CN107667033A - 利用超宽带雷达信号的数字信号处理用于活体目标检测的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于在无线功率传送系统的检测区域中检测对象的装置。该装置包括被配置为从雷达收发器接收多个雷达信号的接收器。该装置包括被配置为将多个雷达信号转换为多个数字雷达信号的处理器。处理器被配置为对多个数字雷达信号进行带通滤波。处理器被配置为去除对多个数字雷达信号中的至少两个连续的数字雷达信号为共有的低于第一阈值频率的频率成分。处理器被配置为将多个数字雷达信号下变频为多个复数字基带信号。处理器被配置为至少部分地基于多个复数字基带信号在检测区域中检测对象的范围、速度和方向。

Description

利用超宽带雷达信号的数字信号处理用于活体目标检测的方 法和装置
技术领域
本公开一般地涉及无线功率传送，并且更具体地涉及在无线功率传送应用中利用超宽带(UWB)雷达信号的数字信号处理用于活体对象检测的方法和装置。
背景技术
在家用和公共停车地带中以几千瓦的功率级别对可充电车辆的电感性功率传送可能要求为了附近人员和装备安全的特殊保护措施。这样的措施可以包括检测电感性功率传送系统的临界空间中的移动对象。这对于临界空间(其中电磁场水平超过某些临界水平)是开放且可访问的系统可能特别是真实的。这样的措施还可以包括检测活体对象(例如，人类、人类的四肢、或动物)以保护它们不暴露于这样的强电磁场。
然而，常规的雷达处理方法首先将RF信号下变频到IF频率以获得模拟域中的复雷达信号，并且然后在IF频率处对接收到的雷达信号进行采样。数字信号处理被应用以检测目标范围、速度和移动方向。然而，这种结构是复杂的并且遭受各种模拟减损。一些雷达在下变频之前在RF频率处对接收到的雷达信号进行采样，然而，仅获得接收到的雷达信号的实数分量。因此，这样的雷达处理方法可能仅确定范围或速度但不确定所检测到的对象的方向。如此，在无线功率传送应用中利用超宽带(UWB)雷达信号的数字信号处理用于活体对象检测的方法和装置是合意的。
发明内容
一些实施方式提供了一种用于在无线功率传送系统的检测区域中检测对象的装置。该装置包括被配置为从雷达收发器接收多个雷达信号的接收器。该装置包括被配置为将多个雷达信号转换为多个数字雷达信号的处理器。处理器被配置为对多个数字雷达信号进行带通滤波。处理器被配置为去除对多个数字雷达信号中的至少两个连续的数字雷达信号为共有的低于第一阈值频率的频率成分。处理器被配置为将多个数字雷达信号下变频为多个复数字基带信号。处理器被配置为至少部分地基于多个复数字基带信号在检测区域中检测对象的范围、速度和方向。
一些其他实施方式提供了一种用于在无线功率传送系统的检测区域中检测对象的方法。该方法包括从雷达收发器接收多个雷达信号。该方法包括将多个雷达信号转换为多个数字雷达信号。该方法包括对多个数字雷达信号进行带通滤波。该方法包括去除对多个数字雷达信号中的至少两个连续的数字雷达信号为共有的低于第一阈值频率的频率成分。该方法包括将多个数字雷达信号下变频为多个复数字基带信号。该方法包括至少部分地基于多个复数字基带信号在检测区域中检测对象的范围、速度和方向。
又其他的实施方式提供了一种包括代码的非瞬态计算机可读介质，该代码在被执行时使得用于在无线功率传送系统的检测区域中检测对象的装置从雷达收发器接收多个雷达信号。该代码在被执行时进一步使得该装置将多个雷达信号转换为多个数字雷达信号。该代码在被执行时进一步使得该装置对多个数字雷达信号进行带通滤波。该代码在被执行时进一步使得该装置去除对多个数字雷达信号中的至少两个连续的数字雷达信号为共有的低于第一阈值频率的频率成分。该代码在被执行时进一步使得该装置将多个数字雷达信号下变频为多个复数字基带信号。该代码在被执行时进一步使得该装置至少部分地基于多个复数字基带信号在检测区域中检测对象的范围、速度和方向。
又其他的实施方式提供了一种用于在无线功率传送系统的检测区域中检测对象的装置。该装置包括用于从雷达收发器接收雷达信号的部件。该装置包括用于将多个雷达信号转换为多个数字雷达信号的部件。该装置包括用于对多个数字雷达信号进行带通滤波的部件。该装置包括用于去除对多个数字雷达信号中的至少两个连续的数字雷达信号为共有的低于第一阈值频率的频率成分的部件。该装置包括用于将多个数字雷达信号下变频为多个复数字基带信号的部件。该装置包括用于至少部分地基于多个复数字基带信号在检测区域中检测对象的范围、速度和方向的部件。
附图说明
图1图示了根据一些实施方式的用于对电动车辆充电的无线功率传送系统。
图2是根据一些实施方式的与之前关于图1所讨论的相类似的无线功率传送系统的核心组件的示意图。
图3是示出了图1的无线功率传送系统的核心组件和辅助组件的功能框图。
图4是根据一些实施方式的集成到无线功率发射器的基座垫中的活体或移动对象检测系统的示意性视图。
图5是根据一些实施方式的如图4中示出的雷达收发器的功能框图。
图6是根据一些实施方式的雷达收发器的模拟发射链和接收链的框图。
图7是根据一些实施方式的雷达收发器的接收链中的基带数字处理的框图。
图8是根据一些实施方式的在雷达收发器的接收链中在下变频之前在射频处执行的数字处理的框图。
图9是描绘了根据一些实施方式的用于在无线功率传送系统附近的检测区域中检测对象的方法的流程图。
具体实施方式
下文关于附图阐述的详细描述意图作为实施方式的描述，并且不意图为表示本发明可以被实践在其中的仅有实施方式。贯穿这一描述所使用的术语“示例性”意指“用作示例、实例或说明”，并且不应当必然被解释为比其他实施方式优选或有利。该详细描述包括具体细节以用于提供对实施方式的透彻理解的目的。在一些实例中，一些设备以框图形式示出。
无线地传送功率可以是指将与电场、磁场、电磁场、或其他形式相关联的任何形式的能量从发射器传送到接收器而不使用物理电导体(例如，功率可以通过自由空间传送)。输出到无线场(例如，磁场)中的功率可以由“接收线圈”接收、捕获或耦合以实现功率传送。
本文中使用电动车辆来描述远程系统，它的示例是如下的车辆，其包括从可充电能量存储设备(例如，一个或多个可再充电电化学单元或其他类型的电池)得到的电功率作为它的运动能力的一部分。作为非限制性的示例，一些电动车辆可以是混合电动车辆，它们除了电动机之外还包括用于直接运动或对车辆电池充电的传统燃烧发动机。其他电动车辆可以从电功率汲取所有的运动能力。电动车辆不限于汽车并且可以包括摩托车、小型机动车、小型摩托车等。通过示例而非限制的方式，本文中以电动车辆(EV)的形式来描述远程系统。此外，也考虑到可以使用可充电能量存储设备至少部分地被供电的其他远程系统(例如，电子设备，诸如个人计算设备等)。
图1是根据一些实施方式的用于对电动车辆充电的无线功率传送系统100的示图。当电动车辆112被停放以便与基座无线充电系统102a高效地耦合时，无线功率传送系统100允许对电动车辆112的充电。用于两个电动车辆的空间被图示在停放区域中以在对应的基座无线充电系统102a和102b之上被停放。在一些实施方式中，本地分发中心130可以连接到功率主干132，并且被配置为通过功率链路110向基座无线充电系统102a和102b提供交流(AC)或直流(DC)供应。基座无线充电系统102a和102b中的每个还分别包括用于无线地传送功率的基座耦合器104a和104b。在一些其他实施方式(图1中未示出)中，基座耦合器104a或104b可以是独立的物理单元而不是基座无线充电系统102a或102b的一部分。
电动车辆112可以包括电池单元118、电动车辆耦合器116、以及电动车辆无线充电单元114。电动车辆无线充电单元114和电动车辆耦合器116构成电动车辆无线充电系统。在本文示出的一些示图中，电动车辆无线充电单元114也称为车辆充电单元(VCU)。电动车辆耦合器116可以例如经由基座耦合器104a所生成的电磁场的地区与基座耦合器104a交互。
在一些实施方式中，当电动车辆耦合器116位于由基座耦合器104a产生的电磁场中时，电动车辆耦合器116可以接收功率。该场可以对应于如下的地区，在该地区中由基座耦合器104a输出的能量可以由电动车辆耦合器116捕获。例如，由基座耦合器104a输出的能量可以处于足以对电动车辆112充电或供电的水平。在一些情况下，该场可以对应于基座耦合器104a的“近场”。近场可以对应于如下的地区，在该地区中存在由基座耦合器104a中的电流和电荷产生的强反应场，它们不将功率辐射远离基座耦合器104a。在一些情况下，如下面将进一步描述的，近场可以对应于如下的地区，该地区在与基座耦合器104a相距由基座耦合器104a产生的电磁场的频率的波长的大约1/2π内。
本地分发中心130可以被配置为经由通信回程134与外部源(例如，电力网)通信，并且经由通信链路108与基座无线充电系统102a通信。
在一些实施方式中，简单地通过电动车辆操作者定位电动车辆112以使得电动车辆耦合器116相对于基座耦合器104a充分对准，电动车辆耦合器116可以与基座耦合器104a对准并且因此被设置在近场地区内。当对准误差下降到可容许值以下时，可以认为对准是充分的。在其他实施方式中，操作者可以被给予视觉和/或听觉反馈，以确定电动车辆112何时被恰当地放置在用于无线功率传送的容许区域内。在又其他的实施方式中，电动车辆112可以由自动驾驶系统定位，自动驾驶系统可以使电动车辆112移动直到实现充分对准。这可以由电动车辆112在具有或没有驾驶员干预的情况下自动地且自主地执行。这对于如下的电动车辆112是可能的，该电动车辆112配备有伺服转向、雷达传感器(例如，超声传感器)、以及用于安全地操纵和调节电动车辆的智能。在更其他的实施方式中，电动车辆112和/或基座无线充电系统102a可以具有如下的功能，该功能用于分别将耦合器116和104a相对于彼此机械地移位和移动，以更加精确地对它们进行取向或对准并且在它们之间形成充分的和/或以其他方式更有效率的耦合。
基座无线充电系统102a可以位于各种位置。作为非限制性示例，一些适合的位置包括在电动车辆112所有者的住宅处的停车区域、模仿常规的基于石油的加油站的为电动车辆无线充电预留的停车区域、以及在其他位置的停车场，诸如购物中心和工作场所。
无线地对电动车辆充电可以提供很多益处。例如，充电可以自动地被执行，而实际上没有驾驶员干预或操纵从而改进了用户的便利性。还可以没有暴露的电触点并且没有机械磨损，从而改进无线功率传送系统100的可靠性。安全性可以被改进，因为可以不需要利用电缆和连接器的操纵并且可以没有将暴露于户外环境中的湿气的电缆、插头或插座。另外，也可以没有可见或可访问的插座、电缆或插头，从而减少功率充电设备的潜在破坏。进一步地，由于电动车辆112可以被用作分布式存储设备以稳定电力网，所以方便的“对接到电力网”解决方案可以帮助提高用于“车辆到电力网(V2G)”操作的车辆可用性。
参考图1描述的无线功率传送系统100还可以提供美观和无障碍的优点。例如，可以没有可能妨碍车辆和/或行人的充电柱和电缆。
作为车辆到电力网能力的进一步解释，无线功率发射能力和接收能力可以被配置为是互易的，从而基座无线充电系统102a可以将功率发射到电动车辆112或者电动车辆112可以将功率发射到基座无线充电系统102a。这种能力对通过以下方式来稳定功率分发网可以是有用的：允许电动车辆112在由过度需求引起的能源短缺或可再生能量生产(例如，风能或太阳能)的短缺的时候向整个分发系统贡献功率。
图2是根据一些实施方式的与之前关于图1所讨论的相类似的无线功率传送系统200的核心组件的示意图。如图2中示出的，无线功率传送系统200可以包括基座谐振电路206，基座谐振电路206包括具有电感L1的基座耦合器204。无线功率传送系统200进一步包括电动车辆谐振电路222，电动车辆谐振电路222包括具有电感L2的电动车辆耦合器216。本文中描述的实施方式可以使用形成谐振结构的电容性加载的导体环(即，多匝线圈)，如果发射器和接收器两者被调谐到共同的谐振频率，则该谐振结构能够经由磁或电磁近场将能量从初级结构(发射器)有效率地耦合到次级结构(接收器)。线圈可以被用于电动车辆耦合器216和基座耦合器204。使用谐振结构用于耦合能量可以被称为“磁耦合谐振”、“电磁耦合谐振”、和/或“谐振感应”。无线功率传送系统200的操作将基于从基座耦合器204到电动车辆112(未示出)的功率传送来描述，但不限于此。例如，如上面所讨论的，能量也可以在相反方向上被传送。
参考图2，功率供应208(例如，AC或DC)向作为基座无线功率充电系统202的一部分的基座功率转换器236供应功率PSDC以向电动车辆(例如，图1的电动车辆112)传送能量。基座功率转换器236可以包括电路系统，诸如：AC到DC转换器，被配置为将功率从标准市电AC转换为适合电压电平处的DC功率；以及DC到低频(LF)转换器，被配置为将DC功率转换为适合于无线高功率传送的操作频率处的功率。基座功率转换器236向包括与基座耦合器204串联的调谐电容器C1的基座谐振电路206供应功率P1，以在操作频率处发出电磁场。串联调谐的谐振电路206应当解释为是示例性的。在另一实施方式中，电容器C1可以与基座耦合器204并联耦合。在又其他的实施方式中，调谐可以由并联或串联拓扑的任何组合的若干电抗元件形成。电容器C1可以被提供以与基座耦合器204形成基本上在操作频率处谐振的谐振电路。基座耦合器204接收功率P1，并且以足以对电动车辆充电或供电的水平无线地发射功率。例如，由基座耦合器204无线地提供的功率电平可以是千瓦(kW)量级(例如，从1kW到110kW的任何位置，但是实际的电平可以更高或更低)。
基座谐振电路206(包括基座耦合器204和调谐电容器C1)和电动车辆谐振电路222(包括电动车辆耦合器216和调谐电容器C2)可以被调谐到基本上相同的频率。如下面进一步解释的，电动车辆耦合器216可以位于基座耦合器的近场内，并且反之亦然。在这种情况下，基座耦合器204和电动车辆耦合器216可以彼此耦合，从而功率可以从基座耦合器204无线地传送到电动车辆耦合器216。串联电容器C2可以被提供以与电动车辆耦合器216形成基本上在操作频率处谐振的谐振电路。串联调谐的谐振电路222应当被解释为是示例性的。在另一实施方式中，电容器C2可以与电动车辆耦合器216并联耦合。在又其他的实施方式中，电动车辆谐振电路222可以由并联或串联拓扑的任何组合的若干电抗元件形成。元素k(d)表示在线圈分离d下得出的互耦系数。等效电阻Req,1和Req,2分别表示基座和电动车辆耦合器204和216以及调谐(反电抗)电容器C1和C2可能为固有的损耗。电动车辆谐振电路222(包括电动车辆耦合器216和电容器C2)接收功率P2，并且将其提供给电动车辆充电系统214的电动车辆功率转换器238。
电动车辆功率转换器238除了其他事物之外还可以包括LF到DC转换器，LF到DC转换器被配置为将操作频率处的功率转换回到负载218(其可以表示电动车辆电池单元)的电压电平的DC功率。电动车辆功率转换器238可以向负载218提供转换后的功率PLDC。功率供应208、基座功率转换器236和基座耦合器204可以是静止的并且位于如上文所讨论的各种位置。电动车辆负载218(例如，电动车辆电池单元)、电动车辆功率转换器238和电动车辆耦合器216可以被包括在电动车辆充电系统214中，电动车辆充电系统214是电动车辆(例如，电动车辆112)的一部分或它的电池组(未示出)的一部分。电动车辆充电系统214还可以被配置为通过电动车辆耦合器216向基座无线功率充电系统202无线地提供功率，以将功率馈送回到电力网。电动车辆耦合器216和基座耦合器204中的每个可以基于操作模式来充当发射耦合器或接收耦合器。
尽管未示出，但是无线功率传送系统200可以包括将电动车辆负载218或功率供应208从无线功率传送系统200安全地断开的负载断开单元(LDU)(未知)。例如，在紧急或系统故障的情况下，LDU可以被触发以将负载从无线功率传送系统200断开。LDU可以附加于用于管理对电池充电的电池管理系统而被提供，或者它可以是电池管理系统的一部分。
进一步地，电动车辆充电系统214可以包括用于选择性地将电动车辆耦合器216连接和断开到电动车辆功率转换器238的开关电路系统(未示出)。断开电动车辆耦合器216可以暂停充电，并且还可以改变由基座无线功率充电系统202(充当发射器)“看到”的“负载”，这可以用来从基座无线充电系统202“掩盖”电动车辆充电系统214(充当接收器)。如果发射器包括负载感测电路，则可以检测到负载变化。因此，如下面进一步解释的，发射器(诸如基座无线充电系统202)可以具有如下的机制，该机制用于确定接收器(诸如电动车辆充电系统214)何时存在于基座耦合器204的近场耦合模式地区中。
如上文描述的，在朝向电动车辆(例如，图1的电动车辆112)的能量传送期间，从功率供应208提供输入功率以使得基座耦合器204生成电磁场用于提供能量传送。电动车辆耦合器216耦合到电磁场并且生成输出功率用于由电动车辆112的存储或消耗。如上文描述的，在一些实施方式中，基座谐振电路206和电动车辆谐振电路222根据相互谐振关系而被配置和调谐，以使得它们接近于或基本上在操作频率处谐振。如下面进一步解释的，当电动车辆耦合器216位于基座耦合器204的近场耦合模式地区中时，基座无线功率充电系统202与电动车辆充电系统214之间的传输损耗最小。
如所陈述的，有效率的能量传送通过以下而发生：经由磁近场传送能量，而不是经由远场中的电磁波，其可能牵涉到归因于进入空间中的辐射的大幅损耗。当在近场中时，发射耦合器与接收耦合器之间可以建立耦合模式。这种近场耦合可能发生的耦合器周围的空间在本文中被称为近场耦合模式地区。
尽管未示出，但是基座功率转换器236和电动车辆功率转换器238(如果是双向的则)两者可以包括(对于发射模式)振荡器、驱动器电路(诸如功率放大器)、滤波器和匹配电路，并且(对于接收模式)包括整流器电路。振荡器可以被配置为生成期望的操作频率，期望的操作频率可以响应于调节信号被调节。振荡器信号可以由功率放大器以响应于控制信号的放大量来放大。滤波器和匹配电路可以被包括以滤除谐波或其他不想要的频率，并且将谐振电路206和222呈现的阻抗分别匹配于基座和电动车辆功率转换器236和238。对于接收模式，基座和电动车辆功率转换器236和238还可以包括整流器和开关电路系统。
贯穿所公开的实施方式描述的电动车辆耦合器216和基座耦合器204可以被称为或被配置作为“导体环路”，并且更具体地是“多匝导体环路”或线圈。基座和电动车辆耦合器204和216在本文中也可以被称为或被配置作为“磁”耦合器。术语“耦合器”意图指代可以无线地输出或接收能量以用于耦合到另一“耦合器”的组件。
如上文讨论的，能量在发射器与接收器之间的有效率传送发生在发射器与接收器之间的匹配或接近匹配的谐振期间。然而，即使是在发射器与接收器之间的谐振未匹配时，能量也可以以较低的效率被传送。
谐振频率可以基于如上文描述的包括耦合器(例如，基座耦合器204和电容器C2)的谐振电路(例如谐振电路206)的电感和电容。如图2中示出的，电感一般可以是耦合器的电感，而电容可以被添加到耦合器以创建在期望的谐振频率处谐振结构。因此，对于使用展现较大电感的较大直径线圈的较大尺寸耦合器，产生谐振所需的电容值可以较低。电感也可以取决于线圈的匝数。此外，随着耦合器的尺寸增大，耦合效率可以增大。这在基座耦合器和电动车辆耦合器二者的尺寸都增大的情况下大体上是真实的。此外，包括耦合器和调谐电容器的谐振电路可以被设计为具有高品质(Q)因数以改进能量传送效率。例如，Q因数可以是300或更大。
如上文描述的，根据一些实施方式，公开了在彼此的近场中的两个耦合器之间耦合功率。如上文描述的，近场可以对应于主要存在反应电磁场的耦合器周围的地区。如果耦合器的物理尺寸远小于波长(与频率成反比)，则不存在由于波传播或辐射远离耦合器所致的大幅功率损耗。近场耦合模式地区可以对应于接近耦合器的物理体积的体积，通常在波长的小分数以内。根据一些实施方式，磁耦合器(诸如单匝和多匝导体环)优选地被用于发射和接收二者，因为在实践中处理磁场比电场更容易，因为与外来对象(例如，电介质对象和人体)存在较少的相互作用。然而，也可以使用“电”耦合器(例如，偶极子和单极子)或磁耦合器和电耦合器的组合。
图3是示出了无线功率传送系统300的组件的功能框图，其可以在图1的无线功率传送系统100中采用和/或图2的无线功率传送系统200可以是其一部分。无线功率传送系统300图示了通信链路376、引导链路366、以及对准机制356，引导链路366使用例如磁场信号用于确定位置或方向，对准机制356能够机械地移动基座耦合器304和电动车辆耦合器316中的一者或二者。基座耦合器304和电动车辆耦合器316的机械(运动学)对准可以分别由基座对准系统352和电动车辆充电对准系统354来控制。引导链路366可以能够进行双向信令，这意味着引导信号可以由基座引导系统或电动车辆引导系统或由二者发出。如上文参考图1所描述的，当能量流向电动车辆112时，在图3中，基座充电系统功率接口348可以被配置为从电源(诸如AC或DC功率供应(未示出))向基座功率转换器336提供功率。基座功率转换器336可以经由基座充电系统功率接口348接收AC或DC功率，以在接近于或位于参考图2的基座谐振电路206的谐振频率的频率处驱动基座耦合器304。电动车辆耦合器316，当在近场耦合模式地区中时，可以从电磁场接收能量以在位于或接近于参考图2的电动车辆谐振电路222的谐振频率处振荡。电动车辆功率转换器338将来自电动车辆耦合器316的振荡信号转换为适合于经由电动车辆功率接口对电池充电的功率信号。
基座无线充电系统302包括基座控制器342，并且电动车辆充电系统314包括电动车辆控制器344。基座控制器342可以提供到其他系统(未示出)的基座充电系统通信接口，其他系统诸如，例如计算机、基座共同通信(BCC)、功率分发中心的通信实体、或智能电力网的通信实体。电动车辆控制器344可以提供到其他系统(未示出)的电动车辆通信接口，其他系统诸如，例如车辆上的车载计算机、电池管理系统、车辆内的其他系统、以及远程系统。
基座通信系统372和电动车辆通信系统374可以包括子系统或模块，它们用于具有单独通信信道的特定应用并且还用于与图3的示图中未示出的其他通信实体进行无线通信。这些通信信道可以是单独的物理信道或单独的逻辑信道。作为非限制性示例，基座对准系统352可以通过通信链路376与电动车辆对准系统354通信以提供反馈机制，该反馈机制用于使基座耦合器304和电动车辆耦合器316更紧密地对准，例如经由自主机械(运动学)对准，通过如本文所描述的电动车辆对准系统352或基座对准系统302，或通过二者，或者利用操作者辅助。类似地，基座引导系统362可以通过通信链路376与电动车辆引导系统364通信，并且还使用引导链路366用于确定将操作者引导到充电点并且在对准基座耦合器304和电动车辆耦合器316时所需的位置或方向。在一些实施方式中，通信链路376可以包括多个单独的通用通信信道，它们由基座通信系统372和电动车辆通信系统374支持以用于基座无线充电系统302与电动车辆充电系统314之间传达其他信息。这一信息可以包括与以下各项有关的信息：电动车辆特性、电池特性、充电状态、以及基座无线充电系统302和电动车辆充电系统314二者的功率能力、以及用于电动车辆的维护和诊断数据。这些通信信道可以是单独的逻辑信道或单独的物理通信信道，诸如，例如WLAN、蓝牙、zigbee、蜂窝，等等。
在一些实施方式中，电动车辆控制器344还可以包括电池管理系统(BMS)(未示出)，其管理电动车辆主和/或辅电池的充电和放电。如本文中讨论的，基座引导系统362和电动车辆引导系统364包括用于例如基于微波、超声波雷达、或磁矢量化原理来确定位置或方向所需的功能和传感器。进一步地，电动车辆控制器344可以被配置为与电动车辆板载系统进行通信。例如，电动车辆控制器344可以经由电动车辆通信接口提供位置数据，例如，用于被配置为执行半自动停车操作的制动系统，或者用于被配置为协助大致上自动化停车(“电控停车”)的转向伺服系统，其可以提供更大便利性和/或更高的停车精度，如在某些应用中可能被需要以在基座耦合器304与电动车辆耦合器316之间提供充分的对准。此外，电动车辆控制器344可以被配置为与视觉输出设备(例如，仪表板显示器)、声音/音频输出设备(例如，蜂鸣器、扬声器)、机械输入设备(例如，键盘、触摸屏和指示设备，诸如操纵杆、轨迹球等)、和音频输入设备(例如，具有电子语音识别的麦克风)通信。
无线功率传送系统300可以包括其他辅助系统，诸如检测和传感器系统(未示出)。例如，无线功率传送系统300可以包括用于与以下各项一起使用的传感器：用以确定引导系统(362，364)将驾驶员或车辆恰当地引导到充电点所要求的位置的系统、用以将耦合器与所要求的分离/耦合相互对准的传感器、用以检测可能阻碍电动车辆耦合器316移动到特定高度和/或位置以实现耦合的对象的传感器、以及与执行系统的可靠、无损坏且安全操作的系统一起使用的安全传感器。例如，安全传感器可以包括用于以下各项的传感器：检测超出安全半径的正接近基座和电动车辆耦合器304、316的动物或儿童的存在，检测可以被加热(感应加热)的位于基座或电动车辆耦合器(304、316)附近或邻近的金属对象，以及检测基座或电动车辆耦合器(304、316)附近的危险事件，诸如炽热对象。
无线功率传送系统300还可以例如通过在电动车辆充电系统314处提供有线充电端口(未示出)而经由有线连接来支持插入式充电。电动车辆充电系统314可以在传送功率去往或来自电动车辆之前整合两个不同充电器的输出。开关电路可以根据需要提供功能以支持无线充电和经由有线充电端口的充电二者。
为了在基座无线充电系统302与电动车辆充电系统314之间通信，无线功率传送系统300可以经由基座和电动车辆耦合器304、316使用带内信令，和/或经由通信系统(372、374)，例如，经由RF数据调制解调器(例如，未许可频带中的无线电上的以太网)，使用带外信令。带外通信可以提供足够的带宽用于向车辆用户/拥有者分配增值服务。无线功率载波的低深度幅度或相位调制可以用作具有最小干扰的带内信令系统。
一些通信(例如，带内信令)可以经由无线功率链路来执行而不使用特定的通信天线。例如，基座和电动车辆耦合器304和316也可以被配置为充当无线通信天线。因此，基座无线充电系统302的一些实施方式可以包括用于在无线功率路径上允许键控类型协议的控制器(未示出)。通过利用预定义的协议以预定义的间隔键控发射功率电平(幅移键控)，接收器可以检测来自发射器的串行通信。基座功率转换器336可以包括负载感测电路(未示出)，用于检测在基座耦合器304的近场耦合模式地区中存在或不存在活动的电动车辆功率接收器。通过示例的方式，负载感测电路监测流向基座功率转换器336的功率放大器的电流，其被基座耦合器304的近场耦合模式地区中的活动功率接收器的存在或不存在所影响。对功率放大器上的加负变化的检测可以由基座控制器342监测，用于在确定是否启用基座无线充电系统302用于发射能量、是否与接收器进行通信、或它们的组合时使用。
本文描述的实施方式针对自动地检测可能位于电感性功率传送(IPT)基座垫周围的检测区域中的活体和/或移动对象。图4是根据一些实施方式的集成到无线功率发射器的基座垫404中的活体或移动对象检测系统的示意性视图400。如图4中示出的，基座垫404可以另外包括多个雷达收发器406a、406b、406c、406d、406e和406f(后文统称为406a-406f)，每个雷达收发器被集成到或安装到基座垫404的侧面。在一些实施方式中，每个雷达收发器(例如，406a)可以被配置为独立于其他雷达收发器(例如，406b-406f)进行操作，从而由其他雷达收发器(例如，406b-406f)生成的信号不干扰特定雷达收发器(例如，406a)的操作。因为雷达收发器406a-406f安装在基座垫404的侧面，所以可以提供在基座垫404的所有侧面上或沿着其整个周边的活体对象保护(LOP)覆盖。在一些实施方式中，雷达收发器406a-406f中的每个的印刷电路板(PCB)可以基本上竖直地或以从竖直稍微倾斜的角度(例如，基本上垂直于基座垫404所位于的表面的平面)被集成。这可以允许雷达收发器集成而不扩大基座垫404的尺寸。在一些其他实施方式中，雷达收发器406a-406f可以被集成为刚好在基座垫404的顶面之下，使得基座垫404可以嵌装到表面中。在一些其他实施方式中，雷达收发器406a-406f可以作为车辆垫集成系统或作为分立系统被安装在车辆上。
如图4中示出的，基座垫404可以另外包括处理器408，如细虚线所描绘的，处理器408连接到雷达收发器406a-406f中的每个。处理器408可以被配置为从雷达收发器406a-406f接收雷达数据。处理器408可以隔离地(例如，考虑来自仅一个雷达收发器(例如，406a)的原始雷达数据)或组合地(例如，以某种聚合方式考虑来自多个雷达收发器406a-406f的原始雷达数据)利用来自雷达收发器406a-406f中的一个或多个雷达收发器的原始雷达数据，以确定移动或活体对象在检测地区、检测区域或检测地带内的存在。因此，处理器408和多个雷达收发器406a-406f可以在基座垫404周围提供“虚拟电子围栏”，用于在检测地区中检测任何活体或移动对象。在一些实施方式中，处理器408可以被配置为：向无线电动车辆充电(WEVC)系统(参见图1-图3)的其余部分提供原始或经处理的雷达数据，并且从WEVC系统接收状态信息或其他数据。为了这样的目的，处理器408可以经由通信链路(由粗点线描绘)而处于与WEVC系统的其他部分的通信中，以至少将对象检测触发传达到WEVC系统用于关闭充电或用于减小由基座垫404无线地发射的功率的量。
现在将使用雷达收发器406a作为多个雷达收发器406a-406f中的每个雷达收发器的代表性示例，关于图5更详细地讨论雷达收发器406a-406f。图5是根据一些实施方式的如图4中示出的雷达收发器406a的功能框图。雷达收发器406a可以包括印刷电路板(PCB)516。在一些实施方式中，PCB 516可以具有大约25mm宽乘以120mm长的形状因子，其中长度可以至少部分地取决于设置在PCB 516上的发射器502(“X”)与接收器504(“O”)之间分离距离“D”。然而，本申请没有如此被限制并且可以根据特定实施方式利用任何尺寸。发射器502与接收器504的分离距离“D”可以基于目标或期望的雷达范围和检测区域(例如，期望的检测区域)的期望或目标宽度。例如，较大的分离距离“D”导致较宽的检测区域，但是趋向于缩短可用范围(例如，延伸远离雷达收发器的检测区域的长度)。然而，雷达收发器406a的总体行为和性能可以取决于发射器502和接收器504的类型和特性。在一些其他实施方式中，可以考虑单个发射器/接收器，这以系统灵敏度为代价并且可能必须利用PCB 516上的定向耦合器电路。
发射器502和接收器504可以包括在1-10GHz的频带中操作的超宽带(UWB)雷达天线，但是也可以考虑在任何相关联的频带(例如，24GHz ISM频带、60GHz ISM频带、或77GHz汽车频带)中操作的任何类型的UWB雷达天线。在一些实施方式中，发射器502和接收器504可以被配置为在操作平面中具有全向发射图案和接收图案。
雷达收发器406a可以另外包括处理器506、UWB雷达芯片508、接口电路系统510、连接器512和本地功率供应514。例如，接口电路系统510可以被配置为提供与将雷达收发器406a与图4的处理器408对接有关的处理。UWB雷达芯片508可以被配置为提供从接收器504接收的或用于传送到发射器502的原始雷达数据的处理。本地功率供应514可以被配置为向雷达收发器406a的任何芯片或电路系统提供功率。连接器512可以被配置为将来自雷达收发器406a的原始雷达数据提供给先前关于图4描述的处理器408。
雷达收发器406a可以另外包括处理器506，处理器506被配置为执行对如下的原始雷达数据的某个水平的本地处理，该原始雷达数据将被发射或者已经由发射器502或接收器504分别接收到。然而，在至少一些实施方式中，先前在图4中描述的处理器408可以执行对从雷达收发器406a接收的原始雷达数据的基本上所有处理。
雷达收发器406a可以被配置为经由发射器502发射雷达信号，经由接收器504(或经由另一雷达收发器406b-406f的接收器504)接收反射的雷达信号，并且向图5的处理器506和图4的处理器408中的至少一个提供原始雷达数据。最终，处理器408可以被配置为确定、计算、检测或提供与在检测区域中检测到的对象相关联的信息，包括但不限于：检测到的对象的距离、速度、方向或大小。在准确地检测到对象时，到基座垫404的功率可以被中断或减小到较低水平。
图6是根据一些实施方式的雷达收发器的模拟发射链和接收链的框图600。在图6中，发射链可以包括UWB脉冲发射器602，其可以被配置为生成脉冲信号以用于在预定检测体积中检测活体或移动对象的存在时的后续发射和利用。UWB脉冲发射器602可以连接到模拟带通滤波器(BPF)604，其可以从UWB脉冲发射器602接收脉冲信号并且输出脉冲信号的经带通滤波的版本。经带通滤波的脉冲信号然后被输入到乘法器606，其将该信号乘以由本地振荡器608提供给乘法器606的振荡器信号。乘法器606用来将经带通滤波的脉冲信号上变频到UWB频率范围(例如，1-10GHz)。经上变频的脉冲信号从乘法器606输出并且提供给输出带通滤波器610，其去除由乘法器606的上变频过程生成的任何谐波边频。经带通滤波的上变频后的脉冲信号从输出带通滤波器610输出并且提供给功率放大器612，其增大经带通滤波的上变频后的脉冲信号(例如，UWB雷达信号)的功率以用于由发射天线614的后续发射。发射天线614可以对应于先前关于图5描述的发射器502。
在发射之后，UWB雷达信号可以在接收天线620处直接地或经由环境中的表面的反射而被接收。接收天线620可以对应于先前关于图5描述的接收器504。接收天线620可以将接收到的UWB雷达信号提供给低噪声放大器622，其增大接收到的UWB雷达信号的功率，它可能已经被环境中的反射减弱。经放大的接收到的UWB雷达信号由低噪声放大器622输出，并且提供给输入带通滤波器624以去除不在感兴趣的UWB频率中的任何谐波成分。经带通滤波的放大后的UWB雷达信号从输入带通滤波器624输出并且提供给乘法器626，其通过将经带通滤波的放大后的UWB雷达信号乘以另一本地振荡器628信号来对它进行下变频。在实践中，上变频器本地振荡器608信号的频率和下变频器本地振荡器628信号的频率是基本上相同的。经下变频的UWB信号从乘法器626输出并且提供给另一带通滤波器630，其去除由乘法器626的下变频过程生成的任何谐波边频。经带通滤波的下变频后的UWB信号从带通滤波器630输出并且提供给UWB脉冲接收器632。
提供给UWB脉冲接收器632的经下变频的UWB信号是模拟基带信号。因此，在此时，经下变频的UWB信号由高速模数转换器(未示出)采样，并且基带数字UWB信号被转发以用于数字域中的进一步处理(如将关于图7更详细地描述的)。
图7是根据一些实施方式的雷达收发器的接收链中的基带数字处理的框图700。基带数字雷达信号被提供给匹配滤波器702，匹配滤波器702提供数字域滤波，数字域滤波具有放大基带数字雷达信号而同时减少信号中的噪声的净效果。经匹配滤波的基带数字雷达信号从匹配滤波器702输出并且提供给低通滤波器704，其去除或大幅衰减高于期望阈值的频率成分。经匹配和低通滤波的基带数字雷达信号从低通滤波器704输出并且输入到慢速时间高通滤波器706。高通滤波器706被认为是“慢速时间的”，因为它可以去除低于期望阈值的频率成分，其对多个连续的所接收的经匹配滤波的基带数字雷达信号是共有的。这具有如下的净效果：确保在滤波之后仅剩余可能由活体或移动对象引起的快速变化的信号，消除可能具有其他原因的信号中的慢速变化的异常(aberration)，这些其他原因诸如但不限于检测系统中的电组件的老化或加热。高通滤波器706的输出然后可以被提供给多普勒处理器708，其可以根据一个或多个算法来处理经高通滤波的信号，该一个或多个算法在系统的检测体积中存在对象的情况下至少允许对象的速度被确定。多普勒处理器708的输出可以被提供给目标检测器710，其可以处理多普勒处理器708的输出并且至少部分地基于多普勒处理器708的输出满足一些准则来触发对象的肯定检测。因此，在先前关于图6和图7描述的系统中，数字处理发生在下变频到基带之后。这个系统的一些缺点是结构非常复杂，并且系统遭受各种模拟减损。
图8是根据一些实施方式的在雷达收发器的接收链中在下变频之前以UWB频率执行的数字处理的框图800。在图8中，所接收的UWB雷达信号(其是模拟信号)利用高速模数转换器(未示出)而被转换为数字UWB信号。在框802处对数字UWB信号执行DC分量去除操作，其具有如下的净效果：对数字UWB信号进行移位以使得经滤波的信号中不存在DC分量，以及潜在地改进接收器的动态范围。框802的输出可以被提供给快速时间带通滤波器804的输入，其可以具有如下的净效果：仅使得数字UWB信号的在预定频带内的分量通过，由此在逐脉冲的基础上去除UWB雷达信号中的任何谐波失真。这个快速时间带通滤波器804可以基本上执行相同的功能并且替代图6的带通滤波器624、630和图7的匹配滤波器702在模拟域中对模拟UWB雷达信号执行的双重操作。因此，先前关于图6的(多个)带通滤波器624、630和图7的匹配滤波器702描述的两个功能可以通过在快速时间带通滤波器804处在数字域中对数字信号的快速时间带通滤波而在单个步骤中实现。
快速时间带通滤波器804的输出被输入到慢速时间高通滤波器806，其可以具有与先前关于图7描述的慢速时间高通滤波器706基本上相同的功能。然而，由于慢速时间高通滤波器806设置在快速时间带通滤波器804之后并且在解调(例如，UWB雷达信号下变频到基带)之前，所以可以通过去除对多个连续接收的雷达信号为共有的低于高通频率的不期望的谐波成分来实现更高的接收器灵敏度。因此，慢速时间高通滤波器806的输出可以被提供给数字I/Q解调器808，其可以将数字UWB信号下变频为包括同相(I)分量和正交(Q)分量的复基带信号而不是仅有实基带信号，实基带信号仅包括I分量或者仅包括由I分量和Q分量表示的矢量的量值。复基带信号可以被提供给快速时间低通滤波器810，其在逐脉冲的基础上去除或大幅衰减由I/Q解调器808的下变频引起的原始信号成分的任何谐波。快速时间低通滤波器810的输出可以被输入到传播损耗补偿处理器812，其可以具有如下的净效果：增大由于UWB雷达信号从发射器到接收器的传播而已经被衰减的信号的任何幅度。传播损耗补偿处理器812的输出可以在框814处经历加窗，并且然后在多普勒处理器816处经历多普勒处理。多普勒处理器816处的多普勒处理可以具有与多普勒处理器708的多普勒处理基本上相同的效果，除外之处在于：现在至少部分地基于复解调的使用，对象的范围、速度和移动方向可以被确定。多普勒处理器816的输出可以被提供给目标检测器818，其可以处理多普勒处理器816的输出并且至少部分地基于与预定准则的比较和/或预定准则的满足来触发对象的肯定检测。
关于图8描述的数字处理可以由先前关于图4和图5描述的处理器408或处理器506中的任何一者或两者来执行，并且相对于关于图7描述的处理具有至少以下三个优点。首先，图6的带通滤波和图7的匹配滤波可以被组合为单个操作，而减少这些操作所要求的时间和资源。其次，检测灵敏度通过在快速时间带通滤波之后执行高通滤波而被增加。以及第三，使用数字下变频将UWB雷达信号转换为复基带信号使得检测到的对象的范围、速度和方向中的全部都能够被确定。
图9是流程图900，其描绘了根据一些实施方式的用于在无线功率传送系统附近的检测区域中检测对象的方法。流程图900的方法在本文中参考如先前关于图4-图5描述的处理器408、处理器506和多个雷达收发器406a-406f被描述。尽管流程图900的方法在本文中参考特定顺序被描述，但是在各种实施方式中，本文中的框可以按不同的顺序被执行，或者被省略，并且可以添加附加的框。
流程图900可以以框902开始，框902包括：从雷达收发器接收多个雷达信号。例如，如先前关于图4-图5所描述的，多个雷达收发器406a-406f中的任何雷达收发器的接收器504可以被配置为接收先前从多个雷达收发器406a-406f中的任何雷达收发器发射的多个雷达信号。在一些实施方式中，多个雷达收发器406a-406f中的任何雷达收发器的接收器504也可以被称为或包括“用于从雷达收发器接收多个雷达信号的部件”的至少一部分。
流程图900然后可以前进到框904，框904包括：将多个雷达信号转换为多个数字雷达信号。例如，处理器408(参见图4)和/或处理器506(参见图5)可以被配置为通过操作为例如模数转换器将多个雷达信号转换为多个数字雷达信号。在这样的实施方式中，处理器408和/或处理器506也可以被称为或包括“用于将多个雷达信号转换为多个数字雷达信号的部件”的至少一部分。
在一些实施方式中，处理器408和/或处理器506还可以被配置为从多个数字雷达信号中去除DC分量。在这样的实施方式中，处理器408和/或处理器506也可以被称为或包括“用于从多个数字雷达信号中去除DC分量的部件”的至少一部分。
流程图900然后可以前进到框906，框906包括：对多个数字雷达信号进行带通滤波。例如，处理器408和/或处理器506可以被配置为对多个数字雷达信号进行带通滤波。这可以具有如下的净效果：仅使得数字UWB信号的在预定频带内的分量通过，由此在逐脉冲的基础上去除UWB雷达信号中的任何谐波失真。这个快速时间带通滤波器804可以基本上执行相同的功能并且替代由图6的(多个)带通滤波器624、630和图7的匹配滤波器702对模拟UWB雷达信号执行的双重操作。因此，先前关于图6的带通滤波器624、630和图7的匹配滤波器702描述的两个功能可以在单个步骤中并且在UWB频率处被实现。在这样的实施方式中，通过在对多个数字雷达信号进行下变频之前对多个数字雷达信号进行带通滤波，多个数字雷达信号被放大，多个数字雷达信号中的噪声的量被减小，并且多个数字雷达信号的高于第二阈值频率的频率分量被去除。具体地，通过在对多个数字雷达信号进行下变频之前对多个数字雷达信号进行带通滤波，处理器408、506放大多个数字雷达信号，减小多个数字雷达信号中的噪声的量，并且去除多个数字雷达信号的高于第二阈值频率的频率分量。在这样的实施方式中，处理器408和/或处理器506也可以被称为或可以包括“用于对多个数字雷达信号进行带通滤波的部件”的至少一部分。
流程图900然后可以前进到框908，框908包括：去除对多个数字雷达信号中的至少两个连续的数字雷达信号为共有的低于第一阈值频率的频率成分。例如，处理器408或处理器506可以被配置为去除对多个数字雷达信号中的至少两个连续的数字雷达信号为共有的低于第一阈值频率的频率成分。这一滤波可以具有如下的净效果：确保在滤波之后仅剩余可能由活体或移动对象引起的快速变化的信号，消除可能具有其他原因的信号中的慢速移动的异常，这些其他原因诸如但不限于检测系统中的电组件的老化或加热。在这样的实施方式中，处理器408和/或处理器506也可以被称为或包括“用于去除对多个数字雷达信号中的至少两个连续的数字雷达信号为共有的低于第一阈值频率的频率成分的部件”的至少一部分。在一些实施方式中，处理器408和/或处理器506可以被配置为：在对多个数字雷达信号进行下变频之前，去除对多个数字雷达信号中的至少两个连续的数字雷达信号为共有的低于第一阈值频率的频率成分。
流程图900然后可以前进到框910，框910包括：将多个数字雷达信号下变频为多个复数字基带信号。多个复数字基带信号中的每个可以包括同相分量和正交相位分量。例如，处理器408和/或处理器506可以被配置为将多个数字雷达信号下变频为多个复数字基带信号。在这样的实施方式中，处理器408和/或处理器506可以操作为I/Q解调器。在这样的实施方式中，处理器408和/或处理器506也可以被称为或可以包括“用于将多个数字雷达信号下变频为多个复数字基带信号的部件”的至少一部分。
在一些实施方式中，处理器408和/或处理器506进一步被配置为在低通滤波器操作中在下变频之后从多个复数字基带信号中去除高于第二频率阈值的频率成分。在这样的实施方式中，处理器408和/或处理器506也可以被称为或可以包括“用于从多个复数字基带信号中去除高于第二频率阈值的频率成分的部件”的至少一部分。
流程图900然后可以前进到框912，框912包括：至少部分地基于多个复数字基带信号在检测区域中检测对象的范围、速度和方向。例如，如先前所描述的，图4的处理器408和/或图5的处理器506可以被配置为至少部分地基于多个复数字基带信号在检测区域中检测对象的范围、速度和方向。因此，在一些实施方式中，处理器408和/或处理器506也可以被称为或包括“用于至少部分地基于多个复数字基带信号在检测区域中检测对象的范围、速度和方向的部件”的至少一部分。
上文描述的方法的各种操作可以由能够执行这些操作的任何适合的部件来执行，诸如各种硬件和/或(多个)软件组件、电路、和/或(多个)模块。一般而言，附图中图示的任何操作可以由能够执行这些操作的对应的功能部件来执行。例如，用于从雷达收发器接收雷达信号的部件可以包括雷达收发器406a-406f中的任何雷达收发器中的接收器504中的任何接收器。用于对接收到的雷达信号进行带通滤波的部件可以包括处理器408和/或处理器506中的一者或两者。用于将经带通滤波的接收到的信号下变频为复基带信号的部件可以包括处理器408和/或处理器506中的一者或两者。用于至少部分地基于复基带信号在检测区域中检测对象的范围、速度和方向的部件可以包括处理器408和/或处理器506中的一者或两者。用于感测接收到的雷达信号中存在的多普勒频移的部件可以包括处理器408和/或处理器506中的一者或两者。
信息和信号可以使用各种不同的工艺和技术中的任何工艺和技术来表示。例如，贯穿上面的描述可能提到的数据、指令、命令、信息、信号、比特、符号和码片可以由电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光场或粒子、或它们的任何组合来表示。
关于本文公开的实施方式描述的各种说明性逻辑块、模块、电路和算法步骤可以被实施为电子硬件、计算机软件、或二者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种可互换性，各种说明性组件、块、模块、电路和步骤已经在上文一般地按照它们的功能被描述。这种功能是实施为硬件还是软件取决于特定应用和施加在整个系统上的设计约束。所描述的功能可以针对每个特定应用以不同的方式被实施，但是这种实施方式决定不应当被解释为引起从本申请的实施方式的范围的偏离。
关于本文公开的实施方式描述的各种说明性块、模块和电路可以利用被设计为执行本文描述的功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其他可编程逻辑器件、离散门或晶体管逻辑、分立硬件组件、或它们的任何组合来实施或执行。通用处理器可以是微处理器，但是在替换方式中，处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器也可以实施为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心结合的一个或多个微处理器、或任何其他这样的配置。
关于本文公开的实施方式描述的方法或算法的步骤和功能可以直接被具体化在硬件中、在由处理器执行的软件模块中、或在二者的组合中。如果被实施在软件中，则这些功能可以作为一个或多个指令或代码存储在有形的非瞬态计算机可读介质上或被传输。软件模块可以驻留在随机访问存储器(RAM)、闪存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、寄存器、硬盘、可移除盘、CD ROM、或本领域已知的任何其他形式的存储介质中。存储介质耦合到处理器，使得处理器可以从存储介质读取信息并且向存储介质写入信息。在替代方式中，存储介质可以与处理器形成整体。如本文中所使用的盘和碟包括紧凑碟(CD)、激光碟、光碟、数字通用碟(DVD)、软盘和蓝光碟，其中盘通常磁性地再现数据，而碟利用激光光学地再现数据。上述的组合也应当被包括在计算机可读介质的范围内。
为了概述本公开的目的，本文已经描述了某些方面、优点和新颖特征。将理解，不是必然可以根据任何特定实施方式实现所有这些优点。因此，一个或多个实施方式可以按如下的方式被具体化或执行，该方式实现或优化本文中教导的一个优点或一组优点而不是必然实现本文中可能教导或建议的其他优点。
上文描述的实施方式的各种修改将容易是明显的，并且本文定义的一般原理可以应用到其他实施方式而不偏离本申请的精神或范围。因此，本申请不意图为限于本文示出的实施方式，而是符合于与本文公开的原理和新颖特征相一致的最宽范围。

Claims (28)

1.一种用于在无线功率传送系统的检测区域中检测对象的装置，所述装置包括：
接收器，被配置为从雷达收发器接收多个雷达信号；
处理器，被配置为：
将所述多个雷达信号转换为多个数字雷达信号，
对所述多个数字雷达信号进行带通滤波，
去除对所述多个数字雷达信号中的至少两个连续的数字雷达信号为共有的低于第一阈值频率的频率成分，
将所述多个数字雷达信号下变频为多个复数字基带信号，以及
至少部分地基于所述多个复数字基带信号在所述检测区域中检测所述对象的范围、速度和方向。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述多个复数字基带信号中的每个复数字基带信号包括同相分量和正交相位分量。
3.根据权利要求1所述的装置，其中所述处理器被配置为：在对所述多个数字雷达信号进行下变频之前，去除对所述多个数字雷达信号中的所述至少两个连续的数字雷达信号为共有的低于所述第一阈值频率的所述频率成分。
4.根据权利要求1所述的装置，其中所述处理器进一步被配置为从所述多个复数字基带信号中去除高于第二频率阈值的频率成分。
5.根据权利要求1所述的装置，其中所述处理器进一步被配置为从所述多个数字雷达信号中去除DC分量。
6.根据权利要求1所述的装置，其中，通过在对所述多个数字雷达信号进行下变频之前对所述多个数字雷达信号进行带通滤波，所述处理器放大所述多个数字雷达信号，减小所述多个数字雷达信号中的噪声的量，并且去除所述多个数字雷达信号的高于第二阈值频率的频率分量。
7.根据权利要求1所述的装置，其中所述处理器被配置为：至少部分地通过感测所述多个复数字基带信号中存在的多普勒频移，而至少部分地基于所述多个复数字基带信号在所述检测区域中检测所述对象的所述范围、所述速度和所述方向。
8.一种用于在无线功率传送系统的检测区域中检测对象的方法，所述方法包括：
从雷达收发器接收多个雷达信号；
将所述多个雷达信号转换为多个数字雷达信号；
对所述多个数字雷达信号进行带通滤波；
去除对所述多个数字雷达信号中的至少两个连续的数字雷达信号为共有的低于第一阈值频率的频率成分；
将所述多个数字雷达信号下变频为多个复数字基带信号；以及
至少部分地基于所述多个复数字基带信号在所述检测区域中检测所述对象的范围、速度和方向。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述多个复数字基带信号中的每个复数字基带信号包括同相分量和正交相位分量。
10.根据权利要求8所述的方法，进一步包括：在对所述多个数字雷达信号进行下变频之前，去除对所述多个数字雷达信号中的所述至少两个连续的数字雷达信号为共有的低于所述第一阈值频率的所述频率成分。
11.根据权利要求8所述的方法，进一步包括：从所述多个复数字基带信号中去除高于第二频率阈值的频率成分。
12.根据权利要求8所述的方法，进一步包括：从所述多个数字雷达信号中去除DC分量。
13.根据权利要求8所述的方法，其中，通过在对所述多个数字雷达信号进行下变频之前对所述多个数字雷达信号进行带通滤波，所述多个数字雷达信号被放大，所述多个数字雷达信号中的噪声的量被减小，并且所述多个数字雷达信号的高于第二阈值频率的频率分量被去除。
14.根据权利要求8所述的方法，其中至少部分地基于所述多个复数字基带信号在所述检测区域中检测所述对象的所述范围、所述速度和所述方向包括：感测所述多个复数字基带信号中存在的多普勒频移。
15.一种包括代码的非瞬态计算机可读介质，所述代码在被执行时使得用于在无线功率传送系统的检测区域中检测对象的装置：
从雷达收发器接收多个雷达信号；
将所述多个雷达信号转换为多个数字雷达信号；
对所述多个数字雷达信号进行带通滤波；
去除对所述多个数字雷达信号中的至少两个连续的数字雷达信号为共有的低于第一阈值频率的频率成分；
将所述多个数字雷达信号下变频为多个复数字基带信号；以及
至少部分地基于所述多个复数字基带信号在所述检测区域中检测所述对象的范围、速度和方向。
16.根据权利要求15所述的介质，其中所述多个复数字基带信号中的每个复数字基带信号包括同相分量和正交相位分量。
17.根据权利要求15所述的介质，其中所述代码在被执行时使得所述装置：在对所述多个数字雷达信号进行下变频之前，去除对所述多个数字雷达信号中的所述至少两个连续的数字雷达信号为共有的低于所述第一阈值频率的所述频率成分。
18.根据权利要求15所述的介质，其中所述代码在被执行时使得所述装置从所述多个复数字基带信号中去除高于第二频率阈值的频率成分。
19.根据权利要求15所述的介质，其中所述代码在被执行时使得所述装置从所述多个数字雷达信号中去除DC分量。
20.根据权利要求15所述的介质，其中，通过在对所述多个数字雷达信号进行下变频之前对所述多个数字雷达信号进行带通滤波，所述代码在被执行时使得所述装置放大所述多个数字雷达信号，减小所述多个数字雷达信号中的噪声的量，并且去除所述多个数字雷达信号的高于第二阈值频率的频率分量。
21.根据权利要求15所述的介质，其中所述代码在被执行时使得所述装置：至少部分地通过感测所述多个复数字基带信号中存在的多普勒频移，而至少部分地基于所述多个复数字基带信号在所述检测区域中检测所述对象的所述范围、所述速度和所述方向。
22.一种用于在无线功率传送系统的检测区域中检测对象的装置，所述装置包括：
用于从雷达收发器接收多个雷达信号的部件；
用于将所述多个雷达信号转换为多个数字雷达信号的部件；
用于对所述多个数字雷达信号进行带通滤波的部件；
用于去除对所述多个数字雷达信号中的至少两个连续的数字雷达信号为共有的低于第一阈值频率的频率成分的部件；
用于将所述多个数字雷达信号下变频为多个复数字基带信号的部件；以及
用于至少部分地基于所述多个复数字基带信号在所述检测区域中检测所述对象的范围、速度和方向的部件。
23.根据权利要求22所述的装置，其中所述多个复数字基带信号中的每个复数字基带信号包括同相分量和正交相位分量。
24.根据权利要求22所述的装置，其中用于去除对所述多个数字雷达信号中的所述至少两个连续的数字雷达信号为共有的低于所述第一阈值频率的所述频率成分的所述部件在用于对所述多个数字雷达信号进行下变频的所述部件之前操作。
25.根据权利要求22所述的装置，进一步包括：用于从所述多个复数字基带信号中去除高于第二频率阈值的频率成分的部件。
26.根据权利要求22所述的装置，进一步包括：用于从所述多个数字雷达信号中去除DC分量的部件。
27.根据权利要求22所述的装置，其中，通过在对所述多个数字雷达信号进行下变频之前对所述多个数字雷达信号进行带通滤波，所述多个数字雷达信号被放大，所述多个数字雷达信号中的噪声的量被减小，并且所述多个数字雷达信号的高于第二阈值频率的频率分量被去除。
28.根据权利要求22所述的装置，其中用于至少部分地基于所述多个复数字基带信号在所述检测区域中检测所述对象的所述范围、所述速度和所述方向的所述部件感测所述多个复数字基带信号中存在的多普勒频移。
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