雷达系统技术方案

本公开涉及雷达系统。本公开涉及一种包括多个同步收发器的雷达系统。示例实施例包括一种雷达系统包括：多个雷达收发器单元，配置成根据低频时钟信号操作并生成中频信号和调制的高频信号以用于传送和接收雷达信号；微控制器单元，配置成将控制信号提供到每个收发器单元以使其操作同步，每个雷达收发器单元配置成将接收到的雷达数据和监测信号提供到微控制器单元，监测信号通过对调制的高频信号和中频信号进行分频和组合而导出，并且微控制器单元基于由每个收发器单元提供的监测信号而导出并补偿来自每个收发器单元的接收到的雷达数据之间的相位和频率差。

【技术实现步骤摘要】
雷达系统
本公开涉及一种包括多个同步收发器的雷达系统。
技术介绍
在汽车雷达应用中，如果需要多于四个传送信号和接收信号，则通常需要使多个集成电路(IC或芯片)级联并同步。为了实现同步，所有IC的数字时钟必须具有相同的频率和相位。这对于在接收器处驱动ADC(模/数转换器)的时钟尤其重要。为此目的，可使用两个信号，在40MHz到500MHz之间的范围内的一个信号用于使PLL(锁相回路)时钟同步且另一数字信号用于使调制开始和ADC采样同步。高频信号也必须在相位上相关并相干。出于此原因，一个主LO(本地振荡器)信号可分配到所有芯片以在传送器(TX)和接收器(RX)处驱动混频器。此信号可在20GHz到40GHz之间的范围内。此高频信号必须以相同传送路径长度从主信号生成器路由到所有从装置，以便维持相位对准。当收发器并置在同一PCB(印刷电路板)中时，高频LO信号必须在PCB中路由，这会增加LO信号的高损耗。这可通过增加主收发器中的LO传送器处的输出电力来补偿，而这会增加功耗和电力耗散；或者通过限制可级联的收发器的数目来补偿。在收发器未并置的应用中，例如在分布式协作系统中，可通过同轴电缆、波导或无线链路将高频LO信号分配到从收发器。然而，这些替代方案增加了雷达系统的复杂性和成本。
技术实现思路
根据本公开，提供了一种雷达系统，包括：多个雷达收发器单元，所述多个雷达收发器单元各自被配置成根据低频时钟信号操作，且被配置成生成中频信号和调制的高频信号以用于传送和接收雷达信号；以及微控制器单元，所述微控制器单元被配置成将控制信号提供到每个收发器单元以使其操作同步，其中每个雷达收发器单元被配置成将接收到的雷达数据和监测信号提供到所述微控制器单元，所述监测信号通过对所述调制的高频信号和中频信号进行分频和组合而导出，并且其中所述微控制器单元被配置成基于由每个收发器单元提供的所述监测信号而导出并补偿来自每个收发器单元的所述接收到的雷达数据之间的相位和频率差。使用可例如在40MHz到240MHz的范围内的较低频监测信号允许通过微控制器单元来计算相位差和相对频率差，所述微控制器单元可用于补偿信号处理期间的相位和频率误差。在低于雷达频率范围的频率下的监测信号可以更易于分配而无需专门的波导或基板，从而在雷达系统的设计中允许更大的灵活性。这使得并置和非并置的较大级联系统都能被构建。所述低频时钟信号可在40MHz与500MHz之间的范围内，例如，约在40MHz与60MHz之间的范围内。所述调制的高频信号可在76GHz与81GHz之间的范围内。所述雷达系统可包括四个或更多个雷达收发器单元。所述多个雷达收发器单元中的每一个可包括压控振荡器VCO，以用于生成与所述中频信号组合的所述调制的高频信号。所述监测信号可为包括所述调制的高频信号的相位和频率信息的数字信号。在一些例子中，所述多个雷达收发器单元中的每一个可包括时钟信号生成器以用于提供所述低频时钟信号。在替代例子中，时钟信号生成器可被配置成将共同低频时钟信号提供到所述多个雷达收发器单元中的每一个。所述多个雷达收发器单元中的每一个可包括VCO监测模块，所述VCO监测模块包括被配置成接收所述调制的高频信号的第一分频器、被配置成接收所述中频信号的第二分频器、被配置成混合来自所述第一和第二分频器的输出的混频器，以及被配置成根据所述混频器的输出提供数字监测信号的模/数转换器ADC。在一些例子中，所述微控制器单元可被配置成：选择所述监测信号中的一个作为参考信号；将所述参考信号与所述其它监测信号中的每一个相乘以获得多个混合信号；并且根据所述多个混合信号中的每一个的傅里叶变换(Fouriertransform)来计算所述其它监测信号中的每一个与所述参考信号之间的频率和相位差。在替代例子中，所述微控制器单元可被配置成：计算所述监测信号中的每一个的傅里叶变换；选择所述监测信号中的一个作为参考信号；在每个变换的监测信号的量值中确定最大峰值；计算所述参考信号与所述其它监测信号中的每一个之间的频率和相位差。在另外的替代例子中，所述微控制器单元可被配置成：将希尔伯特变换(Hilberttransform)应用于所述监测信号中的每一个；根据每个变换的信号计算相位并根据所述相位的导数计算频率；选择所述监测信号中的一个作为参考信号；从所述其它监测信号减去所述参考信号的所述计算出的相位和频率。所述多个雷达收发器单元可并置在共同基板上，或可位于单独基板上。一种汽车雷达系统可包括如本文中所限定和描述的雷达系统。本专利技术的这些以及其它方面将通过下文所描述的实施例显而易见，并且将参考下文所描述的实施例阐明本专利技术的这些以及其它方面。附图说明将参考附图仅借助于例子来描述实施例，在附图中：图1是示例常规汽车雷达系统的示意图；图2是具有VCO监测信号的示例汽车雷达系统的示意图；图3是图2的系统的替代版本的示意图；图4是示例收发器的一部分的示意图；图5是用于将RX数据和VCO监测数据传送到微控制器单元的示例接口的示意图；图6是示出计算VCO之间的频率和相位差的第一方法的示意性流程图；图7是示出计算VCO之间的频率和相位差的第二方法的示意性流程图；图8是示出计算VCO之间的频率和相位差的第三方法的示意性流程图；图9是具有分布式协作雷达系统的汽车的示意图。具体实施方式图1示出包括雷达微控制器单元(MCU)101和三个收发器单元102a-c的示例常规汽车雷达系统100。收发器单元102a是主单元，且将VCO信号103提供到两个从收发器单元102b、102c中的每一个。参考时钟信号104由时钟信号生成器105提供到收发器单元102a-c中的每一个，所述时钟信号生成器105可例如在40到60MHz下操作。在操作期间，脉冲信号由MCU101提供到每个收发器单元102a-c以指示调制开始，且时钟信号104用于使收发器单元102a-c的数字时钟同步。由主收发器单元102a提供的VCO信号103确保高频信号的频率和时间的同步，其中从收发器单元102b、102c仅在传送器和接收器路径处使用混频器和放大器。如果收发器102a-c的VCO改为独立地且非同步运行，则归因于跨收发器单元102a-c的过程、温度和电压变化，在收发器单元102a-c之间往往会出现频率和相位差，从而使得雷达系统100不可操作。图2示出根据根据本公开的示例雷达系统200。如同图1的系统100，系统包括MCU201、时钟信号生成器205和多个收发器单元202a-c，时钟信号生成器205将参考时钟信号204提供到收发器单元202a-c中的每一个。如同图1的系统100，示出三个收发器单元202a-c，但此数目仅是示例性的。在实践中，收发器单元的数目可大于此数目或少至两个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种雷达系统(200、300)，其特征在于，包括：/n多个雷达收发器单元(202a-c)，每个所述多个雷达收发器单元(202a-c)被配置成根据低频时钟信号(204)操作，且被配置成生成中频信号(407)和调制的高频信号(419)以用于传送和接收雷达信号；以及/n微控制器单元(201)，所述微控制器单元(201)被配置成将控制信号提供到每个收发器单元(202a-c)以使其操作同步，/n其中每个雷达收发器单元(202a-c)被配置成将接收到的雷达数据(RX

【技术特征摘要】
20200116 EP 20152111.91.一种雷达系统(200、300)，其特征在于，包括：
多个雷达收发器单元(202a-c)，每个所述多个雷达收发器单元(202a-c)被配置成根据低频时钟信号(204)操作，且被配置成生成中频信号(407)和调制的高频信号(419)以用于传送和接收雷达信号；以及
微控制器单元(201)，所述微控制器单元(201)被配置成将控制信号提供到每个收发器单元(202a-c)以使其操作同步，
其中每个雷达收发器单元(202a-c)被配置成将接收到的雷达数据(RX1-N)和监测信号(203a-c)提供到所述微控制器单元(201)，所述监测信号(203a-c)通过对所述调制的高频信号和中频信号进行分频和组合而导出，
并且其中所述微控制器单元(201)被配置成基于由每个收发器单元(202a-c)提供的所述监测信号(203a-c)而导出并补偿来自每个收发器单元(202a-c)的所述接收到的雷达数据(RX1-N)之间的相位和频率差。


2.根据权利要求1所述的雷达系统(200、300)，其特征在于，所述低频时钟信号(204)在40MHz与500MHz之间的范围内。


3.根据权利要求1或权利要求2所述的雷达系统(200、300)，其特征在于，所述调制的高频信号(419)在76GHz与81GHz之间的范围内。


4.根据在前的任一项权利要求所述的雷达系统(200、300)，其特征在于，包括四个或更多个雷达收发器单元(202a-c)。


5....

【专利技术属性】
技术研发人员：G·A·瓜尔林阿里斯蒂扎巴尔，A·锡安，吴浩云，
申请(专利权)人：恩智浦美国有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US