CN103492902A - 高速高分辨率宽范围低功率的模拟相关器和雷达传感器 - Google Patents

Abstract

一种高速高动态范围和低功耗模拟相关器用于在雷达传感器中使用。所述模拟相关器将各种脉冲复制方案与各种并行积分器架构相组合以改善传统雷达传感器的探测速度、动态范围和功耗。所述模拟相关器包括复本生成器、乘法器和积分器模块。所述复本生成器生成具有多个复制的脉冲压缩雷达（PCR）脉冲的模板信号。所述乘法器将接收的PCR信号与所述多个复制的PCR脉冲相乘。所述积分器模块耦接至所述乘法器，并且生成多个模拟相关信号，每个所述模拟相关信号基于在所接收的PCR信号与所述复制的PCR脉冲中的一个之间的相乘。

Description

高速高分辨率宽范围低功率的模拟相关器和雷达传感器

技术领域

本发明一般涉及雷达传感器领域，并且更具体地涉及高速、高分辨率、宽范围且低功率的模拟相关器和包含所述模拟相关器的雷达传感器。

背景技术

传统雷达传感器被广泛用于探测一个或多个目标的位置。这些传统雷达传感器可以具有不同的探测范围能力。一般地，高分辨率雷达传感器的探测范围可以比低分辨率雷达传感器的探测范围短。由于许多设计约束，对于传统雷达传感器来说，同时实现高分辨率和高探测范围可能是困难的并且/或者是成本低效的。

例如，已经尝试使用宽带信号来提高传统雷达传感器的分辨率。然而，这些宽带信号与窄带信号相比通常具有高的热噪声水平，窄带信号可以用在具有低分辨率的传统雷达传感器中。高的热噪声水平导致传统雷达传感器的接收器的信噪比（SNR）恶化。由于此SNR恶化，传统雷达传感器可能难以接收由远程目标反射的宽带信号。因此，这些传统雷达传感器可能遭受动态范围的下降。因为动态范围表示在最强接收信号的功率水平与最弱接收信号的功率水平之间的比率，所以动态范围的下降将减小传统雷达传感器的最大可探测距离与最小可探测距离之间的间隙。随着此间隙减小，这些传统雷达传感器的探测范围将相应地减小。

为了解决此SNR恶化问题，已经另外尝试部署高信噪比（SNR）模数转换器（ADC）以提高传统雷达传感器的接收器的动态范围和探测范围。这些高SNR ADC与具有低SNR的ADC相比通常具有大比特数。为了维持高分辨率，以相对高的频率采样这些高SNR ADC。然而，因为大比特数和高采样频率，这些雷达传感器的功耗可能过分的高，因此导致这些雷达传感器的实施不切实际。

为了解决此功耗问题，已经另外尝试部署传统模拟相关器以降低高SNRADC的采样速率。然而，这些传统模拟相关器可能具有相对慢的探测速度。此慢探测速度可能大大妨碍这些雷达传感器的性能，因为这些传统模拟相关器的探测时间可能非常长。因此，这些雷达传感器可能不能探测快速移动的目标。此缺陷可能导致雷达传感器不适于用于涉及探测快速移动目标的许多军用和/或商用应用中。

因此，对具有高速、高分辨率、宽范围和低功耗的经济的雷达传感器存在需求。

发明内容

本发明可以实现各种改进的模拟相关器。继而，改进的模拟相关器可以实现各种改进的雷达传感器。改进的模拟相关器可以组合各种发送脉冲复制（replication）方案与各种并行积分器架构，以提高传统模拟相关器的探测速度。此外，改进的模拟相关器可以采用各种时间延迟方案以改善传统雷达传感器的动态范围。此外，改进的模拟相关器可以部署一个或多个可变增益放大器以缓和ADC的SNR需求。因此，改进的模拟相关器使得改进的雷达传感器能够实现高速、高分辨率、宽范围和低功耗。

在一个实施例中，本发明提供了一种用于在具有发送器和接收器的雷达传感器中使用的模拟相关器。发送器用于发送具有脉冲压缩雷达（PCR）脉冲的PCR信号，而接收器用于接收反射的PCR信号。模拟相关器包括复本（replica）生成器、乘法器、以及积分器模块。复本生成器用于生成具有多个复制的PCR脉冲的模板信号。所述多个复制的PCR脉冲的每个复制所发送的PCR信号的PCR脉冲。可以以相对于所发送的PCR信号具有可调节时间延迟的复制速率生成所述多个复制的PCR脉冲。

乘法器用于将所接收的PCR信号与所述模板信号的多个复制的PCR脉冲相乘。积分器模块耦接（couple）至乘法器，并且其生成多个模拟相关信号。每个模拟相关信号具有基于在所接收的PCR信号与模板信号的复制的PCR脉冲之一之间相乘的幅值（magnitude）。

在另一实施例中，本发明提供了一种用于在具有发送器和接收器的雷达传感器中使用的模拟相关器。发送器用于发送具有脉冲压缩雷达（PCR）脉冲的PCR信号，而接收器用于接收反射的PCR信号。模拟相关器包括复本生成器、乘法器、以及积分器模块。模拟相关器用于生成第一模板信号和第二模板信号。第一和第二模板信号的每个具有多个复制的PCR脉冲，它们复制所发送的PCR信号的PCR脉冲。

以复制速率复制第一和第二模板信号的复制的PCR脉冲。将第一模板信号从所发送的PCR信号延迟第一可调节时间。将第二模板信号从所发送的PCR信号延迟第二可调节时间。第一可调节时间和第二可调节时间由PCR脉冲的脉冲宽度相对地定义。

乘法器用于将所接收的PCR信号与第一模板信号的多个复制的PCR脉冲、以及与第二模板信号的多个复制的PCR脉冲相乘。积分器模块耦接至乘法器。积分器模块基于在所接收的PCR信号与第一模板信号的多个复制的PCR脉冲之间相乘，生成多个第一模拟相关信号。此外，积分器模块基于在所接收的PCR信号与第一模板信号的多个复制的PCR脉冲之间相乘，生成多个第二模拟相关信号。

在另一实施例中，本发明提供了一种雷达传感器，其包括脉冲生成器、可变增益放大器（VGA）、模拟相关器、以及控制器。脉冲生成器用于生成用于发送的脉冲压缩雷达（PCR）信号，其包括PCR脉冲。VGA基于在PCR信号的发送之后开始的时间段放大接收的PCR信号。

模拟相关器连接至脉冲生成器。模拟相关器生成包括多个复制的PCR脉冲的模板信号，所述多个复制的PCR脉冲的每个以具有相对于PCR信号的发送的可调节时间延迟的复制速率复制PCR信号的PCR脉冲。此外，模拟相关器生成多个模拟相关信号，所述多个模拟相关信号的每个具有基于在所放大的PCR信号与模板信号的复制的PCR脉冲之一之间相乘的幅值。此外，模拟相关器以采样速率采样所述多个模拟相关信号。采样速率基本上与复制速率同步。

控制器连接至模拟相关器。控制器基于所采样的多个模拟相关信号的每个的幅值探测目标的位置。如果未探测到目标的位置，则控制器增大可调节时间延迟。

提供此发明内容部分以介绍某些概念，而并非强调所主张权利的主题本身的任何关键或必要特征。

附图说明

在所附权利要求书中具体阐述本发明的被认为是新颖的目的和特征。结合附图，通过参考下面的描述，可以最好地理解本发明的组织和操作方式以及其它目的和优势。

图1示出根据本发明的第一实施例的、用于测量两个目标的位置的雷达传感器的前视图；

图2示出根据本发明的第一实施例的雷达传感器的框图；

图3示出根据本发明的第一实施例的相关情形中的各个信号的各个波形图；

图4示出根据本发明的第一实施例的失配情形中的各个信号的各个波形图；

图5示出根据本发明的第一实施例的第一探测周期期间的各个信号的各个波形图；

图6示出根据本发明的第一实施例的第二探测周期期间的各个信号的各个波形图；

图7示出根据本发明的第一实施例的第三探测周期期间的各个信号的各个波形图；

图8示出根据本发明的第一实施例的第四探测周期期间的各个信号的各个波形图；

图9示出根据本发明的第二实施例的雷达传感器的示意图；

图10示出根据本发明的第二实施例的多相关（multiple-correlation）情形中的各个信号的各个波形图；

图11示出根据本发明的第二实施例的动态增益控制方案中的各个信号的各个波形图；

图12示出根据本发明的第三实施例的高速雷达传感器的示意图；

图13示出根据本发明的第三实施例的快速感测方案的各个信号的各个波形图；

图14示出根据本发明的第四实施例的运动感测雷达传感器的示意图；以及

图15示出根据本发明的第四实施例的运动感测方案中的各个信号的各个波形图。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的优选实施例，上述优选实施例阐述被构思为实施本发明的最佳方式，实施最佳方式的示例在附图中图示。虽然将结合优选实施例描述本发明，但是将理解它们并非意图将本发明限制于这些实施例。相反，本发明意图覆盖可以包括由所附权利要求书限定的本发明的精神和范围内的替代物、修改和等同物。此外，在下列对本发明的详细描述中，为了提供对本发明的透彻理解而阐述多个具体细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践本发明。在其它实例中，未详细描述公知的方法、过程、组件和电路，以便避免不必要地混淆本发明的各方面。

现在将参考附图描述实施本发明的各个特征的实施例的装置、系统和方法。提供附图和关联的描述以图示本发明的一些实施例，且并非限制本发明的范围。在附图中，重复使用参考数字以表示参考元素之间的对应关系。另外，每个参考数字的第一个数字表示元素首先出现的图。

图1示出根据本发明的第一实施例的、用于测量两个目标的位置的雷达传感器100的前视图。雷达传感器100可以是雷达系统的部分。雷达传感器100具有天线150，用于发送射频（RF）调制信号162。所发送的RF调制信号162具有载波频率和编码调制消息。编码调制消息可以是脉冲压缩雷达（PCR）信号。可以通过使用一个或多个数字调制方案来调制PCR信号，所述数字调制方案可以包括但不限于相移键控（PSK）、二进制相移键控（BPSK）、频移键控（FSK）、以及/或者幅移键控（ASK）。由于其编码的消息，所发送的RF调制信号162也可以称为所发送的PCR信号162。

所发送的PCR信号162将行进距离R，直到其到达在第一位置101的第一目标为止。第一目标然后将反射所发送的PCR信号162。在被反射之后，所发送的PCR信号162变成反射的PCR信号164。所反射的PCR信号164行进距离R回到天线150。在这一点上，天线150接收所反射的PCR信号164。

在接收到所反射的PCR信号164之后，雷达传感器100可以从所反射的PCR信号164提取PCR信号。通过将所提取的PCR信号与模板信号相关，雷达传感器100可以确定所发送的PCR信号162和所反射的PCR信号164的飞行时间（TOF）106。TOF106包括用于所发送的PCR信号162从天线150行进距离R到第一目标的第一持续时间、以及用于所反射的PRC信号164从第一目标行进该距离到天线150的第二持续时间。

假设C是光速并且忽略任何多普勒效应，TOF106可以用于根据下列等式确定、推导和/或计算距离R的值：

R=TOF*(C/2)

雷达传感器100具有范围（range）分辨率ΔR，其是位置的最小可探测范围。换言之，当在假定第二目标与第一目标保持至少ΔR的距离的情况下雷达传感器100能够探测在第二位置102处的第二目标，并且能够将第二目标与第一目标区分时，雷达传感器100具有范围分辨率ΔR。一般地，范围分辨率ΔR与PRC信号脉冲的具有单位子脉冲宽度T_S的子脉冲的带宽（BW）具有关系。如这里所讨论的、但不对其施加任何限制，可以由单位子脉冲宽度T_S的倒数确定子脉冲的带宽（BW）。在以下部分中将更详细讨论这种关系的细节。然而，为了简便，可以根据下列等式表征范围分辨率ΔR：

ΔR=C/(2*BW)

在一个实施例中，例如，当子脉冲的带宽（BW）的范围从约200MHz到约500MHz时，雷达传感器100的范围分辨率ΔR的范围可以从约75cm到约30cm。在另一实施例中，例如，当子脉冲的带宽（BW）的范围从约500MHz到约1GHz时，雷达传感器100的范围分辨率ΔR的范围可以从约30cm到约15cm。在另一实施例中，例如，当子脉冲的带宽（BW）的范围从约1GHz到约2GHz时，雷达传感器100的范围分辨率ΔR的范围可以从约15cm到约7.5cm。

如这里讨论的，接收的雷达信号的动态范围取决于最强接收信号与最弱接收信号之间的比率。因此，具有高动态范围的雷达传感器比具有低动态范围的雷达传感器具有更宽范围的探测区域。为了以宽范围的雷达截面探测目标，雷达传感器100具有高动态范围。通过提供相对低的范围分辨率ΔR，雷达传感器100可以具有相对高的动态范围。传统雷达传感器当操作在高动态范围之下时可能具有高功耗，这是由于诸如模数转换器（ADC）的各个电路组件的高线性设计约束。雷达传感器100通过使用模拟相关器110减少ADC的功耗并提高整体探测速度，来提供对于这种困境的解决方案。与传统雷达传感器不同，雷达传感器100可以以高动态范围执行一个或多个位置探测方案，而不会妨碍速度或增大操作的功耗。在以下部分中将讨论这些方案的详细实施方式。

图2示出根据本发明的第一实施例的雷达传感器100的框图。雷达传感器100包括模拟相关器110、定时（timing）模块120、探测控制器130、射频（RF）前端140、以及天线150。探测控制器130负责控制和协调雷达传感器100中的各个组件的操作。在一个实施方式中，例如，探测控制器130可以在一个或多个探测周期期间启动一个或多个脉冲压缩雷达（PCR）信号的生成。在另一实施方式中，例如，当模拟相关器110正在将所反射的PCR信号164与模板信号113相关时，探测控制器130可以控制模拟相关器110的一个或多个定时组件。在另一个实施方式中，探测控制器130可以处理从模拟相关器110的输出以确定和/或计算目标的位置。

探测控制器130在每个探测周期的起始生成探测周期信号135。雷达传感器100包括PCR信号生成器132，其可以耦接至探测控制器130，并且接收探测周期信号135。响应于探测周期信号135，PCR信号生成器132生成初始PCR信号133，其在每个脉冲重复间隔（PLI）内包括PCR脉冲。PCR脉冲包括通过诸如补码和/或巴克（Barker）码的编码方法压缩的数字码。这样，PCR脉冲包括一系列子脉冲，每个子脉冲可以表示压缩信息的一个或多个比特。

参见图5，其部分地示出了初始PCR信号133的波形图，初始PCR信号133在第一探测周期500的起始包括第一PCR脉冲562。第一PCR脉冲562具有脉冲宽度T_P。脉冲重复间隔PRI可以表示为PCR脉冲宽度T_P的倍数。因此，如果M是可适合于一个探测周期的PCR脉冲的数目，则脉冲重复间隔PRI可以表示为M*T_P。一般地，初始PCR信号133在一个探测周期期间包括一个PCR脉冲，并且脉冲重复间隔PRI的持续时间可以是PCR脉冲的PCR脉冲宽度T_P的数倍。更具体地，脉冲重复间隔PRI定义最大可探测范围R，因为其表示发送的PCR信号162的最大飞行时间。在一个实施方式中，例如，脉冲重复间隔PRI可以大于220ns，并且PCR脉冲宽度T_P可以小于20ns。

再次参见图2，初始PCR信号133启动目标探测处理。这样，初始PCR信号133也可以称为初始PCR信号133。可以准备初始PCR信号133以用于发送，并且可以以相同时间或大约相同时间复制初始PCR信号133。如之前在图1中讨论的，所发送的PCR信号162可以被目标反射，使得其将作为反射的PCR信号164而被雷达传感器100接收。在探测目标的位置时，将所反射的PCR信号164与复制的信号（亦称模板信号）比较和/或相关。

为了准备初始PCR信号133用于发送，RF前端140包括RF调制器142，用以生成出站（outbound）RF调制信号143。出站RF调制信号143包括载波频率和基于初始PCR信号133的消息。为了嵌入该消息，出站RF调制信号143可以采用一个或多个数字调制方案，其可以包括但不限于相移键控（PSK）、频移键控（FSK）、以及/或者幅移键控（ASK）。

在出站RF调制信号143被生成并放大至用于发送的足够的输出电平之后，发送天线152用于将输出调制信号143转换为电磁波，并发送经转换的输出调制信号143作为所发送的PCR信号162。所发送的PCR信号162被一个或多个目标反射。这样，接收天线154接收一个或多个反射的PCR信号164，并接着将所反射的PCR信号164转换为一个或多个入站（inbound）RF调制信号155。

RF前端140包括RF解调器144，用于解调入站RF调制信号155。RF解调器144采用与RF调制器142在调制初始PCR信号133中应用的调制方案对应的解调方案。作为解调的结果，RF解调器144生成接收的PCR信号145，其包括嵌入在数个入站RF调制信号155中的时域消息。因此，所接收的PCR信号145可以包括一个或多个接收的PCR脉冲。如图5中所示，例如，所接收的PCR信号145包括：第一接收PCR脉冲542，其表示第一位置处的第一目标；第二接收PCR脉冲544，其表示第二位置处的第二目标；第三接收PCR脉冲546，其表示第三位置处的第三目标；以及第四接收PCR脉冲548，其表示第四位置处的第四目标。

每个接收PCR脉冲（例如，第一接收PCR脉冲542、第二接收PCR脉冲544、第三接收PCR脉冲546、以及/或者第四接收PCR脉冲548）与第一初始PCR脉冲562同样。这是因为每个接收PCR脉冲源自初始PCR脉冲562。这样，每个接收PCR脉冲具有与初始PCR脉冲562基本上相同的脉冲宽度T_P。此外，每个接收PCR脉冲包括与初始PCR脉冲562基本上相同的压缩码序列。

为了图示接收PCR脉冲的压缩码序列的目的，图3部分地示出所接收的PCR信号145的波形图。所接收的PCR信号145包括接收PCR脉冲310，其可以例示第一接收PCR脉冲542、第二接收PCR脉冲544、第三接收PCR脉冲546、以及第四接收PCR脉冲548。接收PCR脉冲310是初始PCR脉冲（例如，第一PCR脉冲562）的延迟和反射版本。接收PCR脉冲310可以包括被一个或多个零脉冲分开的一系列子脉冲。子脉冲和零脉冲的每个表示一个或多个比特的压缩信息。如这里讨论的，每个比特的压缩信息具有单位子脉冲宽度T_S。虽然图5示出接收PCR脉冲在时间上不重叠，但是由模拟相关器110提供的位置探测方案可以探测并区分在时间上重叠的一个或多个接收PCR脉冲。

因此，接收PCR脉冲310、以及初始PCR信号133的初始PCR脉冲的PCR脉冲宽度T_P可以表示为单位子脉冲宽度T_S的倍数。例如，如果通过N比特码序列压缩接收PCR脉冲310，则接收PCR脉冲310的PCR脉冲宽度T_P可以表示为N*T_S。又例如，如果接收PCR脉冲310包括19比特的压缩码序列，则接收PCR脉冲310的PCR脉冲宽度T_P可以表示为19*T_S。

在一个实施方式中，例如，子脉冲可以包括：持续一个单位子脉冲宽度T_S且表示第一（first）二进制比特的第一子脉冲311；持续两个单位子脉冲宽度T_S且表示第四和第五（fifth）二进制比特的第二子脉冲312；持续一个单位子脉冲宽度T_S且表示第七（seventh）二进制比特的第三子脉冲313；持续三个单位子脉冲宽度T_S且表示第九、第十和第十一（eleventh）二进制比特的第四子脉冲314；持续两个单位子脉冲宽度T_S且表示第十三和第十四（fourteenth）二进制比特的第五子脉冲315；持续一个单位子脉冲宽度T_S且表示第十七（seventeenth）二进制比特的第六子脉冲316；以及持续一个单位子脉冲宽度T_S且表示第十九（nineteenth）二进制比特的第七子脉冲317。

如果这些子脉冲的每个表示二进制值“1”，则接收PCR脉冲310表示具有二进制值“1001101011101100101”的19比特码序列。另一方面，如果这些子脉冲的每个表示具有二进制值“0”的19比特码序列，则接收PCR脉冲310表示二进制“0110010100010011010”。虽然图3示出接收PCR脉冲310为单极性的，但是接收PCR脉冲310、以及初始PCR信号133的初始PCR脉冲可以是双极性的。根据替代实施方式，接收PCR脉冲310、以及初始PCR信号133的初始PCR脉冲可以包括正子脉冲和负子脉冲。初始PCR脉冲的极性方案可以取决于用于上变频（up-converting）的调制方案的类型。一方面，例如，当使用二进制相移键控（BPSK）时，双极性方案可能是优选的。另一方面，例如，当使用开关监控（OOK）时，单极性方案可能是优选的。

取决于特定目标与雷达传感器100之间的相对距离，所接收的PCR信号145可以具有从初始PCR信号133的生成起（或者从所发送的PCR信号162的发送起）测量的相对时间延迟（或飞行时间）ΔT。例如，如果在大约时间T0生成、调制并发送初始PCR信号133，则可以在大约时间T0+ΔT接收并解调所接收的PCR信号145。利用此时间延迟概念，探测控制器130可以通过确定初始时间T0与雷达传感器接收到所接收的PCR信号145的时间之间的时间延迟ΔT，探测特定目标与雷达传感器100之间的相对距离。

可以通过将所接收的PCR信号145与初始PCR信号133的模板版本相关来确定时间延迟ΔT。可以在一个或多个探测周期期间执行这样的相关。在每个探测周期中，初始PCR信号133的模板版本可以具有不同的时间延迟分量。一般地，如果初始PCR信号133的特定模板版本与所接收的PCR信号145相关，则探测控制器130可以确定时间延迟ΔT与初始PCR信号133的模板版本的时间延迟分量基本上相同。根据本实施例的实施方式，初始PCR信号133的模板版本可以在单个脉冲重复间隔PRI内多次复制初始PCR脉冲。

为了准备用于复制的初始PCR信号133，模拟相关器110包括复本生成器112，其多次复制初始PCR信号133的PCR脉冲。因此，复本生成器112生成模板信号113，其包括以复制速率复制的多个复制的PCR脉冲。与在一个探测周期期间仅包括一个PCR脉冲的初始PCR信号133不同，模板信号113在一个探测周期期间包括多个PCR脉冲。

例如，再次参见图5，模板信号113包括一连串复制的PCR脉冲，其可以包括第一复制PCR脉冲530、第二复制PCR脉冲531、第三复制PCR脉冲532、第四复制PCR脉冲533、第五复制PCR脉冲534、第六复制PCR脉冲535、第七复制PCR脉冲536、第八复制PCR脉冲537、第九复制PCR脉冲538、第十复制PCR脉冲539。每个复制的PCR脉冲具有与第一初始PCR脉冲562的PCR脉冲宽度T_P基本上同样的脉冲宽度。

这样，可以通过脉冲重复间隔PRI与第一初始PCR脉冲562的PCR脉冲宽度T_P之间的关系来预定义复制的PCR脉冲的最大数目M。在一个实施方式中，例如，复制的PCR脉冲的最大数目可以为M。在另一实施方式中，例如，复制的PCR脉冲的最大数目可以为M-1。在又一实施方式中，例如，复制的PCR脉冲的最大数目可以为M-2。虽然图5示出第一复制PCR脉冲530在与第一初始PCR脉冲562大约相同的时间开始，但是第一复制PCR脉冲530可以在第一初始PCR脉冲562的结尾处、或者大约在第一初始PCR脉冲562的结尾处开始。

再次参见图2，定时模块120包括采样时钟生成器122和可变时间延迟装置（VTDD）124。采样时钟生成器122和VTDD124彼此合作用以控制复制速率。初始地，探测控制器130将采样控制信号139发送至采样时钟生成器122。采样控制信号139可以与初始PCR脉冲的PCR脉冲宽度T_P有关，所述PCR脉冲宽度T_P继而与初始PCR脉冲中嵌入的码比特的数目成正比例。

由采样时钟生成器122接收采样控制信号139。基于采样控制信号139，采样时钟生成器122生成具有采样速率的采样信号123。因为采样速率控制复制所复制的PCR脉冲的频率，所以采样速率与初始PCR脉冲的带宽相当（commensurate with）。如这里讨论的，初始PCR脉冲的带宽可以是PCR脉冲宽度T_P的倒数，PCR脉冲宽度T_P是单位子脉冲宽度T_S的倍数。这样，初始PCR脉冲的带宽比初始PCR脉冲的单位子脉冲的带宽低得多。在一个实施方式中，例如，采样速率可以与初始PCR脉冲的带宽基本上相同。在另一实施方式中，例如，采样速率可以是PCR脉冲的带宽的一部分（fraction）。如这里讨论的但不对其施加任何限制，PCR脉冲的带宽是PCR脉冲的PCR脉冲宽度T_P的倒数。

探测控制器130生成延迟调节信号137，用于选择由VTDD124提供的选项。当接收和解码延迟调节信号137时，VTDD124实现可调节时间延迟T_DA。然后，VTDD124将可调节时间延迟T_DA应用至采样信号123，由此生成复制速率信号125。复制速率信号125具有频率分量和时间延迟分量。频率分量可以由采样控制信号139控制，而时间延迟分量可以由延迟调节信号137控制。

复本生成器112可以耦接至VTDD124。在接收复制速率信号125时，复本生成器112开始根据复制速率复制初始PCR脉冲（例如，第一初始PCR脉冲562）。结果，模板信号113包括多个复制的PCR脉冲（例如，第一复制PCR脉冲530、第二复制PCR脉冲531、第三复制PCR脉冲532、第四复制PCR脉冲533、第五复制PCR脉冲534、第六复制PCR脉冲535、第七复制PCR脉冲536、第八复制PCR脉冲537、第九复制PCR脉冲538、以及第十复制PCR脉冲539）。

复制的PCR脉冲具有关于初始PCR脉冲的不同延迟时间。假设n表示特定复制的PCR脉冲的数字顺序，则该复制的PCR脉冲的延迟时间可以通过下列等式表征：

T_Dn=T_DA+(n-1)*T_P

再次参见图5，在第一探测周期500期间的可调节时间延迟T_DA可以是零。将该零可调节时间延迟T_DA应用至以上等式，第一复制PCR脉冲530具有为零的第一延迟时间T_D1，而第二复制PCR脉冲531具有为1*T_P的第二延迟时间T_D2。同样地，第三复制PCR脉冲532具有为2*T_P的第三延迟时间T_D3，而第四复制PCR脉冲533具有为3*T_P的第四延迟时间T_D4。

将所复制的PCR脉冲中的一个或多个与所接收的PCR脉冲中的一个（例如，第一接收PCR脉冲542、第二接收PCR脉冲544、第三接收PCR脉冲546、以及/或者第四接收PCR脉冲548）比较和匹配。理论上，当特定复制的PCR脉冲与特定接收的PCR脉冲基本上相关时，该复制的PCR脉冲的延迟时间可以近似于该接收的PCR脉冲的飞行时间ΔT。

模拟相关器110包括乘法器114和积分器，用于执行模板信号113与所接收的PCR信号145之间的自相关。一般地，乘法器114可以将所接收的PCR信号145与模板信号113相乘。更具体地，乘法器114可以将每个所接收的PCR脉冲与一个或多个所复制的PCR脉冲相乘。

乘法器114基于这种相乘的结果生成相乘信号115。在一个实施方式中，例如，当所接收的PCR脉冲的码比特与所复制的PCR脉冲的码比特匹配时，相乘信号115可以传导（conduct）预定量的正电荷。在另一个实施方式中，例如，当所接收的PCR脉冲的码比特不与所复制的PCR脉冲的码比特匹配时，相乘信号115可以传导预定量的负电荷。

积分器116耦接至乘法器114，使得积分器116可以接收、存储和累积由相乘信号115所携带的电荷。当每个探测周期快结束时，积分器116基于其中累积的电荷总量生成模拟相关信号117。为了进一步图示乘法器114和积分器116的操作，在以下部分中将结合图4讨论图3。

图3示出接收PCR脉冲310与复制脉冲320之间的相关情形300的波形图。与接收PCR脉冲310同样地，复制PCR脉冲320可以包括多个子脉冲，诸如第一子脉冲321、第二子脉冲322、第三子脉冲323、第四子脉冲324、第五子脉冲325、第六子脉冲326、以及第七子脉冲327。因为复制PCR脉冲320包括与接收PCR脉冲310相同的压缩码序列，所以复制PCR脉冲320的每个子脉冲具有与接收PCR脉冲310中的对应部分同样的子脉冲宽度。

当复制PCR脉冲320与接收PCR脉冲310对准时，相乘信号115传导预定量的正电荷。因为复制PCR脉冲320的子脉冲与接收PCR脉冲310的子脉冲实时地相关，所以相乘信号115在每个单位子脉冲宽度T_S期间将额外的正电荷传递至积分器116。因此，模拟相关信号117在PCR脉冲宽度T_P期间稳步地增大，并且模拟相关信号117具有自相关幅值330，其将在PCR脉冲宽度T_P快结束时超过预定阈值。

另一方面，图4示出了失配情形400，其中复制PCR脉冲420的子脉冲（例如，第一子脉冲421、第二子脉冲422、第三子脉冲423、第四子脉冲424、第五子脉冲425、第六子脉冲426、以及第七子脉冲427）与接收PCR脉冲310的子脉冲不完全实时地相关。当复制PCR脉冲420与接收PCR脉冲310相关时，正电荷被传递至积分器116。然而，当复制PCR脉冲420与接收PCR脉冲310失配时，负电荷被传递至积分器116。负电荷可以基本上（如果不是完全地）抵消正电荷。结果，与相关情形300中的自相关幅值330相比，模拟相关信号117具有低的自相关幅值430。

模拟相关信号117的自相关幅值（例如，自相关幅值330或430）可以被采样并数字化用于进一步处理。在一个实施方式中，例如，模拟相关器110可以包括模数转换器（ADC）118，用以基于对模拟相关信号117的采样而生成数字信号119。ADC118的采样速率可以与所复制的PCR脉冲的复制同步。也就是，ADC118可以在两个连续的复制PCR脉冲之间的接合处采样模拟相关信号117。为了实现这种同步，ADC118与可变时间延迟装置（VTDD）124耦接，使得可以通过复制速率信号125的复制速率控制ADC118。

当完成采样处理时，由积分器116累积的电荷将被释放或放电。结果，在通过乘法器114乘以下一个复制的PCR脉冲之前，模拟相关信号117返回至其初始的低自相关幅值（诸如自相关幅值430）。与ADC118同样地，积分器116的充电和放电可以与复制的PCR脉冲的复制同步。为了实现这种同步，积分器116与VTDD124耦接，使得可以通过复制速率信号125的复制速率控制积分器116。

在接收到数字信号119时，探测控制器130可以判定上一个复制的PCR信号是否与所接收的PCR信号145相关。如果数字信号119的数字值（digitalvalue）小于预定义的数字阈值，则探测控制器130将判定具有脉冲宽度T_P的上一个复制的PCR脉冲可能与所接收的PCR信号145不相关。另一方面，如果数字信号119的数字值超过预定义的数字阈值，则探测控制器130将判定上一个复制的PCR脉冲与所接收的PCR信号145相关。因此，探测控制器130可以推导和/或计算所接收的PCR脉冲的飞行时间。例如，探测控制器130确定到目前为止已经生成的复制的PCR脉冲的数目k。接下来，探测控制器130确定由VTDD124施加的可调节时间延迟T_DA。通过将数目k和可调节时间延迟T_DA作为输入参数，探测控制器130可以通过将这些输入参数应用至下列公式推导和/或计算飞行时间TOF：

TOF=k*T_P+T_DA

如之前讨论的，探测控制器130使用飞行时间来计算探测目标的相对距离R。可以在探测周期内且对于每个复制的PCR脉冲重复地执行此探测处理。这样，可以在一个探测周期内探测多个目标。在一个实施方式中，可以在探测周期内不更改可调节时间延迟T_DA的情况下执行探测处理。当在探测周期内不更改可调节时间延迟T_DA时，可以以相对低的频率切换ADC118。因此，ADC118可以实现高SNR，同时其采样活动可以保持在最小速率。在每个探测周期内，雷达传感器100以极小的（little）功耗实现相对稳健的性能。在另一个实施方式中，可以在单个探测周期内重复（iterate）复制处理和累积处理，以便提高探测控制器130的SNR。来自这种重复的结果将被平均以最小化热噪声的影响。

当探测周期结束时，探测控制器130将更新延迟调节信号137，用于更改可调节时间延迟T_DA。这种更改便于目标探测处理的微调。如之前所讨论的，由初始PCR脉冲的单位子脉冲宽度T_S定义雷达传感器100的范围分辨率ΔR。当可调节时间延迟T_DA增大或减小基本上等于单位子脉冲宽度T_S的值时，雷达传感器100可以以基本上等于范围分辨率ΔR的精度探测相邻目标之间的位置差、或移动目标的位置差。这样，通过控制单位子脉冲宽度T_S的值，雷达传感器100可以控制探测精度。在一个实施方式中，例如，可以将单位子脉冲宽度T_S调解为小于3.3ns，以便实现高于0.5m的范围分辨率ΔR。

在连续探测周期的过渡处，探测控制器130可以将可调节时间延迟T_DA增大单位子脉冲宽度T_S的余量（margin）。在经过多个探测周期之后，这种增大允许雷达传感器100以范围分辨率ΔR扫描整个可探测范围R。因此，雷达传感器100可以微调每个探测周期的探测处理。此微调处理帮助降低ADC118的采样速率，而不牺牲雷达传感器100的总体性能。

为了维持高信噪比（SNR），雷达传感器100可以生成具有相对长的码序列的PCR脉冲。例如，N比特码可以将PCR信号的SNR提高10*log(N)的处理增益。由于长的码序列，当对长码脉冲进行相关时，ADC118将更经常地切换。因此，凭借减小ADC118的采样速率，可以明显地限制雷达传感器100的总体功耗。前述位置探测方案允许雷达传感器100实现相对高的分辨率，同时维持相对高的SNR且限制功耗。凭借维持高SNR，雷达传感器100可以具有高动态范围，其允许雷达传感器100操作在宽探测范围下。有利地，模拟相关器110和前述位置探测方案向传统雷达传感器提供了高速、高分辨率、宽范围和低功率的解决方案。

此外，因为初始PCR脉冲在探测周期期间仅被生成、调制和发送一次，所以任何所接收的PCR脉冲将不可能与初始PCR脉冲（或所发送的PCR脉冲）重叠。也就是，因为在每个探测周期内，在离散序列中、而非在连续序列中生成初始PCR脉冲，所以所发送的PCR信号不可能干扰所接收的PCR信号。通过最小化所发送的PCR信号与所接收的PCR之间的干扰，雷达传感器100可以维持相对高的SNR，而不消耗额外的功率。

为了进一步详细阐述位置探测方案，以下部分讨论在几个连续的探测周期期间的各个信号的波形图。图5示出在第一探测周期500期间的位置探测方案。第一探测周期500涉及5个主信号，诸如初始PCR信号133、所接收的PCR信号145、模板信号113、模拟相关信号117、以及复制速率信号125。为了开始第一探测周期500，在初始PCR信号133内生成第一初始PCR脉冲562。在生成第一初始PCR脉冲562之后，将调制并发送初始PCR信号133。

为了示范的目的，所发送的PCR信号162被四个位置分开的目标反射。这样，所接收的PCR信号145包括第一接收PCR脉冲542、第二接收PCR脉冲544、第三接收PCR脉冲546、以及第四接收PCR脉冲548。第一接收PCR脉冲542领先第二接收PCR脉冲5443个单位子脉冲宽度T_S加上1个PCR脉冲宽度T_P。第二接收PCR脉冲544领先第三接收PCR脉冲5461个单位子脉冲宽度T_S加上1个PCR脉冲宽度T_P。第三接收PCR脉冲546领先第四接收PCR脉冲5483个单位子脉冲宽度T_S加上1个PCR脉冲宽度T_P。根据此接收序列，与第一接收PCR脉冲542关联的目标最接近雷达传感器100，而与第四接收PCR脉冲548关联的目标最远离雷达传感器100。

在第一探测周期500期间，可调节时间延迟T_DA可以为零至可忽略的小，使得第一复制PCR脉冲530与第一初始PCR脉冲562基本上同步。由于所接收的PCR脉冲（例如，第一、第二、第三和第四接收PCR脉冲542、544、546和548）的定时和接收序列，仅第七复制PCR脉冲536建立了与第四接收PCR脉冲548的相关501。作为相关501的结果，当所接收的PCR信号145乘以第七复制PCR脉冲536时，模拟相关信号117具有自相关幅值517。同时，当所接收的PCR信号145乘以其它复制的PCR脉冲（例如，第一复制PCR脉冲530、第二复制PCR脉冲531、第三复制PCR脉冲532、第四复制PCR脉冲533、第五复制PCR脉冲534、第六复制PCR脉冲535、第八复制PCR脉冲537、第九复制PCR脉冲538、和第十复制PCR脉冲539）时，模拟相关信号117具有基本上为零的幅值。

以基本上与复制速率信号125同步的速率采样和/或数字化模拟相关信号117。在一个实施方式中，例如，可以在每个采样脉冲（例如，第一采样脉冲520、第二采样脉冲521、第三采样脉冲522、第四采样脉冲523、第五采样脉冲524、第六采样脉冲525、第七采样脉冲526、第八采样脉冲527、第九采样脉冲528、和第十采样脉冲529）的上升沿采样和/或数字化模拟相关信号117。在另一实施方式中，例如，可以在每个采样脉冲的下降沿采样和/或数字化模拟相关信号117。在又一实施方式中，例如，可以在每个采样脉冲期间采样和/或数字化模拟相关信号117。

在模拟相关信号117被采样和/或数字化之后，位置探测方案在第七采样脉冲526期间或之后探测目标。位置探测方案进一步确定所探测的目标具有基本上等于6个脉冲宽度T_P的飞行时间。最后，位置探测方案基于所探测的目标的所确定的飞行时间，推导和/或计算目标的位置。

图6示出在第二探测周期600期间的位置探测方案。第二探测周期600涉及与第一探测周期500相同的信号。从第一探测周期500过渡到第二探测周期600，在初始PCR信号133中生成第二初始PCR脉冲662。在生成第二初始PCR脉冲662之后，可以调制并发送初始PCR信号133。

假设之前呈现的目标保持固定，这些目标在第二探测周期600期间再次反射所发送的PCR信号162。这样，所接收的PCR信号145包括第一接收PCR脉冲642、第二接收PCR脉冲644、第三接收PCR脉冲646、以及第四接收PCR脉冲648。这些接收的PCR脉冲的每个彼此之间具有与在第一探测周期500中同样的时间关系，因为四个反射目标的相对距离保持不变。

因此，在第一接收PCR脉冲642与第二接收PCR脉冲644之间存在3个单位子脉冲宽度T_S的第一时间分离，在第二接收PCR脉冲644与第三接收PCR脉冲646之间存在1个单位子脉冲宽度T_S的第二时间分离，以及在第三接收PCR脉冲646与第四接收PCR脉冲648之间存在3个单位子脉冲宽度T_S的第三时间分离。根据此时间关系，与第一接收PCR脉冲642关联的目标最接近雷达传感器100，而与第四接收PCR脉冲648关联的目标最远离雷达传感器100。

在第一探测周期500之后，在第二探测周期600期间，可调节时间延迟T_DA将从零增大到1个单位子脉冲宽度T_S。这样，第一复制PCR脉冲630比第二初始PCR脉冲662落后1个单位子脉冲宽度T_S。通过增大可调节时间延迟T_DA，雷达传感器100尝试探测在第一探测周期500期间还不相关的其它目标。

由于1个单位子脉冲宽度T_S的小增量，雷达传感器100能够将探测范围调节细微的余量。此细微调节允许雷达传感器100找出可能位于所探测的目标（例如，在第一探测周期500期间与第四接收PCR脉冲548关联的目标）的邻近的一个或多个未发现的目标。

由于所接收的PCR脉冲（例如，第一、第二、第三和第四接收PCR脉冲642、644、646和648）的定时和接收序列，仅第四复制PCR脉冲633建立与第二接收PCR脉冲644的相关601。作为相关601的结果，当所接收的PCR信号145乘以第四复制PCR脉冲633时，模拟相关信号117具有自相关幅值617。

同时，当所接收的PCR信号145乘以其它复制的PCR脉冲（例如，第一复制PCR脉冲630、第二复制PCR脉冲631、第三复制PCR脉冲632、第五复制PCR脉冲634、第六复制PCR脉冲635、第七复制PCR脉冲636、第八复制PCR脉冲637、第九复制PCR脉冲638、和第十复制PCR脉冲639）时，模拟相关信号117具有基本上为零的幅值。

以基本上与复制速率信号125同步的速率采样和/或数字化模拟相关信号117。在一个实施方式中，例如，可以在每个采样脉冲（例如，第一采样脉冲620、第二采样脉冲621、第三采样脉冲622、第四采样脉冲623、第五采样脉冲624、第六采样脉冲625、第七采样脉冲626、第八采样脉冲627、第九采样脉冲628、和第十采样脉冲629）的上升沿采样和/或数字化模拟相关信号117。在另一实施方式中，例如，可以在每个采样脉冲的下降沿采样和/或数字化模拟相关信号117。在又一实施方式中，例如，可以在每个采样脉冲期间采样和/或数字化模拟相关信号117。

在模拟相关信号117被采样和/或数字化之后，位置探测方案在第四采样脉冲623处或周围探测目标。位置探测方案进一步确定所探测的目标具有基本上等于1个单位子脉冲宽度T_S和3个脉冲宽度T_P的和的飞行时间。最后，位置探测方案基于所探测的目标的所确定的飞行时间，推导和/或计算目标的位置。

图7示出在第三探测周期700期间的位置探测方案。第三探测周期700涉及与第一探测周期500和第二探测周期600相同的信号。从第二探测周期600过渡到第三探测周期700，在初始PCR信号133中生成第三初始PCR脉冲762。在生成第三初始PCR脉冲762之后，将调制并发送初始PCR信号133。

假设之前呈现的目标保持固定，这些目标在第三探测周期700期间再次反射所发送的PCR信号162。这样，所接收的PCR信号145包括第一接收PCR脉冲742、第二接收PCR脉冲744、第三接收PCR脉冲746、以及第四接收PCR脉冲748。这些接收的PCR脉冲的每个彼此之间具有与在第二探测周期600中同样的时间关系，因为四个反射目标的相对距离保持不变。

因此，在第一接收PCR脉冲742与第二接收PCR脉冲744之间存在3个单位子脉冲宽度T_S的第一时间分离，在第二接收PCR脉冲744与第三接收PCR脉冲746之间存在1个单位子脉冲宽度T_S的第二时间分离，以及在第三接收PCR脉冲746与第四接收PCR脉冲748之间存在3个单位子脉冲宽度T_S的第三时间分离。根据此时间关系，与第一接收PCR脉冲742关联的目标最接近雷达传感器100，而与第四接收PCR脉冲748关联的目标最远离雷达传感器100。

在第二探测周期600之后，在第三探测周期700期间，可调节时间延迟T_DA将从1个单位子脉冲宽度T_S增大到2个单位子脉冲宽度T_S。这样，第一复制PCR脉冲730比第三初始PCR脉冲762落后2个单位子脉冲宽度T_S。通过增大可调节时间延迟T_DA，雷达传感器100尝试探测在第一探测周期500和第二探测周期600期间还不相关的其它目标。

由于1个单位子脉冲宽度T_S的小增量，雷达传感器100能够将探测范围调节细微的余量。此细微调节允许雷达传感器100找出可能位于所探测的目标（例如，在第一探测周期500期间与第四接收PCR脉冲548关联的目标、以及在第二探测周期600期间与第二接收PCR脉冲644关联的目标）的邻近的一个或多个未发现的目标。

由于所接收的PCR脉冲（例如，第一、第二、第三和第四接收PCR脉冲742、744、746和748）的定时和接收序列，仅第五复制PCR脉冲734建立了与第三接收PCR脉冲746的相关701。作为相关701的结果，当所接收的PCR信号145乘以第五复制PCR脉冲734时，模拟相关信号117具有自相关幅值717。

同时，当所接收的PCR信号145乘以其它复制的PCR脉冲（例如，第一复制PCR脉冲730、第二复制PCR脉冲731、第三复制PCR脉冲732、第四复制PCR脉冲733、第六复制PCR脉冲735、第七复制PCR脉冲736、第八复制PCR脉冲737、第九复制PCR脉冲738、和第十复制PCR脉冲739）时，模拟相关信号117具有基本上为零的幅值。

以基本上与复制速率信号125同步的速率采样和/或数字化模拟相关信号117。在一个实施方式中，例如，可以在每个采样脉冲（例如，第一采样脉冲720、第二采样脉冲721、第三采样脉冲722、第四采样脉冲723、第五采样脉冲724、第六采样脉冲725、第七采样脉冲726、第八采样脉冲727、第九采样脉冲728、和第十采样脉冲729）的上升沿采样和/或数字化模拟相关信号117。在另一实施方式中，例如，可以在每个采样脉冲的下降沿采样和/或数字化模拟相关信号117。在又一实施方式中，例如，可以在每个采样脉冲期间采样和/或数字化模拟相关信号117。

在模拟相关信号117被采样和/或数字化之后，位置探测方案在第五采样脉冲724处或周围探测目标。位置探测方案进一步确定所探测的目标具有基本上等于2个单位子脉冲宽度T_S和4个脉冲宽度T_P的和的飞行时间。最后，位置探测方案基于所探测的目标的所确定的飞行时间，推导和/或计算目标的位置。

图8示出在第四探测周期800期间的位置探测方案。第四探测周期800涉及与第一探测周期500、第二探测周期600和第三探测周期700相同的信号。从第三探测周期700过渡到第四探测周期800，在初始PCR信号133中生成第四初始PCR脉冲862。在生成第四初始PCR脉冲862之后，将调制并发送初始PCR信号133。

假设之前呈现的目标保持固定，这些目标在第四探测周期800期间再次反射所发送的PCR信号162。这样，所接收的PCR信号145包括第一接收PCR脉冲842、第二接收PCR脉冲844、第三接收PCR脉冲846、以及第四接收PCR脉冲848。这些接收的PCR脉冲的每个彼此之间具有与在第三探测周期700中同样的时间关系，因为四个反射目标的相对距离保持不变。

因此，在第一接收PCR脉冲842与第二接收PCR脉冲844之间存在3个单位子脉冲宽度TS的第一时间分离，在第二接收PCR脉冲844与第三接收PCR脉冲846之间存在1个单位子脉冲宽度TS的第二时间分离，以及在第三接收PCR脉冲846与第四接收PCR脉冲848之间存在3个单位子脉冲宽度TS的第三时间分离。根据此时间关系，与第一接收PCR脉冲842关联的目标最接近雷达传感器100，而与第四接收PCR脉冲848关联的目标最远离雷达传感器100。

在第三探测周期700之后，在第四探测周期800期间，可调节时间延迟T_DA将从2个单位子脉冲宽度T_S增大到3个单位子脉冲宽度T_S。这样，第一复制PCR脉冲630比第四初始PCR脉冲862落后3个单位子脉冲宽度T_S。通过增大可调节时间延迟T_DA，雷达传感器100尝试探测在第一探测周期500、第二探测周期600和第三探测周期700期间还不相关的其它目标。

由于1个单位子脉冲宽度T_S的小增量，雷达传感器100能够将探测范围调节细微的余量。此细微调节允许雷达传感器100找出可能位于所探测的目标（例如，在第一探测周期500期间与第四接收PCR脉冲548关联的目标、在第二探测周期600期间与第二接收PCR脉冲644关联的目标、以及在第三探测周期700期间与第三接收PCR脉冲746关联的目标）的邻近的一个或多个未发现的目标。

由于所接收的PCR脉冲（例如，第一、第二、第三和第四接收PCR脉冲842、844、846和848）的定时和接收序列，仅第二复制PCR脉冲831建立了与第一接收PCR脉冲842的相关801。作为相关801的结果，当所接收的PCR信号145乘以第二复制PCR脉冲831时，模拟相关信号117具有自相关幅值817。同时，当所接收的PCR信号145乘以其它复制的PCR脉冲（例如，第一复制PCR脉冲830、第三复制PCR脉冲832、第四复制PCR脉冲833、第五复制PCR脉冲834、第六复制PCR脉冲835、第七复制PCR脉冲836、第八复制PCR脉冲837、第九复制PCR脉冲838、和第十复制PCR脉冲839）时，模拟相关信号117具有基本上为零的幅值。

以基本上与复制速率信号125同步的速率采样和/或数字化模拟相关信号117。在一个实施方式中，例如，可以在每个采样脉冲（例如，第一采样脉冲820、第二采样脉冲821、第三采样脉冲822、第四采样脉冲823、第五采样脉冲824、第六采样脉冲825、第七采样脉冲826、第八采样脉冲827、第九采样脉冲828、和第十采样脉冲829）的上升沿采样和/或数字化模拟相关信号117。在另一实施方式中，例如，可以在每个采样脉冲的下降沿采样和/或数字化模拟相关信号117。在又一实施方式中，例如，可以在每个采样脉冲期间采样和/或数字化模拟相关信号117。

在模拟相关信号117被采样和/或数字化之后，位置探测方案在第二采样脉冲821处或周围探测目标。位置探测方案进一步确定所探测的目标具有基本上等于3个单位子脉冲宽度T_S和1个脉冲宽度T_P的和的飞行时间。最后，位置探测方案基于所探测的目标的所确定的飞行时间，推导和/或计算目标的位置。

虽然在图5至图8中示出了四个探测周期，但是位置探测方案可以根据本发明的各种实施例而具有更少或更多个探测周期。如果M是脉冲重复间隔PRI与PCR脉冲宽度T_P的比率，那么在探测周期内可能发生的相关的总数目可能小于或等于M。此外，如果N是PCR脉冲宽度T_P与单位子脉冲宽度T_S的比率，那么探测周期的总数目可能小于或等于N。因此，相关的总数目C_Total（或者可探测位置的最大数目）可以等于M和N的乘积。

换言之，相关的总数目C_Total实质上可以由脉冲重复间隔PRI与单位子脉冲宽度T_S的比率定义。只要脉冲重复与单位子脉冲宽度T_S相比保持相对大，位置探测方案就可以同时实现宽探测范围和高分辨率。同时，位置探测方案将相关的总数目C_Total散布（spread）在几个探测周期上、以及在每个探测周期内的几个复制的PCR脉冲上。这种散布可以通过在一个探测周期内并入多个相关而改善探测处理的性能。此外，这种散布可以通过减小模数转换器118的采样速率而减小整体功耗。通过采用高PRI与T_S的比并且通过相关散布，雷达传感器100实现高分辨率、宽探测范围和稳健的性能的优点，同时限制了探测处理的功耗。

现在讨论转至用于实施雷达传感器100的功能特征的各个电路架构。如这里讨论的，下列电路架构、以及由此执行的位置探测方案进一步扩展了图1至图8中讨论的雷达传感器100和位置探测方案的精神和目的。因此，下列电路架构、以及由此执行的位置探测方案不应当被解释为限制图1至图8中讨论的雷达传感器100和位置探测方案的范围。

图9示出根据本发明的第二实施例的雷达传感器900的示意图。雷达传感器900可以合并在雷达系统中。雷达传感器900包括PCR信号生成器932、模拟相关器模块910、探测控制器930、RF前端模块940、以及天线模块950。在探测一个或多个目标的位置中，模拟相关器模块910与探测控制器930通信并合作。从高层的角度来说，模拟相关器模块910执行与模拟相关器110同样的功能，而探测控制器930执行与探测控制器130同样的功能。

在探测周期的起始，探测控制器930生成探测周期信号935，其使得PCR信号生成器932生成初始PCR信号933。初始PCR信号933包括具有PCR脉冲宽度T_P和压缩码序列的PCR脉冲。压缩码序列包括多个比特，每个比特可以由具有单位子脉冲宽度T_S的子脉冲表示。一般地，PCR脉冲宽度T_P是单位子脉冲宽度T_S的数字倍数，使得PCR脉冲宽度T_P可以表示为N*T_S，而N是由PCR脉冲表示的比特的数目。

将初始PCR信号933馈送至发送路径和复制路径。沿着发送路径，由RF调制器942根据一个或多个频率调制方案（诸如相移键控（PSK）、二进制相移键控（BPSK）、频移键控（FSK）、以及/或者幅移键控（ASK））对初始PCR信号933进行频率调制。RF调制器942可以是RF前端模块940的组成（integral）部分，RF前端模块940还可以包括RF解调器944。

在一个实施方式中，RF调制器942可以包括频率调制（FM）载波生成器971、调制混频器（上变频器）973和发送放大器975。FM载波生成器971用于生成FM载波信号972。调制混频器973根据一个或多个调制方案将初始PCR信号933与载波信号972组合。作为这种组合的结果，调制混频器973将可能为基带信号的初始PCR信号933转换为出站RF调制信号943。发送放大器975准备出站RF调制信号943用于发送。具体地，发送放大器975在出站RF调制信号943被发送天线952发送之前放大出站RF调制信号943的振幅。

所发送的PCR信号（即，由发送天线952发送的出站RF调制信号943）可以被一个或多个目标反射。作为反射的结果，一个或多个反射的PCR信号传播回到并且最终被接收天线954接收。RF解调器944解调所反射的PCR信号，用于提取一个或多个反射的PCR脉冲。RF解调器944包括接收放大器977和解调滤波器（下转换器）979，并且RF解调器944可以与RF调制器942共享FM载波生成器971。替代地，RF调制器944可以根据本发明的替代实施例而具有与RF调制器942分离的独立FM载波生成器。

接收放大器977在所反射的PCR信号被解调之前放大所反射的PCR信号。解调滤波器979在将载波频率从所反射的PCR信号中去除时应用FM载波信号972。将原初的调制方案反向，解调滤波器979解码所反射的PCR信号的基带消息。这些基带消息可以包括多个接收的PCR脉冲，每个接收的PCR脉冲与可探测目标关联。作为滤波和解码的结果，解调滤波器979将所反射的PCR信号转换为接收的PCR信号945，其包括多个接收的PCR脉冲。

沿着复制路径，由模拟相关器模块910将初始PCR信号933进行复制和相关。模拟相关器模块910包括可变增益放大器（VGA）911、复本生成器912、乘法器914、模数放大器（ADC）918、以及定时模块920。定时模块920执行与定时模块120同样的功能。例如，定时模块920可以用于控制初始PCR脉冲的复制速率和ADC918的采样速率。

更具体地，定时模块920包括采样时钟生成器922、第一可变时间延迟组件（VTDC）924、第二可变时间延迟组件（VTDC）928、和定时控制器926。采样时钟生成器922耦接至探测控制器930，用于接收采样控制信号939。采样控制信号939嵌入了与PCR脉冲宽度TP有关的信息，其用于调制复制初始PCR脉冲的速率。作为回报（in return），采样时钟生成器922基于采样控制信号939中嵌入的信息生成采样信号923。

复本生成器912耦接至采样时钟生成器922，用于接收采样信号923。由采样信号923的采样速率驱动，复本生成器912生成模板信号913。当初始PCR信号933被生成时，模板信号913复制初始PCR信号933的初始PCR脉冲。这样，模板信号913的第一复制PCR脉冲与初始PCR信号933的初始PCR脉冲同步。模板信号913中后续的复制PCR脉冲落后于初始PCR脉冲PCR脉冲宽度T_P的倍数。例如，第二复制PCR脉冲在初始PCR脉冲之后1个PCR脉冲宽度T_P，并且，第三复制PCR脉冲在初始PCR脉冲之后2个PCR脉冲宽度T_P。

由第一VTDC924将模板信号913进行时移。第一VTDC924包括各种时间延迟元件，由延迟调节信号927选择性地使能所述各种时间延迟元件。定时控制器926包括寄存器，用于计数探测周期信号935的数目。寄存器将在每个脉冲重复间隔PRI的结尾被复位。基于寄存器中存储的值，定时控制器926确定完成的探测周期的数目。定时控制器926基于完成的探测周期的数目生成延迟调节信号927。

在一个实施方式中，当一个探测周期完成时，延迟调节信号927可以激活用于施加1个单位子脉冲宽度T_S的时间延迟的一个时间延迟元件。在另一个实施方式中，当两个探测周期完成时，延迟调节信号927可以激活用于施加2个单位子脉冲宽度T_S的时间延迟的两个时间延迟元件。在又一个实施方式中，当n个探测周期完成时，延迟调节信号927可以激活用于施加n个单位子脉冲宽度T_S的时间延迟的n个时间延迟元件。

作为时移的结果，模板信号913的所复制的PCR脉冲具有复制速率。复制速率与采样速率基本上相同，并且，其落后于初始PCR信号933可调节时间延迟T_DA。可调节时间延迟T_DA的当前实施方式稍不同于图2中所讨论的实施方式，因为在生成模板信号913之后执行当前实施方式的时移。然而，两个实施方式均可以实现相同的结果，其是提供初始PCR脉冲的时间延迟的且复制的版本，用于与所接收的PCR信号945相关，或者替代地当部署VGA911时与经放大的PCR信号916相关。

第二VTDC928耦接至采样时钟生成器922，使得其用于时移采样信号923。第二VTDC928包括各种时间延迟元件，由延迟调节信号927选择性地使能所述各种时间延迟元件。因此，定时控制器926可以以与第一VTDC924的控制同样的方式控制第二VTDC928。在一个实施方式中，当一个探测周期完成时，延迟调节信号927可以激活用于施加1个单位子脉冲宽度T_S的时间延迟的一个时间延迟元件。在另一个实施方式中，当两个探测周期完成时，延迟调节信号927可以激活用于施加2个单位子脉冲宽度T_S的时间延迟的两个时间延迟元件。在又一个实施方式中，当n个探测周期完成时，延迟调节信号927可以激活用于施加n个单位子脉冲宽度T_S的时间延迟的n个时间延迟元件。

在一些情况下，采样信号923可以具有与模板信号913不同的寄生效应。当第一VTDC924的时间延迟元件与第二VTDC928的时间延迟元件共享相同的实际延迟属性时，这种不同可以造成采样信号923与模板信号913之间的不对称时移。为了消除或最小化不对称时移，各个时间延迟元件包括与第一VTDC924的时间延迟元件不同的时间延迟属性，用于补偿寄生效应的不同。由经时间延迟的采样信号923驱动，ADC918以与模板信号913的复制速率基本上同步的速率采样和/或数字化积分器模块960的输出。

积分器模块960在生成一个或多个模拟相关信号时可以采用交替方案（亦称为交替架构）。积分器模块960可以包括一群独立的积分器，诸如第一积分器963和第二积分器964。第一积分器963和第二积分器964的每个包括诸如电容器的电荷存储组件、以及可开关放电路径。在交替方案下，第一积分器963负责在第一组复制的PCR脉冲期间生成第一模拟相关信号965，而第二积分器964负责在第二组复制的PCR脉冲期间生成第二模拟相关信号966。

当第一组复制的PCR脉冲插入（interpose with）第二组复制的PCR脉冲以形成交替模式时，第一积分器963和第二积分器964可以以交替次序充电和放电。积分器模块960包括输入开关961和输出开关962以激活交替次序。输入开关961可以由采样信号923控制。根据采样信号923的采样速率，输入开关961选择性地将第一积分器963和第二积分器964耦接至乘法器914。因为采样信号923的采样速率与复制速率基本上同步，所以输入开关961与第一和第二积分器963和964之间的耦接和去耦（decouple）也与复制速率同步。这样，随着连续的复制的PCR脉冲乘以所接收的PCR信号945、或者替代地当部署VGA911时乘以经放大的PCR信号916，第一积分器963和第二积分器964轮流从乘法器914接收相乘信号915。

同样地，输出开关962可以由采样信号923控制。根据采样信号923的采样速率，输出开关962选择性地将第一积分器963和第二积分器964耦接至ADC918。因为采样信号923的采样速率与复制速率基本上同步，所以输出开关962与第一和第二积分器963和964之间的耦接和去耦也与复制速率同步。这样，随着连续的采样脉冲被发送至ADC918，第一积分器963和第二积分器964轮流将第一和第二模拟相关信号965和966传递至ADC918。

ADC918根据相同的交替次序采样和/或数字化第一模拟相关信号965和第二模拟相关信号966。结果，ADC918生成数字信号919，其并入了第一和第二模拟相关信号965和966的自相关幅值。数字信号919被发送至探测控制器930。可选地，数字信号919可以在被发送至探测控制器930之前由处理增益级931进一步处理。

此交替方案有利于探测彼此位置相邻的一组目标。主要地，该组位置接近的目标可以反射一系列的反射PCR脉冲，反射PCR脉冲的每个可能彼此具有小时间分离。如果从之前的相乘而累积的电荷未被及时释放，则对于当前的相乘，模拟相关信号的自相关幅值可能失真（distort）。该交替方案允许一个积分器在整个PCR脉冲宽度TP期间释放所累积的电荷，同时另一个积分器正生成模拟相关信号。这样，第一模拟相关信号965和第二模拟相关信号966可以基本上免于失真。

图10示出多相关情形1000，其中使用替换方案用以避免第一模拟相关信号965和第二模拟相关信号966的潜在失真。多相关情形1000可以由初始PCR信号933中的第一初始PCR脉冲1062开始。在生成第一初始PCR脉冲1062之后，将调制并发送初始PCR信号933。

所发送的PCR信号可以被五个位置分开的目标反射。例如，第一目标与第一放大PCR脉冲1041关联，第二目标与第二放大PCR脉冲1042关联，第三目标与第三放大PCR脉冲1043关联，第四目标与第四放大PCR脉冲1044关联，并且第五目标与第五放大PCR脉冲1045关联。这样，经放大的PCR信号916包括第一放大PCR脉冲1041、第二放大PCR脉冲1042、第三放大PCR脉冲1043、第四放大PCR脉冲1044、以及第五放大PCR脉冲1045。

第一放大PCR脉冲1041比第二放大PCR脉冲1042领先3个单位子脉冲宽度T_S加上1个PCR脉冲宽度T_P。第二放大PCR脉冲1042比第三放大PCR脉冲1043领先1个单位子脉冲宽度T_S加上1个PCR脉冲宽度T_P。第三放大PCR脉冲1043比第四放大PCR脉冲1044领先仅1个PCR脉冲宽度T_P，并且第四放大PCR脉冲1044比第五放大PCR脉冲1045领先仅1个PCR脉冲宽度T_P。

根据此接收序列，与第一放大PCR脉冲1041关联的第一目标最接近雷达传感器100，而与第五放大PCR脉冲1045关联的第五目标最远离雷达传感器100。此外，基于生成第三、第四、和第五放大PCR脉冲1043、1044和1045的时间的相近性，第三、第四和第五目标的位置彼此相邻。此外，因为第三、第四、和第五放大PCR脉冲1043、1044和1045为连续脉冲，意味着在这些脉冲之间没有时间间隔，所以它们都可以在单个探测周期期间与三个连续的复制的PCR脉冲相关。

在单个探测周期期间，例如，模板信号913的可调节时间延迟T_DA基本上等于约3个单位子脉冲宽度T_S。在十个复制的脉冲之中，第五复制PCR脉冲1034与第三放大PCR脉冲1043相关，第六复制PCR脉冲1035与第四放大PCR脉冲1044相关，并且第七复制PCR脉冲1036与第五放大PCR脉冲1045相关。作为这些相关的结果，乘法器914在覆盖第五、第六和第七复制PCR脉冲1034、1035和1036的时段期间传递正电荷流。

在交替方案下，在连续的复制的PCR脉冲之间交替地接通第一积分器963和第二积分器964。由输入开关961和经时移的采样信号923激活和/或禁用第一积分器963和第二积分器964。如这里讨论的，积分器在其被激活时累积由相乘信号915传递的电荷，并且积分器在其被禁用时释放所累积的电荷。更具体地，第一积分器963和第二积分器964的每个的可开关放电路径可以由经时移的采样信号923断开（open）和/或闭合（close）。这样，当相应的积分器被激活时，可开关放电路径断开而不导电，并且，当相应的积分器被禁用时，可开关放电路径闭合而导电。

在一个实施方式中，例如，可以在奇数复制PCR脉冲（例如，第一、第三、第五、第七和第九复制PCR脉冲1030、1032、1034、1036和1038）期间激活第一积分器963，而可以在偶数复制PCR脉冲（例如，第二、第四、第六、第八和第十复制PCR脉冲1031、1033、1035、1037和1039）期间激活第二积分器964。在替代实施方式中，例如，可以在偶数复制PCR脉冲（例如，第二、第四、第六、第八和第十复制PCR脉冲1031、1033、1035、1037和1039）期间激活第一积分器963，而可以在奇数复制PCR脉冲（例如，第一、第三、第五、第七和第九复制PCR脉冲1030、1032、1034、1036和1038）期间激活第二积分器964。

当在奇数复制PCR脉冲期间激活第一积分器963时，第一模拟相关信号965在第五复制PCR脉冲1034期间具有第一自相关幅值1014。在被ADC918采样之前，第一自相关幅值1014在第五复制PCR脉冲1034期间具有第一充电边沿1021。

当第六复制PCR脉冲1035与第四放大PCR脉冲1044相关时，禁用第一积分器963，同时激活第二积分器964。作为激活的结果，第二模拟相关信号966在第六复制PCR脉冲1035期间具有第二自相关幅值1015。此外，在第五复制PCR脉冲1034期间，第二自相关幅值1015在被ADC918采样之前具有第二放电边沿1024。在第二积分器964累积电荷的同时，第一积分器963在第六复制PCR脉冲1035期间具有PCR脉冲宽度T_P的时间来释放累积的电荷。因此，第一自相关幅值1014具有第一放电边沿1022。

当第七复制PCR脉冲1036与第五放大PCR脉冲1045相关时，再次激活第一积分器963，同时禁用第二积分器964。作为激活的结果，第一模拟相关信号965在第七复制PCR脉冲1036期间具有第三自相关幅值1016和第三放电边沿1025。因为第一积分器963具有足够的时间释放之前累积的电荷，所以第一模拟相关信号965基本上免于由之前的相关引起的失真。有利地，随后的第三自相关幅值1016可以准确地表示复制的PCR脉冲与放大的PCR脉冲之间的相关。

在第一积分器963累积电荷的同时，第二积分器964在第七复制PCR脉冲1036期间具有PCR脉冲宽度T_P的时间来释放累积的电荷。因此，第二自相关幅值1015具有第一放电边沿1024。在放电之后，第二积分器964准备好在下个复制的PCR脉冲期间再次累积电荷。

虽然图10示出通过复制的PCR脉冲序列协调交替方案，但是在替代实施例中可以由探测控制器930协调交替方案。初始，探测控制器930可以激活第一积分器963或第二积分器964之一。当探测控制器930在复制的PCR脉冲之一期间探测到目标时，探测控制器930在第一积分器963和第二积分器964之间切换激活状态。另一方面，当未探测到目标时，所激活的积分器不太可能累积大量电荷。这样，所激活的积分器可以占用极少甚至不占用时间进行放电，并且，探测控制器930可以因此在第一积分器963和第二积分器964之间维持激活状态。有利地，此方案可以减少积分器模块960内的开关活动，同时仍然允许积分器有足够的时间用于放电。

讨论现在转到用于接收的PCR信号945的补偿方案（或补偿架构）。一般地，所接收的PCR信号945的振幅水平朝着探测周期的结尾逐步变弱。这是由于如下事实：当所发送的PCR信号和所反射的PCR信号行进了较长距离时损失了较多功率（信号衰减）。当所接收的PCR信号945的振幅水平弱时，与所接收的PCR信号945的处理关联的信噪比（SNR）通常减小。这样，ADC918的输出可能更易受到由背景噪声引起的失真。

再次参考图9中所示的实施例，可变增益放大器（VGA）911用于缓和信号衰减的问题并且提高在ADC918的输出处的SNR。VGA911选择性地放大所接收的PCR信号945。选择性的放大可以基于从初始PCR信号933的生成起测量的等待时段。等待时段与所发送的PCR信号和所反射的PCR信号的行进距离相应。这样，等待时段可以用于近似信号衰减的程度（extent）。

具体地，随着探测周期从起始行进到结束，VGA911的增益以渐进的方式增大。作为选择性放大的结果，VGA911生成经放大的PCR信号916来校正和/或补偿所接收的PCR信号945的衰减的振幅。在一个实施方式中，探测控制器930经由可变增益控制信号991控制VGA911的可调节增益。在另一个实施例中，由定时模块920直接控制VGA911的可调节增益。

图11示出根据本发明的第二实施例的动态增益控制方案1100中的各个信号的波形图。如这里讨论的，动态增益控制方案1100是补偿方案的一部分，因为动态增益控制方案1100仅表示补偿方案的多个实施方式选项之一。因此，动态增益控制方案1100可以详细阐述补偿方案的操作细节，但不限制补偿方案的一般概念和范围。

动态增益控制方案1100可以由初始PCR信号933中的第一初始PCR脉冲1062开始。在生成第一初始PCR脉冲1062之后，将调制并发送初始PCR信号933。所发送的PCR信号可以被五个位置分开的目标反射。例如，第一目标与第一接收PCR脉冲1141关联，第二目标与第二接收PCR脉冲1142关联，第三目标与第三接收PCR脉冲1143关联，第四目标与第四接收PCR脉冲1144关联，并且第五目标与第五接收PCR脉冲1145关联。这样，所接收的PCR信号945包括第一接收PCR脉冲1141、第二接收PCR脉冲1142、第三接收PCR脉冲1143、第四接收PCR脉冲1144、以及第五接收PCR脉冲1145。

在时间T₁之后接收第一接收PCR脉冲1141。在时间T₂之后接收第二接收PCR脉冲1142，时间T₂比时间T₁晚大约1个PCR脉冲宽度T_P。在时间T₄接收第三接收PCR脉冲1143，时间T₄比时间T₁晚大约3个PCR脉冲宽度T_P。在时间T₅接收第四接收PCR脉冲1144，时间T₅比时间T₁晚大约4个PCR脉冲宽度T_P。在时间T₅₆接收第五接收PCR脉冲1145，时间T₆比时间T₁晚大约5个PCR脉冲宽度T_P。

根据此接收序列，第一接收PCR脉冲1141的信号强度可能是最强的，而第五接收PCR脉冲1145的信号强度可能是最弱的。每个接收的PCR脉冲的由振幅电平表示的信号强度可能随着探测周期内的接收进展的时间而成指数下降。为了补偿和/或校正此信号强度的指数下降，可变增益控制信号991将动态增益值1110传递至VGA911，使得VGA911可以相应地调节增益。

在一个实施方式中，可以根据经时移的采样信号923的采样速率而更新动态增益值1110。在另一实施方式中，动态增益值1110可以是当前调节时间T_n和之前调节时间T_n-1的函数，其可以由下列公式表示：

根据此公式，动态增益值1110可以具有：第二复制PCR脉冲1031期间的第一调节增益1111；第三复制PCR脉冲1032期间的第二调节增益1112；第四复制PCR脉冲1033期间的第三调节增益1113；第五复制PCR脉冲1034期间的第四调节增益1114；第六复制PCR脉冲1035期间的第五调节增益1115；第七复制PCR脉冲1036期间的第六调节增益1116；第八复制PCR脉冲1037期间的第七调节增益1117；第九复制PCR脉冲1038期间的第八调节增益1118；以及第十复制PCR脉冲1039期间的第九调节增益1119。当生成表示新探测周期的起始的第二初始PCR信号1064时，动态增益值1110将被复位至其初始值。

基于由可变增益控制信号991提供的相应调节增益，VGA911生成第一放大PCR脉冲1041、第二放大PCR脉冲1042、第三放大PCR脉冲1043、第四放大PCR脉冲1044、以及第五放大PCR脉冲1045。由于动态增益控制方案1100，每个放大的PCR脉冲被恢复至相对均匀且相对高的振幅电平。有利地，这种恢复帮助提高ADC918的输出端处的SNR。

讨论现在转到用于修改如图9中所示的雷达传感器900的各个实施例。这些修改的实施例可以提高雷达传感器900的探测速度，并且它们可以使得雷达传感器900能够用于感测高速移动目标。在雷达传感器900中已经呈现了这些修改的实施例的几个组件。这些组件执行基本上与如图9至11中讨论的相同功能。这样，以下讨论将仅关注于新引入的组件。

图12示出根据本发明的第三实施例的高速雷达传感器1200的示意图。当与雷达传感器900比较时，高速雷达传感器1200包括若干修改。例如，模拟相关器模块910被模拟相关器模块1210取代，模拟相关器模块1210并入了用于快速目标探测的并行架构。在并行架构中，积分器模块960被积分器组1250取代。积分器组1250在若干时间段中处理多个相关，使得在几何上减少探测周期的数目和整体探测时间。积分器组1250可以包括两个或更多个并行积分器模块，诸如第一积分器模块1260和第二积分器模块1280。第一积分器模块1260和第二积分器模块1280的每个可以包括与积分器模块960同样的结构和功能特征。

在一个实施方式中，例如，第一积分器模块1260包括第一输入开关1261、第一输出开关1262、第一积分器1263和第二积分器1264。第一积分器1263和第二积分器1264执行与如图9至11中讨论的第一积分器963和第二积分器964同样的功能。例如，第一积分器1263和第二积分器1264用于实施一个或多个交替方案。这样，第一积分器1263生成第一模拟相关信号1265，而第二积分器1264生成第二模拟相关信号1266。

第一输入开关1261执行与输入开关961同样的功能。例如，第一输入开关1261通过选择性地将第一积分器1263和第二积分器1264耦接至第一乘法器1232来激活一个或多个交替方案。第一输出开关1262执行与输出开关962同样的功能。例如，第一输出开关1262通过选择性地将第一积分器1263和第二积分器1264耦接至第一模数转换器（ADC）1236来激活一个或多个交替方案。

在另一个实施方式中，例如，第二积分器模块1280可以包括第二输入开关1281、第二输出开关1282、第三积分器1283和第四积分器1284。第二积分器1283和第四积分器1284执行与如图9至图11中讨论的第一积分器963和第二积分器964同样的功能。例如，第三积分器1283和第四积分器1284可以用于实施一个或多个交替方案。这样，第三积分器1283可以生成第三模拟相关信号1285，而第四积分器1284可以生成第四模拟相关信号1286。

第二输入开关1281执行与输入开关961同样的功能。例如，第二输入开关1281通过选择性地将第三积分器1283和第四积分器1284耦接至第二乘法器1234来激活一个或多个交替方案。第二输出开关1282执行与输出开关962同样的功能。例如，第二输出开关1282通过选择性地将第三积分器1283和第四积分器1284耦接至第二模数转换器（ADC）1238来激活一个或多个交替方案。

为了支持并行架构，模拟相关器模块1210包括额外的乘法器、时间延迟组件、以及模板信号。沿着复制路径，例如，模拟相关器模块1210包括第一可变时间延迟组件（VTDC）1221和第一恒定时间延迟组件（CTDC）1223。第一VTDC1221执行与图9中讨论的第一VTDC924同样的功能。这样，可以由定时控制器926且以与第一VTDC924同样的方式调节第一VTDC1221。

第一VTDC1221生成第一模板信号1222，其被馈送至第一乘法器1232和第一CTDC1223。将第一模板信号1222乘以经放大的PCR信号916以生成第一相乘信号1233。作为回报，第一相乘信号用于生成第一模拟相关信号1265和第二模拟相关信号1266。

第一CTDC1223通过将恒定时间延迟T_DC施加在第一模板信号1222上，生成第二模板信号1224。这样，第二模板信号1224是第一模板信号1222的时移版本。在第二乘法器1234将第二模板信号1224乘以经放大的PCR信号916，所述第二乘法器1234基于这种相乘生成第二相乘信号1235。作为回报，第二相乘信号1235用于生成第三模拟相关信号1285和第四模拟相关信号1286。

为了进一步对并行架构的操作进行详细阐述，图13示出根据本发明的第三实施例的来自快速感测方案1300的各个信号的波形图。如这里讨论的，快速感测方案1300仅表示模拟相关器模块1210可以执行的许多快速感测方案之一。可以进一步修改快速感测方案1300以满足其它设计目标。这样，快速感测方案1300可以示范但不限制模拟相关器1210的一般范围和概念。

为了简便起见，快速感测方案1300用于探测接收的PCR脉冲1310（或者，如果采用VGA，则是放大的PCR脉冲），其是接收的PCR信号945的一部分。第一模板信号1222包括第一复制PCR脉冲1320。随着快速感测方案1300经过几个探测周期，第一模板信号1222的可调节时间延迟T_D1基本上等于n*T_S，其中n表示在第一探测周期之后的探测周期的数目。

在通过第一CTDC1223进行时移之后，第二模板信号1224包括第二复制PCR脉冲1330，其关于第一复制PCR脉冲1320维持恒定时间分离。在一个实施方式中，第一CTDC1223可以向第二复制PCR脉冲1330施加半个PCR脉冲宽度T_P/2的恒定时间延迟T_DC。随着快速感测方案1300经过几个探测周期，第二模板信号1224的可调节时间延迟T_D2基本上等于T_P/2+n*T_S。在每个探测周期内，将所接收的PCR信号945乘以两个经时移的模板信号（例如，第一模板信号1222和1224）。

结果，时间延迟调节的最大数目可以从约T_P/T_S减少至约T_P/(2*T_S)。当与雷达传感器900比较时，高速雷达传感器1200可以利用半个探测周期扫描整个可探测范围。虽然图13示出使用两个经时移的模板信号，但是高速雷达传感器1200可以使用三个或更多个模板信号以进一步提高探测处理的速度。例如，当连同三个积分器模块一起使用三个模板信号时，总体扫描时间可以减少至原本的扫描时间的三分之一。

再次参见图12，模拟相关器模块1210沿着采样路径包括第二VTDC1225和第二CTDC1227。第二VTDC1225执行与图9中讨论的第二VTDC928同样的功能。这样，可以由定时控制器926且以与第二VTDC928同样的方式调节第二VTDC1225。

第二VTDC1225生成第一时移采样信号1226，其被发送至第一ADC1236和第二CTDC1227。第一时移采样信号1226用于控制第一ADC1236的采样速率。当接收到第一时移采样信号1226时，第二CTDC1227将生成第二时移采样信号1228。第二时移采样信号1228用于控制第二ADC1238的采样速率。为了协调第一乘法器1232、第一积分器模块1260和第一ADC1236的操作，第一时移采样信号1226的采样速率基本上与第一模板信号1222的复制速率同步。同样地，为了协调第二乘法器1234、第二积分器模块1280和第二ADC1238的操作，第二时移采样信号1228的采样速率基本上与第二模板信号1224的复制速率同步。

如到目前为止所讨论的，积分器组1250内的每个积分器模块可以在并行架构中共享同样的物理属性。例如，每个积分器的电荷存储组件可以具有同样的时间常数，并且每个积分器的放电路径可以被同样地设置。然而，根据各个替代实施方式，积分器组1250可以包括几个积分器模块，各自具有不同的物理属性。这种不对称的布置允许积分器组1250处理具有不同码长的码序列。一般地，长码脉冲可以用于探测远目标，而短码脉冲可以用于探测近目标。为了适应长码脉冲和短码脉冲两者，模拟相关器模块可以选择性地激活具有较大时间常数的积分器和具有较小时间常数的积分器。

图14示出根据本发明的第四实施例的运动感测雷达传感器1400的示意图。当与高速雷达传感器1200比较时，运动感测雷达传感器1400包括一些修改。例如，将模拟相关器模块1210内的时移（或时间延迟）组件修改为执行高速运动感测方案。

运动感测方案涉及在第一时间点探测目标的第一位置、以及在第二时间点探测同一目标的第二位置。在探测了第一位置之后，运动感测方案将下个接收的PCR脉冲与一对模板信号相关。在相反方向（例如，前向和后向）上将该对模板信号进行时移或延迟。取决于目标是靠近还是远离运动感测雷达传感器1400，模板信号之一建立与下个接收的PCR脉冲的相关。这样，运动感测方案通过使用所相关的模板信号探测第二位置。

通过比较第一探测位置与第二探测位置，运动感测方案确定目标的移动。因为运动感测方案被设计为将所探测的目标与去往前向和后向两者的模板信号进行比较，所以运动感测方案以比之前讨论的方案更稳健的方式感测快速移动目标的移动。

更具体地，模拟相关器模块1410包括第一后向可变时间延迟组件VTDC1421、第一前向VTDC1423、第二后向VTDC1425、和第二前向VTDC1427。定时控制器926生成后向延迟调节信号1451，用于使能第一后向VTDC1421和第二后向VTDC1425的一个或多个时间延迟元件。定时控制器926还生成前向延迟调节信号1453，用于使能第一前向VTDC1423和第二前向VTDC1427的一个或多个时间延迟元件。

基于后向延迟调节信号1451，第一后向VTDC1421生成第一后向模板信号1422。将第一后向模板信号1422乘以经放大的PCR信号916以生成第一相乘信号1223。作为回报，第一相乘信号用于生成第一模拟相关信号1265和第二模拟相关信号1266。

同样地，基于前向延迟调节信号1453，第一前向VTDC1423生成第一前向模板信号1424。将第一前向模板信号1424乘以经放大的PCR信号916以生成第二相乘信号1235。作为回报，第二相乘信号用于生成第三模拟相关信号1285和第四模拟相关信号1286。

在确定目标的移动中，探测控制器930在第一模拟相关信号1265、第二模拟相关信号1266、第三模拟相关信号1285和第四模拟相关信号1286之中比较连续的自相关幅值。在一个实施方式中，例如，如果第一模拟相关信号1265和/或第二模拟相关信号1266的自相关幅值在连续数目的探测周期内超过了预定阈值，则探测控制器930可以确定目标具有后向移动。在另一个实施方式中，例如，如果第三模拟相关信号1285和/或第四模拟相关信号1286的自相关幅值在连续数目的探测周期内超过了预定阈值，则探测控制器930可以确定目标具有前向移动。

为了进一步对运动感测方案进行详细阐述，图15示出根据本发明的第四实施例的来自运动感测方案1500的各个信号的波形图。如这里讨论的，运动感测方案1500仅表示模拟相关器模块1410可以执行的许多运动感测方案之一。可以进一步修改运动感测方案1500以满足其它设计目标。这样，运动感测方案1500可以示范但不限制模拟相关器1410的一般范围和概念。

为了简便起见，图15示出运动感测方案1500已经在之前的探测周期期间检测到移动目标的第一位置。所探测的第一位置由经放大的PCR信号916的相关的PCR脉冲1512表示。在当前的探测周期中，移动目标可以保持在第一位置中，靠近雷达传感器1400移动，或者远离雷达传感器1400移动。

如果目标将保持固定，则下个经放大的PCR脉冲将具有与相关的PCR脉冲1512相同的时间位置。如果目标将靠近雷达传感器1400移动，则下个经放大的PCR脉冲将与后向移动PCR脉冲1514重叠。后向移动PCR脉冲1514具有相对于相关的PCR脉冲1512的后向时间位移1501。如果目标将远离雷达传感器1400移动，则下个经放大的PCR脉冲将与前向移动PCR脉冲1516重叠。前向移动PCR脉冲1516具有相对于相关的PCR脉冲1512的前向时间位移1502。

为了判定在经放大的PCR信号916中出现后向移动PCR脉冲1514还是前向移动PCR脉冲1516，运动感测方案1500将经放大的PCR信号916与后向模板信号1422和前向模板信号1424相关。后向模板信号1422包括后向PCR脉冲1520。假设n是在初始探测周期之后的探测周期的数目，后向PCR脉冲1520可以具有约n*T_S的后向时间延迟T_D1。

另一方面，前向模板信号1424包括前向PCR脉冲1530。假设n是在初始探测周期之后的探测周期的数目，前向PCR脉冲1530具有约n*T_S的前向时间延迟T_D1。后向时间延迟T_D1可以以相关的PCR脉冲1512的开始时间T0为基准，而前向时间延迟T_D2可以以相关的PCR脉冲1512的结束时间T0+T_P为基准。为了建立与后向时间延迟TD1相同的基准点，前向时间延迟T_D2可以被表示为(N-n)*T_S，其中N是PCR脉冲宽度T_P与单位子脉冲宽度T_S的比率。

一旦经放大的PCR信号916与后向PCR脉冲1520或前向PCR脉冲1530相关，运动感测方案1500就判定目标是前向还是后向移动。

再次参见图14，第二后向VTDC1425生成后向采样信号1426，而第二前向VTDC1427生成前向采样信号1428。将后向采样信号1426发送至第一ADC1236，并且后向采样信号1426被用于控制第一ADC1236的采样速率。同样地，将前向采样信号1428发送至第二ADC1238，并且前向采样信号1428被用于控制第二ADC1238的采样速率。

为了协调第一乘法器1232、第一积分器模块1260和第一ADC1236的操作，后向采样信号1426的采样速率基本上与后向模板信号1222的复制速率同步。同样地，为了协调第二乘法器1234、第二积分器模块1280和第二ADC1238的操作，前向采样信号1428的采样速率基本上与前向模板信号1424的复制速率同步。

虽然图12和14示出高速雷达传感器1200和运动感测雷达传感器1400为两个分离的实施例，但是可以将高速雷达传感器1200以及运动感测雷达传感器1400的一个或多个结构特征相组合以形成单个实施例。因此，组合的实施例将具有高速雷达传感器1200和运动感测雷达传感器1400两者的功能优势。此外，虽然本公开仅在运动感测雷达传感器1400的框架内讨论了运动感测方案，但是也可以在雷达传感器100、雷达传感器900和高速雷达传感器1200的框架内实施其它运动感测方案。

已经以说明性方式讨论了本发明的示例实施例。因此，应当以非限制的方式阅读各处使用的术语。虽然本领域技术人员可以对这里的教示进行细微修改，但是应当理解，意在被限制于这里授权的专利的范围内的内容是合理地落入对本领域做出贡献的改进的范围内的所有这些实施例，并且，除了根据所附权利要求书和它们的等价物之外，该范围不被限制。

本领域技术人员将理解，可以在不违背本发明的范围和精神的情况下设置刚刚描述的优选实施例的各种适应和修改。因此，要理解，在所修改的权利要求的范围内，也可以与如这里具体描述不同地实践本发明。

Claims (25)

1.模拟相关器，用于在具有发送器和接收器的雷达传感器中使用，所述发送器发送具有脉冲压缩雷达（PCR）脉冲的PCR信号，而所述接收器接收反射的PCR信号，所述模拟相关器包括：

复本生成器，生成模板信号，所述模板信号具有复制所发送的PCR信号的PCR脉冲的多个复制的PCR脉冲，以相对于所发送的PCR信号具有可调节时间延迟的复制速率生成所述多个复制的PCR脉冲；

乘法器，将所接收的PCR信号与所述模板信号的所述多个复制的PCR脉冲相乘；以及

积分器模块，耦接至所述乘法器，并且生成多个模拟相关信号，每个所述模拟相关信号具有基于在所接收的PCR信号与所述模板信号的所述多个复制的PCR脉冲中的一个之间相乘的幅值。

2.如权利要求1所述的模拟相关器，所述多个复制的PCR脉冲的每个包括定义所述雷达传感器的范围分辨率的子脉冲，并且所述可调节时间延迟是所述子脉冲的脉冲宽度的倍数。

3.如权利要求1所述的模拟相关器，还包括：

模数转换器（ADC），以基本上与所述多个复制的PCR脉冲的复制速率同步的速率将所述多个模拟相关信号转换为多个数字信号。

4.如权利要求1所述的模拟相关器，所述乘法器生成多个相关电荷，所述多个相关电荷的每个表示所接收的PCR信号与所述多个复制的PCR脉冲中的一个之间的相关。

5.如权利要求4所述的模拟相关器，所述积分器模块包括：

第一积分器，在从所述乘法器接收到所述多个相关电荷中的第一相关电荷时，生成所述多个模拟相关信号的第一模拟相关信号。

6.如权利要求5所述的模拟相关器，所述积分器模块包括：

第二积分器，在从所述乘法器接收到所述多个相关电荷中的第二相关电荷时，生成所述多个模拟相关信号的第二模拟相关信号；以及

开关，在所述多个复制的PCR脉冲中的一个的脉冲宽度期间，仅将所述第一积分器和所述第二积分器中的一个耦接至所述乘法器。

7.如权利要求6所述的模拟相关器，所述开关以与所述多个复制的PCR脉冲的复制速率同步的交替次序，将所述第一积分器和所述第二积分器耦接至所述乘法器。

8.如权利要求6所述的模拟相关器，所述第一和第二积分器中的每个包括：

电容器，当相应第一或第二积分器耦接至所述乘法器时，接收并累积第一或第二相关电荷；以及

放电路径，当相应第一或第二积分器从所述乘法器断开时，从所述电容器充分释放所述第一或第二相关电荷。

9.如权利要求1所述的模拟相关器，还包括：

采样时钟生成器，生成具有采样速率的采样信号，并驱动所述复本生成器以所述复制速率复制所发送的PCR信号的PCR脉冲。

10.如权利要求9所述的模拟相关器，还包括：

可调节时间延迟装置，耦接在所述采样时钟与所述复本生成器之间，并且将所述采样信号延迟所述可调节时间延迟。

11.如权利要求1所述的模拟相关器，还包括：

可调节时间延迟装置，耦接在所述复本生成器与所述乘法器之间，并且将所述模板信号延迟所述可调节时间延迟。

12.如权利要求1所述的模拟相关器，还包括：

可变增益放大器，连接至所述接收器，并且基于约从所述PCR信号的发送开始的时间段放大所接收的PCR信号，由所述乘法器接收经放大的反射器PCR信号用于乘以所述模板信号。

13.模拟相关器，用于在具有发送器和接收器的雷达传感器中使用，所述发送器发送具有脉冲压缩雷达（PCR）脉冲的PCR信号，而所述接收器接收反射的PCR信号，所述模拟相关器包括：

复本生成器，生成第一模板信号和第二模板信号，第一和第二模板信号的每个具有以复制速率复制所发送的PCR信号的PCR脉冲的多个复制的PCR脉冲，所述第一模板信号从所发送的PCR信号延迟第一可调节时间，所述第二模板信号从所发送的PCR信号延迟第二可调节时间，由所述PCR脉冲的脉冲宽度相对地定义所述第一可调节时间和所述第二可调节时间；

乘法器，将所接收的PCR信号与所述第一模板信号的多个复制的PCR脉冲、以及与所述第二模板信号的多个复制的PCR脉冲相乘；以及

积分器模块，耦接至所述乘法器，所述积分器模块基于在所接收的PCR信号与所述第一模板信号的多个复制的PCR脉冲之间相乘，生成多个第一模拟相关信号，并且基于在所接收的PCR信号与所述第一模板信号的多个复制的PCR脉冲之间相乘，生成多个第二模拟相关信号。

14.如权利要求13所述的模拟相关器，所述PCR脉冲包括定义所述雷达传感器的范围分辨率的子脉冲，并且所述第一可调节时间是所述子脉冲的子脉冲宽度的倍数。

15.如权利要求14所述的模拟相关器，所述第二可调节时间是所述第一可调节时间与基本上等于所述PCR脉冲的脉冲宽度的一部分的偏移时间的和。

16.如权利要求15所述的模拟相关器，还包括：

可调节时间延迟装置，将所述第一模板信号延迟所述第一可调节时间；以及

恒定时间延迟装置，与所述第一可调节时间延迟装置合作，以便将所述第二模板信号延迟所述第二可调节时间。

17.如权利要求14所述的模拟相关器，所述第二可调节时间由所述PCR脉冲的脉冲宽度与所述第一可调节时间之间的差定义。

18.如权利要求17所述的模拟相关器，还包括：

定时控制器，计算所述第一可调节时间和所述第二可调节时间；

第一可调节时间延迟装置，连接至所述定时控制器，并且将所述第一模板信号延迟所述第一可调节时间；以及

第二可调节时间延迟装置，连接至所述定时控制器，并且将所述第二模板信号延迟所述第二可调节时间。

19.如权利要求13所述的模拟相关器，还包括：

第一模数转换器（ADC），以与所述第一模板信号同步的第一转换速率将所述多个第一模拟相关信号转换为多个第一数字信号；以及

第二模数转换器，以与所述第二模板信号同步的第二转换速率将所述多个第二模拟相关信号转换为多个第二数字信号。

20.如权利要求13所述的模拟相关器，还包括：

可变增益放大器，连接至所述接收器，并且基于约从所述PCR信号的发送开始的时间段放大所接收的PCR信号，由所述乘法器接收经放大的反射器PCR信号用于乘以所述模板信号。

21.雷达传感器，包括：

脉冲生成器，生成用于发送的脉冲压缩雷达（PCR）信号，所述PCR信号具有PCR脉冲；

可变增益放大器（VGA），基于在所述PCR信号的发送之后开始的时间段放大接收的PCR信号；

模拟相关器，连接至所述脉冲生成器，所述模拟相关器：

生成包括多个复制的PCR脉冲的模板信号，所述多个复制的PCR脉冲以相对于所述PCR信号的发送具有可调节时间延迟的复制速率复制所述PCR信号的PCR脉冲，

生成多个模拟相关信号，所述多个模拟相关信号的每个具有基于在所放大的PCR信号与所述模板信号的所述多个复制的PCR脉冲中的一个之间相乘的幅值，及

以基本上与所述复制速率同步的采样速率采样所述多个模拟相关信号；以及

控制器，连接至所述模拟相关器，所述控制器基于所述多个模拟相关信号的每个的所采样的幅值探测所述目标的位置，并且如果未探测到所述目标的位置，则增大所述可调节时间延迟。

22.雷达系统，包括：

脉冲生成器，生成具有脉冲压缩雷达（PCR）脉冲的PCR信号；

发送器模块，耦接至所述脉冲生成器，并且发送所述PCR信号；

接收器模块，接收从反射所发送的PCR信号的目标反射的PCR信号；

模拟相关器，与所述脉冲生成器和所述接收器模块耦接，所述模拟包括：

复本生成器，生成模板信号，所述模板信号具有复制所发送的PCR信号的PCR脉冲的多个复制的PCR脉冲，以相对于所发送的PCR信号具有可调节时间延迟的复制速率生成所述多个复制的PCR脉冲；

乘法器，将所接收的PCR信号与所述模板信号的多个复制的PCR脉冲相乘；以及

积分器模块，耦接至所述乘法器，并且生成多个模拟相关信号，每个所述模拟相关信号具有基于在所接收的PCR信号与所述模板信号的多个复制的PCR脉冲中的一个之间相乘的幅值；以及

控制器，耦接至所述模拟相关器，所述控制器基于所述多个模拟相关信号的每个的所采样的幅值探测所述目标的位置，并且如果未探测到所述目标的位置，则增大所述可调节时间延迟。

23.如权利要求22所述的雷达系统，所述乘法器生成多个相关电荷，所述多个相关电荷的每个表示所接收的PCR信号与所述多个复制的PCR脉冲中的一个之间的相关。

24.如权利要求23所述的雷达系统，所述积分器模块包括：

第一积分器，在从所述乘法器接收到所述多个相关电荷中的第一相关电荷时，生成所述多个模拟相关信号的第一模拟相关信号；

第二积分器，在从所述乘法器接收到所述多个相关电荷中的第二相关电荷时，生成所述多个模拟相关信号的第二模拟相关信号；以及

开关，在所述多个复制的PCR脉冲中的一个的脉冲宽度期间，仅将所述第一积分器和所述第二积分器中的一个耦接至所述乘法器。

25.如权利要求24所述的雷达系统，

所述开关以与所述多个复制的PCR脉冲的复制速率同步的交替次序，将所述第一积分器和所述第二积分器耦接至所述乘法器，以及

所述第一和第二积分器的每个包括：

电容器，当相应第一或第二积分器耦接至所述乘法器时，接收并累积第一或第二相关电荷；及

放电路径，当相应第一或第二积分器从所述乘法器断开时，从所述电容器充分释放所述第一或第二相关电荷。

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