CN112924958A - 具有带宽补偿和频率偏移序列的雷达信号调制器 - Google Patents

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S·勒万蒂诺
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Abstract

本公开涉及具有带宽补偿和频率偏移序列的雷达信号调制器。例如，提供了用于生成跳频雷达信号的系统、方法和电路装置。在一个示例中，雷达信号调制器包括频率偏移发生器、锁相环和带宽补偿电路装置。频率偏移发生器被配置为生成频率偏移序列。带宽补偿电路装置被配置为将调制信号和频率偏移序列进行组合以生成带宽补偿信号。PLL被配置为接收带宽补偿信号并基于带宽补偿信号生成跳频雷达信号。

Description

具有带宽补偿和频率偏移序列的雷达信号调制器
技术领域
本发明涉及雷达电路领域，并且具体地，涉及用于生成用于检测对象的雷达信号的方法、系统和电路装置。
背景技术
可以在多种应用中，特别是在无线通信和雷达传感器领域中找到射频(RF)收发器。在汽车行业中，对雷达传感器的需求越来越大，用于检测装有传感器的车辆附近的车辆和其他对象。调频连续波(FMCW)雷达系统所使用的雷达信号的频率通过以预定方式上下改变信号频率进行调制。这种雷达信号中的一种类型被称为“线性调频信号(即，啁啾，chirpsignal)”或简称为线性调频，其中，所发射信号的频率以正线性调频方式(up-chirp)增加而以负线性调频方式(down-chirp)下降。
发明内容
根据本公开的一个方面，提供了一种雷达信号调制器，包括：频率偏移发生器，被配置为生成频率偏移序列；锁相环PLL；以及带宽补偿电路装置，将调制信号与所述频率偏移序列进行组合，以生成带宽补偿信号，其中所述PLL被配置为接收所述带宽补偿信号并基于所述带宽补偿信号生成跳频雷达信号。
在某些实施例中，所述频率偏移发生器被配置为生成随机频率偏移序列。
在某些实施例中，所述频率偏移发生器被配置为生成对频移键控(FSK)或相移键控(PSK)信息进行编码的频率偏移序列。
在某些实施例中，所述带宽补偿电路装置包括：低通注入电路装置，被配置为：接收所述调制信号；接收所述频率偏移序列；并且基于所述频率偏移序列和所述调制信号生成至少一个低通注入信号；以及高通注入电路装置，被配置为：接收所述调制信号；接收所述频率偏移序列；并且基于所述频率偏移序列和所述调制信号生成至少一个高通注入信号，使得所述带宽补偿信号包括所述低通注入信号和所述高通注入信号，其中所述PLL被配置为：在低通注入点处接收所述至少一个低通注入信号；在高通注入点处接收所述至少一个高通注入信号；并且基于所述至少一个低通注入信号和所述至少一个高通注入信号生成所述跳频雷达信号。
在某些实施例中，所述高通注入电路装置包括：增益估计电路装置，被配置为基于所述锁相环的感测相位误差来确定所述至少一个高通注入信号的增益；第一组合电路装置，被配置为将所述调制信号与所述频率偏移序列进行组合以生成跳频调制信号；以及乘法器，被配置为基于所述增益缩放所述跳频调制信号以生成所述至少一个高通注入信号。
在某些实施例中：所述低通注入电路装置包括第二组合电路装置，所述第二组合电路装置被配置为将所述调制信号与所述频率偏移序列和用于所述锁相环的频率命令字进行组合，以生成调整后的频率命令字；并且输入到所述第一组合电路装置的所述调制信号或所述频率偏移序列中的至少一个的极性相对于输入到所述第二组合电路装置的相应调制信号或相应频率偏移序列被反转。
在某些实施例中，所述高通注入电路装置包括：调制路径增益估计电路装置，被配置为基于所述锁相环的感测相位误差来确定所述调制信号的第一增益；第一乘法器，被配置为基于所述第一增益缩放所述调制信号以生成第一高通注入信号，并将所述第一高通注入信号提供给第一高通注入点；偏移路径增益估计电路装置，被配置为基于所述锁相环的所述感测相位误差来确定所述频率偏移序列的第二增益；以及第二乘法器，被配置为基于所述第二增益来缩放所述频率偏移序列以生成第二高通注入信号，并将所述第二高通注入信号提供给第二高通注入点。
在某些实施例中，所述第一高通注入点耦合到所述锁相环的振荡器电路中的第一电容器组，并且所述第二高通注入点耦合到所述振荡器电路中的第二电容器组。
在某些实施例中，所述高通注入电路装置包括：预失真电路装置，被配置为确定所述调制信号的第一增益和所述频率偏移序列的第二增益，使所述锁相环的相位误差最小化；第一乘法器，被配置为基于所述第一增益缩放所述调制信号以生成第一高通注入信号，并将所述第一高通注入信号提供给第一高通注入点；以及第二乘法器，被配置为基于所述第二增益缩放所述频率偏移序列以生成第二高通注入信号，并将所述第二高通注入信号提供给第二高通注入点。
在某些实施例中，所述第一高通注入点耦合到所述锁相环的振荡器电路中的第一电容器组，并且所述第二高通注入点耦合到所述振荡器电路中的第二电容器组。
在某些实施例中，所述低通注入电路装置包括第二组合电路装置，所述第二组合电路装置被配置为：将所述调制信号与所述频率偏移序列和用于所述锁相环的频率命令字进行组合以生成调整后的频率命令字；以及将所述调整后的频率命令字提供给所述锁相环中的除法器电路装置。
在某些实施例中，所述带宽补偿电路装置包括：组合电路装置，被配置为将所述调制信号与所述频率偏移序列和用于所述锁相环的频率命令字进行组合，以生成调整后的频率命令字；以及预加强滤波器，对所述调整后的频率命令字进行滤波以生成所述带宽补偿信号。
在某些实施例中，所述带宽补偿电路装置包括带宽估计电路装置，所述带宽估计电路装置被配置为：估计所述调制信号的带宽；以及基于估计的所述带宽控制所述预加强滤波器。
此外，根据本公开另一方面，提供了一种用于生成跳频雷达信号的方法，包括：生成频率偏移序列；将所述频率偏移序列与调制信号进行组合，以生成带宽补偿信号；以及将所述带宽补偿信号提供给锁相环(PLL)，以使所述PLL生成所述跳频雷达信号。
附图说明
下面仅以示例的方式描述电路、设备和/或方法的一些示例。在这种情况下，将参考附图。
图1示出了感测目标对象和干扰对象的一个示例FMCW雷达系统。
图1A是示出FMCW雷达系统中的发射信号和接收信号之间的频率和时间关系的示图。
图1B是示出包括来自目标对象的贡献和来自干扰对象的贡献的拍频的频谱的示图。
图2示出了根据所描述的各个方面的一个示例性雷达信号调制器。
图3示出了根据所描述的各个方面的图2的雷达信号调制器的一个示例性实施例。
图3A示出了根据所描述的各个方面的图3的雷达信号调制器的另一示例性实施例。
图3B示出了根据所描述的各个方面的图3的雷达信号调制器的另一示例性实施例。
图3C示出了根据所描述的各个方面的图3的雷达信号调制器的另一示例性实施例。
图4示出了根据所描述的各个方面的图2的雷达信号调制器的一个示例性实施例。
图4A示出了根据所描述的各个方面的图4的雷达信号调制器的另一示例性实施例。
图5示出了根据所描述的各个方面的用于生成跳频雷达信号的示例方法。
具体实施方式
图1示出了FMCW雷达系统100，其检测以速率v行进的目标对象。系统100包括具有调制器电路装置120的发射链110，其控制振荡器电路装置130以生成处于系统的工作频率的线性调频信号。线性调频信号被功率放大器(PA)180放大并被天线181广播。接收链190包括天线191，其接收包括回波(所发射线性调频信号的反射)的信号。接收到的信号被低噪放大器(LNA)192放大，并且通过混频器193与线性调频信号组合。混频处理生成相位等于发射信号和接收信号之间的相位差的信号(称为拍频信号)。低通滤波器194对拍频信号进行滤波，然后通过模数转换器(ADC)195将其转换为数字信号。该数字信号被数字信号处理(DSP)电路装置196处理，以确定系统100与周围对象之间的距离。
图1A示出了发射的线性调频(实线)、接收的线性调频(虚线)和干扰信号INT(粗线)的示例。斜坡的斜率SL已知，并且通过DSP196基于所测量的信号之间的相位差计算发射信号和接收信号之间的频率差(拍频fb)。拍频和SL用于推导发射的线性调频和接收的线性调频之间的时延τ。该时间延迟提供系统100与反射回回波信号的对象之间的距离的指示。拍频包括多普勒分量fDop，可跨越多个线性调频来分析该多普勒分量，以确定系统100和对象之间的相对速度。
图1B示出了通过DSP 196分析以检测目标对象的拍频频谱的示例。具有相对较高振幅的频率被识别为对象的指示。来自目标对象的回波的贡献在频谱的FTAR处产生第一个峰值，而干扰源的贡献在FINT处产生第二个峰值。可以看出，幻象(ghost)目标可在系统100检测目标对象时引起不精确。
配备FMCW雷达系统的车辆数目不断增加，这导致车辆之间的干扰概率增加。使用多种方法来缓解FMCW雷达系统中的干扰影响。然而，许多缓解技术涉及复杂的信号发生器和/或对线性调频进行基于软件的修改。这些解决方案天生速度慢，并且会涉及昂贵的处理部件。
本文描述的是生成改变频率的跳频雷达信号的方法、系统和电路装置。所描述的方法、系统和电路装置使用带宽补偿电路装置来生成该信号，其中带宽补偿电路生成输入到锁相环(PLL)的带宽补偿信号而不需要复杂的波形发生器或软件，从而以最小的费用提供有效的干扰缓解。
图2示出了利用跳频雷达信号来检测对象的示例性雷达系统200。本说明书中的许多示例将跳频雷达信号描述为“线性调频”信号。然而，应当理解，其它FMCW信号(例如，三角、方波、阶跃、正弦或任何其他FMCW信号)的频率也可以通过所描述的方法、系统和电路装置来用于干扰缓解。此外，所描述的方法、系统和电路装置也可用于相位调制雷达信号。
雷达系统200包括许多与雷达系统100相同或相似的部件，包括接收链190以及发射功率放大器180和天线181。为了简单，这里不再重复这些部件的功能。与系统100相同，调制器电路装置120生成调制信号，该调制信号在所示示例中为锯齿信号。调制信号被提供给包括带宽补偿电路装置150、PLL 130和频率偏移发生器179的雷达信号调制器140。频率偏移发生器179生成偏移值序列并将它们发射或存储以供带宽补偿电路装置150访问。频率偏移发生器179可以是生成偏移值序列的任何合适的硬件部件和/或软件算法的集合。频率偏移发生器179可生成随机偏移值序列。在一些示例中，频率偏移发生器可生成对将与其他雷达接收器交换的频移键控(FSK)或相移键控(PSK)信息进行编码的偏移值序列。
带宽补偿电路装置150将调制信号与频率偏移序列进行组合，以生成具有增加带宽的调制信号的版本(以下称为“带宽补偿信号”)。带宽补偿信号可被特征化为自适应调制信号，其与PLL传递函数组合形成从调制信号输入到PLL的输出的全通传递函数。在一个示例中，带宽补偿信号具有的带宽大于PLL 130的带宽。这种带宽补偿信号的使用克服了由PLL的窄带宽引起的线性调频速度限制。
在图3-图3C所示的一个示例中，带宽补偿电路装置被实施为高通注入电路装置和低通注入电路装置，其被配置成为PLL 130生成低通注入信号和高通注入信号形式的带宽补偿信号。在图4-图4A所示的另一示例中，带宽补偿电路装置包括预加强滤波器，其作用于跳频调制信号以生成注入到PLL 130中以补偿PLL的低通传递函数的带宽补偿信号。
图3示出了一个雷达系统200，其中带宽补偿电路装置被实施为高通注入电路装置250a和低通注入电路装置250b。雷达信号调制器240包括PLL 230、频率偏移发生器179以及高通注入电路装置250a和低通注入电路装置250b。在一个示例中，高通注入电路装置250a、低通注入电路装置250b和PLL 130集成在同一半导体芯片中。高通注入电路装置250a生成高通注入信号(实线)，而低通注入电路装置250b生成低通注入信号(虚线)。高通注入信号在高通注入点(HPIP)处注入到PLL 230中。低通注入信号在低通注入点(LPIP)处注入到PLL230中。这一对信号在功能上对应于图2中的用于对PLL 230的窄带宽进行补偿的带宽补偿信号。
图3A示出了图2的雷达系统200的雷达信号调制器340的一个示例。数字PLL 330包括数控振荡器(DCO)336、数字环路滤波器334、相位检测器332和除法器电路装置337。相位检测器332(其在一些示例中可以是时间-数字转换器(TDC))接收来自DCO的(被除)反馈信号以及具有一些预定(例如，时钟)频率的参考信号。相位检测器将参考信号和反馈信号之间的延迟转换为数字误差信号e[k]。误差信号是参考信号(包括相位和频率)与(被除)反馈信号之间的差。数字环路滤波器334过滤误差信号e[k]中的噪声。在一些示例中，数字环路滤波器334可包括高通和低通滤波器功能。
除法器电路装置337(其在一些示例中可以是多模除法器(MMD))将由DCO 336生成的信号除以多个除数中的任一个，通过低通注入信号n[k]选择其中一个除数。除法器电路装置337(其可以针对PLL被特征化为LPIP)对由DCO输出的信号执行分频器功能，以将信号的频率降低到参考信号的频率范围。频率低于DCO输出信号的参考信号可用于补偿相位检测电路装置332的频率能力。除法器电路装置337以指定n[k]的频率命令字(FCW)的形式接收所选除数n。DCO 336包括调谐电路装置(未示出)(诸如电容器组)，其调整由DCO生成的信号的频率。调谐电路装置(可针对PLL特征化为HPIP)被调谐信号m[k]控制。可以看出，处理除数n[k]或调谐信号m[k]将改变DCO的输出信号。
雷达信号调制器340利用对PLL 330的两点注入来生成跳频雷达信号。在该两点注入方案中，除数n[k]对应于低通注入信号，而调谐信号m[k]对应于高通注入信号。回想一下，低通注入信号和高通注入信号一起对应于图2的带宽补偿信号。在低通路径(以虚线示出)上，低通注入电路装置350b基于调制信号mod[k]和频率偏移序列off[k](其可以是随机的，或者也可以编码FSK或PSK信息)生成低通注入信号n[k]。低通注入电路装置350b包括组合电路装置362，其通过将FCW与“负”调制信号-mod[k]和负频率偏移-off[k]进行组合来调整FCW。在其它示例中，可通过将FCW与正调制信号mod[k]和/或正频率偏移off[k]进行组合来调整FCW。Δ-Σ调制器364接收由组合电路装置362输出的调整后的频率命令字，以在整数之间递增地调整n[k]信号的序列值，以在需要时通过除法器电路装置337实现小数除法。
在高通路径(以粗体示出)中，高通注入电路装置350a包括组合电路装置374，其将调制信号mod[k]与频率偏移序列off[k]进行组合以生成跳频调制信号。高通注入电路装置350a包括增益电路装置，该增益电路装置包括增益估计电路装置372和乘法器(例如，混频器)376。增益估计电路装置372基于感测到的误差信号e[k]确定(例如，使用最小均方(LMS)算法)高通路径的传递函数和低通路径的传递函数之间的失配，并且计算当应用于调制信号时将补偿失配的增益g1。在一个示例中，增益估计电路装置被配置成为至少一个高通注入信号确定增益g1，该高通注入信号使锁相环的感测相位误差e[k](由相位检测电路装置332确定)与调制信号之间的相关性最小化。乘法器(例如，混频器)376使用乘法器(例如，混频器)376按照增益g1缩放调制信号，并将得到的缩放信号作为高通注入信号提供给DCO336的调谐电路装置。以这种方式，雷达信号调制器340生成跳频雷达信号。
在图3A所示的示例中，低通注入电路装置的组合电路装置362组合具有第一极性(例如，“负”)的mod[k]信号和off[k]信号，而高通注入电路装置的组合电路装置374组合具有相反极性(例如，“正”)的对应mod[k]信号和off[k]信号。换言之，在图3A的示例中，输入到组合电路装置362的调制信号mod[k]或频率偏移序列off[k]中的至少一个的极性相对于输入到组合电路装置374的相应调制信号mod[k]或频率偏移序列off[k]发生反转。
图3B示出了图2的雷达系统200的雷达信号调制器440的另一示例。雷达信号调制器440包括图3A的低通注入电路装置350b，以生成低通注入信号。雷达信号调制器440包括PLL 430，PLL 430包括与图3A的PLL 330相同或类似的部件，除了PLL 430的DCO 436具有调谐电路装置，该调谐电路装置包括可单独控制的电容器组。
雷达信号调制器440包括高通注入电路装置450a，其通过为DCO430的第一和第二电容器组生成单独的高通注入信号来生成高通注入信号。因此，两个不同的电容器组可特征化为PLL的第一和第二HPIP。基于调制信号生成第一高通注入信号m[k]，并且基于频率偏移序列生成第二高通注入信号r[k]。
高通注入电路装置450a包括调制路径增益估计电路装置474，其基于PLL的感测相位误差e[k](由相位检测电路装置332输出)来确定调制信号的高通路径的传递函数与低通路径的传递函数之间的失配。增益估计电路装置474计算增益g1，当增益应用于调制信号时，将补偿失配。在一个示例中，调制路径增益估计电路装置474被配置为确定用于使PLL的感测相位误差信号e[k]与调制信号之间的相关性最小化的调制信号的增益。通过乘法器(例如，混频器)478用增益g1缩放调制信号，并提供给DCO 436的第一高通注入点(例如，第一电容器组)。
高通注入电路装置450a包括偏移路径增益估计电路装置473，其基于PLL的感测误差e[k]来确定用于频率偏移序列的高通路径的传递函数与低通路径的传递函数之间的失配。偏移路径增益估计电路装置473计算增益g2，当该增益应用于频率偏移序列时，将补偿失配。在一个示例中，偏移路径增益估计电路装置473被配置为确定使感测相位误差e[k]和频率偏移序列之间的相关性最小化的频率偏移序列的增益。通过乘法器(例如，混频器)476用增益g2缩放频率偏移，并提供给DCO 436的第二高通注入点(例如，第二电容器组)。以这种方式，雷达信号调制器440生成跳频雷达信号。高通注入电路装置450a所使用的调谐电路装置的分割方法是有利的，因为(由m[k]调谐的)电容器组的粒度和线性要求将通常比(由r[k]调谐的)电容器组的粒度和线性要求更高。
在实际设计中，由于振荡频率对调谐电容、失配和分布电感的1/sqrt(LC)依赖性，DCO可表现出非线性。图3C示出了图2的雷达系统200的雷达信号调制器540的另一示例。雷达信号调制器540使用在高通注入点应用的预失真来线性化DCO(而不是图3A和图3B所示的方法)以便解决这些DCO非线性问题。雷达信号调制器540包括与图3A相同或类似的生成低通注入信号的低通注入电路装置350b以及与图3B相同或类似的PLL 430。然而，高通注入电路装置550a包括预失真电路装置571，其确定将由乘法器(例如，混频器)576、578应用于频率偏移序列off[k]和调制信号mod[k]的各种频率分量的预失真系数。预失真电路装置571确定系数以使感测到的相位误差信号e[k]最小化。
图4示出了雷达信号调制器640，其包括许多与图3A-图3C的雷达信号调制器相同的布局，包括PLL 330。雷达信号调制器640包括带宽补偿电路装置650，其生成注入到PLL330的除法器337的带宽补偿信号。带宽补偿电路装置650基于调制信号mod[k]和频率偏移序列off[k](可以是随机的，或者可以编码FSK或PSK信息)来生成带宽补偿信号n[k]。
带宽补偿电路装置650包括组合电路装置662，其通过将FCW与“负”调制信号-mod[k]和负频率偏移-off[k]进行组合来调整FCW。在其它示例中，可通过将FCW与正调制信号mod[k]和/或正频率偏移off[k]进行组合来调整FCW。预加强滤波器652用作针对调整的FCW信号的高通滤波器，以补偿PLL 330的低通传递函数。在一个示例中，预加强滤波器652根据关于调制信号的带宽的一些预定假设进行滤波。由预加强滤波器生成的经过预加强的调整FCW信号被输入到Δ-Σ调制器664。Δ-Σ调制器664递增地调整经过预加强的调整FCW的值以生成带宽补偿信号n[k]，该带宽补偿信号包括整数之间的信号以在需要时通过除法器电路337实现小数除法。
图4A示出了雷达信号调制器740，其包括许多与雷达信号调制器640相同的部件，包括PLL 330、组合电路装置662和Δ-Σ调制器664。雷达信号调制器740包括带宽补偿电路装置750，其生成注入到PLL 330的除法器337的带宽补偿信号。带宽补偿电路装置750基于调制信号mod[k]和频率偏移序列off[k](可以是随机的，或者可以编码FSK或PSK信息)来生成带宽补偿信号n[k]。
带宽补偿电路装置750包括组合电路装置662，其通过将FCW与“负”调制信号-mod[k]和负频率偏移-off[k]进行组合来调整FCW。在其它示例中，可通过将FCW与正调制信号mod[k]和/或正频率偏移off[k]进行组合来调整FCW。带宽估计电路装置754基于PLL 330的感测相位误差e[k]来估计调制信号的带宽。预加强滤波器752通过带宽估计电路装置754基于所估计的带宽来控制，并且用作针对调整FCW信号的高通滤波器以补偿PLL 330的低通传递函数。预加强滤波器752根据由带宽估计电路装置754估计的调制信号的带宽进行滤波。由预加强滤波器生成的经过预加强的调整FCW信号被输入到Δ-Σ调制器664。Δ-Σ调制器664递增地调整经过预加强的调整FCW的值以生成带宽补偿信号n[k]，该带宽补偿信号包括整数之间的信号以在需要时通过除法器电路装置337实现小数除法。
图5示出了用于生成跳频雷达信号的示例方法800。例如，方法800可通过图2-图4A的任何雷达信号调制器来执行。该方法包括在810中生成频率偏移序列。在810中概述的操作可通过图2-图4A的偏移频率发生器来执行。该方法包括在820中将频率偏移序列与调制信号进行组合以生成带宽补偿信号。在820中概述的操作可通过图2-图4A的带宽补偿电路装置来执行。在一个示例中，带宽补偿信号具有比注入带宽补偿信号的PLL的带宽更高的带宽。该方法包括在830中基于带宽补偿信号生成跳频雷达信号。在830中概述的操作可例如通过图2-图4A的PLL来执行。
从前面的描述可以看出，所描述的系统、电路装置和方法生成用于对象检测的随机跳频雷达信号，而不需要复杂的电路装置或软件解决方案。
虽然已经针对一个或多个实施方式说明和描述了本发明，但是在不偏离所附权利要求的精神和范围的情况下，可以对所示示例进行更改和/或修改。特别地，关于由上述部件或结构(组件、装置、电路、系统等)执行的各种功能，除非另有说明，否则用于描述此类部件的术语(包括对“装置”的引用)旨在对应于执行所述部件的指定功能的任何部件或结构(例如，功能等效)，即使在结构上不等效于执行本文在本发明的示例性实施方式中示出的功能的所公开结构。
示例可包括主题，诸如用于根据本文描述的实施例和示例生成调频雷达信号的方法、用于执行该方法的动作或块的装置、至少一种机器可读介质，该机器可读介质包括当由机器执行时使机器执行方法或设备或系统的动作的指令。
示例1是一种雷达信号调制器，包括：频率偏移发生器，被配置为生成频率偏移序列；锁相环(PLL)；以及带宽补偿电路装置，将调制信号与频率偏移序列进行组合，以生成带宽补偿信号。PLL被配置为接收带宽补偿信号并基于带宽补偿信号生成跳频雷达信号。
示例2包括示例1的主题，包括或省略可选元素，其中频率偏移发生器被配置为生成随机频率偏移序列。
示例3包括示例1的主题，包括或省略可选元素，其中频率偏移发生器被配置为生成对频移键控(FSK)或相移键控(PSK)信息进行编码的频率偏移序列。
示例4包括示例1的主题，包括或省略可选元素，其中带宽补偿电路装置包括低通注入电路装置和高通注入电路装置。低通注入电路装置被配置为：接收调制信号；接收频率偏移序列；并且基于频率偏移序列和调制信号生成至少一个低通注入信号。高通注入电路被配置为：接收调制信号；接收频率偏移序列；并且基于频率偏移序列和调制信号生成至少一个高通注入信号，使得带宽补偿信号包括低通注入信号和高通注入信号。PLL被配置为：在低通注入点处接收至少一个低通注入信号；在高通注入点处接收至少一个高通注入信号；并且基于至少一个低通注入信号和至少一个高通注入信号生成跳频雷达信号。
示例5包括示例4的主题，包括或省略可选元素，其中高通注入电路装置包括：增益估计电路装置，被配置为基于锁相环的感测相位误差来确定至少一个高通注入信号的增益；第一组合电路装置，被配置为将调制信号与频率偏移序列进行组合以生成跳频调制信号；以及乘法器，被配置为基于增益缩放跳频调制信号以生成至少一个高通注入信号。
示例6包括示例5的主题，包括或省略可选元素，其中低通注入电路装置包括：第二组合电路装置，被配置为将调制信号与频率偏移序列和用于锁相环的频率命令字进行组合，以生成调整后的频率命令字，并且输入到第一组合电路装置的调制信号或频率偏移序列中的至少一个的极性相对于输入到第二组合电路装置的相应调制信号或相应频率偏移序列被反转。
示例7包括示例4的主题，包括或省略可选元素，其中高通注入电路装置包括：调制路径增益估计电路装置，被配置为基于锁相环的感测相位误差来确定调制信号的第一增益；第一乘法器，被配置为基于第一增益缩放调制信号以生成第一高通注入信号，并将第一高通注入信号提供给第一高通注入点；偏移路径增益估计电路装置，被配置为基于锁相环的感测相位误差来确定频率偏移序列的第二增益；以及第二乘法器，被配置为基于第二增益来缩放频率偏移序列以生成第二高通注入信号，并将第二高通注入信号提供给第二高通注入点。
示例8包括示例7的主题，包括或省略可选元素，其中第一高通注入点耦合到锁相环的振荡器电路中的第一电容器组，并且第二高通注入点耦合到振荡器电路中的第二电容器组。
示例9包括示例4的主题，包括或省略可选元素，其中高通注入电路装置包括：预失真电路装置，被配置为确定调制信号的第一增益和频率偏移序列的第二增益，使锁相环的相位误差最小化；第一乘法器，被配置为基于第一增益缩放调制信号以生成第一高通注入信号，并将第一高通注入信号提供给第一高通注入点；以及第二乘法器，被配置为基于第二增益缩放频率偏移序列以生成第二高通注入信号，并将第二高通注入信号提供给第二高通注入点。
示例10包括示例9的主题，包括或省略可选元素，其中第一高通注入点耦合到锁相环的振荡器电路中的第一电容器组，并且第二高通注入点耦合到振荡器电路中的第二电容器组。
示例11包括示例4的主题，包括或省略可选元素，其中低通注入电路装置包括：第二组合电路装置，被配置为将调制信号与频率偏移序列和用于锁相环的频率命令字进行组合以生成调整后的频率命令字，并将调整后的频率命令字提供给锁相环中的除法器电路装置。
示例12包括示例1的主题，包括或省略可选元素，其中带宽补偿电路装置包括：组合电路装置，被配置为将调制信号与频率偏移序列和用于锁相环的频率命令字进行组合以生成调整后的频率命令字；以及预加强滤波器，用于对调整后的频率命令字进行滤波以生成带宽补偿信号。
示例13包括示例12的主题，包括或省略可选元素，其中带宽补偿电路装置包括带宽估计电路，其被配置为估计调制信号的带宽，并且基于估计的带宽控制预加强滤波器。
示例14是一种生成跳频雷达信号的方法，包括：生成频率偏移序列；将频率偏移序列与调制信号进行组合以生成带宽补偿信号；以及将带宽补偿信号提供给锁相环(PLL)以使PLL生成跳频雷达信号。
示例15包括示例14的主题，包括或省略可选元素，包括基于随机数生成频率偏移序列。
示例16包括示例14的主题，包括或省略可选元素，包括基于频移键控(FSK)或相移键控(PSK)信息生成频率偏移序列。
示例17包括示例14的主题，包括或省略可选元素，其中带宽补偿信号的带宽大于PLL的带宽。
示例18包括示例14的主题，包括或省略可选元素，包括通过以下方式生成带宽补偿信号：通过将调制信号与频率偏移序列和用于锁相环的频率命令字进行组合以生成至少一个低通注入信号；基于调制信号和频率偏移序列生成至少一个高通注入信号；基于锁相环的感测相位误差确定至少一个高通注入信号的增益；以及基于增益缩放高通注入信号。通过向锁相环的低通注入点提供至少一个低通注入信号并且向锁相环的高通注入点提供缩放的高通注入信号，向PLL提供带宽补偿信号。
示例19包括示例14的主题，包括或省略可选元素，包括通过以下方式生成带宽补偿信号：将调制信号与频率偏移序列和用于锁相环的频率命令字(FCW)进行组合以生成调整后的FCW，并且对调整后的FCW进行滤波以生成带宽补偿信号。
示例20包括示例19的主题，包括或省略可选元素，还包括：基于PLL的感测相位误差确定调制信号的估计带宽，并且基于调制信号的估计带宽对调整后的FCW进行滤波。
前面对一个或多个实施方式的描述提供了说明和描述，但并不是详尽的或者将示例实施例的范围于所公开的精确形式。可根据上述教导进行修改和变化，或者可以从示例实施例的各种实施的实践中获得修改或变化。
与本文公开的方面相关描述的各种说明性逻辑、逻辑块、模块、电路装置和电路可通过被设计为执行本文所述功能的通用处理器、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、离散硬件部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，但是备选地，处理器可以是任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。
上面对所公开主题的说明性实施例的描述(包括摘要中所描述的内容)不是详尽的或将所公开的实施例限于所公开的精确形式。虽然本文出于说明性的目的描述了具体实施例和示例，但如相关领域技术可以认识到的，在这些实施例和示例的范围内可以考虑各种修改。
关于这点，尽管已经参照各种实施例和相应附图(在可应用的情况下)描述了所公开的主题，但应当理解，可以使用其他类似实施例，或者可以对所述实施例进行修改和添加，来执行所公开主题的相同、相似、备选或替代功能而不与其偏离。因此，所公开的主题不应限于本文描述的任何单一实施例，而是应根据下面所附权利要求在广度和范围内进行解释。
在本公开中，类似的参考标号用于指代相同的元件，并且所示的结构和装置不一定按比例绘制。如本文所使用的，术语“模块”、“部件”、“系统”、“电路装置”、“元件”、“片(slice)”等用于指代与计算机相关的实体、硬件、软件(例如，在执行中)和/或固件。例如，电路装置或类似术语可以是处理器、在处理器上运行的处理、控制器、对象、可执行程序、存储设备和/或具有处理设备的计算机。举例来说，运行在服务器上的应用程序和服务器也可以是电路装置。一个或多个电路装置可驻留在处理内，并且电路装置可定位在一台计算机上和/或分布在两台或多台计算机之间。这里可以描述一组元件或一组其它电路装置，其中术语“组”可解释为“一个或多个”。
作为另一示例，电路装置或类似术语可以是由电气或电子电路装置操作的机械部分所提供的具有特定功能的设备，其中电气或电子电路装置可由一个或多个处理器执行的软件应用程序或固件应用程序来操作。一个或多个处理器可以在设备内部或外部，并且可以执行软件或固件应用程序的至少一部分。作为又一示例，电路装置可以是通过不具有机械部分的电子部件来提供特定功能的设备；电子部件可包括场门、逻辑部件、硬件编码逻辑、寄存器传输逻辑，其中一个或多个处理器执行至少部分地商议电子部件的功能的软件和/或固件。
应当理解，当一个元件被指“电连接”或“电耦合”到另一元件时，其可以物理地连接或耦合到另一元件，使得电流和/或电磁辐射可沿着这些元件形成的导电路径流动。当元件被描述为彼此电耦合或连接时，可以在元件和其他元件之间存在中间导电、感应或电容元件。此外，当彼此电耦合或连接时，一个元件能够在没有物理接触或中间部件的情况下，在另一元件中诱发电压或电流的流动或电磁波的传播。此外，当电压、电流或信号被指“施加”于元件时，电压、电流或信号可通过物理连接或者通过不涉及物理连接的电容、电磁或感应耦合传导到元件。
使用“示例性”一词旨在以具体的方式呈现概念。本文使用的术语仅用于描述特定示例，并不用于限制示例。如本文所使用的，单数形式“一个”和“该”也包括复数形式，除非上下文另有明确指示。将进一步理解，术语“包括”和/或“包含”在本文使用时指定所提特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件，部件和/或其组合。

Claims (20)

1.一种雷达信号调制器，包括：
频率偏移发生器，被配置为生成频率偏移序列；
锁相环PLL；以及
带宽补偿电路装置，将调制信号与所述频率偏移序列进行组合，以生成带宽补偿信号，
其中所述PLL被配置为接收所述带宽补偿信号并基于所述带宽补偿信号生成跳频雷达信号。
2.根据权利要求1所述的雷达信号调制器，其中所述频率偏移发生器被配置为生成随机频率偏移序列。
3.根据权利要求1所述的雷达信号调制器，其中所述频率偏移发生器被配置为生成对频移键控(FSK)或相移键控(PSK)信息进行编码的频率偏移序列。
4.根据权利要求1所述的雷达信号调制器，其中所述带宽补偿电路装置包括：
低通注入电路装置，被配置为：
接收所述调制信号；
接收所述频率偏移序列；并且
基于所述频率偏移序列和所述调制信号生成至少一个低通注入信号；以及
高通注入电路装置，被配置为：
接收所述调制信号；
接收所述频率偏移序列；并且
基于所述频率偏移序列和所述调制信号生成至少一个高通注入信号，
使得所述带宽补偿信号包括所述低通注入信号和所述高通注入信号，
其中所述PLL被配置为：
在低通注入点处接收所述至少一个低通注入信号；
在高通注入点处接收所述至少一个高通注入信号；并且
基于所述至少一个低通注入信号和所述至少一个高通注入信号生成所述跳频雷达信号。
5.根据权利要求4所述的雷达信号调制器，其中所述高通注入电路装置包括：
增益估计电路装置，被配置为基于所述锁相环的感测相位误差来确定所述至少一个高通注入信号的增益；
第一组合电路装置，被配置为将所述调制信号与所述频率偏移序列进行组合以生成跳频调制信号；以及
乘法器，被配置为基于所述增益缩放所述跳频调制信号以生成所述至少一个高通注入信号。
6.根据权利要求5所述的雷达信号调制器，其中：
所述低通注入电路装置包括第二组合电路装置，所述第二组合电路装置被配置为将所述调制信号与所述频率偏移序列和用于所述锁相环的频率命令字进行组合，以生成调整后的频率命令字；并且
输入到所述第一组合电路装置的所述调制信号或所述频率偏移序列中的至少一个的极性相对于输入到所述第二组合电路装置的相应调制信号或相应频率偏移序列被反转。
7.根据权利要求4所述的雷达信号调制器，其中所述高通注入电路装置包括：
调制路径增益估计电路装置，被配置为基于所述锁相环的感测相位误差来确定所述调制信号的第一增益；
第一乘法器，被配置为基于所述第一增益缩放所述调制信号以生成第一高通注入信号，并将所述第一高通注入信号提供给第一高通注入点；
偏移路径增益估计电路装置，被配置为基于所述锁相环的所述感测相位误差来确定所述频率偏移序列的第二增益；以及
第二乘法器，被配置为基于所述第二增益来缩放所述频率偏移序列以生成第二高通注入信号，并将所述第二高通注入信号提供给第二高通注入点。
8.根据权利要求7所述的雷达信号调制器，其中所述第一高通注入点耦合到所述锁相环的振荡器电路中的第一电容器组，并且所述第二高通注入点耦合到所述振荡器电路中的第二电容器组。
9.根据权利要求4所述的雷达信号调制器，其中所述高通注入电路装置包括：
预失真电路装置，被配置为确定所述调制信号的第一增益和所述频率偏移序列的第二增益，使所述锁相环的相位误差最小化；
第一乘法器，被配置为基于所述第一增益缩放所述调制信号以生成第一高通注入信号，并将所述第一高通注入信号提供给第一高通注入点；以及
第二乘法器，被配置为基于所述第二增益缩放所述频率偏移序列以生成第二高通注入信号，并将所述第二高通注入信号提供给第二高通注入点。
10.根据权利要求9所述的雷达信号调制器，其中所述第一高通注入点耦合到所述锁相环的振荡器电路中的第一电容器组，并且所述第二高通注入点耦合到所述振荡器电路中的第二电容器组。
11.根据权利要求4所述的雷达信号调制器，其中所述低通注入电路装置包括第二组合电路装置，所述第二组合电路装置被配置为：
将所述调制信号与所述频率偏移序列和用于所述锁相环的频率命令字进行组合以生成调整后的频率命令字；以及
将所述调整后的频率命令字提供给所述锁相环中的除法器电路装置。
12.根据权利要求1所述的雷达信号调制器，其中所述带宽补偿电路装置包括：
组合电路装置，被配置为将所述调制信号与所述频率偏移序列和用于所述锁相环的频率命令字进行组合，以生成调整后的频率命令字；以及
预加强滤波器，对所述调整后的频率命令字进行滤波以生成所述带宽补偿信号。
13.根据权利要求12所述的雷达信号调制器，其中所述带宽补偿电路装置包括带宽估计电路装置，所述带宽估计电路装置被配置为：
估计所述调制信号的带宽；以及
基于估计的所述带宽控制所述预加强滤波器。
14.一种用于生成跳频雷达信号的方法，包括：
生成频率偏移序列；
将所述频率偏移序列与调制信号进行组合，以生成带宽补偿信号；以及
将所述带宽补偿信号提供给锁相环(PLL)，以使所述PLL生成所述跳频雷达信号。
15.根据权利要求14所述的方法，包括：基于随机数生成所述频率偏移序列。
16.根据权利要求14所述的方法，包括：基于频移键控(FSK)或相移键控(PSK)信息生成所述频率偏移序列。
17.根据权利要求14所述的方法，其中所述带宽补偿信号的带宽大于所述PLL的带宽。
18.根据权利要求14所述的方法，包括：
通过以下方式生成所述带宽补偿信号：
通过将所述调制信号与所述频率偏移序列和用于所述锁相环的频率命令字进行组合以生成至少一个低通注入信号；
基于所述调制信号和所述频率偏移序列生成至少一个高通注入信号；
基于所述锁相环的感测相位误差确定所述至少一个高通注入信号的增益；以及
基于所述增益缩放所述高通注入信号；并且
通过以下方式来提供所述带宽补偿信号：
向所述锁相环的低通注入点提供所述至少一个低通注入信号；以及
向所述锁相环的高通注入点提供缩放的高通注入信号。
19.根据权利要求14所述的方法，包括通过以下方式生成所述带宽补偿信号：
将所述调制信号与所述频率偏移序列和用于所述锁相环的频率命令字(FCW)进行组合以生成调整后的FCW；以及
对所述调整后的FCW进行滤波以生成所述带宽补偿信号。
20.根据权利要求19所述的方法，还包括：基于所述PLL的感测相位误差确定所述调制信号的估计带宽，并且基于所述调制信号的所述估计带宽对所述调整后的FCW进行滤波。
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