用于多个雷达信道的慢时间调制制造技术

本文档描述了用于多个雷达信道的慢时间调制的技术和系统。使用码序列对一组发射信道进行调制，以对发射信号进行相位调制。第二组发射信道使用相同的用于相位调制的码以及使用频率相移来进行调制。解调是通过将接收到的信号乘以码序列来实现的。对接收到的信号应用快速傅立叶变换(FFT)，以针对每个接收信道生成距离多普勒图。对距离多普勒图执行非相干积分，以形成距离多普勒平均图。通过频率相移来对距离多普勒平均图进行移位，并保留距离多普勒平均图和移位后的距离多普勒平均图中的最小值。这些技术可以通过实现使用多个发射信道来减少信号残余的影响并提高角度分辨率。来减少信号残余的影响并提高角度分辨率。来减少信号残余的影响并提高角度分辨率。

【技术实现步骤摘要】
用于多个雷达信道的慢时间调制

技术介绍

[0001]多输入多输出(MIMO)雷达系统可具有多个发射信道和接收信道。越大数量的信道造成越佳的角度分辨率。然而，增加信道数量也有缺点，诸如，信噪比(SNR)降低，降低的多普勒覆盖，且在某些情况下，对多普勒动态范围产生负面影响并且限制同时发射信道的数量。雷达系统是一些先进的安全和自主驾驶系统的基础，这些安全和自主驾驶系统正在成为当今现代汽车的标准装备。可同时处理多个高分辨率信道的低成本雷达系统对于提高驾驶安全性来说是期望的。

技术实现思路

[0002]本文档描述用于多个雷达信道的慢时间调制的技术和系统。使用码序列来对一组发射信道进行调制，以对发射信号进行相位调制。第二组发射信道使用相同的用于相位调制的码以及使用频率相移来进行调制。解调是通过将接收到的信号乘以码序列来实现的。对接收到的信号应用快速傅立叶变换(FFT)，以针对每个接收信道生成距离多普勒图。对距离多普勒图执行非相干积分，以形成距离多普勒平均图。通过频率相移来对距离多普勒平均图进行移位，并保留距离多普勒平均图和移位后的距离多普勒平均图中的最小值。这些技术可以通过实现使用多个发射信道来减少信号残余的影响并提高角度分辨率。
[0003]在一个示例中，一种方法包括由雷达系统基于第一组码序列来调制第一组发射信道，以发射具有由第一组码序列限定的相位调制的多个啁啾信号。方法进一步包括由雷达系统基于以下项调制第二组发射信道：基于所述第一组码序列，第二组发射信道用于发射具有由所述第一组码序列限定的相位调制的多个啁啾；以及基于第一组频率相移序列，第二组发射信道用于发射具有由所述第一组频率相移序列限定的频率相移的多个啁啾信号。方法进一步包括：响应于发射与第一组发射信道相关联的多个啁啾信号和与第二组发射信道相关联的多个啁啾信号，从一个或多个接收信道接收多个啁啾返回。方法进一步包括：响应于基于第一组码序列解调多个啁啾返回，由雷达系统向汽车系统输出标识从经解调的多个啁啾返回推断出的对象的雷达数据。
[0004]在另一个示例中，除了描述配置为执行以上概述的方法和本文所述的其他方法的系统之外，雷达系统包括第一组发射信道、第二组发射信道、一个或多个接收信道、以及至少一个处理器，该至少一个处理器被配置为执行本文所述的此方法和其他方法。
[0005]本
技术实现思路
介绍用于多个雷达信道的慢时间调制的简化概念。本
技术实现思路
并非旨在标识出要求保护的主题的必要特征，也并非旨在用于确定要求保护的主题的范围。即，通过所述技术解决的一个问题是增加可在最小负面影响的情况下使用的信道的数量。因此，尽管主要是在提高汽车雷达系统功能的背景下描述，但用于多个雷达信道的慢时间调制可应用于期望提高的角度分辨率的其他应用。
附图说明
[0006]在本文档中参照以下附图描述了用于多个雷达信道的慢时间调制的一个或多个
方面的细节。贯穿附图通常使用相同的数字来引用相似的特征和部件：图1示出了根据本公开内容的技术的示例环境，在该示例环境中，用于多个雷达信道的慢时间调制可被应用；图2示出了根据本公开内容的技术的示例汽车系统，该示例汽车系统被配置成执行用于多个雷达信道的慢时间调制；图3示出了根据本公开内容的技术的示例调制方案，该示例调制方案可以用于执行用于多个雷达信道的慢时间调制；图4示出了根据本公开内容的技术的示例解调方案，该示例解调方案可以用于执行用于多个雷达信道的慢时间调制；图5
‑
1和图5
‑
2示出了根据本公开内容的技术的通过用于多个雷达信道的慢时间调制生成的距离多普勒图的示例多普勒曲线图；并且图6示出了根据本公开内容的技术的用于多个雷达信道的慢时间调制的示例方法。
具体实施方式
概述
[0007]雷达系统被利用于许多应用，包括自主交通工具。多输入多输出(MIMO)雷达系统特别适合于交通工具，这是因为MIMO雷达系统能够良好地检测和追踪多个对象。然而，MIMO雷达系统仍然具有改进空间。可期望MIMO雷达系统能同时处理具有高角度分辨率的大量信道。制造商正在不断努力通过提高角度分辨率并减少或至少最小化信号残余的影响，来提高MIMO雷达技术。达到这些目标可能最终会提高使用改进的雷达系统的交通工具的安全性。
[0008]MIMO雷达系统利用多个发射和接收信道，该多个发射和接收信道本质上是在天线与发射器或接收器之间传播信号的信号路径。增加MIMO雷达系统中的信道的数量可提高角度分辨率。更高角度分辨率的一个优点是能够检测较大对象旁边的较小对象。然而，通常，增加信道的数量可能会增加信号残余，所述信号残余即每个接收信道所经历的来自经恢复的信号中存在的被抑制的信号的所分布的能量。较高的信号残余可能会降低多普勒动态范围。
[0009]由于MIMO雷达要求所有发射信道彼此正交，因此已经采用了几种实现正交性的方法。一种方法是时间复用，它针对每个发射器信道而使用不同的时隙(time slot)。时间复用方法增加了脉冲重复周期，并且因此减少了多普勒覆盖。由于针对每一个发射器信道的占空比降低，该方法还降低了信噪比(SNR)。
[0010]用于实现正交性的另一种方法是应用二进制相位调制(BPM)。BPM使得雷达传感器能够在多个信道上同时发射。虽然BPM不会降低多普勒覆盖范围或信噪比，但它对多普勒动态范围有一些负面影响，并限制了能够同时发射的信道数。解调期间存在的信号残余可降低多普勒动态范围。随着发射信道的增加，劣化更严重。多普勒动态范围的劣化可能使得难以检测在较大对象旁边的较小对象。例如，雷达可能无法检测到汽车旁边的行人。
[0011]为了克服之前的调制方法的挑战和缺点中的一些，本文档描述了一种慢时间调制过程，以改进信噪比和角度分辨率两者。如本文所述，这种提出的调制方法结合了码分复用
(CDM)和频分复用(FDM)，以增加可在MIMO雷达方案中利用的信道的数量。所提出的调制技术维持类似于时分复用(TDM)的残余水平。另外，信噪比相对于TDM有所改进，且接近由CDM达到的信噪比水平。以此方式，可增加角度分辨率，并且可保持最大多普勒动态范围。示例环境
[0012]图1示出了根据本公开内容的技术的示例环境100，在该示例环境100中，用于多个雷达信道的慢时间调制可被应用。交通工具102配备雷达系统104，雷达系统104被配置为对多个雷达信道进行慢时间调制。尽管被描绘为汽车，但交通工具102可表示其他类型的交通工具和机械(例如，摩托车、公共汽车、牵引车、半挂车卡车、水运工具、飞行器或者其他重型设备)，包括可以用于各种目的的有人系统或无人系统。交通工具102正在道路112上行驶。移动或静止的对象(例如，交通工具114以及行人116)也可以类似地在道路112中或在道路112附近。
[0013]雷达系统104包括至少一个雷达传感器106、第一组发射信道108
‑
1、第二组发射信道108
‑
2、以及一个或多个接收信道110。还可以包括更多组发射信道108。雷达系统104可以基于由第一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种方法，所述方法包括：由雷达系统基于第一组码序列调制第一组发射信道，以发射具有由所述第一组码序列限定的相位调制的多个啁啾信号；由所述雷达系统基于以下项调制第二组发射信道：基于所述第一组码序列，所述第二组发射信道用于发射具有由所述第一组码序列限定的所述相位调制的多个啁啾；以及基于第一组频率相移序列，所述第二组发射信道用于发射具有由所述第一组频率相移序列限定的频率相移的多个啁啾信号；响应于发射与所述第一组发射信道相关联的所述多个啁啾信号和与所述第二组发射信道相关联的所述多个啁啾信号，从一个或多个接收信道接收多个啁啾返回；以及响应于基于所述第一组码序列解调所述多个啁啾返回，由所述雷达系统向汽车系统输出雷达数据，所述雷达数据标识从经解调的多个啁啾返回推断出的对象。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：通过以下方式基于所述第一组码序列解调所述多个啁啾返回：由所述雷达系统数字化由所述一个或多个接收信道接收到的所述多个啁啾返回，以用于距离快速傅里叶变换(FFT)的应用；以及响应于数字化由所述一个或多个接收信道接收到的所述多个啁啾返回：由所述雷达系统将所述距离FFT应用于由所述一个或多个接收信道接收到的所述多个啁啾返回；由所述雷达系统将由所述一个或多个接收信道接收到的所述多个啁啾返回乘以所述第一组码序列；以及由所述雷达系统将所述多普勒FFT应用于由所述一个或多个接收信道接收到的所述多个啁啾返回。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述距离FFT应用于由所述一个或多个接收信道接收到的所述多个啁啾返回进一步包括：由所述雷达系统，在应用所述距离FFT之前，将窗口函数应用于所述多个啁啾返回。4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述多普勒FFT应用于由所述一个或多个接收信道接收到的所述多个啁啾返回进一步包括：由所述雷达系统，在应用所述多普勒FFT之前，将窗口函数应用于所述多个啁啾返回。5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，进一步包括：由所述雷达系统针对所述一个或多个接收信道中的每一个接收信道生成距离多普勒图，以用于对所述一个或多个接收信道进行非相干积分。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，进一步包括：由所述雷达系统对针对所述一个或多个接收信道生成的全部所述距离多普勒图执行所述非相干积分，以形成单个平均距离多普勒图。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，进一步包括：由所述雷达系统通过使所述距离多普勒图的所述频率相位移位来生成旋转器移位的距离多普勒平均图；以及由所述雷达系统选择所述距离多普勒平均图和经移位的距离多普勒平均图之间的最
小值。8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一组码序列包括二进制码。9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：由所述雷达系统使用随机数发生器生成所述第一组码序列中的每个码序列，所述随机数发生器相对于来自所述第一组码序列的每个其他码序列向所述第一组码序列中的每个码序列提供唯一码。10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：基于以下项调制至少第三组发射信道：基于所述第一组码序列，所述至少第三组发射信道用于发射具有由所述第一组码序列限定的所述相位调制的多个啁啾；以及基于至少第二组频率相移序列，所述至少第三组发射信道用于发射具有由所述至少第二组频率相移序列限定的频率相移的多个啁啾信号；11.一种雷达系统，包括：第一组发射信道；第二组发射信道；一个或多个接收信道；以及至少一个处理器，所述至少一个处理器被配置用于：基于第一组码序列来调制所述第一组发射信道，以发射具有由所述第一组码序列限定的相位...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭政谕，李正征，C，
申请(专利权)人：安波福技术有限公司，
类型：发明
国别省市：