CN115086119A - 载波剥离设备和干扰消除方法 - Google Patents

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CN115086119A CN202210646798.1A CN202210646798A CN115086119A CN 115086119 A CN115086119 A CN 115086119A CN 202210646798 A CN202210646798 A CN 202210646798A CN 115086119 A CN115086119 A CN 115086119A
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谭君华
陈明灯
胡直
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Suzhou Haogan Technology Co ltd
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Abstract

本申请实施例涉及雷达探测电路设计领域，特别涉及一种载波剥离设备和干扰消除方法，包括：检测模块，连接基带电路的输入端，用于获取第一信号，第一信号为基带电路的输入端所接收到的信号；信号处理模块，连接检测模块并用于接收载波信号，被配置为，获取第一信号中干扰物体对应的子信号相对于载波信号的干扰频率或干扰时延，并基于干扰频率或干扰时延调节载波信号的频率或时延，以生成调整信号；混频器，用于接收反射信号和调整信号，并连接基带电路的输入端，被配置为，混合反射信号和调整信号，以生成第二信号，并将第二信号输入基带电路；本申请实施例以较小的功耗消除近距离障碍物的反射能量，极大提高了车载雷达的检测质量。

Description

载波剥离设备和干扰消除方法
技术领域
本申请实施例涉及车载雷达探测电路设计领域，特别涉及一种载波剥离设备和干扰消除方法。
背景技术
雷达是利用电磁波探测目标的电子设备，通过发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率(径向速度)、方位、高度等信息，即用无线电的方法发现目标并测定它们的空间位置，因此，雷达也被称为“无线电定位”。
相应地，对于毫米波雷达，雷达将毫米波发射出去，毫米波遇到物理进行反射，雷达通过计算毫米波从发射到接收的时间差，来计算出物理与雷达之间的间距。
毫米波雷达一般安置在汽车前挡板后面，前挡板由于距离雷达非常近(通常在2厘米内)，所以会造成极强的反射能量，而真正想要探测的目标物体(比如在0.5米到300米的距离的物体)，反射回来能量却远远比挡板反射的能量小，造成挡板的反射能量会完全淹没目标物体的反射能量，从而造成雷达接收的目标物体的反射能量的信噪比或线性度大大下降。
如何去除近距离障碍物的反射能量，以提高目标物体反射的能量的信噪比和线性度，是当下亟待解决的技术问题。
发明内容
本申请实施例提供一种载波剥离设备和干扰消除方法，对反射信号进行载波剥离的过程中，以较小的功耗消除近距离障碍物的反射能量，极大提高了车载雷达的检测质量。
为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种载波剥离设备，包括：检测模块，连接基带电路的输入端，用于获取第一信号，第一信号为基带电路的输入端所接收到的信号；信号处理模块，连接检测模块并用于接收载波信号，被配置为，获取第一信号中干扰物体对应的子信号相对于载波信号的干扰频率或干扰时延，并基于干扰频率或干扰时延调节载波信号的频率或时延，以生成调整信号；混频器，用于接收反射信号和调整信号，并连接基带电路的输入端，被配置为，混合反射信号和调整信号，以生成第二信号，并将第二信号输入基带电路；其中，调整信号用于剥离反射信号中的载波信号，并减小反射信号中由干扰物体反射的信号。
本申请实施例通过调节的频率或时延，得到调整信号，调整信号用于将干扰物体的反射信号作为载波对反射信号进行载波消除，从而去除反射信号中能由干扰物体反射的信号，且调节载波信号生成调整信号所需消耗的功耗较小，极大提高了车载雷达的检测质量。
另外，第一信号处理模块，包括：信号处理模块，包括：第一处理单元，被配置为，接收并调节载波信号的时延；第二处理单元，连接检测模块，被配置为，获取第一信号的包络曲线；第三处理单元，连接第一处理单元和第二处理单元，被配置为，获取包络曲线的最大幅值与载波信号的时延之间的变化曲线，并基于变化曲线获取干扰时延，干扰时延为变化曲线中包络曲线的最大幅值的最小值对应的时延；第四处理单元，连接第三处理单元并接收载波信号，被配置为，基于干扰时延调节载波信号，生成调整信号。
另外，信号处理模块，包括：第一处理单元，被配置为，接收并调节载波信号的频率；第二处理单元，连接检测模块，被配置为，获取预设值，预设值为第一信号中最大幅值与最小幅值的差值；第三处理单元，连接第一处理单元和第二处理单元，被配置为，获取预设值与载波信号的频率之间的变化曲线，并基于变化曲线获取干扰频率，干扰频率为变化曲线中预设值的最小值对应的频率；第四处理单元，连接第三处理单元并接收载波信号，被配置为，基于干扰频率调节载波信号，生成调整信号。
另外，信号处理模块，还包括：第五处理单元，被配置为，接收并调节载波信号的相位；第六处理单元，连接检测模块，被配置为，获取第一信号的最大幅值；第七处理单元，连接第五处理单元和第六处理单元，被配置为，获取第一信号的最大振幅与载波信号的相位之间的变化曲线，并基于变化曲线获取干扰相位，干扰相位为变化曲线中最大振幅最小值对应的相位；第四处理单元还连接第七处理单元，还被配置为，基于干扰相位调节载波信号。通过在信号处理模块进行载波信号频率或时延的调节基础上，再增加对载波信号的相位调节，以完全去除反射信号中干扰物体对应的子信号，进一步提高车载雷达的检测质量。
另外，载波剥离设备还包括：干扰抵消电流源，设置于混频器连接基带电路的传输电路上；信号处理模块还用于：获取第一信号中干扰物体对应的子信号相对于载波信号的干扰相位；干扰抵消电流源还连接信号处理模块，输入端连接传输电路，且电流值基于干扰相位相对应的载波信号的幅值设置。
另外，载波剥离设备还包括：滤波器，连接在检测模块与信号处理模块的信号通路上，且输入端连接检测模块，输出端连接信号处理模块。
本申请实施例还提供一种干扰消除方法，应用于上述实施例提供的载波剥离设备，包括：获取基带电路接收的第一信号，并获取第一信号中干扰物体对应的子信号相对于载波信号的干扰频率或干扰时延；获取载波信号，并基于干扰频率或干扰时延调节载波信号的频率或时延，生成调整信号；基于调整信号剥离反射信号中的载波信号，生成第二信号，并将第二信号输入至基带电路。
另外，获取第一信号中干扰物体对应的子信号相对于载波信号的干扰频率或干扰相位，包括：获取第一信号的包络曲线；调节载波信号的时延，获取包络曲线的最大幅值与载波信号的时延之间的变化曲线，并基于变化曲线获取干扰时延，干扰时延为变化曲线中包络曲线的最大幅值的最小值对应的时延；或，获取预设值，预设值为第一信号中最大幅值与最小幅值的差值；调节载波信号的频率，获取预设值与载波信号的频率之间的变化曲线，并基于变化曲线获取干扰频率，干扰频率为变化曲线中预设值的最小值对应的频率。
另外，获取第一信号中干扰物体对应的子信号相对于载波信号的干扰频率或干扰相位，还包括：获取第一信号中干扰物体对应的子信号相对于载波信号的干扰相位；在生成调整信号的过程中，还包括：基于干扰相位调节载波信号的相位；或，在将第二信号输入至基带电路的过程中，还包括：获取干扰相位对应的载波信号的干扰幅值，并去除干扰幅值的传输电流。
另外，将第二信号输入至基带电路之后，还包括：基于干扰频率或干扰时延补偿目标物体的测定距离，测定距离为基带电路基于第二信号获取。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制；为了更清楚地说明本公开实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请一实施例提供的载波剥离设备的结构示意图；
图2为本申请一实施例提供的信号处理模块的一种结构示意图；
图3为本申请一实施例提供的包络曲线的最大幅值与载波信号的时延之间的变化曲线的示意图；
图4为本申请一实施例提供的预设值与载波信号的频率之间的变化曲线的示意图；
图5为本申请一实施例提供的第一信号中干扰物体信号对目标物体信号影响的对比示意图；
图6为本申请一实施例提供的信号处理模块的另一种结构示意图；
图7为本申请一实施例提供的第一信号的最大振幅与载波信号的相位的变化曲线的示意图；
图8为本申请一实施例提供的具备干扰电流源的载波剥离设备的结构示意图；
图9为本申请一实施例提供的具备滤波器的载波剥离设备的结构示意图；
图10为本申请另一实施例提供的干扰消除方法的流程示意图。
具体实施方式
由背景技术可知，毫米波雷达一般安置在汽车前挡板后面，前挡板由于距离雷达非常近(通常在2厘米内)，所以会造成极强的反射能量，而真正想要探测的目标物体(比如在0.5米到300米的距离的物体)，反射回来能量却远远比挡板反射的能量小，造成挡板的反射能量会完全淹没目标物体的反射能量，从而造成雷达接收的目标物体的反射能量的信噪比或线性度大大下降。
目前，现有技术通过在雷达的接收电路的变压器上引入消除电路，通过消除电路来消除近距离障碍物的反射能量，但是接收电路的变压器作为雷达的最前端电路，此时信号没有进行任何放大，消除电路所引入的噪声同样会显著的降低目标物体的反射能量的信噪比和线性度；另外，现有技术也通过在雷达的基带电路上引入消除电路，但此时近距离障碍物的反射能量已被放大，消除电路也需要提供一个很大能量的信号去抵消近距离障碍物的反射能量，使得消除电路需要设计为大功耗电路，且基带电路为信号通路，在基带电路上进行信号消除，同样会引入较大的噪声。
本申请一实施例提供一种载波剥离设备，对反射信号进行载波剥离的过程中，以较小的功耗消除近距离障碍物的反射能量，极大提高了车载雷达的检测质量。
下面将结合附图对本申请的各实施例进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本申请各实施例中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。
图1为本实施例提供的载波剥离设备的结构示意图，图2为本实施例提供的信号处理模块的一种结构示意图，图3为本实施例提供的包络曲线的最大幅值与载波信号的时延之间的变化曲线的示意图，图4为本实施例提供的预设值与载波信号的频率之间的变化曲线的示意图，图5为本实施例供的第一信号中干扰物体信号对目标物体信号影响的对比示意图，图6为本实施例提供的信号处理模块的另一种结构示意图，图7为本实施例提供的第一信号的最大振幅与载波信号的相位的变化曲线的示意图，图8为本实施例提供的具备干扰电流源的载波剥离设备的结构示意图，图9为本实施例提供的具备滤波器的载波剥离设备的结构示意图，以下结合附图对本实施例提供的载波剥离设备进行详细说明，具体如下：
参考图1，载波剥离设备，包括：
检测模块101，连接基带电路104的输入端，用于获取第一信号IF0，第一信号IF0为基带电路104的输入端所接收到的信号。
基带电路104用于根据所接收到的信号获取目标物体与雷达电磁波发射点之间的信息。具体地，基带电路104用于根据接收到的信号进行信号分析处理，以获取定位物体与雷达电磁波发射点之间的距离、距离变化率、方位、高度等信息。需要说明的是，在后续的说明中，以距离信息作为示例对本实施例提供的载波剥离设备进行详细说明，并不构成对本实施例的限定，在其他实施例中，载波剥离设备也适用于距离变化率、方位、高度等信息的调节方式。
第一信号IF0为混频器103混合反射信号RF和载波信号LO0生成，反射信号RF即雷达发射点所接收到的雷达反射波，载波信号LO0用于剥离反射信号RF中的载波信号，从而获取第一信号IF0，第一信号IF0携带目标物体和近距离障碍物体(干扰物体)的距离信息。
信号处理模块102，连接检测模块101并用于接收载波信号LO0，被配置为，获取第一信号IF0中干扰物体对应的子信号相对于载波信号LO0的干扰频率fM或干扰时延tM，并基于干扰频率fM或干扰时延tM调节载波信号LO0的频率或时延，以生成调整信号LOt。
混频器103，用于接收反射信号RF和调整信号LOt，并连接基带电路104的输入端，被配置为，混合反射信号RF和调整信号LOt，以生成第二信号IFt，并将第二信号IFt输入基带电路104，其中，调整信号LOt用于剥离反射信号RF中的载波信号，并减小反射信号RF中能由干扰物体反射的信号；需要说明的是，此时输入基带电路104的第二信号IFt作为第一信号IF0继续被检测模块101侦测。
对于本实施例中提到的混频器103，假设用于混合cosA和cosB的两个波，混频器103的工作原理为：cosA*cosB＝1/2[cos(A+B)+cos(A-B)]，由于cos(A+B)的频率较大，混频器103内部进行高频滤波后，此时cosA和cosB混合后得到的波形为1/2cos(A-B)。
通过调节载波信号LO0的频率或时延，得到调整信号LOt，调整信号LOt用于将干扰物体的反射信号作为载波对反射信号RF进行载波消除，从而去除反射信号RF中干扰物体反射的信号，且调节载波信号LO0得到调整信号LOt所需消耗的功耗较小，极大提高了车载雷达的检测质量。
在一个例子中，参考图2，信号处理模块102，包括：第一处理单元112，被配置为，接收并调节载波信号LO0的时延；第二处理单元122，连接检测模块101，被配置为，获取第一信号IF0的包络曲线；第三处理单元132，连接第一处理单元112和第二处理单元122，被配置为，获取包络曲线的最大幅值与载波信号的时延之间的变化曲线，并基于变化曲线获取干扰时延tM，干扰时延tM为变化曲线中包络曲线的最大幅值的最小值对应的时延；第四处理单元142，连接第三处理单元132并接收载波信号LO0，被配置为，基于干扰时延tM调节载波信号LO0，生成调整信号LOt。
具体地，第一处理单元112、第二处理单元122和第三处理单元132用于在测试阶段，不断调节载波信号LO0的时延，以获取干扰时延tM；第四处理单元142用于载波剥离设备实际应用时，基于获取的干扰时延tM进行反射信号RF中干扰物体反射的信号的消除。
载波剥离设备基于反射信号的时延定位目标位置，载波剥离设备的工作原理如下：
RF＝A0COS[ω0(t-△t0)+k(t-△t0)2+θ0]+∑AiCOS[ω0(t-△ti)+k(t-△ti)2+θi] (1)
LO＝ALOCOS[ω0t+kt2+θLO] (2)
对于(1)式，其中A0COS[ω0(t-△t0)+k(t-△t0)2+θ0]为干扰物体的反射信号，∑AiCOS[ω0(t-△ti)+k(t-△ti)2+θi]为目标物体的反射信号；基于前文所述的混频器103的工作原理，此时IF0＝RF*LO0＝B0COS[ω0(t-△t0)+k(t-△t0)2+θ0-ω0t-kt2-θLO]+∑BiCOS[ω0(t-△ti)+k(t-△ti)2+θi-ω0t-kt2-θLO] (3)
通过第一处理单元112、第二处理单元122和第三处理单元132不断调节载波信号LO0的时延以生成调整信号LOt，此时LOt＝ALOCOS[ω0(t-△td)+k(t-△td)2+θLO] (4)
基于前文所述的混频器103的工作原理，此时IFt＝RF*LOt＝B0COS[ω0(t-△t0)+k(t-△t0)2-ω0(t-△td)-k(t-△td)2+θ0-θLO]+∑BiCOS[ω0(t-△ti)+k(t-△ti)2-ω0(t-△td)-k(t-△td)2+θi-θLO] (5)
对于(5)式，其函数曲线图即包络曲线的最大幅值A1与载波信号的时延t之间的变化曲线，变化曲线图参考图3，根据图3以获取干扰时延tM，依据(5)式并结合图3可知，此时干扰时延tM＝△t0；当第四处理单元142根据干扰时延tM调节生成调整信号LOt后，IFt＝B0COS(θ0-θLO)+∑BiCOS[ω0(t-△ti)+k(t-△ti)2-ω0(t-tM)-k(t-tM)2+θi-θLO]，其中，B0COS(θ0-θLO)作为一个常数项，仅影响第二信号IFt的幅值，并不影响第二信号IFt的频率，从而消除了反射信号RF中由干扰物体反射的信号，且B0COS(θ0-θLO)作为常数电流，在后续操作中，可以作为偏置电流的方式进行去除。
在另一例子中，参考图2，信号处理模块102，包括：第一处理单元112，被配置为，接收并调节载波信号LO0的频率；第二处理单元122，连接检测模块101，被配置为，获取预设值，预设值为第一信号IF0中最大幅值与最小幅值的差值；第三处理单元132，连接第一处理单元112和第二处理单元122，被配置为，获取预设值与载波信号的频率之间的变化曲线，并基于变化曲线获取干扰频率fM，干扰频率fM为变化曲线中预设值的最小值对应的频率；第四处理单元142，连接第三处理单元132并接收载波信号LO0，被配置为，基于干扰频率fM调节载波信号LO0，生成调整信号LOt。
具体地，第一处理单元112、第二处理单元122和第三处理单元132用于在测试阶段，不断调节载波信号LO0的频率，以获取干扰频率fM；第四处理单元142用于载波剥离设备实际应用时，基于获取的干扰频率fM进行反射信号RF中干扰物体反射的信号的消除。
载波剥离设备基于反射信号的频率定位目标位置，载波剥离设备的工作原理如下：
RF＝A0COS(ω0t+θ0)+∑AiCOS(ωit+θi) (1)
LO＝ALOCOS(ωLOt+θLO) (2)
对于(1)式，其中A0COS(ω0t+θ0)为干扰物体的反射信号，∑AiCOS(ωit+θi)为目标物体的反射信号；基于前文所述的混频器103的工作原理，此时IF0＝RF*LO0＝A0COS(ω0t+θ0-ωLOt-θLO)+∑AiCOS(ωit+θi-ωLOt-θLO) (3)
通过第一处理单元112、第二处理单元122和第三处理单元132不断调节载波信号LO0的频率以生成调整信号LOt，此时LOt＝ALOCOS[(ωLO+△ω)t+θLO] (4)
基于前文所述的混频器103的工作原理，此时IFt＝RF*LOt＝B0COS[(ω0-ωLO-△ω)t+θ0-θLO]+∑BiCOS[(ωi-ωLO-△ω)t+θi-θLO] (5)
对于(5)式，其函数曲线图即预设值A2与载波信号的频率f之间的变化曲线，变化曲线图参考图4，根据图4以获取干扰频率fM，依据(5)式并结合图4可知，此时干扰频率fM＝ω0-ωLO；当第四处理单元142根据干扰频率fM调节生成调整信号LOt后，IFt＝B0COS(θ0-θLO)+∑BiCOS[(ωi-ωLO-fM)t+θi-θLO]，其中，B0COS(θ0-θLO)作为一个常数项，仅影响第二信号IFt的幅值，并不影响第二信号IFt的频率，从而消除了反射信号RF中由干扰物体反射的信号，且B0COS(θ0-θLO)作为常数电流，在后续操作中，可以作为偏置电流的方式进行去除。
参考图5，由背景技术可知，前挡板由于距离雷达非常近(通常在2厘米内)，所以会造成极强的反射能量，而真正想要探测的目标物体(比如在0.5米到300米的距离的物体)，反射回来能量却远远比挡板反射的能量小，当第一信号IF0中干扰物体的信号不去除时，干扰物体对目标物体的信号的影响较大，当第一信号IF0中干扰物体的信号部分去除时，干扰物体仍存在对目标物体的信号的影响，当第一信号IF0中干扰物体的信号完全去除时，得到规整的目标物体的信号，基于上述载波消除原理可知，本申请实施例通过调节的频率或时延，得到调整信号LOt，调整信号LOt用于将干扰物体的反射信号作为载波对反射信号RF进行载波消除，从而去除反射信号RF中能由干扰物体反射的信号，且调节载波信号LO0生成调整信号LOt所需消耗的功耗较小，极大提高了车载雷达的检测质量。
需要说明的是，图5仅用于体现干扰物体的信号对目标物体的信号产生的影响，并不构成对目标物体和干扰物体波形的限定，图5所示信号中目标物体的信号为一端规整的锯齿波，在实际应用中，目标物体的信号会根据目标物体的数量、距离产生相同变化，从而不为规整的波形。
基于前文所述，基于干扰时延tM或者干扰频率fM消除反射信号RF中干扰物体对应的子信号后，还存在B0COS(θ0-θLO)的干扰常数项，在一些实施例中，载波剥离设备还用于抵消该常数项。
参考图6，信号处理模块102还包括：第五处理单元152，被配置为，接收并调节载波信号LO0的相位；第六处理单元162，连接检测模块101，被配置为，获取第一信号IF0的最大幅值；第七处理单元172，连接第五处理单元152和第六处理单元162，被配置为，获取第一信号的最大振幅与载波信号的相位之间的变化曲线，并给予变化曲线获取干扰相位θM，干扰相位θM为变化曲线中最大振幅最小值对应的相位；第四处理单元142还连接第七处理单元172，还被配置为，基于干扰相位θM调节载波信号LO0。
具体地，第五处理单元152、第六处理单元162和第七处理单元172用于在测试阶段，不断调节载波信号LO0的相位，以获取干扰相位θM；第四处理单元142还用于载波剥离设备实际应用时，基于获取的干扰相位θM进行反射信号RF中干扰物体反射的信号的消除。
更具体地，参考图7，基于第一信号的最大振幅A3与载波信号的相位θ之间的变化曲线，获取干扰相位θM。
对于基于时延定位目标位置的载波剥离设备，通过第五处理单元152、第六处理单元162和第七处理单元172不断调节载波信号LO0的相位以生成调整信号LOt，此时LOt＝ALOCOS[ω0(t-tM)+k(t-tM)2+θLO+△θ]，基于前文所述的混频器103的工作原理，IFt＝RF*LOt＝B0COS[ω0(t-△t0)+k(t-△t0)2-ω0(t-tM)-k(t-tM)2+θ0-θLO-△θ]+∑BiCOS[ω0(t-△ti)+k(t-△ti)2-ω0(t-tM)-k(t-tM)2+θi-θLO-△θ]，参考图7，基于第一信号的最大振幅A3与载波信号的相位θ之间的变化曲线，获取干扰相位θM，基于上式可知，此时干扰相位θM＝θ0-θLO+π/2；第四处理单元142根据干扰时延tM和干扰相位θM调节生成调整信号LOt后，IFt＝∑BiCOS[ω0(t-△ti)+k(t-△ti)2-ω0(t-tM)+k(t-tM)2+θi-θLO-θM]，即完全消除了反射信号中干扰物体对应的子信号。
对于基于频率定位目标位置的载波剥离设备，通过第五处理单元152、第六处理单元162和第七处理单元172不断调节载波信号LO0的相位以生成调整信号LOt，此时LOt＝ALOCOS[(ωLO+fM)t+θLO+△θ]，基于前文所述的混频器103的工作原理，IFt＝RF*LOt＝B0COS[(ω0-ωLO-fM)t+θ0-θLO-△θ]+∑BiCOS[(ωi-ωLO-fM)t+θi-θLO-△θ]，参考图7，基于第一信号的最大振幅A3与载波信号的相位θ之间的变化曲线，获取干扰相位θM，基于上式可知，此时干扰相位θM＝θ0-θLO+π/2；第四处理单元142根据干扰频率fM和干扰相位θM调节生成调整信号LOt后，IFt＝∑BiCOS[(ωi-ωLO-fM)t+θi-θLO-θM]，即完全消除了反射信号中干扰物体对应的子信号；即通过在信号处理模块102进行载波信号LO0的频率或时延的调节基础上，再增加对载波信号LO0的相位调节，以完全去除反射信号中干扰物体对应的子信号，进一步提高车载雷达的检测质量。
参考图8，在一些实施例中，载波剥离设备还包括：干扰抵消电流源105，设置于混频器103连接基带电路104的传输电路上，信号处理模块102还用于：获取第一信号IF0中，干扰物体对应的子信号相对于载波信号的干扰相位，干扰抵消电流源105连接信号处理模块102，输入端连接传输电路，且电流值基于干扰相位相对应的载波信号的幅值设置。由前文可知，进行干扰物体对应的子信号消除后，还存在B0COS(θ0-θLO)的常数电流，此时将电流源电流值设置为B0COS(θ0-θLO)，第二信号IFt中B0COS(θ0-θLO)的常数电流将提供给干扰抵消电流源105，此时传输至基带电路104的第二信号IFt即完全去除反射信号中干扰物体对应的子信号，进一步提高车载雷达的检测质量。
参考图9，在一些实施例中，载波剥离设备，还包括：滤波器106，连接在检测模块101与信号处理模块102的信号通路上，且输入端连接检测模块101，输出端连接信号处理模块102。通过滤波器106过滤第一信号IF0中的噪音，以提高信号处理模块102获取干扰频率fM、干扰时延tM和干扰相位θM的准确性。
本申请实施例通过调节的频率或时延，得到调整信号LOt，调整信号LOt用于将干扰物体的反射信号作为载波对反射信号RF进行载波消除，从而去除反射信号RF中能由干扰物体反射的信号，且调节载波信号LO0生成调整信号LOt所需消耗的功耗较小，极大提高了车载雷达的检测质量。
需要说明的是，本实施例通过调整信号LOt将干扰物体的反射信号作为载波对反射信号RF进行载波消除，相当于测定的距离为干扰物体距离目标物体的距离等参数，在后续雷达的信号处理过程中，可以基于雷达和干扰物体的距离等参数补偿雷达与目标物体的距离等参数，从而进一步提高雷达定位的准确性。
本实施例中所涉及到的各单元均为逻辑单元，在实际应用中，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现。此外，为了突出本公开的创新部分，本实施例中并没有将与解决本公开所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明本实施例中不存在其它的单元。
需要说明的是，上述实施例所提供的载波剥离设备中所揭露的特征，在不冲突的情况下可以任意组合，可以得到新的载波剥离设备实施例。
本实施例又一实施例还提供一种干扰消除方法，应用于上述实施例提供的载波剥离设备，以较小的功耗消除近距离障碍物的反射能量，极大提高了车载雷达的检测质量。
图10为本实施例提供的干扰消除方法的流程示意图，以下结合附图对本实施例提供的干扰消除方法进行详细说明，具体如下：
参考图10，干扰消除方法，包括：
步骤201，获取基带电路接收的第一信号，并获取第一信号中干扰物体对应的子信号相对于载波信号的干扰频率或干扰时延。
步骤202，获取载波信号，并基于干扰频率或干扰时延调节载波信号的频率或时延，生成调整信号。
步骤203，基于调整信号剥离反射信号中的载波信号，生成第二信号，并将第二信号输入至基带电路。
其中，基于调整信号剥离反射信号中的载波信号的原理具体如下(第一信号IF0、载波信号LO0、调整信号LOt、反射信号RF和第二信号IFt)：
若设备基于反射信号的频率定位目标位置，步骤202包括：获取预设值，预设值为第一信号中最大幅值与最小幅值的差值，调节载波信号的频率，获取预设值与载波信号的频率之间的变化曲线，并基于变化曲线获取干扰频率，干扰频率为变化曲线中预设值的最小值对应的频率；此时载波剥离设备的工作原理如下：
RF＝A0COS(ω0t+θ0)+∑AiCOS(ωit+θi) (1)
LO＝ALOCOS(ωLOt+θLO) (2)
对于(1)式，其中A0COS(ω0t+θ0)为干扰物体的反射信号，∑AiCOS(ωit+θi)为目标物体的反射信号；基于前文所述的混频器103的工作原理，此时IF0＝RF*LO0＝A0COS(ω0t+θ0-ωLOt-θLO)+∑AiCOS(ωit+θi-ωLOt-θLO) (3)
通过不断调节载波信号LO0的频率以生成调整信号LOt，此时LOt＝ALOCOS[(ωLO+△ω)t+θLO] (4)
基于前文所述的混频器103的工作原理，此时IFt＝RF*LOt＝B0COS[(ω0-ωLO-△ω)t+θ0-θLO]+∑BiCOS[(ωi-ωLO-△ω)t+θi-θLO] (5)
对于(5)式，其函数曲线图即预设值A2与载波信号的频率f之间的变化曲线，变化曲线图参考图4，根据图4以获取干扰频率fM，依据(5)式并结合图4可知，此时干扰频率fM＝ω0-ωLO；当第四处理单元142根据干扰频率fM调节生成调整信号LOt后，IFt＝B0COS(θ0-θLO)+∑BiCOS[(ωi-ωLO-fM)t+θi-θLO]，其中，B0COS(θ0-θLO)作为一个常数项，仅影响第二信号IFt的幅值，并不影响第二信号IFt的频率，从而消除了反射信号RF中由干扰物体反射的信号，且B0COS(θ0-θLO)作为常数电流，在后续操作中，可以作为偏置电流的方式进行去除。
若设备基于反射信号的时延定位目标位置，步骤202包括：获取第一信号的包络曲线，调节载波信号时延，获取包络曲线的最大幅值与载波信号的时延之间的变化曲线，并基于变化曲线获取干扰时延，干扰时延为变化曲线中包络曲线的最大幅值的最小值对应的时延；此时载波剥离设备的工作原理如下：
RF＝A0COS[ω0(t-△t0)+k(t-△t0)2+θ0]+∑AiCOS[ω0(t-△ti)+k(t-△ti)2+θi] (1)
LO＝ALOCOS[ω0t+kt2+θLO] (2)
对于(1)式，其中A0COS[ω0(t-△t0)+k(t-△t0)2+θ0]为干扰物体的反射信号，∑AiCOS[ω0(t-△ti)+k(t-△ti)2+θi]为目标物体的反射信号；基于前文所述的混频器103的工作原理，此时IF0＝RF*LO0＝B0COS[ω0(t-△t0)+k(t-△t0)2+θ0-ω0t-kt2-θLO]+∑BiCOS[ω0(t-△ti)+k(t-△ti)2+θi-ω0t-kt2-θLO] (3)
通过不断调节载波信号LO0的时延以生成调整信号LOt，此时LOt＝ALOCOS[ω0(t-△td)+k(t-△td)2+θLO] (4)
基于前文所述的混频器103的工作原理，此时IFt＝RF*LOt＝B0COS[ω0(t-△t0)+k(t-△t0)2-ω0(t-△td)-k(t-△td)2+θ0-θLO]+∑BiCOS[ω0(t-△ti)+k(t-△ti)2-ω0(t-△td)-k(t-△td)2+θi-θLO] (5)
对于(5)式，其函数曲线图即包络曲线的最大幅值A1与载波信号的时延t之间的变化曲线，变化曲线图参考图3，根据图3以获取干扰时延tM，依据(5)式并结合图3可知，此时干扰时延tM＝△t0；当第四处理单元142根据干扰时延tM调节生成调整信号LOt后，IFt＝B0COS(θ0-θLO)+∑BiCOS[ω0(t-△ti)+k(t-△ti)2-ω0(t-tM)-k(t-tM)2+θi-θLO]，其中，B0COS(θ0-θLO)作为一个常数项，仅影响第二信号IFt的幅值，并不影响第二信号IFt的频率，从而消除了反射信号RF中由干扰物体反射的信号，且B0COS(θ0-θLO)作为常数电流，在后续操作中，可以作为偏置电流的方式进行去除。
基于上述载波消除原理可知，本申请实施例通过调节载波信号的频率或时延，得到调整信号，调整信号用于将干扰物体的反射信号作为载波对反射信号进行载波消除，从而去除反射信号中能由干扰物体反射的信号，且调节载波信号所需消耗的功耗较小，极大提高了车载雷达的检测质量。
在一些实施例中，步骤202中还包括：获取第一信号中干扰物体对应的子信号相对于载波信号的干扰相位，步骤203生成调整信号的过程中，还包括：基于干扰相位调节载波信号的相位；或步骤203在将第二信号输入至基带电路104的过程中，还包括：获取干扰相位相对应的载波信号的干扰幅值，并去除干扰幅值的传输电路。
在一个例子中，对于基于频率定位目标位置的载波剥离设备，通过不断调节载波信号LO0的相位以生成调整信号LOt，此时LOt＝ALOCOS[(ωLO+fM)t+θLO+△θ]，基于前文所述的混频器103的工作原理，IFt＝RF*LOt＝B0COS[(ω0-ωLO-fM)t+θ0-θLO-△θ]+∑BiCOS[(ωi-ωLO-fM)t+θi-θLO-△θ]，参考图7，基于第一信号的最大振幅A3与载波信号的相位θ之间的变化曲线，获取干扰相位θM，基于上式可知，此时干扰相位θM＝θ0-θLO+π/2；第四处理单元142根据干扰频率fM和干扰相位θM调节生成调整信号LOt后，IFt＝∑BiCOS[(ωi-ωLO-fM)t+θi-θLO-θM]，即完全消除了反射信号中干扰物体对应的子信号。
在另一例子中，对于基于时延定位目标位置的载波剥离设备，通过不断调节载波信号LO0的相位以生成调整信号LOt，此时LOt＝ALOCOS[ω0(t-tM)+k(t-tM)2+θLO+△θ]，基于前文所述的混频器103的工作原理，IFt＝RF*LOt＝B0COS[ω0(t-△t0)+k(t-△t0)2-ω0(t-tM)-k(t-tM)2+θ0-θLO-△θ]+∑BiCOS[ω0(t-△ti)+k(t-△ti)2-ω0(t-tM)-k(t-tM)2+θi-θLO-△θ]，参考图7，基于第一信号的最大振幅A3与载波信号的相位θ之间的变化曲线，获取干扰相位θM，基于上式可知，此时干扰相位θM＝θ0-θLO+π/2；第四处理单元142根据干扰时延tM和干扰相位θM调节生成调整信号LOt后，IFt＝∑BiCOS[ω0(t-△ti)+k(t-△ti)2-ω0(t-tM)+k(t-tM)2+θi-θLO-θM]，即完全消除了反射信号中干扰物体对应的子信号。
在另一个例子中，参考图5，进行干扰物体对应的子信号消除后，还存在B0COS(θ0-θLO)的常数电流，此时将电流源电流值设置为B0COS(θ0-θLO)，第二信号IFt中B0COS(θ0-θLO)的常数电流将提供给干扰抵消电流源105，此时传输至基带电路104的第二信号IFt即完全去除反射信号中干扰物体对应的子信号，进一步提高车载雷达的检测质量。
继续参考图10，在一些实施例中，还包括步骤204，基于干扰频率或干扰时延补偿目标物体的测定距离。具体地，通过调整信号将干扰物体的反射信号作为载波对反射信号进行载波消除，相当于测定的距离为干扰物体距离目标物体的距离等参数，可以基于雷达和干扰物体的距离等参数补偿雷达与目标物体的距离等参数，从而进一步提高雷达定位的准确性。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本申请的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本申请的精神和范围。任何本领域技术人员，在不脱离本申请的精神和范围内，均可作各自更动与修改，因此本申请的保护范围应当以权利要求限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种载波剥离设备，其特征在于，包括：
检测模块，连接基带电路的输入端，用于获取第一信号，所述第一信号为所述基带电路的输入端所接收到的信号；
信号处理模块，连接所述检测模块并用于接收载波信号，被配置为，获取所述第一信号中干扰物体对应的子信号相对于所述载波信号的干扰频率或干扰时延，并基于所述干扰频率或所述干扰时延调节所述载波信号的频率或时延，以生成调整信号；
混频器，用于接收反射信号和所述调整信号，并连接所述基带电路的输入端，被配置为，混合所述反射信号和所述调整信号，以生成第二信号，并将所述第二信号输入所述基带电路；
其中，所述调整信号用于剥离所述反射信号中的载波信号，并减小所述反射信号中由干扰物体反射的信号。
2.根据权利要求1所述的载波剥离设备，其特征在于，所述信号处理模块，包括：
第一处理单元，被配置为，接收并调节所述载波信号的时延；
第二处理单元，连接所述检测模块，被配置为，获取所述第一信号的包络曲线；
第三处理单元，连接所述第一处理单元和所述第二处理单元，被配置为，获取所述包络曲线的最大幅值与所述载波信号的时延之间的变化曲线，并基于所述变化曲线获取所述干扰时延，所述干扰时延为所述变化曲线中所述包络曲线的最大幅值的最小值对应的时延；
第四处理单元，连接所述第三处理单元并接收所述载波信号，被配置为，基于所述干扰时延调节所述载波信号，生成所述调整信号。
3.根据权利要求1所述的载波剥离设备，其特征在于，所述信号处理模块，包括：
第一处理单元，被配置为，接收并调节所述载波信号的频率；
第二处理单元，连接所述检测模块，被配置为，获取预设值，所述预设值为所述第一信号中最大幅值与最小幅值的差值；
第三处理单元，连接所述第一处理单元和所述第二处理单元，被配置为，获取所述预设值与所述载波信号的频率之间的变化曲线，并基于所述变化曲线获取所述干扰频率，所述干扰频率为所述变化曲线中所述预设值的最小值对应的频率；
第四处理单元，连接所述第三处理单元并接收所述载波信号，被配置为，基于所述干扰频率调节所述载波信号，生成所述调整信号。
4.根据权利要求2或3所述的载波剥离设备，其特征在于，所述信号处理模块，还包括：
第五处理单元，被配置为，接收并调节所述载波信号的相位；
第六处理单元，连接所述检测模块，被配置为，获取所述第一信号的最大幅值；
第七处理单元，连接所述第五处理单元和所述第六处理单元，被配置为，获取所述第一信号的最大振幅与所述载波信号的相位之间的变化曲线，并基于所述变化曲线获取干扰相位，所述干扰相位为所述变化曲线中最大振幅最小值对应的相位；
所述第四处理单元还连接所述第七处理单元，还被配置为，基于所述干扰相位调节所述载波信号。
5.根据权利要求2或3所述的载波剥离设备，其特征在于，还包括：干扰抵消电流源，设置于所述混频器连接所述基带电路的传输电路上；
所述信号处理模块还用于：获取所述第一信号中干扰物体对应的子信号相对于所述载波信号的干扰相位；
所述干扰抵消电流源还连接所述信号处理模块，输入端连接所述传输电路，且电流值基于所述干扰相位相对应的所述载波信号的幅值设置。
6.根据权利要求1所述的载波剥离设备，其特征在于，还包括：滤波器，连接在所述检测模块与所述信号处理模块的信号通路上，且输入端连接所述检测模块，输出端连接所述信号处理模块。
7.一种干扰消除方法，应用于权利要求1～6任一项所述的载波剥离设备，其特征在于，包括：
获取基带电路接收的第一信号，并获取所述第一信号中干扰物体对应的子信号相对于载波信号的干扰频率或干扰时延；
获取载波信号，并基于所述干扰频率或所述干扰时延调节所述载波信号的频率或时延，生成调整信号；
基于所述调整信号剥离反射信号中的载波信号，生成第二信号，并将所述第二信号输入至所述基带电路。
8.根据权利要求7所述的干扰消除方法，其特征在于，所述获取所述第一信号中干扰物体对应的子信号相对于载波信号的干扰频率或干扰相位，包括：
获取所述第一信号的包络曲线；
调节载波信号的时延，获取所述包络曲线的最大幅值与所述载波信号的时延之间的变化曲线，并基于所述变化曲线获取所述干扰时延，所述干扰时延为所述变化曲线中所述包络曲线的最大幅值的最小值对应的时延；
或，获取预设值，所述预设值为所述第一信号中最大幅值与最小幅值的差值；
调节载波信号的频率，获取所述预设值与所述载波信号的频率之间的变化曲线，并基于所述变化曲线获取所述干扰频率，所述干扰频率为所述变化曲线中所述预设值的最小值对应的频率。
9.根据权利要求7所述的干扰消除方法，其特征在于，所述获取所述第一信号中干扰物体对应的子信号相对于载波信号的干扰频率或干扰相位，还包括：
获取所述第一信号中干扰物体对应的子信号相对于载波信号的干扰相位；
在生成所述调整信号的过程中，还包括：基于所述干扰相位调节所述载波信号的相位；
或，在将所述第二信号输入至所述基带电路的过程中，还包括：获取所述干扰相位对应的所述载波信号的干扰幅值，并去除所述干扰幅值的传输电流。
10.根据权利要求7所述的干扰消除方法，其特征在于，所述将所述第二信号输入至所述基带电路之后，还包括：基于所述干扰频率或所述干扰时延补偿目标物体的测定距离，所述测定距离为所述基带电路基于所述第二信号获取。
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