方法、装置和雷达系统制造方法及图纸

本公开涉及方法、装置和雷达系统。确定由相位旋转器中的减损引起的相位误差的方法包括：强制相位旋转器的Q路径为零且获得指示相位旋转器输出信号的功率的连续测量值的第一序列，强制相位旋转器的I路径为零且获得指示相位旋转器输出信号的功率的连续测量值的第二序列，形成连续测量值对的序列，每个测量值对包括来自第一序列的一个测量值和来自第二序列的一个测量值，其中第一序列相对于第二序列移位对应于已知相位不平衡的量，计算连续测量值对中的每一者的实际相位值，以及通过比较实际相位值与对应参考相位值来确定相位误差。实际相位值与对应参考相位值来确定相位误差。实际相位值与对应参考相位值来确定相位误差。

【技术实现步骤摘要】
方法、装置和雷达系统


[0001]本公开涉及雷达检测的领域。更具体地说，本公开涉及用于确定由相位旋转器中的减损引起的相位误差的方法和装置，所述减损包括相位旋转器的混频器和/或倍增器中的泄漏、相位旋转器中的I路径与Q路径之间的增益/振幅不平衡和相位不平衡。此外，本公开涉及一种能够确定由相位旋转器中的减损引起的相位误差的雷达系统，所述减损包括相位旋转器的混频器和/或倍增器中的泄漏、相位旋转器中的I路径与Q路径之间的增益/振幅不平衡和相位不平衡。

技术介绍

[0002]波束控制在FMCW雷达检测中大量使用以提高总体雷达性能。波束控制涉及控制天线阵列的方向以加强雷达辐射方向图的主波瓣。这通过控制雷达方案的阵列天线的相位和振幅来完成。可例如通过相位旋转器数字控制辐射方向图的相位和振幅。编程相位和振幅带来的任何失真都会降低雷达性能。在例如用于机动车辆的基于雷达的碰撞检测系统之类的许多应用中，此类降低必须保持在最小值，以便确保系统的安全操作和可靠性。
[0003]因此，可能需要监测相位旋转器的精度的简单且可靠的方式，确切地说，监测相位旋转器的关于相位精度的简单且可靠的方式。

技术实现思路

[0004]可通过根据权利要求书独立项的主题来满足这种需求。在附属权利要求中阐述了本公开的有利实施例。
[0005]根据第一方面，提供了一种确定由相位旋转器中的减损引起的相位误差的方法，所述减损包括相位旋转器的混频器和/或倍增器中的泄漏、相位旋转器中的I路径与Q路径之间的增益/振幅不平衡和已知相位不平衡，相位旋转器具有用于接收参考相位值的输入、本地振荡器和被配置成提供具有与参考相位值相对应的相位的输出信号的电路系统。所述方法包括：(a)强制所述相位旋转器的所述Q路径为零且获得指示相位旋转器输出信号的功率的连续测量值的第一序列，所述第一序列中的每个连续测量值对应于多个连续参考相位值中的一者，(b)强制所述相位旋转器的所述I路径为零且获得指示所述相位旋转器输出信号的所述功率的连续测量值的第二序列，所述第二序列中的每个连续测量值对应于所述多个连续参考相位值中的一者，(c)形成连续测量值对的序列，每个测量值对包括来自所述连续测量值的第一序列的一个测量值和来自所述连续测量值的第二序列的一个测量值，其中所述连续测量值的第一序列相对于所述连续测量值的第二序列移位对应于所述已知相位不平衡的量，(d)计算所述连续测量值对中的每一者的实际相位值，以及(e)通过比较所述实际相位值与对应参考相位值来确定所述相位误差。
[0006]此方面基于针对多个连续参考相位值(即，相位旋转器的输入值)执行两个测量序列的想法，所述两个测量序列即，相位旋转器的Q路径被强制为零的第一序列和相位旋转器的I路径被强制为零的第二序列。换句话说，连续测量值的第一序列含有仅来源于相位旋转
器的I路径的值，而连续测量值的第二序列含有仅来源于相位旋转器的Q路径的值。每个单个测量值指示来自相位旋转器的输出信号的功率。然后，两个序列相对于彼此移位以形成连续测量值对的序列。换句话说，第一序列的第i测量值可与第二序列的第(i+k)测量值配对。确定移位的量k，使得其对应于已知相位不平衡。可以本领域中已知的各种方式确定已知相位不平衡。在本公开的框架中，可将相位不平衡确定为必须施加到I路径和Q路径中的一者的相位偏移，以便在相位参考分别设定为+45
°
和
‑
45
°
时从相位旋转器产生相同的输出功率。可如下迭代地执行此确定：
[0007](1)选择参数Pc的值。
[0008](2)将cos(45
°
+Pc)施加到相位旋转器的I路径且将sin(45
°
)施加到相位旋转器的Q路径，并且测量相位旋转器的输出处的功率(P1)。
[0009](3)将cos(
‑
45
°
+Pc)施加到相位旋转器的I路径且将sin(
‑
45
°
)施加到相位旋转器的Q路径，并且测量相位旋转器的输出处的功率(P2)。
[0010](4)计算两个测得功率值之间的比率R，即R＝P1/P2。
[0011](5)重复(1)
‑
(4)直到R＝1。Pc的对应值对应于相位不平衡。
[0012]接下来，计算测量值对的实际相位值且比较所述实际相位值与对应参考相位值以确定相位误差。
[0013]通常，例如相位旋转器中的RF设计引入相位误差。对于相位旋转器，此相位误差具有四个主要促成因素：(i)相位不平衡，即，I路径与Q路径之间的相位移位；(ii)增益不平衡，即，I路径与Q路径之间的增益差；(iii))I混频器/倍增器中的泄漏，即，由I路径上的混频器输入引入的泄漏；以及(iv)Q混频器/倍增器上的泄漏，即，由Q路径上的混频器输入引入的泄漏。这四个参数中的每一者促成相位误差的降级。然而，所得相位误差的最大值取决于四个促成因素中的每一者的实际相位参考(相位旋转器的输入值)。换句话说，给出相位不平衡的最大相位误差的相位参考可与给出增益不平衡的最大相位误差的相位参考不同。相同情况还适用于泄漏。因此，实际相位误差不是由四个促成因素中的每一者引入的个别相位误差的总和。替代地，相位误差为个别促成因素的组合。本公开能够确定此组合。
[0014]根据实施例，多个连续参考相位值包括从0
°
到360
°
的连续参考相位值，其中预定参考相位步长值分隔任何两个连续参考相位值。仅仅作为例子，相位步长值可等于360
°
/512＝0.7
°
，从而使得连续相位参考值等于0
°
、0.7
°
、1.4
°
、2.1
°
等。
[0015]根据另外的实施例，多个连续参考相位值在预定时间段期间被提供为扫频。换句话说，在预定时间段期间，参考相位值例如通过以规则的时间间隔将固定相位步长值添加到相位参考值而从0
°
连续增加到360
°
。
[0016]根据另外的实施例，对应于已知相位不平衡量的移位量被确定为多个连续参考相位值中的值的数量除以360并乘以已知相位不平衡量。换句话说，如果值的数量表示为N且已知相位不平衡表示为Phi_imb，则移位量给定为(N/360
°
)*Phi_imb。因此，如果N＝512且Phi_imb＝5
°
，则移位量将为(512/360
°
)*5
°
＝7.1。因此，在此示例性情形中，当形成连续测量值对的序列时，连续测量值的第一序列和第二序列将相对于彼此移位7(七)。
[0017]根据另外的实施例，计算连续测量值对中的每一者的实际相位值包括将反正切函数施加到每个连续测量值对的来自连续测量值的第二序列的测量值与来自连续测量值的第一序列的测量值之间的比率。换句话说，第i实际相位值可被计算为a本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种确定由相位旋转器(310)中的减损引起的相位误差的方法，其特征在于，所述减损包括所述相位旋转器的混频器和/或倍增器(315、318)中的泄漏、所述相位旋转器中的I路径与Q路径之间的增益/振幅不平衡和已知相位不平衡，所述相位旋转器具有用于接收参考相位值的输入(320)、本地振荡器(LO)和被配置成提供具有与所述参考相位值相对应的相位的输出信号的电路系统，所述方法包括：(210)强制所述相位旋转器的所述Q路径为零且获得指示相位旋转器输出信号的功率的连续测量值的第一序列(M1)，所述第一序列中的每个连续测量值对应于多个连续参考相位值中的一者，(220)强制所述相位旋转器的所述I路径为零且获得指示所述相位旋转器输出信号的所述功率的连续测量值的第二序列(M2)，所述第二序列中的每个连续测量值对应于所述多个连续参考相位值中的一者，(230)形成连续测量值对的序列，每个测量值对包括来自所述连续测量值的第一序列的一个测量值和来自所述连续测量值的第二序列的一个测量值，其中所述连续测量值的第一序列相对于所述连续测量值的第二序列移位对应于所述已知相位不平衡的量(S)，(240)计算所述连续测量值对中的每一者的实际相位值，以及(250)通过比较所述实际相位值与对应参考相位值来确定所述相位误差。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个连续参考相位值包括从0
°
到360
°
的连续参考相位值，其中预定参考相位步长值分隔任何两个连续参考相位值。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述多个连续参考相位值在预定时间段期间被提供为扫频。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，计算所述连续测量值对中的每一者的所述实际相位值包括将反正切函数施加到每个连续测量值对的来自所述连续测量值的第二序列的所述测量值与来自所述连续测量值的第一序列的所述测量值之间的比率。5.一种用于确定由相位旋转器(310)中的减损引起的相位误差的装置，其特征在于，所述减损包括所述相位旋转器的混频器和/或倍增器(315、318)中的泄漏、所述相位旋转器中的I路径与Q路径之间的增益/振幅不平衡和已知相位不平衡，所述相位旋转器具有用于接收参考相位值的输入(320)、本地振荡器(LO)和被配置成提供具有与所述参考相位值相对应的相位的输出信号的电路系统，所述装置包括：功率计(330)，其被耦合以接收相位旋转器输出信号且被配置成输出指示所述相位旋转器输出信号的功率的测量值，存储器电路(332、333)，其被...

【专利技术属性】
技术研发人员：O，
申请(专利权)人：恩智浦美国有限公司，
类型：发明
国别省市：