CN113009424A - 具有跳频的fmcw雷达 - Google Patents

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Abstract

本公开的各实施例涉及具有跳频的FMCW雷达。根据一个实施例，一种用于雷达系统的方法包括：接收RF雷达信号；使用频率调制的本地振荡器信号将接收的RF雷达信号下变频到基带中，频率调制的本地振荡器信号包括具有比常规啁啾带宽高的带宽的扫描啁啾；基于下变频的RF雷达信号生成数字基带信号，数字基带信号包括与扫描啁啾相关联的采样序列；在采样序列中标识受干扰影响的受损采样；并且基于采样序列内的受损采样的位置，选择具有常规啁啾带宽的基带，用于发送被用于测量数据采集的啁啾的帧的啁啾。

Description

具有跳频的FMCW雷达
技术领域
本公开涉及雷达传感器的领域，尤其涉及允许在存在干扰的情况下改进目标检测的雷达感测技术。
背景技术
雷达传感器可以存在于多种感测应用中，在这些应用中将测量对象的距离和速度。在汽车领域中，对可以被用于所谓的高级驾驶员辅助系统(ADAS)的雷达传感器的需求不断增长。高级驾驶员辅助系统的示例是“自适应巡航控制”(ACC)和“雷达巡航控制”系统。这种系统可以被用于自动地调整汽车的速度以便保持距前方行驶的其它汽车的安全距离。高级驾驶员辅助系统的其它示例是盲点监控器，盲点监控器可以采用雷达传感器来检测车辆的盲点中的其它车辆。特别是自动驾驶汽车可以使用多个传感器(诸如，雷达传感器)，以检测和定位其周围的各种对象。有关自动驾驶汽车区域中的对象的位置和速度的信息可以被用于帮助安全地导航。
现代雷达系统利用高度集成的RF电路，这些电路可以将雷达收发器的RF前端的所有核心功能整合到一个单个封装(单芯片收发器)中。这种RF前端通常尤其包括本地RF振荡器(LO)、功率放大器(PA)、低噪声放大器(LNA)和混频器。频率调制的连续波(FMCW)雷达系统使用雷达信号，该雷达信号的频率通过提高和降低信号频率进行调制。这种雷达信号通常被称为“啁啾信号”或简称为“啁啾”。在线性的啁啾信号的情况下，有时会使用术语“LFM信号”，其中LFM代表“线性频率调制”。雷达传感器通常使用一个或多个天线辐射啁啾的序列，并且辐射的信号被位于雷达传感器的视场中的一个或多个对象(被称为雷达目标)反向散射。反向散射的信号(雷达回波)由雷达传感器接收和处理。雷达目标的检测通常使用数字信号处理来完成。
随着越来越多的汽车配备雷达传感器，干扰成为一个问题。即，由(安装在一辆汽车中的)第一雷达传感器辐射的雷达信号可能散布到(安装在另一辆汽车中的)第二雷达传感器的接收天线，并且损害第二雷达传感器的操作。
发明内容
根据一个实施例，一种用于雷达系统的方法包括：接收RF雷达信号；使用频率调制的本地振荡器信号将接收的RF雷达信号下变频到基带中，频率调制的本地振荡器信号包括具有带宽比常规啁啾带宽更高的扫描啁啾；基于下变频的RF雷达信号生成数字基带信号，数字基带信号包括与扫描啁啾相关联的采样序列；在采样序列中标识受干扰影响的受损采样；并且基于采样序列内的受损采样的位置，选择具有常规啁啾带宽的子带，用于发送被用于测量数据采集的啁啾的帧的啁啾。
根据另一个实施例，方法包括生成频率调制的本地振荡器信号，频率调制的本地振荡器信号包括被划分为N个啁啾位置(N是预定整数)的帧，其中该帧包括在一个或多个啁啾位置处的至少一个扫描啁啾以及在其余啁啾位置处的常规啁啾，该常规啁啾具有啁啾带宽和起始频率，并且至少一个扫描啁啾具有比啁啾带宽高的扫描带宽。该方法进一步包括：发送表示帧的RF信号，其中当发送至少一个扫描啁啾时，发送器功率为零或减小到常规啁啾功率以下；接收与该帧相对应的RF雷达信号，使用本地振荡器信号将接收的RF雷达信号下变频到基带中，并且基于下变频的信号生成数字信号；在对应于扫描啁啾的数字信号的一部分中检测受干扰影响的受损采样，并且基于检测到的受损采样更新针对跟随扫描啁啾的常规啁啾的起始频率；以及基于数字信号检测一个或多个雷达目标，其中与常规啁啾不对应的数字信号的部分被默认采样替换。
根据另一个实施例，该方法包括：生成频率调制的本地振荡器信号，频率调制的本地振荡器信号包括啁啾的多个帧以及帧之间的一个或多个扫描啁啾；生成RF信号，其中当生成至少一个扫描啁啾时，RF信号的发射器功率被降低或为零；接收RF雷达信号，使用本地振荡器信号将接收的RF雷达信号下变频到基带中，并且基于下变频的信号生成数字信号，该数字信号由多个序列组成，其中每个序列对应于特定帧的啁啾或扫描啁啾；针对每个序列重复生成元数据，元数据指示相应的序列是否被干扰损坏；并且基于元数据重复确定用于帧的啁啾的起始频率。
此外，本文描述了对应的雷达系统和设备。
附图说明
参考以下附图和描述可以更好地理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制；相反，重点放在说明本发明的原理上。在附图中，相同的附图标记指代对应的部分。在附图中：
图1是示出用于距离和/或速度测量的FMCW雷达系统的工作原理的示意图。
图2包括示出在FMCW雷达系统中使用的RF信号的频率调制的两个时序图。
图3示出了干扰如何被散布到雷达传感器的接收器的一个示例。
图4是示出被用于雷达传感器中的数据采集的啁啾的帧的时序图。
图5以时序图示出了雷达传感器的发送信号和来自干扰源的干扰信号，其中这些信号的频率随时间变化的波形至少部分地重叠。
图6示出了包括(下变频到基带中之后的)雷达信号的一个示例性波形，该雷达信号包括来自目标的雷达回波和图5所示的干扰。
图7是示出FMCW雷达设备的基本结构的框图。
图8是示出雷达传感器的模拟RF前端和干扰源的模拟RF前端的一个示例的电路图。
图9示出了具有先前扫描啁啾的啁啾的帧的示例。
图10示出了用于确定针对辐射啁啾的帧的啁啾的合适的子带的概念。
图11和12示出了在啁啾的帧内检测受损采样并且通过扫描啁啾的帧中的啁啾来替换常规啁啾。
图13示出了通过将扫描啁啾序列插入帧间空间来连续生成啁啾的过程。
图14示出了包括MMIC和单独的控制器芯片的雷达系统，其中雷达数据和元数据被独立地处理。
图15和16包括示出了元数据的处理的示例的流程图。
具体实施方式
图1示出了传统的频率调制的连续波(FMCW)雷达传感器1的一个简化示例。在本示例中，分别使用了独立的发射(TX)天线5和接收(RX)天线6(双站或伪单站雷达配置)。然而，应当注意，可以使用单个天线，使得接收天线和发射天线在物理上将是相同的(单站雷达配置)。发射天线5(几乎)连续地辐射RF信号sRF(t)，例如，RF信号sRF(t)是通过锯齿形信号频率调制的。当辐射信号sRF(t)从可能位于雷达设备的测量范围内的雷达通道中的对象T反向散射时，反向散射的信号yRF(t)被接收天线6接收。对象T通常被称为“雷达目标”。在更一般的示例中，在雷达传感器的视场中可能有一个以上的目标，并且可以使用天线阵列替换单个RX天线。类似地，可以使用天线阵列替换单个TX天线。在多通道雷达系统中使用多个RX和TX天线允许测量雷达回波的入射角，通常被称为到达方向(DoA)。DoA的测量对许多应用很重要，因此大多数雷达传感器将使用天线阵列。为了简化附图，图中仅示出了一个TX天线和一个RX天线。应当理解，本文描述的概念很容易适用于具有天线阵列的雷达传感器。
图2示出了提到的信号sRF(t)的频率调制。如在图2的顶部图中所示，信号sRF(t)由一系列“啁啾”组成，即具有递增频率(向上啁啾)或递减频率(向下啁啾)的脉冲状正弦波形。在本示例中，啁啾的瞬时频率fLO(t)在定义的时间跨度TCHIRP从起始频率fSTART线性增加到终止频率fSTOP(参见图2的底部图)。这种啁啾也被称为线性频率斜坡。具有三个相同的线性频率斜坡的线性频率调制的信号(LFM)在图2中示出。然而，应当注意，参数fSTART、fSTOP、TCHIRP以及各个频率斜坡之间的停顿可以取决于雷达设备1的实际实现而变化，并且也可以在雷达设备的操作期间变化。实际上，例如，频率变化可以是线性的(线性啁啾、频率斜坡)、指数的(指数啁啾)或双曲线的(双曲线啁啾)，其中啁啾是最常用的。
图3示出了一个简单的示例，该示例示出了雷达传感器的操作如何受其它雷达传感器(被称为干扰源)的干扰。因此，图3示出了具有三个车道和五个车辆A1、A2、A3、A4和A5的道路。在本示例中，车辆A1被视为“本车辆”并且其雷达传感器被视为“本雷达传感器”。本雷达传感器发送信号并且感测从车辆A5反向散射的回波信号E1，车辆A5是要由本雷达传感器检测的雷达目标T。然而，除了期望的回波信号E1之外，本雷达传感器还接收由车辆A2、A3和A4的车载雷达传感器(干扰源)发送的干扰信号D2、D3、D4。这些干扰信号会干扰期望的雷达回波E1，并且可能会对根据接收的雷达信号(包括回波E1以及干扰信号D2、D3和D4)的雷达目标的检测产生负面影响。
图4示意性地示出了FMCW雷达传感器中通常实现的频率调制方案的示例。在描绘的示例中，针对一个数据采集，发送了十六个向上啁啾的序列。限定数目的啁啾这种序列被称为“啁啾的帧”。注意，实际上啁啾的帧通常包括更多的啁啾(例如，256个啁啾)，并且仅出于说明的目的简化了本示例。雷达传感器发送诸如图4中描绘的频率调制的RF雷达信号，并且接收相应的RF雷达回波信号。稍后将参考图12讨论一种用于评估雷达回波的示例性信号处理方法。在这一点上，应当注意，基于可以执行目标检测的雷达数据的采集，一帧被用于雷达数据的一次采集(数字化基带雷达信号)。特别地，与一个啁啾的帧相对应的数据可以构成用于范围多普勒FFT的完整输入数据，从而允许从与单个啁啾的帧相对应的数据确定范围和速度信息。
取决于干扰信号的特性(参见图3，信号D2、D3和D4)，期望的雷达回波可能会以不同的方式受影响。图5和图6通过示例的方式示出了当干扰信号包括具有与雷达回波不同的参数，特别是不同的频率斜率的啁啾脉冲时，干扰源如何干扰接收的雷达回波。图6示出了由图3的示例中的本雷达传感器辐射的一个啁啾随时间变化的频率(啁啾持续时间为60μs)。辐射信号sRF(t)的起始频率大约为76250MHz并且终止频率大约为76600MHz。从另一个雷达传感器生成的干扰信号(例如，图3的示例中的干扰信号D3)包括在大约76100MHz处开始并且在76580MHz处终止的向上啁啾(持续调频持续时间为30μs)，以及具有10μs的啁啾持续时间的在前述向上啁啾的终止频率(76580MHz)处开始并且在下一个向上啁啾的起始频率(76100MHz)处终止的随后的向下啁啾。本雷达传感器的基带信号的带宽BWBB在图5中用虚线表示。应当注意，当使用IQ混频器(同相/正交混频器)将接收的RF信号转换到基带中时，所得的数字基带信号可以被视为复数值(分析)信号，复数值(分析)信号仅包括正频率分量或负频率分量(频谱线)，具体取决于IQ混频器如何实现的。
图6示出了从接收的雷达信号所得的(预处理的)基带信号的示例性波形，接收的雷达信号包括期望的雷达回波和干扰。可以看到，由于干扰而引起的信号分量在干扰信号的频率在雷达传感器的带宽BWBB内的那些时间间隔中具有很大的幅度(参见图5)。在本示例中，干扰在60μs啁啾期间发生了三次，即在大约7μs处、28μs处和42μs处。如上所述，干扰信号的功率通常高于实际目标的雷达回波的功率。因此，当接收的RF信号被干扰削弱时，接收的RF信号的功率将增加。然而，干扰表现为相对较短的突发，其持续时间取决于信号的带宽重叠的时间。因此，通常一帧中不是所有的啁啾(参见图4)都受干扰的影响。另外，在本示例中，特定雷达传感器的干扰信号和发送信号是不相关的，因此该干扰可以被视为噪声并且增加了总体本底噪声。图6中所示的基带信号被作为数字信号处理，可以将该数字信号划分为与发射的RF雷达信号中的啁啾的帧相对应的帧。数字信号的每个帧包括多个数字采样，并且可以将帧再次划分为与所发射的RF雷达信号中的帧的各个啁啾相对应的段。如上所述，与仅包括来自实际雷达目标的回波信号的情况相比，当接收的RF信号包括干扰时，其功率(以及因此所得的基带信号的功率)也更高。因此，可以使用数字阈值检测器轻松地检测受干扰损害的采样。在讨论一些有关如何减轻/避免干扰的新概念之前，将更详细地说明雷达传感器的示例，尤其是雷达传感器的RF前端，这将有助于更好地理解下面进一步的讨论。本文讨论的示例涉及一种具有RF前端的雷达系统，该系统使用产生实值基带信号的混频器。应当理解，本文描述的概念可以被容易地施加到具有RF前端的雷达系统，该雷达系统使用产生复数值(即，解析)信号的IQ混频器。使用IQ混频器的下变频/解调是雷达传感器领域中已知的一种技术，因此在此不再单独说明。
图7是示出雷达传感器1的示例性结构的框图。因此，至少一个发射天线5((多个)TX天线)和至少一个接收天线6((多个)RX天线)被连接到RF前端10，RF前端10可以被集成在通常被称为单片微波集成电路(MMIC)的半导体芯片中。RF前端10可以包括RF信号处理所需的所有电路部件。例如，这种电路部件可以包括：本地振荡器(LO)、RF功率放大器、低噪声放大器(LNA)、定向耦合器(诸如商业竞争耦合器和循环器)以及用于将RF信号(例如，接收的信号yRF(t)，参见图1)下变频(解调)到基带(也称为IF频带)中的混频器。如上所述，可以使用天线阵列替换单个天线。所描述的示例示出了双站(或伪单站)雷达系统，该系统具有独立地RX天线和TX天线。在单站雷达系统的情况下，单个天线或单个天线阵列可以被用于接收和发送电磁(雷达)信号。在这种情况下，可以使用定向耦合器(例如，循环器)将要发送到雷达信道的RF信号与从雷达信道接收的RF信号分开。
在FMCW雷达传感器的情况下，由TX天线5辐射的RF信号可以在大约20GHz(例如，24GHz)与81GHz(例如，在汽车应用中大约77GHz)之间的范围内。如上所述，由RX天线6接收的RF信号包括雷达回波，即已经从雷达目标反向散射的信号，以及视情况而定的由其它雷达传感器(干扰源)发射的干扰信号。接收的RF信号yRF(t)被下变频到基带中并且使用模拟信号(参见图8，基带信号处理链20)在基带中被进一步处理，该处理基本上包括基带信号的滤波和放大并且因此确定接收的信号的带宽(参见图5，带宽B)。最后使用一个或多个模数转换器30将基带信号数字化，并且在数字域中进一步处理(参见图3，例如，在数字信号处理器40中实现的数字信号处理链)。整个系统由系统控制器50控制，该系统控制器50可以使用执行适当的固件的处理器至少部分地实现。处理器可以被包括在微控制器、数字信号处理器等中。数字信号处理器40(DSP)可以是系统控制器50的一部分或与其分离。信号处理器和系统控制器可以被集成在专用集成电路(ASIC)中。RF前端10和模拟基带信号处理链20(以及可选地ADC 30)可以被集成在单个MMIC中。然而，图7所示的部件可以被分布在两个或多个集成电路中。特别地，数字信号处理的一些部分可以在MMIC中完成。
图8示出了RF前端10的一种示例性实现，该RF前端10可以被包括在图7所示的雷达传感器中。注意，图8是示出RF前端的基本结构的简化电路图。实际的实现可能在很大程度上取决于应用程序，当然可能会更加复杂。特别地，许多实际的实现包括多个接收和传输信道，其中仅一个接收信道(尤其由LNA 103、混频器104和基带处理链20组成)和一个传输信道(尤其由功率放大器102组成)在描绘的示例中被示出以保持图示简单。RF前端10包括本地振荡器(LO)101，本地振荡器(LO)101生成RF信号sLO(t)，RF信号sLO(t)可以是如上参考图2和图4所述地被频率调制。信号sLO(t)也被称为LO信号。在雷达应用中，LO信号通常处于SHF(超高频)带或EHF(极高频)带中，例如在汽车应用中在76GHz与81GHz之间。
在发送信号路径(传输信道)以及接收信号路径(接收信道)中处理LO信号sLO(t)。由TX天线5辐射的发送信号sRF(t)是通过(例如)使用RF功率放大器102放大(频率调制的)LO信号sLO(t)生成的。例如，放大器102的输出经由带状线、耦合器、匹配的网络等(图9中未示出)被耦合到TX天线5。发送信号sRF(t)也被称为输出RF雷达信号。由RX天线6提供的接收的RF信号yRF,T(t)被提供给混频器104。在本示例中，通过RF放大器103(例如，通过具有增益g的低噪声放大器LNA)将接收的RF信号yRF(t)(即，天线信号)预放大，使得混频器在其RF输入处接收放大的RF信号g·yRF(t)。混频器104进一步在其参考输入处接收频率调制的LO信号sLO(t)，并且被配置为将放大的RF信号g·yRF(t)下变频(即，解调)到基带中。在混频器的输出处所得的基带信号被表示为yBB(t)。通过模拟基带信号处理链20进一步处理基带信号yBB(t)(也参见图8)，模拟基带信号处理链20基本上包括一个或多个滤波器(例如，带通滤波器或者高通和低通滤波器)以去除不期望的边带和镜像频率，以及一个或多个放大器。基带信号处理链20的模拟输出信号被表示为y(t)，并且可以被提供给模数转换器(ADC)30(也参见图8)。由ADC 30输出的数字信号y[n]被称为包括数字雷达数据的数字雷达信号。
应当理解，数字雷达信号被分成与LO信号sLO(t)的啁啾的帧相对应的帧，并且数字雷达信号的每个帧可以又细分为与对应的啁啾的帧中的多个啁啾相对应的多个段。一种数据采集(即，一种测量过程)需要数字雷达数据的一个帧的采集，其中以限定的(帧)重复率重复数据采集。可以将数字雷达信号(例如，逐帧)提供给处理器(诸如，数字信号处理器40)，该处理器被编程为进一步处理数字雷达信号(例如通过应用被总结为范围/多普勒处理的算法)。图8所示的电路部件的实现在雷达传感器的背景下是已知的，因此不再进一步详细说明。
图8还示出了期望的雷达回波和由另一个雷达传感器发送的雷达信号如何发生干扰。图8还示出了另外的雷达传感器的雷达前端10’，其中为了保持简化，仅示出了本地振荡器101’和传输信道(包括放大器102’)和传输天线5’。另外的雷达传感器辐射信号sRF’(t)。到达第一雷达传感器的接收天线6的所得RF信号被表示为RF干扰信号yRF,I(t)。第一雷达传感器的接收天线6接收RF干扰信号yRF,I(t)以及由雷达目标T引起的期望的RF回波信号yRF,T(t)，第一雷达传感器的信号sRF(t)从雷达目标T反向散射。
雷达回波yRF,T(t)和干扰信号yRF,I(t)都被天线6接收并且叠加在混频器104的RF输入处(yRF(t)＝yRF,T(t)+yRF,I(t))。从图8可以看出，接收信号yRF(t)的干扰信号分量yRF,I(t)以与被包括在接收信号yRF(t)的雷达回波yRF,T(t)相同的方式被下变频到基带中。因此，当发送信号sRF(t)的瞬时频率fLO与接收的干扰信号yRF,I(t)的瞬时频率之间的频率差异在基带信号处理链20的带宽BWBB内时，在数字雷达信号y[n]中也将存在干扰。
存在几种减轻雷达传感器干扰的概念。这些概念中的一些概念可以组合。根据一些方法，被干扰损害的帧或单个段(对应于特定的啁啾)被简单地检测和丢弃。其它方法旨在消除由于干扰引起的信号分量，并且恢复数字域中的原始的非干扰信号。下面描述的概念旨在通过在啁啾的帧之前、啁啾的帧的开始时或啁啾的帧之内修改啁啾参数(特别是啁啾参数的起始频率)来避免干扰。
对于以下讨论，假设可以在相对较大的频带上调谐雷达传感器的本地振荡器。例如，本地振荡器允许将LO信号sLO(t)的LO频率从76GHz调谐到81GHz。也就是说，在本示例中，雷达传感器的最大带宽BWMAX为5GHz。然而，在正常操作期间，用于雷达数据采集的啁啾的带宽BW可能会大大降低，例如，1-3GHz。这意味着啁啾带宽BW的“位置”可以在最大带宽BWMAX内移动，而不会在用于目标检测的后续信号处理中进行任何更改。
应当注意，频率调制的线性度对雷达测量的质量很重要。尽管可以在相对较大的5GHz带宽内调谐本地振荡器(通常是在锁相环中耦合的压控振荡器)的常见实现，但是5GHz频率斜坡的可实现的线性度(称为宽带啁啾)对于正常的雷达测量是不够的。通过仅通过例如1GHz的相对较小的啁啾带宽来调谐本地振荡器，可以实现明显更好的线性度。
图9示出了可以被描述为跳频的概念的一种示例性实现(尽管该术语在无线通信领域中具有稍微不同的含义)。图9包括示出了LO信号sLO(t)的瞬时频率fLO(t)的频率与时间的关系图，其可以例如由图8的示例中的本地振荡器101生成。因此，LO信号sLO(t)包括啁啾的多个帧，每个啁啾的帧由N个啁啾组成(N是大于1的正整数，例如N＝256)，其中啁啾的帧的N个啁啾的带宽BW小于最大带宽BWMAX。每个啁啾的起始频率被表示为fSTART，因此终止频率fSTOP对于向上啁啾为fSTART+BW。在操作期间，啁啾的帧的放大形式作为RF雷达信号sRF(t)辐射。在生成啁啾的帧的第一啁啾之前，生成宽带啁啾，宽带啁啾具有比啁啾的帧的常规啁啾更高的带宽。在描绘的示例中，宽带啁啾具有等于最大带宽BWMAX的带宽。宽带啁啾是“无源”啁啾，这意味着当本地振荡器生成宽带啁啾时，发射器功率被大大降低甚至为零。例如，功率放大器102(参见图8)可以在宽带啁啾期间被禁用。
无源宽带啁啾允许扫描整个带宽fMAX-fMIN＝BWMAX以寻找潜在的干扰源。因此，无源宽带啁啾也被称为“扫描啁啾”。由于扫描啁啾是无源的，因此接收的RF信号yRF(t)中将不包括雷达回波；如果雷达传感器附近存在干扰源，则接收的RF信号仍将包括由干扰源引起的干扰信号yRF,I(t)(也参见图8)。在雷达传感器的接收信道中，使用宽带啁啾对干扰信号yRF,I(t)进行解调，并且如果存在干扰源，则由一个或多个干扰源引起的干扰会在例如图6中所示的所得(数字)的基带信号y[n]中显现。由于扫描啁啾是宽带啁啾，因此会“扫描”相对较大的带宽(或雷达传感器的全带宽BWMAX)以寻找潜在的干扰源。可以分析与扫描啁啾相对应的数字雷达信号y[n]的信号段，以便在从fMIN到fMAX的整个频率范围内检测啁啾带宽BW的合适频带。在本文中，合适的频带是指具有带宽BW的频带，该频带BW不包括或仅包括很少的干扰。然后可以改变用于一个雷达数据采集的啁啾的帧的(有源)啁啾的起始频率fSTART，使得从fSTART到fSTOP＝fSTART+BW的频率范围不包括干扰或干扰尽可能少。下面描述一种用于检测合适的子带以发送啁啾的帧的有效方法。在具有多个输入(接收)信道和多个输出(传输)信道的雷达系统中——所谓的MIMO系统——当生成扫描啁啾以降低雷达系统的功耗时，只有单个输入/接收信道可以处于活动状态。由于扫描啁啾仅用于检测干扰(而不是实际的雷达目标)，因此单个活动的输入信道就足够了。其它输入/接收信道仅在时间间隔中使用，在该时间间隔中辐射啁啾的帧的常规啁啾。
图10在顶部图中示出了一个扫描啁啾，该扫描啁啾覆盖了全带宽BWMAX，以及数字雷达信号y[n]的对应的信号段。如从图10的中间图可以看出，数字雷达信号y[n]包括由一个或多个干扰源引起的干扰。可以理解，数字雷达信号y[n]是由多个与离散时刻相关联的多个数字采样组成的时间离散信号。图10的底部图示出了表示数字雷达信号的瞬时功率的信号P[n]。在一个示例中，信号P[n]可以简单地表示数字雷达信号P[n]的包络。对于本文描述的概念，如何实际定义和计算信号P[n]并不重要。图10的目的是示出可以使用阈值检测技术来容易地检测被干扰削弱的数字雷达信号y[n]的采样。也就是说，检测到功率超过定义的阈值的每个采样被干扰削弱。应当理解，这等同于检测幅度超过对应的阈值TH的采样。如上所述，本文所述的概念可以容易地应用于使用IQ混频器将接收的RF雷达信号下变频到基带中的雷达系统中。在这种情况下，数字雷达信号可以被视为复数值信号，其幅度可以被计算为实部和虚部的平方的总和的平方根。为了避免需要计算平方根，可以将平方幅度(表示信号功率)与对应的阈值进行比较。
在图10的示例的顶部图中，可以看出，各个时刻t1、t2、t3等都与相应的频率f1、f2、f3等相关联。由于扫描啁啾是线性的频率斜坡，因此数字雷达信号的每个采样都与相应的(离散)频率相关联；并且如果检测到特定采样被干扰削弱，则相应的离散频率可以被视为“被干扰阻断”。相反，未被检测为被干扰削弱的所有其它采样对应于“空闲(free)”(即，未被干扰阻断)的相应的离散频率。
从图10可以看出，尽管在时域中检测到了受损采样(例如，通过逐个采样进行比较，将每个采样的幅度与阈值TH进行比较)，但是该检测的结果可以被直接地映射到空闲和阻断的频率。在图10的示例中，从t1到t2的时间间隔(不包括被检测为受损采样)可以被直接地映射到从f1到f2的频率间隔。在时域中对受损采样进行逐样本检测可以直接地产生空闲频率间隔。在本示例中，可以将起始频率fSTART设置为等于f1或比f1稍高的频率，以将随后发送的啁啾的帧的啁啾转换为空闲子带。在这一点上，注意到不需要计算来确定空闲子带。ADC30(参见图8)的采样率以及采样间隔Δt是已知的系统参数，并且由于使用了线性的频率斜坡，因此时间间隔Δt与频率增量Δf成正比，因此时间间隔Δt也是已知的系统参数，并且取决于频率斜坡的陡度。在与扫描啁啾相对应的数字雷达信号段中，可以将第一采样映射到起始频率，将第二采样映射到频率fSTART+Δf，将第三采样映射到频率fSTART+2Δf，等等。
根据本文所述的一些实施例，啁啾的起始频率fSTART(以及由此生成啁啾的子带)可以在啁啾的帧内被改变。为此，由扫描啁啾替换啁啾的帧的常规啁啾。通常可以在啁啾的帧内的啁啾的任何位置处由啁啾的帧内的扫描啁啾替换常规啁啾。例如，可以替换第十常规啁啾、第86常规啁啾或第156常规啁啾。此外，不仅可以替换啁啾的帧内的一个常规啁啾而且可以替换啁啾的帧内的一个以上的常规啁啾。是否由扫描啁啾替换常规啁啾以及替换哪种啁啾的决定可能取决于检测到的干扰。图11示出了雷达传感器的操作被两个干扰源干扰的情况。图11的图示出了在雷达数据采集期间辐射的啁啾的帧的一部分。实现表示雷达传感器的LO信号sLO(t)的频率。虚线和点划线表示散布到雷达传感器的接收信道中的干扰信号的频率。阴影区域标出了干扰源的瞬时频率位于雷达传感器的LO信号sLO(t)的频率fLO周围的某个通道内的区域(即，时间间隔)，因此可能产生干扰。所提到的通道的宽度取决于基带信号的带宽BWBB(也参见图5或图10)。
在具有N个啁啾位置(即，可以在其中生成啁啾的N个时隙)的啁啾的帧内，可以(例如，逐样本)重复检测受损采样，其中可以将每个受损采样映射到对应的“阻断”频率，而其余的频率被认为是“空闲”(无干扰)。在图12中，所提到的啁啾位置用“啁啾1”、“啁啾2”、“啁啾3”等标记。啁啾位置定义啁啾的帧的啁啾的时间位置(即，时隙)。帧的时隙具有定义的长度(啁啾长度TCHIRP)，并且在整个啁啾的帧中是相等的。在啁啾的帧内，控制器(参见图7)可以基于检测到的受损采样来确定将扫描啁啾插入到当前啁啾的帧中。因此，如图12的示例所示，在一个或多个啁啾位置处生成扫描啁啾。也就是说，针对这些啁啾位置而调度的常规啁啾由扫描啁啾替换。如上所述，当生成扫描啁啾时，(与常规发射器功率相比)发射器的功率降低或为零。此外，重要的是保持啁啾位置/时隙的定时。也就是说，至少一个扫描啁啾在一个或多个连续啁啾位置处被发射，其中扫描啁啾可以包括调制暂停，在调制暂停期间不对LO信号进行调制(参见图12，在啁啾位置“啁啾7”处暂停)。调制暂停可以被用于确定空闲子带所需的计算和信号处理。
基于(在扫描啁啾期间和在之前的常规啁啾期间)被检测为受损的采样和相应的频率，可以选择空闲子带(或只有几个干扰的子带)，并且可以针对如图12所示的啁啾的帧的后续的啁啾调整起始频率fSTART。对应于被扫描啁啾占据的啁啾位置“啁啾6”和“啁啾7”的数字雷达数据(即，数字雷达信号的采样)可以被替换为默认值，例如零(零填充)。数字雷达信号帧的那些段的零填充对应于由扫描啁啾(以及视情况而定，调制暂停)占据的啁啾位置，可能会稍微降低目标检测的质量。然而，当在一帧中的扫描啁啾仅替换一个或几个常规啁啾时，零填充的影响将相对较小(甚至可以忽略不计)，一帧中的扫描啁啾通常包括相对较高数目(例如，N＝256或N＝512)的啁啾位置。仍然可以使用用于目标检测的标准范围-多普勒信号处理技术来处理所得的帧。
在迄今为止讨论的示例中，仅考虑了一个啁啾的帧。然而，应当理解，在正常操作期间，雷达传感器经由多个发射信道(在多信道系统中)辐射多个连续的啁啾的帧。在图13的示例中，帧间空间被用于生成无源扫描啁啾，以便定期并且连续地监测干扰，并且使用有关干扰的信息来定期调整(有源)常规啁啾的起始频率fSTART。在图13的示例中，扫描啁啾是无源啁啾(发射器功率低或为零)，但是不需要具有高于常规啁啾带宽BW的带宽。但是，生成带宽啁啾作为扫描啁啾可能是有用的。
在一些实施例中，帧间空间还可以被划分为啁啾位置/时隙，该啁啾位置/时隙具有与用于雷达数据采集的啁啾的帧的啁啾位置/时隙相同的长度TCHIRP(参见图12)。关于哪些采样被检测为受干扰损害的信息被进一步称为元数据(因为它表示有关数字雷达数据的数据)。在一个示例中，元数据在由ADC 30提供的数字雷达数据的(受损的/未受损的)每个采样中包括一位(参见图8)。应当注意，在这种情况下，如参考图10所讨论的，元数据的每个位可以被直接地映射到离散频率。元数据可以(重复地针对每个啁啾、每个采样或每个采样组)被连续地生成和分析。基于元数据，可以更新啁啾的帧的常规啁啾的起始频率fSTART。可以在新的数据采集开始之前和新的啁啾的帧开始或者也可以在啁啾的帧内完成起始频率的更新。应当理解，本文描述的实施例和概念可以彼此组合。
图14示出了雷达系统的框图，其中系统控制器50和信号处理40的一部分(参见图7)被集成在单独的芯片中。如上所述，控制器50和数字信号处理40被认为是功能单元，其可以具有可以被分布在两个或多个芯片上的几个子单元。MMIC 1包括一个或多个接收信道RX0、RX1以及一个或多个发射信道TX0、TX1，其可以类似于图8的示例而被构造。本地振荡器101生成(频率调制的)LO信号sLO(t)，LO信号sLO(t)可以经由发射信道被放大并且作为RF雷达信号被辐射。另外，如参考图8所讨论的，LO信号sLO(t)被用于解调接收的RF信号。使用一个或多个模数转换器将所得的基带信号数字化(参见图14，ADC 30)。
由本地振荡器LO 101提供的频率调制由斜坡发生器111控制，该斜坡发生器111基本上是控制啁啾参数(诸如，起始频率fSTART、停止频率fSTOP、啁啾持续时间TCHIRP、调制暂停等)的电路(也参见图2)。如上所述(例如，使用阈值TH，参见图10)，被标记为“插入元数据”的功能块/处理单元/控制电路被配置为生成元数据，元数据指示数字雷达信号的各个采样中的哪个采样受干扰损害，并且合并元数据和数字雷达信号以生成数据流，该数据流经由高速串行通信链路被发送到控制器芯片2(参见图14，串行接口31和51)。应当注意，将元数据插入由ADC 30提供的雷达数据流中的控制电路可以以如下方式被配置：当仅生成(无源)扫描啁啾时，经由通信链路发送的数据流仅包括啁啾的帧之间的时间间隔中的元数据。这避免了图14所示的MCU 2的存储器(参见图14，存储器53)过载。
在控制器芯片2中，经由高速串行通信链路接收的数据流被分为数字雷达数据和元数据。元数据可以被缓存在存储器54中。可以以任何已知的方式(参见图14，块52和存储器53)处理数字雷达数据，以(例如，使用范围-多普勒处理、CFAR算法(CFAR＝恒定误报率)等)检测雷达目标。存储在存储器54中的元数据可以被连续地处理(参见图15，DSP 55)以确定在啁啾的帧期间辐射的、用于常规啁啾的(例如，由起始频率fSTART和啁啾带宽BW定义的)合适的空闲的或最优的子带。图14的系统结构允许与范围/多普勒处理无关并且同时地进行元数据处理，并且元数据的处理不加载范围/多普勒处理器(参见图14，处理器单元52)。因为元数据在被存储/缓存在存储器54之间与数字雷达数据(即，由ADC 30提供的数字雷达信号y[n])分离，所以范围/多普勒处理器52的行为不会受在啁啾的帧之间的时间间隔(帧间空间)期间生成的元数据的影响；这种概念允许使用专用处理单元55以分析可以完全与范围/多普勒处理器52操作无关的元数据。
图14所示的系统结构允许从处理器55到MMIC 1中的斜坡发生器111的反馈，该处理器55定期确定更新的起始频率fSTART。更新的起始频率的反馈以及视情况而定的其它斜坡参数由图14中的虚线表示。可以经由专用通信信道(例如，串行外围设备接口(SPI)，连接到快速输入/输出引脚的直接线路连接，或用于控制、诊断以及更新由斜坡发生器111使用的起始频率fSTART(和其它啁啾参数)的MMIC与MCU之间的共享串行接口)交换该信息。
在元数据的处理(处理器55)与目标检测(范围-多普勒处理52)之间的功能分离允许使用固件实现元数据的处理，该固件由芯片制造商编程一次到控制器芯片2并且不能由客户更改，而在很多应用中，实现目标检测的软件都在客户的控制之下，因此可以由客户更改。在雷达系统的操作期间，元数据的处理(处理器55)和目标检测(范围-多普勒处理)同时操作，并且啁啾的帧的常规啁啾的起始频率的任何更改/更新都不会需要对目标检测进行任何对应的更改。
图15示出了图14的系统中的处理器55对元数据进行处理的一个示例。因此，分析了可以经由快速串行通信链路从MMIC 1接收的元数据(参见图15，步骤S101)，以便确定啁啾的帧的特定常规啁啾的哪些频率受干扰的损害。如以上参考图10所讨论的，(在特定离散时间瞬时采样的)每个采样可以被直接地映射到特定离散频率。基于对元数据的分析，可以区分以下情况。在本示例中，对元数据的分析包括将常规啁啾的当前子带(从fSTART到fSTOP的频率范围)细分为上部和下部，并且确定是否在当前子带的上部和下部(参见图15，例分化S102)两个部分内或者仅在下部(参见图15，例分化S103)内或仅在上部(参见图15，例分化S104)内发生干扰。如果当前子带的两个部分都包括干扰，则可以检查空闲子带是否存在于更高的频率或更低的频率处(即，分别在当前子带之上或之下的频率范围，参见图15，例分化S105)。例如，如上参考图13所述，可以使用扫描啁啾从全带宽的先前的扫描中获取该信息。如果已经在更高的频率处(即，在当前子带之上的频率范围)发现空闲子带，则起始频率fSTART(以及当前子带的位置)被移位到跟高的频率(参见图15，步骤106)，以便空闲(或受干扰较少的)子带被用于后续的啁啾。如果已经在较低的频率处(即，在当前子带之下的频率范围)发现空闲子带，则起始频率fSTART被移位到较低频率(参见图15，步骤107)。
在对元数据的分析表明只有当前子带的下部包括受干扰的频率的情况下，当前啁啾的帧的后续啁啾的起始频率fSTART可能会被移位到较高的频率(参见图15，步骤S106)。例如，可以将新的/更新的起始频率fSTART直接地设置在已经被标识为受干扰的最高频率之上。备选地，可以将新的/更新的起始频率fSTART当前子带的上部中的频率。在元数据分析显示只有当前子带的上部包括受干扰的频率的情况下，当前啁啾的帧的后续啁啾的起始频率fSTART可能会被移位到较低的频率(参见图15，步骤S107)。例如，可以设置新的/更新的起始频率fSTART，使得对应的终止频率fSTOP＝fSTART+BW直接地在已被标识为受干扰的最低频率之下。备选地，可以设置新的/更新的起始频率fSTART，使得对应的终止频率fSTOP在当前子带的下部中。应当理解，可以以许多不同的方式来实现关于是否以及如何移位随后的啁啾的起始频率fSTART的决定。另外，应当注意，图15的目的不表示用于基于元数据分析来更新啁啾的帧的常规啁啾的起始频率的完整算法。可以将图15理解为指导，使得技术人员能够实施不同的解决方案来移位常规啁啾的当前子带。可以以取决于实际应用的各种不同方式来实现图15的流程图中所示的方法步骤/活动。
图16通过流程图示出了图14的系统中通过处理器55的元数据的处理的另一个示例。应当注意，图16的示例不是图15的先前的示例的替换，因为两个示例可以组合。图15涉及与啁啾的帧的常规啁啾有关的元数据的处理，而图16涉及与在帧间空间(参见图13)中生成的扫描啁啾有关的元数据的处理，该扫描啁啾可能具有比啁啾的帧的常规啁啾更高的带宽。根据图16，分析扫描啁啾的元数据(参见图16，步骤S201)。该分析(参见图16，步骤S201)可以包括如上面参考图10所讨论的检查哪些频率受干扰。如上所述，每个采样对应于特定时刻和相应的离散频率。因此，可以标记每个受干扰的频率(参见图16，步骤S202)并且未被标记为受干扰的任何相干频率组可以被视为空闲子带(图16，步骤S203)。这允许在空闲子带内为下一啁啾的帧的即将到来的常规啁啾选择合适的起始频率fSTART。
下面总结上述一些示例性实施例。然而，应当强调的是，包括20项的以下列举不是穷举的，而是对以上描述中包括的示例性实现的总结。
示例1：一种方法，包括：接收RF雷达信号(参见图8，信号yRF(t))；使用频率调制的本地振荡器信号(参见图8，信号sLO(t))将接收的RF雷达信号下变频到基带中，频率调制的本地振荡器信号包括具有比常规啁啾带宽(参见图9，带宽BW)高的带宽(参见图9，最大带宽BWMAX)的扫描啁啾；基于下变频的RF雷达信号，生成数字基带信号(参见图8，y[n])，数字基带信号包括与扫描啁啾相关联的采样序列；在采样的序列中标识受干扰影响的受损采样(参见图10)；并且基于受损采样在采样的序列内的位置，选择具有常规啁啾带宽的子带，以发送被用于测量数据采集的啁啾的帧的啁啾(参见图9和图12)。
示例2：根据示例1的方法，其中标识受影响的采样包括：逐样本检查采样的序列，以将表示RF雷达信号功率在阈值之上的采样标识为受损采样。
示例3：根据示例1或示例2的方法，其中受损采样的位置对应于雷达带宽内的频率值，并且其中选择子带使得子带不包括或尽可能少的包括与受损采样的位置相对应的频率值。
示例4：根据示例1至示例3中的任一项示例的方法，其中当使用包括扫描啁啾的频率调制的本地振荡器信号将接收的RF雷达信号下变频到基带中时，不发送或仅发送很小的RF功率。
示例5：根据示例1至示例4中的任一项示例的方法，还包括：频率调制本地振荡器信号，使得本地振荡器信号包括在选择的子带中的啁啾的序列；发射RF信号，RF信号基于本地振荡器信号而生成，RF信号包括在选择的子带中的啁啾的序列；使用频率调制的本地振荡器信号将接收的RF雷达信号下变频为基带，并且生成数字基带信号，频率调制的本地振荡器信号包括在选择的子带中的啁啾的序列；基于所得的数字基带信号，检测一个或多个雷达目标。
示例6：一种方法，包括：生成包括被划分为N个啁啾位置的帧的频率调制的本地振荡器信号(参见图8，信号sLO(t))，N是预定整数；其中帧包括在一个或多个啁啾位置处的至少一个扫描啁啾以及在其余啁啾位置处的常规啁啾，常规啁啾具有啁啾带宽和起始频率，并且至少一个扫描啁啾具有比啁啾带宽高的扫描带宽(参见图12)；发送表示帧的RF信号，其中当发送至少一个扫描啁啾时，发射器功率为零或被降低到常规啁啾功率以下；接收对应于帧的RF雷达信号(参见图8，信号yRF(t))，使用本地振荡器信号将接收的RF雷达信号下变频到基带中，并且基于下变频的信号生成数字信号(参见图8，信号y[n])；在与扫描啁啾相对应的数字信号的一部分中检测受干扰影响的受损采样，并且基于检测到的受损采样更新针对跟随扫描啁啾的常规啁啾的起始频率；并且基于数字信号检测一个或多个雷达目标，其中不对应于常规啁啾的数字信号的部分被默认采样替换。
示例7：根据示例6的方法，其中帧包括在第一啁啾位置处的常规啁啾。
示例8：根据示例6或示例7的方法，其中扫描啁啾包括在两个或多个啁啾位置之上延伸的频率斜坡。
示例9：根据示例6至示例8中的任一项示例的方法，其中扫描啁啾包括频率斜坡以及随后的调制暂停。
示例10：根据示例6至示例9中的任一项示例的方法，其中不对应于常规啁啾的数字信号的部分被零填充替换。
示例11：根据权利要求6至权利要求9中的任一项权利要求的方法，其中数字信号包括与帧的N个啁啾位置相对应的N个子序列，每个子序列包括M个采样；以及其中检测一个或多个雷达目标包括：计算包括M个范围傅里叶变换和N个多普勒傅里叶变换的N×M个范围多普勒映射；检测一个或多个雷达目标包括基于N×M个范围多普勒映射。
示例12：一种方法，包括：生成频率调制的本地振荡器信号(参见图9，信号sLO(t))，频率调制的本地振荡器信号包括啁啾的多个帧以及帧之间的一个或多个扫描啁啾；生成RF信号，其中当生成至少一个扫描啁啾时，RF信号的发射器功率被降低或为零；接收RF雷达信号(参见图8，信号yRF(t))，使用本地振荡器信号将接收的RF雷达信号下变频到基带中，并且基于下变频的信号生成数字信号(参见图8，信号y[n])，数字信号由多个序列组成，其中每个序列对应于特定帧的啁啾或扫描啁啾；针对每个序列重复地生成元数据，元数据指示相应的序列是否受干扰损害；并且基于元数据重复地确定针对帧的啁啾的起始频率(参见图13和图14)。
示例13：根据示例12的方法，其中元数据针对每个啁啾指示相应的啁啾的频带的哪个或哪些部分受干扰损害。
示例14：根据示例12或示例13的方法，其中元数据指示受干扰损害的采样的每个序列内的采样位置。
示例15：一种雷达系统，包括：本地振荡器，被配置为生成频率调制的本地振荡器信号(参见图14，LO 101和图8，信号sLO(t))，频率调制的本地振荡器信号包括啁啾的多个帧以及一个或多个扫描啁啾；至少一个传输信道(参见图14，信道TX01、TX02)，被配置为基于本地振荡器信号生成RF信号(参见图8，信号sRF(t))，其中当生成至少一个扫描啁啾时，RF信号的发射器功率为零或被降低到正常啁啾功率以下；至少一个接收信号(参见图14，信道RX01、RX02)，被配置为接收RF雷达信号，使用本地振荡器信号将接收的RF雷达信号下变频到基带中，并且基于下变频的信号生成数字信号，数字信号由多个序列组成，其中每个序列对应于特定帧的啁啾或扫描啁啾；第一处理单元(参见图14，功能块“插入元数据”)，被配置为针对每个序列重复地生成元数据，元数据指示相应的序列是否受干扰损害；以及第二处理单元(参见图14，元数据处理器55)，被配置为基于元数据重复地确定针对帧的啁啾的起始频率。
示例16：根据示例15的雷达系统，还括：斜坡发生器(参见图14，斜坡发生器111)，被耦合到本地振荡器并且被配置为根据包括起始频率的一个或多个斜坡参数来控制本地振荡器，以生成频率调制的本地振荡器信号，本地振荡器信号包括啁啾的多个帧和一个或多个扫描啁啾。
示例17：根据示例16的雷达系统，其中第二处理单元被耦合到斜坡发生器(参见图14，由虚线指示的连接)，并且被配置为更新由斜坡发生器使用的起始频率。
示例18：根据示例15至示例17中的任一项的雷达系统，其中本地振荡器、斜坡发生器、至少一个接收信道(RX01、RX02)和第一处理单元被集成在MMIC中，其中第二处理单元被集成在另外的集成电路中(参见图14，MCU2)，并且其中MMIC和另外的集成电路通过通信链路被连接，用于将数字信号和相应的元数据从MMIC发送到另外的集成电路(参见图14，快速串行接口31和51)。
示例19：根据示例18的雷达系统，还包括：MMIC与另外的集成电路之间的另外的连接(参见图14，由虚线指示的连接)，其中第二处理单元被配置为经由另外的连接来更新由斜坡发生器使用的起始频率。
示例20：根据示例15至示例19中的任一项示例的雷达系统，还包括：第三处理单元(参见图14，范围/多普勒处理)，被配置为基于数字信号检测一个或多个雷达目标，第三处理单元与第二处理单元无关的操作。
示例21：一种雷达系统，包括本地振荡器，本地振荡器被配置为生成频率调制的本地振荡器信号，本地振荡器信号包括具有比常规啁啾带宽更高的带宽的扫描啁啾，并且还包括被配置为接收RF雷达信号的至少一个接收信道，使用包括扫描啁啾的频率调制的本地振荡器信号将接收的RF雷达信号下变频到基带中，并且以基于下变频的RF雷达信号生成数字基带信号，数字基带信号包括与扫描啁啾相关联的采样序列。雷达系统还包括处理单元，被配置为接收与扫描啁啾相关联的采样序列，并且在采样序列中标识受干扰影响的受损采样，并且基于采样序列内的受损采样的位置选择子带，子带具有常规啁啾带宽，用于发送被用于一个测量数据采集的啁啾的帧的啁啾。
示例22：一种雷达系统，包括本地振荡器，本地振荡器被配置为生成频率调制的本地振荡器信号，本地振荡器号包括被划分为N个啁啾位置的帧(N是预定整数)，其中帧包括在一个或多个啁啾位置处的至少一个扫描啁啾和在其余啁啾位置处的常规啁啾，常规啁啾具有啁啾带宽和起始频率，并且至少一个扫描啁啾具有高于啁啾带宽的扫描带宽。雷达系统还包括至少一个传输信道，传输信道被配置为发送表示帧的RF信号，其中当发送至少一个扫描啁啾时，发射器功率为零或被降低到常规啁啾功率以下。此外，雷达系统包括至少一个接收信道，接收信道被配置为接收对应于帧的RF雷达信号，使用本地振荡器信号将接收的RF雷达信号下变频到基带中，并且基于下变频的信号生成数字信号。处理单元被配置为在与扫描啁啾相对应的数字信号的部分中检测受干扰影响的受损采样，并且基于检测的受损采样来更新用于扫描啁啾之后的常规啁啾的起始频率。处理单元还被配置为基于数字信号检测一个或多个雷达目标，其中与常规啁啾不对应的数字信号的部分被默认采样替换。
应当理解，(信号)处理单元可以是任何实体(包括硬件或软件或硬件和软件的组合)，其能够执行并且被配置为执行本文所述的期望的方法和功能。在各种实施例中，使用被配置为处理数字和/或模拟信号的电子电路来实现处理单元，以便提供实现本文描述的方法所需的功能。例如，电子电路可以包括数字处理器和用于存储软件指令的存储器，当由处理器执行该软件指令时，使得电子电路执行期望的功能。处理单元的电子电路还可以包括外围电路，外围电路使得处理器能够与其它电路通信并且与其交互。附加地或作为执行软件的处理器的替换，电子电路可以包括不依赖于软件的硬连线逻辑电路。术语软件还包括固件，固件通常被一次编程到集成电路。其它类型的软件可以是用户特定的并且可以由用户修改的应用程序。处理单元有时也被称为控制器、控制器电路或控制器单元，或者控制器、控制器电路或控制器单元可以包括一个或多个处理单元。
尽管已经针对一个或多个具体实现示出并描述了各种实施例，但是在不脱离所附权利要求的精神和范围的情况下，可以对所示出的示例进行变更和/或修改。关于上述部件或结构(单元、组件、设备、电路、系统等)执行的各种功能，除非另有说明，否则被用于描述这种部件的术语(包括对“装置”的引用)旨在对应于执行所描述的部件的特定功能的任何部件或结构(例如，在功能上等同)，即使在结构上不等同于在本文所示的本发明的示例性实现中执行功能的公开结构。

Claims (20)

1.一种方法，包括：
接收RF雷达信号(yRF(t))；
使用频率调制的本地振荡器信号(sLO(t))将所接收的RF雷达信号(yRF(t))下变频到基带中，所述频率调制的本地振荡器信号(sLO(t))包括具有比常规啁啾带宽高的带宽的扫描啁啾；
基于所述下变频的RF雷达信号(yRF(t))，生成数字基带信号(y[n])，所述数字基带信号(y[n])包括与所述扫描啁啾相关联的采样序列；
在所述采样序列中标识受干扰影响的受损采样；
基于所述采样序列内的所述受损采样的位置，选择具有所述常规啁啾带宽的子带，用于发送被用于一个测量数据采集的啁啾的帧的啁啾。
2.根据权利要求1所述的方法，其中标识受影响的采样包括：
逐样本检查所述采样序列，以将表示RF雷达信号功率在阈值之上的所述采样标识为受损采样。
3.根据权利要求1或2所述的方法，
其中所述受损采样的所述位置对应于所述雷达带宽内的频率值，以及
其中选择所述子带，使得所述子带不包括或尽可能少地包括与受损采样的位置相对应的频率值。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，
其中当使用包括所述扫描啁啾的所述频率调制的本地振荡器信号(sLO(t))将所接收的RF雷达信号(yRF(t))下变频到基带中时，不发送或仅发送很小的RF功率。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，还包括：
频率调制所述本地振荡器信号(sLO(t))，使得所述本地振荡器信号(sLO(t))包括在所选择的子带中的啁啾的序列；
发送RF信号，所述RF信号基于所述本地振荡器信号(sLO(t))而生成并且包括在所选择的子带中的啁啾的所述序列；
使用所述频率调制的本地振荡器信号(sLO(t))将所接收的RF雷达信号(yRF(t))下变频到所述基带中，并且生成所述数字基带信号(y[n])，所述频率调制的本地振荡器信号(sLO(t))包括在所选择的子带中的啁啾的所述序列；
基于所得的数字基带信号(y[n])，检测一个或多个雷达目标。
6.一种方法，包括：
生成包括被划分为N个啁啾位置的帧的频率调制的本地振荡器信号(sLO(t))，N为预定整数；其中所述帧包括在一个或多个啁啾位置处的至少一个扫描啁啾以及在其余啁啾位置处的常规啁啾，所述常规啁啾具有啁啾带宽和起始频率(fSTART)，并且所述至少一个扫描啁啾具有比所述啁啾带宽高的扫描带宽；
发送表示所述帧的RF信号，其中当发送所述至少一个扫描啁啾时，发射器功率为零或被降低到常规啁啾功率以下；
接收对应于所述帧的RF雷达信号(yRF(t))，使用所述本地振荡器信号(sLO(t))将所接收的RF雷达信号(yRF(t))下变频到基带中，并且基于所述下变频的信号(y(t))生成数字信号(y[n])；
在与所述扫描啁啾相对应的所述数字信号(y[n])的一部分中检测受干扰影响的第一采样，并且基于所述检测的第一采样更新针对跟随所述扫描啁啾的所述常规啁啾的所述起始频率(fSTART)；以及
基于所述数字信号(y[n])检测一个或多个雷达目标，其中不对应于所述常规啁啾的所述数字信号(y[n])的所述部分被默认采样替换。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述帧包括在所述第一啁啾位置处的常规啁啾。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其中扫描啁啾包括在两个或多个啁啾位置之上延伸的频率斜坡。
9.根据权利要求6至8中的任一项所述的方法，其中扫描啁啾包括频率斜坡以及随后的调制暂停。
10.根据权利要求6至9中的任一项所述的方法，其中不对应于所述常规啁啾的所述数字信号(y[n])的所述部分被零填充替换。
11.根据权利要求6至9中的任一项所述的方法，
其中所述数字信号(y[n])包括对应于所述帧的所述N个啁啾位置的N个子序列，每个子序列包括M个采样；以及
其中检测所述一个或多个雷达目标包括：
计算包括M个范围傅里叶变换和N个多普勒傅里叶变换的N×M个范围-多普勒映射；
检测所述一个或多个雷达目标包括基于所述N×M个范围-多普勒映射。
12.一种方法，包括：
生成频率调制的本地振荡器信号(sLO(t))，所述频率调制的本地振荡器信号(sLO(t))包括啁啾的多个帧以及在所述帧之间的、被用于测量数据采集的一个或多个扫描啁啾；
生成RF信号，其中当生成至少一个所述扫描啁啾时，所述RF信号的发射器功率被降低或为零；
接收RF雷达信号(yRF(t))，使用所述本地振荡器信号(sLO(t))将所接收的RF雷达信号(yRF(t))下变频到基带中，并且基于所述下变频的信号(y(t))生成数字信号(y[n])，所述数字信号(y[n])由多个序列组成，其中每个序列对应于特定帧的啁啾或扫描啁啾；
针对每个序列重复地生成元数据，所述元数据指示相应的所述序列是否受干扰损害；
基于所述元数据重复地确定针对所述帧的所述啁啾的起始频率(fSTART)。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述元数据针对每个啁啾指示所述相应的啁啾的频带的哪个或哪些部分受干扰损害。
14.根据权利要求12或13所述的方法，其中所述元数据是每个序列内受干扰损害的采样位置的指示。
15.一种雷达系统，包括：
本地振荡器，被配置为生成频率调制的本地振荡器信号(sLO(t))，所述频率调制的本地振荡器信号(sLO(t))包括啁啾的多个帧和一个或多个扫描啁啾；
至少一个传输信道(TX01、TX02)，被配置为基于所述本地振荡器信号(sLO(t))生成RF信号(sRF(t))，其中当生成所述至少一个扫描啁啾时，所述RF信号的发射器功率为零或被降低到正常啁啾功率以下；
至少一个接收信道(RX01、RX02)，被配置为接收RF雷达信号(yRF(t))，使用所述本地振荡器信号(sLO(t))将所接收的RF雷达信号(yRF(t))下变频为基带，并且基于所述下变频的信号(y(t))生成数字信号(y[n])，所述数字信号(y[n])由多个序列组成，其中每个序列对应于特定帧的啁啾或扫描啁啾；
第一处理单元，被配置为针对每个序列重复地生成元数据，所述元数据指示相应的所述序列是否受干扰损害；以及
第二处理单元(55)，被配置为基于所述元数据重复地确定针对所述帧的所述啁啾的起始频率(fSTART)。
16.根据权利要求15所述的雷达系统，还包括：
斜坡发生器(111)，被耦合到所述本地振荡器(101)，并且被配置为根据包括所述起始频率(fSTART)的一个或多个斜坡参数来控制所述本地振荡器(101)，以使所述本地振荡器(101)生成所述频率调制的本地振荡器信号(sLO(t))，所述频率调制的本地振荡器信号(sLO(t))包括所述啁啾的多个帧和所述一个或多个扫描啁啾。
17.根据权利要求16所述的雷达系统，
其中所述第二处理单元(55)被耦合到所述斜坡发生器(111)，并且被配置为更新由所述斜坡发生器(111)使用的所述起始频率(fSTART)。
18.根据权利要求15至17中的任一项所述的雷达系统，
其中所述本地振荡器(101)、所述斜坡发生器(111)、所述至少一个接收信道(RX01、RX02)和所述第一处理单元被集成在单片微波集成电路MMIC(1)中，
其中第二处理单元(55)被集成在另外的集成电路(2)中，并且
其中所述MMIC(1)和所述另外的集成电路(2)通过通信链路被连接，用于将所述数字信号(y[n])和所述相应的元数据从所述MMIC(1)发送到所述另外的集成电路(2)。
19.根据权利要求18所述的雷达系统，还包括：
所述MMIC(1)与所述另外的集成电路(2)之间的另外的连接，其中所述第二处理单元(55)被配置为经由所述另外的连接来更新由所述斜坡发生器(111)使用的所述起始频率(fSTART)。
20.根据权利要求15至19中的任一项所述的雷达系统，还包括：
第三处理单元(52)，被配置为基于所述数字信号(y[n])检测一个或多个雷达目标，所述第三处理单元(52)与所述第二处理单元(55)无关地操作，所述第二处理单元(55)被配置与所述第三处理单元(52)无关地并且同时地操作。
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