CN110221258B - 测试雷达接收器中的一个或多个接收路径的方法和装置 - Google Patents

测试雷达接收器中的一个或多个接收路径的方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于测试雷达接收器中的至少一个接收路径的方法。接收路径包括混频器和下游的信号处理电路。该方法包括将测试信号耦合到接收路径中，使得在混频器之后将具有信号处理电路的通带中的频率的至少第一测试音调和具有通带之外的频率的第二测试音调施加在接收路径上。此外，该方法包括从接收路径截取由信号处理电路产生的基带信号，其中基带信号以测试信号为基础。

Description

测试雷达接收器中的一个或多个接收路径的方法和装置
技术领域
实施例涉及对雷达接收器的功能的验证。特别地，实施例涉及用于测试雷达接收器中的一个或多个接收路径的方法和装置。
背景技术
雷达接收器的单个或多个接收链的行为和/或配置可能是感兴趣的或需要监视。
发明内容
因此，需要提供用于监视雷达接收器的技术。
权利要求的主题可以满足这种需要。
第一实施例涉及一种用于测试雷达接收器中的至少一个接收路径的方法。该接收路径包括混频器和下游的信号处理电路。该方法包括将测试信号耦合到接收路径中，使得在混频器之后至少将具有信号处理电路的通带中的频率的第一测试音调和具有在通带之外的频率的第二测试音调施加到接收路径上。此外，该方法包括从接收路径截取由信号处理电路产生的基带信号，其中基带信号以测试信号为基础。
在一些实施例中，该方法还包括通过将第一测试音调和第二测试音调与用于混频器的振荡信号混合来产生测试信号。测试信号到接收路径中的耦合包括将测试信号施加到混频器的信号输入端。
根据一些实施例，测试信号包括第一测试音调和第二测试音调，其中测试信号到接收路径中的耦合在混频器下游实现。
在一些实施例中，该方法还包括：确定基带信号在第一测试音调的频率处的第一特性，以及确定基带信号在第二测试音调的频率处的第二特性。此外，该方法然后包括基于基带信号的第一特性和基带信号的第二特性确定接收路径的特性。
根据一些实施例，测试信号具有不连续的频谱，其中第一测试音调的带宽小于通带的带宽。
在一些实施例中，选择第二测试音调的频率，使得在所述第二测试音调的频率处，能够根据信号处理电路的传递函数预期的基带信号的特性位于预定范围内。
根据一些实施例，第二测试音调的频率对应于预定的截止频率，从该预定截止频率开始，基带信号中的信号分量相对于通带衰减预定的衰减。
在一些实施例中，第一测试音调的频率对应于通带的预设的截止频率。
第二实施例涉及一种用于测试雷达接收器中的至少两个接收路径的方法。两个接收路径分别包括混频器和下游的信号处理电路。该方法包括：将测试信号分别耦合到两个接收路径中，使得在每个混频器之后，分别至少将具有信号处理电路的通带中的频率的第一测试音调和第二测试音调施加到两个接收路径上。此外，该方法包括从两个接收路径之一截取由两个接收路径之一的信号处理电路产生的第一基带信号，该第一基带信号以测试信号为基础。该方法还包括从两个接收路径的另一个接收由两个接收路径的另一个的信号处理电路产生的第二基带信号，其中第二基带信号以测试信号为基础。
根据一些实施例，同时分接第一基带信号和第二基带信号。该方法还包括：确定第一基带信号在第一测试音调的频率时的第一相位，确定第一基带信号在第二测试音调的频率处的第二相位，并且确定第二基带信号在第一测试音调的频率处的第一相位，以及确定第二基带信号在第一测试音调的频率处的第一相位和确定第二基带信号在第二测试音调的频率处的第二相位。另外，该方法包括基于第一基带信号的第一相位、第一基带信号的第二相位、第二基带信号的第一相位和第二基带信号的第二相位来确定两个接收路径之间的相对相位响应。
在一些实施例中，该方法还包括确定第一基带信号在第一测试音调的频率处的第一幅度和第一基带信号在第二测试音调的频率处的第二幅度，并第一基带信号的第一幅度和第一基带信号的第二幅度，确定两个接收路径之一的绝对相位响应。可替换地或附加地，该方法可以包括：确定第二基带信号在第一测试音调的频率处的第一幅度和第二基带信号在第二测试音调的频率处的第二幅度，并且基于第二基带信号的第一幅度和第二基带信号的第二幅度确定两个接收路径中的另一个的绝对相位响应。
根据一些实施例，该方法还包括确定第一基带信号在第一测试音调的频率处的第一幅度和第一基带信号在第二测试音调的频率处的第二幅度，并且确定第二基带信号在第一测试音调的频率处的第一幅度和第二基带信号在第二测试音调的频率处的第二幅度。另外，该方法然后包括基于第一基带信号的第一幅度、第一基带信号的第二幅度、第二基带信号的第一幅度和第二基带信号的第二幅度来确定两个接收路径之间的相对幅度平衡。
在一些实施例中，测试信号在频谱中具有测试信号产生第一测试音调的第一信号分量和测试信号产生第二测试音调的第二信号分量之间的不连续性。
第三实施例涉及一种用于测试雷达接收器中的至少一个接收路径的装置。该接收路径包括混频器和下游的信号处理电路。该装置包括耦合输入电路，该耦合输入电路被设置为将测试信号耦合到接收路径中，使得在混频器之后至少将具有信号处理电路的通带中的频率的第一测试音调和具有通带外的频率的第二测试音调施加到接收路径上。此外，该装置包括截取电路，该截取电路被设置为从接收路径截取由信号处理电路产生的基带信号，基带信号以测试信号为基础。
根据一些实施例中，该装置还包括评估电路，该评估电路被配置为，确定基带信号在第一测试音调的频率处的第一特性，并确定基带信号在第二测试音调的频率处的第二特性。评估电路还被配置为，基于基带信号的第一特性和基带信号的第二特性来确定接收路径的特性。
在一些实施例中，装置和雷达接收器设置在共同的半导体芯片上。
第四实施例涉及一种用于测试雷达接收器中的至少两个接收路径的设备。两个接收路径分别包括混频器和下游信号处理电路。该装置包括耦合输入电路，耦合输入电路被配置为，将测试信号分别耦合到两个接收路径中，从而在相应的混频器之后分别至少将具有在信号处理电路的通带中的频率的第一测试音调和第二测试音调施加到两条接收路径上。此外，该装置包括截取电路，该截取电路被配置为，从两个接收路径之一截取由该两个接收路径之一的信号处理电路产生的第一基带信号并且从两个接收路径的另一个截取由该两个接收路径的另一个的信号处理电路产生的第二基带信号，其中第一基带信号和第二基带信号均以测试信号为基础。
根据一些实施例，该装置还包括评估电路，该评估电路被配置为，确定第一基带信号在第一测试音调的频率处的第一相位和第一基带信号在第二测试音调的频率处的第二相位。此外，评估电路被配置为，确定第二基带信号在第一测试音调的频率处的第一相位和第二基带信号在第二测试音调的频率处的第二相位。评估电路还被配置为，基于第一基带信号的第一相位、第一基带信号的第二相位、第二基带信号的第一相位和第二基带信号的第二相位来确定两个接收路径之间的相对相位响应。
在一些实施例中，该装置还包括评估电路，该评估电路被配置为，确定第一基带信号在第一测试音调的频率处的第一幅度和第一基带信号在第二测试音调的频率处的第二幅度。此外，该评估电路被配置为，确定第二基带信号在第一测试音调的频率处的第一幅度和第二基带信号在第二测试音调的频率处的第二幅度。评估电路还被配置为，基于第一基带信号的第一幅度、第一基带信号的第二幅度、第二基带信号的第一幅度和第二基带信号的第二幅度来确定两个接收路径之间的相对幅度平衡。
根据一些实施例，该装置和雷达接收器布置在共同的半导体芯片上。
附图说明
现在将仅通过示例的方式参考附图更详细地解释装置和/或方法的一些示例。图中示出：
图1示出了用于测试雷达接收器中的至少一个接收路径的方法的实施例的流程图；
图2示出了用于测试雷达接收器中的至少两个接收路径的方法的实施例的流程图；
图3示出了接收路径的传递函数的实施例；以及
图4示出了用于测试雷达接收器中的一个或多个接收路径的装置的实施例。
具体实施方式
现在将参考附图更详细地描述各种示例，附图中示出了一些示例。在附图中，为了清楚起见，可夸大线、层和/或区域的程度。
因此，尽管各种修改和替代形式的其他示例是合适的，但是其某些特定示例在附图中示出并且将在下面详细描述。然而，进一步的示例的详细描述将不会限制于所描述的特定形式。其他示例可以涵盖落入本公开范围内的所有修改，等同物和替代物。在整个附图的描述中，相同的附图标记指代相同或相似的元件，这些元件可以相同或相互比较地修改，同时提供相同或相似的功能。
应当理解，当元件被描述为与另外的元件“连接”或“耦合”时，元件可以直接地连接或耦合，或者通过一个或多个中间元件连接或耦合。当使用“或”组合两个元素A和B时，应理解公开了所有可能的组合，即，仅A，仅B以及A和B。用于相同组合的替代形式是“A和B中的至少一种”。这同样适用于超过2个元件的组合。
用于描述某些示例的术语不旨在限制其他示例。如果使用单数形式，例如，“一，一个”和“这个”并且单个元件的使用并没有明确地或隐含地定义为强制性的，其他示例也可以使用多个元件来实现相同的功能。如果以下将功能描述为使用多个元件实现，则其他示例可以使用单个元件或单个处理实体来实现相同的功能。还应理解，术语“包含”，“包括”，“有”和/或“具有”在使用中明确地说明定特征，整数，步骤，操作，过程，元件，组件和/或它们的组的存在。但是不排除存在或添加一个或多个其他特征，整数，步骤，操作，过程，元件，组件和/或它们的组。
除非另外定义，否则所有术语(包括技术和科学术语)在本文中以其在示例所属领域中的普通含义使用。
图1示出了用于测试雷达接收器中的至少一个接收路径的方法100的流程图。
雷达接收器是一种接收器，该接收器被配置成接收雷达信号。例如，雷达接收器可以被配置为接收毫米波长雷达信号(例如，具有在76至81GHz频带内频率的FMCW(调频连续波)雷达信号)。雷达接收器可以包括一个或多个接收路径，以将一个或多个高频雷达信号下变频到基带中并进一步处理。为此，至少一个接收路径包括混频器和下游的信号处理电路。混频器设计为，借助于振荡信号将施加的高频信号下变频到基带中。下游的信号处理电路被配置为，在基带频率范围内进一步处理由混频器输出的信号。例如，信号处理电路可以包括一个或多个模拟滤波器，一个或多个模数转换器(英语：Analog-to-DigitalConverter，ADC)，一个或多个数字滤波器，一个或多个抽取滤波器(英语：decimationfilter)，一个或更多放大器等。方法100可以实现对这些组件中的一个或多个的行为或配置的测试。
为此，方法100包括将测试信号102耦合输入到接收路径中，使得在混频器之后至少将具有信号处理电路的基带通带中的频率的第一测试音调(例如，第一正弦音调)和具有在基带通带之外的频率的第二测试音调(例如，第二正弦音调)施加在接收路径上。
第一测试音调和第二测试音调分别是具有预定的离散频率或预定的有限带宽的音调。换句话说，第一测试音调和第二测试音调是在频谱中分离或可区分的单独测试音调。也就是说，施加到接收路径的信号(包括第一测试音调和第二测试音调)在频谱中具有在第一测试音调和第二测试音调之间的不连续性。在信号的频谱中的不连续性在本申请中被理解为该频谱的包括一个或多个频率的区域，在该区域中信号的幅度基本为零(例如，但可能仍然包含信号噪声)。因此，测试信号在频谱中具有在测试信号产生第一测试音调的第一信号分量和测试信号产生第二测试音调的第二信号分量之间的不连续性。因此，测试信号具有不连续的频谱。除了第一测试音调和第二测试音调之外，还可以通过测试信号将附加的离散测试音调施加在接收路径上。
信号处理电路的通带是这样的频率范围，信号处理电路在该频率范围内允许在电信号中包含的频率通过。这样的频率范围例如可以理解为通带，在该频率范围中，信号处理电路将包含在电信号中的频率衰减小于预定值(例如，3分贝)。通带之后是过渡区域，该过渡区域将通带与信号处理电路的阻带分开。阻带是这样的频率范围，在该频率范围内，将电信号中包含的频率相对于通带以预定的衰减进行衰减。第一测试音调处于通带内，而第二测试音调处于通带外，也就是说，处于信号处理电路的过渡区域或阻带中。根据上述陈述，第一测试音调的带宽小于通带的带宽。
根据实施例，方法100可以包括首先生成106测试信号。例如，测试信号的生成106可以通过将第一测试音调和第二测试音调与用于混频器的振荡信号混合来实现，从而基于第一和第二测试音调产生在雷达频率范围(例如，在77GHz的区域中)的测试信号。相应地，测试信号到接收路径中的耦合然后包括将测试信号施加到混频器的信号输入端。因此产生测试信号，使得用于下变频的振荡信号的频率以相应的测试音调的频率与测试信号的一个频率或多个频率区分。例如适用为，fosc＝ftest-fton，其中fosc对应于振荡信号的频率，ftest对应于测试信号的相应频率，fton对应于相应的测试音调的频率。
可替换地，测试信号的生成106可以包括混合或组合两个振荡信号(例如，具有千兆赫范围内的频率的两个振荡信号)。同样地，测试信号的生成106可以这样地实现，即测试信号包括第一测试音调和第二测试音调，也就是说，例如在基带中明显低于雷达频率范围的频率的情况中。然后，测试信号在接收路径中的耦合在混频器的下游实现。
此外，方法100包括从接收路径截取104由信号处理电路产生的基带信号，其中基带信号以测试信号为基础。借助于截取的基带信号，现在可以根据第一和第二测试音调确定接收路径的一个或多个特性。基带信号的截取在此可以在接收路径在混频器下游的每个位置处实现。在接收路径内截取基带信号的位置例如可以根据接收路径的一个或者多个待测试的组件来选择。基带信号的截取例如可以通过与接收路径耦合的存储器(例如，随机存取存储器，英语：Random Access Memory，RAM)实现，该存储器存储基带信号。
例如，方法100还可以包括：确定108基带信号在第一测试音调的频率处的第一特性，以及确定110基带信号在第二测试音调的频率时的第二特性。基带信号的第一和第二特性是表征或描述各个测试音调的频率处的基带信号的变量的值。例如，第一和/或第二特性可以是基带信号在相应测试音调的频率处的幅度或相位。确定基带信号在测试音调的频率处的特性可以包括例如基带信号的傅立叶分析(例如，快速傅立叶变换，英语：FastFourier Transform，FFT)。方法100还可以包括基于基带信号的第一特性和基带信号的第二特性确定接收路径的特性。接收路径的特征是表征或描述接收路径的行为的特征。例如，基于基带信号的第一特性和基带信号的第二特性，可以确定接收路径是表现出期望的行为还是满足设定的配置或产品要求。
下面将参考图3更详细地解释接收路径的一些示例性特征。图3示出了在0MHz至25MHz范围内的信号处理电路的示例性传递函数310，其表示在所示频率范围上的基带信号的预期幅度走向。此外，还示出了施加到接收路径的图3中的五个测试音调f1到f5的基带信号的实际(例如，测量的)幅度311，...，315。
在图3所示的示例中，假设信号处理电路包括模拟高通滤波器，模拟低通滤波器，数字低通滤波器和抽取滤波器。然而，应该注意，出于纯粹教育的原因选择该配置，并且方法100不限于该特定信号处理电路。
测试音调f1处于由模拟高通滤波器衰减的频率范围中。测试音调f2处于模拟高通滤波器的衰减频率范围上方的信号处理电路的通带中。测试音调f3位于数字低通滤波器的通带的边界处(并因此位于信号处理电路的通带的边界处)。测试音调f4位于数字低通滤波器的阻带的边界处(并因此位于信号处理电路的阻带的边界处)。测试音调f5处于信号处理电路的阻带中，该阻带具有通过模拟低通滤波器实现的更高的衰减。
在以测试音调f1至f5的频率通过接收路径之后对基带信号的实际幅度311，...，315的评估使得可以表征接收路径。可选地，还可以执行关于配置的期望(例如，接收增益)的实际幅度311，...，315的标准化。
如果例如将测试音调f2选择作为信号处理电路的通带内的第一测试音调，并且将测试音调f1选择作为信号处理电路的通带外的第二测试音调，则可以检验，信号处理电路的模拟高通滤波器是否正常工作。如果基带信号在第二测试音调f1的频率处的实际幅度311在由图3中的传递函数310指示的范围内衰减，并且基带信号在第一测试音调f2的频率处的实际幅度312也未衰减，如其在图3中通过传递函数310所示出的那样，那么就可以得出模拟高通滤波器的正确功能的结论。如果基带信号在第二测试音调f1的频率处的实际幅度311例如未被衰减，则可以得出信号处理电路的模拟高通滤波器的故障的结论。
如果例如将测试音调f3选择作为信号处理电路的通带内的第一测试音调，并且将测试音调f4选择作为信号处理电路的通带外的第二测试音调，则可以检验数字低通滤波器是否正常工作。如果基带信号在第二测试音调f4的频率处的实际幅度314在通过传递函数310在图3中指出的范围内衰减，并且基带信号在第一测试音调f3的频率处的实际幅度313也未衰减，如其通过传递函数310在图3中所示的那样，则可以得出数字低通滤波器的正确功能的结论。如果一个或两个实际幅度与传递函数310不一致，则可以得出数字低通滤波器的故障的结论。
在具有测试音调f3和f4的上述示例中，第二测试音调f4的频率对应于预定的截止频率，从该截止频率开始，基带信号中的信号分量相对于通带以预定的衰减进行衰减，因为测试音调f4处于数字低通滤波器的阻带的边界处。另外，第一测试音调f3的频率对应于通带的预设的截止频率。因此，借助于测试音调f3和f4可以检验，信号处理电路的通带是否以预设的截止频率结束，或者信号处理电路的阻带是否以预设的截止频率开始。
此外，借助于测试音调f5例如可以检验，是否保持模拟低通滤波器和数字低通滤波器的预期共同衰减。如果基带信号在测试音调f5的频率处的实际幅度315位于图3中的传递函数310所指示的范围内，则可以得出模拟低通滤波器的正确设置或功能的结论。
为此，当借助于信号处理电路的通带之外的测试声音测试信号处理电路时，还有利地确保在信号处理电路的基带信号中使用的频率处的待测量特性(例如，幅度，相位)也是可测量的或者处于对于分析特性来说合适的区域中。因此，第二测试音调的频率例如可以选择为，使得基带信号在第二测试音调的频率处的能根据信号处理电路的传递函数预期的特性处于一预定的范围内。例如，可以选择第二测试音调的频率，使得基带信号在第二测试音调的频率处的幅度处于在预定范围内(例如，高于测量界限)。
第一测试音调和第二测试音调(以及可选地还有另外的测试音调)例如可以被同时注入(耦合)并在单次测量之后被评估(例如通过随后的FFT分析)。可替换地，也可以用单独的(即，单个，时间上连续的)测试音调和多个测量来测试接收路径。
因此，方法100可以使用一小组注入的测试音调来测试雷达接收器的一个或多个接收路径。
在图2中示出了用于测试雷达接收器中的至少两个接收路径的方法200的流程图。两个接收路径又各自包括混频器和下游的信号处理电路。
方法200包括将测试信号分别耦合到两个接收路径中，使得在相应的混频器之后，至少将具有信号处理电路的通带中的频率的第一测试音调和第二测试音调施加在两个接收路径上。在方法202中，两个测试音调因此被施加到两个接收路径，这两个接收路径都处于信号处理电路的通带中。在此，假设这些信号处理电路具有基本相同的通带。
类似于上面针对方法100描述的原理，方法200也可以包括首先生成208测试信号。测试信号在此再次在频谱中具有在测试信号产生第一测试音调的第一信号分量和测试信号产生第二测试音调的的第二信号分量之间的不连续性。相应地，第一测试音调和第二测试音调也是单独的测试音调，其在频谱中彼此分离或可区分。也就是说，施加到接收路径的相应信号(包括第一测试音调和第二测试音调)在频谱中分别具有在第一测试音调和第二测试音调之间的不连续性。
方法200还包括从两个接收路径之一截取204由两个接收路径之一的信号处理电路产生的第一基带信号。第一基带信号以测试信号为基础。此外，方法200包括从两个接收路径的另一个截取206由两个接收路径的另一个的信号处理电路产生的第二基带信号。第二基带信号以测试信号为基础。借助于截取的基带信号，现在可以基于第一和第二测试音调来确定各个接收路径的一个或多个特性以及接收路径相对于彼此的一个或多个特性。基带信号的截取204或206又可以根据针对方法100描述的原理来实现。
例如，可以同时截取第一基带信号和第二基带信号。方法200在此还可以包括：确定210第一基带信号在第一测试音调的频率处的第一相位和基带信号在第二测试音调的频率处的第二相位，以及确定212第一基带信号在第一测试音调的频率处的第一相位和基带信号在第二测试音调的频率处的第二相位。然后，方法200可以进一步包括基于第一基带信号的第一相位、第一基带信号的第二相位、第二基带信号的第一相位和第二基带信号的第二相位来确定214两个接收路径之间的相对相位响应。
参考图3中所示的情况，例如可以将测试音调f2选择作为第一测试音调，将测试音调f2作为第二测试音调。如果同时截取接收路径的基带信号(例如，记录在RAM中)，那么可以基于为每个接收路径确定的相位值的差异来监控接收路径之间的相对相位响应(相对相位差)。
测试音调f2和f3例如也可以用于测试两个(或更多)接收路径之间的相对幅度平衡。方法200还包括：确定216第一基带信号在第一测试音调的频率处的第一幅度和第一基带信号在第二测试音调的频率处的第二幅度，以及确定218第二基带信号在第一测试音调的频率处的第一幅度和第二基带信号在第二测试音调的频率处的第二幅度。另外，该方法包括基于第一基带信号的第一幅度、第一基带信号的第二幅度、第二基带信号的第一幅度和第二基带信号的第二幅度来确定220两个接收路径之间的相对幅度平衡。参考图3中的情况，例如可以为每个待测试的接收路径确定基带信号在测试音调f2和f3的频率处的幅度，以便由此确定各个接收路径之间的相对幅度平衡。借助于方法200，因此与其他路径相比可以确保没有接收路径恶化。
换句话说，通带中的测试音调可用于确定或监控各个接收路径之间的相对特性。
但是，借助于通带中的至少两个测试音调也可以确定单个接收路径本身的特性。
方法200可以例如还包括：确定222第一基带信号在第一测试音调的频率处的第一幅度和第一基带信号在第二测试音调的频率处的第二幅度，以及基于第一基带信号的第一幅度和第一基带信号的第二幅度确定224两个接收路径之一的绝对相位响应。可替代地或附加地，方法200可以包括：确定226第二基带信号在第一测试音调的频率处的第一幅度和第二基带信号在第二测试音调的频率处的第二幅度，并且基于第二基带信号的第一幅度和第二基带信号的第二幅度确定228两个接收路径的另一个的绝对相位响应。为此，例如可以再次使用图3中所示的测试音调f2和f3。
通过将基带信号在测试音调f2和f3的频率处的实际幅度312和313与传递函数310进行比较，例如可以测试，两个接收路径是否均达到其设置或配置的增益(英语：gain)。
借助于基带信号在测试音调f2和f3的频率处的实际幅度312和313，例如还可以确定各个信道的信噪比(英语：Signal-to-Noise-Ration，SNR)。在相应的基带信号的频谱中，仅预期测试音调f2或f3的峰值(英语：peaks)以及其他噪声。通过将测试音调f2和f3的频率处的功率与噪声功率进行比较，可以监视SNR并因此例如检查是否超过或保持预定的最大SNR。
通过检验测试音调f2或f3的谐波幅度，还可以监控接收路径的线性要求。
因此，方法200可以包括：确定第一基带信号在第一测试音调的频率处的第一特性和第一基带信号在第二测试音调的频率处的第二特性，并且基于第一基带信号的第一特性和第一基带信号的第二特性确定两个接收路径之一的特性。替代地或附加地，方法200可以包括：确定第二基带信号在第一测试音调的频率处的第一特性以及第二基带信号在第二测试音调的频率处的第二特性，以及基于第二基带信号的第一特性和第二基带信号的第二特性确定两个接收路径的另一个的特性。
图4最后示出了根据结合方法100和200所示的原理测试雷达接收器440的一个或多个接收路径的装置400的实施例。装置400和雷达接收器440可以例如被布置在共同的半导体芯片上。可替换地，装置400和雷达接收器440也可以布置在不同的半导体芯片上，其用于在常规雷达运行中识别物体。
图4中所示的示例性雷达接收器440包括四个接收路径，在正常操作中，这四个接收路径将信号源441(例如，一个或多个雷达信号接收天线)提供的雷达信号并行下变频到基带中并进一步处理。在此，应注意的是，雷达接收器400也可包括任何其他数量的接收路径(例如，一个接收路径或八个接收路径)。
每个接收路径都包括一个混频器450，用于借助于(例如由锁相环-英语：Phase-Locked Loop，PLL)提供的)振荡信号401将所施加的高频信号下变频到基带中。此外，每个接收路径包括混频器下游的信号处理电路460。图4中所示的示例性的信号处理电路460包括模拟前端461(例如，一个或多个模拟滤波器)，ADC 462，数字前端463(例如，一个或多个数字滤波器)，数字接口464(例如，低电压差分信令(LVDS)接口)和信号输出端465。在此，应当注意的是，信号处理电路460也可以包括具有另外的，更少或更多组件的任何其他配置。
装置400包括耦合输入电路410，该耦合输入电路被配置为将测试信号411耦合到一个或多个接收路径中。
如果雷达接收器440例如应该根据方法100进行测试，那么耦合输入电路410被配置为，将测试信号411耦合到至少一个接收路径中，使得在混频器450之后将至少具有在信号处理电路460的通带中的频率的第一测试音调和具有在通带之外的频率的第二测试音调施加到接收路径上。
如果雷达接收器440例如应该根据方法200测试，那么耦合输入电路410被配置为，将测试信号411分别耦合到至少两个接收路径中，使得在相应的混频器450之后，至少将具有信号处理电路460的通带中的频率的第一测试音调和第二测试音调施加在两个接收路径上。
如图4中所示，耦合输入电路410可以被配置为，通过将包括第一测试音调和第二测试音调的信号471与用于混频器450的振荡信号401混合来生成测试信号411。测试音调例如可以是从测试音调发生器470输出的正弦音调。相应地，耦合输入电路410被配置为，通过将测试信号411施加给混频器450的信号输入端将测试信号411耦合到接收路径440中。可替换地，耦合输入电路410可以例如还被配置为，生成测试信号，使得该测试信号包括第一测试音调和第二测试音调。相应地，耦合输入电路410然后可以被配置为，将测试信号在混频器450的下游耦合到接收路径440中。换句话说，测试信号可以是高频信号也可以是基带信号。
装置400还包括截取电路420，该截取电路被配置为，从一个或多个接收路径截取由相应的信号处理电路产生的基带信号451。
如果雷达接收器440例如应该根据方法100来测试，那么截取电路420被配置为，从接收路径的一个接收路径截取由该接收路径的信号处理电路460产生的基带信号451。基带信号451以耦合到接收路径中的测试信号411为基础。
如果雷达接收器440例如应该根据方法200来测试，那么截取电路420被配置为，从至少两个接收路径的一个接收由该接收路径的信号处理电路460产生的第一基带信号和从至少两个接收路径的另一个中截取由该另一个接收路径的信号处理电路460产生的第二基带信号。第一基带信号和第二基带信号均以测试信号411为基础。
截取电路420可以例如设计为耦合到一个或多个接收路径的存储器(例如，RAM)，在该存储器中存储(或流传输)相应接收路径的基带信号。例如，可以同时存储相应接收路径的基带信号。每个存储的基带信号例如能够以N＝256点的精度存储。
此外，装置400包括评估电路430，评估电路基于一个或多个截取的基带信号确定各个接收路径的特性或各个接收路径之间的特性。如图4中所示，评估电路430可以被配置为，将确定的特性输出给装置400的监控输出端480。例如，评估电路430可以被配置为向监控输出端480输出错误信号或指示正确运行的信号。
为了能够在频谱上分析截取的基带信号，评估电路430例如可以包括傅立叶变换电路431(例如，用于FFT)，该傅立叶变化电路被配置为确定相应基带信号的频谱。因此可以在频谱上分析基带信号的记录-例如通过评估几个定义的FFT系数的幅度和相位。为此，评估电路430可以进一步具有处理电路432，坐标旋转数字计算机(CORDIC)算法在该处理电路上运行。傅立叶变换和CORDIC算法都可以实现为在处理器上运行的软件或专用电路。傅立叶变换电路431或处理电路432可以是雷达接收器的接收链的组成部分，也就是说，用于评估测试信号的傅立叶变换电路431用于常规操作，例如，产生用于识别物体的距离多普勒图。因此，在基带中使用离散测试音调导致协同优势，即雷达接收器的现有傅立叶变换电路431可用于分析离散测试音调，因为这些在傅立叶变换之后显示为离散峰值。监控，也就是测试信号的馈送可能是间歇性的，以产生用于物体检测的常规雷达信号。换句话说，通过在两次测量之间的馈送，可以实现在常规雷达操作期间对接收链的完全监控。
可以通过错误处理电路(英语：error handler)433确定与接收路径中的单个或多个组件的预定配置或故障的偏差。错误处理电路433例如可以将错误信号或者指出正确操作的信号输出给监控输出端480。
关于截取的基带信号的分析，仅作为示例参考已经结合方法100和200讨论的一些方面。不言而喻，除了下面提到的分析之外，评估电路430还可以确定其他特性。
例如，基于方法100，评估电路430可以被配置为，确定基带信号451在第一测试音调的频率处的第一特性以及基带信号451在第二测试音调的频率处的第二特性。评估电路430还可以被配置为，基于基带信号的第一特性和基带信号的第二特性确定接收路径的特性。
例如，基于方法200，评估电路430可以被配置为，确定(第一接收路径的)第一基带信号在第一测试音调的频率处的第一相位和确定第一基带信号在第二测试音调的频率处的第二相位以及确定(第二接收路径的)第二基带信号在第一测试音调的频率处的第一相位和第二基带信号在第二测试音调的频率处的第二相位。评估电路430还可以被配置为，基于第一基带信号的第一相位、第一基带信号的第二相位、第二基带信号的第一相位和第二基带信号的第二相位确定两个接收路径之间的相对相位响应。
可替换地，基于方法200，评估电路430可以例如被配置为，确定(第一接收路径的)第一基带信号在第一测试音调的频率处的第一幅度和确定第一基带信号在第二测试音调的频率处的第二幅度以及确定(第二接收路径的)第二基带信号在第一测试音调的频率处的第一幅度和第二基带信号在第二测试音调的频率处的第二幅度。评估电路430还可以被配置为，基于第一基带信号的第一幅度、第一基带信号的第二幅度、第二基带信号的第一幅度和第二基带信号的第二幅度，确定两个接收路径之间的相对幅度平衡。
监控质量可取决于待评估的光谱点的数量。如以上描述所示，一些测试音调可能足以实现对雷达接收器的一个或多个接收路径的监控目的。根据上述原理，测试音调可以例如所有都被同时注入并在单次测量后进行评估，或者可以注入在多次测量中评估的单个测试音调。
如上面的讨论所示，利用所提出的技术，例如，测试接收路径中的配置增益或滤波器转角频率的正确应用。同样，例如使用定义的极限来测试质量参数。仅作为示例，参考SNR，接收路径之间的相对相位差，接收路径之间的相对幅度平衡或接收路径的线性。
利用所提出的技术，通过生成最小组的测试音调，可以确定系统的接收特性。换言之，所提出的技术能够实现接收路径的快速且有效的监控，因为雷达系统是线性的并且时间不变的并且误差不会增加复杂性(例如，滤波器阶数)。对芯片上的某些东西进行监控的次数越少，芯片上过多的功率/热量就必须通过关闭阶段进行补偿。因此，可以将更多时间用于主动雷达操作。因此，通过所提出的技术可以积极地影响雷达系统的占空比(英语：duty cycle)。由于快速有效的监控，雷达的占空比可以增加。
因此，所提出的技术可以通过单个注入的边带测试音调来实现接收路径监控。
结合一个或多个先前详细的示例和附图描述的方面和特征也可以与一个或多个其他示例组合，以替换另一示例的相同特征或者附加地将该特征引入到另一示例中。
说明书和附图仅描绘了本公开的原理。另外，本文提供的所有实施例明确地旨在仅用于帮助读者理解本公开的原理和用于推进由发明人贡献的技术的概念。本文关于本公开的原理，方面和示例的所有陈述以及其具体示例包括它们的等同物。
应当理解，说明书或权利要求中公开的多个步骤，过程，操作或功能的公开内容不应被解释为以任何特定顺序，除非明确地或隐含地另外说明，例如，出于技术原因。因此，多个步骤或功能的公开不将它们限制于任何特定顺序，除非由于技术原因这些步骤或功能不可互换。此外，在一些示例中，单个步骤，功能，过程或操作可以包括和/或分成多个子步骤，功能，过程或操作。除非明确排除，否则可以包括这些子步骤并且是该单个步骤的公开内容的一部分。
此外，以下权利要求在此并入到详细描述中，其中每个权利要求可以单独作为单独的示例。虽然每个权利要求可以作为单独的示例独立存在，但是应当注意的是，虽然从属权利要求可以指代权利要求中的一个或多个其他权利要求的特定组合，但是其他示例还包括从属权利要求与任何其他的从属权利要求或者独立权利要求的主题的组合。除非声明特定组合不是预期的，否则本文明确提出了这种组合。此外，对于每个其他独立权利要求，应当包括权利要求的特征，即使该权利要求不是直接依赖于独立权利要求。

Claims (18)

1.一种用于测试雷达接收器中的至少一个接收路径的方法(100)，其中所述接收路径包括混频器和下游的信号处理电路，所述方法包括：
将测试信号耦合(102)到所述接收路径中，使得在所述混频器之后将具有所述信号处理电路的通带中的频率的至少第一测试音调和具有在所述通带之外的频率的第二测试音调施加到所述接收路径上；
从所述接收路径截取(104)由所述信号处理电路产生的基带信号，其中，所述基带信号以所述测试信号为基础；
确定(108)所述基带信号在所述第一测试音调的频率处的第一特性；
确定(110)所述基带信号在所述第二测试音调的频率处的第二特性；以及
基于所述基带信号的第一特性和所述基带信号的第二特性确定(112)所述接收路径的特性。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
通过将所述第一测试音调和所述第二测试音调与用于所述混频器的振荡信号混合来生成(106)所述测试信号，
其中，所述测试信号到所述接收路径中的耦合包括将所述测试信号施加到所述混频器的信号输入端。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述测试信号包括所述第一测试音调和所述第二测试音调，并且其中，所述测试信号到所述接收路径中的耦合在所述混频器的下游实现。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述测试信号具有不连续的频谱，并且其中，所述第一测试音调的带宽小于所述通带的带宽。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，选择所述第二测试音调的所述频率，使得在所述第二测试音调的频率处，能够根据所述信号处理电路的传递函数预期的所述基带信号的特性处于预定范围内。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述第二测试音调的频率对应于预定的截止频率，从所述预定的截止频率开始，所述基带信号中的信号分量相对于所述通带衰减预定的衰减。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述第一测试音调的频率对应于所述通带的预设的截止频率。
8.一种用于测试雷达接收器中的至少两个接收路径的方法(200)，其中所述两个接收路径分别包括混频器和下游的信号处理电路，所述方法包括：
将测试信号分别耦合到所述两个接收路径中，其中所述测试信号至少包括具有每个下游的信号处理电路的通带中的不同频率的第一测试音调和第二测试音调，其中将所述测试信号耦合到所述两个接收路径中，使得在相应的所述混频器之后，分别将第一测试音调和第二测试音调施加到所述两个接收路径上；
从所述两个接收路径之一截取(204)由所述两个接收路径之一的所述信号处理电路产生的第一基带信号，其中，所述第一基带信号以所述测试信号为基础；和
从所述两个接收路径中的另一个截取(206)由所述两个接收路径的另一个的所述信号处理电路产生的第二基带信号，其中所述第二基带信号以所述测试信号为基础。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，同时截取所述第一基带信号和所述第二基带信号，并且其中，所述方法还包括：
确定(210)所述第一基带信号在所述第一测试音调的频率处的第一相位和所述第二基带信号在所述第二测试音调的频率处的第二相位；
确定(212)所述第二基带信号在所述第二测试音调的频率处的第一相位和所述第二基带信号在所述第二测试音调的频率处的第二相位；以及
基于所述第一基带信号的第一相位、所述第一基带信号的第二相位、所述第二基带信号的第一相位和所述第二基带信号的第二相位确定(214)所述两个接收路径之间的相对相位响应。
10.根据权利要求8所述的方法，还包括：
确定(222)所述第一基带信号在所述第一测试音调的频率处的第一幅度和所述第一基带信号在所述第二测试音调的频率处的第二幅度；以及
基于所述第一基带信号的第一幅度和所述第一基带信号的第二幅度，确定(224)所述两个接收路径之一的绝对相位响应；
和/或
确定(226)所述第二基带信号在所述第一测试音调的频率处的第一幅度和所述第二基带信号在所述第二测试音调的频率处的第二幅度；以及
基于所述第二基带信号的第一幅度和所述第二基带信号的第二幅度，确定(228)所述两个接收路径中的另一个的绝对相位响应。
11.根据权利要求8所述的方法，其中，所述方法还包括：
确定(216)所述第一基带信号在所述第一测试音调的频率处的第一幅度和所述第一基带信号在所述第二测试音调的频率处的第二幅度；
确定(218)所述第二基带信号在所述第一测试音调的频率处的第一幅度和所述第二基带信号在所述第二测试音调的频率处的第二幅度；和
基于所述第一基带信号的第一幅度、所述第一基带信号的第二幅度、所述第二基带信号的第一幅度和所述第二基带信号的第二幅度，确定(220)所述两个接收路径之间的相对幅度平衡。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法，其中，所述测试信号在频谱中包括所述测试信号产生所述第一测试音调的第一信号分量和所述测试信号产生所述第二测试音调的第二信号分量之间的不连续性。
13.一种用于测试雷达接收器(440)中的至少一个接收路径的装置(400)，其中所述接收路径包括混频器(450)和下游的信号处理电路(460)，所述装置包括：
耦合输入电路(410)，所述耦合输入电路被配置为，将测试信号(411)耦合到所述接收路径中，使得在所述混频器(450)之后至少将具有在信号处理电路(460)的通带中的频率的第一测试音调和具有所述通带之外的频率的第二测试音调施加到所述接收路径上；
截取电路(420)，所述截取电路被配置为，从所述接收路径截取由所述信号处理电路(460)产生的基带信号(451)，其中，所述基带信号以所述测试信号(411)为基础；
评估电路(430)，所述评估电路被配置为，
确定所述基带信号(451)在所述第一测试音调的频率处的第一特性；
确定所述基带信号(451)在所述第二测试音调的频率处的第二特性；和
基于所述基带信号(451)的第一特性和所述基带信号(451)的第二特性确定所述接收路径的特性。
14.根据权利要求13所述的装置，其中，所述装置(400)和所述雷达接收器(440)设置在共同的半导体芯片上。
15.一种用于测试雷达接收器(440)中的至少两个接收路径的装置(400)，其中，所述两个接收路径分别包括混频器(450)和下游的信号处理电路(460)，所述装置包括：
耦合输入电路(410)，所述耦合输入电路被配置为，将测试信号(411)分别耦合到所述两个接收路径中，其中所述测试信号至少包括具有每个下游的信号处理电路的通带中的不同频率的第一测试音调和第二测试音调，其中将所述测试信号耦合到所述两个接收路径中，从而在相应的所述混频器(450)之后分别将第一测试音调和第二测试音调施加到所述两个接收路径上；
截取电路(420)，所述截取电路被配置为，从所述两个接收路径之一截取由所述两个接收路径之一的信号处理电路(460)产生的第一基带信号并且从所述两个接收路径的另一个截取由所述两个接收路径的另一个的信号处理电路(460)产生的第二基带信号，其中所述第一基带信号和所述第二基带信号均以所述测试信号(411)为基础。
16.根据权利要求15所述的装置，还包括评估电路(430)，所述评估电路被配置为：
确定所述第一基带信号在所述第一测试音调的频率处的第一相位和所述第一基带信号在所述第二测试音调的频率处的第二相位；
确定所述第二基带信号在所述第一测试音调的频率处的第一相位和所述第二基带信号在所述第二测试音调的频率处的第二相位；和
基于所述第一基带信号的第一相位、所述第一基带信号的第二相位、所述第二基带信号的第一相位和所述第二基带信号的第二相位确定所述两个接收路径之间的相对相位响应。
17.根据权利要求15所述的装置，还包括评估电路(430)，所述评估电路被配置为，
确定所述第一基带信号在所述第一测试音调的频率处的第一幅度和所述第一基带信号在所述第二测试音调的频率处的第二幅度；
确定所述第二基带信号在所述第一测试音调的频率处的第一幅度和所述第二基带信号在所述第二测试音调的频率处的第二幅度；和
基于所述第一基带信号的第一幅度、所述第一基带信号的第二幅度、所述第二基带信号的第一幅度和所述第二基带信号的第二幅度，确定所述两个接收路径之间的相对幅度平衡。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的装置，其中，所述装置(400)和所述雷达接收器(440)设置在共同的半导体芯片上。
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