的范围。相同的附图标记可以指代不同本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于自校准雷达系统(100)的方法，其包括：/n形成校准环回信号路径(120)，所述校准环回信号路径(120)被配置用于确定所述雷达系统(100)的射频信号路径即RF信号路径(124)、本地振荡器信号路径即LO信号路径(126)和中频信号路径即IF信号路径(128)中的每个的通带响应；/n将校准信号组(137)发送到所述RF信号路径(124)和所述LO信号路径(126)中；/n响应于发送到所述RF信号路径(124)和所述LO信号路径(126)中的信号，在所述雷达系统(100)的接收器(102)中测量来自所述IF信号路径(128)的输出信号(129)；/n根据测量的输出信号(129)来确定所述RF信号路径(124)、所述LO信号路径(126)和所述IF信号路径(128)中的每个的所述通带响应；以及/n使用每个信号路径的所述通带响应来补偿所述RF信号路径(124)、所述LO信号路径(126)和所述IF信号路径(128)中的失真和/或非线性。/n

【技术特征摘要】
20180529 US 15/991,6591.一种用于自校准雷达系统(100)的方法，其包括：
形成校准环回信号路径(120)，所述校准环回信号路径(120)被配置用于确定所述雷达系统(100)的射频信号路径即RF信号路径(124)、本地振荡器信号路径即LO信号路径(126)和中频信号路径即IF信号路径(128)中的每个的通带响应；
将校准信号组(137)发送到所述RF信号路径(124)和所述LO信号路径(126)中；
响应于发送到所述RF信号路径(124)和所述LO信号路径(126)中的信号，在所述雷达系统(100)的接收器(102)中测量来自所述IF信号路径(128)的输出信号(129)；
根据测量的输出信号(129)来确定所述RF信号路径(124)、所述LO信号路径(126)和所述IF信号路径(128)中的每个的所述通带响应；以及
使用每个信号路径的所述通带响应来补偿所述RF信号路径(124)、所述LO信号路径(126)和所述IF信号路径(128)中的失真和/或非线性。


2.根据权利要求1所述的方法，其中形成所述校准环回信号路径(120)包括开关装置(122)经操作以将所述雷达系统(100)的发送组件(108)电气地连接到所述雷达系统(100)的接收组件(110)。


3.根据权利要求1所述的方法，其中将所述校准信号组(137)发送到所述RF信号路径(124)和所述LO信号路径(126)中包括：
通过耦合的发送/本地振荡器波形发生器即耦合的TX/LO波形发生器(104)将RF校准信号组(137a)发送到所述RF信号路径(124)中；以及
通过所述耦合的TX/LO波形发生器(104)将LO校准信号(137b)发送到所述LO信号路径(126)中。


4.根据权利要求3所述的方法，其中所述校准信号(137)每个包括线性调频脉冲波形即LFM脉冲波形(400)。


5.根据权利要求1所述的方法，其中，仅使用作为所述雷达系统(100)的部件的装置，在所述雷达系统(100)的激励器/接收器(102)中执行补偿失真和/或非线性。


6.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述RF信号路径(124)、所述LO信号路径(126)和所述IF信号路径(128)中的每个的所述通带响应包括确定由对应于所述信号路径中的每个的传递函数产生的振幅和相位响应。


7.根据权利要求6所述的方法，其中确定所述RF信号路径(124)、所述LO信号路径(126)和所述IF信号路径(128)中的每个的所述通带响应包括对所述测量的输出信号(129)执行逐点分析。


8.根据权利要求6所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·D·卡迪尔，J·D·富兰克林，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国;US