CN115754950A - Tdm fmcw雷达设备及设备的信号处理方法 - Google Patents

Tdm fmcw雷达设备及设备的信号处理方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115754950A
CN115754950A CN202210116853.6A CN202210116853A CN115754950A CN 115754950 A CN115754950 A CN 115754950A CN 202210116853 A CN202210116853 A CN 202210116853A CN 115754950 A CN115754950 A CN 115754950A
Authority
CN
China
Prior art keywords
doppler
signal
frequency
chirp
doppler frequency
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210116853.6A
Other languages
English (en)
Inventor
金勇在
崔正旻
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Smart Radar System Inc
Original Assignee
Smart Radar System Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Smart Radar System Inc filed Critical Smart Radar System Inc
Publication of CN115754950A publication Critical patent/CN115754950A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/40—Means for monitoring or calibrating
    • G01S7/4052—Means for monitoring or calibrating by simulation of echoes
    • G01S7/4056—Means for monitoring or calibrating by simulation of echoes specially adapted to FMCW
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G01S13/08—Systems for measuring distance only
    • G01S13/32—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
    • G01S13/34—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal
    • G01S13/343—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal using sawtooth modulation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G01S13/42—Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/50—Systems of measurement based on relative movement of target
    • G01S13/58—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
    • G01S13/583—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems using transmission of continuous unmodulated waves, amplitude-, frequency-, or phase-modulated waves and based upon the Doppler effect resulting from movement of targets
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/50—Systems of measurement based on relative movement of target
    • G01S13/58—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
    • G01S13/583—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems using transmission of continuous unmodulated waves, amplitude-, frequency-, or phase-modulated waves and based upon the Doppler effect resulting from movement of targets
    • G01S13/584—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems using transmission of continuous unmodulated waves, amplitude-, frequency-, or phase-modulated waves and based upon the Doppler effect resulting from movement of targets adapted for simultaneous range and velocity measurements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

提出了一种解决时分复用(TDM)调频连续波(FMCW)雷达设备中多普勒模糊问题的方法和结构。在由TDM FMCW雷达设备中的一个发射天线发射的波形信号的帧中，对于每个啁啾循环，包括至少三个具有不同周期的连续啁啾。多普勒频率可以从在接收天线处接收到的FMCW雷达信号测量的三个连续啁啾之间的相位差值确定。具有不同周期的至少三个连续啁啾被配置为在啁啾之间的空闲时间或啁啾的斜坡时间中的至少一个方面不同。

Description

TDM FMCW雷达设备及设备的信号处理方法
技术领域
公开了一种用于时分复用(TDM，time-division-multiplexed)调频连续波(FMCW，frequency modulated continuous wave)雷达设备的信号处理技术。
背景技术
一种多输入多输出(MIMO，multiple-input-multiple-output)调频连续波(FMCW)雷达设备，使用多个发射天线和多个接收天线以低成本实现改进的角度分辨率。一种时分复用(TDM)MIMO雷达设备使用时分复用(TDM)方案来区分接收天线处的发射波形信号。
图1示出了示例性FMCW雷达设备中的天线阵列，其由TX发射天线和RX接收天线组成。在示例性TDM FMCW雷达设备中，TX发射天线顺序地发射FMCW雷达波形信号，并且每个发射的FMCW雷达波形信号被目标反射并且同时被RX接收天线接收。发射天线和接收天线一般为等间距线性排列，但也可以非等间距非线性排列。如图所示，当第j个接收天线接收到由第i个发射天线发射的信号时，可以获得与虚拟天线位于(i，j)位置的情况下的信号基本相同的信号。
图2是说明用于从TDM FMCW雷达信号中估计距离和速度的距离多普勒处理的一个例子的示意图。在TDM FMCW雷达设备中，一帧由NC个啁啾组成，NC个啁啾以TDM方式从NTX个发射天线重复发射NLoop次。即，NC＝NTX×NLoop。如图所示，对所有虚拟天线均等地执行距离多普勒处理。例如，在具有由NTX个发射天线和NRX个接收天线组成的阵列的TDM FMCW雷达设备中，可以对NTX×NRX个虚拟天线中的每一个执行如图2所示的距离多普勒处理。
如图所示，当发射天线依次发射FMCW雷达波形信号时，接收天线RX1与其他接收天线一样接收从一个或多个目标反射的所有反射波。从发射天线发射的信号与在接收天线接收的信号之间的相位差取决于从发射天线经由目标到接收天线的距离。发射和接收信号之间的频率差被称为拍频，并且该拍频可以从距离快速傅里叶变换(FFT，fast Fouriertransform)的输出系数的峰值位置(即，FFT索引)来估计。由于拍频与到目标的距离一一对应，因此可以通过估计拍频来估计到目标的距离。
在图2中，将在(0，1)位置处的虚拟天线的信号，即，在第1接收天线接收到由第0发射天线发射的信号的情况下的虚拟天线的信号作为示例进行描述。首先，距离FFT处理器210-1到210-NLoop执行内部啁啾处理。
从发射天线TX0在帧的第一啁啾循环中发射的发射信号与由目标反射并由接收天线RX1接收的信号之间的差异被距离FFT处理器210-1采样，并以啁啾为单位变换到频域，并针对每个系数存储在缓冲器230-1中。从发射天线TX0在帧的第二啁啾循环中发射的发射信号与由目标反射并由接收天线RX1接收的信号之间的差异被距离FFT处理器210-2采样，并以啁啾为单位变换到频域，并针对每个系数存储在缓冲器230-2中。从发射天线TX0在帧的最后一个啁啾循环中发射的发射信号与由目标反射并由接收天线RX1接收的信号之间的差异被距离FFT处理器230-NLoop采样，并以啁啾为单位变换到频域变换到频，并针对每个系数存储在缓冲器230-NLoop中。可以通过在缓冲器中存储的系数中找到峰值位置的处理来估计拍频，峰值的位置是图中的阴影部分，并且由此可以获得到目标的距离。
同时，当目标移动时，雷达设备与目标之间的距离随时间变化，称为距离偏移。距离偏移导致FMCW雷达信号的相位发生变化，相位变化的程度由目标的径向速度决定。因此，可以通过观察随时间的相位变化来估计目标的径向速度。随着观察相位变化的总时间增加，甚至可以检测到很小的相位变化，从而提高了径向速度分辨率。另一方面，随着观察相位变化的间隔减小，可以检测到更快的变化，从而增加了可检测的径向速度的极限。
为了根据从一个虚拟天线接收到的信号估计目标的距离和径向速度，将二维(2D)-FFT或二维多信号分类(MUSIC，2D-multiple signal classification)等二维谱估计方案应用于距离多普勒矩阵。从MIMO天线阵列获得距离角矩阵，此时角度的维度增加到与虚拟阵列的大小一样多。
在图2的示例中，多普勒FFT处理器250-1到250-M中的每一个执行啁啾间处理。多普勒FFT处理器250-1至250-M中的每一个接收与距离FFT处理器210-NLoop的数量相同的输出系数，即，对应于相同频率的NLoop输出系数，对输出系数执行FFT，并将变换后的系数存储在2D缓冲器270中。提供与距离FFT处理器210-1到210-NLoop的输出系数一样多的数量，即，M个多普勒FFT处理器250-1到250-M。缓冲器270存储通过距离FFT和多普勒FFT获得的距离多普勒频谱值。多普勒频率可以通过从缓冲器270中存储的多普勒FFT输出频谱中识别峰值的位置来确定，例如图中的阴影部分，并且可以从多普勒频率获得目标的径向速度。
多普勒FFT应用于从同一TX-RX信道或虚拟天线捕获的信号。由于分别对应于信道的发射天线和接收天线的物理位置以及目标所处的角度，从不同信道接收到的信号具有不同的初始相位。因此，TDM FMCW系统应始终仅使用从与其多普勒FFT输入相同的信道获得的信号，以便仅观察随时间变化的相位变化。
在TDM FMCW系统中，当一个啁啾的长度表示为Tchirp时，多普勒FFT的输入样本之间的时间差变为Tloop＝Tchirp×NTX，因为无线电波是从NTX个发射天线顺序发射的。此时，当目标的移动导致的距离变化率，即径向速度被表示为vr时，多普勒频率被给出为fd＝2vr/λ。这里，λ是指一个波长的长度。此时，当多普勒FFT的输入样本之间的相位差表示为
Figure BDA0003496702660000041
时，关系式
Figure BDA0003496702660000042
成立。
为了在不出现混叠现象的情况下估计频谱，根据奈奎斯特(Nyquist)采样理论，在一个周期内至少应执行两次采样。这意味着样本之间的相位差应该在±π以内。也就是说，为了正常估计目标的径向速度，应满足以下条件，
【方程1】
|2πfd Tloop|＜π。
由于Tloop始终为正数，利用关系式fd＝2vr/λ，式(1)可表示为：
【方程2】
Figure BDA0003496702660000043
即，在TDM FMCW中，随着发射天线的数量增加，Tloop增加，因此在无混叠条件下可测量的径向速度的最大值与发射天线的数量成比例地减小。例如，在一个77GHz的雷达系统中，有12根发射天线，一个啁啾的长度为40ms，最大可测径向速度仅为+/-7.3km/h左右。
图3示出了可以从多普勒FFT输出谱估计的速度谱。如图所示，从多普勒FFT输出谱估计的速度谱包括可观测谱和混叠谱，由此得到的速度可能包括真实速度和实测速度，从而产生多普勒模糊问题。因此，如图3所示，当目标移动超过如图3的示例中的最大可测量径向速度限制时，由于混叠现象而难以准确估计目标的径向速度。由于错误估计目标的径向速度对估计目标角度的错误具有决定性的影响，因此必须解决这样的多普勒模糊问题。
相关技术中已经公开了解决这种问题的方法(Roos,Fabian等人，“Enhancementof Doppler unambiguity for chirp-sequence modulated TDM MIMO radars”，在2018年IEEE MTT-S智能移动微波国际会议(ICMIM)上披露。IEEE,2018，或Schmid，Christian M.等人，“Motion compensation and efficient array design for TDMAN FMCW MIMO radarsystems”，在2012年第六届欧洲天线与传播会议(EUCAP)上披露。IEEE,2012)。这些论文提出了一种特定结构的天线布置，以便分离由于多普勒效应引起的相位旋转和由目标位置和虚拟天线位置确定的相位旋转分量。这些方法主要在距离多普勒频谱上估计目标的径向速度，并且使用关于虚拟天线之间的相位变化的信息再次估计目标的径向速度。然而，这种方法必须将天线设计成空间长的均匀虚拟阵列，其中发射天线或接收天线以0.5倍波长的相等间隔排列。否则，天线必须设计成大量虚拟阵列元素在空间上重叠。即，由于天线设计的自由度极其有限，相关技术难以应用于稀疏阵列，随之而来的是天线耦合、角度分辨率降低等问题。此外，即使天线被设计为满足上述设计条件，由于测量相位旋转的最小时间间隔为Tchirp，最大可估计径向速度也不会超过方程2的物理极限。
在另一篇相关技术论文(Wojtkiewicz、Andrzej等人，“Two-dimensional signalprocessing in FMCW radars”，在Proc.XXKKTOiUE(1997):475-480中披露)中公开了一种将具有两个或更多个不同Tchirp的子帧连接起来使用的方法。这里，一帧由几个子帧组成。一个子帧在结构上与传统TDM FMCW信号的一帧相同。然而，由于在该方法中使用两个或多个子帧，因此存在帧长度过长和数据吞吐量高的缺点。此外，难以最大化信号处理增益，因为子帧之间的开始时间差大，因此信号相干性降低，并且当目标的范围由于子帧之间的距离偏移而大幅度改变时，难以正确地关联在每个子帧中检测到的目标。
为了解决上述论文的距离偏移问题和相干性问题，在另一篇相关技术论文(Kronauge、Matthias和Hermann Rohling，“New chirp sequence radar waveform”，在IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems50.4(2014):2870-2877中披露)中提出了通过在子帧之间添加频率偏差在时间轴上进行交织的方法。然而，该方法也难以在实践中使用，因为在上述相关技术中帧长度变得太长，即使如此，该方法也可能只是在采样率非常低时被限制性地使用。
发明内容
本发明内容部分以简化的形式介绍了一系列概念，在下面的具体实施方式部分中对这些概念进行进一步描述。本发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。
以下描述涉及提出一种在时分复用(TDM)调频连续波(FMCW)雷达设备中在给定数量的发射天线处增加目标的可检测径向速度极限的方法。
以下描述还涉及通过增加发射天线的数量，同时增加TDM FMCW雷达设备中目标的可检测径向速度来增加位置分辨率。
以下描述还涉及解决TDM FMCW雷达设备中的多普勒模糊问题。
以下描述还涉及解决多普勒模糊问题，同时最小化TDM FMCW雷达设备中帧长度的增加。
以下描述还涉及解决多普勒模糊问题，同时最小化TDM FMCW雷达设备中天线设计中的附加约束。
在一个一般方面，在TDM FMCW雷达设备中，从一个发射天线发射的波形信号的帧包括针对每个啁啾循环具有不同周期的至少三个连续啁啾。多普勒频率可以从在接收天线处接收到的FMCW雷达信号测量的三个连续啁啾之间的相位差值确定。
在另外一个方面，具有不同周期的至少三个连续啁啾被配置为在啁啾之间的空闲时间或啁啾的斜坡时间中的至少一个方面不同。
在另外一个方面，至少三个啁啾被配置为使得空闲时间的啁啾间差值和斜坡时间的啁啾间差值之和受目标的目标最大检测率限制。
在另外一个方面，多普勒频率的真实值可以根据从具有与测量值不同的周期的至少三个连续啁啾信号测量的啁啾之间的相位差来确定。具体地，可以将理论计算的相位差与测量的相位差具有最相似的值的混叠频谱的多普勒频率确定为真实多普勒频率。
在另外一个方面，混叠频谱的多普勒频率的搜索距离可以由要检测的目标的最大多普勒频率与从距离多普勒频谱获得的最大多普勒频率的比率来确定。
附图说明
图1示出了示例性调频连续波(FMCW)雷达设备中的天线阵列，其由TX发射天线和RX接收天线组成。
图2是示出用于根据时分复用(TDM)FMCW雷达信号估计距离和径向速度的距离多普勒处理的示例的图。
图3示出了可以从多普勒快速傅里叶变换(FFT)输出谱估计的速度谱。
图4是示出根据实施例的TDM FMCW雷达设备的信号处理方法的配置的流程图。
图5是示出根据实施例的频谱分析操作的配置的流程图。
图6示出了根据实施例的TDM FMCW雷达设备中的雷达波形的典型帧结构。
图7是示出根据实施例的多普勒频率确定操作的配置的流程图。
图8示出了在典型的TDM FMCW雷达设备中通过执行距离多普勒处理来获得距离多普勒频谱的过程。
图9是示出根据实施例的TDM FMCW雷达设备的结构的框图。
图10是根据实施例的频谱分析仪的配置框图。
图11是示出根据实施例的多普勒频率确定器的配置的框图。
具体实施方式
本发明的前述和附加方面将通过参照附图描述的以下实施例来体现。应该理解，每个实施例中的组件的各种组合都是可能的，除非在实施例中另有说明或矛盾。应当理解，说明书和权利要求书中使用的词语或术语应被解释为具有与其在说明书的上下文中的含义和本发明的技术思想一致的含义，基于发明人是能够正确定义词语或术语的含义以最好地解释本发明的原则。在下文中，将参照附图详细描述本发明的示例性实施例。
在一个一般方面，在时分复用(TDM)频率调制连续波(FMCW)雷达设备中，从一个发射天线发射的波形信号的帧包括针对每个啁啾循环具有不同周期的至少三个连续啁啾。多普勒频率可以从在接收天线处接收到的FMCW雷达信号测量的三个连续啁啾之间的相位差值确定。
图4是示出根据实施例的TDM FMCW雷达设备的信号处理方法的配置的流程图。如图所示，根据实施例的TDM FMCW雷达设备的信号处理方法包括无线发射操作410、无线接收操作420、频谱分析操作430和多普勒频率确定操作440。
本发明描述了由NTX个发射天线和NRX个接收天线的阵列组成的TDM FMCW雷达设备的情况。在该雷达设备中，在每个发射天线处执行无线发射操作410，在每个接收天线处执行无线接收操作420，并且可以在所有虚拟天线处执行频谱分析操作430和多普勒频率确定操作440。
在无线发射操作410中，雷达设备通过发射天线发射FMCW雷达波形信号。根据一个方面，在雷达设备发射的FMCW雷达波形信号中，至少三个连续啁啾对于每个啁啾循环具有不同的周期。这里，至少三个连续啁啾具有不同周期的表述包括三个啁啾中的两个具有相同周期而其余一个具有不同值的情况，或者所有三个都具有不同值的情况。
图6示出了根据实施例的TDM FMCW雷达设备中的雷达波形的典型帧结构。帧是频谱分析的单位，一帧中包含的啁啾循环的数量在此表示为NLoop。图6仅图示了作为一帧的一部分的两个啁啾循环。在图中，Tloop是啁啾循环的长度。啁啾循环是所有发射天线发射一次信号所需的周期。每一帧由一个或多个啁啾循环组成，每个啁啾循环由一个或多个啁啾组成。这里，每个啁啾循环的啁啾数表示为NTX。每个啁啾循环的啁啾数量通常等于发射天线的数量。当啁啾循环中啁啾的位置索引表示为p时，p的值在0<＝p<＝NTX-1的范围内。
图6的右上端图示了雷达波形信号的一个啁啾周期的波形信号。在这里，α：扫频率(frequency sweep rate)；
Tidle,p：第p个啁啾的空闲时间；
Tramp,p：第p个啁啾频率变化部分的长度；
Tchirp,p：第p个啁啾的啁啾周期(＝Tidle,p+Tramp,p)；
TADC：采样延迟，即开始发射啁啾的时间与开始采样的时间之间的时间差；
f0：啁啾起始频率。
在本发明中，扫频率α、啁啾起始频率f0和采样延迟TADC被假定对于所有啁啾都是相同的。当用于发射第p个啁啾的发射天线TX(p)和第q个接收天线之间的延迟分量表示为τTX(p),q时，τTX(p),q的值由目标的方位角和仰角以及由TX(p)指定的虚拟天线的相对位置和空间中的天线参考点q确定。
根据一个方面，与图6所示的一般波形信号不同，应用根据实施例的信号处理方法的雷达设备发射的FMCW雷达波形信号的每个啁啾循环包括至少NTX+2个啁啾。NTX个啁啾是用于估计拍频和多普勒频率的有效啁啾，并且可以从来自第NTX个啁啾的至少三个连续啁啾获取确定多普勒频率的信息。然而，本发明不限于此，啁啾循环中的三个连续啁啾可以位于啁啾循环的开始部分或中间部分。此外，对于发射天线发射的每个FMCW雷达波形信号，三个连续啁啾的位置或内容可能不同。
在无线接收操作420中，雷达设备使用接收天线接收由目标反射的FMCW雷达波形信号，解调基带FMCW雷达信号，对基带FMCW雷达信号和发射信号之间的差异信号进行采样，并将采样信号转换成数字信号并输出。
在频谱分析操作430中，雷达设备从无线接收操作420中输出的信号中确定并输出拍频和多普勒频率。在一个啁啾循环中，NTX个发射天线依次发射FMCW雷达波形信号，每个发射的FMCW雷达波形信号被目标反射并被NRX个接收天线接收。在频谱分析操作430中，雷达设备的信号处理电路为每个接收天线处理雷达波形信号。此外，雷达设备的信号处理电路在一个接收天线接收到的环中，以相同时隙中的啁啾为单位处理波形信号。
在多普勒频率确定操作440中，雷达设备的信号处理电路测量在接收天线处接收到的且具有不同周期的至少三个连续啁啾之间的相位差，并根据测量值和频谱分析操作中的多普勒频率输出确定并输出真实多普勒频率。这将在下面详细描述。
根据本发明的另一个方面，至少三个连续啁啾被配置为在啁啾之间的空闲时间或啁啾的斜坡时间中的至少一个方面不同。因此，可以在不同的时间间隔观察由多普勒频率fd生成的相位分量，以便可以获得更多信息。参考图6的虚线圆圈中的示例性波形，啁啾之间的空闲时间对应于Tidle，而啁啾的斜坡时间对应于Tramp。在所示的示例中，啁啾的周期可以表示为Tchirp＝Tidle+Tramp。
根据本发明，啁啾循环中的至少三个连续啁啾可以配置为时的第一个啁啾在斜坡时间方面不同，最后一个啁啾在空闲时间方面不同，并且中间啁啾在斜坡时间和空闲时间两方面都不同。在采用三个或更多个连续啁啾的情况下，中间啁啾都可以被配置为在斜坡时间和空闲时间上都不同。
与上述类似，在所示实施例中，在FMCW雷达波形信号中，空闲时间或斜坡时间不同的啁啾的位置可以是循环的开始、中间或结束，并且每个无线发射器的位置或内容可能不同。如下文所述，通过改变啁啾之间的空闲时间Tidle和啁啾的斜坡时间Tramp，可以获得能够从由混叠现象产生的多个多普勒频率中确定一个真实多普勒频率的附加信息。
图5是示出根据实施例的频谱分析操作的配置的流程图。如图所示，在一个实施例中，频谱分析操作可以包括距离FFT处理操作431、多普勒快速傅里叶变换(FFT)处理操作433、距离估计操作435和多普勒估计操作437。
在距离FFT处理操作431中，雷达设备的信号处理电路将在无线接收操作420中输出的数字信号变换为以啁啾为单位的频域信号并输出。尽管在所示实施例中选择FFT作为示例，但是可以理解，所提出的发明包括用于频域变换的各种已知变换。
在多普勒FFT处理操作433中，雷达设备的信号处理电路将距离FFT处理操作431中输出的频域信号的相同频率分量再次变换为频域信号并输出。在多普勒FFT处理操作433中，雷达设备的信号处理电路在按频率，即按FFT索引收集FFT系数之后，通过执行FFT来执行啁啾间处理。变换的FFT系数存储在存储器中。存储在存储器中的值是通过距离FFT和多普勒FFT获得的距离多普勒频谱值。
在距离估计操作435中，雷达设备的信号处理电路从距离FFT处理操作431中输出的信号确定并输出拍频。在距离估计操作435中，雷达设备的信号处理电路可以搜索距离FFT处理操作431中输出的频谱中的峰值的位置，即存储最大值的索引，以识别拍频，并使用拍频计算到目标的距离。
在多普勒估计操作437中，雷达设备的信号处理电路根据多普勒FFT处理操作433中输出并存储的信号确定并输出多普勒频率。在多普勒估计操作437中，雷达设备的信号处理电路可以通过识别存储距离多普勒频谱中的峰值的阵列的位置来确定多普勒频率。
根据另外一个方面，多普勒频率的真实值可以根据从具有与测量值不同的周期的至少三个连续啁啾信号测量的啁啾之间的相位差来确定。具体地，可以将理论计算的相位差与测量的相位差具有最相似的值的混叠频谱的多普勒频率确定为真实多普勒频率。
由于混叠频谱，真实多普勒频率与测量的多普勒频率间隔开混叠频谱宽度的整数倍。根据可能作为候选的混叠频谱的多普勒频率计算具有不同周期的至少三个连续啁啾信号的相位差，并且相位差与实际测量的相位差最相似的多普勒频率可被估计为真实多普勒频率。
图8示出了在典型的TDM FMCW雷达设备中通过执行距离多普勒处理来获得距离多普勒频谱的过程。即使在本发明中，距离多普勒处理也以类似于图2所示的方式进行，并且以第q个接收天线为例进行描述。当针对所有TX(p)在每个接收信道执行如图2所示的信号处理过程时，可以获得如图8所示的总共NTX距离多普勒频谱。如图8中的灰色所示，在距离多普勒频谱上，目标的距离和径向速度对应的排列中有一个峰值，并且在通过TX(p)获得的距离多普勒频谱中的峰值处存在相位值→q链路，即从第p个发射天线发射的信号被第q个接收天线接收到的虚拟天线，在忽略噪声的情况下，表示如下，
【方程3】
Figure BDA0003496702660000131
这里，对于三个连续的啁啾p,p+1,and p+2，
当满足关系式τTX(p),q＝τTX(p+1),q＝τTX(p+2),q时，
连续啁啾之间的相位差可以表示如下，
【方程4】
Figure BDA0003496702660000132
Figure BDA0003496702660000133
Figure BDA0003496702660000134
从方程4可以看出，连续啁啾之间的相位差由空闲时间Tidle和斜坡时间Tramp确定。当所有啁啾具有与传统TDM FMCW系统相同的空闲时间和斜坡时间时，可从啁啾之间的相位差获得的信息被限制为2πfd(Tramp+Tidle)。
如图8所示，在每个虚拟天线的接收信道的多普勒处理中，输入从同一发射天线接收到的信号，输入样本之间的时间差为Tloop。当将由于目标的移动引起的多普勒频率表示为fd时，通过执行多普勒处理可以观察到的最小相位差为2πfdTloop。
此时，方程1可测得的最大多普勒频率可以表示为fd＝1/(2Tloop)，在fd>|fd,max|的情况下，径向速度估计值会出现误差，原因是如图3所示的混叠现象。
当在距离多普勒谱上估计的多普勒频率表示为fd,measured，实际的多普勒频率表示为fd,true,fd,true和fd,measured有如下关系，
【方程5】
fd，true＝fd，measured+2kfd，max。
在方程5中，k是任意整数，并且估计k以确定实际的多普勒频率fd,true。
图7是示出根据实施例的多普勒频率确定操作的配置的流程图。如图所示，根据实施例的多普勒频率确定操作可以包括相位差测量操作441、搜索距离计算操作443和具有最大相似性的多普勒频率搜索操作445、447和449。
在相位差测量操作441中，雷达设备的信号处理电路测量啁啾循环中包括的具有不同周期的至少三个连续啁啾信号之间的相位差。这些相位差值可以通过检测每个啁啾的起点和终点并测量连续啁啾的终点之间的时间差来测量。通过使用方程4中获得的啁啾之间的相位差，可以从测量的相位差生成如下所示的测量矢量，
【方程6】
Figure BDA0003496702660000141
在搜索距离计算操作443中，雷达设备的信号处理电路通过待检测目标的最大多普勒频率与从距离多普勒频谱获得的最大多普勒频率的比率来确定混叠频谱的多普勒频率的搜索距离。
在方程5中，k值可以被称为存在于混叠频谱上的多普勒频率的索引。混叠光谱数不胜数，因此，适当限制其范围对于实际应用所提出的发明的可能性而言是重要的。
当FMCW波形的起始频率定义为f0，目标的最大移动速度定义为vr,max,target时，目标的最大多普勒频率可以表示为：
【方程7】
Figure BDA0003496702660000151
(其中，c是波速)。
从方程4可以看出，最小可测量时间差为ΔTramp+ΔTidle。因此，当在方程1的条件表达式中代入ΔTramp+ΔTidle而不是Tloop，并且方程7代入方程1的fd，然后重新排列时，可以导出以下关系表达式，
【方程8】
Figure BDA0003496702660000152
如方程8所示，在本发明中，至少三个连续啁啾被配置为使得ΔTramp和ΔTidle之和，即空闲时间的啁啾间差值和斜坡时间的啁啾间差值受目标的目标最大检测率限制。因此，使用由系统设计要求确定的最大检测率，适当调整ΔTramp和ΔTidle之一或两者以满足方程8的关系。
如图3和方程5所示，由于混叠现象导致的峰值在多普勒频谱上以2fd,max的间隔出现。因此，大于或等于方程7和2fd,max的比率但最小的整数被确定为k的最大值：
【方程9】
Figure BDA0003496702660000153
其中，2fd,max,target为待检测的最大多普勒频率，2fd,max为通过多普勒处理，即多普勒FFT可以测得的最大多普勒频率。也就是说，在从2fd,measured的多普勒频率(主要通过多普勒处理测量)将k从-kMAX改变为2fd,max,target范围内的kMAX时，识别出使Re{w(k)Hx}最大化的k。(H:Hermitian)
在具有最大相似性的多普勒频率搜索操作445、447和449中，雷达设备的信号处理电路从混叠频谱的多普勒频率中确定并输出多普勒频率，在该频率处，理论计算的相位差与测量的相位差最相似。
首先，在搜索目标多普勒频率下，理论上计算包括在啁啾循环中的具有不同周期的至少三个连续啁啾信号之间的相位差，并且计算理论计算值和在相位差测量操作441中测量的测量值之间的相似性值(操作445)。对于搜索距离内包括在混叠频谱中的所有多普勒频率，检索计算出的相似性值中具有最大值的多普勒频率(447)，并且将检索到的多普勒频率输出为真实多普勒频率(449)。
为了将测量值与理论计算结果进行比较，通过使用方程4和5，理论值定义如下：
【方程10】
Figure BDA0003496702660000161
由于在方程10的理论值和方程6的测量值之间具有最高相似性的k是解，因此通过在适当范围内改变k来识别使Re{w(k)Hx}最大化的k，并且通过将估计结果代入方程5来计算实际多普勒频率。这里，H是Hermitian算子。此后，根据多普勒频率，使用关系式vr,true＝λfd,true/2计算目标的径向速度。
根据一个方面，在TDM FMCW雷达设备中，从一个发射天线发射的波形信号的帧包括针对每个啁啾循环具有不同周期的至少三个连续啁啾。多普勒频率可以从在接收天线处接收到的FMCW雷达信号测量的三个连续啁啾之间的相位差值确定。
图9是示出根据实施例的TDM FMCW雷达设备的结构的框图。如图所示，根据实施例的TDM FMCW雷达设备包括无线发射机410、无线接收机630、频谱分析仪650和多普勒频率确定器670。在所示实施例中，包括NTX个无线发射机、NRX个无线接收机和NTX*NRX个频谱分析仪。也就是说，由于必须为每个虚拟天线提供频谱分析仪，因此NTX频谱分析仪连接到每个无线接收机。然而，为了简单说明，在附图中仅指定了一个无线发射机610、一个无线接收机630、两个频谱分析仪650-1和650-2以及两个多普勒频率确定器670-1和670-2。
无线发射机610通过发射天线发射FMCW雷达波形信号。根据一个方面，在无线发射机610发射的FMCW雷达波形信号中，至少三个连续啁啾对于每个啁啾循环具有不同的周期。这里，至少三个连续啁啾具有不同周期的表述包括三个啁啾中的两个具有相同周期而其余一个具有不同值的情况，或者所有三个都具有不同值的情况。
根据一个方面，与图6所示的一般波形信号不同，无线发射机610发射的FMCW雷达波形信号的啁啾循环至少包括NTX+2个啁啾。NTX个啁啾是用于估计拍频和多普勒频率的有效啁啾，并且可以从来自第NTX个啁啾的至少三个连续啁啾获取确定多普勒频率的信息。然而，本发明不限于此，啁啾循环中的三个连续啁啾可以位于啁啾循环的开始部分或中间部分。此外，对于发射天线发射的每个FMCW雷达波形信号，三个连续啁啾的位置或内容可能不同。
无线接收机630使用接收天线接收由目标反射的FMCW雷达波形信号，解调基带FMCW雷达信号，对基带FMCW雷达信号和发射信号之间的差异信号进行采样，并将采样信号转换成数字信号并输出。发射天线和接收天线一般为等间距线性排列，但也可以非等间距非线性排列。
频谱分析仪650根据无线接收机630输出的信号确定并输出拍频和多普勒频率。在一个啁啾循环中，NTX个发射天线依次发射FMCW雷达波形信号，每个发射的FMCW雷达波形信号被目标反射并被NRX个无线接收机接收。每个频谱分析仪650处理从无线接收机630输出的啁啾中对应于分配给它的无线发射机610的周期的啁啾。例如，频谱分析仪650-1可以被分配用于处理针对每个啁啾循环重复的NTX个啁啾的第一啁啾，并且频谱分析仪650-2可以被分配用于处理针对每个啁啾循环重复的NTX个啁啾的第二啁啾。
多普勒频率确定器670测量由无线接收机630接收的具有不同周期的至少三个连续啁啾之间的相位差，并根据频谱分析操作中的测量值和多普勒频率输出确定并输出真实多普勒频率。这将在下面详细描述。
根据本发明的另一个方面，至少三个连续啁啾被配置为在啁啾之间的空闲时间或啁啾的斜坡时间中的至少一个方面不同。因此，可以在不同的时间间隔观察由多普勒频率fd生成的相位分量，以便可以获得更多信息。参考图6的虚线圆圈中的示例性波形，啁啾之间的空闲时间对应于Tidle，而啁啾的斜坡时间对应于Tramp。在所示的示例中，啁啾的周期可以表示为Tchirp＝Tidle+Tramp。
根据本发明，具有不同周期的三个连续啁啾可以配置为第一个啁啾在斜坡时间方面不同，最后一个啁啾在空闲时间方面不同，并且中间啁啾在斜坡时间和空闲时间两方面都不同。在采用三个或更多个具有不同周期的连续啁啾的情况下，中间啁啾都可以被配置为在斜坡时间和空闲时间上都不同。
与上述类似，在所示实施例中，在FMCW雷达波形信号中，空闲时间或斜坡时间不同的啁啾的位置可以是循环的开始、中间或结束，并且每个无线发射器的位置或内容可能不同。如下文所述，通过改变啁啾之间的空闲时间Tidle和啁啾的斜坡时间Tramp，可以获得能够从由混叠现象产生的多个多普勒频率中确定真实多普勒频率的附加信息。
图10是根据实施例的频谱分析仪的配置框图。如图所示，在一个实施例中，频谱分析仪650包括距离FFT处理器651、距离估计器652、多普勒FFT处理器655和多普勒估计器654。
距离FFT处理器651将从无线接收机630输出的数字信号变换为以啁啾为单位的频域信号并输出。尽管在所示实施例中选择FFT作为示例，但是可以理解，所提出的发明包括用于频域变换的各种已知变换。距离FFT处理器651对在由与其连接的无线接收机630输出的数字信号的第一啁啾循环中存在的啁啾中由分配给它的天线发射的啁啾的拍频信号执行FFT，并将变换后的信号存储在距离FFT缓冲器653中，并且在下一个啁啾循环中对由相同天线发射的啁啾的拍频信号执行FFT，并将变换后的信号存储在距离FFT缓冲器653中。因此，在图示的实施例中，距离FFT处理器651处理FFT的次数与啁啾循环的数量一样多，即NLoop次，并且距离FFT缓冲器653的大小能够存储至少NLoop个FFT系数集。
尽管在图2中示出了存在NLoop个FFT处理器210的示例，但是图10所示的实施例采用为每个虚拟天线设置一个距离FFT处理器651的结构，对来自每个啁啾循环的信号的拍频信号执行FFT，输出结果并将结果累加并存储在距离FFT缓冲器653中。因此，距离FFT处理器651应该具有可以在至少一个啁啾循环的周期内完全处理单个傅里叶运算的速度。
距离估计器652根据距离FFT处理器651输出的信号确定并输出拍频。距离估计器652可以搜索峰值的位置，即，存储在距离FFT缓冲器653中存储的频谱中的最大值的索引，以识别拍频，并计算从拍频到目标的范围。
多普勒FFT处理器655将从距离FFT处理器651输出的频域信号的相同频率分量再次变换为频域信号并输出。多普勒FFT处理器655通过按频率(即，通过FFT索引)收集存储在距离FFT缓冲器653中的FFT系数之后执行FFT，从而执行啁啾间处理。变换的FFT系数存储在多普勒FFT缓冲器657中。
在一个实施例中，多普勒FFT处理器655包括与存储在距离FFT缓冲器653中的傅立叶系数的数量一样多的FFT变换器。作为另一示例，可以采用重复执行一个傅立叶变换的结构。
多普勒FFT处理器655接收与啁啾循环数量NLoop对应的相同频率的NLoop个输出系数，并对输出系数进行FFT，并将变换后的输出系数存储在多普勒FFT缓冲器657中。存储在多普勒FFT缓冲器657中的值是通过距离FFT和多普勒FFT获得的距离多普勒频谱值。
多普勒估计器654根据从多普勒FFT处理器655输出的信号确定并输出多普勒频率。多普勒估计器654可以通过识别阵列的位置来确定多普勒频率，该阵列存储来自多普勒FFT缓冲器657中存储的距离多普勒频谱的峰值。
根据另外一个方面，多普勒频率的真实值可以根据从具有与测量值不同的周期的至少三个连续啁啾信号测量的啁啾之间的相位差来确定。具体地，可以将理论计算的相位差与测量的相位差具有最相似的值的混叠频谱的多普勒频率确定为真实多普勒频率。
多普勒频率确定器670可以从图6所示的无线接收机630输出的三个连续啁啾信号测量啁啾之间的相位差，接收由多普勒估计器计算的多个多普勒频率654，从多个多普勒频率中确定并输出测量的相位差最接近理论计算值的多普勒频率作为真实值。由于之前已经参考图8描述了这些操作，因此将省略其详细描述。
图11是示出根据实施例的多普勒频率确定器的配置的框图。如图所示，根据实施例的多普勒频率确定器包括相位差测量器671、搜索距离计算器673和多普勒频率搜索器675。
相位差测量器671测量由方程4表示的相位差，即三个连续啁啾之间的相位差。这些相位差值可以通过检测每个啁啾的起点和终点并测量连续啁啾的终点之间的时间差来测量。
搜索距离计算器673通过要检测的目标的最大多普勒频率与从距离多普勒频谱中获得的最大多普勒频率的比率来确定混叠频谱的多普勒频率的搜索距离。
多普勒频率搜索器675从与搜索距离计算器673计算的搜索距离相对应的混叠频谱的多普勒频率中，确定并输出理论计算的相位差值与测量的相位差值最相似的多普勒频率。
首先，在搜索目标多普勒频率下，理论上计算包括在啁啾循环中的具有不同周期的至少三个连续啁啾信号之间的相位差，并且计算理论计算值和相位差测量器671测量的测量值之间的相似性值。对于搜索距离内包括在混叠频谱中的所有多普勒频率，检索计算出的相似性值中具有最大值的多普勒频率，并作为真实多普勒频率输出。
在参照图7描述的方法发明中已经描述了图11的配置的操作，因此将省略其详细描述。
根据本发明，可以克服TDM FMCW雷达设备中目标的可检测径向速度的现有限制。此外，根据本发明，可以通过增加TDM FMCW雷达设备中的发射天线的数量来提高位置分辨率。此外，可以解决多普勒模糊问题，同时最小化TDM FMCW雷达设备中天线设计中的限制。或者，根据本发明，可以解决多普勒模糊问题，在TDM FMCW雷达设备中，可以在不增加帧长度的情况下解决多普勒模糊问题。
上面已经参照附图参照实施例描述了本发明，但本发明不限于此。相反，本发明应该被解释为包括对本领域技术人员来说显而易见的各种修改。所附权利要求旨在涵盖此类修改。

Claims (12)

1.一种用于TDM FMCW雷达设备的信号处理方法，所述方法包括：
无线发射操作，用于发射FMCW雷达波形信号，所述FMCW雷达波形信号被配置为使得雷达信号的啁啾循环中包括的至少三个连续啁啾具有不同周期；
无线接收操作，用于从目标反射的FMCW雷达波形信号中解调基带FMCW雷达信号，对所述基带FMCW雷达信号和发射信号之间的差异信号进行采样，将所述差异信号变换为数字信号并输出；
频谱分析操作，用于从所述无线接收操作中输出的信号确定并输出拍频和多普勒频率；和
多普勒频率确定操作，用于测量在所述无线接收操作中接收的具有不同周期的至少三个连续啁啾之间的相位差，并根据测量值和所述频谱分析操作中输出的多普勒频率确定并输出真实多普勒频率。
2.根据权利要求1所述的方法，其中在所述无线发射操作中发射的FMCW雷达波形信号被配置为使得所述至少三个连续啁啾在啁啾之间的空闲时间和啁啾的斜坡时间中的至少一个方面不同。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述至少三个连续啁啾被配置为使得所述空闲时间的啁啾间差值和所述斜坡时间的啁啾间差值之和受目标的目标最大检测率限制。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述频谱分析操作包括：
距离FFT处理操作，用于将所述无线接收操作中输出的数字信号变换为以啁啾为单位的频域信号并输出所述频域信号；
多普勒FFT处理操作，用于将所述距离FFT处理操作中输出的频域信号的相同频率分量再次变换为频域信号，并输出所述频域信号；
距离估计操作，用于根据所述距离FFT处理操作中输出的信号确定并输出拍频；和
多普勒估计操作，用于根据所述多普勒FFT处理操作中输出的信号确定和输出多普勒频率。
5.根据权利要求1所述的方法，其中在所述多普勒频率确定操作中，
从在所述无线接收操作中输出的至少三个连续啁啾信号中，测量啁啾之间的相位差，并确定理论计算的相位差值与所测量的相位差值具有最相似的值的多普勒频率，并将其输出为真实多普勒频率。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述多普勒频率确定操作包括：
相位差测量操作，用于测量具有不同周期且包含在所述啁啾循环中的所述至少三个连续啁啾信号之间的相位差；
搜索距离计算操作，用于通过待检测目标的最大多普勒频率与从距离多普勒频谱中得到的最大多普勒频率的比率来确定混叠频谱的多普勒频率的搜索距离；和
多普勒频率搜索操作，用于从所述混叠频谱的多普勒频率中确定并输出理论计算的相位差值与测量的相位差值最相似的多普勒频率。
7.一种TDM FMCW雷达设备，包括：
无线发射机，其被配置为发射FMCW雷达波形信号，所述FMCW雷达波形信号被配置为使得雷达信号的啁啾循环中包括的至少三个连续啁啾具有不同周期；
无线接收机，其被配置为从目标反射的FMCW雷达波形信号解调基带FMCW雷达信号，对所述基带FMCW雷达信号和发射信号之间的差异信号进行采样，并将所述差异信号变化为数字信号并输出；
频谱分析仪，其被配置为从所述无线接收器输出的信号中确定并输出拍频和多普勒频率；和
多普勒频率确定器，其被配置为测量由所述无线接收机接收的具有不同周期的至少三个连续啁啾之间的相位差，并根据测量值和所述频谱分析仪输出的多普勒频率确定并输出真实多普勒频率。
8.根据权利要求7所述的TDM FMCW雷达设备，其中从所述无线发射机发射的FMCW雷达波形信号被配置为使得所述至少三个连续啁啾在啁啾之间的空闲时间和啁啾的斜坡时间中的至少一个方面不同。
9.根据权利要求8所述的TDM FMCW雷达设备，其中所述至少三个连续啁啾被配置为使得所述空闲时间的啁啾间差值和所述斜坡时间的啁啾间差值之和受目标的目标最大检测率限制。
10.根据权利要求7所述的TDM FMCW雷达设备，其中所述频谱分析仪包括：
距离FFT处理器，其被配置为将所述无线接收机输出的数字信号变换为以啁啾为单位的频域信号，并输出所述频域信号；
多普勒FFT处理器，其被配置为将所述距离FFT处理操作中输出的频域信号的相同频率分量再次变换为频域信号，并输出所述频域信号；
距离估计器，其被配置为根据所述距离FFT处理器输出的信号确定并输出拍频；和
多普勒估计器，其被配置为根据所述多普勒FFT处理器的信号输出确定并输出多普勒频率。
11.根据权利要求7所述的TDM FMCW雷达设备，其中所述多普勒频率确定器从所述无线接收机输出的至少三个连续啁啾信号中测量啁啾之间的相位差，以及确定理论计算的相位差值与所测量的相位差值具有最相似的值的多普勒频率，并将其输出为真实多普勒频率。
12.根据权利要求7所述的TDM FMCW雷达设备，其中所述多普勒频率确定器包括：
相位差测量器，其被配置为测量具有不同周期且包含在所述啁啾循环中的所述至少三个连续啁啾信号之间的相位差；
搜索距离计算器，其被配置为通过待检测目标的最大多普勒频率与从距离多普勒频谱中得到的最大多普勒频率的比率来确定混叠频谱的多普勒频率的搜索距离；和
多普勒频率搜索器，其被配置为从所述混叠频谱的多普勒频率中确定并输出理论计算的相位差值与测量的相位差值最相似的多普勒频率。
CN202210116853.6A 2021-09-02 2022-02-07 Tdm fmcw雷达设备及设备的信号处理方法 Pending CN115754950A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2021-0117236 2021-09-02
KR1020210117236A KR20230034082A (ko) 2021-09-02 2021-09-02 시분할 fmcw 레이더 및 그 신호 처리 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115754950A true CN115754950A (zh) 2023-03-07

Family

ID=85285494

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210116853.6A Pending CN115754950A (zh) 2021-09-02 2022-02-07 Tdm fmcw雷达设备及设备的信号处理方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20230066386A1 (zh)
KR (1) KR20230034082A (zh)
CN (1) CN115754950A (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230176203A1 (en) * 2021-12-06 2023-06-08 Microsoft Technology Licensing, Llc Radar Tracking With Greater Than Range Resolution Precision
US12099110B2 (en) 2022-04-19 2024-09-24 Infineon Technologies Ag Radar system and method for performing direction of arrival estimation
US20230350011A1 (en) * 2022-04-27 2023-11-02 Infineon Technologies Ag Radar system and method for performing range estimation
CN117519474B (zh) * 2023-11-06 2024-05-14 中国人民解放军陆军工程大学 一种考虑运动先验的雷达手势特征获取方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9541638B2 (en) * 2014-11-11 2017-01-10 Nxp B.V. MIMO radar system
US11255663B2 (en) * 2016-03-04 2022-02-22 May Patents Ltd. Method and apparatus for cooperative usage of multiple distance meters
US11002829B2 (en) * 2016-04-15 2021-05-11 Mediatek Inc. Radar interference mitigation method and apparatus
DE102017119212A1 (de) * 2016-12-20 2018-06-21 Infineon Technologies Ag HF-Transceiver mit Testmöglichkeit
US20190339376A1 (en) * 2018-05-04 2019-11-07 GM Global Technology Operations LLC Differential phase-based detector
US11047974B1 (en) * 2019-12-13 2021-06-29 Oculii Corp. Systems and methods for virtual doppler and/or aperture enhancement
US11525908B2 (en) * 2020-02-13 2022-12-13 Nxp B.V. Radar apparatuses and methods involving determination of velocity of an object

Also Published As

Publication number Publication date
US20230066386A1 (en) 2023-03-02
KR20230034082A (ko) 2023-03-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN115754950A (zh) Tdm fmcw雷达设备及设备的信号处理方法
US11378649B2 (en) Methods and apparatus for velocity detection in MIMO radar including velocity ambiguity resolution
US11125869B2 (en) Estimating angle of human target using mmWave radar
JP5247068B2 (ja) レーダ装置
JP5704552B2 (ja) レーダ装置
JP6035165B2 (ja) レーダ装置
CN111157981A (zh) 多入多出调频连续波雷达系统
JP5247056B2 (ja) 伝搬遅延時間測定装置およびレーダ装置
JP6576595B2 (ja) レーダ装置
JP2009025159A (ja) レーダ装置
US20220050176A1 (en) Radar device
WO2023142273A1 (zh) 运动目标速度解模糊方法、装置、电子设备及存储介质
JP2010175457A (ja) レーダ装置
JP4494233B2 (ja) 到来時刻推定装置
JP2006242895A (ja) 電波誘導装置
CN112740069B (zh) 信号处理方法和装置
EP4191279A1 (en) Tdm fmcw radar apparatus and signal processing method of apparatus
JP6567226B2 (ja) レーダ装置
US12019141B2 (en) Radar processor
Yanyan et al. Technique of Doppler compensation for phase-coded signal pulse compression
JP2009180538A (ja) レーダ装置
JP2005195339A (ja) レーダ信号処理装置
CN117129961A (zh) 基于信号时序设计的tdm-mimo雷达动目标探测方法
CN118259274A (zh) 一种基于线性调频连续波雷达的近距离两目标微动位移检测方法及系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination