使用PMCW雷达的雷达目标仿真和多距离仿真制造技术

本发明专利技术涉及一种测试车辆雷达的方法，包括获取雷达DUT中的发射器的二进制相位码，获取发射器的期望视场和期望角分辨率，以确定仿真雷达目标的目标角；针对目标角中的每个目标角下的发射阵列的二进制相位状态来计算雷达信号的远场相位，以确定所得相位符号流；针对雷达DUT与仿真雷达目标之间的每个仿真延迟、以及雷达DUT和每个仿真器接收器之间的每个设置延迟，计算过量往返时间延迟；将所得相位符号流时移过量往返时间延迟；从所得相位符号流中减去经时移的所得相位符号流，以获得差相位符号流；通过差相位符号流来调制由雷达DUT发射的雷达信号；以及响应于经调制的雷达信号仿真目标角下的回波信号。

【技术实现步骤摘要】
使用PMCW雷达的雷达目标仿真和多距离仿真
技术介绍
毫米波(mmWave)汽车雷达是用于高级驾驶辅助系统(ADAS)和计划自主驾驶系统的关键技术。毫米波是由在30千兆赫(GHz)与300GHz之间的频谱中的频率下的振荡产生的。例如，毫米波汽车雷达用于ADAS中，以警告前方碰撞和后方碰撞，从而实现自适应巡航控制和自主泊车并且最终在街道和公路上进行自主驾驶。毫米波汽车雷达相比于其他传感器系统的优点在于，毫米波汽车雷达可以在大多数类型的天气下工作并且在光线下和黑暗中均可以工作。毫米波汽车雷达的自适应性降低了成本，其程度使得现在毫米波汽车雷达可以大量部署。因此，毫米波汽车雷达现在广泛用于ADAS中的长程、中程和短程环境感测。另外，有可能将毫米波汽车雷达系统广泛用于目前正在开发的自主驾驶系统。常规的汽车毫米波雷达系统通常具有多个射频(RF)发射器和多个RF接收器，其中RF发射器可以用于改善雷达的空间分辨率或实现发射器波束扫描。汽车雷达可以被部署在的实际驾驶环境可能有很大不同，并且许多这样的驾驶环境可能较为复杂。例如，实际驾驶环境可能含有许多物体，并且实际驾驶环境中遇到的一些物体具有影响回波信号的复杂反射、衍射和多次反射特性。未正确地感测和/或解读回波信号的直接后果可能是触发错误的警告或不适当的反应、或者没有触发应当触发的警告或反应，这进而可能导致碰撞。近年来，在实际驾驶环境中测试自主车辆的开发者已经报告了一系列事故，表明了对汽车雷达和车载驱动控制器进行全面测试的重要性。道路测试可能存在问题，并且也非常昂贵。全世界仅有几个地方允许所谓的无驾驶员道路测试，尽管它在已被准许的地方存在争议。几乎所有此类场所都需要一个人坐在驾驶员座椅中，以防自主车辆的人工智能(AI)系统出现严重错误。此外，许多早期数据令人存疑，因为(安全)驾驶员出于本能或无聊而经常会在关键性能时期的某个时候主动操纵方向盘。现在，通常有乘客与驾驶员一起在汽车中，以帮助监视驾驶员的动作并记录其他观察结果。为了避免此类事故，可以在各种驾驶场景下测试汽车雷达。用于汽车雷达的测试环境可以包括在驾驶场景下对从多个物体或目标到车辆上的不同雷达传感器或雷达被测设备(DUT)的回波信号(多目标回波信号)进行仿真的场景仿真器。这使得能够在不需要安全驾驶员或地方政府准许的情况下模拟各种各样的驾驶场景。虽然很好地建立了单目标仿真，但是多目标仿真仍处于其初期。现今的大多数演示器显示多达三个隅角棱镜天线来回滑动，每个天线连接至昂贵的任意波形发生器(AWG)。由于设备成本以及代表驾驶场景的动态变化的到达角(AoA)迅速导致操作隅角棱镜而没有相互阻塞甚至天线间碰撞的问题，这无法扩展到更多目标。目前，频率调制连续波(FMCW)雷达构成汽车雷达市场的几乎百分之100。然而，预期相位调制连续波(PMCW)将是在抗干扰度和更精细的距离分辨率方面具有感知优势的下一(第三)代汽车雷达技术。具体地，抗干扰度是由码正交性引起的，类似于在相位调制码分多址(CDMA)技术中所发生的那样。附图说明当与附图一起阅读时，从以下详细描述中最好地理解示例实施方案。要强调的是，各种特征不一定按比例绘制。实际上，为了使讨论清楚起见可以任意增大或减小尺寸。在适用和实际的情况下，相同的附图标记指代相同的元件。图1A是示出根据代表性实施方案的用于测试车辆雷达的系统的简化框图。图1B是示出根据代表性实施方案的图1A中的用于测试车辆雷达的系统中的调制反射设备(MRD)的简化框图。图1C是示出根据代表性实施方案的图1A中的用于测试车辆雷达的系统中的调制反射设备(MRD)的简化框图。图2A是示出根据代表性实施方案的用于仿真PMCW雷达信号的目标距离的一般方法的简化流程图。图2B是示出用于为被测设备(DUT)的多个雷达发射器中的每个雷达发射器采集PMCW雷达信号的正交二进制相位码(相位码)的装置的简化框图。图3示出了根据代表性实施方案的在校正相位差之后对来自仿真目标的反射仿真雷达信号的确定。图4是示出根据代表性实施方案的关于延迟的仿真器相关结果的曲线图，所述延迟是相对于仿真目标的方位角的函数。图5是示出根据代表性实施方案的PMCW信号的相位符号流的曲线图，所述PMCW信号具有被细分为对应于不同距离处的仿真目标的两个子流的脉冲。图6A是示出根据代表性实施方案的包括直接数字合成(DDS)的MRD的简化框图。图6B是示出根据代表性实施方案的经受DDS处理的雷达信号的说明性频音(tone)快照的图表。具体实施方式在以下详细描述中，出于解释而非限制的目的，阐明了公开具体细节的代表性实施方案，以便提供对根据本教导的实施方案的全面理解。可以省略对已知系统、设备、材料、操作方法和制造方法的描述，以避免模糊对代表性实施方案的描述。尽管如此，在本领域普通技术人员的知识范围内的系统、设备、材料和方法也在本教导的范围内，并且可以根据代表性实施方案使用。应理解的是，本文所使用的术语仅用于描述特定实施方案而并不旨在是限制性的。所定义的术语附加于在本教导的
中通常理解和接受的所定义术语的技术和科学含义之上。将理解的是，虽然术语第一、第二、第三等在本文中可以用于描述各种元件或部件，但是这些元件或部件不应被这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件或部件与另一元件或部件区分开。因此，在不背离本公开文本的教导的情况下，下面讨论的第一元件或部件可以被称为第二元件或部件。本文所使用的术语仅用于描述特定实施方案而不旨在是限制性的。如在本说明书和所附权利要求书中所使用的，术语的单数形式“一个/种(a、an)”和“该”旨在包括单数和复数形式，除非上下文另有明确规定。另外，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”和/或类似术语明确所述特征、元件和/或部件的存在，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、元件、部件和/或其群组。如本文所使用的，术语“和/或”包括一或多个关联列出的项的任何和所有的组合。除非另外指出，否则当元件或部件据称“连接到”、“耦合到”或“邻近”另一元件或部件时，将理解的是，元件或部件可以直接连接或耦合到另一元件或部件，或者可以存在中介元件或部件。也就是说，这些和类似的术语涵盖了可以采用一个或多个中间元件或部件来连接两个元件或部件的情况。然而，当元件或部件据称“直接连接”到另一元件或部件时，这仅涵盖这两个元件或部件彼此连接而无任何中间或中介元件或部件的情况。因此本公开本文通过其各个方面、实施方案和/或具体特征或子部件中的一者或多者旨在表明如下具体指出的一个或多个优点。出于解释而非限制的目的，阐述了公开具体细节的示例实施方案，以便提供对根据本教导的实施方案的透彻理解。然而，与本公开文本一致的、背离本文所公开的具体细节的其他实施方案仍在所附权利要求书的范围内。此外，可以省略对众所周知的装置和方法的描述，以免模糊对示例实施方案的描述。此类方法及装置在本公开文本的范围内。根据各个实施方案，目标仿真系统能够仿真响应于雷达DUT的多个发射器上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种响应于由雷达被测设备(DUT)中的包括多个发射器的发射阵列发射的雷达信号来仿真从仿真雷达目标反射的回波信号的方法，所述方法包括：/n获取所述雷达DUT(102)中的所述多个发射器的期望视场(FOV)和期望角分辨率，以确定所述仿真雷达目标的目标角(S212)；/n针对所述目标角中的每个目标角下的所述发射阵列的二进制相位状态来计算雷达信号的远场相位，以确定所得相位符号流(S213)；/n针对所述雷达DUT与所述仿真雷达目标中的每个仿真雷达目标之间的每个仿真延迟、以及所述雷达DUT和每个仿真器接收器之间的物理距离与所述雷达DUT之间的每个设置延迟，计算过量往返时间延迟(S215)；/n将所述所得相位符号流时移所述过量往返时间延迟(S216)；/n从所述所得相位符号流中减去经时移的所得相位符号流，以获得差相位符号流(S217)；/n通过针对所述目标角中的每个目标角的差相位符号流来调制由所述雷达DUT发射的雷达信号(S219)；并且/n响应于经调制的雷达信号仿真所述目标角下的所述回波信号(S220)。/n

【技术特征摘要】
20191008 US 62/912,4421.一种响应于由雷达被测设备(DUT)中的包括多个发射器的发射阵列发射的雷达信号来仿真从仿真雷达目标反射的回波信号的方法，所述方法包括：
获取所述雷达DUT(102)中的所述多个发射器的期望视场(FOV)和期望角分辨率，以确定所述仿真雷达目标的目标角(S212)；
针对所述目标角中的每个目标角下的所述发射阵列的二进制相位状态来计算雷达信号的远场相位，以确定所得相位符号流(S213)；
针对所述雷达DUT与所述仿真雷达目标中的每个仿真雷达目标之间的每个仿真延迟、以及所述雷达DUT和每个仿真器接收器之间的物理距离与所述雷达DUT之间的每个设置延迟，计算过量往返时间延迟(S215)；
将所述所得相位符号流时移所述过量往返时间延迟(S216)；
从所述所得相位符号流中减去经时移的所得相位符号流，以获得差相位符号流(S217)；
通过针对所述目标角中的每个目标角的差相位符号流来调制由所述雷达DUT发射的雷达信号(S219)；并且
响应于经调制的雷达信号仿真所述目标角下的所述回波信号(S220)。


2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
近似所述差相位符号流，其中调制由所述雷达DUT发射的雷达信号包括使用近似的差相位符号流进行调制(S218)。


3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述差相位符号流由两位近似，使得所述相位差中的每个相位差由最接近的90度的倍数近似，或者所述差相位符号流由三位近似，使得所述相位差中的每个相位差由最接近的45度的倍数近似。


4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述雷达信号是相位调制连续波(PMCW)雷达信号，所述方法进一步包括：
获取所述雷达DUT中的所述多个发射器的二进制相位码，所述二进制相位码使得所述多个发射器能够区分由所述发射阵列发射的相应的雷达信号。


5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述过量往返时间延迟(t过量)是根据下式计算的：
t过量＝2(dem-dsu)/c，
其中，dem是仿真延迟，dsu是设置延迟，并且c是光速。


6.一种用于测试包括发...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·S·李，
申请(专利权)人：是德科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US