CN107667300B - 调频连续波车辆雷达系统 - Google Patents

调频连续波车辆雷达系统 Download PDF

Info

Publication number
CN107667300B
CN107667300B CN201680030524.2A CN201680030524A CN107667300B CN 107667300 B CN107667300 B CN 107667300B CN 201680030524 A CN201680030524 A CN 201680030524A CN 107667300 B CN107667300 B CN 107667300B
Authority
CN
China
Prior art keywords
frequency
signal
output
radar system
terminate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201680030524.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107667300A (zh
Inventor
乔纳森·莫斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Magna Electronics Sweden
Original Assignee
Vennell Sweden
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vennell Sweden filed Critical Vennell Sweden
Publication of CN107667300A publication Critical patent/CN107667300A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107667300B publication Critical patent/CN107667300B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G01S13/08—Systems for measuring distance only
    • G01S13/32—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
    • G01S13/34—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal
    • G01S13/343—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal using sawtooth modulation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/50—Systems of measurement based on relative movement of target
    • G01S13/58—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
    • G01S13/583—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems using transmission of continuous unmodulated waves, amplitude-, frequency-, or phase-modulated waves and based upon the Doppler effect resulting from movement of targets
    • G01S13/584—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems using transmission of continuous unmodulated waves, amplitude-, frequency-, or phase-modulated waves and based upon the Doppler effect resulting from movement of targets adapted for simultaneous range and velocity measurements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/35—Details of non-pulse systems
    • G01S7/352—Receivers
    • G01S7/354—Extracting wanted echo-signals
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G01S2013/9327—Sensor installation details
    • G01S2013/93271—Sensor installation details in the front of the vehicles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G01S2013/9327—Sensor installation details
    • G01S2013/93275—Sensor installation details in the bumper area
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/35—Details of non-pulse systems
    • G01S7/352—Receivers
    • G01S7/356—Receivers involving particularities of FFT processing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

本发明涉及车辆雷达系统(3)，其包括信号发生器(13)，所述信号发生器(13)产生至少一个FMCW线性调频信号(4)，所述线性调频信号(4)具有在第一频率(f开始)和第二频率(f终止)之间延伸的多个频率斜升(r)。在所述第二频率(f终止)处，使用与期望频率(39)对应的频率控制信号(31)控制所述信号发生器(13)以开始输出具有输出频率(F输出)的输出信号(4)，以用于开始所述另外的频率斜升(r′)。所述初始期望频率部分(39a)从所述第二频率(f终止)延伸到中间频率(f中间)，所述中间频率(f中间)在所述第一频率(f开始)和所述第二频率(f终止)之间，所述另外期望频率部分(39b)从所述中间频率(f中间)延伸到所述第一频率(f开始)。所述初始期望频率部分(39a)的持续时间低于所述另外期望频率部分(39b)的持续时间。本发明还涉及对应的方法。

Description

调频连续波车辆雷达系统
技术领域
本发明涉及产生和传递连续频率斜升的车辆雷达系统。当斜升到达第二高频率时，频率被恢复到第一低频率。
背景技术
很多车辆雷达系统包括用于产生所谓的线性调频信号的雷达收发器，由雷达系统中包括的合适的天线传递、反射和接收该线性调频信号。线性调频信号是具有一定幅值的FMCW(调频连续波，Frequency Modulated Continuous Wave)信号，其中，频率在两个数值之间连续地升降，因此，线性调频信号是频率从第一低频率经过斜升变化到第二高频率的连续正弦的形式。或者，斜升可以是频率从第一高频率变化到第二低频率。频率从开始至结束的变化的大小可以是例如开始频率的0.5％的量级。
因此由反射的雷达回波构成的接收信号与传递的线性调频信号混合以将接收的信号转换为基带信号。这些基带信号或IF(中频，Intermediate Frequency)信号经过放大并且在多通道中传递到模数转换器(Analog Digital Converter，ADC)装置，该模数转换器装置配置为将接收到的模拟信号转换为数字信号。数字信号用于通过同时采样和分析接收到的信号的相位和幅值获得可能对象的方位角。该分析通常通过快速傅里叶变化(FastFourier Transform，FFT)处理在一个或多个数字信号处理器(Digital SignalProcessors，DSP:s)中执行。
每一个雷达收发器包括其本身的通常为VCO(电压控制振荡器，VoltageControlled Oscillator)形式的振荡器，该振荡器被控制为通过通常以线性方式实现的锁相回路(phase-locked loop，PLL)使得传递频率从第一低频率变化到第二高频率。使用接近期望频率函数的一系列离散频率步进控制频率。在这种频率斜升之后，当斜升到达第二高频率时，频率被恢复到第一低频率以为下一个单个步进中的斜升做准备。这种步进应当尽可能地短，使得能够产生快速的连续斜升。
然而，这种单个步进可能导致超调效应(overshoot effect)，其中，频率初始降低到小于第一低频率。这种效应由于频率限制要求所以是不受期望的并且可能产生与其他频率带的干扰。例如这是由从振荡器到辐射天线的固有信号泄露导致，和/或由来自将振荡器信号分配到其他装置的供应线的辐射导致。
在US 8638139中，通过将步长划分为若干相等且连续延伸的更小步进解决该问题。然而，期望一种更通用且更有效的方式抵消上述超调效应。
发明内容
因此，本发明的目的是提供配置为在频率从第二高频率变化到第一低频率时以更通用和更有效的方式抵消超调效应的车辆雷达系统。
该目的通过包括控制单元和信号发生器的车辆雷达系统实现，所述信号发生器配置为产生至少一个FMCW(调频连续波)线性调频信号。每一个线性调频信号包括对应的多个频率斜升，以及每一个频率斜升在第一频率和第二频率之间延伸。在频率斜升已经到达所述第二频率时，所述控制单元配置为通过与期望频率对应的频率控制信号控制所述信号发生器以开始输出具有输出频率的输出信号，以用于开始所述另外的频率斜升，所述期望频率包括初始期望频率部分和至少一个另外期望频率部分。所述初始期望频率部分从所述第二频率延伸到中间频率，所述中间频率具有在所述第一频率和所述第二频率之间的幅值。所述另外期望频率部分从所述中间频率延伸到所述第一频率以用于所述另外的频率斜升。所述初始期望频率部分的持续时间低于所述另外期望频率部分的持续时间。
该目的还通过用于车辆雷达系统的方法实现，所述方法包括：
-产生至少一个FMCW(调频连续波)线性调频信号，其中，每一个所述线性调频信号使用对应的多个频率斜升，每一个频率斜升在第一频率和第二频率之间延伸。
-使用与期望频率对应的频率控制信号控制输出频率以在前频率斜升已经到达所述第二频率时开始另外的频率斜升，其中，所述期望频率包括初始期望频率部分和至少一个另外期望频率部分。所述初始期望频率部分从所述第二频率延伸到中间频率，所述中间频率具有在所述第一频率和所述第二频率之间的幅值。所述另外期望频率部分从所述中间频率延伸到所述第一频率以用于所述另外的频率斜升。所述初始期望频率部分的持续时间低于所述另外期望频率部分的持续时间。
根据示例，所述信号发生器包括VCO。例如，所述VCO可以包括在锁相回路中，其中，所述VCO配置为输出具有当前输出频率的信号。
根据另外的示例，所述信号发生器包括基准振荡器，所述基准振荡器配置为输出一定频率的信号，所述信号被传输到配置为乘以和/或除以所述输入信号的频率转换单元，使得具有基准频率的信号传输进入相位频率检测器中。所述当前输出频率通过分频器传输返回所述相位频率检测器。
根据另外的示例，控制信号配置为设置所述分频器和/或所述频率转换单元中的相除比率。
在从属权利要求中公开了其他示例。
通过本发明获得若干优势。主要地，以通用且直接的方式消除超调效应。
这可以是指例如，尽管存在期望波形轨迹的非线性性质，线性PLL(锁相回路)构架仍然可以在这种系统中使用。
在线性PLL架构中，通常有益地减小反馈回路内模拟过滤器(已知为回路过滤器)的带宽。减小带宽可以具有降低振荡器产生的噪音水平(已知为相位噪音)的有益效果。本发明允许在回扫区段期间没有超调问题的情形下减小回路带宽以有益于用于测量的波形区段的性能。
附图说明
现在，参照附图更详细地描述本发明，其中：
图1示出车辆的示意性俯视图；
图2示出车辆雷达系统的简化示意图；
图3示出第一线性调频信号；
图4示出信号发生器的细节；
图5示出期望频率和输出频率的图示；以及
图6示出根据本发明的方法的流程图。
具体实施方式
图1示意性地示出配置为在方向D上在马路2上行驶的车辆1的俯视图，其中，车辆1包括车辆雷达系统3，该车辆雷达系统3配置为以之前已知方式通过传递信号4和接收反射信号5并且使用多普勒效应从周围环境中区分和/或分辨单个对象。车辆雷达系统3配置为通过同时采样和分析接收到的信号5的相位和幅值提供可能对象6的方位角。
还参照图2，车辆雷达系统3包括收发器装置7，该收发器装置7配置为用于产生和传递之前已知种类的FMCW(调频连续波)线性调频信号4形式的扫描信号，以及接收反射信号5。收发器装置7包括发射器8、接收器9、模数转换器(ADC)装置10、采样和定时装置11、DSP(数字信号处理器，Digital Signal Processor)装置12和控制单元32。
发射器8包括信号发生器装置13和发射天线装置14，其中，控制单元32连接到信号发生器装置13。接收器9包括接收混合器15和接收天线装置16。
还参照图3，发射器8配置为发射线性调频信号4，以及接收器9配置为接收反射信号5，其中，传递的线性调频信号4已经被物体6反射。
线性调频信号4是连续正弦的形式，其中，频率从第一频率f开始经过斜升r变化到第二频率f终止，其中，线性调频信号4包括多个频率斜升r的重复循环。在斜升中第一频率f开始的幅值降低到小于第二频率f终止的幅值。对于每一个斜升r从开始到终止的频率变化可以是例如第一频率f开始的0.5％的量级。
用于线性调频信号4的循环持续一定循环时间tc，每一个斜升r持续一定斜升时间tr，并且具有斜升时间段tT。在线性调频信号4的两个连续的斜升之间存在延迟时间tD，并且在该延迟时间tD期间，信号发生器13的频率应当从第二频率f终止回到第一频率f开始，有时候也称为回扫(fly-back)。
返回到图2，由反射器9通过反射电线装置13接收反射信号5。之后，由此由反射雷达回波构成的接收信号5a、5b与传递线性调频信号4在接收混合器15中混合。
以这种方式，在中频过滤器18中获得并且过滤IF(中频，IntermediateFrequency)信号17以获得过滤的IF信号19。
过滤的IF信号19的差频与对象距离相关并且从接收器9传递到ADC装置10，其中，过滤的IF信号19以一定的预定采样频率f采样进行采样并且被转换为数字信号20，其中，采样频率f采样设置为由采样和定时装置11产生的采样和定时信号21的形式。
适合于雷达信号处理的DSP装置12通过第一FFT(快速傅里叶变换)将数字信号20转换为距离域，并且通过第二FFT将来自连续线性调频信号斜升的结果结合到多普勒域。这导致被传递以用于进一步处理的距离-多普勒矩阵22，本文对此不进行进一步讨论，本领域中熟知这种进一步处理的众多示例。
以下，参照示意性地示出具有PLL的典型信号发生器的图4更详细地谈论信号发生器13。
信号发生器13包括电压控制振荡器(VCO)装置23，该装置23包括偏压发生器24和VCO 25并且以该顺序彼此连接。VCO 25输出具有频率的信号，该频率通过以之前已知方式提供输入控制电压而能够在一定频率范围内变化。信号发生器13还包括相位频率检测器27、电荷泵28、低通(回路)过滤器29、基准振荡器37和频率分频器30。
VCO 25的输出，具有当前输出频率F输出的实际输出信号4(这里为线性调频信号4)通过分频器30被传输返回到相位频率检测器27。基准振荡器37配置为输出一定频率的输出信号，该输出信号被传输到配置为乘以和/或除以输入信号的频率转换单元26，使得具有基准频率F基准的信号输入相位频率检测器27中。相位频率检测器27向电荷泵28提供上/下控制信号38，电荷泵28转而通过低通(回路)过滤器29连接到VCO装置23。基准振荡器37可以例如是具有低相位噪声的高精度晶体振荡器。
如图2和图4所示，控制单元32连接到信号发生器13并且通过该连接向信号发生器13输出频率控制信号31。实际上频率斜升由若干离散的频率步进界定(未示出)。回路过滤器的动作使得离散的频率步进平滑。步进可以使用之前已知的技术具有固定的或变化的持续时间。通过随着时间变化改变分频器30和/或频率转换单元26中的相除比率产生斜升，其中，频率控制信号31用于设置图4中所示的分频器30和/或频率转换单元26中的所述相除比率，以产生频率步进。使用回路过滤器29使得斜升成为线性且平滑的。
图5示出作为时间的函数的期望频率39，该期望频率39由初始为实线的粗线表示，其中，频率控制信号31对应于期望频率39。如图5中还示出信号发生器13的实际输出信号4的频率F输出，其由点划线表示。对于特定的期望频率，存在特定的对应频率控制信号，使得尽管实际上存在实际输出信号4的频率F输出与期望频率39不同的差异，特定的对应频率控制信号仍然试图控制VCO 25以输出具有等于期望频率的频率F输出的实际输出信号4。例如，这导致之后将要讨论的超调。
根据本发明，期望频率39和实际输出信号4的频率F输出在第一时刻t1之前一致，在该第一时刻t1处达到第二频率f终止。此处，当前斜升r应当结束并且之后控制单元32配置为控制VCO装置23以通过频率控制信号31开始输出另外的频率斜升r′。期望频率39包括由粗双点划线表示的初始期望频率部分39a和由粗虚线表示的另外期望频率部分39b。
初始期望频率部分39a从第二频率f终止延伸到中间频率f中间，该中间频率f中间具有在第一频率f开始到第二频率f终止之间的幅值。另外期望频率部分39b从中间频率f中间延伸到第一频率f开始以用于所述另外的频率斜升r′。
此处，对于初始期望频率部分39a存在从第二频率f终止到中间频率f中间的步进，在图5中示为在第一时刻t1处发生该步进，以及之后另外期望频率部分39b在比第一时刻t1晚的第二时刻t2之前减小，在第二时刻t2达到第一频率f开始。之后，期望频率39根据接下来的频率斜升r′再次增加。
初始期望频率部分39a的倾斜程度当然可以变化，以及通常初始期望频率部分39a的持续时间低于所述另外期望频率部分39b的持续时间。
在图5中明显看出，实际输出信号4的频率F输出在与期望频率39一致之前，在第一时刻t1和第二时刻t2之间超过中间频率f中间。然而，该超调不低于当前频率带的最小频率f最小。由于第二时刻t2之后的超调，所以最小频率f最小低于第一频率f初始以使输出信号4的频率F输出保持在当前频率带内。
中间频率f中间通常被设置为尽可能地接近于第一频率f开始，以使在第二时刻t2之后发生的超调的持续时间最小。这进一步允许第一频率f开始接近于最小频率f最小，使得更多的可用带宽用于测量。但是如果中间频率设置过小，则在另外期望频率部分39b期间，实际输出信号的频率F输出的超调可能延伸到小于最小频率f最小并因此造成带干扰。通常，根据示例，中间频率f中间比第二频率f终止更接近于第一频率f开始。
参照图6，本发明还涉及用于车辆雷达系统3、3′的方法，该方法包括：
33：产生至少一个FMCW(调频连续波)线性调频信号4，其中，每一个线性调频信号4使用对应的多个频率斜升r，每一个频率斜升r在第一频率f开始和第二频率f终止之间延伸。
34：使用与期望频率39对应的频率控制信号31控制输出频率F输出以在前频率斜升r已经到达第二频率f终止时开始另外的频率斜升r′。期望频率39包括初始期望频率部分39a和至少一个另外期望频率部分39b。初始期望频率部分39a从第二频率f终止延伸到中间频率f中间，该中间频率f中间具有在第一频率f开始和第二频率f终止之间的幅值。所述另外期望频率部分39b从中间频率f中间延伸到第一频率f开始以用于所述另外的频率斜升r′。初始期望频率部分39a的持续时间低于所述另外期望频率部分39b的持续时间。
如图1所示，车辆1包括安全控制单元35和安全装置36，例如，紧急制动系统和/或警报信号装置。安全控制单元35配置为根据雷达系统3的输出控制安全装置36。
本发明不限于以上示例，而是可以在所附权利要求的范围内自由地变化。例如，提及的所有时刻当然仅仅通过示例提及，在根据以上的雷达系统中明显地可以使用任何合适的时刻和时刻表。斜升可以类似地构造为描述的上斜升或下斜升或两者的一些组合。
雷达系统可以在任何类型的车辆(例如，汽车、卡车和公交车)以及船和飞行器中实施。
车辆雷达系统的示意图是简化型的，仅仅示出认为与本发明的适当描述相关的部分。应当理解这种类型的通常设计在本领域是熟知的。例如，没有示出配置为使用获取的对象信息的装置，但是当然可以想到许多不同的这种装置；例如，报警和/或防撞系统。实际输出信号4示为实际线性调频信号4；由于在VCO的输出和发射天线装置14之间可能有在实际输出信号4作为线性调频信号4传递之前改变该实际输出信号4的中间部件，所以这仅仅是示例。
天线装置、每一个天线装置内的天线和IF信号的数量可以变化。
ADC装置和DSP装置每一者应当被解释为具有对应的ADC功能或DSP功能，以及每一者可以由多个分离的部件构造。或者，每一个ADC装置可以包括在一个ADC芯片中，以及每一个DSP装置可以包括在一个DSP芯片中。
例如，每一个天线装置13a、13b；25a、25b可以包括一个或多个天线，以及每一个天线可以由一个天线元件构成或由天线元件的阵列构成。
通常，用于产生雷达信号的硬件可以仅仅在循环周期的一部分期间激活而在循环的其余部分(即，不需要的时候)断电。
在下一斜升r′开始之前，初始期望频率部分39a之后可以存在不止一个另外期望频率部分，但是初始期望频率部分的持续时间总是低于这种另外期望频率部分中任一者的持续时间。
还可以有其他类型的信号发生器，例如在开环模式中工作的信号发生器，其中，控制信号直接传输到VCO。然而，具有PLL降低可能随着时间和温度的VCO频率漂移，由此需要控制信号的标定以确保VCO斜升是线性的并且保持在期望的带内。使用PLL使得在不需要这种标定的情形下，VCO主要保持在期望的带内，并且主要是线性的。
诸如一致等术语不应当解释为数学上的准确，而是解释为在该技术领域的实际情况和本文内。此处，术语一致可以解释为紧密地相符。
通常，本发明涉及包括控制单元32和信号发生器13的车辆雷达系统3，该信号发生器13配置为产生至少一个FMCW(调频连续波)线性调频信号4。每一个线性调频信号4包括对应的多个频率斜升r，以及每一个频率斜升r在第一频率f开始和第二频率f终止之间延伸。在频率斜升r已经到达第二频率f终止时，控制单元32配置为通过与期望频率39对应的频率控制信号31控制信号发生器13以开始输出具有输出频率F输出的输出信号4，以用于开始另外的频率斜升r′，其中，期望频率39包括初始期望频率部分39a和至少一个另外期望频率部分39b，初始期望频率部分39a从第二频率f终止延伸到中间频率f中间，该中间频率f中间具有在第一频率f开始和第二频率f终止之间的幅值，所述另外期望频率部分39b从中间频率f中间延伸到第一频率f开始以用于所述另外的频率斜升r′，初始期望频率部分39a的持续时间低于所述另外期望频率部分39b的持续时间。
根据示例，雷达系统3配置为向安全控制单元35提供输出，该安全控制单元35配置为转而控制安全装置36，其中，雷达系统3、安全控制单元35和安全装置36包括在车辆1中。
根据示例，雷达系统3配置为：
-通过第一FFT(快速傅里叶变换)处理循环中的所有斜升，以获得与循环中的若干斜升对应的、多个复向量的不同距离处的对象信息；
-对于所有复向量，通过第二FFT一次分析一个向量元素，以及之后构造包括与距离和相对速度相关的在多普勒域中的二维矩阵。
根据示例，信号发生器13包括VCO 25。
根据示例，VCO 25包括在锁相回路中，其中，VCO 25配置为输出具有当前输出频率F输出的信号。
根据示例，信号发生器13包括基准振荡器37，该基准振荡器37配置为输出一定频率的信号，该信号被传输到配置为乘以和/或除以输入信号的频率转换单元26，使得具有基准频率F基准的信号传输进入相位频率检测器27中，当前输出频率F输出通过分频器30传输返回相位频率检测器27。
根据示例，频率控制信号31配置为设置分频器30和/或频率转换单元26中的相除比率。
总体上，本发明还涉及用于车辆雷达系统3的方法，该方法包括：
33：产生至少一个FMCW(调频连续波)线性调频信号4，其中，每一个线性调频信号4使用对应的多个频率斜升r，每一个频率斜升r在第一频率f开始和第二频率f终止之间延伸；以及
34：在前频率斜升r已经到达第二频率f终止时，使用与期望频率39对应的频率控制信号31控制输出频率F输出以用于开始另外的频率斜升r′，其中，期望频率39包括初始期望频率部分39a和至少一个另外期望频率部分39b，初始期望频率部分39a从第二频率f终止延伸到中间频率f中间，该中间频率f中间具有在第一频率f开始和第二频率f终止之间的幅值，以及，所述另外期望频率部分39b从中间频率f中间延伸到第一频率f开始以用于所述另外的频率斜升r′，初始期望频率部分39a的持续时间低于所述另外期望频率部分39b的持续时间。
根据示例，该方法包括向安全控制单元35提供输出的步骤，该安全控制单元35转而用于控制车辆1中的安全装置36。
根据示例，VCO 25用于输出具有当前输出频率F输出的信号，以在锁相回路中工作。

Claims (10)

1.一种车辆雷达系统(3)，其包括控制单元(32)和信号发生器(13)，所述信号发生器(13)配置为产生至少一个FMCW调频连续波线性调频信号(4)，其中每一个所述线性调频信号(4)包括对应的多个频率斜升(r)，以及每一个频率斜升(r)在第一频率(f开始)和第二频率(f终止)之间延伸，其特征在于，在频率斜升(r)已经到达所述第二频率(f终止)时，所述控制单元(32)配置为通过与期望频率(39)对应的频率控制信号(31)控制所述信号发生器(13)以开始输出具有输出频率(F输出)的输出信号(4)，以用于开始另外的频率斜升(r′)，其中，所述期望频率(39)包括初始期望频率部分(39a)和至少一个另外期望频率部分(39b)，所述初始期望频率部分(39a)从所述第二频率(f终止)延伸到中间频率(f中间)，所述中间频率(f中间)具有在所述第一频率(f开始)和所述第二频率(f终止)之间的幅值，所述另外期望频率部分(39b)从所述中间频率(f中间)延伸到所述第一频率(f开始)以用于所述另外的频率斜升(r′)，所述初始期望频率部分(39a)的持续时间低于所述另外期望频率部分(39b)的持续时间。
2.根据权利要求1所述的车辆雷达系统(3)，其特征在于，所述雷达系统(3)配置为向安全控制单元(35)提供输出，所述安全控制单元(35)配置为转而控制安全装置(36)，其中，所述雷达系统(3)、所述安全控制单元(35)和所述安全装置(36)包括在车辆(1)中。
3.根据权利要求1或2所述的车辆雷达系统(3)，其特征在于，所述雷达系统(3)配置为：
-通过第一FFT快速傅里叶变换处理循环中的所有斜升，以获得与循环中的若干斜升对应的、多个复向量的不同距离处的对象信息；
-对于所有复向量，通过第二FFT一次分析一个向量元素，以及之后构造包括与距离和相对速度相关的在多普勒域中的二维矩阵。
4.根据权利要求1或2所述的车辆雷达系统(3)，其特征在于，所述信号发生器(13)包括VCO(25)。
5.根据权利要求4所述的车辆雷达系统(3)，其特征在于，所述VCO(25)包括在锁相回路中，其中，所述VCO(25)配置为输出具有当前输出频率(F输出)的信号。
6.根据权利要求5所述的车辆雷达系统(3)，其特征在于，所述信号发生器(13)包括基准振荡器(37)，所述基准振荡器(37)配置为输出一定频率的信号，所述信号被传输到配置为乘以和/或除以输入信号的频率转换单元(26)，使得具有基准频率(F基准)的信号传输进入相位频率检测器(27)中，其中，所述当前输出频率(F输出)通过分频器(30)传输返回所述相位频率检测器(27)。
7.根据权利要求6所述的车辆雷达系统(3)，其特征在于，所述频率控制信号(31)配置为设置所述分频器(30)和/或所述频率转换单元(26)中的相除比率。
8.一种用于车辆雷达系统(3)的方法，所述方法包括：
(33)产生至少一个FMCW调频连续波线性调频信号(4)，其中，每一个线性调频信号(4)使用对应的多个频率斜升(r)，每一个频率斜升(r)在第一频率(f开始)和第二频率(f终止)之间延伸；
其特征在于所述方法还包括：
(34)使用与期望频率(39)对应的频率控制信号(31)控制输出频率(F输出)以在前频率斜升(r)已经到达所述第二频率(f终止)时开始另外的频率斜升(r′)，其中，所述期望频率(39)包括初始期望频率部分(39a)和至少一个另外期望频率部分(39b)，所述初始期望频率部分(39a)从所述第二频率(f终止)延伸到中间频率(f中间)，所述中间频率(f中间)具有在所述第一频率(f开始)和所述第二频率(f终止)之间的幅值，以及，所述另外期望频率部分(39b)从所述中间频率(f中间)延伸到所述第一频率(f开始)以用于所述另外的频率斜升(r′)，所述初始期望频率部分(39a)的持续时间低于所述另外期望频率部分(39b)的持续时间。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法包括向安全控制单元(35)提供输出的步骤，所述安全控制单元(35)转而用于控制车辆(1)中的安全装置(36)。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，VCO(25)用于输出具有当前输出频率(F输出)的信号，以在锁相回路中工作。
CN201680030524.2A 2015-05-20 2016-05-17 调频连续波车辆雷达系统 Active CN107667300B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP15168508.8 2015-05-20
EP15168508.8A EP3096160B1 (en) 2015-05-20 2015-05-20 An fmcw vehicle radar system
PCT/EP2016/061014 WO2016184850A1 (en) 2015-05-20 2016-05-17 An fmcw vehicle radar system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107667300A CN107667300A (zh) 2018-02-06
CN107667300B true CN107667300B (zh) 2021-05-07

Family

ID=53188949

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680030524.2A Active CN107667300B (zh) 2015-05-20 2016-05-17 调频连续波车辆雷达系统

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11029405B2 (zh)
EP (1) EP3096160B1 (zh)
CN (1) CN107667300B (zh)
WO (1) WO2016184850A1 (zh)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201602913D0 (en) * 2016-02-19 2016-04-06 Agd Systems Ltd An electronic circuit
US10976409B2 (en) * 2016-11-21 2021-04-13 Electronics And Telecommunications Research Institute Frequency-modulated continuous wave generator and frequency-modulated continuous wave radar system including the same
JP6799494B2 (ja) 2017-04-27 2020-12-16 日立オートモティブシステムズ株式会社 レーダ回路、レーダシステム、及びレーダプログラム
US11460550B2 (en) * 2017-09-19 2022-10-04 Veoneer Us, Llc Direct detection LiDAR system and method with synthetic doppler processing
US11194022B2 (en) 2017-09-29 2021-12-07 Veoneer Us, Inc. Detection system with reflection member and offset detection array
US11585901B2 (en) 2017-11-15 2023-02-21 Veoneer Us, Llc Scanning lidar system and method with spatial filtering for reduction of ambient light
EP3579012B1 (en) 2018-06-06 2022-03-30 NXP USA, Inc. Phase preset for fast chirp pll
EP3579011B1 (en) 2018-06-06 2022-03-16 NXP USA, Inc. Boosted return time for fast chirp pll and calibration method
WO2020003349A1 (ja) * 2018-06-25 2020-01-02 株式会社ソシオネクスト 周波数掃引回路およびレーダー装置
US11187783B2 (en) * 2018-08-14 2021-11-30 Nxp B.V. Radar systems and methods for operating radar systems
US11204410B2 (en) * 2019-02-11 2021-12-21 Nxp B.V. Radar-based communication
US20210011151A1 (en) * 2019-07-10 2021-01-14 GM Global Technology Operations LLC Radar range ambiguity resolution using multi-rate sampling
US11474218B2 (en) 2019-07-15 2022-10-18 Veoneer Us, Llc Scanning LiDAR system and method with unitary optical element
US11579257B2 (en) 2019-07-15 2023-02-14 Veoneer Us, Llc Scanning LiDAR system and method with unitary optical element
US11448744B2 (en) * 2019-12-31 2022-09-20 Woven Planet North America, Inc. Sequential doppler focusing
US11550027B2 (en) 2020-05-04 2023-01-10 Nxp B.V. Predistortion technique for joint radar/communication systems
US11431342B2 (en) * 2020-12-24 2022-08-30 Stmicroelectronics International N.V. High performance phase locked loop for millimeter wave applications
US11732858B2 (en) 2021-06-18 2023-08-22 Veoneer Us, Llc Headlight illumination system using optical element
DE102022105197A1 (de) * 2022-03-04 2023-09-07 Endress+Hauser SE+Co. KG Füllstandsmessgerät

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1746699A (zh) * 2004-09-09 2006-03-15 罗伯特.博世有限公司 用于测量距离和速度的方法和装置
CN101286752A (zh) * 2008-05-28 2008-10-15 北京交通大学 一种超宽带正交成形脉冲实现方法
WO2010012801A1 (en) * 2008-07-31 2010-02-04 Mitsubishi Electric Information Technology Centre Europe B.V. Automotive radar with composite multi-slope fm chirp waveform
CN102288942A (zh) * 2011-06-24 2011-12-21 北京理工大学 一种毫米波雷达信号波形的设计方法
WO2013142135A1 (en) * 2012-03-20 2013-09-26 Albert Einstein College Of Medicine Of Yeshiva University Method of enhancing efficacy of blood transfusions
US8638139B2 (en) * 2010-09-10 2014-01-28 Analog Devices, Inc. Phase locked loop (PLL) based frequency sweep generator
CN104618286A (zh) * 2014-12-30 2015-05-13 苏州东奇信息科技股份有限公司 基于冲击滤波器成型的严格带限高效调制系统

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6577269B2 (en) * 2000-08-16 2003-06-10 Raytheon Company Radar detection method and apparatus
WO2003104833A2 (en) * 2002-06-06 2003-12-18 Roadeye Flr General Partnership Forward-looking radar system
US7400290B2 (en) * 2005-12-30 2008-07-15 Valeo Raytheon Systems, Inc. Vehicle radar system having multiple operating modes
EP2057480B1 (de) * 2006-10-06 2014-06-04 ADC Automotive Distance Control Systems GmbH Radarsystem zur umfelderfassung mit kompensation von störsignalen
EP2396887A4 (en) * 2009-02-13 2012-08-29 Freescale Semiconductor Inc INTEGRATED CIRCUIT COMPRISING A FREQUENCY GENERATION CIRCUITRY FOR CONTROLLING A FREQUENCY SOURCE
EP2818887A1 (en) * 2013-06-26 2014-12-31 Nxp B.V. A radar transceiver
US9835723B2 (en) * 2014-10-30 2017-12-05 Nxp B.V. Radar ambiguity resolving detector
US9945933B2 (en) * 2015-07-24 2018-04-17 Autoliv Asp, Inc. Apparatus and method for mitigating interference in a frequency-modulated continuous-wave (FMCW) automotive radar system

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1746699A (zh) * 2004-09-09 2006-03-15 罗伯特.博世有限公司 用于测量距离和速度的方法和装置
CN101286752A (zh) * 2008-05-28 2008-10-15 北京交通大学 一种超宽带正交成形脉冲实现方法
WO2010012801A1 (en) * 2008-07-31 2010-02-04 Mitsubishi Electric Information Technology Centre Europe B.V. Automotive radar with composite multi-slope fm chirp waveform
US8638139B2 (en) * 2010-09-10 2014-01-28 Analog Devices, Inc. Phase locked loop (PLL) based frequency sweep generator
CN102288942A (zh) * 2011-06-24 2011-12-21 北京理工大学 一种毫米波雷达信号波形的设计方法
WO2013142135A1 (en) * 2012-03-20 2013-09-26 Albert Einstein College Of Medicine Of Yeshiva University Method of enhancing efficacy of blood transfusions
CN104618286A (zh) * 2014-12-30 2015-05-13 苏州东奇信息科技股份有限公司 基于冲击滤波器成型的严格带限高效调制系统

Also Published As

Publication number Publication date
WO2016184850A1 (en) 2016-11-24
EP3096160B1 (en) 2020-02-26
US20180136328A1 (en) 2018-05-17
US11029405B2 (en) 2021-06-08
EP3096160A1 (en) 2016-11-23
CN107667300A (zh) 2018-02-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107667300B (zh) 调频连续波车辆雷达系统
US10502824B2 (en) Frequency modulation scheme for FMCW radar
CN106574967B (zh) 在雷达中用于使振荡器信号同步的回送技术
US20190004167A1 (en) Range Resolution in FMCW Radars
AU2013237191B2 (en) Detection techniques
US8866668B2 (en) Radar apparatus with different operation modes
US7791530B2 (en) Time duplex apparatus and method for radar sensor front-ends
JP5745163B2 (ja) 受信器デバイスおよび多周波レーダーシステム
EP2927706A1 (en) Hybrid radar system combining FMCW radar and pulsed radar
EP2876460B1 (en) A vehicle radar with two transmitter antenna arrangements
EP3306339A1 (en) A vehicle radar system arranged for interference reduction
EP3324201B1 (en) A vehicle radar system waveform
EP3056920B1 (en) A vehicle radar system with two transceiver arrangements
US9194940B2 (en) Signal processing apparatus, radar apparatus, and signal processing method
US10101439B2 (en) Apparatus and method for controlling power of vehicle radar
US11035932B2 (en) Radar device and transmission processing method of radar device
US20140300509A1 (en) Delay device for checking frequency modulated continuous wave (fmcw) radar
JP2012103201A (ja) レーダ装置
Thurn et al. Concept and implementation of a PLL-controlled interlaced chirp sequence radar for optimized range–Doppler measurements
US20210003689A1 (en) Radar device
CN112859057A (zh) Mimo雷达设备和用于运行mimo雷达设备的方法
EP3717931B1 (en) Radar system operating method and radar system having improved range resolution by mutually delayed orthogonal codes
US11223364B2 (en) Phase-locked loop circuitry and method to prevent fractional N spurious outputs in radar phase-locked loop
KR20210109855A (ko) 차량용 레이더의 송신신호 위상 보정 장치 및 방법과, 그를 포함하는 차량용 레이더 장치
EP3489711A1 (en) Fll for a frequency modulated continuous wave radar

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20180719

Address after: Sweden Wajiada

Applicant after: Vennell Sweden

Address before: Sweden Wajiada

Applicant before: AUTOLIV DEVELOPMENT AB

TA01 Transfer of patent application right
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP03 Change of name, title or address

Address after: Sweden Wajiada

Patentee after: Magna Electronics Sweden

Country or region after: Sweden

Address before: Sweden Wajiada

Patentee before: Vennell Sweden

Country or region before: Sweden

CP03 Change of name, title or address