CN116106881A - 用于补偿载波特性偏移的雷达系统和雷达方法 - Google Patents

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Abstract

描述了一种雷达系统(100)，包括：i)具有发送器载波特性的发送器(110)，其被配置成发送代码信号(S)；ii)具有接收器载波特性的接收器(120)，其被配置成接收所述代码信号(S)的回波(E)；以及iii)控制单元(130)，其被配置成：a)标识所述发送器(110)与所述接收器(120)之间的载波特性跟踪路径(T)，b)基于标识的跟踪路径(T)估计所述发送器载波特性与所述接收器载波特性之间的偏移，以及c)基于所述估计来补偿所述偏移，具体地说，建立相干性。所述跟踪路径(T)在此包括至少部分地独立于所述代码信号(S)和所述代码信号(S)的所述回波(E)的通信路径。

Description

用于补偿载波特性偏移的雷达系统和雷达方法
技术领域
本公开涉及一种雷达系统，其包括发送器、接收器和特定控制单元。此外，本公开涉及一种操作雷达系统的方法。因此，本公开可涉及雷达操作的技术领域。
背景技术
雷达操作应用无线电波来确定目标(受关注物体或人)的性质，例如距离、角度或速度。由此，发送器向目标发射无线电波信号，而接收器获得已被目标反射的信号的回波。
在例如UWB雷达网络等网络的雷达系统/布置中，采用多个装置来产生静态和动态目标(反射器)的图。由于这些节点(装置)在空间上分离，因此不需要这些装置的物理连接。雷达网络中的所有装置通常使用独立的振荡器作为时钟/时间参考，每个振荡器引入部分到部分的分散，即，载波频率/相位偏移。
举例来说，参考具有发送器装置和接收器装置的常规系统，所述发送器装置和接收器装置都附接到汽车的前部。发送雷达装置以限定的帧重复周期发送多个(UWB)雷达帧(每个帧由多个符号组成，并且一个符号由多个脉冲组成)。一般来说，帧的持续时间可能短于帧重复周期。这可引起帧之间的暂停，所述暂停可用以切断载波频率/相位生成以节省能量。在接收装置中，一个帧内的符号(或脉冲)进行积分以获得高信噪(S/N)比。此操作产生每帧一个CIR(信道脉冲响应)。然而，归因于发送装置和接收装置的不同载波信号频率/相位，将存在频率/相位偏移。
在不同步(雷达布置中的至少两个装置)的情况下，装置之间的载波频率/相位偏移可能导致接收装置处的取样数据的频率/相位不断地减小或增加。此类连续变化的频率/相位的负面影响可包括例如：
-帧的符号或脉冲的非相干积分，
-在测距测量中引入的人工多普勒频率(参见多普勒图)，例如在发送装置与接收装置之间存在持续载波频率偏移的情况下，
-在载波频率偏移在帧与帧之间具有随机开始相位的情况下，不可用的测距测量。这种情况例如在载波锁相环(PLL)在帧期间切断以节省能量的情况下发生。
在图6和8中使用傅里叶变换(FFT)CIR矩阵模拟示出常规雷达布置中的此类缺点。多个帧的CIR可用此类FFT-CIR图以图形方式表示(参见图6)。对于应用上述多普勒图的距离测量也是如此(参见图8)。图6示出无载波特性偏移补偿的视线路径测量的常规FFT-CIR矩阵的模拟。任意相位(载波特性)使得CIR不可能相干相加。图8示出对常规距离测量的模拟，该模拟包括无载波特性偏移补偿的移动(将测距测量示为FFT-CIR多普勒图)。无法清楚地观察到移动目标，并且视线路径无法辨认。此外，如果在帧/分组之间切断载波信号，则速度信息在非同步情况下甚至不可用。
换句话说，发送器/接收器的非同步载波特性导致CIR的强度(S/N比、振幅)低以及测量数据无效、不可用。此类测量的数据质量可因此极低，并且可能不允许进行预期的使用。在(雷达)通信系统中，载波特性偏移补偿是众所周知的问题。在常规系统中，希望补偿通信装置的移动或通信装置之间的目标的移动。例如，军用雷达系统通常使用全球定位系统(GPS)来使载波频率偏移同步。此处通常不能使用与雷达信号本身的无线同步，因为无法确保发送器与接收器之间存在没有因为移动而失真的路径。
发明内容
可能需要以高效且可靠的方式补偿雷达系统中的载波特性偏移。
提供根据独立权利要求所述的雷达系统和雷达方法。
根据本公开的一方面，描述了一种雷达系统，包括：
i)具有发送器载波(信号)特性(频率和/或相位)的发送器，所述发送器被配置成发送代码信号(具体地说，包括多个代码符号)，
ii)具有接收器载波(信号)特性的接收器，所述接收器被配置成接收所述代码信号的至少一个回波，和
iii)控制单元，其被配置成：
a)标识发送器与接收器之间的载波特性跟踪路径(此类路径可包括发送器与接收器之间的一个或多个路径)，
b)基于标识的跟踪路径估计发送器载波特性与接收器载波特性之间的偏移，以及
c)基于所述估计来补偿偏移(具体地说，建立相干性)。
具体地说，跟踪路径包括至少部分地(具体地说，部分地或完全地)独立于代码信号和代码信号的回波(即，雷达路径)的通信路径(具体地说，静态路径)。
根据本公开的另一方面，描述一种操作雷达系统的方法，所述方法包括：
i)通过具有发送器载波特性的发送器发送代码信号，
ii)通过具有接收器载波特性的接收器接收代码信号的回波，
iii)标识发送器与接收器之间的载波特性跟踪路径，
iv)基于标识的跟踪路径估计发送器载波特性与接收器载波特性之间的偏移，以及
v)基于所述估计来补偿偏移。
具体地说，跟踪路径包括至少部分地独立于代码信号和代码信号的回波的通信路径。
在本文件的上下文中，术语“代码”可尤其指以特定方式转换(编码)并且可发送(和接收)的任何类型的信息。代码可包括编码信息的代码序列。由此，可将信息编码为所谓的“代码符号”。术语“(代码)符号”可尤其表示包含在(射频)信号(即，电磁波谱中的波)中的(离散)信息(或数据)片段。符号还可称为字符或(字符)串。然后，代码序列可包括至少一个代码符号，尤其是多个代码符号。在通信之后，可对代码进行解码(从代码符号解码为信息)，以再次获得原始信息。在例子中，代码可包括代码符号序列，其中每个代码符号包括一个或多个编码位。编码可使用例如相移键控(PSK)的数字调制来完成。代码还可包括训练序列。代码符号类型的例子可包括二进制、三进制或更高阶方案。
在本文件的上下文中，术语“雷达系统”可指具有发送器和至少一个接收器的任何系统，其中由发送器发送的(代码)信号由所述(至少一个)接收器接收。尽管在此文件中已关于测距雷达操作和脉冲雷达操作(具体地说，UWB)描述了大部分例子，但所描述的雷达系统还可例如在物联网(IoT)环境中实施。
在本文件的上下文中，术语“控制单元”可尤其指适合执行所描述的标识、估计和补偿操作的任何硬件或软件。控制单元可实施于接收器装置中、发送器装置中，或雷达系统中的其它任何位置。例如，控制单元还可远离发送器和接收器而操作。控制单元可实现为处理器或多个处理器。此外，控制单元可实现为程序(产品)。
在本文件的上下文中，术语“载波(信号)特性”可指载波信号的特定性质，例如，载波频率和/或载波相位。归因于发送器和接收器中的不同时钟，每个装置可包括(略微)不同的载波特性。(非同步)载波特性之间的差异可被称为“载波特性偏移”。
在本文件的上下文中，术语“跟踪路径”可指发送器与至少一个接收器之间可用于估计和补偿载波特性偏移的特定路径或多个特定组合的路径。在实施例中，跟踪路径是静态(通信)路径，例如视线路径。跟踪路径不必是具有最高S/N比的路径。控制单元的特定任务可以是从多个不同路径中标识(最适合的)跟踪路径。在实施例中，训练序列的通信可应用于在执行雷达操作之前标识跟踪路径。(包括移动的)动态路径可能不适合作为跟踪路径。尽管如此，在标识跟踪路径时可考虑动态路径(尤其是在仅发送器/接收器而非目标移动的情况下)。在实施例中，可(例如，使用组合器)组合多个路径(包括至少一个静态路径)以产生跟踪路径。在后一种情况下，跟踪路径可例如包括静态通信路径和(动态)雷达路径。
在本文件的上下文中，术语“至少部分地独立”可指跟踪路径不完全依赖于单独的雷达路径(信号和回波)的情形。在例子中，静态通信路径被标识为跟踪路径，并且在此情况下，所述跟踪路径独立于雷达路径。在另一例子中，跟踪路径包括静态路径与由雷达路径的回波产生的另一路径的组合。在此情况下，跟踪路径仅部分地独立于雷达路径。
根据示例性实施例，本公开可基于以下构思：当标识出用以估计发送器与接收器之间的载波特性偏移的跟踪路径时，能以高效和可靠的方式补偿雷达系统中的载波特性偏移，其中所述跟踪至少部分独立于雷达路径。基于标识的跟踪路径和估计的载波特性偏移，可高效补偿所述偏移，即，可同步发送器和接收器载波信号(相干性建立)。
在没有补偿/同步的情况下，可能不存在关于受关注目标的可靠(速度)信息，并且(多基地)雷达无法实现所要的雷达S/N比。然而，通过本公开，归因于同步情况下的相干积分，可建立强度(S/N比)提升。换句话说，雷达系统中载波频率/相位偏移的无线同步(无物理连接，如共同时钟源、触发器输入等)建立了装置之间的相干性。因此，对(多基地)雷达系统中的节点进行同步的问题可在运行中得到解决。
示例性实施例的描述
在下文中，将解释装置、系统、方法和用途的其它示例性实施例。
在本公开的实施例中，跟踪路径包括静态(通信)路径。由此，可排除关于移动(多普勒效应)的问题并且不必进行补偿。在例子中，跟踪路径仅应用(一个或多个)静态路径。
在例子中，接收雷达装置补偿其相对于发送雷达装置的载波频率/相位偏移。所述装置被布置成使得装置之间存在可用于同步的至少一个静态通信路径。已知静态路径的指标(时间偏移)，然后将跟踪路径的指标配置为静态路径指标。
在本公开的另一实施例中，(静态)通信路径包括以下至少一项：
i)发送器与接收器之间的最短距离，
ii)发送器与接收器之间的视线路径(LoS)，
iii)不是发送器与接收器之间的最高S/N比路径的路径。
在本公开的另一实施例中，载波特性包括载波频率和载波相位中的至少一者。补偿载波频率和/或载波相位之间的偏移可显著改善雷达操作结果的质量。
在本公开的另一实施例中，对跟踪路径的标识包括(经由通信路径)在发送器与接收器之间传送通信信号，具体地说，校准序列和/或训练序列。
例如，在不包括移动对象(具体地说，目标)的情况下校准/训练设置。校准/训练响应或其部分的回波接着可用于指定跟踪路径。
在例子中，芯片处于通信模式，并且跟踪路径是环境中最强(S/N)路径的组合。在后处理步骤中，分析估计的CIR并搜索估计的CIR以找到视线路径。找到的视线路径的指标(时间偏移)随后可在雷达模式下用作跟踪路径指标。可通过使用(第一)路径检测算法发送通信帧(如上文所描述)来估计静态路径的指标。
在本公开的另一实施例中，跟踪路径包括至少两个(静态)路径的组合。具体地说，所述路径中的至少一个路径是静态路径，和/或至少一个路径包括代码信号的回波((动态)雷达路径)。
通过组合多于一个路径以产生跟踪路径，可进一步改善估计/补偿偏移的质量。如果在发送与接收装置之间存在多于一个静态路径，则可组合一些静态路径。组合的路径则可为跟踪路径，并且可具有比单独一个静态路径高的S/N比。由此，可改善同步。
在例子中，当独立于受关注回波时，代码信号的回波可用于跟踪。跟踪路径与回波的差异可能只是时间偏移/延迟。当发送/发出代码信号时，接收到多个回波，并且一些回波可被标识以用于跟踪路径。跟踪路径可能是准时不变的，因为可能存在已知的方差。相比之下，(应被处理的)受关注回波可能是时变的。
在例子中，两个雷达装置安装在汽车的保险杠上。一方面，所述雷达装置之间存在直接通信路径(第一路径)，而另一方面，存在从机体反射然后到达接收装置的(第二)路径。此第二路径为静态回波，因为此区域中可能不存在移动。此静态回波可与所述直接通信路径(第一路径)组合成一个跟踪路径。
在本公开的另一实施例中，对偏移的估计另外包括使代码信号的回波尤其是逐符号地与代码模板相关。在此例子中，当标识跟踪路径时，除通信路径之外，控制单元还考虑代码信号的回波(雷达路径)。
在例子中，跟踪路径可以是相关性的结果。在此情况下，接收到的数据(代码信号的回波)可与已知符号(模板)相关。这可例如在跟踪路径的S/N比过低的情况下使用。具体地说，在UWB系统中可发生此问题，因为发送功率在UWB系统中被强有力地调控。这里的假设是，对于一个符号的时间，载波频率偏移可忽略不计。
在本公开的另一实施例中，对偏移的估计还包括累积(尤其是平均)代码信号的回波的多个符号。跟踪路径可以是此类累积的结果。这里的假设是，对于累积的时间，载波频率偏移可忽略不计。
在本公开的另一实施例中，控制单元被配置成补偿发送器和接收器中的至少一者的移动的影响。
在本公开的另一实施例中，控制单元被配置成不补偿多普勒频移的影响，尤其是当多普勒频移是由目标的移动引起时(因为这可能是所要的信息)。
提出的程序可通过使用跟踪路径跟踪信号来确保装置被同步并且装置保持同步。优选地，同步可能不会补偿/跟踪多普勒频移，使得雷达路径的数据可用于基于多普勒图生成距离信息。换句话说，通信硬件(雷达系统)用于估计载波频率偏移，另外，接收的多路径的一部分被标识以跟踪载波频率偏移。由此，可不跟踪雷达多路径分量，以保留有用的多普勒频移信息。此信息可随后用于增强雷达测量。
在本公开的另一实施例中，控制单元另外被配置成针对每个发送的代码信号，特别是针对每个分组/帧，重新配置偏移补偿。雷达帧可以是若干前导码的排列，因此可能非常适合同步。
至少一个雷达装置可移动，由此可随时知道装置的位置，使得可使用此信息来补偿移动。这意味着基于装置的当前位置，为每个帧(或分组)重新配置跟踪路径指标。通常，例如在发送装置在帧与帧之间发生改变的情况下，跟踪路径指标可针对每个帧进行重新配置，并且因此可使用另一静态路径。
在本公开的另一实施例中，控制单元另外被配置成执行优化环路以优化对偏移的补偿。以此方式，可考虑若干信息/路径以改进(逐步地)偏移估计/补偿(详情参见下文图3)。
在本公开的另一实施例中，优化环路包括组合器(例如RAKE接收机)，所述组合器被配置成组合至少两个路径(具体地，至少一个通信路径独立于雷达路径，并且至少一个代码信号回波依赖于雷达路径)以产生跟踪路径。由此，可组合多个信息以进一步改善同步操作。
在本公开的另一实施例中，雷达系统实施为单基地雷达应用、多基地雷达应用、统计MIMO应用、相干MIMO应用中的一种应用。因此，所描述的方法可以高效且稳健的方式在各种行业相关的雷达应用中实施。
术语MIMO(多输入、多输出)可指使用多个发送和接收天线利用多径传播来倍增无线电链路的容量的方法。多基地雷达使用分布式发送器和接收器(不同的目标观察方向)，而统计MIMO在这些位置上使用组合式发送器-接收器(提供额外信息)。相干MIMO使用紧密定位的发送器-接收器(相同的目标观察方向)来实现虚拟阵列天线的计算。
对于在接收器与发送器之间具有共享时钟源的单基地雷达，一般不需要补偿，因为存在相干性。然而，可使用所描述的同步技术来补偿相位噪声中的飘移(例如，归因于加热效应或归因于载波生成的本机振荡器的随机起始相位)。
在本公开的另一实施例中，雷达系统是脉冲雷达系统，尤其被配置成用于发送和接收超宽带(UWB)信号和其回波。因此，所描述的雷达系统可在不断发展的UWB雷达应用技术领域中实施。
一种特定的雷达应用超宽带(UWB)技术。术语“UWB”可指一种可在大部分无线电频谱内使用极低能级进行短距离、高带宽通信的无线电技术。UWB可指一种用于在大带宽(＞500MHz)上发送信息传播的技术。UWB可被定义为发射信号带宽超过500MHz或算术中心频率的20％中的较小者的天线发送。UWB发送可通过以特定时间间隔生成无线电能量并占据较大带宽而发送信息，由此实现脉冲位置或时间调制。UWB的范围可例如在数十米的范围内。(UWB)雷达系统的基本操作由以下各项组成：发送具有某一代码序列的信号，同时将所述代码序列与接收到的信号(回波)相关。
在本公开的另一实施例中，代码信号包括使用数字调制方案分别对多个位进行编码的代码符号。数字调制可包括相移键控(PSK)、频移键控(FSK)、幅移键控(ASK)中的一者。三进制代码还可能需要断续键控(OOK)、100％ASK和/或脉冲位置调制。
在本公开的方法的另一实施例中，在发送和接收之前完成标识，具体地说，完成补偿。跟踪路径应事先已知，接着可存储在系统的存储器中。优选地，在雷达操作之前确定跟踪路径。这可例如通过交换通信帧来实现，其中通过第一路径检测算法确定跟踪路径。
根据另一实施例，发送器和接收器集成在共同装置中。根据另一实施例，发送器和接收器集成在空间上分离的装置中。发送装置还可充当用于其自身的发送信号的接收装置。在此情况下，仅振荡器的随机起始相位可同步。
在本公开的另一实施例中，雷达系统应用于由以下项组成的群组中的至少一者：带有无钥匙进入系统(泊车辅助)的多基地短程汽车雷达；用于高级雷达感测的具有高S/N比要求的多基地舱内雷达(生命迹象检测、呼吸检测、手势识别)；医疗保健中的呼吸检测、婴儿猝死警报、室内无源(无装置)定位、IoT手势和存在检测。
附图说明
图1示出根据本公开的示例性实施例的雷达系统。
图2示出根据本公开的另一示例性实施例的雷达系统。
图3示出根据本公开的另一示例性实施例的雷达系统。
图4示出根据本公开的另一示例性实施例的跟踪路径和雷达路径。
图5示出根据本公开的另一示例性实施例的在载波特性偏移补偿之后用于视线路径测量的FFT-CIR矩阵的模拟。
图6示出在无载波特性偏移补偿的情况下用于视线路径测量的常规FFT-CIR矩阵的模拟。
图7示出根据本公开的另一示例性实施例的在载波特性偏移补偿之后用于包括移动的距离测量的FFT-CIR矩阵的模拟。
图8示出在无载波特性偏移补偿的情况下用于包括移动的距离测量的常规FFT-CIR矩阵的模拟。
图中的图示是示意性的。在不同图中，用相同的附图标记表示类似或相同元件。
具体实施方式
在参考附图更详细地描述示例性实施例之前，将概述形成本公开的示例性实施例所依据的一些基本考虑因素。
根据本公开的示例性实施例，组合通信和雷达这两个领域的优点。因此，具体地说，UWB装置可极为适用。在通信模式中，训练序列(前导码)用于粗略地估计载波频率/相位偏移。在此粗略估计之后，优化环路运行。对于跟踪路径，应不存在物理移动，并且多普勒效可能仅由载波频率偏移引起。非常适合的此条件的可能是视线路径。
根据本公开的示例性实施例，期望标识用于跟踪载波频率偏移以及测量具有高S/N比的CIR的路径。由此，雷达帧不同于测距和通信帧，因为在雷达帧中，大量符号或脉冲相干地累积以获得S/N。
在本说明书中，已依据所选细节集合来呈现实施例。然而，本领域的技术人员将理解，可实践包括这些细节的不同选定集合的许多其它实施例。希望所附权利要求书涵盖所有可能的实施例。
图1是根据本公开的示例性实施例的雷达系统100的示意性图示。雷达系统100包括具有被配置成用于生成代码C的发送器代码生成单元105的发送器110。示意性地示出代码C包括多个符号。发送器110被配置成用于从代码C生成信号S，并且另外被配置成用于经由天线111发送信号S。发送器110具有不同于相关联接收器120的接收器载波特性的发送器载波特性，即，载波信号频率和/或相位中存在偏移。
雷达系统100另外包括被配置成用于经由另一天线112接收信号S的回波E的接收器120。由此，信号S从目标150(受关注对象)反射为回波E。接收器120可与相关器140相关联，所述相关器被配置成用于使接收的回波E的代码C′与代码模板相关。
如图1示例性地示出，雷达系统100另外被配置成产生输出信号(尤其是相关器输出O)，所述输出信号可以是例如视觉输出，或者通常是用于进一步处理的任何数字或模拟输出。例如，根据示例性实施例，一旦接收到回波E，就可例如通过高阶数字调制方法对所述回波E进行解调。
雷达系统100包括在所示图中实施于接收器120中的控制单元130。然而，控制单元130还可实施于发送器110中或雷达系统100中的其它地方。控制单元130被配置成标识发送器110与接收器120之间的载波特性跟踪路径T。在所示实施例中，跟踪路径T是静态通信路径，具体地说，是视线路径。因此，在此实施例中，跟踪路径T包括独立于代码信号S和代码信号S的回波E(即，雷达路径)的通信路径。
控制单元130另外被配置成基于标识的跟踪路径T估计发送器载波特性与接收器载波特性之间的偏移以及基于估计来补偿所述偏移。由此，可建立发送器110与接收器120载波频率/相位之间的相干性，这会显著改善雷达测量(参见下文的图5和7)。
图2是根据本公开的另一示例性实施例的雷达系统100的图示。雷达系统100可以与上文针对图1所描述的极类似的方式配置。在此例子中，雷达系统100被布置在汽车的前部。当发送器装置110附接到汽车前部的左侧时，接收器装置120附接到汽车前部的右侧。由发送器110发送的代码信号S在作为另一汽车的目标150处反射，并且回波E由接收器120接收。S和E的路径可被称为雷达路径，而沿着汽车的前部的视线路径可被称为通信路径。在此例子中，雷达路径中存在移动(因为另一汽车正在行驶)，而通信路径是静态路径。右侧上的图示出雷达路径S、E的强度(S/N比)比通信路径T的强度高得多。然而，雷达路径的距离长得多并且存在移动。因此，静态通信路径(在此例子中，所述静态通信路径独立于雷达路径S、E)被应用为跟踪路径T(还参见图4)。
图3示出根据本公开的另一示例性实施例的雷达系统100的特定实施方案。图3示出仅与雷达路径S、E相关联的操作步骤(雷达操作)以及仅与跟踪路径T相关联的步骤(跟踪操作)。在天线111、112处接收到的信号经由模拟功能和A/D转换器传送到由控制单元130执行的载波特性(频率/相位)偏移补偿。关于雷达操作，补偿的载波特性经受时间补偿、相干性积分，然后进行进一步处理，例如，存储在存储器中。
在此例子中，跟踪操作包括对载波特性偏移操作的复杂估计和补偿。跟踪路径T包括至少两个路径的组合，所述至少两个路径包括静态路径(独立于雷达路径)和代码信号S的回波E(仅部分独立于雷达路径)。代码信号的所述回波E(逐符号地)与代码模板相关。可在定时补偿步骤之前或之后(在此例子中是之后)完成相关。此外，控制单元130被配置成执行优化环路160以优化对偏移的补偿。在所示例子中，使用组合器(此处实施为RAKE接收机165)以组合产生跟踪路径T的不同路径。
换句话说，此雷达系统100需要两个接收路径，其中第一接收路径用于具有相位/频率补偿(混频器)、定时补偿的重取样器和符号积累的雷达模式，而第二接收路径用于搜索和跟踪载波频率/相位偏移，另外还具有采集和跟踪支持。采集用于同步到接收的信号的多路径分量。与用于找到最强路径的通信模式相反，在此操作模式中限定独特路径，对独特路径的相位和频率偏移进行估计。
在此例子中，跟踪路径本身(复数)是输入信号与配置的跟踪路径指标处的已知符号相关的结果。
在采集已基于跟踪路径找到粗略的载波频率和相位偏移之后，跟踪(优化)环路160运行。此环路160可基于符号而更新。在此例子中，跟踪环路160将跟踪路径的相位保持为零。任选地，组合器(例如，RAKE接收机)165可用于将多个(静态)路径组合成一个跟踪路径。组合器165的输出随后用作跟踪路径T。接收路径在雷达模式中仅用于接收到的数据的相干积分。相干积分的开始时间是可配置的，使得定时和载波相位跟踪环路设置到稳定的载波频率偏移估计。
图4示出根据本公开的示例性实施例的信道脉冲响应。具体地说，图4详细示出图2的右侧上所示的图。静态通信路径(一个或多个静态路径可标识为跟踪路径T)的强度(CIR振幅)明显低于雷达路径S、E的强度。同时，跟踪路径T更短(见距离)并且不包括移动(多普勒效应)。静态路径是必需的，并且可利用振荡器失配引起的随机相位和频率偏移。动态路径面临相同的相位和频率偏移，但在顶部还包括多普勒频移。实线(曲线)可被视为个别路径的连接。这些路径彼此的接近程度可由取样速率限定，例如约15cm。
图5示出在载波特性偏移补偿的情况下用于视线路径测量的FFT-CIR矩阵的模拟。视线路径相位在+/-5度的范围内。信道脉冲响应可相干地添加。
图7示出在载波特性偏移补偿之后用于包括移动的距离测量(测距测量、多普勒图)的FFT-CIR矩阵的模拟。移动目标和视线路径可清晰地观测和可标识。
图5到8的模拟设置由此如下：发送器与接收器之间的视线路径用于同步(跟踪路径)，视线路径比目标反射(雷达路径)弱五倍，目标在雷达装置前方匀速移动(10m/s)，PLL在帧之间切断并从随机开始相位开始，载波频率偏移为2ppm，fc＝6.4896GHz。
附图标号
100 雷达系统
105 代码生成单元
110 发送器
111 发送器天线
112 接收器天线
120 接收器
130 控制单元
140 接收器相关器
150 目标
160 优化环路
165 组合器，RAKE接收机
C，C′ 代码
E 回波
O 输出
S 代码信号
T 跟踪路径。

Claims (10)

1.一种雷达系统(100)，其特征在于，包括：
具有发送器载波特性的发送器(110)，其被配置成发送代码信号(S)；
具有接收器载波特性的接收器(120)，其被配置成
接收所述代码信号(S)的回波(E)；以及
控制单元(130)，其被配置成：
标识所述发送器(110)与所述接收器(120)之间的载波特性跟踪路径(T)，
基于标识的跟踪路径(T)估计所述发送器载波特性与所述接收器载波特性之间的偏移，以及
基于所述估计来补偿所述偏移；
其中所述跟踪路径(T)包括至少部分地独立于所述代码信号(S)和所述代码信号(S)的所述回波(E)的通信路径。
2.根据权利要求1所述的雷达系统(100)，其特征在于
所述跟踪路径(T)的所述通信路径是静态路径。
3.根据权利要求2所述的雷达系统(100)，其特征在于
所述静态路径包括以下至少一项：
发送器(110)与接收器(120)之间的最短距离，
发送器(110)与接收器(120)之间的视线路径LoS，
不是发送器(110)与接收器(120)之间的最高S/N比路径的路径。
4.根据在前的任一项权利要求所述的雷达系统(100)，其特征在于
对所述跟踪路径(T)的所述标识包括
在所述发送器(110)与所述接收器(120)之间传送通信信号。
5.根据在前的任一项权利要求所述的雷达系统(100)，其特征在于
所述跟踪路径(T)包括至少两个路径的组合。
6.根据权利要求5所述的雷达系统(100)，其特征在于
对所述偏移的所述估计另外包括以下至少一项：
使所述代码信号(S)的所述回波(E)与代码模板相关；
累积所述代码信号(S)的所述回波(E)的多个符号。
7.根据在前的任一项权利要求所述的雷达系统(100)，其特征在于
所述载波特性包括载波频率和载波相位中的至少一者。
8.根据在前的任一项权利要求所述的雷达系统(100)，其特征在于
所述控制单元(130)另外被配置成用于以下至少一项：
补偿所述发送器(110)和所述接收器(120)中的至少一者的移动的影响，
不补偿由目标(150)的移动引起的多普勒频移的影响。
9.根据在前的任一项权利要求所述的雷达系统(100)，其特征在于
所述控制单元(130)另外被配置成：
针对每个发送的代码信号(S)重新配置偏移补偿。
10.一种操作雷达系统(100)的方法，其特征在于，所述方法包括：
通过具有发送器载波特性的发送器(110)发送代码信号(S)；
通过具有接收器载波特性的接收器(120)接收所述代码信号(S)的回波(E)；
标识所述发送器(110)与所述接收器(120)之间的载波特性跟踪路径(T)，
基于标识的跟踪路径(T)估计所述发送器载波特性与所述接收器载波特性之间的偏移，以及
基于所述估计来补偿所述偏移；
其中所述跟踪路径(T)包括至少部分地独立于所述代码信号(S)和所述代码信号(S)的所述回波(E)的通信路径。
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