用于抗重放雷达操作的雷达系统和雷达方法技术方案

描述一种雷达系统和对应方法，雷达系统包括i)控制单元，配置成生成包括代码符号序列的代码(C)，其中生成代码(C)包括从包括多个代码符号的代码符号池中随机选择多个代码符号，ii)发射器，其被配置成根据代码(C)生成信号(S)，且另外被配置成发射信号(S)，iii)接收器，配置成接收信号(S)的回波(E)，及iii)相关器(140)，配置成将接收到的信号(S)的回波(E)的代码(C

【技术实现步骤摘要】
用于抗重放雷达操作的雷达系统和雷达方法


[0001]本公开涉及一种雷达系统，具体地，涉及一种能够使用UWB技术的雷达系统。此外，本公开涉及一种在雷达系统中发射和接收雷达信号的方法。本公开还涉及一种随机符号序列的用途，用于雷达应用。因此，本公开可涉及雷达操作的


技术介绍

[0002]雷达系统(无线电检测和测距系统)相比其它传感器的主要优势在于它与天气和日光无关、分辨率与距离无关以及对小位移和运动的敏感性。雷达系统的核心组件可以包括i)波(或波形)生成器，ii)将射频信号带到发射天线(将电磁波辐射到空间中)的发射器，iii)收集由物体反射的波的接收天线，以及iv)通常放大弱信号并使所述信号可用于模拟和数字处理的接收器。雷达的精度可以达到米的量级，精确到波长的几分之一。这些特性可使雷达在大量应用中成为有用的工具，包括民用以及国防应用，例如自动驾驶或一般而言无人驾驶车辆，或物体和威胁检测。
[0003]然而，普通雷达系统可能容易受例如记录和重放所生成的虚假信号的影响。生成这种虚假信号的一个例子可以是数字射频存储器(DRFM)，所述DRFM容易以合理的成本获得，并且可以记录和重放具有任何目标调制的雷达信号以在雷达系统中生成不存在的目标。例如，检测到虚假信号可能引发事故，从而对材料(例如，对车辆)造成损害并且可能对生命造成伤害。
[0004]传统上，雷达系统使用例如长度为L的代码符号的N次重复作为其雷达信号。接收器将接收到的回波与已知代码符号相关(脉冲压缩)，并将每个符号重复的相关结果相加(相干积分)。由于相同符号的周期性重复，雷达信号容易受记录和重放所生成的(例如，数字射频存储器DRFM所生成的)虚假信号的影响。通过与发射的雷达信号的谨慎同步，甚至可以(对于N＝512，为
‑
0.02dB)的轻微损失生成距离DRFM位置更近的目标，这是因为由于相同符号的周期性重复，延迟符号与所有后续符号完全匹配。
[0005]取决于雷达系统的使用情况，这可能会造成相当大的防伪和安全威胁。传统雷达系统中用于防止或检测DRFM重放所生成的虚假目标的示例性传统方法有交错脉冲重复频率(PRF)，改变每个线性调频的调频连续波(FMCW)扫描参数。
[0006]因此，可能需要提供不容易受虚假信号的影响(并因此抵抗重放攻击)的稳固雷达系统。

技术实现思路

[0007]本公开的目标和概述
[0008]本公开的目的是提供一种稳固且抗重放攻击的雷达系统，所述系统特别能够有效区分真实信号与虚假信号。
[0009]为了实现上文所定义的目的，提供了根据独立权利要求所述的系统、方法和用途。
[0010]根据本公开的一方面，描述了一种雷达系统，包括：
[0011]i)控制单元，所述控制单元被配置成生成包括代码符号序列的代码，其中生成所述代码包括从包括多个代码符号的代码符号池中(伪)随机选择多个代码符号，
[0012]ii)发射器，所述发射器被配置成根据代码生成信号，并且另外被配置成发射信号(在此，控制单元和发射器可以被实施为单个装置或被实施为分开的装置)；
[0013]iii)接收器，所述接收器被配置成接收信号的回波，以及
[0014]iv)相关器，所述相关器被配置成经由与相关器相关联的(并且例如存储在相关器中的)对应符号模板将接收到的信号的回波的代码的每个代码符号与信号的代码的代码符号相关(在此，相关器和接收器可以被实施为单个装置或被实施为分开的装置)。
[0015]另外，雷达系统被配置成使符号模板与信号的代码同步(更新)。
[0016]根据一个或多个实施例，所述多个代码符号中的每个代码符号(211)包括具有预定义长度的编码位序列，并且所有代码符号(211)具有相同长度。
[0017]根据一个或多个实施例，所述代码符号池(310)的所述代码符号(211)彼此不同。
[0018]根据一个或多个实施例，所述多个代码符号中的所述代码符号(211)是基于二进制系统、三进制系统和高阶系统中的一种。
[0019]根据一个或多个实施例，所述代码符号(211)序列包括具有优化互相关函数和优化自相关函数的至少一对代码符号。
[0020]根据一个或多个实施例，雷达系统(100)另外包括：确定性随机数生成器，所述确定性随机数生成器被配置成基于密码密钥以伪随机方式生成所述代码符号(211)序列。
[0021]根据一个或多个实施例，所述确定性随机数生成器使用高级加密标准AES。
[0022]根据一个或多个实施例，所述符号模板(R)对应于所述多个代码符号中的第一代码符号(211)，并且另外的符号模板(R
′
)对应于所述多个代码符号中的后续发射的第二代码符号(211)。
[0023]根据一个或多个实施例，雷达系统(100)另外被配置成通过以下方式使所述符号模板(R、R
′
)与由所述发射器(120)发射的所述信号(S)的所述代码(C)同步：在所述第一代码符号(211)的回波(E)到达所述接收器(130)之前，将所述符号模板(R)与所述相关器(140)相关联，以及在后续第二代码符号(211)的另外的回波(E
′
)到达所述接收器(130)之前，将所述另外的符号模板(R
′
)与所述相关器(140)相关联，使得以一次一个代码符号(211)的方式执行所述符号模板(R、R
′
)与所述信号(S)的所述代码(C)的同步。
[0024]根据一个或多个实施例，雷达系统(100)另外被配置成数字调制雷达信号，其中所述数字调制是相移键控、频移键控和幅移键控中的一种。
[0025]根据一个或多个实施例，所述接收器(130)另外包括选通功能，所述选通功能被配置成分选出具有超过最大允许延迟时间(τ
max
)的延迟时间(τ)的回波(E)。
[0026]根据一个或多个实施例，所述雷达系统(100)是脉冲雷达系统和连续波雷达系统中的一种，并且其中所述雷达系统(100)被配置成发射和接收超宽带UWB信号(S)和回波(E)。
[0027]根据一个或多个实施例，所述代码符号池(310)包括两个或更多个不同代码符号。
[0028]根据本公开的另一方面，描述了一种雷达方法，包括：
[0029]i)生成包括代码符号序列的代码，从而从包括多个代码符号的代码符号池中随机
选择多个代码符号；
[0030]ii)根据代码生成信号；
[0031]iii)发射信号；
[0032]iv)接收信号的回波；
[0033]v)经由对应符号模板将接收到的信号的回波的代码的每个代码符号与信号的代码的代码符号相关；以及
[0034]vi)使符号模板与信号的代码同步。
[0035]根据本公开的另一方面，描述了一种随机选择的代码符号序列的用途(使用方法)，在雷达应用中具体地基于UWB的雷达应用中用于防止本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种雷达系统(100)，其特征在于，包括：控制单元(110)，所述控制单元(110)被配置成生成包括代码符号(211)序列的代码(C)，其中生成所述代码(C)包括从包括多个代码符号(211)的代码符号池(310)中随机选择多个代码符号(211)，发射器(120)，所述发射器(120)被配置成根据所述代码(C)生成信号(S)，并且另外被配置成发射所述信号(S)，接收器(130)，所述接收器(130)被配置成接收所述信号(S)的回波(E)，以及相关器(140)，所述相关器(140)被配置成经由与所述相关器(140)相关联的对应符号模板(R)将接收到的所述信号(S)的所述回波(E)的代码(C
′
)的每个代码符号与所述信号(S)的所述代码(C)的代码符号相关；其中所述雷达系统(100)另外被配置成使所述符号模板(R)与所述信号(S)的所述代码(C)同步。2.根据权利要求1所述的雷达系统(100)，其特征在于所述多个代码符号中的每个代码符号(211)包括具有预定义长度的编码位序列，并且所有代码符号(211)具有相同长度。3.根据在前的任一项权利要求所述的雷达系统(100)，其特征在于，所述代码符号池(310)的所述代码符号(211)彼此不同。4.根据在前的任一项权利要求所述的雷达系统(100)，其特征在于，所述多个代码符号中的所述代码符号(211)是基于二进制系统、三进制系统和高阶系统中的一种。5.根据在前的任一项权利要求所...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德烈亚斯，
申请(专利权)人：恩智浦有限公司，
类型：发明
国别省市：