CN116583755A - 多模雷达系统 - Google Patents

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Abstract

在一个示例中，一种用于多模雷达的装置，包括：发射电路；接收电路；以及控制器，该控制器被配置成：使用发射电路来传送第一信号；在接收电路处设置最大输入信号电平，其中最大输入信号电平是基于第一距离范围的最小值来设置的；以及使用接收电路来检测反射的第一信号；使用发射电路来传送第二信号；在接收电路处设置最小输入信号电平，其中最小输入信号电平是基于第二距离范围的最大值来设置的；使用接收电路来检测反射的第二信号；以及基于反射的第一信号或反射的第二信号之一来测量离物体的距离。

Description

多模雷达系统
相关申请
本申请要求于2020年12月13日提交的题为“Multimode Radar System(多模雷达系统)”的以色列专利申请No.279407的权益，该专利申请被转让给本申请受让人并通过援引全部纳入于此。
背景技术
雷达技术被用于各种汽车应用，并且被认为是未来自动驾驶系统的关键技术之一。由于雷达技术可以在恶劣的天气和照明条件下可靠地工作，以在多目标场景中提供对目标范围、速度和角度的精准测量，因此它可以成为汽车和其他应用中特别有用的数据源。然而，汽车雷达系统可能需要以高精度检测远距离目标和近距离目标两者，这可能呈现冲突的技术挑战。
简要概述
本文所述的技术通过利用多模雷达系统来解决这些和其他问题，该多模雷达系统针对不同的目标距离范围在不同的模式下操作。在多模雷达系统中，接收电路可以针对不同的模式具有不同的配置，其中每种配置优化针对特定目标检测距离范围的接收电路的检测性能。多模雷达系统可以检测物体的各种属性，诸如物体的范围、方位角、仰角和(可任选的)速度。
根据描述，一种用于测量距离的示例雷达系统包括发射电路、接收电路以及与发射电路和接收电路通信地耦合的控制器。控制器被配置成执行与第一距离范围相关联的第一检测操作模式和与第二距离范围相关联的第二检测操作模式。第一检测操作模式包括控制器被配置成：使用发射电路来传送第一信号；在接收电路处设置最大输入信号电平，其中最大输入信号电平是基于第一距离范围的最小值来设置的；以及使用接收电路来检测第一信号的反射。第二检测操作模式包括控制器被配置成：使用发射电路来传送第二信号；在接收电路处设置最小输入信号电平，其中最小输入信号电平是基于第二距离范围的最大值来设置的；以及使用接收电路来检测第二信号的反射。控制器被进一步配置成：基于第一信号的反射或第二信号的反射之一来测量离物体的距离。
根据描述，一种用于测量距离的示例方法，其包括：执行与第一距离范围相关联的第一检测操作模式，该第一检测操作模式包括：由发射电路来传送第一信号；在接收电路处设置最大输入信号电平，其中最大输入信号电平是基于第一距离范围的最小值来设置的；以及由接收电路来检测第一信号的反射。该方法进一步包括：执行与第二距离范围相关联的第二检测操作模式，该第二检测操作模式包括：由发射电路传送第二信号；在接收电路处设置最小输入信号电平，其中最小输入信号电平是基于第二距离范围的最大值来设置的；以及由接收电路来检测第二信号的反射。该方法进一步包括：基于第一信号的反射或第二信号的反射之一来测量离物体的距离。
根据描述，一种用于测量距离的示例设备，其包括：用于执行与第一距离范围相关联的第一检测操作模式的装置，以及用于执行与第二距离范围相关联的第二检测操作模式的装置。用于执行第一检测操作模式的装置包括：用于传送第一信号的装置；用于检测第一信号的反射的装置；以及用于在用于检测第一信号的反射的装置处设置最大输入信号电平的装置，其中最大输入信号电平是基于第一距离范围的最小值来设置的。用于执行第二检测操作模式的装置包括：用于传送第二信号的装置；用于检测第二信号的反射的装置；以及用于在用于检测第二信号的反射的装置处设置最小输入信号电平的装置，其中最小输入信号电平是基于第二距离范围的最大值来设置的。该设备进一步包括：用于基于第一信号的反射或第二信号的反射之一来测量离物体的距离的装置。
根据描述，一种具有指令的非瞬态计算机可读介质，该指令在由控制器执行时使控制器进行以下操作：执行与第一距离范围相关联的第一检测操作模式和与第二距离范围相关联的第二检测操作模式。第一检测操作模式包括：由发射电路来传送第一信号；在接收电路处设置最大输入信号电平，其中最大输入信号电平是基于第一距离范围的最小值来设置的；以及由接收电路来检测第一信号的反射。第二检测操作模式包括：由发射电路传送第二信号；在接收电路处设置最小输入信号电平，其中最小输入信号电平是基于第二距离范围的最大值来设置的；以及由接收电路来检测第二信号的反射。非瞬态计算机可读介质进一步存储指令，该指令在由控制器执行时使控制器进行以下操作：基于第一信号的反射或第二信号的反射之一来测量离物体的距离。
本概述既非旨在标识出要求保护的主题内容的关键特征或必要特征，亦非旨在单独用于确定要求保护的主题内容的范围。本主题内容应当参考本公开的整个说明书的合适部分、任何或所有附图、以及每项权利要求来理解。将在以下说明书、权利要求和附图中更详细地描述前述内容以及其他特征和示例。
附图简述
图1解说了可以在其中实现所公开的技术的交通工具。
图2A、图2B和图2C解说了雷达模块的组件及其操作的示例。
图3解说了接收电路的放大增益与接收电路的噪声因子(NF)和1dB压缩点(IBPldB)之间的关系。
图4A、图4B、图4C和图4D解说了根据本公开的实施例的雷达模块的组件及其操作的示例。
图5解说了常规调频连续波(FMCW)雷达信号的示例。
图6解说了可以在本公开的实施例中使用的短脉冲雷达信号的示例。
图7A和图7B解说了可以在本公开的实施例中使用的短脉冲雷达信令方案的附加示例。
图8是根据一实施例的感测物体的方法的流程图。
图9是电子设备的实施例的框图。
各个附图中类似的附图标记根据某些示例实现指示类似元素。另外，可以通过在元素的第一数字后面加上字母或连字符及第二数字来指示该元素的多个实例。例如，元素110的多个实例可被指示为110-1、110-2、110-3等或指示为110a、110b、110c等。当仅使用第一数字来指代此类元素时，将被理解为该元素的任何实例(例如，先前示例中的元素110将指元素110-1、110-2和110-3或元素110a、110b和110c)。
详细描述
现在将参照形成实施例一部分的附图描述若干解说性实施例。以下描述仅提供了实施例，并且并不旨在限定本公开的范围、适用性或配置。确切而言，对(诸)实施例的以下描述将向本领域技术人员提供用于使得实现实施例的描述。应理解，可以对元素的功能和布置作出各种改变而不会脱离本公开的精神和范围。
可以进一步注意到，尽管本文中所描述的实施例是在汽车应用的上下文中描述的，但实施例不限于此。实施例可被用于其他物体感测应用(例如，物体的位置、距离、速度的感测)。此外，本文中的实施例一般指向毫米波(mmWave)雷达技术的使用，其通常在76-81GHz处操作，并且可以更广泛地在10-300GHz操作。即，实施例可以取决于期望的功能性、制造考虑和/或其他因素来利用更高和/或更低的RF频率。
如本文中所使用的，术语“波形”、“序列”及其派生词被可互换地用来指代由雷达系统的发射电路所生成的并由该雷达系统的接收电路所接收的射频(RF)信号以用于物体检测。“脉冲”及其派生词在本文中一般称为互补序列对。此外，术语“发射电路”、“Tx”及其派生词被用于描述在RF信号的产生和/或传输中所使用的雷达系统的组件。如下文进一步详细描述的，这可以包括硬件和/或软件组件，诸如处理器、专用电路和一个或多个天线。类似地，术语“接收电路”、“Rx”及其派生词被用于描述在RF信号的接收和/或处理中所使用的雷达系统的组件。这可以包括硬件和/或软件组件，诸如处理器、专用电路和一个或多个天线。
如所提及的，由于恶劣的天气和照明状况期间的可靠性，雷达技术在汽车应用中可以特别有用。然而，自动驾驶技术的快速发展提出了新的要求，并且促使现代汽车雷达系统从经典的物体检测传感器演进为具有物体识别和分类能力的超高分辨率成像设备。例如，这些未来的雷达系统可以按每秒30帧的实时刷新率为自动驾驶交通工具提供4D雷达图像(提供其中物体的范围、方位角、仰角和速度的图像)。
雷达系统通常包括发射电路和接收电路。为了执行检测，发射电路可以朝区域传送雷达信号。位于该区域中的物体可以反射雷达信号，并且经反射的雷达信号可以被接收电路检测到。控制器/处理电路可以随后执行测距操作以基于例如发射电路传送雷达信号的时间与接收电路接收经反射的雷达信号的时间之间的时间差、和/或发射的雷达信号和经反射的雷达信号之间的衰减程度来测量雷达系统和物体之间的距离。
为了实现测距操作，经反射的雷达信号功率必须在接收电路的动态范围内。具体地，经反射的雷达信号功率必须高于接收电路的灵敏度才能与噪声区分开。此外，经反射的雷达信号功率还必须低于接收电路所容忍的最大输入信号电平，诸如1dB压缩点。否则，接收电路可能变得饱和，并且接收电路的输出不再与经反射的雷达信号线性相关。作为结果，所接收的经反射的信号将失真——从而引入高电平的旁瓣等。这可能阻止控制器/处理电路匹配发射雷达信号和经反射的雷达信号来进行测距操作。
汽车成像雷达的典型规范包括例如检测0至300米距离范围内的物体的能力。这可能带来各种挑战。具体地，行进300米或更远的长距离两次(从发射电路到物体然后返回接收电路)的雷达信号在它到达接收电路时可能经受大幅衰减。为了使得接收电路能够正确地检测衰减的雷达信号，可以在发射电路处增加该雷达信号的发射功率，以确保经反射的雷达信号在大幅衰减后仍能有足够的信号功率来被接收电路检测到。但如果雷达信号被附近物体(例如，距离范围下限处的物体)反射，则此类布置可能导致所接收的雷达信号功率使接收电路饱和。增加发射的雷达信号功率还有其他不合乎期望的影响。例如，发射的雷达信号可能干扰另一交通工具的雷达系统。如果发射的雷达信号干扰传入雷达信号，也可能发生自干扰。此外，增加发射的雷达信号功率也增加功耗和散热。
本文中所提供的实施例可以通过提供针对不同的目标距离范围在不同的模式下操作的示例多模雷达系统来解决这些和其他问题。示例雷达系统包括发射电路、接收电路和控制器。在与第一目标距离范围相关联的第一模式中，控制器被配置成基于第一配置来配置接收电路以在接收电路处设置最大输入信号电平，最大输入信号电平是基于第一目标距离范围来设置的。控制器还被配置成操作发射电路以传送第一信号，并且操作具有第一配置的接收电路以检测经反射的第一信号。
具体地，第一模式可以用于检测附近物体，诸如接近第一目标检测距离范围下限(例如，0米)的物体。在第一模式下，控制器可以基于例如增大接收电路的1dB压缩点来增大接收电路处的最大输入信号电平，以使得接收电路在接收到从附近物体所反射的第一雷达信号时可以保持线性。在一个示例中，可以通过降低接收电路的放大器的放大增益来增大接收电路的1dB压缩点。
此外，在与第二目标距离范围相关联的第二模式中，控制器被配置成基于第二配置来配置接收电路以在接收电路处设置最小输入信号电平，最小可检测输入信号电平基于第二目标距离范围。控制器还被配置成操作发射电路以传送第二信号，并且操作具有第二配置的接收电路以检测经反射的第二信号。
具体地，第二模式可以用于检测远处物体，诸如接近第二目标检测距离范围上限(例如，300米)的物体。在第二模式下，控制器可以基于例如降低接收电路的噪声指数或以其他方式提高接收电路的链路余量来降低接收电路处的最小可检测输入信号电平。利用第二配置，已行进通过两倍于第一目标检测距离范围的上限的距离的雷达信号的信号电平可以保持高于接收电路处的最小可检测输入信号电平。在一个示例中，接收电路的噪声指数可以通过增大接收电路中放大所接收的雷达信号的放大器的放大增益来降低。由于增大的放大增益，第二操作模式下的接收电路可具有降低的1dB压缩点和降低的最大输入信号电平，针对其接收电路保持线性。
给定具有第二配置的接收电路具有降低的1dB压缩点，则接收电路更容易饱和，尤其是在接收电路接收从第一目标距离范围的最小值处(例如，在零米处)的物体反射的第一信号的情况下。为了降低接收电路饱和的可能性，在第二操作模式期间，控制器可以在从发射电路传送第一信号时起的时间窗内禁用接收电路、或者以其他方式忽略接收电路的输出。时间窗口可被配置成使得由位于第二目标距离范围内的物体所反射的第一信号(来自发射电路)仅在该定时窗口流逝之后到达接收电路。
在一些示例中，为了减少从不同位置到达的雷达信号相互干扰的可能性，示例雷达系统中所使用的雷达信号(例如，第一和第二信号)可被配置成：与该信号在行进通过最大检测距离时所经历的最大往返延迟相比，具有非常短的脉冲宽度。作为解说性示例，对于300米的最大检测距离，雷达信号所经历的最大往返延迟为2微秒(us)。雷达信号可被配置成具有小于2us的脉冲宽度。由于在300米的最大检测距离内来自不同位置的雷达信号被分开不超过2us，因此具有短脉冲宽度可以降低这些雷达信号在时间上交叠以及相互干扰的可能性。此外，在第二模式内在其中禁用接收电路(和/或忽略输出)的时间窗口的历时也可以基于该脉冲宽度来配置，以使得来自附近物体的经反射的第一信号的大部分可被忽略。如果第一信号的脉冲宽度等于或超过最大往返延迟，则这将是不可能的。在一些示例中，示例雷达系统可被配置成传送相位编码波形(诸如Golay互补序列、Barker码、Gold码、zadoff-chu序列或OFDM雷达信号)作为第一和第二信号。在一些示例中，可以按空间-时间-频率复用(STFM)方案来传送第一和第二信号。
图1解说了可以在其中实现所公开的技术的交通工具100。交通工具100可以包括雷达系统以在周围环境中执行物体检测和测距。基于物体检测和测距的结果，交通工具100可以操纵以避免与物体的碰撞。交通工具100可以包括发射电路102以按任何合适的扫描模式在不同的时间在不同的方向传送一个或多个雷达信号104。交通工具100还可以包括接收电路106以监视由物体112所反射的一个或多个雷达信号108。然后可以基于雷达信号104和108之间的时间差、雷达信号104和108之间的信号电平比等来执行测距确定(例如，测量物体的距离)。例如，如图1中所示，发射电路102可以在时间T1在交通工具100正前方的方向上传送雷达信号104。接收电路106可以在时间T2接收由物体112(例如，另一交通工具)所反射的雷达信号108。基于接收到雷达信号108，雷达系统可以确定物体112在交通工具100的正前方。此外，基于T1和T2之间的时间差，雷达系统可以确定交通工具100和物体112之间的距离。交通工具100可以基于雷达系统对物体112的检测和测距来调整其速度(例如，减速或停止)以避免与物体112的碰撞。
图2A解说了雷达系统200的组件的示例。雷达系统200包括发射电路102、接收电路106和控制器202。发射电路102可以包括功率放大器，而接收电路106可以包括低噪声放大器(LNA)，并且两者与天线204耦合。发射电路102可以经由天线204朝物体112传送雷达信号104，而接收电路106可以经由天线204来接收由物体112所反射的雷达信号108。尽管图2A解说天线在发射电路102与接收电路106之间共享，但在一些示例中，发射电路102和接收电路106中的每一者可具有其自己的天线。在两种情形中，天线可以包括单个天线或天线阵列/多个天线。
控制器202进一步包括信号发生器206、处理引擎208和测距操作模块210。信号发生器206可以确定雷达信号104的各种频率、相位和振幅特性。在一些示例中，信号发生器可以包括多频带脉冲发生器216、数模转换器(DAC)218和混频器220等。经时频复用的雷达信号104可以由多频带脉冲发生器数字地生成，使用DAC转换为模拟信号，然后使用混频器来混合到RF频率。此外，处理引擎208可以处理和提取来自雷达信号108的信息以允许测距操作模块210确定雷达信号108来自雷达信号104的反射。在一些示例中，处理引擎208可以包括混频器230、ADC 232和相关器234。混频器230可以将雷达信号108下变频为低中频(IF)信号并且使用ADC 232进行采样。相关器234可以是基带处理器的一部分，其可以包括第二混频器(图2A中未示出)以将IF信号下变频为基带信号。相关器234随后可以执行IF信号序列和具有预定模式的参考信号序列之间的相关以提供雷达信号108包括由多频带脉冲发生器216所生成的同一脉冲集合的指示。在接收到此类指示之际，测距操作模块210可以基于例如传送雷达信号104的时间与接收雷达信号108的时间之间的时间差来确定雷达系统200与物体112之间的距离，该时间差表示当雷达信号104在雷达系统200与物体112之间行进时雷达信号104所经历的往返延迟。
为了实现测距操作，雷达信号108必须在接收电路106的动态范围内，以使得处理引擎208能够从雷达信号108中采样和提取脉冲。动态范围可以定义最小输入信号电平和最大输入信号电平。具体地，雷达信号108的信号电平/功率必须高于最小输入信号电平，以变得可与噪声区分开，最小输入信号电平可以由接收电路的灵敏度来定义。此外，雷达信号108还必须低于接收电路所容忍的最大输入信号电平，诸如1dB压缩点。否则，接收电路106可能变得饱和，并且接收电路106的输出不再与雷达信号108线性相关。这可能显著降低处理引擎208从雷达信号108采样和提取脉冲以匹配雷达信号104的脉冲的能力。作为结果，雷达系统200的性能可能变得显著降级。
最小和最大输入信号电平可对雷达信号104的传输施加冲突要求，这进而可限制雷达系统200的检测距离范围。图2B和图2C解说了雷达信号104和108的示例。在图2B中，图形240解说了发射电路102传送信号电平242的雷达信号104。雷达信号104可以包括以时间T1为中心的脉冲。图2B的图形250解说了从位于雷达系统200的检测距离范围的下限处的物体112反射的雷达信号108的输出。在图形250中，雷达信号108具有信号电平252并且中心在时间T6。时间T1和T6之间的时间差表示雷达信号104所经历的往返延迟254。往返延迟254对应于检测距离范围的下限，并且信号电平242和信号电平252之间的比率可以反映雷达信号104(和雷达信号108)从发射电路102到接收电路106所经历的最小衰减。如图形250中所示，雷达信号104的信号电平242可被配置以使得具有最小衰减的雷达信号108的信号电平252低于接收电路106的最大输入信号电平。
但将雷达信号104限制在信号水平242可降低检测距离范围的上限。图2B的图形260解说了从位于超过雷达系统200的检测距离范围的上限的物体112反射的雷达信号108的输出。在图形260中，雷达信号108具有信号电平262并且中心在时间T9。往返延迟264对应于雷达信号104(和雷达信号108)所行进的距离，雷达信号104随信号在雷达系统200和物体112之间行进而经历显著衰减。由于显著衰减，雷达信号108的信号电平262可能下降到低于接收电路106的最小可检测输入信号电平并且可能变得与噪声无法区分。
扩展雷达系统200的检测距离范围上限的一种方式是通过增大发射电路102处的雷达信号104的信号功率/电平。图2C解说了具有更新的信号电平的雷达信号104和108。如图2C中的图形270所示，雷达信号104具有增大的信号电平272(与信号电平242相比)。在增大的信号电平272之下，来自超过雷达系统200的检测距离范围上限的雷达信号108(如图形290中所示)现在具有满足接收电路106的最小可检测输入信号电平的信号电平292。但然后在增大的信号电平之下，来自雷达系统200的检测距离范围下限的雷达信号108(如图形280中所示)现在具有超过接收电路106的最大输入信号(例如，1dB压缩点)的信号电平282。作为结果，接收电路106可能变得饱和，并且接收电路106的输出可能变得非线性且经削波，并且不再与雷达信号108线性相关。处理引擎208可能无法从雷达信号108中提取脉冲信息以与雷达信号104相匹配来进行测距操作。
如图2B和图2C中所示，接收电路106的最大和最小输入信号电平可以限制雷达系统200的可达到的检测距离范围。例如，最大输入信号电平可以设置检测距离范围的下限，而最小输入信号电平可以设置检测距离范围的上限。从比检测距离范围下限近的物体所反射的雷达信号可能超过接收电路106所容忍的最大输入信号电平，并且可能使接收电路106饱和，而从比检测距离范围上限远的物体所反射的雷达信号可能低于接收电路106的最小可检测输入信号电平，并且变得无法与噪声区分开。
接收电路106的最大和最小输入信号电平通常彼此紧密耦合并且不能被独立调整，这限制了雷达系统200的动态范围和可实现的检测距离范围。具体地，接收电路106的最小可检测输入信号电平可以被接收电路106的噪声指数限制，而接收电路106的最大输入信号电平可以被接收电路106的1dB压缩点限制。但噪声指数和1dB压缩点与接收电路106的某些参数(例如，放大增益)绑定并且不能被个体地/独立地调整。
图3解说了接收电路106的放大增益与接收电路106的噪声因子(NF)和1dB压缩点(IB PldB)之间的关系的图形300。在图3中，噪声因子用实线来表示，而1dB压缩点用虚线来表示。如图3中所示，噪声因子和1dB压缩点两者随放大增益而变化。在较大放大增益的情况下，相对于噪声，输入雷达信号可被放大更多，这导致降低的噪声指数和较低的最小可检测输入信号电平(其是合乎期望的)。但在较大的放大增益的情况下，对于相同的输入雷达信号，接收电路106的输出也增加，这使得接收电路106更容易饱和。作为结果，在较大放大器增益的情况下，1dB压缩点(其可以定义接收电路106保持线性的最大输入信号电平)也可能降低(这是不期望的)。
在另一方面，在较小的放大增益的情况下，输入雷达信号相对于噪声放大较小，这导致增加的噪声指数和较高的最小可检测输入信号电平(这是不期望的)。但在较小的放大增益的情况下，对于相同的输入雷达信号，接收电路106的输出也减小，这使得接收电路106更难以饱和。作为结果，在较小的放大器增益的情况下，1dB压缩点可能增加，这是合乎期望的。
图4A、图4B、图4C和图4D解说了示例多模雷达系统400及其可解决上述问题中的一些的操作。如图4A中所示，多模雷达系统400包括控制器402，其除了处理引擎208、信号发生器206和测距操作模块210之外还包括接收电路配置模块404。多模雷达系统400可以在至少两种模式中进行操作。在与第一目标距离范围相关联的第一模式中，接收电路配置模块404可以基于第一配置来将接收电路106配置成在接收电路处设置最大输入信号电平，该最大输入信号电平是基于第一目标距离范围来设置的。第一目标距离范围可以用于检测附近的物体，诸如雷达系统的0-30米内的物体。此外，在与第二目标距离范围相关联的第二模式中，控制器被配置成基于第二配置来配置接收电路以在接收电路处设置最小输入信号电平，最小可检测输入信号电平基于第二目标距离范围。第二目标距离范围可以用于检测例如雷达系统的30-300米内远处的物体。
在一些示例中，如图4B中所示，多模雷达系统400可以在第一模式和第二模式之间重复地交替以检测来自第一目标距离范围和来自第二目标距离范围的雷达信号。在每个操作模式的开始处，发射电路102可以传送雷达信号104，然后具有第一或第二配置之一的接收电路106可以检测经反射的雷达信号108。
图4C解说了第一操作模式和第二操作模式的附加细节。参考图4C的图形410，在第一模式和第二模式两者下，发射电路102可以传送相同信号电平412的雷达信号104。参考图4C的图形420，在第一模式下，接收电路配置模块404可以增大接收电路106处的最大输入信号电平，并且使得接收电路106能够在发射电路102开始传送雷达信号104之后立即开始检测雷达信号108(在时间T0)。可以基于例如增大接收电路106的1dB压缩点来将接收电路106处的最大输入信号电平增大到信号电平422，以使得接收电路可以在接收从附近物体所反射的第一雷达信号时保持线性。在一个示例中，可以通过降低接收电路的放大器的放大增益来增大接收电路的1dB压缩点。在减小的放大增益下，接收电路106的噪声指数也增大，并且接收电路106处的最小可检测输入信号电平可以增大到信号电平424。最小可检测输入信号电平的增大不太可能影响雷达信号108的检测的精度，因为被附近物体所反射的雷达信号的信号电平可能远高于最小可检测输入信号电平。此外，接收电路106还可以在发射电路102开始传送雷达信号104之后立即开始检测雷达信号108(例如，在时间T0)，因为雷达信号104在被附近的物体反射时可能经历很短的往返延迟。
图形430解说了第二操作模式。参考图形430，在第二模式下，接收电路配置模块404可以将接收电路106处的最小可检测输入信号电平降低到信号电平432。最小可检测输入信号电平432与第一模式的最小可检测输入信号电平424相比可被降低。在第二模式下，可以基于例如降低接收电路106的噪声指数或以其他方式提高接收电路106的链路余量来降低最小可检测输入信号电平。利用第二配置，弱雷达信号(例如，来自最大检测距离的雷达信号)的信号电平可被放大成保持在接收电路处的最小可检测输入信号电平之上。
在一个示例中，在第二模式中，接收电路106的噪声指数可以通过相对于第一模式增大接收电路的放大器的放大增益来降低。由于增大的放大增益，第二操作模式下的接收电路可具有接收电路保持线性的降低的1dB压缩点以及在信号电平436的降低的最大输入信号电平。但降低最小可检测输入信号电平不太可能使接收电路106饱和，只要接收电路106从第二目标距离范围内而不是第一目标距离范围内的物体接收雷达信号108，在此情形中雷达信号108在到达接收电路106之前应经历显著衰减并且可能低于最大输入信号电平436。
为了降低在第二模式下接收电路106由于从附近物体(例如，第一目标距离范围内的物体)所反射的雷达信号而饱和的可能性，可以在第二模式的开始处执行接收电路(RX)阻塞操作，其中接收电路配置模块404还可以延迟接收电路106对雷达信号108的检测。参考图形430，接收电路配置模块404可以在发射电路102传送雷达信号104时起的RX阻塞窗口440内禁用接收电路106，或使得处理引擎208忽略接收电路106的输出。RX阻塞窗口440的历时可被配置成使得由位于第二目标距离范围内的物体所反射的雷达信号108(来自发射电路102)仅在RX阻塞窗口440流逝之后到达接收电路106。例如，RX阻塞窗口440的历时可以从T0(在第一模式中信号检测开始的时间)延伸，并且具有基于雷达信号104(和108)在发射电路102与第一目标距离范围(例如，0-30米)内的物体之间所经历的最大往返延迟的历时，以使得在第二模式下接收电路106不接收/处理来自第一目标距离范围的雷达信号。
图4D解说了接收电路配置模块404可以用来改变接收电路106的放大增益的示例组件。如图4D中所示，接收电路106可以包括多级放大器450，其可以包括放大器450a、放大器450b和放大器450c。在一些示例中，多级放大器450可以进一步包括多路复用器452，其可以选择性地将放大器450a或放大器450b与放大器450c耦合，以形成两级或三级放大器。经由多路复用器452，接收电路配置模块404可以通过在两级和三级配置之间切换来改变接收电路106的放大增益。
在一些示例中，接收电路106还可以包括可变增益放大器(VGA)460。放大器460可以包括可变负载462、可变偏置电流源464等。接收电路配置模块404可以基于例如改变可变负载462的电阻和/或由偏置电流源464所提供的偏置电流来改变VGA 460的增益。可变负载462和可变偏置电流源464可以由软件来控制。
如上所述，多模雷达系统400可以交织第一操作模式和第二操作模式以在不同的时间执行对不同的目标距离范围内的物体的检测。与雷达信号所经历的最大往返延迟相比，常规的调频连续波(FMCW)雷达信号具有非常长的脉冲宽度，并且将给时间交织的检测操作(包括第二模式中的RX阻塞操作)带来问题。
图5解说了常规FMCW雷达信号500及其反射信号502的示例。在图形504中，FMCW雷达信号500具有可为40-80微秒(us)数量级的脉冲宽度P1并且具有可为0.6-1.2GHz数量级的频率带宽B。FMCW雷达信号500所经历的最大往返延迟为τ，其基于300米的最大目标距离可以为2us。即，FMCW雷达信号500和502的脉冲宽度是最大往返延迟的幅度的若干数量级。
具有如此长脉冲宽度的FMCW雷达信号500可能对多模雷达系统400的经时间交织检测操作造成问题。具体地，由于长脉冲宽度，经反射的FMCW雷达信号将具有长的历时。这可能干扰第二模式中的RX阻塞操作。如上所述，在第二模式的开始处，接收电路配置模块404可以在从发射电路102传送雷达信号104起的RX阻塞窗口440内延迟接收电路106对雷达信号108的检测，以避免由于来自附近物体的反射信号而饱和。但如果反射信号具有很长的历时，在RX阻塞窗口440流逝之后它仍将出现在接收电路106处，并且仍使得接收电路106饱和。
图形506解说了FMCW雷达信号干扰如图4C中所描述的第二模式中的RX阻塞操作的示例。如图形506中所示，在第二操作模式期间，FMCW雷达信号500在时间T0处被传送。雷达信号被附近物体和远处物体反射，并且产生两个经反射的FMCW雷达信号502和512。来自附近物体的经反射的FMCW雷达信号502在时间T0处开始到达，而来自远处物体的经反射的FMCW雷达信号512在时间T1处开始到达。接收电路106在其中不检测(或忽略)雷达信号的RX阻塞窗口440从时间T0跨越到时间T1。由于长脉冲宽度，经反射的FMCW雷达信号502可能比RX阻塞窗口440更持久，并且在时间T1处仍出现在接收电路106处。由于经反射的FMCW雷达信号502由于被附近物体反射而具有高信号功率，而在第二模式中操作的接收电路106在第二模式中具有降低的1dB压缩点，因此接收电路106可能由于经反射的雷达信号502而饱和，并且无法检测经反射的雷达信号512或对其作出响应。
为了支持第一操作模式和第二操作模式之间的时间交织，多模雷达系统400可以生成与雷达信号104所经历的最大往返延迟(例如，针对最大目标检测距离300米为2us)相比具有短脉冲宽度的雷达信号104。图6解说了短脉冲雷达信号600及其经反射的雷达信号602的示例。如图形604中所示，短脉冲雷达信号600具有P2的脉冲宽度，其可以小于(或低若干数量级)最大往返延迟τ。例如，在最大往返延迟τ为2us的情况下，脉冲宽度P2可以约为0.5us。在一些示例中，短脉冲雷达信号600可以包括相位编码波形，诸如Golay互补序列、Barker码、Gold码、zadoff-chu序列和/或OFDM雷达信号。在一些示例中，如下所将要描述的，短脉冲雷达信号600可以在STFM方案中被传送，其中顺序地传送脉冲集合，每个脉冲使用不同的载波频率来传送。
图形606解说了在图4A-图4D的第一操作模式和第二操作模式中使用短脉冲雷达信号的示例。如图形606中所示，在第一操作模式中，短脉冲雷达信号600在时间T0处被传送，并且经反射的短脉冲雷达信号602在时间T1处被接收。由于短脉冲宽度，经反射的短脉冲雷达信号602不延伸进入用于第二操作模式的后续时间窗口中，并且不影响第二操作模式中的检测操作。另一短脉冲雷达信号610可以在时间T2处来传送并且被物体反射为经反射的短脉冲雷达信号612。取决于物体的位置，经反射的短脉冲雷达信号可以作为经反射的雷达信号612a在RX阻塞窗口440内到达，或者作为经反射的雷达信号612b在RX阻塞窗口440之后的时间T3处到达。经反射的雷达信号的很大一部分可以作为经反射的雷达信号612a与RX阻塞窗口440交叠。这可以阻止接收电路106由于经反射的雷达信号612a而饱和，经反射的雷达信号612a可能由于被附近物体反射而具有巨大的信号电平。此外，经反射的雷达信号612a也不太可能延伸到RX阻塞窗口之外并且对在剩余的第二操作模式中对经反射的雷达信号的后续检测造成干扰。
图7A和图7B解说了可以由示例多模雷达系统400所使用的短脉冲雷达信令方案的附加示例。在一个示例中，短的互补相位编码波形对(例如，Golay互补序列)可被用于物体检测。图7A解说了Golay序列的示例。如图7A中所示，Golay序列可以包括互补脉冲对702和704，标记为Ga和Gb。每个Ga和Gb脉冲序列可以分开达每个脉冲所经历的最大往返延迟(例如，对于最大检测距离300米为2us)，而每个脉冲的脉冲宽度可小于最大往返延迟(例如，约0.5us)。该互补脉冲对的总时段可跨越约5us。对于每个操作模式，可以向不同的目标区域传送重复的Ga和Gb脉冲序列以执行物体检测。
互补波形的有吸引力的属性是它们的自相关函数的总和等于完美的冲击响应函数，从而实现零距离旁瓣。图7B是Golay处理710的框图，解说Golay二进制互补序列(本文中也称为“Golay对”或“互补对”)可以如何由雷达系统的接收电路(Rx)处理以提供无旁瓣的冲击响应.如本领域普通技术人员将领会的，Golay处理710是可由例如图2A的处理引擎208处的硬件和/或软件所实现的一种形式的数字信号处理。
此处，Golay对包含第一序列Ga和第二序列Gb。Golay处理710包括分别使用Ga相关器720-1和Gb相关器720-2使由接收电路106输出的Ga和Gb自相关。然后执行对每个相关器的输出的求和722以提供输出724：没有旁瓣的完美脉冲响应。Gb相关器720-1和720-2、以及求和722可以在处理引擎208(例如，相关器234)中实现。为了对雷达脉冲利用该互补属性，序列Ga和Gb可以在时间上分开传送，以使得该两个传输之间的时间区间大于到最远物体的往返延迟(例如，2us)，如前所述。否则，第一序列的长目标回波与第二发射序列之间的互相关将破坏零旁瓣属性。为了确保自相关操作的正确运行，接收电路106的输出需要与所接收的雷达信号线性相关，这将要求所接收的雷达信号的信号电平高于接收电路106的最小输入信号电平且低于最大输入信号电平。
图8是根据一实施例的感测物体的方法800的流程图。方法800捕获在以上实施例中所描述的以及在图2A-7B中所解说的功能性的一部分。图8中所解说的框中所描述的一个或多个功能可以由电子设备的软件和/或硬件组件(例如，数字信号处理器(DSP))来执行，诸如图9中所解说的以及以下所描述的电子设备、和/或图4A中所解说的一个或多个组件(其可以结合到图9中所解说的电子设备中)。此外，本领域普通技术人员将领会，替换实施例可通过增加、省略、组合、分离和以其他方式改变图6的各框中所解说的功能在实现图8中所解说的功能的方式上变化。
在框802，功能性包括至少部分地通过执行在框802a、802b和802c处所描述的功能来执行与第一距离范围相关联的第一检测操作模式。框802a处的功能性包括由发射电路来传送第一信号。框802b处的功能性包括在接收电路处设置最大输入信号电平，其中最大输入信号电平是基于第一距离范围的最小值来设置的。框802c处的功能性包括由接收电路来检测第一信号的反射。
如前文所提及的，第一检测模式可以用于检测附近的物体，诸如距离雷达系统第一距离范围(例如，0-30米)内的物体。在第一检测模式下，可以基于例如增大接收电路的1dB压缩点来增大接收电路处的最大输入信号电平，以使得从第一距离范围的最小值(例如，0米)处的物体所反射的经反射的第一信号的信号电平保持低于1dB压缩点，如图4C的图形420中所示。在一个示例中，可以通过降低接收电路的放大增益来增大接收电路的1dB压缩点。如图4D中所描述的，可以通过例如绕过一个放大器级、减少放大器的负载、和/或减少放大器的偏置电流来降低放大增益。
第一信号可以包括其脉冲宽度短于第一信号所经历的最大往返延迟的短脉冲，诸如图7A和图7B中所示的那些。在一些示例中，第一信号可以包括相位编码波形，诸如Golay互补序列、Barker码、Gold码、zadoff-chu序列或OFDM雷达信号。第一信号的脉冲可以在STFM方案中来传送，其中脉冲集合顺序地被传送，每个脉冲使用不同的载波频率来传送。
用于执行框802处的功能性的装置可以包括例如多频带脉冲发生器216、DAC 218、混频器220、发射电路102和一个或多个天线，如图4A中所解说的，如上所述。此外，这些组件中的一个或多个可被包括在如图9所解说且在下文进一步描述详细的电子设备900的通信子系统930(包括无线通信接口933)和/或其他硬件和/或软件组件中。
再次参考图8，方法800进一步包括：在框804，至少部分地通过执行在框804a、804b和804c所描述的功能来执行与第二距离范围相关联的第二检测操作模式。框804a处的功能性包括由发射电路来传送第二信号。框804b处的功能性包括在接收电路处设置最小输入信号电平，其中最小输入信号电平是基于第二距离范围的最大值来设置的。框804c处的功能性包括由接收电路来检测第二信号的反射。
如所描述的，第二检测模式可以用于检测远处的物体(与第一距离范围相比)，诸如第二距离范围(例如，30-300米)内的物体。在第二检测模式下，基于例如降低接收电路的噪声指数或以其他方式提高接收电路的链路余量来降低接收电路处的最小输入信号电平。利用第二配置，已行进通过两倍于第二距离范围的最大值(例如，300米)的距离的雷达信号的信号电平可以保持高于接收电路处的最小输入信号电平，如图4C的图形430中所示。在一个示例中，可以通过增大接收电路的放大器的放大增益来降低接收电路的噪声指数。如图4D中所描述的，可以通过例如实现一个放大器级、增大放大器的负载、和/或增大放大器的偏置电流来增大放大增益。
在一些示例中，为了降低接收电路在第二操作模式期间饱和的可能性，在从发射电路传送第二信号时起的RX阻塞窗口内可以禁用接收电路、或者可以按其他方式忽略接收电路的输出。RX阻塞窗口的历时可被配置成使得由位于第二距离范围内的物体所反射的第二信号(来自发射电路)仅在RX阻塞窗口流逝之后到达接收电路。
类似于第一信号，第二信号也可以包括短脉冲，其脉冲宽度短于第一信号所经历的最大往返延迟，诸如图7A和图7B中所示的那些。在一些示例中，第一信号可以包括相位编码波形，诸如Golay互补序列、Barker码、Gold码、zadoff-chu序列或OFDM雷达信号。第一信号的脉冲可以在STFM方案中来传送，其中脉冲集合顺序地被传送，每个脉冲使用不同的载波频率来传送。
用于执行框804处的功能性的装置可以包括例如一个或多个天线、接收电路106、混频器230、ADC 232和相关器234，如图4A中所解说的以及上文所描述的。此外，这些组件中的一个或多个可被包括在如图9所解说且在下文进一步描述详细的电子设备900的通信子系统930(包括无线通信接口933)和/或其他硬件和/或软件组件中。
在框806，该功能性包括基于第一信号的反射或第二信号的反射之一来确定物体的距离。具体地，可以基于第一信号或第二信号所经历的往返延迟来确定该距离。可以基于发射电路传送第一信号(或第二信号)的时间与接收电路接收经反射的第一信号(或经反射的第二信号)的时间之间的时间差来确定往返延迟。
在第一信号和第二信号包含互补Golay脉冲序列的情形中，该距离可以基于第一和第二互补对中的一者或两者被传送和接收的时间(例如，所计算的往返时间)来确定。接收脉冲的时间可以由如图7B中所示通过对该对中的每个序列进行自相关然后将该对中两个序列的自相关相加所生成的冲击响应来确定。这可以在硬件和/或软件中来实现。
如此，用于执行框806处的功能性的装置可以包括例如测距操作模块210，如上所述。该模块可以在硬件(例如，专用电路)和/或软件(例如，由处理单元所执行的)中来实现，其可被包括在如图9中所解说且在下文进一步详细描述的电子设备900的通信子系统930(包括无线通信接口933)、(诸)处理单元910、和/或其他硬件和/或软件组件中。
图9解说了电子设备900的实施例，其可以能够使用STFM来执行RF感测，如以上实施例中所描述的，包括图8中所描述的方法的一个或多个功能。如前所述，图4A中所解说的组件可被纳入电子设备900的一个或多个硬件元件中。例如，测距操作模块210和接收电路配置模块404可以由控制器911和/或(诸)处理单元910来实现，而发射电路102和接收电路106可以是通信子系统930的一部分。在一些实施例中，包括控制器402、发射电路102和接收电路106的图4A中所解说的一些或更多组件可被纳入无线通信接口933(例如，无线调制解调器)中。
应当注意，图9仅旨在提供各种组件的一般化解说，可恰适地利用其中任何或全部组件。因此，图9宽泛地解说了如何以相对分开或相对更集成的方式来实现个体系统元件。另外，可以注意到，由图9所解说的组件可被局部化成单个设备和/或分布在可设置在不同物理位置(例如，汽车中的不同位置)处的各种联网设备之中。对于汽车应用，电子设备900可以包括汽车的机载计算机。
电子设备900被示为包括可经由总线905电耦合(或者可以恰适地以其他方式处于通信)的硬件元件。硬件元件可包括(诸)处理单元910，其可包括但不限于一个或多个通用处理器、一个或多个专用处理器(诸如数字信号处理器(DSP)、图形处理单元(GPU)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)等)、和/或其他处理结构，它们可被配置成执行本文中所描述的方法中的一个或多个功能(包括图8中所解说的方法)。
在一些示例中，(诸)处理单元910还可以实现图4A的控制器402的部分或全部。在一些示例中，电子设备900还可以包括控制器911，其可以实现控制器402的一个或多个子框的功能，诸如混频器230和ADC 232、信号发生器206、测距操作模块210和接收电路配置模块404，而相关器234可以在(诸)处理单元910中实现，其可以包括基带处理器。控制器911还可包括但不限于一个或多个通用处理器、一个或多个专用处理器(诸如数字信号处理器(DSP)、图形处理单元(GPU)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)等)、和/或其他处理结构、以及用于实现例如模拟混频器(其可以是混频器220和230的一部分)、ADC 232和DAC 218的模拟电路。应理解，控制器402/控制器911的各种组件，尤其是数字信号处理中所涉及的组件，可以按与图9中所描绘的不同的配置、或在更高级别的处理中在处理器中来实现。
电子设备900还可以包括一个或多个输入设备915，其可以包括但不限于触摸屏显示器或其他用户界面、用于自动化交通工具的一个或多个自动化系统等等；以及一个或多个输出设备920，其可以包括但不限于显示器设备、用于自动化交通工具的一个或多个自动化系统等等。
电子设备900可进一步包括一个或多个非瞬态存储设备925(和/或与该一个或多个非瞬态存储设备925处于通信)，其可包括但不限于本地和/或网络可访问存储，和/或可包括但不限于磁盘驱动器、驱动器阵列、光学存储设备、固态存储设备(诸如随机存取存储器(RAM)和/或只读存储器(ROM))，它们可以是可编程的、可快闪更新的、等等。此类存储设备可被配置成实现任何恰适的数据存储，包括但不限定于各种文件系统、数据库结构等等。
电子设备900还可包括通信子系统930，其可包括对由无线通信接口933管理和控制的有线通信技术和/或无线通信技术(在一些实施例中)的支持。通信子系统930可包括调制解调器、网卡(无线或有线)、红外通信设备、无线通信设备、芯片组等。通信子系统930可包括一个或多个输入和/或输出通信接口，诸如无线通信接口933，以允许与网络、移动设备、其他计算机系统和/或本文所描述的任何其他电子设备交换数据和信令。如上文所提及的，可以将图4A中所解说的一个或多个组件纳入无线通信接口933中，该无线通信接口933能够根据本文中所提供的实施例进行RF感测、以及进行通信两者。在其他实施例中，图4A中所解说的组件可包括专用感测单元、或被纳入其中，其可被用作输入设备915。
在许多实施例中，电子设备900进一步包括工作存储器935，其可包括RAM和/或ROM设备。被示为位于工作存储器935内的软件元件可包括操作系统940、设备驱动程序、可执行库、和/或其他代码(诸如，(诸)应用945)，这些软件元件可包括由各种实施例提供的计算机程序、和/或可被设计成实现由其他实施例提供的方法和/或配置由其他实施例提供的系统，如本文中所描述的。仅作为示例，关于以上所讨论的方法(诸如关于图8所描述的方法)所描述的一个或多个功能可被实现为存储(例如，临时)在工作存储器935中并且可由计算机(和/或计算机内的处理单元，诸如(诸)处理单元910)执行的代码和/或指令。在一方面，那么此类代码和/或指令可以被用来配置和/或适配通用计算机(或者其他设备)来执行根据所描述的方法的一个或多个操作。
这些指令和/或代码的集合可被存储在非瞬态计算机可读存储介质(诸如上述(诸)存储设备925)上。在一些情形中，存储介质可被纳入计算机系统(诸如电子设备900)内。在其他实施例中，存储介质可以与计算机系统分开(例如，可移动介质，诸如光碟)，和/或可被提供在安装包中，以使得存储介质可被用来对存储有指令/代码的通用计算机进行编程、配置和/或适配。这些指令可以采取可执行代码的形式(其可由电子设备900执行)和/或可以采取源代码和/或可安装代码的形式，这些指令在电子设备900上编译和/或安装(例如，使用各种通用编译器、安装程序、压缩/解压缩实用程序)之际，则采取可执行代码的形式。
可以注意到，尽管可在本文中所提供的实施例中描述了特定频率、硬件和其他特征，但各替换实施例可以是不同的。即，替换实施例可以利用附加的或替换的频率、天线元件(例如，具有不同大小/形状的天线元件阵列)、帧速率、电子设备和/或如本文中的实施例中描述的其他特征。本领域普通技术人员将领会这样的变体。
本领域普通技术人员将附加地领会，可以按各种方式实现本文中所描述的实施例的各个方面。例如，脉冲生成、相关和/或其他类型的信号生成和/或处理可以在硬件、软件(例如，固件)或两者中实现。此外，硬件和/或软件功能可被分布在不同的组件和/或设备之中。
本文中所提供的实施例可被用于自动驾驶和/或其他应用。一般来说，图4A中所解说的架构可被纳入各种不同类型的计算设备和/或系统中的任一者。这些设备/系统一般可以包括处理单元(其可以包括例如通用处理器、专用处理器(诸如数字信号处理(DSP)芯片、图形加速处理器、专用集成电路(ASIC)等)、和/或其他处理结构或装置)；(诸)输入设备(其可以包括例如键盘、触摸屏、触摸板、话筒、按钮、拨号盘、开关等)；(诸)输出设备(其可以包括例如显示器、发光二极管(LED)、音频扬声器等)；通信地将电子设备的各个组件耦合在一起的通信总线；通信接口等。
上述存储器可以包括非瞬态机器可读介质。如本文所使用的术语“机器可读介质”和“计算机可读介质”是指参与提供使机器以特定方式操作的数据的任何存储介质。在上文所提供的实施例中，在向处理单元和/或其他设备提供指令/代码以供执行时可能涉及各种机器可读介质。附加地或替换地，机器可读介质可被用于存储和/或携带此类指令/代码。在许多实现中，计算机可读介质是物理和/或有形存储介质。此类介质可采取许多种形式，包括但并不限于非易失性介质、易失性介质、和传输介质。计算机可读介质的常见形式包括例如：磁性和/或光学介质、RAM、PROM、EPROM、FLASH-EPROM、任何其他存储器芯片或卡带、和/或计算机能从其读取指令和/或代码的任何其他介质。
本文所讨论的方法、系统和设备是示例。各个实施例可恰适地省略、替代、或添加各种规程或组件。例如，参考某些实施例所描述的特征可在各种其他实施例中被组合。实施例的不同方面和要素可以按类似方式组合。本文中提供的附图的各种组件可被体现在硬件和/或软件中。而且，技术会演进，并且因此许多要素是示例，其不会将本公开的范围限定于那些特定示例。
主要出于普遍使用的原因，将此类信号称为比特、信息、值、元素、码元、字符、变量、项、数量、数字等已证明有时是方便的。然而，应当理解，所有这些或类似术语要与恰适物理量相关联且仅仅是便利性标签。除非另外特别声明，否则如从以上讨论显而易见的，应领会，贯穿本说明书，诸如“处理”、“计算”、“演算”、“确定”、“查明”、“标识”、“关联”、“测量”、“执行”等术语是指特定装置(诸如专用计算机或类似的专用电子计算设备)的动作或过程。因此，在本说明书的上下文中，专用计算机或类似的专用电子计算设备能够操纵或变换通常表示为该专用计算机或类似的专用电子计算设备的存储器、寄存器、或其他信息存储设备、传输设备、或显示设备内的物理量、电子量、电气量或磁性量的信号。
如本文中所使用的术语“和”以及“或”可包括还预期至少部分地取决于使用此类术语的上下文的各种含义。另外，本文所使用的术语“一者或多者”可被用于描述单数形式的任何特征、结构或特性，或者可用于描述特征、结构或特性的某种组合。然而，应当注意，这仅是解说性示例，并且所要求保护的主题内容不限于此示例。此外，术语“中的至少一者”如果被用于关联一列表，诸如A、B或C，则可被解释为表示A、B和/或C的任何组合，诸如A、AB、AA、AAB、和/或AABBCCC。
已描述了若干实施例，可以使用各种修改、替换构造和等价物而不会脱离本公开的精神。例如，以上元件可以仅是较大系统的组件，其中其他规则可优先于各个实施例的应用或者以其他方式修改各个实施例的应用。此外，可以在考虑以上要素之前、期间或之后采取数个步骤。相应地，以上描述并不限制本公开的范围。
鉴于此说明书，各实施例可包括特征的不同组合。在以下经编号条款中描述了各实现示例：
条款1.一种用于多模雷达的装置，包括：发射电路；接收电路；以及通信地耦合到发射电路和接收电路的控制器，该控制器被配置成：执行与第一距离范围相关联的第一检测操作模式，包括该控制器被配置成：使用发射电路来传送第一信号；在接收电路处设置最大输入信号电平，其中最大输入信号电平是基于第一距离范围的最小值来设置的；以及使用接收电路来检测第一信号的反射；执行与第二距离范围相关联的第二检测操作模式，包括该控制器被配置成：使用发射电路来传送第二信号；在接收电路处设置最小输入信号电平，其中最小输入信号电平是基于第二距离范围的最大值来设置的；以及使用接收电路来检测第二信号的反射；以及基于第一信号的反射或第二信号的反射之一来测量离物体的距离。
条款2.如条款1的装置，其中接收电路处的最小输入信号电平是最小可检测输入信号电平，最小可检测输入信号电平是基于设置接收电路的噪声指数(NF)来设置的。
条款3.如条款1-2中任一项的装置，其中控制器被配置成：设置NF，以使得第二信号在行进通过第二距离范围的最大值到达接收电路之后，在接收电路处具有第一信号电平，该第一信号电平超过基于NF所设置的最小可检测输入信号电平达预定余量。
条款4.如条款1-3中任一项的装置，其中控制器被配置成：设置NF，以使得接收电路在第二检测模式中比在第一检测模式中具有更低的NF。
条款5.如条款1-4中任一项的装置，其中控制器被配置成：基于设置接收电路的1dB压缩点(PldB)来设置最大输入信号电平。
条款6.如条款5的装置，其中控制器被配置成：设置接收电路的1dB压缩点，以使得第一信号在行进通过第一距离范围的最小值到达接收电路之后，在接收电路处具有第二信号电平，该第二信号电平低于基于1dB压缩点所设置的最大输入信号电平。
条款7.如条款5-6中任一项的装置，其中控制器被配置成：设置接收电路，以使得接收电路在第一检测模式中比在第二检测模式中具有更高的NF。
条款8.如条款1-7中的任一项的装置，其中接收电路被配置成在从发射电路传送第二信号的时间开始的定时窗口内不检测第二信号的反射。
条款9.如条款1-8中的任一项的装置，其中控制器被配置成不使用由接收电路所检测到的第三信号来测量距离，其中第三信号是在从发射电路传送第二信号的时间开始的定时窗口内检测到的。
条款10.如条款1-9中的任一项的装置，其中接收电路在第一检测模式中具有第一放大增益并且在第二检测模式中具有第二放大增益，第一放大增益低于第二放大增益。
条款11.如条款10的装置，其中接收电路包括多个放大增益级；并且其中第一放大增益和第二放大增益基于如下各项来设置：启用或禁用一个或多个放大增益级、调整该一个或多个放大增益级的偏置电流、或调整该一个或多个放大增益级的负载、或其组合。
条款12.如条款1-11中的任一项的装置，其中控制器被配置成传送第一信号和第二信号，以使得第一信号和第二信号中的每一者具有小于第一信号和第二信号中的每一者的最大往返延迟的脉冲宽度，最大往返延迟对应于第二距离范围的最大值。
条款13.如条款12的装置，其中控制器被配置成传送第一信号和第二信号，以使得第一信号和第二信号中的每一者包括分开达最大往返延迟的互补脉冲对。
条款14.如条款1-13中的任一项的装置，其中发射电路包括多频带脉冲发生器、数模转换器(DAC)、混频器、放大器、相移阵列和一个或多个天线。
条款15.如条款1-14中的任一项的装置，其中接收电路包括一个或多个天线、移相器阵列、放大器、混频器、模数转换器(ADC)和带通滤波器组；并且其中控制器被配置成基于第一距离范围的最小值来设置放大器或ADC中的至少一者的最大输入信号电平；并且其中控制器被配置成基于第二距离范围的最大值来设置放大器或ADC中的至少一者的最小输入信号电平。
条款16.如条款1-15中任一项的装置，其中发射电路被配置成以相同的信号电平来传送第一信号和第二信号。
条款17.一种用于使用多模雷达测量距离的方法，包括：执行与第一距离范围相关联的第一检测操作模式，该第一检测操作模式包括：由发射电路来传送第一信号；在接收电路处设置最大输入信号电平，其中最大输入信号电平是基于第一距离范围的最小值来设置的；以及由接收电路来检测第一信号的反射；执行与第二距离范围相关联的第二检测操作模式，该第二检测操作模式包括：由发射电路传送第二信号；在接收电路处设置最小输入信号电平，其中最小输入信号电平是基于第二距离范围的最大值来设置的；以及由接收电路来检测第二信号的反射；以及基于第一信号的反射或第二信号的反射之一来测量离物体的距离。
条款18.如条款17的方法，其中接收电路处的最小输入信号电平是最小可检测输入信号电平，最小可检测输入信号电平是基于设置接收电路的噪声指数(NF)来设置的。
条款19.如条款17-18中任一项的方法，其中NF被设置成使得第二信号在行进通过第二距离范围的最大值到达接收电路之后，在接收电路处具有第一信号电平，该第一信号电平超过基于NF所设置的最小可检测输入信号电平达预定余量。
条款20.如条款17-19中任一项的方法，其中接收电路在第二检测模式中比在第一检测模式中具有更低的NF。
条款21.如条款17-20中任一项的方法，其中最大输入信号电平是基于设置接收电路的1dB压缩点(PldB)来设置的。
条款22.如条款21的方法，其中接收电路的1dB压缩点被设置成使得第一信号在行进通过第一距离范围的最小值到达接收电路之后，在接收电路处具有第二信号电平，该第二信号电平低于基于1dB压缩点所设置的最大输入信号电平。
条款23.如条款21-22中任一项的方法，其中接收电路在第一检测模式中比在第二检测模式中具有更高的NF。
条款24.如条款17-23中任一项的方法，其中接收电路在从发射电路传送第二信号的时间开始的定时窗口内不检测第二信号的反射。
条款25.如条款17-24中任一项的方法，其中接收电路在第一检测模式中具有第一放大增益并且在第二检测模式中具有第二放大增益，第一放大增益低于第二放大增益。
条款26.如条款17-25中任一项的方法，其中第一信号和第二信号中的每一者具有小于第一信号和第二信号中的每一者要经历的最大往返延迟的脉冲宽度；其中最大往返延迟对应于第二距离范围的最大值；并且其中第一信号和第二信号中的每一者包括分开达最大往返延迟的互补脉冲对。
条款27.如条款17-26中任一项的方法，其中发射电路包括多频带脉冲发生器、数模转换器(DAC)、混频器、放大器、相移阵列和一个或多个天线。
条款28.如条款17-27中任一项的方法，其中接收电路包括一个或多个天线、移相器阵列、放大器、混频器、模数转换器(ADC)和带通滤波器组；并且其中放大器或ADC中的至少一者的最大输入信号电平是基于第一距离范围的最小值来设置的；并且其中放大器或ADC中的至少一者的最小输入信号电平是基于第二距离范围的最大值来设置的。
条款29.一种用于多模雷达的设备，包括：用于执行与第一距离范围相关联的第一检测操作模式的装置，用于执行第一检测操作模式的装置包括：用于传送第一信号的装置；用于检测第一信号的反射的装置；以及用于在用于检测第一信号的反射的装置处设置最大输入信号电平的装置，其中最大输入信号电平是基于第一距离范围的最小值来设置的；以及用于执行与第二距离范围相关联的第二检测操作模式的装置，用于执行第二检测操作模式的装置包括：用于传送第二信号的装置；用于检测第二信号的反射的装置；以及用于在用于检测第二信号的反射的装置处设置最小输入信号电平的装置，其中最小输入信号电平是基于第二距离范围的最大值来设置的；以及用于基于第一信号的反射或第二信号的反射之一来测量离物体的距离的装置。
条款30.一种存储指令的非瞬态计算机可读介质，该指令在由控制器执行时使控制器进行以下操作：执行与第一距离范围相关联的第一检测操作模式，该第一检测操作模式包括：由发射电路来传送第一信号；在接收电路处设置最大输入信号电平，其中最大输入信号电平是基于第一距离范围的最小值来设置的；以及由接收电路来检测第一信号的反射；执行与第二距离范围相关联的第二检测操作模式，该第二检测操作模式包括：由发射电路传送第二信号；在接收电路处设置最小输入信号电平，其中最小输入信号电平是基于第二距离范围的最大值来设置的；以及由接收电路来检测第二信号的反射；以及基于第一信号的反射或第二信号的反射之一来测量离物体的距离。

Claims (30)

1.一种用于多模雷达的装置，包括：
发射电路；
接收电路；以及
通信地耦合到所述发射电路和所述接收电路的控制器，所述控制器被配置成：
执行与第一距离范围相关联的第一检测操作模式，包括所述控制器被配置成：
使用所述发射电路来传送第一信号；
在所述接收电路处设置最大输入信号电平，其中所述最大输入信号电平是基于所述第一距离范围的最小值来设置的；以及
使用所述接收电路来检测所述第一信号的反射；
执行与第二距离范围相关联的第二检测操作模式，包括所述控制器被配置成：
使用所述发射电路来传送第二信号；
在所述接收电路处设置最小输入信号电平，其中所述最小输入信号电平是基于所述第二距离范围的最大值来设置的；以及
使用所述接收电路来检测所述第二信号的反射；以及
基于所述第一信号的反射或所述第二信号的反射中的一者来测量离物体的距离。
2.如权利要求1所述的装置，其中所述接收电路处的所述最小输入信号电平是最小可检测输入信号电平，所述最小可检测输入信号电平是基于设置所述接收电路的噪声指数(NF)来设置的。
3.如权利要求2所述的装置，其中所述控制器被配置成设置所述NF，以使得所述第二信号在行进通过所述第二距离范围的最大值到达所述接收电路之后，在所述接收电路处具有第一信号电平，所述第一信号电平超过基于所述NF所设置的最小可检测输入信号电平达预定余量。
4.如权利要求2所述的装置，其中所述控制器被配置成设置所述NF，以使得所述接收电路在所述第二检测模式中比在所述第一检测模式中具有更低的NF。
5.如权利要求1所述的装置，其中所述控制器被配置成基于设置所述接收电路的1dB压缩点(PldB)来设置所述最大输入信号电平。
6.如权利要求5所述的装置，其中所述控制器被配置成设置所述接收电路的所述1dB压缩点，以使得所述第一信号在行进通过所述第一距离范围的最小值到达所述接收电路之后，在所述接收电路处具有第二信号电平，所述第二信号电平低于基于所述1dB压缩点所设置的最大输入信号电平。
7.如权利要求5所述的装置，其中所述控制器被配置成设置所述接收电路，以使得所述接收电路在所述第一检测模式中比在所述第二检测模式中具有更高的NF。
8.如权利要求1所述的装置，其中所述接收电路被配置成在从所述发射电路传送所述第二信号的时间开始的定时窗口内不检测所述第二信号的反射。
9.如权利要求1所述的装置，其中所述控制器被配置成不使用由所述接收电路所检测到的第三信号来测量所述距离，其中所述第三信号是在从所述发射电路传送所述第二信号的时间开始的定时窗口内检测到的。
10.如权利要求1所述的装置，其中所述接收电路在所述第一检测模式中具有第一放大增益并且在所述第二检测模式中具有第二放大增益，所述第一放大增益低于所述第二放大增益。
11.如权利要求10所述的装置，其中所述接收电路包括多个放大增益级；并且
其中所述第一放大增益和所述第二放大增益基于如下各项来设置：启用或禁用所述多个放大增益级中的一个或多个放大增益级、调整所述多个放大增益级中的所述一个或多个放大增益级的偏置电流、或调整所述多个放大增益级中的所述一个或多个放大增益级的负载、或其组合。
12.如权利要求1所述的装置，其中所述控制器被配置成传送所述第一信号和所述第二信号，以使得所述第一信号和所述第二信号中的每一者具有小于所述第一信号和所述第二信号中的每一者的最大往返延迟的脉冲宽度，所述最大往返延迟对应于所述第二距离范围的最大值。
13.如权利要求12所述的装置，其中所述控制器被配置成传送所述第一信号和所述第二信号，以使得所述第一信号和所述第二信号中的每一者包括分开达所述最大往返延迟的互补脉冲对。
14.如权利要求1所述的装置，其中所述发射电路包括多频带脉冲发生器、数模转换器(DAC)、混频器、放大器、相移阵列和一个或多个天线。
15.如权利要求1所述的装置，其中所述接收电路包括一个或多个天线、移相器阵列、放大器、混频器、模数转换器(ADC)和带通滤波器组；并且
其中所述控制器被配置成基于所述第一距离范围的最小值来设置所述放大器或所述ADC中的至少一者的最大输入信号电平；并且
其中所述控制器被配置成基于所述第二距离范围的最大值来设置所述放大器或所述ADC中的所述至少一者的最小输入信号电平。
16.如权利要求1所述的装置，其中所述发射电路被配置成以相同的信号电平来传送所述第一信号和所述第二信号。
17.一种用于使用多模雷达测量距离的方法，包括：
执行与第一距离范围相关联的第一检测操作模式，所述第一检测操作模式包括：
由发射电路来传送第一信号；
在接收电路处设置最大输入信号电平，其中所述最大输入信号电平是基于所述第一距离范围的最小值来设置的；以及
由所述接收电路来检测所述第一信号的反射；
执行与第二距离范围相关联的第二检测操作模式，所述第二检测操作模式包括：
由所述发射电路传送第二信号；
在所述接收电路处设置最小输入信号电平，其中所述最小输入信号电平是基于所述第二距离范围的最大值来设置的；以及
由所述接收电路来检测所述第二信号的反射；以及
基于所述第一信号的反射或所述第二信号的反射中的一者来测量离物体的距离。
18.如权利要求17所述的方法，其中所述接收电路处的所述最小输入信号电平是最小可检测输入信号电平，所述最小可检测输入信号电平是基于设置所述接收电路的噪声指数(NF)来设置的。
19.如权利要求18所述的方法，其中所述NF被设置成使得所述第二信号在行进通过所述第二距离范围的最大值到达所述接收电路之后，在所述接收电路处具有第一信号电平，所述第一信号电平超过基于所述NF所设置的最小可检测输入信号电平达预定余量。
20.如权利要求18所述的方法，其中所述接收电路在所述第二检测模式中比在所述第一检测模式中具有更低的NF。
21.如权利要求17所述的方法，其中所述最大输入信号电平是基于设置所述接收电路的1dB压缩点(PldB)来设置的。
22.如权利要求21所述的方法，其中所述接收电路的所述1dB压缩点被设置成使得所述第一信号在行进通过所述第一距离范围的最小值到达所述接收电路之后，在所述接收电路处具有第二信号电平，所述第二信号电平低于基于所述1dB压缩点所设置的最大输入信号电平。
23.如权利要求21所述的方法，其中所述接收电路在所述第一检测模式中比在所述第二检测模式中具有更高的NF。
24.如权利要求17所述的方法，其中所述接收电路在从所述发射电路传送所述第二信号的时间开始的定时窗口内不检测所述第二信号的反射。
25.如权利要求17所述的方法，其中所述接收电路在所述第一检测模式中具有第一放大增益并且在所述第二检测模式中具有第二放大增益，所述第一放大增益低于所述第二放大增益。
26.如权利要求17所述的方法，其中所述第一信号和所述第二信号中的每一者具有小于所述第一信号和所述第二信号中的每一者要经历的最大往返延迟的脉冲宽度；
其中所述最大往返延迟对应于所述第二距离范围的最大值；并且
其中所述第一信号和所述第二信号中的每一者包括分开达所述最大往返延迟的互补脉冲对。
27.如权利要求17所述的方法，其中所述发射电路包括多频带脉冲发生器、数模转换器(DAC)、混频器、放大器、相移阵列和一个或多个天线。
28.如权利要求17所述的方法，其中所述接收电路包括一个或多个天线、移相器阵列、放大器、混频器、模数转换器(ADC)和带通滤波器组；并且
其中所述放大器或所述ADC中的至少一者的最大输入信号电平是基于所述第一距离范围的最小值来设置的；并且
其中所述放大器或所述ADC中的所述至少一者的最小输入信号电平是基于所述第二距离范围的最大值来设置的。
29.一种用于多模雷达的设备，包括：
用于执行与第一距离范围相关联的第一检测操作模式的装置，用于执行所述第一检测操作模式的装置包括：
用于传送第一信号的装置；
用于检测所述第一信号的反射的装置；以及
用于在用于检测所述第一信号的反射的装置处设置最大输入信号电平的装置，其中所述最大输入信号电平是基于所述第一距离范围的最小值来设置的；以及
用于执行与第二距离范围相关联的第二检测操作模式的装置，用于执行所述第二检测操作模式的装置包括：
用于传送第二信号的装置；
用于检测所述第二信号的反射的装置；以及
用于在用于检测所述第二信号的反射的装置处设置最小输入信号电平的装置，其中所述最小输入信号电平是基于所述第二距离范围的最大值来设置的；以及
用于基于所述第一信号的反射或所述第二信号的反射中的一者来测量离物体的距离的装置。
30.一种存储指令的非瞬态计算机可读介质，所述指令在由控制器执行时使所述控制器进行以下操作：
执行与第一距离范围相关联的第一检测操作模式，所述第一检测操作模式包括：
由发射电路来传送第一信号；
在接收电路处设置最大输入信号电平，其中所述最大输入信号电平是基于所述第一距离范围的最小值来设置的；以及
由所述接收电路来检测所述第一信号的反射；
执行与第二距离范围相关联的第二检测操作模式，所述第二检测操作模式包括：
由所述发射电路传送第二信号；
在所述接收电路处设置最小输入信号电平，其中所述最小输入信号电平是基于所述第二距离范围的最大值来设置的；以及
由所述接收电路来检测所述第二信号的反射；
以及
基于所述第一信号的反射或所述第二信号的反射中的一者来测量离物体的距离。
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