補償接收機中的緩慢變化中頻dc偏移的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及補償接收機中的緩慢變化中頻DC偏移。公開了一種基于來自先前接收信號的信號信息從接收信號去除不期望信號分量的接收機系統(tǒng)。該接收機系統(tǒng)具有生成多個信號圖案的信號發(fā)生器。所述多個信號圖案中的一個被提供給無線地發(fā)射信號圖案的發(fā)射天線。接收天線端口接收包括信號圖案的時移版本的反射信號并將該反射信號提供給接收路徑。反饋路徑從接收路徑延伸至信號修正元件，其選擇性地生成減少反射信號中的不期望信號分量的修正信號。該信號修正元件根據(jù)存儲在存儲器中的補償參數(shù)生成修正信號，其對應(yīng)于包括信號圖案的先前接收反射信號，使得能夠使用修正信號來實時地減少不期望信號分量。
【專利說明】補償接收機中的緩慢變化中頻DC偏移
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及補償接收機中的緩慢變化中頻DC偏移。
【背景技術(shù)】
[0002]雷達(dá)系統(tǒng)用來通過使用電磁輻射而無線地檢測對象的位置。調(diào)頻連續(xù)波(FMCW)雷達(dá)系統(tǒng)已變成常見的一種雷達(dá)系統(tǒng)。FMCW雷達(dá)利用在固定基準(zhǔn)頻率周圍連續(xù)地改變頻率的信號。由于信號的頻率連續(xù)地隨時間而變，所以給定所檢測對象的距離，發(fā)射信號和反射信號的頻率將相差與信號的往返時間成比例的頻率。
[0003]圖1A圖示出典型FMCW雷達(dá)系統(tǒng)100的框圖。FMCW雷達(dá)系統(tǒng)100包括發(fā)射路徑和接收路徑。斜坡信號發(fā)生器102被配置成生成被提供給發(fā)射路徑中的發(fā)射鏈104和接收路徑中的接收混頻器118的斜坡信號。發(fā)射鏈104生成由發(fā)射天線106作為電磁波108發(fā)射的斜坡RF信號。電磁波108將對象110作為反射波112反射，反射波112被返回到接收天線114，其向?qū)⒎瓷湫盘栂蛳伦冾l的接收鏈116提供反射信號。接收混頻器118將向下變頻信號與斜坡信號\尋混合以生成具有與對象110的位置成比例的頻率的信號，其被提供給信號處理單元(SPU) 120。
[0004]圖1B圖示出示出了 FMCW雷達(dá)系統(tǒng)100的操作的時序圖122。如時序圖122中所示，發(fā)射信號124具有連續(xù)變化的線性頻率斜坡，其具有鋸齒波形，而反射信號126具有連續(xù)變化的線性頻率斜坡，其具有在時間上從發(fā)射信號124偏移往返時間trt (對應(yīng)于頻率差)的鋸齒波形。往返時間trt與對象到FMCW雷達(dá)系統(tǒng)的距離成比例，使得SPU 120能夠基于時間trt來測量距離(例如，dFMCW = (trt.c)/2)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0005]圖1A是FMCW (調(diào)頻連續(xù)波)雷達(dá)系統(tǒng)的框圖。
[0006]圖1B是示出了圖1A的FMCW的操作的時序圖。
[0007]圖2是具有帶有信號修正元件的反饋路徑的雷達(dá)系統(tǒng)的框圖。
[0008]圖3是具有帶有信號修正元件的反饋路徑的FMCW雷達(dá)系統(tǒng)的框圖。
[0009]圖4是具有帶有信號修正元件的反饋路徑的FMCW雷達(dá)系統(tǒng)的框圖。
[0010]圖5A — 5B圖示出示出了不期望低頻和/或DC信號的減少的圖表。
[0011]圖6A — 6B圖示出具有包括被配置成生成修正信號的模擬多項式發(fā)生器的反饋路徑的FMCW雷達(dá)系統(tǒng)。
[0012]圖7A — 7B圖示出具有包括被配置成生成修正信號的數(shù)字多項式發(fā)生器的反饋路徑的FMCW雷達(dá)系統(tǒng)。
[0013]圖8是減少傳感器信號中的偏移誤差的示例性方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0014]現(xiàn)在參考附圖來描述要求保護的主題，其中，自始至終使用相同的附圖標(biāo)記來指示相同的元件。在以下描述中，出于說明的目的，闡述了許多特定細(xì)節(jié)以便提供對要求保護的主題的透徹理解。然而，可以顯而易見的是可以在沒有這些特定細(xì)節(jié)的情況下實施要求保護的主題。
[0015]在雷達(dá)系統(tǒng)中，當(dāng)同時地非常接近地操作時，可能發(fā)生從發(fā)射路徑到接收路徑的信號漏泄。此類信號漏泄可能導(dǎo)致常常具有大振幅的反射信號中的不期望信號分量(例如，DC和/或低頻分量)。為了防止反射信號中的失真和削波(clipping)，可以將接收路徑的增益設(shè)置成低的。然而，將接收路徑的增益設(shè)置成低的限制接收路徑的動態(tài)范圍。
[0016]替換地，可以使用高通濾波或AC耦合來去除不期望信號分量。然而，濾波利用大的電容器，其花費很長時間進行穩(wěn)定(settle)，當(dāng)雷達(dá)系統(tǒng)在其中發(fā)射機被間歇地接通和關(guān)斷的突發(fā)或‘占空因數(shù)’模式下操作時引起問題。將濾波電容器設(shè)置成具有短時間常數(shù)(即，要快速地穩(wěn)定)將緩解長的穩(wěn)定時間，但是從近距離目標(biāo)濾出有用的低頻信號分量。替換地，能夠較早地接通發(fā)射機(以允許有額外時間的穩(wěn)定時間)，但是較早地接通發(fā)射機導(dǎo)致更多的功率消耗和不期望的信號發(fā)射。
[0017]相應(yīng)地，本公開涉及接收機系統(tǒng)，其包括具有被配置成基于來自先前接收信號的信號信息而從接收信號去除不期望信號分量的信號修正元件的反饋路徑。接收機系統(tǒng)包括被配置成生成多個信號圖案的信號發(fā)生器。所述多個信號圖案中的一個被提供給被配置成無線地發(fā)射信號圖案的發(fā)射天線。接收天線端口被配置成接收包括信號圖案的時移版本的反射信號并將該反射信號提供給接收路徑。反饋路徑從接收路徑延伸至信號修正元件，其被配置成選擇性地生成減少反射信號中的不期望信號分量的修正信號。信號修正元件從存儲在存儲器中的補償參數(shù)生成修正信號，其對應(yīng)于包括信號圖案的先前接收反射信號，使得能夠使用修正信號來實時地減少不期望信號分量。
[0018]圖2是具有帶有信號修正元件220的反饋路徑的雷達(dá)系統(tǒng)200的框圖，信號修正元件220被配置成生成從反射信號去除不期望信號分量的修正信號S.。
[0019]雷達(dá)系統(tǒng)200包括被配置成生成多個信號圖案的信號發(fā)生器204。信號發(fā)生器204將所述多個信號圖案中的一個提供給被配置成將信號圖案作為電磁輻射206發(fā)射的發(fā)射天線202。具有與發(fā)射天線202耦合的常數(shù)的接收天線212被配置成接收包括來自對象208的信號圖案的時移版本的反射信號210。反射信號被提供給接收天線端口 214、下游中頻(IF)信號處理元件218以及下游信號處理單元224。
[0020]從IF信號處理元件218的輸出端延伸至信號修正元件220的反饋路徑向信號修正元件220提供反饋信號S/A。信號修正元件220被配置成執(zhí)行反饋信號Sft的測量掃描并根據(jù)該測量掃描來確定對應(yīng)于接收信號圖案的一個或多個補償參數(shù)。信號修正元件220包括存儲元件222，其被配置成存儲對應(yīng)于在多個測量掃描內(nèi)確定的多個信號圖案的補償參數(shù)。
[0021]在信號修正元件220已確定對應(yīng)于信號圖案的補償參數(shù)之后，信號修正元件能夠基于存儲的補償參數(shù)來生成修正信號S.，其減少包括信號圖案的反射信號中的不期望信號分量。由加法器216用反射信號減去修正信號S.以生成具有減少的不期望信號分量的已調(diào)整信號Sao7。
[0022]圖3是具有帶有信號修正元件318的反饋路徑316的公開FMCW (調(diào)頻連續(xù)波)雷達(dá)系統(tǒng)300的框圖，信號修正元件318被配置成生成從反射信號去除不期望信號分量的修正信號S.。
[0023]FMCff雷達(dá)系統(tǒng)300包括被配置成接收從對象304反射的電磁信號306的一個或多個接收天線302。在一些實施例中，所述一個或多個接收天線302可以包括被配置成接收電磁信號306的單個天線。在其他實施例中，所述一個或多個接收天線302可以包括具有多個天線的天線陣列，其中，相應(yīng)天線被配置成接收電磁信號306的不同頻道。
[0024]FMCff雷達(dá)系統(tǒng)300還包括斜坡信號發(fā)生器320，其被配置成生成具有連續(xù)變化頻率斜坡(例如，鋸齒波形)的多個斜坡信號。斜坡信號發(fā)生器320由被配置成定義斜坡信號的一個或多個參數(shù)的發(fā)射系統(tǒng)控制器322來控制。包括所述多個斜坡信號中的一個的斜坡信號被提供給發(fā)射路徑TX，其從FMCW雷達(dá)系統(tǒng)300且向位于接收路徑內(nèi)的接收混頻器308發(fā)射信號。接收混頻器308還接收基于電磁信號306的反射信號Sref,并且將反射信號Sref與斜坡信號Sramp混合。將反射信號Sref與斜坡信號Sramp混合提供具有與FMCW雷達(dá)系統(tǒng)300與對象304之間的距離成比例的頻率的混合信號Smix0
[0025]混合信號S?.x被提供給IF信號處理元件310。IF信號處理元件310可以包括調(diào)制元件、一個或多個放大器以及一個或多個濾波元件。IF信號處理元件310被配置成生成已放大、向下變頻混合信號D，其被輸入到被配置成將混合信號S?./從模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC) 312。該數(shù)字信號被提供給被配置成處理數(shù)字信號以確定對象304的位置的數(shù)字信號處理器314。
[0026]已放大、向下變頻混合信號S?.x’還被提供給向信號修正元件318提供反饋信號S/A的反饋路徑316。反饋路徑316從在接收混頻器308下游的接收路徑中的位置延伸到信號修正元件318。在一些實施例中，反饋路徑316可以從IF信號處理元件310的輸出端延伸到信號修正元件318。在其他實施例中，反饋路徑316可以從ADC 312的輸出端延伸到信號修正元件318。
[0027]信號修正元件318被配置成從反饋路徑316接收反饋信號S/A，并從發(fā)射系統(tǒng)控制器322接收觸發(fā)信號S_，其指示斜坡信號Sranp的變化?；谟|發(fā)信號和反饋信號S&信號修正元件318被配置成確定與由觸發(fā)信號指示的斜坡信號相對應(yīng)的混合信號Smix(例如，低頻和/或DC分量)的不期望信號分量。例如，信號修正兀件318可以在一段時間內(nèi)執(zhí)行反饋信號S/A的測量掃描以確定與由觸發(fā)信號Stov指示的斜坡信號相對應(yīng)的混合信號的不期望信號分量。
[0028]信號修正元件318被配置成存儲與不同斜坡信號的不期望信號分量相對應(yīng)的補償參數(shù)。例如，信號修正元件318被配置成存儲與第一斜坡信號的不期望信號分量相對應(yīng)的補償參數(shù)、與第二斜坡信號的不期望信號分量相對應(yīng)的補償參數(shù)等。通過存儲與不同斜坡信號的不期望信號分量相對應(yīng)的補償參數(shù)，信號修正元件318能夠生成修正信號S.，其基于來自斜坡信號的前一測量掃描的信號信息來減少不期望信號分量。 [0029]例如，如果發(fā)射系統(tǒng)控制器322輸出對應(yīng)于第一斜坡信號的觸發(fā)信號Strig,則斜坡信號發(fā)生器320將輸出提供給接收混頻器308的第一斜坡信號。觸發(fā)信號Strig向信號修正元件318指示正在接收第一斜坡信號。如果斜坡信號發(fā)生器320先前已使用第一斜坡信號，則信號修正元件318將已存儲與來自前一測量掃描的第一斜坡信號相對應(yīng)的補償參數(shù)。因此，在接收到觸發(fā)信號時，信號修正元件318將基于對應(yīng)于第一斜坡信號的存儲補償參數(shù)來生成非零修正信號。替換地，如果斜坡信號發(fā)生器320先前未使用第一斜坡信號(即，如果斜坡信號第一次使用)，則信號修正元件318將未存儲對應(yīng)于第一斜坡信號的補償參數(shù)且將不會生成非零修正信號。相反，信號修正元件318將在第一斜坡信號的測量掃描結(jié)束時計算一個或多個補償參數(shù)，并將存儲補償參數(shù)以在第一斜坡信號被再次使用時使用。
[0030]修正信號被提供給加法器216，其被配置成用混合信號S?.x減去修正信號S.以生成具有減少的不期望信號分量的已調(diào)整信號%dJ。在一些實施例中，加法器216位于IF信號處理元件310的上游。通過在IF信號處理之前消除不期望信號分量，能夠?qū)F信號處理的增益設(shè)置得較高，將允許更好地利用中頻(IF)信號處理級。
[0031]因此，F(xiàn)MCW雷達(dá)系統(tǒng)300的發(fā)射機和接收路徑之間的基本上恒定的耦合路徑允許信號修正元件318生成與斜坡信號的不期望信號分量相關(guān)聯(lián)的補償參數(shù)，并在斜坡信號隨后被用來訪問補償參數(shù)時實時地生成修正信號。
[0032]圖4圖示出公開FMCW雷達(dá)系統(tǒng)400的一些實施例的更詳細(xì)框圖。FMCW雷達(dá)系統(tǒng)400包括斜坡信號發(fā)生器410和信號修正元件402。
[0033]斜坡信號發(fā)生器410包括斜坡控制器412和受控振蕩器414。斜坡控制器412被配置成從發(fā)射系統(tǒng)控制器322接收一個或多個斜坡參數(shù)和觸發(fā)信號\rig。所述一個或多個斜坡參數(shù)將由受控振蕩器414生成的斜坡信號Sramp0基于所述一個或多個斜坡參數(shù)，斜坡控制器412被配置成操作受控振蕩器414以生成斜坡信號，其被提供給發(fā)射路徑TX和位于接收路徑內(nèi)的接收混頻器308。觸發(fā)信號Strig指示斜坡信號Sranp的變化。
[0034]信號修正元件402包括參數(shù)提取元件404、存儲元件406以及修正信號發(fā)生器408。
[0035]參數(shù)提取元件404被配置成從接收路徑接收反饋信號Sft并基于包括反饋信號S/A的時間區(qū)段(例如，反饋信號是2 us區(qū)段)的測量掃描來生成一個或多個補償參數(shù)。所述一個或多個補償參數(shù)被提供給存儲元件406，其被配置成存儲對應(yīng)于與斜坡信號Sranp相關(guān)聯(lián)的不期望信號分量的一個或多個補償參數(shù)。例如，存儲元件406被配置成存儲對應(yīng)于與第一斜坡信號相關(guān)聯(lián)的不期望信號分量的一個或多個補償參數(shù)、對應(yīng)于與第二斜坡信號相關(guān)聯(lián)的不期望信號分量的一個或多個補償參數(shù)等。
[0036]在一些實施例中，存儲元件406可以包括被配置成當(dāng)FMCW雷達(dá)系統(tǒng)100未被供電時存儲一個或多個補償參數(shù)的非易失性存儲器。在這種實施例中，當(dāng)向FMCW雷達(dá)系統(tǒng)100提供功率時，可以使用從FMCW雷達(dá)系統(tǒng)100的先前操作存儲在存儲元件406中的一個或多個補償參數(shù)來立即去除接收到的反射信號的不期望信號分量。在一些實施例中，可以最初將一個或多個補償參數(shù)預(yù)先加載到存儲元件406中(例如，基于預(yù)先制造的模擬或測試數(shù)據(jù))并隨后基于反饋信號Sft進行更新。
[0037]在一些實施例中，對應(yīng)于斜坡信號的所述一個或多個補償參數(shù)可以包括在多個測量掃描內(nèi)確定的補償參數(shù)的平均值。例如，如果對包括已存儲補償參數(shù)的斜坡信號的反射信號執(zhí)行測量掃描，則存儲元件406能夠存儲已存儲補償參數(shù)和根據(jù)測量掃描確定的新補償參數(shù)的平均值。
[0038]修正信號發(fā)生器408被配置成從發(fā)射系統(tǒng)控制器322接收觸發(fā)信號Strig并從存儲元件406接收斜坡信號Sranp接收對應(yīng)于斜坡信號、尋的一個或多個補償參數(shù)?；谒鲆粋€或多個補償參數(shù)，修正信號發(fā)生器408被配置成生成對混合信號中的不期望信號分量(例如，低頻或DC信號分量)負(fù)責(zé)的修正信號S.。[0039]在各種實施例中，修正信號S.可以包括具有任何階多項式函數(shù)的多項式修正信號。例如，在一些實施例中，修正信號S.可以包括一階多項式函數(shù)(例如，常數(shù)或線性斜坡信號)，而在其他實施例中，修正信號S-可以包括二階或更高階多項式函數(shù)。在其他實施例中，修正信號S.可以包括其他函數(shù)，例如，諸如諧波函數(shù)(例如，正弦和余弦函數(shù))。
[0040]圖5A — 5B圖示出示出了具有帶有信號修正元件的反饋路徑的公開FMCW雷達(dá)系統(tǒng)的操作的圖表。圖表500、506、510和514圖示出對未存儲補償參數(shù)的反射信號進行操作的公開FMCW雷達(dá)系統(tǒng)。圖表516、522、526和532圖示出對已存儲補償參數(shù)的反射信號進行操作的公開FMCW雷達(dá)系統(tǒng)。
[0041]圖表500圖不出用于具有2個單兀的歸一化時間的反射信號的測量掃描的作為時間(X軸)的函數(shù)的反射信號(y軸)的信號強度。如圖表500中所示，反射信號包括四個頻道502a — 502d。四個頻道502a — 502d中的每一個的信號強度具有高頻分量和低頻和/或DC分量。例如，頻道502c具有低頻分量，其具有約1.4單元的半周期。圖表500還圖示出修正信號504。由于未針對反射信號502的斜坡信號存儲補償參數(shù)，所以修正信號504具有零的恒定值。
[0042]圖表506圖示出已根據(jù)作為時間(X軸)的函數(shù)的修正信號504 (y軸)進行調(diào)整的反射信號的信號強度。如圖表506中所示，由于修正信號504具有零的恒定值，所以圖表508a—508d中的已調(diào)整信號的信號強度等于圖表500中的反射信號的信號強度。
[0043]圖表510圖示出已根據(jù)作為頻率(X軸)的函數(shù)的修正信號504 (y軸)進行調(diào)整的反射信號的信號強度。如圖表510中所示，反射信號512a — 512d在低頻下且在對應(yīng)于不期望信號分量的DC頻率下具有高信號強度。
[0044]圖表514圖示出由作為頻率(X軸)的函數(shù)的修正信號504 (y軸)提供的信號電平的下降。如圖表514中所示，由于修正信號504具有零的恒定值，所以在任何頻率下都不調(diào)整反射信號的信號電平。
[0045]圖表516圖示出用于反射信號的測量掃描的作為時間(X軸)的函數(shù)的反射信號(y軸)的信號強度。如圖表516中所示，反射信號包括具有高頻分量和低頻和/或DC分量的四個頻道518a — 518d。圖表516還圖示出用于四個頻道中的每一個的修正信號520a—520d。例如，選擇第一修正信號520a以減少第一頻道518a中的反射信號的不期望低頻信號，選擇第二修正信號520b以減少第二頻道518b中的反射信號的不期望低頻信號等。由于為反射信號518的斜坡信號存儲了補償參數(shù)，所以修正信號520a — 520d具有非零值。
[0046]圖表522圖示出已根據(jù)作為時間(X軸)的函數(shù)的修正信號520a — 520d (y軸)來調(diào)整的已調(diào)整信號的信號強度。由于修正信號520a — 520d具有非零值，所以其減少了不期望信號分量，導(dǎo)致用于四個通道中的每一個的已調(diào)整信號524a — 524d，所述四個通道具有小于圖表516中的反射信號的信號強度。
[0047]圖表526圖示出作為頻率(X軸)的函數(shù)的已調(diào)整信號(y軸)的信號強度。如圖表526中所示，在低頻下且在相對于未調(diào)整信號528a — 528d的DC頻率下降低已調(diào)整信號530a—530d的信號電平，但是其在較高頻率下相對未改變。因此，修正信號520a — 520d在不改變較高頻率有用信號分量的情況下精確地減少不期望低頻和DC信號分量。
[0048]圖表530圖示出由作為頻率(X軸)的函數(shù)的修正信號520a — 520d (y軸)提供的信號電平的下降。如圖表530中所不，已調(diào)整信號530a—530d的信號電平對于DC信號而言被降低約20至30 dB之間且對于低頻信號而言降低較小的量。此外，針對較高頻率，未降低已調(diào)整信號530a—530d的信號電平。
[0049]圖6A是具有反饋路徑的公開FMCW雷達(dá)系統(tǒng)600的框圖，該反饋路徑包括被配置成生成修正信號Scor的模擬多項式發(fā)生器610，該修正信號S.對反射信號中的不期望信號
分量負(fù)責(zé)。
[0050]反饋路徑包括IF (中頻)參數(shù)提取元件602。IF參數(shù)提取元件602被配置成將反射信號的接收測量掃描時間劃分成相等數(shù)目的區(qū)段，將各區(qū)段內(nèi)的信號加和，并根據(jù)該和而生成一個或多個補償參數(shù)。此外，在一些實施例中，IF參數(shù)提取元件602被配置成將接收信號劃分成四個相等時域四分之一。IF參數(shù)提取元件602然后將各四分之一內(nèi)的信號加和并根據(jù)該和來計算用于平方律多項式修正信號的補償參數(shù)。
[0051]在一些實施例中，IF參數(shù)提取元件602包括被連接到累加器606的加法器604。反饋路徑從累加器606的輸出端延伸到加法器604的輸入端，使得累加器606的輸出被加到由加法器604接收到的反饋信號S/A。通過將累加器606的輸出加到反饋信號S/A，累加器606將反射信號加和以生成用于測量掃描的一個或多個部分和Qn。所述一個或多個部分和Qn被提供給補償參數(shù)計算元件608，其被配置成根據(jù)所述部分和Qn來計算一個或多個補償參數(shù)。
[0052]在一些實施例中，累加器606被配置成從發(fā)射系統(tǒng)控制器616接收重置信號Sreset。重置信號Sreset以將在時域中將測量掃描分離成多個區(qū)段的方式將累加器606的值重置。通過將測量掃描分離成多個區(qū)段，針對每個區(qū)段生成部分和Qn。在一些實施例中，重置信號包括觸發(fā)信號Stov。 [0053]在一個實施例中，IF參數(shù)提取元件602被配置成生成用于二階多項式修正信號的第一、第二和第三補償參數(shù)(a、b和C)。在這種實施例中，IF參數(shù)提取元件602將測量掃描分離成四個四分之一。累加器606被配置成生成用于測量掃描的四個四分之一的部分和Q1-Qp部分和Q1-Q4被提供給補償參數(shù)計算元件608，其如下確定補償參數(shù):
a = -Q1-Qa+Q3^j
b = 2* (Q1-Q2-QfQ4)，以及
c = 1/6 (_Q1+7:i:Q2+7:i:Q3_Q4) °
[0054]IF參數(shù)提取元件602被配置成將所述一個或多個補償參數(shù)寫入存儲元件618，其被配置成存儲對應(yīng)于各種斜坡信號的一個或多個補償參數(shù)。在一些實施例中，可以將存儲兀件618包括在發(fā)射系統(tǒng)控制器616內(nèi)。
[0055]發(fā)射系統(tǒng)控制器616被配置成經(jīng)由被配置成將補償參數(shù)從數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號的數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC) 609將對應(yīng)于斜坡信號Sramp的一個或多個補償參數(shù)提供給模擬多項式發(fā)生器612。模擬多項式發(fā)生器612被配置成生成包括多項式函數(shù)的模擬修正信號S.。模擬修正信號S.可以在被提供給加法器216之前由濾波元件614進行濾波，其用混合信號S?i減去修正信號Scar以減少不期望信號分量。
[0056]圖6B是被配置成生成二次多項式(例如，at2 + bt + c))的模擬多項式發(fā)生器620的一些實施例的框圖。
[0057]模擬多項式發(fā)生器620包括第一模擬累加器622、第一加法器624、第二模擬累加器626以及第二加法器628。第一累加器622被配置成接收初始化信號(例如，觸發(fā)信號U和第一補償參數(shù)a。在接收到初始化信號時，第一累加器622開始在時間上對a的值求積分以生成具有at的值的信號。第一加法器624被配置成將第一累加器622的輸出與第二補償參數(shù)b相加以生成具有at+b的值的信號。第二累加器626被配置成接收初始化信號和具有at+b的值的信號。在接收到初始化信號時，第二累加器626開始在時間上對at+b的值求積分以生成具有at2+bt的值的信號。第二加法器628被配置成將第二累加器626的輸出與第三補償參數(shù)c相加以生成包括具有at2 + bt + c的值的二階多項式的修正信號S.。
[0058]圖7A是具有反饋路徑的公開FMCW雷達(dá)系統(tǒng)700的框圖，該反饋路徑包括被配置成生成修正信號Scor的模擬多項式發(fā)生器704，該修正信號S.對反射信號中的不期望信號
分量負(fù)責(zé)。
[0059]數(shù)字多項式發(fā)生器704被配置成從存儲元件618接收一個或多個補償參數(shù)并根據(jù)所述一個或多個補償參數(shù)生成包括多項式函數(shù)的數(shù)字修正信號S.。該數(shù)字修正信號S.被提供給數(shù)模轉(zhuǎn)換器706，其被配置成將數(shù)字修正信號S.轉(zhuǎn)換成模擬信號。該模擬信號可以在被提供給加法器216之前由濾波元件614進行濾波，其用混合信號S?.x減去修正信號Scor以減少不期望信號分量。
[0060]圖7B是數(shù)字多項式發(fā)生器708的一些實施例的框圖。數(shù)字多項式發(fā)生器708包括第一加法器710、第一數(shù)字累加器712、第二加法器714、第三加法器716、第二數(shù)字累加器718以及第四加法器720。第一加法器710被配置成接收初始信號i/?ii (例如，觸發(fā)信號StoP和第一輸入?yún)?shù)P2。第一加法器710具有連接到第一累加器712的輸入節(jié)點的輸出節(jié)點。反饋路徑從第一累加器712的輸出節(jié)點延伸至第一加法器710的輸入節(jié)點，以生成具有P2t的值的信號。第二加法器714被配置成將第二輸入?yún)?shù)P1與具有p2t的值的信號相加以生成具有P2t + P1的值的信號。第二加法器714具有連接到第三加法器716的輸入節(jié)點的輸出節(jié)點。第三加法器716具有連接到第二累加器718的輸入節(jié)點的輸出節(jié)點。反饋路徑從第二累加器718的輸出節(jié)點延伸到第三加法器716的輸入節(jié)點，以生成具有l(wèi)/2p2t2-l/2p2t + Plt的值的信號。第四加法器720具有連接到第二累加器718的輸出節(jié)點的輸入節(jié)點并被配置成將第三輸入?yún)?shù)Ptl與具有l(wèi)/2p2t2 - l/2p2t + Plt的值的信號相加，以生成具有值l/2p2t2 -l/2p2t + Plt + P。的輸出信號。
[0061]為了實現(xiàn)具有形式at2 + bt + c的輸出信號，參數(shù)轉(zhuǎn)換元件722被配置成接收補償參數(shù)a、b和c并根據(jù)遞歸關(guān)系來執(zhí)行系數(shù)的置換，如本領(lǐng)域的技術(shù)人員眾所周知的。更特別地，參數(shù)轉(zhuǎn)換元件722被配置成通過如下根據(jù)a、b和c來計算用于數(shù)字多項式發(fā)生器508的輸入?yún)?shù)P(l、Pl以及P2而利用遞歸關(guān)系以便獲得具有的形式at2 + bt + c的二階多項式:
Po = c
P1 = a+b
P2 = 2*a
輸入?yún)?shù)PrP1和P2被饋送到數(shù)字多項式發(fā)生器508，使得數(shù)字多項式發(fā)生器708在不增加系統(tǒng)的計算的情況下計算具有at2 + bt + c形式的多項式的輸出信號。
[0062]圖8是減少FMCW雷達(dá)系統(tǒng)中的不期望信號分量(例如，低頻和DC信號分量)的示例性方法800的流程圖。[0063]將認(rèn)識到的是雖然將方法800示為并描述為一系列的動作或事件，但不應(yīng)在限制性意義上解釋此類動作或事件的所示排序。例如，某些動作可以按照不同的順序和/或與除本文中所示和/或所述那些之外的其他動作或事件同時地發(fā)生。另外，可能并不是需要所有所示動作以實現(xiàn)本文公開的一個或多個方面或?qū)嵤├?。并且，可以在一個或多個單獨動作和/或階段中執(zhí)行本文所描述的動作中的一個或多個。
[0064]在802處，接收具有不期望信號分量的反射信號。該反射信號包括從雷達(dá)系統(tǒng)發(fā)射的信號，其已被從對象反射并返回至雷達(dá)系統(tǒng)。
[0065]在804處，將反射信號與具有連續(xù)變化頻率斜坡的斜坡信號混合。在一些實施例中，斜坡信號可以包括鋸齒波形。
[0066]在一些實施例中，方法800可以在806處進行檢查以確定對應(yīng)于斜坡信號的一個或多個補償參數(shù)是否被存儲在存儲器中(例如，從先前的測量掃描)。在其他實施例中，其中，所述一個或多個補償參數(shù)已被預(yù)先加載到存儲器中，可以跳過動作806— 810。
[0067]如果對應(yīng)于斜坡信號的補償參數(shù)未被存儲在存儲器中，則該方法前進至812。
[0068]如果對應(yīng)于斜坡信號的補償參數(shù)被存儲在存儲器中，貝1J在808處,可以從對應(yīng)于斜坡信號的一個或多個存儲補償參數(shù)選擇性地生成修正信號。在810處，從混合信號減去修正信號。該修正信號減少混合信號中的不期望頻率分量(例如，低頻和/或DC分量)。在各種實施例中，修正信號可以包括多項式函數(shù)或諧波函數(shù)。
[0069]在812處，生成對應(yīng)于不期望信號分量的一個或多個補償參數(shù)。
[0070]在一些實施例中，在814處，通過將混合信號的測量掃描(在804處生成的混合信號的時間區(qū)段)劃分成許多相等的時域區(qū)段來生成補償參數(shù)。在816處，對相等時域區(qū)段中的每一個中的信號求積分以生成等于相等時域區(qū)段的數(shù)目的許多部分和。然后在818處對該部分和進行數(shù)學(xué)運算以生成所述一個或多個補償參數(shù)。
[0071]在820處，存儲對應(yīng)于該斜坡信號的一個或多個補償參數(shù)。
[0072]該方法可以在多個測量掃描內(nèi)重復(fù)。在為斜坡信號存儲一個或多個補償參數(shù)之后(820)，可以在808處根據(jù)一個或多個存儲補償參數(shù)來確定對應(yīng)于斜坡信號的修正信號。
[0073]將認(rèn)識到的是基于本說明書和附圖的閱讀和/或理解，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以想到等價的變更和/或修改。本文中的公開包括所有此類修改和變更，并且一般并不意圖從而被限制。例如，雖然公開系統(tǒng)被示為具有兩個偏移修正電路和兩個反饋環(huán)路，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到公開系統(tǒng)可以包括兩個以上偏移修正電路和/或反饋環(huán)路。
[0074]另外，雖然已相對于多個實施方式中的僅一個公開的特定特征或方面，但可以根據(jù)需要將此類特征或方面與其他實施方式的一個或多個其他特征和/或方面組合。此外，在本文中使用術(shù)語“包括”、“具有”、“有” “帶有”和/或其變體的程度上，此類術(shù)語意圖在意義上是包括性的一類似“包括”。并且，“示例性”僅僅以圖意指示例而不是最好的。還應(yīng)認(rèn)識到的是出于理解的簡單和容易的目的用相對于彼此的特定尺寸和/或取向圖示出本文中所述的特征、層和/或元件，并且實際尺寸和/或取向可以基本上與本文中所示的不同。
【權(quán)利要求】
1.一種接收機，包括: 信號發(fā)生器，被配置成生成多個斜坡信號，具有連續(xù)變化頻率斜坡，并將所述多個斜坡信號中的一個提供給發(fā)射天線； 接收天線端口，被配置成接收包括所述多個斜坡信號中的一個的時移版本的反射信號; 存儲元件，被配置成存儲對應(yīng)于所述多個斜坡信號的補償參數(shù)；以及信號修正元件，被配置成生成修正信號，其基于對應(yīng)于所述多個斜坡信號中的一個的存儲補償參數(shù)而減少反射信號中的不期望信號分量。
2.權(quán)利要求1的接收機,還包括: 參數(shù)提取元件，被配置成經(jīng)由反饋路徑來接收反饋信號，并基于所述反饋信號來生成一個或多個補償參數(shù)， 其中，所述一個或多個補償參數(shù)被存儲在存儲元件中。
3.權(quán)利要求2的接收機，其中，所述參數(shù)提取元件被配置成: 在一段時間內(nèi)執(zhí)行反射信號的測量掃描； 將測量掃描劃分成相等時域區(qū)段； 在相應(yīng)相等時域區(qū)段內(nèi)對反射信號求積分以生成一個或多個部分和；以及 對所述一個或多個部分和進行數(shù)學(xué)運算以生成所述一個或多個補償參數(shù)。`
4.權(quán)利要求3的接收機，其中，所述參數(shù)提取元件包括: 加法器，具有被配置成接收所述反饋信號的輸入節(jié)點； 累加器，具有被連接到所述加法器的輸入節(jié)點的輸出節(jié)點，使得累加器的輸出信號被與反饋信號相加以生成所述一個或多個部分和；以及 計算元件，被配置成根據(jù)所述一個或多個部分和來計算一個或多個補償參數(shù)。
5.權(quán)利要求3的接收機，其中，所述修正信號包括基于第一補償參數(shù)、第二補償參數(shù)和第三補償參數(shù)生成的二階多項式函數(shù)。
6.權(quán)利要求5的接收機，其中，所述信號修正元件被配置成: 將第一補償參數(shù)生成為等于第一部分和的負(fù)數(shù)、第二部分和的負(fù)數(shù)、第三部分和以及第四部分和的和， 將第二補償參數(shù)生成為等于二乘以第一部分和、第二部分和的負(fù)數(shù)、第三部分和的負(fù)數(shù)以及第四部分和的和；以及 將第三補償參數(shù)生成為等于六分之一乘以第一部分和的負(fù)數(shù)、七乘以第二部分和、七乘以第三部分和以及第四部分和的負(fù)數(shù)的和。
7.權(quán)利要求1的接收機，其中，所述補償參數(shù)包括在反射信號的多個單獨時域測量掃描內(nèi)確定的多個補償參數(shù)的平均值。
8.一種雷達(dá)系統(tǒng),包括: 斜坡信號發(fā)生器，被配置成生成具有連續(xù)變化的頻率斜坡的多個斜坡信號，并將所述多個斜坡信號中的一個提供給發(fā)射路徑和接收路徑； 接收混頻器，位于所述接收路徑內(nèi)并被配置成生成混合信號，該混合信號包括在具有不期望信號分量的反射信號內(nèi)被混合的所述多個斜坡信號中的一個；以及信號修正元件，被配置成:針對對應(yīng)于所述多個斜坡信號中的一個的不期望信號分量，根據(jù)混合信號的測量掃描，確定一個或多個補償參數(shù)， 存儲一個或多個補償參數(shù)，以及 生成修正信號，其基于對應(yīng)于所述多個斜坡信號中的一個的存儲補償參數(shù)而減少反射信號中的不期望信號分量。
9.權(quán)利要求8的雷達(dá)系統(tǒng)，其中，所述一個或多個補償參數(shù)包括在多個測量掃描內(nèi)確定的多個補償參數(shù)的平均值。
10.權(quán)利要求8的雷達(dá)系統(tǒng)，其中，所述信號修正元件包括: 參數(shù)提取元件，被配置成經(jīng)由從在接收混頻器的下游的接收路徑中的位置開始延伸的反饋路徑接收反饋信號，并基于該反饋信號來生成一個或多個補償參數(shù)； 存儲元件，被配置成存儲對應(yīng)于所述多個斜坡信號的所述一個或多個補償參數(shù)；以及修正信號發(fā)生器，被配置成從存儲元件接收所存儲的一個或多個補償參數(shù)并基于所存儲的一個或多個補償參數(shù)來生成修正信號。
11.權(quán)利要求10的雷達(dá)系統(tǒng)，其中，所述修正信號發(fā)生器被配置成生成包括多項式函數(shù)的修正信號。
12.權(quán)利要求10的雷達(dá)系統(tǒng)，其中，所述修正信號發(fā)生器包括: 數(shù)字多項式發(fā)生器，被配置成從存儲元件接收所述一個或多個補償參數(shù)并由此生成修正信號；以及 數(shù)模轉(zhuǎn)換器，被配置成將`修`正信號轉(zhuǎn)換成模擬信號，其被從混合信號減去。
13.權(quán)利要求10的雷達(dá)系統(tǒng)，其中，所述修正信號發(fā)生器包括: 模擬多項式發(fā)生器，被配置成從所述存儲元件接收一個或多個補償參數(shù)并由此生成修正信號。
14.權(quán)利要求10的雷達(dá)系統(tǒng)，其中，所述參數(shù)提取元件包括: 加法器，具有被配置成接收反饋信號的輸入節(jié)點； 累加器，具有被連接到加法器的輸入節(jié)點的輸出節(jié)點，使得累加器的輸出信號被與反饋信號相加以生成一個或多個部分和；以及 計算元件，被配置成根據(jù)所述一個或多個部分和來計算一個或多個補償參數(shù)。
15.權(quán)利要求14的雷達(dá)系統(tǒng)，其中，所述修正信號包括基于第一補償參數(shù)、第二補償參數(shù)和第三補償參數(shù)生成的二階多項式。
16.權(quán)利要求15的雷達(dá)系統(tǒng)，其中，所述計算元件是被配置成: 將第一補償參數(shù)生成為等于第一部分和的負(fù)數(shù)、第二部分和的負(fù)數(shù)、第三部分和以及第四部分和的和； 將第二補償參數(shù)生成為等于二乘以第一部分和、第二部分和的負(fù)數(shù)、第三部分和的負(fù)數(shù)以及第四部分和的和；以及 將第三補償參數(shù)生成為等于六分之一乘以第一部分和的負(fù)數(shù)、七乘以第二部分和、七乘以第三部分和以及第四部分和的負(fù)數(shù)的和。
17.一種減少雷達(dá)系統(tǒng)中的不期望信號的方法，包括: 接收具有不期望信號分量的反射信號； 將反射信號與具有頻率斜坡的斜坡信號混合以生成混合信號；從對應(yīng)于斜坡信號且被存儲在存儲元件中的一個或多個補償參數(shù)選擇性地生成修正信號；以及 用混合信號減去修正信號以減少混合信號中的不期望信號分量。
18.權(quán)利要求17的方法，還包括: 為對應(yīng)于斜坡信號的不期望信號分量生成所述一個或多個補償參數(shù)；以及 將所述一個或多個補償參數(shù)存儲在存儲元件中。
19.權(quán)利要求18的方法，其中，生成一個或多個補償參數(shù)包括: 在一段時間內(nèi)執(zhí)行接收信號的測量掃描； 將測量掃描劃分成相等時域區(qū)段； 在相應(yīng)相等時域區(qū)段內(nèi)對反射信號求積分以生成一個或多個部分和；以及 對所述一個或多個部分和進行數(shù)學(xué)運算以生成所述一個或多個補償參數(shù)。
20.權(quán)利要求17的方法，對一個或多個部分和進行數(shù)學(xué)運算以生成一個或多個補償參數(shù)包括: 將第一補償參數(shù)生成為等于第一部分和的負(fù)數(shù)、第二部分和的負(fù)數(shù)、第三部分和以及第四部分和的和； 將第二補償參數(shù)生成為等于二乘以第一部分和、第二部分和的復(fù)數(shù)、第三部分和的負(fù)數(shù)以及第四部分和的和；以及 將第三補償參數(shù)生成為等于六分之一乘以第一部分和的負(fù)數(shù)、七乘以第二部分和、七乘以第三部分和以及第四 部分和的負(fù)數(shù)的和。
【文檔編號】G01S7/35GK103869294SQ201310668411
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月11日
【發(fā)明者】H.耶格 申請人:英飛凌科技股份有限公司
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