使用混合收发器进行的接近度检测制造技术

公开了一种使用混合收发器进行接近度检测的设备。在示例方面，该设备包括耦联到第一天线和第二天线的混合收发器。混合收发器被配置成在数字域中生成数字基带雷达信号。混合收发器还被配置成经由第一天线发射从数字基带雷达信号导出的射频发射信号。经由第二天线，混合收发器被配置成接收射频接收信号，该射频接收信号包括射频发射信号的被对象反射的部分。在模拟域中，混合收发器被配置成生成包括拍频的模拟接收信号，拍频指示射频发射信号与射频接收信号之间的频率偏移。模拟接收信号是从射频接收信号中导出的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用混合收发器进行的接近度检测优先权本专利申请要求2018年3月28日提交的名为“使用混合收发器进行的接近度检测”的第15/939,038号非临时申请的优先权，该申请被转让给本申请的受让人并且在此通过引用被明确地并入本文。
本公开大体上涉及无线收发器，并且更明确地说，涉及能够在数字域中执行某些操作且在模拟域中执行其它操作的混合收发器。
技术介绍
蜂窝和其它无线网络可以利用高频和小波长来提供高数据速率。尤其，具有第五代(5G)能力的装置使用处于或接近极高频(EHF)频谱的频率与处于或接近毫米波长的波长通信。尽管较高频率的信号提供了较大的带宽来有效地传送大量数据，但是这些信号遭受较高的路径损耗(例如，路径衰减)。为了补偿较高的路径损耗，可以增加发射功率电平，或者波束形成可以将能量集中在特定方向上。因此，美国联邦通信委员会(FCC)已经确定了最大允许暴露(MPE)限制。为了满足目标准则，装置负责将性能与传输功率和其它约束进行平衡。实现这种平衡行为是很有挑战性的，尤其是对于具有成本、尺寸和其它考虑的装置而言。
技术实现思路
公开了一种使用混合收发器实现接近度检测的设备。混合收发器在数字域中生成雷达信号，并且在模拟域中执行反射雷达信号与发射雷达信号的差拍操作。这种数模混合架构使得能够针对目标频率范围实现指定的线性度和相位噪声性能。通过在模拟域中对信号进行差拍，反射雷达信号和发射雷达信号自然同步，并且可以避免与在数字域中执行差拍操作相关联的量化误差。通过使用选择电路，混合收发器内的一些组件可以用于接近度检测和无线通信。响应于接近度检测，可以调节用于无线通信的发射参数，以使混合收发器能够满足政府或无线行业发布的准则。在一个示例方面，公开了一种设备。该设备包括第一天线、第二天线和混合收发器。混合收发器耦联到第一天线和第二天线。混合收发器被配置成在数字域中生成数字基带雷达信号。混合收发器还被配置成经由第一天线发射从数字基带雷达信号导出的射频发射信号。经由第二天线，混合收发器被配置成接收射频接收信号。该射频接收信号包括射频发射信号的被对象反射的部分。在模拟域中，混合收发器被配置成生成包括拍频的模拟接收信号。模拟接收信号是从射频接收信号中导出的。拍频表示射频发射信号和射频接收信号之间的频率偏移。在一个示例方面，公开了一种设备。该设备包括用于生成数字基带雷达信号的数字雷达装置。该设备还包括用于经由第一天线发射射频发射信号的发射装置。射频发射信号是从数字基带雷达信号导出的。该设备附加地包括用于经由第二天线接收射频接收信号的接收装置。该射频接收信号包括射频发射信号的被对象反射的部分。该设备还包括用于生成包括拍频的模拟接收信号的下变频装置。模拟接收信号是从射频接收信号中导出的。拍频表示射频发射信号和射频接收信号之间的频率偏移。在一个示例方面，公开了一种用于操作混合收发器以进行接近度检测的方法。该方法包括生成数字基带雷达信号并且经由第一天线发射射频发射信号。射频发射信号是从数字基带雷达信号导出的。该方法还包括经由第二天线接收射频接收信号。该射频接收信号包括射频发射信号的被对象反射的部分。该方法还包括生成包括拍频的模拟接收信号。模拟接收信号是从射频接收信号中导出的。拍频表示射频发射信号和射频接收信号之间的频率偏移。在一个示例方面，公开了一种设备。该设备包括本地振荡器、上变频混频器、下变频混频器和多路复用器。所述多路复用器包括耦联到上变频混频器的第一输入节点、耦联到本地振荡器的第二输入节点、以及耦联到下变频混频器的输出节点。附图说明图1示出使用混合收发器进行接近度检测的示例计算装置。图2示出使用混合收发器进行接近度检测的示例操作环境。图3示出用于接近度检测的混合收发器的示例实施方案。图4示出使用混合收发器进行接近度检测的数字前端电路的示例部分。图5示出使用混合收发器进行接近度检测的示例中频电路。图6示出使用混合收发器进行接近度检测的数字前端电路和处理器的示例部分。图7示出使用混合收发器进行接近度检测的示例序列流程图。图8示出使用混合收发器进行接近度检测的示例过程的流程图。具体实施方式电子装置可以使用高发射功率来补偿与毫米波(mmW)信号相关联的路径损耗。这些电子装置中的许多电子装置可以由用户物理地操作。这种物理接近度为辐射提供了超过给定准则的机会，例如由美国联邦通信委员会(FCC)确定的最大允许暴露(MPE)限制。由于这些问题，使得装置能够检测用户的接近度是有利的。一些接近度检测技术可以使用专用传感器来检测用户，诸如相机或红外传感器。然而，这些传感器可能是庞大且昂贵的。此外，单个电子装置可以包括位于不同表面(例如，顶部、底部或相对侧)上的多个天线。为了考虑这些天线中的每个天线，可能需要在这些天线中的每个附近安装多个相机或传感器，这进一步增加了电子装置的成本和尺寸。其它接近度检测技术利用雷达传感器，雷达传感器可以包括压控振荡器(VCO)。压控振荡器可以生成具有根据输入电压而变化的频率的模拟信号。通过扫描频率，压控振荡器可以产生线性频率调制的啁啾波形，啁啾波形可以用于接近度检测。然而，压控振荡器的性能可能受到可用功率和压控振荡器线性工作的频率的限制。尤其是，设计能够在宽频率范围上实现目标线性度性能的压控振荡器变得越来越具有挑战性。为了实现用于近距离基于雷达的应用的更精细的距离分辨率(例如，厘米的量级)，可以利用更大的带宽(例如，千兆赫兹的量级)。更精细的距离分辨率提高了距离精度和区分在距离上分离的多个对象的能力。然而，一些压控振荡器可能不能支持指定的带宽，或者可能不能实施这样的压控振荡器来实现目标距离分辨率。此外，压控振荡器也会是雷达信号中的相位噪声的原因之一。相位噪声表示相位中的随机波动，随机波动可以提高总噪声基底。高水平的相位噪声会降低电子装置的灵敏度或动态范围。这使得检测较弱的信号或在较远距离处始发的信号更具挑战性。相比之下，本文描述的用于接近度检测的技术利用混合收发器。混合收发器在数字域中生成雷达信号，这使得能够在目标频率范围上实现指定的线性度和相位噪声性能。尽管雷达信号是在数字域中生成的，但是混合收发器在模拟域中执行反射雷达信号与发射雷达信号的差拍操作。通常，差拍操作是外差操作，外差操作混合频率相对相似的两个信号以产生较低频率处的另一个信号。该另一个信号的较低频率对应于所述两个信号之间的频率差。通过在模拟域中对信号进行差拍，反射雷达信号和发射雷达信号自然同步。此外，可以避免与在数字域中执行差拍操作相关联的量化误差。在一些实施方案中，混合收发器可以用于实现用于基于雷达的独立应用的单基地雷达传感器。例如，混合收发器可以被实现为汽车保险杠传感器以辅助停车或自动驾驶。作为另一个示例，混合收发器可以安装在无人机上以提供碰撞避免。在其它实施方案中，混合收发器可以选择性地执行接近度检测或无线通信。通过使用选择电路，混合收发器内的一些组件可以用于接近度检测和无线通信。这可以降低本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种设备，包括：/n第一天线和第二天线；和/n混合收发器，所述混合收发器耦联到所述第一天线和所述第二天线，所述混合收发器被配置成：/n在数字域中生成数字基带雷达信号；/n经由所述第一天线发射从所述数字基带雷达信号导出的射频发射信号；/n经由所述第二天线接收射频接收信号，所述射频接收信号包括所述射频发射信号的被对象反射的部分；并且/n在模拟域中生成包括拍频的模拟接收信号，所述模拟接收信号是从所述射频接收信号导出的，所述拍频指示所述射频发射信号与所述射频接收信号之间的频率偏移。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180328 US 15/939,0381.一种设备，包括：
第一天线和第二天线；和
混合收发器，所述混合收发器耦联到所述第一天线和所述第二天线，所述混合收发器被配置成：
在数字域中生成数字基带雷达信号；
经由所述第一天线发射从所述数字基带雷达信号导出的射频发射信号；
经由所述第二天线接收射频接收信号，所述射频接收信号包括所述射频发射信号的被对象反射的部分；并且
在模拟域中生成包括拍频的模拟接收信号，所述模拟接收信号是从所述射频接收信号导出的，所述拍频指示所述射频发射信号与所述射频接收信号之间的频率偏移。


2.根据权利要求1所述的设备，其中所述混合收发器被配置成基于所述拍频来调节发射参数，所述发射参数根据到所述对象的距离而变化。


3.根据权利要求2所述的设备，其中所述发射参数包括以下中的至少一个：
功率电平；
波束转向角；
频率；
选择的天线；或者
通信协议。


4.根据权利要求3所述的设备，其中所述混合收发器被配置成使用所述发射参数来发射上行链路信号。


5.根据权利要求4所述的设备，其中：
所述上行链路信号包括第五代(5G)上行链路信号；并且
所述射频发射信号包括调频连续波雷达信号。


6.根据权利要求4所述的设备，其中所述混合收发器包括：
雷达信号发生器，被配置成生成所述数字基带雷达信号；
通信信号发生器，被配置成生成数字基带上行链路信号，所述上行链路信号是从所述数字基带上行链路信号导出的；和
数字基带选择电路系统，具有耦联到所述雷达信号发生器的第一输入节点、以及耦联到所述通信信号发生器的第二输入节点，所述数字基带选择电路系统被配置成选择所述雷达信号发生器或所述通信信号发生器。


7.根据权利要求6所述的设备，其中所述数字基带选择电路系统包括多路复用器或开关。


8.根据权利要求6所述的设备，其中：
所述混合收发器包括数模转换器，所述数模转换器被配置成基于数字基带信号生成模拟基带信号；并且
所述数字基带选择电路系统具有耦联到所述数模转换器的输出，所述数字基带选择电路系统被配置成将所述数字基带雷达信号或所述数字基带上行链路信号作为所述数字基带信号提供给所述数模转换器。


9.根据权利要求8所述的设备，其中所述混合收发器包括：
中频发射节点，耦联到所述第一天线；
中频本地振荡器，被配置成生成中频本地振荡器信号；和
第一混频器，耦联到所述中频本地振荡器，并且耦联在所述中频发射节点与所述数模转换器之间，所述第一混频器被配置成使用所述中频本地振荡器信号对所述模拟基带信号进行上变频，以在所述中频发射节点处产生中频信号，所述模拟基带信号是从所述数字基带雷达信号或所述数字基带上行链路信号导出的。


10.根据权利要求9所述的设备，其中所述混合收发器包括：
下变频参考选择电路系统，所述下变频参考选择电路系统包括耦联到所述中频发射节点的第一输入节点、以及耦联到所述中频本地振荡器的第二输入节点，所述下变频参考选择电路系统被配置成选择所述中频发射节点或所述中频本地振荡器。


11.根据权利要求10所述的设备，其中：
所述混合收发器被配置成接收下行链路信号；
所述下变频参考选择电路系统被配置成提供所述中频信号或所述中频本地振荡器信号；并且
所述混合收发器包括：
第二混频器，所述第二混频器耦联到所述第二天线和所述下变频参考选择电路系统，所述第二混频器被配置成使用所述中频信号来生成所述模拟接收信号，或使用所述中频本地振荡器信号来生成从所述下行链路信号导出的另一个模拟接收信号。


12.根据权利要求1所述的设备，还包括天线阵列，所述天线阵列包括第一天线元件和第二天线元件，其中：
所述第一天线包括所述第一天线元件；
所述第二天线包括所述第二天线元件；并且
所述混合收发器被配置成在经由所述第一天线元件发射所述射频发射信号的时间的一部分期间，经由所述第二天线元件接收所述射频接收信号。


13.根据权利要求1所述的设备，其中所述数字基带雷达信号的带宽是至少一千兆赫兹。


14.一种设备，包括：
数字雷达装置，用于生成数字基带雷达信号；
发射装置，用于经由第一天线发射射频发射信号，所述射频发射信号是从所述数字基带雷达信号导出的；
接收装置，用于经由第二天线接收射频接收信号，所述射频接收信号包括所述射频发射信号的被对象反射的部分；和
下变频装置，用于生成包括拍频的模拟接收信号，所述模拟接收信号是从所述射频接收信号导出的，所述拍频指示所述射频发射信号与所述射频接收信号之间的频率偏移。


15.根据权利要求14所述的设备，进一步包括：
调节装置，用...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·里米尼，U·费南多，S·麦迪扎德·塔利伊，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US