具有空间测距校准能力的电子设备制造技术

本公开涉及具有空间测距校准能力的电子设备。一种电子设备可以包括雷达电路。控制电路可以使用多音调校准信号来校准该雷达电路。第一混频器可以将该校准信号上变频以供发射天线发射。去啁啾混频器可以将由该第一混频器输出的校准信号与由接收天线或环回路径接收的校准信号混频以产生基带多音调校准信号。该基带信号将与DC偏移频率间隙。这可以防止DC噪声或其他系统效应干扰该校准信号。控制电路可以在该雷达电路工作的无线电频率内扫描该第一混频器，以基于基带校准信号来估计该雷达电路的功率下降和相移。失真电路可以使在空间测距操作中使用的发射信号失真，以使该估计的功率下降和相移反相。率下降和相移反相。率下降和相移反相。

【技术实现步骤摘要】
具有空间测距校准能力的电子设备
[0001]本专利申请要求2021年1月15日提交的美国专利申请No.17/150,974的优先权，该专利申请据此全文以引用方式并入本文。


[0002]本公开整体涉及电子设备，并且更具体地涉及具有无线电路的电子设备。

技术介绍

[0003]电子设备常具备无线能力。具有无线能力的电子设备具有包括一个或多个天线的无线电路。无线电路有时用于执行空间测距操作，其中使用射频信号来估计电子设备与外部对象之间的距离。
[0004]提供准确估计该距离的无线电路可能是具有挑战性的。例如，无线电路通常会向射频信号引入不期望的功率下降和/或相移。如果不小心，则这些功率下降和相移会导致无线电路不准确地估计电子设备与外部对象之间的距离。

技术实现思路

[0005]电子设备可包括无线电路。无线电路可以包括空间测距电路和天线。在本文中作为示例描述的一个实施方案中，空间测距电路包括雷达电路，诸如频率调制的连续波(FMCW)雷达电路。天线可以包括用于雷达电路中的发射链的发射天线和用于雷达电路中的接收链的接收天线。发射链可以包括发射信号发生器(例如，啁啾发生器)、数模转换器(DAC)、第一混频器和信号分路器。接收链可以包括第二混频器(例如，去啁啾混频器)和测量电路。路径(例如，去啁啾路径)可以将信号分路器耦接到第二混频器。发射信号发生器可以生成由发射天线发射并由接收天线接收的发射信号(例如，啁啾信号)。可以处理接收信号中的多普勒偏移以估计或检测外部对象的速度。可以处理发射信号与接收信号之间的时间相关频率差以估计或检测设备与外部对象之间的距离。还可以估计接收信号的到达角。
[0006]如果不小心，则雷达电路的组件可能会对啁啾信号施加不期望的功率下降和相移，这会限制估计的位置和/或速度的准确性。控制电路可以校准雷达电路以减轻这些问题。在校准期间，DAC可以发射多音调校准信号。该多音调校准信号包括间隔开一定频率间隙的两个或更多个音调。第一混频器可以将多音调校准信号上变频，该多音调校准信号在第二混频器接收之前通过天线或环回路径发射。如果需要，附加混频器可以将多音调校准信号在通过天线或环回路径发射之前上变频到更高频率，并且附加混频器可以将通过环回路径或天线接收的多音调校准信号下变频。第二混频器可以将由第一混频器输出的多音调校准信号与在天线或环回路径上接收的多音调校准信号混频以产生基带多音调校准信号。该基带多音调校准信号将与DC偏移频率间隙。这可以防止DC噪声、LO泄漏或其他系统/过程噪声干扰基带多音调校准信号。
[0007]控制电路可以在雷达电路的不同工作频率内扫描第一混频器(或其中雷达电路包括附加混频器的实施方案中的附加混频器)，同时第二混频器继续生成基带多音调校准信
号。测量电路可以测量基带多音调校准信号的幅度和相位。控制电路可以基于幅度和相位测量结果来估计雷达电路的功率下降和相移。然后，发射链中的失真电路诸如预失真电路可以对发射信号进行预失真以使雷达电路的功率下降和相移效应反相，从而确保能够在设备的使用寿命内获得准确的距离、位置和/或速度估计。
[0008]本公开的一个方面提供了用于使用发射信号对外部对象执行空间测距操作的无线通信电路。该无线电路可以包括数模转换器(DAC)，该DAC被配置为生成具有第一音调和与该第一音调间隔开频率间隙的第二音调的多音调校准信号。该无线电路可以包括第一混频器，该第一混频器被配置为将多音调校准信号从第一频带上变频到第二频带。该无线电路可以包括第二混频器，该第二混频器具有第一输入端，该第一输入端被配置为经由信号路径接收来自第一混频器的输出端的第二频带中的多音调校准信号，并且具有第二输入端，该第二输入端被配置为经由通信地耦接在第一混频器的输出端与第二输入端之间的中间电路接收第二频带中的多音调校准信号。该第二混频器可以被配置为生成基带多音调校准信号。该无线电路可以包括测量电路，该测量电路被配置为测量基带多音调校准信号的幅度。该无线电路可以包括控制电路，该控制电路被配置为基于由测量电路测量的幅度来估计中间电路的功率下降。该控制电路可以被配置为基于估计的功率下降来使发射信号失真。
[0009]本公开的一个方面提供了一种用于校准雷达电路的方法。该方法可以包括在雷达电路的发射链中利用数模转换器(DAC)，生成具有第一音调和与该第一音调间隔开小于20MHz的频率间隙的第二音调的多音调校准信号。该方法可以包括在发射链中利用第一混频器，将多音调校准信号从基带上变频到第一频带。该方法可以包括在发射链中利用第二混频器，将多音调校准信号从第一频带上变频到第二频带。该方法可以包括在雷达电路的接收链中利用第三混频器，将由第二混频器上变频的多音调校准信号从第二频带下变频到第一频带。该方法可以包括在接收链中利用去啁啾混频器，通过将由第一混频器上变频的多音调校准信号与由第三混频器下变频的多音调校准信号混频来生成基带多音调校准信号，该基带多音调校准信号与直流(DC)频率间隔开频率间隙。该方法可以包括利用控制电路，基于由去啁啾混频器生成的基带多音调校准信号来估计雷达电路的功率下降和相移。该方法可以包括在发射链中利用预失真电路，基于由控制电路估计的功率下降和相移对通过发射链发射的啁啾信号进行预失真。
[0010]本公开的一个方面提供了一种电子设备。该电子设备可以包括第一天线。该电子设备可以包括第二天线。该电子设备可以包括被配置为生成使用第一天线发射的发射信号的雷达电路。第二天线可以被配置为接收使用第一天线发射的发射信号的反射版本。该电子设备可以包括控制电路，该控制电路被配置为基于使用第二天线接收的发射信号的反射版本来执行空间测距操作。该电子设备可以包括雷达电路中的数模转换器(DAC)。该DAC可以被配置为生成使用第一天线发射的多音调校准信号。该多音调校准信号可以具有第一音调和与该第一音调间隔开小于20MHz的频率间隙的第二音调。该控制电路可以被配置为使用该多音调校准信号来估计雷达电路的功率下降。该控制电路可以被配置为基于估计的功率下降来使发射信号失真。
附图说明
[0011]图1是根据一些实施方案的具有校准的空间测距电路的例示性电子设备的功能框图。
[0012]图2是根据一些实施方案的使用多音调校准信号校准的例示性空间测距电路的电路图。
[0013]图3是根据一些实施方案的在使用多音调校准信号校准空间测距电路中涉及的例示性操作的流程图。
[0014]图4是根据一些实施方案的可用于估计空间测距电路的功率下降和/或相移的例示性多音调校准信号的频率图。
[0015]图5是根据一些实施方案的可以使用多音调校准信号估计的例示性功率下降的曲线图。
[0016]图6是示出根据一些实施方案的可如何使用例示性数字预失真电路来补偿空间测距电路的估计的功率下降和/或相移的图。
[0017]图7是根据一些实施方案的具有可以使用多音调校准信号来校准的至少第一混频器和第二混频器的例示性空间测距电路的图。
具体实施方式
[0018]图1的电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于使用发射信号对外部对象执行空间测距操作的无线通信电路，所述无线通信电路包括：数模转换器DAC，所述DAC被配置为生成具有第一音调和与所述第一音调间隔开频率间隙的第二音调的多音调校准信号；第一混频器，所述第一混频器被配置为将所述多音调校准信号从第一频带上变频到第二频带；第二混频器，所述第二混频器具有第一输入端，所述第一输入端被配置为经由信号路径接收来自所述第一混频器的输出端的所述第二频带中的所述多音调校准信号，并且具有第二输入端，所述第二输入端被配置为经由通信地耦接在所述第一混频器的所述输出端与所述第二输入端之间的中间电路接收所述第二频带中的所述多音调校准信号，其中所述第二混频器被配置为生成基带多音调校准信号；测量电路，所述测量电路被配置为测量所述基带多音调校准信号的幅度；和控制电路，所述控制电路被配置为基于由所述测量电路测量的所述幅度来估计所述中间电路的功率下降以及基于所述估计的功率下降来使所述发射信号失真。2.根据权利要求1所述的无线通信电路，其中所述发射信号包括啁啾信号，并且所述信号路径包括去啁啾路径，所述无线电路还包括：啁啾发生器，所述啁啾发生器被配置为生成所述啁啾信号以供发射天线发射，其中所述第一混频器被配置为将所述啁啾信号上变频到所述第二频带，所述第二混频器的所述第一输入端被配置为经由所述去啁啾路径接收所述第二频带中的所述啁啾信号，并且所述第二输入端被配置为经由接收天线接收所述啁啾信号的反射版本。3.根据权利要求1所述的无线通信电路，还包括：信号分路器，所述信号分路器具有耦接到所述第一混频器的所述输出端的输入端、耦接到所述中间电路的第一输出端以及通过所述信号路径耦接到所述第二混频器的所述第一输入端的第二输出端。4.根据权利要求3所述的无线通信电路，其中所述中间电路包括：第三混频器，所述第三混频器通信地耦接到所述信号分路器的所述第一输出端并且被配置为将所述多音调校准信号从所述第二频带上变频到第三频带；和第四混频器，所述第四混频器通信地耦接到所述第二输入端并且被配置为将所述多音调校准信号从所述第三频带下变频到所述第二频带。5.根据权利要求4所述的无线通信电路，其中所述第一频带包括基带频率，所述第二频带包括大于所述基带频率且小于10GHz的频率，并且所述第三频带包括大于所述第二频带的频率。6.根据权利要求5所述的无线通信电路，其中所述第二频带包括大于20GHz的频率。7.根据权利要求4所述的无线通信电路，其中所述中间电路包括：发射天线，所述发射天线通信地耦接到所述第三混频器的输出端并且被配置为在所述第三频带中发射所述多音调校准信号；和接收天线，所述接收天线通信地耦接到所述第四混频器的输入端并且被配置为在所述第三频带中接收由所述发射天线发射的所述多音调校准信号。
8.根据权利要求4所述的无线通信电路，其中所述中间电路包括通信地耦接在所述第三混频器的输出端与所述第四混频器的输入端之间的环回路径，所述环回路径被配置为在所述第三频带中传送所述多音调校准信号。9.根据权利要求1所述的无线通信电路，其中所述失真电路包括通信地耦接到所述DAC的输入端的数字预失真电路。10.根据权利要求1所述的无线通信电路，其中所述测量电路被配置为测量所述基带多音调校准信号的相位，所述控制电路被配置为基于由所述测量电路测量的所述相位来估计所述中间电路的相移，并且所述控制电路被配置为基于由所述测量电路估计的所述相移来使所述发射信号失真。11.根据权利要求1所述的无线通信电路，其中所述控制电路被配置为控制所述第一混频器在多个无线电频率内扫描，所述第二混频器被配置为针对所述多个无线电频率中的所述无线电频率中的每一者生成所述基带多音调校准信号，所述测量电路被配置为针对所述多个无线电频率中的所述无线电频率中的每一者测量所述基带多音调校准信号的所述幅度，并且所述控制电路被配置为估计跨所述多个无线电...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：