CN111103571A - 用于补偿雷达系统校准变化的方法和装置 - Google Patents

用于补偿雷达系统校准变化的方法和装置 Download PDF

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Abstract

本申请涉及用于补偿雷达系统校准变化的方法和装置，并公开了用于补偿雷达系统校准的方法、装置、系统和制品。射频(RF)子系统(102)具有发射信道(120)、接收信道(136)和回送路径，该回送路径包括发射信道(120)的至少一部分和接收信道(136)的至少一部分；回送测量器(164)针对RF子系统(102)的第一校准配置测量RF子系统(102)的第一回送响应，并且针对RF子系统(102)的第二校准配置测量RF子系统(102)的第二回送响应；以及补偿器(188)基于第一回送响应与第二回送响应之间的差异来调整发射可编程移位器(126)或数字前端(188)中的至少一个，以便在RF子系统(102)从第一校准配置改变为第二校准配置时补偿回送响应变化。

Description

用于补偿雷达系统校准变化的方法和装置
相关申请
本专利要求2018年10月26日提交的印度临时专利申请号201841040934的优先权。印度临时专利申请号201841040934的全部内容以引用方式并入本文。
技术领域
本公开总体涉及雷达系统，并且更具体地涉及用于补偿雷达系统校准变化的方法、装置和制品。
背景技术
雷达系统使用射频(RF)波来确定对象的距离、角度和/或速度。
附图说明
图1A和图1B示出了根据本公开的教导构造的示例雷达系统。
图2是表示用于实现图1的示例雷达系统以补偿雷达系统校准变化的示例硬件逻辑或机器可读指令的流程图。
图3示出了根据本公开的教导构造的另一个示例雷达系统。
图4是表示用于实现图3的示例雷达系统以补偿雷达系统校准变化的示例硬件逻辑或机器可读指令的流程图。
图5示出了示例处理器平台，该处理器平台被构造为执行图2和/或图4的示例机器可读指令以实现图1和/或图3的示例雷达系统。
一般来讲，在贯穿(一个或多个)附图和随附的书面描述中将使用相同的附图标记来指代相同或相似的部分。在所呈现的各个附图中示出的连接线或连接器旨在表示各个元件之间的示例功能关系和/或物理或逻辑耦接。
具体实施方式
为了减轻由于例如温度变化而引起的性能劣化，雷达RF/模拟子系统设置根据诸如温度的操作参数而变化。可以使用校准技术来确定雷达RF/模拟子系统设置。然而，由校准引起的RF/模拟子系统设置变化可瞬时改变雷达RF/模拟子系统的回送响应(例如，相位响应、幅度响应等)。因为跟踪算法依赖于整个时间和/或啁啾(chirp)组中的相位信息，所以校准变化和伴随的回送响应变化可能干扰正在进行的对象跟踪。因此，在一些雷达系统的操作期间无法进行校准。
回送响应表示发射信号在发射信号路径中的第一点与接收信号路径中的第二点之间经历的幅度、相位等的数量、类型、形状、形式等的变化。在一些示例中，第一点是生成模拟发射信号的点，并且第二点是将模拟接收信号转换到数字域的点。在所公开的示例中，第一点和第二点被选择为包含发射路径和接收路径的基于校准变化而充分改变的部分以保证补偿。例如，所有的发射模拟信号路径和所有的接收模拟信号路径可以被包括在回送路径中。
为了补偿由于校准而引起的RF/模拟子系统响应变化，本文公开的示例确定：(a)针对当前校准的RF/模拟子系统的当前回送响应，以及(b)针对新校准的RF/模拟子系统的新回送响应。当前回送响应和新回送响应之间的差异用于数字补偿由校准变化而引起的RF/模拟响应变化。在补偿了由于校准而引起的RF/模拟子系统响应变化之后，可以在不干扰正在进行的对象跟踪的情况下(例如，在不干扰和/或重置跟踪滤波器的情况下)改变校准设置。
示例数字补偿包括对接收滤波器、发射滤波器等(诸如在雷达系统中发现的那些)的(一个或多个)系数的调整。在一些示例中，对(一个或多个)系数进行训练，因此以期望的幅度和相位接收特定的QPSK符号。如果进行了校准变化，则将替代地通过不同的幅度和相位接收相同的QPSK符号。幅度和相位的(一个或多个)差异表示由校准变化而引起的回送响应的变化。示例数字补偿将是(一个或多个)滤波器系数的变化，因此在进行校准变化之后，将以期望的幅度和相位接收相同的QPSK符号。雷达系统中的示例补偿将接收器输出信号的幅度和/或相位修改确定量。例如，通过将接收器输出乘以因子A*exp(j*θ)来将接收器输出的幅度改变量A，并且将接收器输出的相位乘以因子θ(例如，以弧度表示，其中2*π弧度为360度)，并且j＝sqrt(-1)。雷达系统中的另一个示例补偿将发射器输出信号的幅度和/或相位修改确定量。例如，发射器输入信号可以乘以因子B*exp(j*θ)(例如，以使发射器输出的相位改变θ弧度)。乘法可以在数字域、RF-模拟-数字混合域等中进行。在数字域中，乘法可以表示为：
(I+j*Q)*A*exp(j*θ)＝A*I*cos(θ)–A*Q*sin(θ)+j*A*Q*cos(θ)+j*A*I*sin(θ)其中I和Q分别是实数和虚数接收器输出或发射器输入。
在一些示例中，使用雷达片上系统(SoC)设备中的内部发射(TX)至接收(RX)回送路径来执行回送。在一些示例中，跨雷达SoC设备执行回送以补偿TX和/或共模路径变化。在一些示例中，以测试模式执行回送。在一些示例中，以高于用于对象跟踪的IF的已知中频(IF)频率连续执行回送，以便连续跟踪雷达RF/模拟子系统的响应的变化。
现在将详细参考非限制性示例，其中一些示例在附图中示出。
图1A和图1B是示例雷达系统100的框图，该示例雷达系统100被配置成补偿由校准而引起的配置变化。雷达系统100包括示例RF/模拟子系统102、示例数字信号处理器(DSP)子系统104和示例处理器106。在所示的示例中，RF/模拟子系统102和DSP子系统104是雷达SoC设备的一部分。可以作为雷达SoC设备的一部分的处理器106是客户可以在其上实现客户特定功能的处理器。
为了生成发射信号，RF/模拟子系统102包括示例RF合成器108。图1B的RF合成器108根据从示例定时引擎114接收的啁啾控制数据112，并且在一些示例中，根据从发射器118接收的啁啾控制数据116，生成RF发射信号110。基于雷达帧中的啁啾序列的啁啾参数值，定时引擎114生成啁啾控制信号，这些啁啾控制信号基于参数值来控制帧中的啁啾的发射和接收。在一些示例中，RF合成器108包括锁相环(PLL)和压控振荡器(VCO)。
为了发射RF发射信号110，RF/模拟子系统102包括一个或多个发射信道(其中一个发射信道以附图标记120表示)，以及用于发射信道120中的相应发射信道的一个或多个天线(其中一个天线以附图标记122表示)。发射信道120各自包括示例预功率放大器(PPA)124、示例发射可编程移位器126和示例功率放大器(PA)128。图1A的PPA 124耦接到图1B的RF合成器108以接收RF发射信号110，并形成放大的信号130。图1A的可编程移位器126耦接到PPA 124以接收放大的信号130，并形成移位的信号132。图1A的PA 128耦接到可编程移位器126以接收移位的信号132，并形成雷达发射信号134。雷达发射信号134由图1A的示例天线122发出(例如，发射)。在一些示例中，可编程移位器126可配置用于频率移位和相位移位两者。例如，移位的信号132的频率可以等于放大的信号130的输入频率加上可编程偏移频率，并且其相位等于放大的信号130的输入相位加上可编程偏移相位。在一些示例中，用于测量回送的发射信号是由正弦振荡信号(例如，接近1MHz)、方波信号(例如，接近1MHz)等调制的RF信号(例如，接近80GHz)。在执行正常发射和接收的时间间隔期间执行回送测量。
为了接收RF信号，RF/模拟子系统102包括一个或多个接收信道(其中一个接收信道以附图标记136表示)，以及用于接收信道136中的相应接收信道的一个或多个天线(其中一个天线以附图标记138表示)。接收信道136各自包括示例低噪声放大器(LNA)140、示例混频器142、示例中频放大器(IFA)144和示例模数转换器(ADC)146。图1A的LNA 140放大从图1A的天线138接收的雷达返回信号148以形成RF接收信号150。图1B的混频器142将由发射生成电路(例如，RF合成器108和定时引擎114)生成的RF发射信号110与RF接收信号150混合以生成模拟IF输出信号152。混频器142是生成输出信号152的下变频器，该输出信号的频率等于从LNA 140接收的信号150的频率与从发射生成电路接收的信号110的频率之间的差异，信号150和信号110都是RF信号。图1B的IFA 144(例如，组合的带通滤波器(BPF)和可变幅度放大器(VAA))放大模拟IF输出信号152以形成放大的模拟IF信号154。图1B的ADC 146将放大的模拟IF信号154转换到数字域作为数字IF信号156(ADC 146的输出信号156)。
接收信道136耦接到示例DSP子系统104的示例数字前端(DFE)158。图1B的DFE 158执行对数字IF信号156的抽取滤波、DC偏移移除、接收信道136中的非理想性的数字补偿(例如，RX间幅度不平衡非理想性、RX间相位不平衡非理想性等)等。当雷达系统100处于正常模式时，DFE 158将经抽取的数字IF信号160转移到主处理单元162。在回送模式中，DFE 158将经抽取的数字IF信号160转移到示例回送测量器164。
为了测量回送响应，图1B的DSP子系统104包括回送测量器164。图1B的回送测量器164测量回送路径的相位和幅度响应。雷达系统100的示例回送路径包括发射信道120、示例回送信道166和接收信道136。图1B的回送测量器164实现任何数量和/或类型的方法、算法等，以便在RF发射信号110穿过发射信道120、回送信道166、接收信道136并且作为接收信号156被接收时，基于已知RF发射信号110的变化来确定回送路径的响应(例如，幅度和相位)。因为回送测量器164接收RF发射信号110作为参考，所以回送测量器164可以确定RF发射信号110在变成接收信号156之前经历了什么变化。标题为“Measurement of TransceiverPerformance Parameters In a Radar System”且于2015年9月30日提交的美国专利申请序列号14/870,129中公开了用于测量回送响应的示例方法和装置。美国专利申请序列号14/870,129的全部内容以引用方式并入本文。
图1A和图1B的回送信道166包括示例组合器168、示例频率移位器170和示例分离器172。图1A的组合器168接收由每个PA 128输出的移位的信号134，并且根据移位的信号134形成组合信号174。组合器168将组合信号174提供给频率移位器170。图1A的频率移位器170使用例如开-关键控(OOK)调制器或二进制相移键控(BPSK)调制器将频移应用于组合信号174以形成移位的组合信号176。频率移位器170耦接到分离器172以将移位的组合信号176提供给分离器172。图1A的分离器172耦接到每个接收信道136。分离器172分离移位的组合信号176以将相等功率和相位的信号提供给每个接收信道136。在一些示例中，分离器172分离移位的组合信号176，使得从分离器输入178到每个接收信道136的LNA 140的信号的幅度、衰减和/或延迟非常类似。
为了确定对象的距离、角度和/或速度，示例DSP子系统104包括示例跟踪系统180。图1B的跟踪系统180实现任何数量和/或类型的方法、算法等，以基于通过接收信道136处理的雷达返回信号148来确定对象的距离、角度和/或速度。在所示的示例中，跟踪系统180被实现为在主处理单元162上执行的机器可读指令。
为了校准RF/模拟子系统102，示例DSP子系统104包括示例校准器182。图1B的示例校准器实现任何数量和/或类型的方法、算法等，以便基于啁啾控制数据112、116获取表征RF/模拟子系统102的校准测量值，并且基于测量值来确定用于RF/模拟子系统102的校准设置。当温度变化发生时，校准器182可以计算新的校准设置以跟踪基于温度的电路特性变化。在一些示例中，校准器182周期性地和/或非周期性地确定校准设置。附加地和/或可替代地，校准器182在主处理单元162和/或处理器106的控制下确定校准设置。在所示的示例中，校准器182被实现为在主处理单元162上执行的机器可读指令。在校准模式中，DFE 158将经抽取的数字IF信号160转移到校准器182。
为了配置RF/模拟子系统102，示例DSP子系统包括示例配置器184。配置器184将存储在配置数据存储装置186中的配置(例如，校准)数据、参数、设置等写入RF/模拟子系统102以改变RF/模拟子系统102的配置。配置数据存储装置186可以是任何数量和/或类型的非暂时性计算机可读存储设备或磁盘。
如图1B所示，配置数据存储装置186包括用于以下的设置：发射信道的当前(例如，旧)校准配置TX_OLD、发射信道的新校准配置TX_NEW、接收信道的当前(例如，旧)校准配置RX_OLD，以及接收信道的新校准配置RX_NEW。校准配置TX_OLD、TX_NEW、RX_OLD和RX_NEW可以由校准器182确定。在本文公开的示例中，校准配置可以包括诸如要应用的增益和/或相位跳变的参数。与其他校准配置TX_OLD和RX_OLD相比，新校准配置TX_NEW和RX_NEW可以与不同的温度相关联。
应用于RF/模拟子系统102的配置(例如，校准)数据、参数、设置等的变化可以导致RF/模拟子系统102的响应、特性、性能等的变化(例如，瞬时变化)。配置变化的示例是从第一校准配置到第二校准配置。因为校准配置的此类变化可以改变回送响应，所以此类变化可以破坏跟踪一个或多个对象的能力和/或跟踪系统180执行的对象跟踪的性能。在一些示例中，此类变化可能需要重置跟踪系统180，这可能破坏系统(包括雷达系统100)的正在进行的操作。
为了补偿由于例如校准变化而引起的RF/模拟子系统102的变化，示例DSP子系统104包括示例补偿器188。补偿器188在校准配置改变时改变发射部件和/或接收部件的设置、系数等，使得其他接收部件不受所发生的校准配置变化的影响。图1B的补偿器188控制配置器184以用第一校准配置C1配置RF/模拟子系统102，并且控制回送测量器164以便计算第一校准配置C1的第一回送响应L1。图1B的补偿器188然后控制配置器184以用第二校准配置C2配置RF/模拟子系统102，并且控制回送测量器164以便计算第二校准配置C2的第二回送响应L2。补偿器188通过例如计算回送响应L1和回送响应L2之间的差异来计算回送响应的瞬时变化。为了补偿差异，补偿器188调整可编程移位器126、DFE 158和/或跟踪系统180的参数、设置、变量等。表1显示了用以补偿TX和/或RX校准配置变化的示例组合。例如，为了补偿由于校准变化而引起的RX幅度差和/或相位差：针对TX_OLD、RX_OLD校准配置确定第一回送L1，并且针对TX_OLD、RX_NEW校准配置确定第二回送L2，并且通过基于L1和L2的差异数字地改变DFE 158和/或跟踪系统180的设置来执行补偿。
Figure BDA0002246124350000071
表1—回送配置
在一些示例中，在回送测量期间不应用补偿，并且因此测量该部分的原始模拟增益/相位变化因子。标题为“Measurement of Transceiver Performance Parameters In aRadar System”且于2015年9月30日提交的美国专利申请序列号14/870,129中公开了用于测量回送响应的示例方法和装置。美国专利申请序列号14/870,129的全部内容以引用方式并入本文。
在一些示例中，ADC 146的输出156被表示为I+jQ，并且通过将ADC 146的输出156乘以补偿因子A *exp(j*θ)来执行数字补偿。如果先前(例如，旧)校准设置的补偿因子为A1*exp(j*θ1)，则校准设置变化后的补偿因子为A1*ΔA *exp(j*θ1+Δθ)，其中ΔA和Δθ分别是由于校准的变化而引起的回送的幅度变化和相位变化。幅度变化ΔA是以数字幅度水平而不是以幂或对数标度来测量的。例如，如果第一测量值为A1并且第二测量值为A2，则幅度差为A2/A1，而不是A2-A1。如果改为使用对数或幂标度，则幅度差可以由A2-A1表示。相位差为θ1-θ2。在一些示例中，可以通过将由TX可编程移位器126施加的相移与幅度差和/或相位差相乘来执行TX补偿。
尽管在图1A和图1B中示出了示例RF/模拟子系统102，但可以使用根据具有回送信道的其他架构的RF/模拟子系统。标题为“Measurement of Transceiver PerformanceParameters In a Radar System”且于2015年9月30日提交的美国专利申请序列号14/870,129中公开了其他示例RF/模拟子系统。美国专利申请序列号14/870,129的全部内容以引用方式并入本文。另外，尽管在图1A和图1B中示出了两个发射信道120和四个接收信道136，但RF/模拟子系统可以具有其他数量的发射信道和/或接收信道。
尽管在图1A和图1B中示出了示例雷达系统100，但图1A和图1B所示的元件、过程和/或设备中的一个或多个可以以任何其他方式组合、划分、重新布置、省略、消除和/或实现。另外，示例RF合成器108、示例定时引擎114、示例发射器118、示例发射信道120、示例天线122、示例PPA 124、示例可编程移位器126、示例PA 128、接收信道136、示例天线138、示例LNA140、示例混频器142、示例IFA 144、示例ADC 146、示例DFE 158、示例主处理单元162、示例回送测量器164、示例回送信道166、示例组合器168、示例频率移位器170、示例分离器172、示例跟踪系统180、示例校准器182、示例配置器184、示例配置数据存储装置186、示例补偿器188和/或更一般地、图1A和图1B的示例雷达系统100可以通过硬件、软件、固件和/或硬件、软件和/或固件的任何组合来实现。因此，例如，示例RF合成器108、示例定时引擎114、示例发射器118、示例发射信道120、示例天线122、示例PPA 124、示例可编程移位器126、示例PA 128、接收信道136、示例天线138、示例LNA140、示例混频器142、示例IFA 144、示例ADC146、示例DFE 158、示例主处理单元162、示例回送测量器164、示例回送信道166、示例组合器168、示例频率移位器170、示例分离器172、示例跟踪系统180、示例校准器182、示例配置器184、示例配置数据存储装置186、示例补偿器188和/或更一般地、图1A和图1B的示例雷达系统100中的任一个可以由一个或多个模拟或数字电路、逻辑电路、(一个或多个)可编程处理器、(一个或多个)可编程控制器、(一个或多个)图形处理单元(GPU)、(一个或多个)数字信号处理器(DSP)、(一个或多个)专用集成电路(ASIC)、(一个或多个)可编程逻辑设备(PLD)、(一个或多个)现场可编程门阵列(FPGA)和/或(一个或多个)现场可编程逻辑设备(FPLD)来实现。阅读本专利的任何装置或系统权利要求以涵盖纯软件和/或固件实施方式时，示例RF合成器108、示例定时引擎114、示例发射器118、示例发射信道120、示例天线122、示例PPA 124、示例可编程移位器126、示例PA 128、接收信道136、示例天线138、示例LNA140、示例混频器142、示例IFA 144、示例ADC 146、示例DFE 158、示例主处理单元162、示例回送测量器164、示例回送信道166、示例组合器168、示例频率移位器170、示例分离器172、示例跟踪系统180、示例校准器182、示例配置器184、示例配置数据存储装置186、示例补偿器188和/或示例雷达系统100中的至少一个在此明确定义为包括非暂时性计算机可读存储设备或存储磁盘，诸如存储器、数字多功能磁盘(DVD)、光盘(CD)、光盘只读存储器(CD-ROM)、蓝光盘等，包括软件和/或固件。更进一步，图1A和图1B的示例雷达系统100可以包括附加于或代替1A和图1B所示的那些的一个或多个元件、过程和/或设备，和/或可以包括一个以上的任一或全部所示元件、过程和设备。如本文所使用的，短语“通信”(包括其变体)涵盖直接通信和/或通过一个或多个中间部件的间接通信，并且不需要直接的物理(例如，有线)通信和/或恒定通信，而是附加地包括以周期性间隔、调度间隔、非周期性间隔和/或一次性事件的选择性通信。
在图2中示出了表示用于实现图1A和图1B的雷达系统100的示例硬件逻辑、机器可读指令、硬件实现的状态机和/或其任何组合的流程图。机器可读指令可以是由计算机处理器(诸如，下面结合图5讨论的示例处理器平台500中示出的处理器502)执行的可执行程序或可执行程序的部分。程序可以体现在非暂时性计算机可读存储介质(诸如与处理器502相关联的CD、CD-ROM、软盘、硬盘驱动器、DVD、蓝光盘或存储器)上存储的软件中，但整个程序和/或其部分可以替代地由除处理器502之外的设备执行和/或体现在固件或专用硬件中。此外，尽管参考图2所示的流程图描述了示例程序，但是可以替代地使用实现示例雷达系统100的许多其他方法。例如，可以改变框的执行顺序，和/或可以改变、消除或组合所描述的一些框。附加地和/或可替代地，任何或所有框可以由被构造成在不执行软件或固件的情况下执行对应操作的一个或多个硬件电路(例如，分立和/或集成的模拟和/或数字电路、FPGA、ASIC、PLD、FPLD、比较器、运算放大器(op-amp)、逻辑电路等)来实现。
图2的程序开始于框202，其中配置器184通过TX_OLD和RX_OLD校准配置来配置RF/模拟子系统102(框202)。示例回送测量器164测量第一回送，该第一回送包括相位PHASE1和幅度AMP1(框204)。在图1A和图1B中，回送路径包括发射信道120、回送信道166和接收信道136。在图1A和图1B中，发射信道120被配置成获得RF发射信号110，该RF发射信号将通过回送信道166发射到接收信道136中，并由回送测量器164测量。配置器184通过TX_OLD和RX_NEW校准配置来配置RF/模拟子系统102(框206)。回送测量器164测量第二回送，该第二回送包括相位PHASE2和幅度AMP2(框208)。补偿器188计算第一相位差Δθ_1＝θ2-θ1，以及第一幅度差ΔA_1＝A2/A1(框210)。配置器184通过TX_NEW和RX_OLD校准配置来配置RF/模拟子系统102(框212)。回送测量器164测量第三回送，该第三回送包括相位θ3和幅度A3(框214)。补偿器188计算第二相位差Δθ_2＝θ3-θ1，以及第二幅度差ΔA_2＝A3/A1(框216)。补偿器188通过调整可编程移位器126、DFE 158和/或跟踪系统180的参数、设置、变量等来补偿第一相位差Δθ_1、第一幅度差ΔA_1、第二相位差Δθ_2和第二幅度差ΔA_2(框218)。
尽管在图1所示的示例中可以识别和补偿TX和RX幅度差和相位差，但雷达系统100可能无法识别共模路径上的幅度差和/或相位差。
图3是根据本公开的方面构造的另一个雷达系统300的框图，该雷达系统300可以使用不同雷达系统的天线之间的天线耦接来识别共模路径上的幅度差和/或相位差。图2的示例雷达系统300包括两个分开的雷达系统302和304，诸如图1A和图1B的雷达系统100中的两个。在图3所示的示例中，回送信道306包括雷达系统302的发射信道120、雷达系统302的天线122和雷达系统304的天线138之间的回送传输路径308，以及雷达系统304的接收信道136。回送传输路径308包括例如电磁耦接、雷达信号通过机械壳体表面的反射等。在所示的示例中，雷达系统302的发射信道120和雷达系统304的接收信道136使用公共本地振荡器(例如，RF合成器108)。公共本地振荡器的使用使得回送测量器164能够测量雷达系统302和雷达系统304之间的回送。使用回送测量器164进行回送测量使得补偿器188能够补偿发射信道120和/或共模路径的变化。为了补偿变化，补偿器188调整可编程移位器126、DFE 158和/或跟踪系统180的参数、设置、变量等。
尽管在图3中示出了实现雷达系统300的示例方式，但图3所示的元件、过程和/或设备中的一个或多个可以以任何其他方式组合、划分、重新布置、省略、消除和/或实现。另外，示例RF合成器108、示例雷达系统302和304、示例发射信道120、示例接收信道136、示例混频器142、示例DFE 158、示例回送测量器164、示例配置器184、示例补偿器188和/或更一般地，图3的示例雷达系统300可以通过硬件、软件、固件和/或硬件、软件和/或固件的任何组合来实现。因此，例如，示例RF合成器108、示例雷达系统302和304、示例发射信道120、示例接收信道136、示例混频器142、示例DFE 158、示例回送测量器164、示例配置器184、示例补偿器188和/或更一般地，示例雷达系统300中的任何一个可以由一个或多个模拟或数字电路、逻辑电路、(一个或多个)可编程处理器、(一个或多个)可编程控制器、(一个或多个)GPU、(一个或多个)DSP、(一个或多个)ASIC、(一个或多个)PLD、(一个或多个)FPGA和/或(一个或多个)FPLD来实现。阅读本专利的任何装置或系统权利要求以涵盖纯软件和/或固件实施方式时，示例RF合成器108、示例雷达系统302和304、示例发射信道120、示例接收信道136、示例混频器142、示例DFE 158、示例回送测量器164、示例配置器184、示例补偿器188和/或示例雷达系统300中的至少一个在此明确定义为包括非暂时性计算机可读存储设备或存储磁盘(诸如存储器、DVD、CD、CD-ROM、蓝光盘等)，包括软件和/或固件。更进一步，图3的示例雷达系统300可以包括附加于或代替图4所示的那些的一个或多个元件、过程和/或设备，和/或可以包括一个以上的任一或全部所示元件、过程和设备。
在图4中示出了表示用于实现图3的雷达系统300的示例硬件逻辑、机器可读指令、硬件实现的状态机和/或其任何组合的流程图。机器可读指令可以是由计算机处理器(例如，下面结合图5讨论的示例处理器平台500中示出的处理器502)执行的可执行程序或可执行程序的部分。程序可以体现在非暂时性计算机可读存储介质(诸如与处理器502相关联的CD、CD-ROM、软盘、硬盘驱动器、DVD、蓝光盘或存储器)上存储的软件中，但整个程序和/或其部分可以替代地由除处理器502之外的设备执行和/或体现在固件或专用硬件中。此外，尽管参考图4所示的流程图描述了示例程序，但是可以替代地使用实现示例雷达系统300的许多其他方法。例如，可以改变框的执行顺序，和/或可以改变、消除或组合所描述的一些框。附加地和/或可替代地，任何或所有框可以由被构造成在不执行软件或固件的情况下执行对应操作的一个或多个硬件电路(例如，分立和/或集成的模拟和/或数字电路、FPGA、ASIC、PLD、FPLD、比较器、op-amp、逻辑电路等)来实现。
图4的程序开始于框402，其中配置器184通过TX_OLD校准配置来配置雷达系统302，并且通过RX_OLD校准配置来配置雷达系统304(框402)。回送测量器164测量第一回送，该第一回送包括相位θ1和幅度A1(框404)。在图3中，回送路径包括雷达系统302的发射信道120、雷达系统302的天线122和雷达系统304的天线138之间的回送传输路径308，以及雷达系统304的接收信道136。配置器184通过TX_NEW校准配置来配置雷达系统302，并且通过RX_OLD校准配置来配置雷达系统304(框406)。回送测量器164测量第二回送，该第二回送包括相位θ2和幅度AMP2(框408)。补偿器188计算相位差Δθ＝θ2-θ1，以及幅度差ΔA＝A2-A1(框410)。补偿器188通过调整DFE 158的参数、设置、变量等来补偿相位差Δθ和幅度差ΔA(框412)。
在本文公开的示例中，用于TX的相位校正涉及通过将TX路径处的相移(如θnew–θold)加到现有相位移位器校正(θexist)来补偿TX路径处的该相移。因此，要配置的新校正为θexist+θnew–θold。RX处的相位校正涉及以与TX情况类似的方式补偿RX路径处的相移。然而，在一些示例中，在DFE 158处数字地应用这种RX路径校正(例如，在记录ADC样本之后)。还应用增益校正ΔAnew＝Aold/Anew。在一些示例中，数字地处理这种增益校正(例如，在DFE158处)。然后将变换的ADC数据计算为ADC_data*ΔAexist*ΔAnew*exp(j(θexist+θnew–θold))。通过在设置更新期间加上(或减去)德尔塔(delta)变化，在TX功率备值(backoff)下以dB为单位校正幅度偏移。
如上所述，可以使用存储在非暂时性计算机和/或机器可读介质上的可执行指令(例如，计算机和/或机器可读指令)来实现图2和图4的示例过程，该非暂时性计算机和/或机器可读介质诸如硬盘驱动器、闪存存储器、只读存储器、CD、CD-ROM、DVD、高速缓存、随机存取存储器、和/或其中存储信息持续任何持续时间(例如，持续延长的时间段、永久地、用于短暂情况、用于临时缓冲和/或用于信息的缓存)的任何其他存储设备或存储磁盘。如本文所使用，术语“非暂时性计算机可读介质”被明确定义为包括任何类型的计算机可读存储设备和/或存储磁盘，并且排除传播信号并排除传输介质。
如本文所使用，当例如在权利要求的前序部分中使用短语“至少”作为过渡术语时，其以与术语“包括”和“包含”是开放式的相同的方式是开放式的。术语“和/或”例如以诸如A、B和/或C的形式使用时，是指A、B、C的任何组合或子集，例如(1)仅A、(2)仅B、(3)仅C、(4)A与B、(5)A与C、(6)B与C、以及(7)A与B与C。如本文在描述结构、部件、物品、对象和/或事物的上下文中使用，短语“A和B中的至少一个”旨在表示包括以下中的任一个的实施方式：(1)至少一个A、(2)至少一个B、以及(3)至少一个A和至少一个B。类似地，如本文在描述结构、部件、物品、对象和/或事物的上下文中使用，短语“A或B中的至少一个”旨在表示包括以下中的任一个的实施方式：(1)至少一个A、(2)至少一个B、以及(3)至少一个A和至少一个B。如本文在描述过程、指令、动作、活动和/或步骤的执行或进行的上下文中使用，短语“A和B中的至少一个”旨在表示包括以下中的任一个的实施方式：(1)至少一个A、(2)至少一个B、以及(3)至少一个A和至少一个B。类似地，如本文在描述过程、指令、动作、活动和/或步骤的执行或进行的上下文中使用，短语“A或B中的至少一个”旨在表示包括以下中的任一个的实施方式：(1)至少一个A、(2)至少一个B、以及(3)至少一个A和至少一个B。
图5是示例处理器平台500的框图，该处理器平台500被构造为执行图2和3的指令以实现图1A和图1B的雷达系统100以及图3的雷达系统300、302和304。处理器平台500可以是例如汽车、服务器、个人计算机、工作站、移动设备(例如，手机、智能电话、诸如IPADTM的平板电脑)、头戴式耳机或其他可穿戴设备，或实现雷达的任何其他类型的计算设备。
所示示例的处理器平台500包括处理器502。所示示例的处理器502是硬件。例如，处理器502可以由来自任何期望的系列或制造商的一个或多个集成电路、逻辑电路、微处理器、GPU、DSP或控制器来实现。硬件处理器可以是基于半导体(例如，基于硅)的设备。在此示例中，处理器实现示例RF合成器108、示例定时引擎114、示例发射器118、示例发射信道120、示例天线122、示例PPA 124、示例可编程移位器126、示例PA 128、接收信道136、示例天线138、示例LNA 140、示例混频器142、示例IFA 144、示例ADC 146、示例DFE 158、示例主处理单元162、示例回送测量器164、示例回送信道166、示例组合器168、示例频率移位器170、示例分离器172、示例跟踪系统180、示例校准器182、示例配置器184、示例配置数据存储装置186，以及示例补偿器188。
所示示例的处理器502包括本地存储器504(例如，高速缓存)。所示示例的处理器502经由总线510与包括易失性存储器506和非易失性存储器508的主存储器通信。易失性存储器506可以由同步动态随机存取存储器(SDRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、
Figure BDA0002246124350000131
动态随机存取存储器
Figure BDA0002246124350000132
和/或任何其他类型的随机存取存储器设备来实现。非易失性存储器508可以由闪存存储器和/或任何其他期望类型的存储设备来实现。对主存储器506、508的访问由存储器控制器来控制。
所示示例的处理器平台500还包括接口电路512。接口电路512可以通过任何类型的接口标准来实现，诸如以太网接口、通用串行总线(USB)、
Figure BDA0002246124350000133
接口、近场通信(NFC)接口和/或外围部件接口(PCI)express接口。
在所示的示例中，一个或多个输入设备514连接到接口电路512。(一个或多个)输入设备514允许用户将数据和/或命令输入到处理器502中。(一个或多个)输入设备可以由例如音频传感器、麦克风、相机(静止或视频)、键盘、按钮、鼠标、触摸屏、触控板、轨迹球、等值点(isopoint)和/或语音识别系统来实现。
一个或多个输出设备516也连接到所示示例的接口电路512。输出设备516可以例如由显示设备(例如，发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)、液晶显示器(LCD)、阴极射线管显示器(CRT)、原位开关(IPS)显示器、触摸屏等)、触觉输出设备、打印机和/或扬声器来实现。因此，所示示例的接口电路512通常包括图形驱动器卡、图形驱动器芯片和/或图形驱动器处理器。
所示示例的接口电路512还包括通信设备，诸如发射器、接收器、收发器、调制解调器、住宅网关、无线接入点和/或网络接口，以促进经由网络518与外部机器(例如，任何种类的计算设备)进行数据交换。通信可以例如经由以太网连接、数字订户线(DSL)连接、电话线连接、同轴电缆系统、卫星系统、直线对传式无线系统、蜂窝电话系统等。
所示示例的处理器平台500还包括用于存储软件和/或数据的一个或多个大容量存储设备520。这种大容量存储设备520的示例包括软盘驱动器、硬盘驱动器、CD驱动器、蓝光盘驱动器、独立磁盘冗余阵列(RAID)系统和DVD驱动器。
包括图2和图4的编码指令的编码指令522可以存储在大容量存储设备520中，存储在易失性存储器506中，存储在非易失性存储器508中和/或存储在可移除非暂时性计算机可读存储介质(诸如CD-ROM或DVD)上。
根据前述内容，将认识到，已经公开了示例方法、设备和制品，其补偿了由于校准配置变化而引起的RF/模拟TX和RX变化。根据前述内容，将认识到，已经公开了通过允许执行对象跟踪和/或客户算法而不会因校准变化引起中断来增强计算机的操作的方法、装置和制品。所公开的方法、装置和制品通过使用内部回送和/或跨级联雷达设备的回送来维持跨校准间隔的相位相干性来改善使用计算设备的效率。此外，由于跨被跟踪帧的相位相干性的改善，位置和/或速度跟踪系统的性能得以改善。此外，本文公开的示例方法、装置和/或制品识别并克服了现有技术中的执行对象跟踪的不准确性和无能性。因此，所公开的方法、装置和制品针对计算机运行中的一项或多项改善。
本文公开了用于补偿雷达系统校准变化的示例方法、装置和制品。其他示例及其组合至少包括以下内容。
示例1包括一种雷达系统，其包括：射频(RF)子系统，射频子系统具有发射信道、接收信道和回送路径，回送路径包括发射信道的至少一部分和接收信道的至少一部分；回送测量器，回送测量器针对RF子系统的第一校准配置测量RF子系统的第一回送响应，并且针对RF子系统的第二校准配置测量RF子系统的第二回送响应；以及补偿器，补偿器基于第一回送响应与第二回送响应之间的差异来调整发射可编程移位器或数字前端中的至少一个，以便在RF子系统从第一校准配置改变为第二校准配置时补偿回送响应变化。
示例2包括根据示例1所述的雷达系统，其中雷达系统是片上系统设备。
示例3包括根据示例2所述的雷达系统，其中RF子系统的第一校准配置包括发射信道的当前校准配置和接收信道的当前校准配置，第二校准配置是发射信道的当前校准配置和接收信道的新校准配置，并且第一回送响应与第二回送响应之间的差异表示接收信道的变化。
示例4包括根据示例2所述的雷达系统，其中RF子系统的第一校准配置包括发射信道的当前校准配置和接收信道的当前校准配置，第二校准配置是发射信道的新校准配置和接收信道的当前校准配置，并且第一回送响应与第二回送响应之间的差异表示发射信道的变化。
示例5包括根据示例1所述的雷达系统，其中雷达系统包括包含发射信道的第一雷达片上系统设备和包含接收信道的第二雷达片上系统设备。
示例6包括根据示例5所述的雷达系统，其中RF子系统的第一校准配置是第一雷达片上系统设备的发射信道的当前校准配置，以及第二雷达片上系统设备的接收信道的当前校准配置，RF子系统的第二校准配置是第一雷达片上系统设备的发射信道的新校准配置，以及第二雷达片上系统设备的接收信道的当前校准配置，并且第一回送响应和第二回送响应之间的差异表示第一雷达片上系统设备的发射信道或共模路径中的至少一个的变化。
示例7包括根据示例6所述的雷达系统，其中补偿器基于第一回送响应与第二回送响应之间的差异来调整数字前端。
示例8包括根据示例1所述的雷达系统，其中补偿器调整发射可编程移位器或数字前端中的至少一个，调整对应于将信号与回送响应变化相乘。
示例9包括根据示例1所述的雷达系统，其中接收信道包括低噪声放大器、混频器、中频放大器和模数转换器。
示例10包括根据示例1所述的雷达系统，其中发射信道包括RF合成器、可编程移位器和功率放大器。
示例11包括根据示例1所述的雷达系统，其中回送路径包括组合器、频率移位器和分离器。
示例12包括一种方法，包括针对射频(RF)子系统的第一校准配置测量RF子系统的第一回送响应，针对RF子系统的第二校准配置测量RF子系统的第二回送响应，并且基于第一回送响应与第二回送响应之间的差异来调整发射可编程移位器或数字前端中的至少一个，以便在RF子系统从第一校准配置改变为第二校准配置时补偿回送响应变化。
示例13包括根据示例12所述的方法，其中RF子系统的第一校准配置包括发射信道的当前校准配置和接收信道的当前校准配置，第二校准配置是发射信道的当前校准配置和接收信道的新校准配置，并且第一回送响应与第二回送响应之间的差异表示接收信道的变化。
示例14包括根据示例12所述的方法，其中RF子系统的第一校准配置包括发射信道的当前校准配置和接收信道的当前校准配置，第二校准配置是发射信道的新校准配置和接收信道的当前校准配置，并且第一回送响应与第二回送响应之间的差异表示发射信道的变化。
示例15包括根据示例12所述的方法，其中RF子系统的第一校准配置是第一片上系统设备的发射信道的当前校准配置，以及第二片上系统设备的接收信道的当前校准配置，RF子系统的第二校准配置是第一片上系统设备的发射信道的新校准配置，以及第二片上系统设备的接收信道的当前校准配置，并且第一回送响应与第二回送响应之间的差异表示发射信道和共模路径的变化。
示例16包括根据示例12所述的方法，其中RF子系统的第一校准配置是第一片上系统设备的发射信道的当前校准配置，以及第二片上系统设备的接收信道的当前校准配置，RF子系统的第二校准配置是第一片上系统设备的发射信道的当前校准配置，以及第二片上系统设备的接收信道的新校准配置，并且第一回送响应与第二回送响应之间的差异表示接收信道的变化。
示例17包括根据示例12所述的方法，其中基于第一回送响应与第二回送响应之间的差异来调整发射可编程移位器或数字前端中的至少一个包括将发射信号或接收信号中的至少一个与回送响应变化相乘。
示例18包括一种非暂时性计算机可读存储介质，其包括指令，指令在被执行时致使机器至少：针对射频(RF)子系统的第一校准配置测量RF子系统的第一回送响应，针对RF子系统的第二校准配置测量RF子系统的第二回送响应，并且基于第一回送响应与第二回送响应之间的差异来调整发射可编程移位器或数字前端中的至少一个，以便在RF子系统从第一校准配置改变为第二校准配置时补偿回送响应变化。
示例19包括根据示例18所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中RF子系统的第一校准配置包括发射信道的当前校准配置和接收信道的当前校准配置，第二校准配置是发射信道的当前校准配置和接收信道的新校准配置，并且第一回送响应与第二回送响应之间的差异表示接收信道的变化。
示例20包括根据示例18所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中RF子系统的第一校准配置包括发射信道的当前校准配置和接收信道的当前校准配置，第二校准配置是发射信道的新校准配置和接收信道的当前校准配置，并且第一回送响应与第二回送响应之间的差异表示发射信道的变化。
示例21包括根据示例18所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中RF子系统的第一校准配置是第一片上系统设备的发射信道的当前校准配置，以及第二片上系统设备的接收信道的当前校准配置，RF子系统的第二校准配置是第一片上系统设备的发射信道的新校准配置，以及第二片上系统设备的接收信道的当前校准配置，并且第一回送响应与第二回送响应之间的差异表示发射信道或共模路径中的至少一个的变化。应当注意，本专利要求2018年10月26日提交的印度临时专利申请序列号201841040934的优先权，该专利申请通过引用整体并入本文。
本文所引用的包括出版物、专利申请和专利的任何参考文献都以相同的程度通过引用整体并入本文，如同每个参考文献被单独且明确地指示为通过引用并入并在此全文进行阐述。
尽管本文已经公开了某些示例方法、装置和制品，但本专利的覆盖范围不限于此。相反，该专利涵盖了完全落入本专利的权利要求范围内的所有方法、装置和制品。

Claims (21)

1.一种雷达系统，包括：
射频子系统即RF子系统，所述射频子系统具有发射信道、接收信道和回送路径，所述回送路径包括所述发射信道的至少一部分和所述接收信道的至少一部分；
回送测量器，所述回送测量器针对所述RF子系统的第一校准配置测量所述RF子系统的第一回送响应，并且针对所述RF子系统的第二校准配置测量所述RF子系统的第二回送响应；以及
补偿器，所述补偿器基于所述第一回送响应与所述第二回送响应之间的差异来调整发射可编程移位器或数字前端中的至少一个，以便在所述RF子系统从所述第一校准配置改变为所述第二校准配置时补偿回送响应变化。
2.根据权利要求1所述的雷达系统，其中所述雷达系统是片上系统设备。
3.根据权利要求2所述的雷达系统，其中
所述RF子系统的所述第一校准配置包括所述发射信道的当前校准配置和所述接收信道的当前校准配置，
所述第二校准配置是所述发射信道的所述当前校准配置和所述接收信道的新校准配置，并且
所述第一回送响应与所述第二回送响应之间的所述差异表示所述接收信道的变化。
4.根据权利要求2所述的雷达系统，其中
所述RF子系统的所述第一校准配置包括所述发射信道的当前校准配置和所述接收信道的当前校准配置，
所述第二校准配置是所述发射信道的新校准配置和所述接收信道的所述当前校准配置，并且
所述第一回送响应与所述第二回送响应之间的所述差异表示所述发射信道的变化。
5.根据权利要求1所述的雷达系统，其中所述雷达系统包括包含所述发射信道的第一雷达片上系统设备和包含所述接收信道的第二雷达片上系统设备。
6.根据权利要求5所述的雷达系统，其中
所述RF子系统的所述第一校准配置是所述第一雷达片上系统设备的所述发射信道的当前校准配置，以及所述第二雷达片上系统设备的所述接收信道的当前校准配置，
所述RF子系统的所述第二校准配置是所述第一雷达片上系统设备的所述发射信道的新校准配置，以及所述第二雷达片上系统设备的所述接收信道的所述当前校准配置，并且
所述第一回送响应与所述第二回送响应之间的所述差异表示所述第一雷达片上系统设备的所述发射信道或共模路径中的至少一个的变化。
7.根据权利要求6所述的雷达系统，其中所述补偿器基于所述第一回送响应与所述第二回送响应之间的所述差异来调整所述数字前端。
8.根据权利要求1所述的雷达系统，其中所述补偿器调整所述发射可编程移位器或所述数字前端中的至少一个，所述调整对应于将信号与所述回送响应变化相乘。
9.根据权利要求1所述的雷达系统，其中所述接收信道包括低噪声放大器、混频器、中频放大器和模数转换器。
10.根据权利要求1所述的雷达系统，其中所述发射信道包括RF合成器、可编程移位器和功率放大器。
11.根据权利要求1所述的雷达系统，其中所述回送路径包括组合器、频率移位器和分离器。
12.一种方法，包括：
针对射频子系统即RF子系统的第一校准配置测量所述RF子系统的第一回送响应；
针对所述RF子系统的第二校准配置测量所述RF子系统的第二回送响应；并且
基于所述第一回送响应与所述第二回送响应之间的差异来调整发射可编程移位器或数字前端中的至少一个，以便在所述RF子系统从所述第一校准配置改变为所述第二校准配置时补偿回送响应变化。
13.根据权利要求12所述的方法，其中
所述RF子系统的所述第一校准配置包括发射信道的当前校准配置和接收信道的当前校准配置，
所述第二校准配置是所述发射信道的所述当前校准配置和所述接收信道的新校准配置，并且
所述第一回送响应与所述第二回送响应之间的所述差异表示所述接收信道的变化。
14.根据权利要求12所述的方法，其中
所述RF子系统的所述第一校准配置包括发射信道的当前校准配置和接收信道的当前校准配置，
所述第二校准配置是所述发射信道的新校准配置和所述接收信道的所述当前校准配置，并且
所述第一回送响应与所述第二回送响应之间的所述差异表示所述发射信道的变化。
15.根据权利要求12所述的方法，其中
所述RF子系统的所述第一校准配置是第一片上系统设备的发射信道的当前校准配置，以及第二片上系统设备的接收信道的当前校准配置，
所述RF子系统的所述第二校准配置是所述第一片上系统设备的所述发射信道的新校准配置，以及所述第二片上系统设备的所述接收信道的所述当前校准配置，并且
所述第一回送响应与所述第二回送响应之间的所述差异表示所述发射信道和共模路径的变化。
16.根据权利要求12所述的方法，其中
所述RF子系统的所述第一校准配置是第一片上系统设备的发射信道的当前校准配置，以及第二片上系统设备的接收信道的当前校准配置，
所述RF子系统的所述第二校准配置是所述第一片上系统设备的所述发射信道的所述当前校准配置，以及所述第二片上系统设备的所述接收信道的新校准配置，并且
所述第一回送响应与所述第二回送响应之间的所述差异表示所述接收信道的变化。
17.根据权利要求12所述的方法，其中基于所述第一回送响应与所述第二回送响应之间的差异来调整发射可编程移位器或数字前端中的至少一个包括将发射信号或接收信号中的至少一个与所述回送响应变化相乘。
18.一种非暂时性计算机可读存储介质，其包括指令，所述指令在被执行时致使机器：
针对射频子系统即RF子系统的第一校准配置测量所述RF子系统的第一回送响应；
针对所述RF子系统的第二校准配置测量所述RF子系统的第二回送响应；以及
基于所述第一回送响应和所述第二回送响应之间的差异来调整发射可编程移位器或数字前端中的至少一个，以便在所述RF子系统从所述第一校准配置改变为所述第二校准配置时补偿回送响应变化。
19.根据权利要求18所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中
所述RF子系统的所述第一校准配置包括发射信道的当前校准配置和接收信道的当前校准配置，
所述第二校准配置是所述发射信道的所述当前校准配置和所述接收信道的新校准配置，并且
所述第一回送响应与所述第二回送响应之间的所述差异表示所述接收信道的变化。
20.根据权利要求18所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中
所述RF子系统的所述第一校准配置包括发射信道的当前校准配置和接收信道的当前校准配置，
所述第二校准配置是所述发射信道的新校准配置和所述接收信道的所述当前校准配置，并且
所述第一回送响应与所述第二回送响应之间的所述差异表示所述发射信道的变化。
21.根据权利要求18所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中
所述RF子系统的所述第一校准配置是第一片上系统设备的发射信道的当前校准配置，以及第二片上系统设备的接收信道的当前校准配置，
所述RF子系统的所述第二校准配置是所述第一片上系统设备的所述发射信道的新校准配置，以及所述第二片上系统设备的所述接收信道的所述当前校准配置，并且
所述第一回送响应与所述第二回送响应之间的所述差异表示所述发射信道或共模路径中的至少一个的变化。
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