MIMO雷达装置和MIMO雷达方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及MIMO雷达装置和MIMO雷达方法，具体涉及一种混合MIMO雷达概念。例如，经由多个发射通道的第一子集并且在第一时间间隔期间并发地发射第一FMCW雷达信号，第一FMCW雷达信号根据第一预定码分复用方案在第一子集的不同发射通道之中具有不同的相位偏移。经由发射通道的第二子集并且在第一时间间隔之后的第二时间间隔期间并发地发射第二FMCW雷达信号，第二FMCW雷达信号根据第二预定码分复用方案在第二子集的不同发射通道之中具有不同的相位偏移。相位偏移。相位偏移。

【技术实现步骤摘要】
MIMO雷达装置和MIMO雷达方法


[0001]本专利技术涉及雷达系统，更具体地，涉及采用多个发射器、多个接收器和多个波形的MIMO(多输入多输出)雷达概念。

技术介绍

[0002]汽车雷达和其他环境传感器(诸如激光雷达、超声和相机)是自动驾驶汽车和高级驾驶辅助系统(ADAS)的支柱之一。这些技术进步通过具有从雷达/传感器到一个或多个控制器的信号处理路径的复杂系统来实现。汽车雷达系统能够检测物体和障碍物、它们的位置以及相对于车辆的速度。随着毫米波(mm波)半导体技术的进步，信号处理技术的发展在汽车雷达系统中起着关键的作用。已经开发了各种信号处理技术来在所有测量维度中提供更好的分辨率和估计性能：距离、方位和高度角以及车辆周围目标的速率。
[0003]例如，对于调频连续波(FMCW)雷达系统，已知通过对雷达混频器输出的采样执行多个快速傅里叶变换(FFT)来获取关于距离、速度和角度的信息。第一FFT(通常也称为距离FFT)产生距离信息。跨距离变换采样的第二FFT(通常也称为多普勒FFT)产生速度信息。第一和第二FFT产生所谓的包括距离和速度(FFT)仓的2D距离多普勒图。涉及(虚拟)天线阵列的不同天线元件的信号的相位信息的第三FFT可产生额外的空间或角信息—所谓的到达方向(DoA)信息。
[0004]MIMO(多输入多输出)被广泛用于通过物理实施的多个发射器通道和多个接收器通道的组合合成虚拟接收阵列来扩大有效的雷达孔径尺寸。为了合成来自有限物理阵列的虚拟阵列信息，在MIMO技术中，在每个接收器通道处接收的反射信号与不同发射器的分离是重要环节。相似的重要等级是每个接收器通道中的每个反射信号的对应发射器的识别。
[0005]因此，需要合理较大的虚拟阵列合成，具有相应发射器的良好识别。

技术实现思路

[0006]根据本公开的技术方案，通过MIMO雷达设备和方法来满足该需求。此外，本公开提出进一步有益的实施例。
[0007]根据第一方面，本专利技术提出了一种MIMO雷达装置。该MIMO雷达包括发射器电路装置，发射器电路装置包括多个发射通道。发射器电路装置被配置为经由发射通道的第一子集并且在第一时间间隔期间发射并发的第一FMCW雷达信号，第一FMCW雷达信号在第一子集的不同发射通道之中具有不同的相位偏移。根据第一预定码分复用(CDM)方案选择不同的相位偏移。发射器电路装置进一步被配置为经由发射通道的第二子集并且在第一时间间隔之后的第二时间间隔期间发射并发的第二 FMCW雷达信号，第二FMCW雷达信号在第二子集的不同发射通道之中具有不同的相位偏移。根据第二预定CDM方案选择不同的相位偏移。在实施例中，根据CDM方案选择的相应相位偏移对于完整的FMCW啁啾信号保持不变，而对于接下来的FMCW啁啾信号，可根据CDM方案选择新的相位偏移且对于完整的FMCW啁啾信号保持不变，以此类推。因此，CDM方案可以是啁啾信号形式的CDM方案，其中针对CDM代码的特定相
位设置在FMCW啁啾信号的完整周期内被保持用于发射通道的相应子集，然后针对下一啁啾信号发生变化。这有时被称为多普勒多路复用(DDM)。受益于本专利技术的技术人员应理解，实施例不限于发射通道的两个子集。任意数量都是可以的。
[0008]因此，本专利技术提出将时分复用(TDM)和码分复用(CDM)MIMO 组合到一起来从这两种复用概念中获得益处。在TDM中，发射通道的每个子集交替地发射其CDM波形，并且发射通道的不同子集的任两个发射之间没有时间重叠。在CDM中，由发射通道的一个子集内的不同发射通道同时发射的信号通过相位偏移的不同序列进行调制，使得这些信号可以在接收器中被分离/解码。如上所述，在实施例中，根据CDM 代码选择的发射通道子集的特定相位设置对于一个啁啾信号被保持(维持恒定)，接下来是根据CDM代码选择的发射通道子集的具体相位设置针对下一啁啾信号被保持，以此类推。
[0009]在一些实施例中，第一和第二时间间隔是TDM方案的不同时间间隔。也就是说，发射通道的第一子集在第二时间间隔期间不发射，并且发射通道的第二子集在第一时间间隔期间不发射。
[0010]在一些实施例中，发射通道的第一和第二子集是不相交的子集。也就是说，发射通道的第一和第二子集没有共同的发射通道。
[0011]在一些实施例中，发射器电路装置被配置为向发射通道子集的每个发射通道分配应用于相应发射通道的FMCW啁啾信号序列的唯一相位偏移序列。针对一个子集的不同发射通道，相位偏移序列是不同的。以这种方式，可以在接收器端处分离不同的发射通道。
[0012]在一些实施例中，发射器电路装置被配置为从M进制相位调制字母表中选择不同的相位偏移，其中M≥2是整数。这意味着FMCW啁啾信号的不同相位偏移可以从有限数量的M个可选相位偏移中进行选择。调制字母表的示例将是BPSK、QPSK、8
‑
PSK等。
[0013]在一些实施例中，发射通道的子集包括第一发射通道和至少第二发射通道。受益于本专利技术的技术人员应理解，实施例不限于一个子集内两个发射通道。发射器电路装置被配置为发射具有第一相位偏移的第一发射通道的第一FMCW啁啾信号，并且发射具有第二相位偏移的第二发射通道的第二FMCW啁啾信号。第一发射通道的第一FMCW啁啾信号可与第二发射通道的第二FMCW啁啾信号交错。第一和第二相位偏移可相差预定相位值。例如，发射器电路装置可被配置为相对于第一发射分支的FMCW啁啾信号的相位将第二发射分支的每个第二FMCW啁啾信号的相位偏移预定值(例如，180
°
)。
[0014]在一些实施例中，发射器电路装置被配置为发射具有第一相位偏移的第二发射通道的两个连续的第一FMCW啁啾信号，接着是具有第二相位偏移的第二发射通道的两个连续的第二FMCW啁啾信号，同时经由第一发射通道发射具有第一相位偏移的四个并发连续的第一FMCW啁啾信号。例如，发射器电路装置可被配置为相对于第一发射通道的FMCW 啁啾信号的相位将第二发射通道的每个第二对FMCW啁啾信号的相位偏移预定的相位值(例如，180
°
)。
[0015]在一些实施例中，发射器电路装置被配置为发射具有第一相位偏移的第二发射通道的四个连续的第一FMCW啁啾信号，接着发射具有第二相位偏移的第二发射通道的四个连续的第二FMCW啁啾信号，同时经由第一发射通道来发射具有第一相位偏移的八个连续的第一FMCW啁啾信号。例如，发射器电路装置可被配置为相对于第一发射通道的FMCW 啁啾信号的相位将第四发射通道的每第二组四个FMCW啁啾信号的相位偏移预定的相位值(例如，
180
°
)。
[0016]在一些实施例中，第一和第二预定CDM方案是相同的。也就是说，与发射通道的第二子集在第二时间间隔期间一样，发射通道的第一子集在第一时间间隔期间使用相同的预定CDM方案。应注意，CDM方案采用特定的相位调制向量集合，该子集的每个发射通道使用一个相位调制向量。相位调制向量包括应用于发射通道的连续本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MIMO雷达装置，包括：发射器电路装置，包括多个发射通道；其中所述发射器电路装置被配置为：经由所述发射通道的第一子集并且在第一时间间隔期间发射并发的第一FMCW雷达信号，所述第一FMCW雷达信号根据第一预定码分复用方案在所述第一子集的不同发射通道之中具有不同的相位偏移；以及经由所述发射通道的第二子集并且在所述第一时间间隔之后的第二时间间隔期间发射并发的第二FMCW雷达信号，所述第二FMCW雷达信号根据第二预定码分复用方案在所述第二子集的不同发射通道之中具有不同的相位偏移。2.根据权利要求1所述的MIMO雷达装置，其中所述第一时间间隔和所述第二时间间隔是时分复用方案的不同时间间隔，其中所述发射通道的第一子集在所述第二时间间隔期间不发射，并且所述发射通道的第二子集在所述第一时间间隔期间不发射。3.根据前述权利要求中任一项所述的MIMO雷达装置，其中所述发射通道的所述第一子集和所述第二子集是不相交的子集。4.根据前述权利要求中任一项所述的MIMO雷达装置，其中所述发射器电路装置被配置为向发射通道的子集中的每个发射通道分配应用于相应发射通道的FMCW啁啾信号的序列的唯一相位偏移序列。5.根据前述权利要求中任一项所述的MIMO雷达装置，其中所述发射器电路装置被配置为从M进制相位调制字母表中选择不同的相位偏移，其中M是大于或等于2的整数。6.根据前述权利要求中任一项所述的MIMO雷达装置，其中发射通道的子集包括第一发射通道和至少第二发射通道，其中所述发射器电路装置被配置为发射具有第一相位偏移的所述第一发射通道的第一FMCW啁啾信号，并且发射具有第二相位偏移的所述第二发射通道的第二FMCW啁啾信号，其中所述第一FMCW啁啾信号与所述第二发射通道的所述第二FMCW啁啾信号交错，并且其中所述第一相位偏移和所述第二相位偏移相差预定相位值。7.根据权利要求6所述的MIMO雷达装置，其中所述发射器电路装置被配置为：在经由所述第一发射通道发射具有第一相位值的四个连续的第一FMCW啁啾信号时，发射具有所述第一相位值的所述第二发射通道的两个连续的第一FMCW啁啾信号，之后发射具有第二相位值的所述第二发射通道的两个连续的第二FMCW啁啾信号。8.根据权利要求6或7所述的MIMO雷达装置，其中所述发射器电路装置被配置为：在经由所述第一发射通道发射具有第一相位值的八个连续的第一FMCW啁啾信号时，发射具有所述第一相位值的所述第二发射通道的四个连续的第一FMCW啁啾信号，之后发射具有第二相位值的所述第二发射通道的四个连续的第二FMCW啁啾信号。9.根据前述权利要求中任一项所述的MIMO雷达装置，其中所述第一预定码分复用方案和所述第二预定码分复用方案是相同的。10.根据前述权利要求中任一项所述的MIMO雷达装置，其中所述第一预定码分复用方案和所述第二预定码分复用方案是不同的。11.根据前述权利要求中任一项所述的MIMO雷达装置，还包括：接收器电路装置，包括至少一个接收器通道；其中所述至少一个接收器通道被配置为在第一接收时间间隔期间接收对应于所述第
一FMCW雷达信号的反射的第一接收信号；以及在所述第一接收时间间隔之后的第二接收时间间隔期间接收对应于所述第二FMCW雷达信号的反射的第二接收信号。12.根据权利要求11所述的MIMO雷达装置，其中所述接收器电路装置被配置为：执行与所述第一接收时间间隔的序列相对应的第一接收信号的第一距离FFT，以生成与所述发射通道的第一子集相关联的第一距离信号；执行所述第一距离信号的第一多普勒FFT，以生成与所述发射通道的第一子集相关联的第一多普勒信号，以及基于将所述第一多普勒信号与所述第一预定码分复用方案进行的比较来分离与所述第一子集的不同发射通道相关联的距离多普勒仓，以获取与所述第一子集中的发射通道的数目相对应的第一数目的距离多普勒图；其中所述接收器电路装置进一步被配置为：执行与所述第二接收时间间隔的序列相对应的第二接收信号的第二距离FFT，以生成与所述发射通道的第二子集相关联的第二距离信号；执行所述第二距离信号的第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴昞权，南相昊，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：