用于车辆接近速度传感器的前端传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种传感器前端，它能够根据物体相对于传感器的范围来区别物体。所述传感器包括天线，它发送传感器信号，并且如果存在物体则从其接收反射信号。脉冲振荡器提供具有第一频率和相位的脉冲第一信号。其中脉冲振荡器提供预定脉冲持续时间的并且具有预定脉冲重复频率的脉冲第一信号。脉冲振荡器向双模式混频器的第一输入端口提供脉冲第一信号，所述双模式混频器还经由第二端口耦接到天线。双模式混频器从第一输入端口向第二端口且然后向天线发送脉冲第一信号的一部分，以作为传感器信号被发送。另外，双模式混频器然后提供混合信号来作为在第三端口的输出。因此，脉冲第一信号同时提供将作为传感器信号被发送的信号和用于混频器的本地振荡器信号。如果所接收的反射信号与脉冲第一信号同时存在于双模式混频器中，则双模式混频器将仅仅提供混合信号输出。因此，仅仅当相对于物体的范围使得到物体的以及从物体的信号传播时间小于或等于脉冲第一信号的预定脉冲长度时才可以检测到物体。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
各种类型的近程传感器(proximity sensor)被用于其中要确定到物体的距离以及在某些情况下要确定物体相对于所述传感器的速度的多种应用中。可以将这些数据提供给处理系统，所述处理系统分析所接收的数据并且确定是否已经超过安全门限。如果已经超过安全门限，则处理器可以确定是否要设置警报或采取其他行动。近程传感器例如被用于多种应用中，其中可以包括夜盗警报、障碍检测和汽车。在汽车中的近程传感器可以用于确定在所述汽车附近的其他车辆或物体的相对位置和相对速度。在汽车系统中，可以使用该位置和速度数据来例如在车速控制下运行的同时调整汽车的速度、施加可用的制动能力的一部分来减慢车辆的速度或向司机提供可听或可视的警报指示。与在上述系统中使用的近程传感器或速度传感器相关联的问题之一是检测在指定范围之外的物体以及可能引起虚假警报被登记的物体。具体地说，在车辆系统中，不能基于范围来区别物体可能导致突然进行制动、在速度控制系统中的速度的调整或响应于虚假警报的车辆的其他突然加速或减速。除了需要能够基于范围来区别物体之外，在车辆中使用的传感器必须在物理上小、重量轻、高度可靠和低成本。对于这些传感器的系统要求经常在传感器的技术性能上和在物理和经济因素上非常严格。传感器越复杂，则零件数量越大，并且伴随有成本越高、质量越大、传感器的物理体积越大并且传感器的可靠性越低。因此，提供这样一种传感器系统将非常有意义，它能够将在指定范围内的物体与该范围之外的物体相区别，满足物理和经济要求，并且可靠。公开了一种传感器，它能够根据物体相对于传感器的范围来区别物体。所述传感器包括天线，它发送传感器信号，并且如果存在物体则接收从其反射的信号。脉冲振荡器提供脉冲第一信号，它具有第一频率和相位，其中所述脉冲振荡器提供预定脉冲持续时间的并且具有预定脉冲重复频率的脉冲第一信号。脉冲振荡器向双模式混频器的第一输入端口提供所述脉冲第一信号，所述双模式混频器还经由第二端口连接到天线。双模式混频器从第一输入端口向第二端口并且然后向天线发送所述脉冲第一信号的一部分以作为传感器信号被发送。另外，所述双模式混频器使用所述第一信号的一部分来与所接收的反射信号混合，并且提供混合信号来作为第三端口的输出。因此，所述脉冲的第一信号提供要作为传感器信号被发送的信号和用于混频器的本地振荡器信号。如果在所述双模式混频器中，脉冲第一信号和所接收的反射信号同时存在，则所述双模式混频器提供了混合的信号输出。因此，仅仅当相对于物体的范围使得到物体的和来自物体的信号传播时间小于或等于所述脉冲第一信号的预定脉冲长度时可以检测到物体。另外，移相器可以被串联地插在双模式混频器的第二端口和天线之间。所述移相器具有第一移相器端口，并且接收在双模式混频器的第一端口和第二端口之间传输的第一信号的一部分。所述移相器可以选择性地将从双模式混频器接收的第一信号的发送部分移相。所发送的移相的第一信号被作为输出从移相器的第二移相器端口发送到天线。所述天线接收所发送的移相的第一信号，并且将其作为传感器信号发送。在存在物体的情况下，天线接收到从其反射的反射信号。天线向移相器的第二移相器端口提供所接收的反射信号。移相器可以选择性地将所接收的反射信号移相，并且从第一移相器端口作为输出提供移相的反射信号。双模式混频器在第二端口接收移相的反射信号，其中双模式混频器被配置和安排来将移相的反射信号与由脉冲信号源提供的脉冲第一信号混合。以这种方式，信号可以被移相以便两个传感器信号和它们各自的反射信号回波彼此正交，即两个信号彼此具有相差90度。因此，可以提供同相或正交相位的信号分量以增强传感器的精度和功能。在随后的详细说明中描述了上述方法和系统的其他形式、特征和方面。通过随后结合附图的详细说明，将更全面地理解本专利技术，其中附图说明图1是用于速度测量的传感器前端的一个实施例的方框图；图2是在图1中所述的实施例中使用的各种波形的时序图；图3是用于在图1中所述的IQ信道的位置向量的图示；图4A是适合用于本专利技术的混频器的一个实施例；图4B是适合用于本专利技术的混频器的另一个实施例；图4C是适合用于本专利技术的混频器的另一个实施例；图5是适合用于本专利技术的移相器电路的示意图；图6是适合用于本专利技术的采样器模块的示意图7是用于速度测量的传感器前端的另一个实施例的方框图。公开了一种传感器前端，它能够区别在指定范围内的物体和在该指定范围外的物体并且与当前的传感器相比较具有减少数量的部件。具体地说，所述传感器前端包括脉冲信号源，它向双模式混频器提供脉冲的第一信号(pulsedfirst signal)。双模式混频器发送要从天线发送的脉冲的第一信号的一部分来作为传感器信号。双模式混频器还使用脉冲第一信号的一部分来作为本地振荡器，以便通过将脉冲的第一信号与所接收的反射信号混合而形成基带视频信号来下变频所接收的反射信号。这些下变频的信号然后被处理和提供作为传感器输出信号。因此，只有当脉冲的第一信号和反射的信号同时存在于双模式混频器中时才将检测到物体。因此，为了被检测到，物体必须具有这样的范围，它使得到物体以及从物体的总的传播时间小于由脉冲的振荡器提供的信号的脉冲宽度。图1-3描述了传感器前端的基本架构和操作，图4A、4B、4C、5和6描述了适合在图1中所述实施例之内使用的电路。图7描述了也能够利用图4A-6中所描述的电路的传感器前端的另一个实施例。转向图1，传感器前端100包括控制器102，它产生包括发送触发器103、采样保持脉冲105和相位控制脉冲107的多个控制脉冲。脉冲调制器104接收发送触发器103和向脉冲振荡器106提供具有预定脉冲宽度的选通函数“on”脉冲。脉冲振荡器106通过在“on”脉冲有效时、即在预定脉冲宽度提供第一信号而响应于“on”脉冲。在“on”脉冲有效时间期间，由脉冲振荡器提供的第一信号包括第一频率、第一幅度和第一相位。发送传感器103具有预定的脉冲重复频率。双模式混频器108耦接到脉冲振荡器106，并且在第一输入端口107接收第一信号。如下更详细所述。双模式混频器108提供在第一输入端口107和第一输入/输出端口111之间的预定数量的信号传输。因此，第一信号的一部分通过双模式混频器108并且作为在第一输入/输出端口111的输出被提供。第一输入/输出端口111可以直接耦接到天线端口113，或优选的，可以将移相器110串联地插在图1所述的第一输入/输出端口111和天线端口113之间。移相器110被配置和布置来从控制器102接收相位控制脉冲107，并且通过选择性地将从双模式混频器接收的所发送的第一信号移相来响应于相位控制脉冲107。天线112是发送和接收天线，它具有公共的孔径，用于发送作为传感器信号121的所发送的第一信号和接收从物体122反射的反射信号123。当物体122存在于天线112的波束宽度内的时候，传感器信号121的一部分从其被反射，并且该反射的信号123被天线112捕获。如果被使用的话，则移相器110被配置和布置来从控制器102接收相位控制脉冲107，并且通过选择性地将从天线112接收的反射信号123移相来响应于相位控制脉冲107。双模式混频器108从移相器110接收被移相的反射信号123，并且将所述被移相的反射信号123与由脉本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种传感器前端，用于根据范围来区别物体，所述传感器包括：天线，具有用于发送传感器信号和接收反射信号的公共孔径；第一信号模块，被配置和安排来提供具有预定持续时间的第一信号；混频器模块，连接到第一信号模块和天线，其中第一 信号的一部分被所述混频器传送到天线并且从所述天线发送，并且其中在存在物体的情况下，经由天线来从物体接收反射信号；并且混频器被配置和安排使得当所接收的反射信号和脉冲第一信号的一部分同时存在于混频器中时，脉冲第一信号和所接收的反射信号提 供混合的信号输出。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：肯尼思V帕格里亚，
申请(专利权)人：蒂科电子公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]