DE102013113859A1

DE102013113859A1 - Kompensieren langsam variierender Zwischenfrequenzgleichspannungsversätze in Empfängern

Info

Publication number: DE102013113859A1
Application number: DE102013113859.4A
Authority: DE
Inventors: Herbert Jaeger
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2012-12-11
Filing date: 2013-12-11
Publication date: 2014-06-12
Also published as: US20140159943A1; CN103869294B; US9151827B2; CN103869294A

Abstract

Die vorliegende Anmeldung bezieht sich auf ein Empfangssystem (200), welches unerwünschte Signalkomponenten aus einem empfangenen Signal (Sref) basierend auf Signalinformationen von vorher empfangenen Signalen entfernt. Das Empfängersystem (200) weist ein Signalgenerator (204) auf, welcher mehrere Signalmuster erzeugt. Eines der mehreren Signalmuster wird einer Sendeantenne (202) bereitgestellt, welche das Signalmuster drahtlos sendet. Ein Empfangsantennenanschluss (214) empfängt ein reflektiertes Signal umfassend eine zeitverschobene Version des Signalmusters und stellt das reflektierte Signal einem Empfangspfad bereit. Ein Rückkopplungspfad erstreckt sich von dem Empfangspfad zu einem Signalkorrekturelement (220), welches wahlweise ein Korrektursignal (Scor) erzeugt, das unerwünschte Signalkomponenten in dem reflektierten Signal (Sref) verringert. Das Signalkorrekturelement (220) erzeugt das Korrektursignal (Scor) von in einem Speicher (222) gespeicherten Kompensationsparametern, welche vorher empfangenen reflektierten Signalen umfassend das Signalmuster entsprechen, so dass das Korrektursignal (Scor) benutzt werden kann, unerwünschte Signalkomponenten in Echtzeit zu verringern.

Description

HINTERGRUND
Radarsysteme werden benutzt, um die Position von Objekten durch die Benutzung elektromagnetischer Strahlung drahtlos zu detektieren. Frequenzmodulierte Radarsysteme mit kontinuierlichen Wellen (FMCW, vom Englischen „Frequency Modulated Continuous Wave“) sind zu einer üblichen Art von Radarsystemen geworden. FMCW-Radare benutzen ein Signal, welches kontinuierlich seine Frequenz um eine feste Referenzfrequenz herum verändert. Da die Frequenz des Signals sich kontinuierlich mit der Zeit verändert, wird sich die Frequenz eines gesendeten Signals von der Frequenz eines reflektierten Signals um eine Frequenz unterscheiden, welche proportional zur Gesamtlaufzeit (zu einem Objekt hin und wieder zurück) des Signals ist, woraus sich eine Entfernung eines detektierten Objekts ableiten lässt.
1A zeigt ein Blockdiagramm eines typischen FMCW-Radarsystems 100. Das FMCW-Radarsystem 100 umfasst einen Sendepfad und einen Empfangspfad. Ein Rampensignalgenerator 102 ist eingerichtet, ein rampenförmiges Signal S_ramp zu erzeugen, welches einer Sendekette in dem Sendepfad und einem Empfangsmischer 118 in dem Empfangspfad bereitgestellt wird. Die Sendekette 104 erzeugt ein rampenförmiges Funkfrequenz(RF, vom Englischen „Radio Frequency“)-Signal, welches von einer Sendeantenne 106 als eine elektromagnetische Welle 108 gesendet wird. Die elektromagnetische Welle 108 wird von einem Objekt 110 als reflektierte Welle 112 reflektiert, welche zu einer Empfangsantenne 114 zurückläuft, welche einer Empfangskette 116 ein reflektiertes Signal bereitstellt. Die Empfangskette 116 führt eine Abwärtskonvertierung des reflektierten Signals durch. Der Empfangsmischer 108 mischt das abwärtskonvertierte Signal mit dem rampenförmigen Signal S_ramp, um ein Signal zu erzeugen, welches eine Frequenz proportional zu einer Position des Objekts 110 aufweist, wobei dieses Signal dann einer Signalverarbeitungseinheit (SPU, vom Englischen „Signal Processing Unit“) 120 bereitgestellt wird.
1B zeigt ein Zeitablaufdiagramm 122, welches den Betrieb des FMCW-Radarsystems 100 veranschaulicht. Wie in dem Zeitablaufdiagramm 122 dargestellt, weist ein gesendetes Signal 124 eine kontinuierlich variierende lineare Frequenzrampe mit einer Sägezahnwellenform auf, während ein reflektiertes Signal 126 eine kontinuierlich variierende lineare Frequenzrampe mit einer Sägezahnwellenform aufweist, welche zu dem gesendeten Signal 124 um eine Gesamtlaufzeit t_rt (im Englischen als „Round Trip“-Zeit bezeichnet; entspricht einer Frequenzdifferenz) zeitlich versetzt ist. Die Gesamtlaufzeit t_rt ist proportional zu dem Abstand des Objekts von dem FMCW-Radarsystem, so dass die SPU 120 einen Abstand basierend auf der Zeit t_rt messen kann (z.B. gemäß d_FMCW = (t_rt·c)/2, wobei d_FMCW der Abstand und c die Lichtgeschwindigkeit ist).
In herkömmlichen Radarsystemen kann eine Signalleckage von einem Sendepfad zu einem Empfangspfad auftreten, wenn die Pfade gleichzeitig nahe beieinander betrieben werden. Derartige Signalleckagen können zu unerwünschten Signalkomponenten führen (z.B. Gleichspannungs- oder Gleichstromkomponenten und/oder Komponenten mit niedriger Frequenz), welche in einem reflektierten Signal auftreten können und häufig eine große Amplitude aufweisen können. Um Verzerrungen und Abschneiden von Signalen in dem reflektierten Signal zu vermeiden, kann eine Verstärkung (Gain) des Empfangspfades auf einen niedrigen Wert gesetzt werden. Dies kann jedoch den Dynamikbereich des Empfangspfades begrenzen.
Alternativ kann eine Hochpassfilterung oder eine Wechselstromkopplung benutzt werden, um die unerwünschten Signalkomponenten zu entfernen. Eine derartige Filterung benutzt jedoch typischerweise große Kapazitäten, welche vergleichsweise lange zum Einregeln, d.h. zum Erreichen eines stationären Zustandes, brauchen, was Probleme ergibt, wenn das Radarsystem in einer Burst-Betriebsart oder in einer „Abtastverhältnis“-Betriebsart betrieben wird, in welcher ein Sender intermittierend ein- und ausgeschaltet wird. Ein Auslegen von Filterkapazitäten derart, dass sie eine kurze Zeitkonstante aufweisen (d.h. sich schnell einregeln) mildert das Problem der langen Einregelzeit ab, aber kann dazu führen, dass nützliche Signalkomponenten niedriger Frequenz von nahegelegenen Objekten oder Zielen herausgefiltert werden. Alternativ kann der Sender eher eingeschaltet werden (was die mögliche Einregelzeit verlängert), aber dies führt zu einem höheren Stromverbrauch und unerwünschten Signalemissionen.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Auswirkungen von derartigen unerwünschten Signalkomponenten in Radarsystemen effizient abzumildern oder zu beseitigen.
KURZZUSAMMENFASSUNG
Es wird ein Empfänger nach Anspruch 1, ein Radarsystem nach Anspruch 8 sowie ein Verfahren nach Anspruch 17 bereitgestellt. Die Unteransprüche definieren weitere Ausführungsbeispiele.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1A ist ein Blockdiagramm eines FMCW-Radarsystems.
1B ist ein Zeitablaufdiagramm, welches den Betrieb des FMCW-Radarsystems der 1A zeigt.
2 ist ein Blockdiagramm eines Radarsystems mit einem Rückkopplungspfad, welcher ein Signalkorrekturelement aufweist, gemäß einem Ausführungsbeispiel.
3 ist ein Blockdiagramm eines FMCW-Radarsystems mit einem Rückkopplungspfad, welcher ein Signalkorrekturelement aufweist, gemäß einem Ausführungsbeispiel.
4 ist ein Blockdiagramm eines FMCW-Radarsystems mit einem Rückkopplungspfad, welcher ein Signalkorrekturelement aufweist, gemäß einem Ausführungsbeispiel.
5A–5B zeigen Graphen, welche die Verringerung unerwünschter niederfrequenter und/oder Gleichspannungs/Gleichstromsignale zeigen.
6A–6B veranschaulichen ein FMCW-Radarsystem mit einem Rückkopplungspfad umfassend einen analogen Polynomgenerator, welcher eingerichtet ist, ein Korrektursignal zu erzeugen, gemäß einem Ausführungsbeispiel.
7A–7B zeigen ein FMCW-Radarsystem mit einem Rückkopplungspfad umfassend einen digitalen Polynomgenerator, welcher eingerichtet ist, ein Korrektursignal zu erzeugen, gemäß einem Ausführungsbeispiel.
8 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Verringern von Versatzfehlern in einem Sensorsignal gemäß einem Ausführungsbeispiel.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Ausführungsbeispiele werden nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert, in denen gleiche Bezugszeichen benutzt werden, um auf gleiche Elemente hinzuweisen. In der folgenden Beschreibung werden zum Zwecke der Erläuterung viele spezifische Details dargestellt, um ein gutes Verständnis der jeweiligen Ausführungsbeispiele zu ermöglichen. Es ist jedoch zu bemerken, dass andere Ausführungsbeispiele auch ohne diese spezifischen Details implementiert werden können.
Dementsprechend bezieht sich die vorliegende Anmeldung auf ein Empfangssystem umfassend einen Rückkopplungspfad mit einem Signalkorrekturelement, welches eingerichtet ist, unerwünschte Signalkomponenten aus einem empfangenen Signal basierend auf Signalinformationen von vorher empfangenen Signalen zu entfernen. Das Empfängersystem umfasst einen Signalgenerator, welcher eingerichtet ist, eine Vielzahl von Signalmustern zu erzeugen. Eines der Vielzahl von Signalmustern wird einer Sendeantenne bereitgestellt, welche eingerichtet ist, das Signalmuster drahtlos zu senden. Ein Empfangsantennenanschluss ist eingerichtet, ein reflektiertes Signal zu empfangen, welches eine zeitverschobene Version des Signalmusters umfasst, und das reflektierte Signal einem Empfangspfad bereitzustellen. Ein Rückkopplungspfad erstreckt sich von dem Empfangspfad zu einem Signalkorrekturelement, welches eingerichtet ist, wahlweise ein Korrektursignal zu erzeugen, welches unerwünschte Signalkomponenten in dem reflektierten Signal verringert. Das Signalkorrekturelement erzeugt das Korrektursignal aus in einem Speicher gespeicherten Kompensationsparametern, welche vorher empfangenen reflektierten Signalen entsprechen, welche das Signalmuster umfassen, so dass das Korrektursignal benutzt werden kann, unerwünschte Signalkomponenten in Echtzeit zu verringern.
2 ist ein Blockdiagramm eines Radarsystems 200 mit einem Rückkopplungspfad, welcher ein Signalkorrekturelement 220 aufweist, das eingerichtet ist, ein Korrektursignal S_cor zu erzeugen, welches unerwünschte Signalkomponenten aus einem reflektierten Signal S_ref entfernt.
Das Radarsystem 200 umfasst einen Signalgenerator 204, welcher eingerichtet ist, eine Vielzahl von Signalmustern zu erzeugen. Der Signalgenerator 204 stellt einer Sendeantenne 202 eines der Vielzahl von Signalmustern bereit, welche eingerichtet ist, das Signalmuster als elektromagnetische Strahlung 206 zu senden. Eine Empfangsantenne 212, welche eine konstante Kopplung mit der Sendeantenne 202 aufweist, ist eingerichtet, ein reflektiertes Signal 210, welches eine zeitverschobene Version des Signalmusters umfasst, von einem Objekt 208 zu empfangen. Das reflektierte Signal S_ref wird einem Empfangsantennenanschluss 214, einem nachgeschalteten Zwischenfrequenz(IF, vom Englischen „Intermediate Frequency“)-signalverarbeitungselement 218 und einer nachgeschalteten Signalverarbeitungseinheit 224 bereitgestellt.
Ein Rückkopplungspfad, welcher sich von einem Ausgang des Zwischenfrequenzsignalverarbeitungselements 218 zu einem Signalkorrekturelement 220 erstreckt, stellt dem Signalkorrekturelement 220 ein Rückkopplungssignal S_fb bereit. Das Signalkorrekturelement 220 ist eingerichtet, einen Messdurchlauf des Rückkopplungssignals S_fb durchzuführen und aus dem Messdurchlauf einen oder mehrere Kompensationsparameter, welche dem empfangenen Signalmuster entsprechen, zu bestimmen. Das Signalkorrekturelement 220 umfasst ein Speicherelement 222, welches eingerichtet ist, Kompensationsparameter entsprechend einer Vielzahl von Signalmustern, welche über eine Vielzahl von Messdurchläufen bestimmt wurden, zu speichern.
Nachdem das Signalkorrekturelement 220 Kompensationsparameter entsprechend einem Signalmuster bestimmt hat, ist das Signalkorrekturelement in der Lage, basierend auf gespeicherten Kompensationsparametern ein Korrektursignal S_cor zu erzeugen, welches unerwünschte Signalkomponenten in einem reflektierten Signal S_ref, welches das Signalmuster umfasst, zu verringern. Das Korrektursignal S_cor wird von dem reflektierten Signal durch einen Addierer 216 subtrahiert, um ein angepasstes Signal S_adj zu erzeugen, welches verringerte unerwünschte Signalkomponenten aufweist.
3 ist ein Blockdiagramm eines FMCW-Radarsystems 300, d.h. eines frequenzmodulierten Radarsystems, welches eine kontinuierliche Welle benutzt, mit einem Rückkopplungspfad 316, welcher ein Signalkorrekturelement 318 aufweist, welches eingerichtet ist, ein Korrektursignal S_cor zu erzeugen, welches unerwünschte Signalkomponenten aus einem reflektierten Signal S_ref entfernt.
Das FMCW-Radarsystem 300 umfasst eine oder mehrere Empfangsantennen 302, welche eingerichtet sind, ein von einem Objekt 304 reflektiertes elektromagnetisches Signal 306 zu empfangen. Bei manchen Ausführungsbeispielen können die ein oder mehreren Empfangsantennen 302 eine einzige Antenne umfassen, welche eingerichtet ist, das elektromagnetische Signal 306 zu empfangen. Bei anderen Ausführungsbeispielen können die ein oder mehreren Empfangsantennen 302 ein Antennenfeld oder eine Antennenanordnung mit einer Vielzahl von Antennen umfassen, wobei jeweilige Antennen eingerichtet sind, einen jeweils unterschiedlichen Frequenzkanal des elektromagnetischen Signals 306 zu empfangen.
Das FMCW-Radarsystem 300 umfasst weiterhin einen Rampensignalgenerator 320, welcher eingerichtet ist, eine Vielzahl rampenförmiger Signale mit einer kontinuierlich variierenden Frequenzrampe (z.B. einer Sägezahnwellenform) zu erzeugen. Der Rampensignalgenerator 320 wird von einer Sendesystemsteuerung 322 gesteuert, welche eingerichtet ist, einen oder mehrere Parameter der rampenförmigen Signale zu definieren. Ein rampenförmiges Signal S_ramp umfassend eines der Vielzahl rampenförmiger Signale wird einem Sendepfad TX bereitgestellt, welcher ein Signal von dem FMCW-Radarsystem 300 sendet, und einem innerhalb des Empfangspfades angeordneten Empfangsmischer 308 bereitgestellt. Der Empfangsmischer 308 empfängt zudem ein reflektiertes Signal S_ref, welches auf dem elektromagnetischen Signal 306 basiert, und mischt das reflektierte Signal S_ref mit dem rampenförmigen Signal S_ramp. Das Mischen des reflektierten Signals S_ref mit dem rampenförmigen Signal S_ramp stellt ein gemischtes Signal S_mix mit einer Frequenz bereit, welche proportional zu einem Abstand zwischen dem FMCW-Radarsystem 300 und einem Objekt 304 ist.
Das gemischte Signal S_mix wird einem Zwischenfrequenz(IF)-signalverarbeitungselement 310 bereitgestellt. Das Zwischenfrequenzsignalverarbeitungselement 310 kann ein Modulationselement, einen oder mehrere Verstärker und ein oder mehrere Filterelemente umfassen. Das Zwischensignalverarbeitungselement 310 ist eingerichtet, ein verstärktes, abwärtskonvertiertes gemischtes Signal S_mix’ zu erzeugen, welches einem Analog/Digital-Wandler (ADC) 312 zugeführt wird, welcher eingerichtet ist, das gemischte Signal S_mix’ von einem Analogsignal in ein Digitalsignal zu wandeln. Das Digitalsignal wird einem digitalen Signalprozessor 314 bereitgestellt, welcher eingerichtet ist, das Digitalsignal zu verarbeiten, um einen Ort des Objekts 304 zu bestimmen.
Das verstärkte abwärtskonvertierte gemischte Signal S_mix’ wird zudem einem Rückkopplungspfad 316 bereitgestellt, welcher einem Signalkorrekturelement 318 ein Rückkopplungssignal S_fb bereitstellt. Der Rückkopplungspfad 316 erstreckt sich von einem Ort in dem Empfangspfad, welcher dem Empfangsmischer 308 nachgeschaltet ist, zu dem Signalkorrekturelement 318. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann sich der Rückkopplungspfad 316 von einem Ausgang des Zwischenfrequenzsignalverarbeitungselements 310 zu dem Signalkorrekturelement 318 erstrecken. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann sich der Rückkopplungspfad 316 von einem Ausgang des Analog/Digital-Wandlers 312 zu dem Signalkorrekturelement 318 erstrecken.
Das Signalkorrekturelement 318 ist eingerichtet, das Rückkopplungssignal S_fb von dem Rückkopplungspfad 316 und ein Auslösesignal S_trig, welches eine Änderung des rampenförmigen Signals S_ramp anzeigt, von der Sendesystemsteuerung 322 zu empfangen. Basierend auf dem Auslösesignal S_trig und dem Rückkopplungssignal S_fb ist das Signalkorrekturelement 316 eingerichtet, unerwünschte Signalkomponenten eines gemischten Signals S_mix (z.B. niederfrequente Komponenten oder Gleichstrom/Gleichspannungskomponenten) entsprechend einem rampenförmigen Signal, welches durch das Auslösesignal S_trig angezeigt wird, zu bestimmen. Beispielsweise kann das Signalkorrekturelement 318 einen Messdurchlauf über das Rückkopplungssignal S_fb über eine Zeitdauer durchführen, um unerwünschte Signalkomponenten eines gemischten Signals, welches einem von dem Auslösesignal S_trig angegebenen rampenförmigen Signal entspricht, zu bestimmen.
Das Signalkorrekturelement 318 ist eingerichtet, Kompensationsparameter entsprechend unerwünschten Signalkomponenten unterschiedlicher rampenförmiger Signale zu speichern. Beispielsweise ist das Signalkorrekturelement 318 eingerichtet, Kompensationsparameter entsprechend unerwünschten Signalkomponenten eines ersten rampenförmigen Signals, Kompensationsparameter entsprechend unerwünschten Signalkomponenten eines zweiten rampenförmigen Signals usw. zu speichern. Durch Speichern von Kompensationsparametern entsprechend unerwünschten Signalkomponenten unterschiedlicher rampenförmiger Signale ist das Signalkorrekturelement 318 in der Lage, ein Korrektursignal S_cor zu erzeugen, welches unerwünschte Signalkomponenten verringert, basierend auf Signalinformationen von einem vorhergehenden Messdurchlauf eines rampenförmigen Signals zu erzeugen.
Wenn beispielsweise die Sendesystemsteuerung 322 ein Auslösesignal S_trig entsprechend einem ersten rampenförmigen Signal ausgibt, wird der Rampensignalgenerator 320 ein erstes rampenförmiges Signal ausgeben, welches dem Empfangsmischer 308 bereitgestellt wird. Das Auslösesignal S_trig zeigt dem Signalkorrekturelement 318 an, dass das erste rampenförmige Signal empfangen wird. Wenn der Rampensignalgenerator 320 das erste rampenförmige Signal bereits vorher benutzt hat, wird das Signalkorrekturelement 318 Kompensationsparameter entsprechend dem ersten rampenförmigen Signal von einem vorhergehenden Messdurchlauf gespeichert haben. Daher wird das Signalkorrekturelement 316 auf den Empfang des Auslösesignals S_trig hin ein von Null verschiedenes Korrektursignal basierend auf den gespeicherten Kompensationsparametern entsprechend dem ersten rampenförmigen Signal erzeugen. Alternativ wird, falls der Rampensignalgenerator 320 das erste rampenförmige Signal noch nicht vorher benutzt hat (d.h. wenn ein bestimmtes rampenförmiges Signal zum ersten Mal benutzt wird), das Signalkorrekturelement 318 keine Kompensationsparameter entsprechend dem ersten rampenförmigen Signal gespeichert haben und nicht ein von Null verschiedenes Korrektursignal erzeugen. Stattdessen wird das Signalkorrekturelement 318 an dem Ende eines Messdurchlaufs des ersten rampenförmigen Signals einen oder mehrere Kompensationsparameter berechnen und die Kompensationsparameter speichern, um sie zu benutzen, wenn das erste rampenförmige Signal nochmals benutzt wird.
Das Korrektursignal wird einem Addierer 216 bereitgestellt, welcher eingerichtet ist, das Korrektursignal S_cor von dem gemischten Signal S_mix zu subtrahieren, um ein angepasstes Signal S_adj mit verringerten unerwünschten Signalkomponenten zu erzeugen. Bei manchen Ausführungsbeispielen ist der Addierer 216 dem Zwischenfrequenzsignalverarbeitungselement 310 vorgeschaltet. Durch Beseitigen oder Verringern der unerwünschten Signalkomponenten vor der Zwischenfrequenzsignalverarbeitung kann ein Verstärkungsfaktor (Gain) der Zwischenfrequenzsignalverarbeitung höher eingestellt werden, was es ermöglicht, die Zwischenfrequenzsignalverarbeitungsstufen besser zu nutzen.
Daher ermöglichen im Wesentlichen konstante Kopplungspfade zwischen dem Sende- und Empfangspfad des FMCW-Radarsystems 300 es dem Signalkorrekturelement 318, Kompensationsparameter zu erzeugen, welche mit unerwünschten Signalkomponenten eines rampenförmigen Signals verknüpft sind, und auf eine Benutzung eines rampenförmigen Signals hin anschließend auf die Kompensationsparameter zuzugreifen, um ein Korrektursignal in Echtzeit zu erzeugen.
4 zeigt ein detaillierteres Blockdiagramm mancher Ausführungsbeispiele eines FMCW-Radarsystems 400. Das FMCW-Radarsystem 400 umfasst einen Rampensignalgenerator 410 und ein Signalkorrekturelement 402.
Der Rampensignalgenerator 410 umfasst eine Rampensteuerung 412 und einen gesteuerten Oszillator 414. Die Rampensteuerung 412 ist eingerichtet, einen oder mehrere Rampenparameter und ein Auslösesignal S_trig von einer Sendesystemsteuerung 322 zu empfangen. Die ein oder mehreren Rampenparameter definieren ein von dem gesteuerten Oszillator 414 zu erzeugendes rampenförmiges Signal S_ramp. Basierend auf den ein oder mehreren Rampenparametern ist die Rampensteuerung 412 eingerichtet, den gesteuerten Oszillator 414 zu betreiben, das rampenförmige Signal S_ramp zu erzeugen, welches einen Sendepfad TX und einen Empfangsmischer 308, welcher innerhalb eines Empfangspfades angeordnet ist, bereitgestellt wird. Das Auslösesignal S_trig zeigt eine Änderung des rampenförmigen Signals S_ramp an.
Das Signalkorrekturelement 402 umfasst ein Parameterextraktionselement 404, ein Speicherelement 406 und einen Korrektursignalgenerator 408.
Das Parameterextraktionselement 404 ist eingerichtet, ein Rückkopplungssignal S_fb von dem Empfangspfad zu empfangen und einen oder mehrere Kompensationsparameter basierend auf einem Messdurchlauf umfassend eine zeitliche Aufteilung des Rückkopplungssignals S_fb zu erzeugen (z.B. ein 2 µs Abschnitt des Rückkopplungssignals). Die ein oder mehreren Kompensationsparameter werden dem Speicherelement 406 bereitgestellt, welches eingerichtet ist, einen oder mehrere Kompensationsparameter entsprechend unerwünschten Signalkomponenten, welche mit dem rampenförmigen Signal S_ramp verknüpft sind, zu speichern. Beispielsweise ist das Speicherelement 406 eingerichtet, einen oder mehrere Kompensationsparameter entsprechend unerwünschten Signalkomponenten, welche mit einem ersten rampenförmigen Signal verknüpft sind, ein oder mehrere Kompensationsparameter entsprechend unerwünschten Signalkomponenten, welche mit einem zweiten rampenförmigen Signal verknüpft sind, etc. zu speichern.
Bei manchen Ausführungsbeispielen kann das Speicherelement 406 einen nichtflüchtigen Speicher umfassen, welcher eingerichtet ist, einen oder mehrere Kompensationsparameter zu speichern, wenn das FMCW-Radarsystem 100 nicht mit Strom versorgt ist, beispielsweise ausgeschaltet ist. Bei derartigen Ausführungsbeispielen können nach Bereitstellung von Strom für das FMCW-Radarsystem 100 (z.B. Einschalten) von einem vorherigen Betrieb des FMCW-Radarsystems 100 in dem Speicherelement 406 gespeicherte ein oder mehrere Kompensationsparameter benutzt werden, um unverzüglich unerwünschte Signalkomponenten aus einem empfangenen reflektierten Signal zu entfernen. Bei manchen Ausführungsbeispielen können ein oder mehrere Kompensationsparameter anfänglich in das Speicherelement 406 vorgeladen werden (z.B. basierend auf Simulationen vor der Herstellung oder auf Testdaten) und anschließend basierend auf dem Rückkopplungssignal S_fb aktualisiert werden.
Bei manchen Ausführungsbeispielen können die einem rampenförmigen Signal entsprechenden ein oder mehreren Kompensationsparameter einen Durchschnitt von Kompensationsparametern, welcher über eine Vielzahl von Messdurchläufen ermittelt wurde, umfassen. Beispielsweise kann, wenn ein Messdurchlauf mit einem reflektierten Signal umfassend ein rampenförmiges Signal mit gespeicherten Kompensationsparametern durchgeführt werden, das Speicherelement 406 einen Durchschnitt der bereits gespeicherten Kompensationsparameter und der aus dem Messdurchlauf bestimmten neuen Kompensationsparameter speichern.
Der Korrektursignalgenerator 408 ist eingerichtet, das Auslösesignal S_trig von der Sendesystemsteuerung 322 und einen oder mehrere Kompensationsparameter entsprechend dem rampenförmigen Signal S_ramp von dem Speicherelement 406 zu empfangen. Basierend auf den ein oder mehreren Kompensationsparametern ist der Korrektursignalgenerator 408 eingerichtet, ein Korrektursignal S_cor zu erzeugen, welches unerwünschte Signalkomponenten (z.B. niederfrequente Signalkomponenten oder Gleichstrom/Gleichspannungssignalkomponenten) in dem gemischten Signal berücksichtigt.
Bei verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Korrektursignal S_cor ein polynomisches Korrektursignal umfassen, welches eine Polynomfunktion irgendeiner Ordnung aufweist. Beispielsweise kann bei manchen Ausführungsbeispielen das Korrektursignal S_cor eine Polynomfunktion erster Ordnung (z.B. ein konstantes und ein lineares Rampensignal) umfassen, während bei anderen Ausführungsbeispielen das Korrektursignal S_cor eine Polynomfunktion zweiter oder höherer Ordnung umfassen kann. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann das Korrektursignal S_cor andere Funktionen umfassen, wie beispielsweise harmonische Funktionen (z.B. Sinus- und/oder Cosinusfunktionen).
Die 5A–5B zeigen Graphen, welche den Betrieb eines FMCW-Radarsystems mit einem Rückkopplungspfad mit einem Signalkorrekturelement veranschaulichen. Graphen 500, 506, 510 und 514 veranschaulichen das FMCW-Radarsystem, wenn es mit einem reflektierten Signal arbeitet, zu welchem keine gespeicherten Kompensationsparameter gehören. Graphen 516, 522, 526 und 532 zeigen das FMCW-Radarsystem, welches mit einem reflektierten Signal arbeitet, zu dem gespeicherte Kompensationsparameter gehören.
Der Graph 500 zeigt ein Beispiel für eine Signalstärke eines reflektierten Signals (y-Achse) als Funktion der Zeit (x-Achse) für einen Messdurchlauf des reflektierten Signals mit einer normalisierten Zeit von zwei Einheiten. Wie in dem Graphen 500 dargestellt umfasst das reflektierte Signal vier Frequenzkanäle 502a–502d. Die Signalstärke von jedem der vier Frequenzkanäle 502a–502d weist eine hochfrequente Komponente und eine niederfrequente Komponente und/oder Gleichspannungs/Gleichstrom(DC)-komponente auf. Beispielsweise weist der Frequenzkanal 502C eine niederfrequente Komponente mit einer Halbperiode von näherungsweise 1,4 Einheiten auf. Der Graph 500 zeigt zudem ein Korrektursignal 504. Da keine Kompensationsparameter für ein rampenförmiges Signal des reflektierten Signals 502 gespeichert sind, weist das Korrektursignal 504 einen konstanten Wert von 0 auf.
Der Graph 506 stellt eine Signalstärke eines reflektierten Signals (y-Achse), welches gemäß dem Korrektursignal 504 angepasst wurde, in Abhängigkeit von der Zeit (x-Achse) dar. Wie in dem Graphen 506 gezeigt ist, da das Korrektursignal 504 einen konstanten Wert von 0 aufweist, die Signalstärke des angepassten Signals in den Graphen 508a–508d gleich der Signalstärke des reflektierten Signals im Graphen 500.
Der Graph 510 zeigt eine Signalstärke eines reflektierten Signals (y-Achse), welches gemäß dem Korrektursignal 504 angepasst wurde, als Funktion der Frequenz (x-Achse). Wie in dem Graphen 510 dargestellt weist das reflektierte Signal 512a–512d eine hohe Signalstärke bei niedrigen Frequenzen und bei Gleichspannung/Gleichstrom auf, was unerwünschten Signalkomponenten entspricht.
Der Graph 514 zeigt eine Veranschaulichung des Signalpegels (y-Achse), welcher durch das Korrektursignal 504 bereitgestellt wird, als Funktion der Frequenz (x-Achse). Wie in dem Graphen 514 gezeigt wird, da das Korrektursignal 504 einen konstanten Wert von 0 aufweist, der Signalpegel des reflektierten Signals bei keiner Frequenz angepasst.
Der Graph 516 zeigt eine Signalstärke eines reflektierten Signals (y-Achse) als Funktion der Zeit (x-Achse) für einen Messdurchlauf des reflektierten Signals. Wie in dem Graphen 516 dargestellt umfasst das reflektierte Signal vier Frequenzkanäle 518a–518d, welche eine hochfrequente Komponente und eine niederfrequente und/oder Gleichstrom/Gleichspannungskomponente aufweisen. Der Graph 516 zeigt weiter Korrektursignale 520a–520d für jeden der vier Frequenzkanäle. Beispielsweise wird ein erstes Korrektursignal 520a ausgewählt, um das unerwünschte niederfrequente Signal eines reflektierten Signals in dem ersten Frequenzkanal 518a zu verringern, ein zweites Korrektursignal 520b wird ausgewählt, um das unerwünschte niederfrequente Signal eines reflektierten Signals in dem zweiten Frequenzkanal 518b zu verringern, etc. Da Kompensationsparameter für ein rampenförmiges Signal des reflektierten Signals 518 gespeichert sind, weisen die Korrektursignale 520a–520d einen von 0 verschiedenen Wert auf.
Der Graph 522 zeigt eine Signalstärke eines angepassten Signals (y-Achse), welches gemäß den Korrektursignalen 520a–520d angepasst wurde, als Funktion der Zeit (x-Achse). Da die Korrektursignale 520a–520d einen von 0 verschiedenen Wert aufweisen, verringern sie die unerwünschten Signalkomponenten, was zu angepassten Signalen 524a–524d für jeden der vier Kanäle führt, welche Signalstärken kleiner als diejenigen des reflektierten Signals im Graphen 516 aufweisen.
Der Graph 526 zeigt eine Signalstärke des angepassten Signals (y-Achse) als Funktion der Frequenz (x-Achse). Wie in dem Graphen 526 gezeigt wird der Signalpegel des angepassten Signals 530a–530d bei niedrigen Frequenzen und bei Gleichstrom/Gleichspannung (d.h. einer Frequenz bei oder nahe 0) verglichen mit den unangepassten Signalen 528a–528d verringert, aber bleibt bei höheren Frequenzen vergleichsweise unverändert. Daher verringern die Korrektursignale 520a–520d genau unerwünschte niederfrequente und Gleichstrom/Gleichspannungssignalkomponenten, ohne Nutzsignalkomponenten höherer Frequenz zu verändern.
Der Graph 530 zeigt eine durch die Korrektursignale 520a–520d verursachte Verringerung des Signalpegels (y-Achse) als Funktion der Frequenz (x-Achse). Wie im Graphen 530 gezeigt werden die Signalpegel der angepassten Signale 530a–530d für Gleichspannungs/Gleichstromsignale um zwischen näherungsweise 20 und 30 dB verringert, und für niederfrequente Signale um geringere Beträge. Zudem werden für höhere Frequenzen die Signalpegel der angepassten Signale 530a–530d nicht verringert.
6A ist ein Blockdiagramm eines FMCW-Radarsystems 600 gemäß einem Ausführungsbeispiel mit einem Rückkopplungspfad, welcher einen analogen Polynomgenerator 610 umfasst, welcher eingerichtet ist, ein Korrektursignal S_cor zu erzeugen, welches unerwünschte Signalkomponenten in einem reflektierten Signal berücksichtigt.
Der Rückkopplungspfad umfasst ein Zwischenfrequenzparameterextraktionselement 602. Das Zwischenfrequenzparameterextraktionselement 602 ist eingerichtet, einen empfangenen Messdurchlauf eines reflektierten Signals zeitlich in eine gleiche Anzahl von Abschnitten aufzuteilen, das Signal innerhalb der Abschnitte zu summieren und aus den Summen ein oder mehrere Kompensationsparameter zu erzeugen. Beispielsweise ist bei manchen Ausführungsbeispielen das Zwischenfrequenzparameterextraktionselement 602 eingerichtet, das empfangene Signal im Zeitbereich in vier gleiche Viertel zu unterteilen. Das Zwischenfrequenzparameterextraktionselement 602 summiert dann das Signal innerhalb der Viertel und berechnet aus den Summen Kompensationsparameter für ein quadratisches polynomförmiges Korrektursignal.
Bei manchen Ausführungsbeispielen umfasst das Zwischenfrequenzparameterextraktionselement 602 einen Addierer 604, welcher mit einem Akkumulator 606 verbunden ist. Ein Rückkopplungspfad erstreckt sich von dem Ausgang des Akkumulators 606 zu einem Eingang des Addierers 604, so dass die Ausgabe des Akkumulators 606 zu einem Rückkopplungssignal S_fb, welches von dem Addierer 604 empfangen wird, hinzuaddiert wird. Durch addieren der Ausgabe des Akkumulators 606 zu einem Rückkopplungssignal S_fb summiert der Akkumulator 606 das reflektierte Signal, um eine oder mehrere Teilsummen Q_n für einen Messdurchlauf zu erzeugen. Die ein oder mehreren Teilsummen Q_n werden einem Kompensationsparameterberechnungselement 608 zugeführt, welches eingerichtet ist, ein oder mehrere Kompensationsparameter aus den Teilsummen Q_n zu erzeugen.
Der Akkumulator kann beispielsweise durch ein entsprechendes Rechenregister implementiert sein.
Bei manchen Ausführungsbeispielen ist der Akkumulator 606 eingerichtet, ein Rücksetzsignal (Reset) S_reset von der Sendesystemsteuerung 616 zu empfangen. Das Rücksetzsignal S_reset setzt den Wert des Akkumulators 606 in einer Weise zurück, dass der Messdurchlauf im Zeitbereich in eine Vielzahl von Abschnitten aufgeteilt wird. Durch Aufteilen des Messdurchlaufs in eine Vielzahl von Abschnitten wird eine Teilsumme Q_n für jeden Abschnitt erzeugt. Bei manchen Ausführungsbeispielen umfasst das Rücksetzsignal das Auslösesignal S_trig.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist das Zwischenfrequenzparameterextraktionselement 602 eingerichtet, einen ersten, einen zweiten und einen dritten Kompensationsparameter (a, b und c) für ein Polynomkorrektursignal zweiter Ordnung zu erzeugen. Bei einem derartigen Ausführungsbeispiel teilt das Zwischenfrequenzparameterextraktionselement 602 einen Messdurchlauf in vier Viertel auf. Der Akkumulator 606 ist eingerichtet, Teilsummen Q₁–Q₄ für die vier Viertel des Messdurchlaufs zu erzeugen. Die Teilsummen Q₁–Q₄ werden dem Kompensationsparameterberechnungselement 608 zugeführt, welches die Kompensationsparameter wie folgt bestimmt: a = –Q₁ – Q₂ + Q₃ + Q₄, b = 2·(Q₁ – Q₂ – Q₃ + Q₄), und c = 1/6 (–Q₁ + 7·Q₂ + 7·Q₃ – Q₄).
Das Zwischenfrequenzparameterextraktionselement 602 ist eingerichtet, die ein oder mehreren Kompensationsparameter in ein Speicherelement 618 zu schreiben, welches eingerichtet ist, ein oder mehrere Kompensationsparameter entsprechend verschiedenen rampenförmigen Signalen zu speichern. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann das Speicherelement 618 in der Sendesystemsteuerung 616 enthalten sein.
Die Sendesystemsteuerung 616 ist eingerichtet, die dem rampenförmigen Signal S_ramp entsprechenden ein oder mehreren Kompensationsparameter über einen Digital/Analog-Wandler 609 einem analogen Polynomerzeuger 612 bereitzustellen, wobei der Digital/Analog-Wandler eingerichtet ist, die Kompensationsparameter von einem digitalen Signal in ein analoges Signal zu wandeln. Der analoge Polynomgenerator 612 ist eingerichtet, ein analoges Korrektursignal S_cor umfassend eine Polynomfunktion zu erzeugen. Das analoge Korrektursignal S_cor kann durch ein Filterelement 614 gefiltert werden, bevor es dem Addierer 216 bereitgestellt wird, welcher das Korrektursignal S_cor von dem gemischten Signal S_mix subtrahiert, um unerwünschte Signalkomponenten zu entfernen.
6B ist ein Blockdiagramm mancher Ausführungsbeispiele eines analogen Polynomgenerators 620, welcher eingerichtet ist, ein Polynom zweiter Ordnung (z.B. at² + bt + c) zu erzeugen.
Der analoge Polynomgenerator 620 umfasst einen ersten analogen Akkumulator 622, einen ersten Addierer 624, einen zweiten analogen Akkumulator 626 und einen zweiten Addierer 628. Der erste Akkumulator 622 ist eingerichtet, ein Initialisierungssignal (z.B. das Auslösesignal S_trig) und einen ersten Kompensationsparameter a zu empfangen. Sobald er das Initialisierungssignal empfängt, fängt der erste Akkumulator 622 an, den Wert von a über die Zeit zu integrieren (z.B. aufzuaddieren), um ein Signal mit einem Wert von at zu erzeugen. Der erste Addierer 624 ist eingerichtet, die Ausgabe des ersten Akkumulators 622 zu einem zweiten Kompensationsparameter b zu addieren, um ein Signal mit einem Wert von at + b zu erzeugen. Der zweite Akkumulator 626 ist eingerichtet, das Initialisierungssignal und das Signal mit dem Wert at + b zu empfangen. Sobald er das Initialisierungssignal empfängt, fängt der zweite Akkumulator 626 an, den Wert von at + b über der Zeit zu integrieren, um ein Signal mit einem Wert at² + bt zu erzeugen. Der zweite Addierer 628 ist eingerichtet, die Ausgabe des zweiten Akkumulators 626 zu einem dritten Kompensationsparameter c zu addieren, um ein Korrektursignal S_cor zu erzeugen, welches ein Polynom zweiter Ordnung mit einem Wert at² + bt + c umfasst.
7A ist ein Blockdiagramm eines FMCW-Radarsystems 700 gemäß einem Ausführungsbeispiel mit einem Rückkopplungspfad, welcher einen digitalen Polynomgenerator 704 umfasst, der eingerichtet ist, ein Korrektursignal S_cor zu erzeugen, welches unerwünschte Signalkomponenten in einem reflektierten Signal berücksichtigt.
Der digitale Polynomgenerator 704 ist eingerichtet, einen oder mehrere Kompensationsparameter von einem Speicherelement zu empfangen und ein digitales Korrektursignal S_cor umfassend eine Polynomfunktion aus den ein oder mehreren Kompensationsparametern zu erzeugen. Das digitale Korrektursignal S_cor wird einem Digital/Analog-Wandler 706 bereitgestellt, welcher eingerichtet ist, das digitale Korrektursignal S_cor in ein analoges Signal zu wandeln. Das analoge Signal kann durch ein Filterelement 614 gefiltert werden, bevor es einem Addierer 216 bereitgestellt wird, welcher das Korrektursignal S_cor von dem gemischten Signal S_mix subtrahiert, um unerwünschte Signalkomponenten zu verringern.
7B ist ein Blockdiagramm mancher Ausführungsbeispiele eines digitalen Polynomgenerators 708. Der digitale Polynomgenerator 708 umfasst einen ersten Addierer 710, einen ersten digitalen Akkumulator 712, einen zweiten Addierer 714, einen dritten Addierer 716, einen zweiten digitalen Akkumulator 718 und einen vierten Addierer 720. Der erste Addierer 710 ist eingerichtet, ein Initialisierungssignal init (z.B. das Auslösesignal S_trig) und einen ersten Eingangsparameter p₂ zu empfangen. Ein Ausgangsknoten des ersten Addierers 710 ist mit einem Eingangsknoten des ersten Akkumulators 712 verbunden. Ein Rückkopplungspfad erstreckt sich von einem Ausgangsknoten des ersten Akkumulators 712 zu einem Eingangsknoten des ersten Addierers 710, um ein Signal mit einem Wert p₂t zu erzeugen. Der zweite Addierer 714 ist eingerichtet, einen zweiten Eingangsparameter p₁ zu dem Signal mit dem Wert p₂t zu addieren, um ein Signal mit einem Wert p₂t + p₁ zu erzeugen. Der zweite Addierer 714 weist einen Ausgangsknoten auf, welcher mit einem Eingangsknoten des dritten Addierers 716 verbunden ist. Der dritte Addierer 716 weist einen Ausgangsknoten auf, welcher mit einem Eingangsknoten des zweiten Akkumulators 718 verbunden ist. Ein Rückkopplungspfad erstreckt sich von einem Ausgangsknoten des zweiten Akkumulators 718 zu einem Eingangsknoten des dritten Addierers 716, um ein Signal mit einem Wert von 1/2p₂t² – 1/2p₂t + p₁t zu erzeugen. Der vierte Addierer 720 weist einen mit einem Ausgangsknoten des zweiten Akkumulators 718 verbundenen Eingangsknoten auf und ist eingerichtet, einen dritten Eingangsparameter p₀ zu dem Signal mit dem Wert 1/2p₂t² – 1/2p₂t + p₁t zu addieren, um ein Ausgangssignal mit einem Wert 1/2p₂t² – 1/2p₂t + p₁t + p₀ zu erzeugen. Um ein Ausgangssignal der Form at² + bt + c zu erreichen, ist ein Parameterkonvertierungselement 722 eingerichtet, die Kompensationsparameter a, b und c zu empfangen und eine Koeffizientensubstitution gemäß einer Rekursionsbeziehung oder anderer Beziehungen durchzuführen, wie Fachleuten wohl bekannt. Insbesondere ist das Parameterkonvertierungselement 722 eingerichtet, die Beziehung zu benutzen, um ein Polynom zweiter Ordnung in der Form at² + bt + c zu erhalten, indem die Eingangsparameter p₀, p₁ und p₂ für den digitalen Polynomgenerator 704 aus a, b und c wie folgt berechnet werden: p₀ = c p₁ = a + b p₂ = 2·a
Die Eingangsparameter p₀, p₁ und p₂ werden dem digitalen Polynomgenerator 704 oder 708 zugeführt, so dass der digitale Polynomgenerator 704 oder 708 ein Ausgangssignal mit der Polynomform at² + bt + c ohne Vergrößerung der Rechenvorgänge des Systems berechnet.
8 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens 800 zum Verringern unerwünschter Signalkomponenten (z.B. niederfrequenter und/oder Gleichspannungs/Gleichstrom-Signalkomponenten) bei einem FMCW-Radarsystem gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Es ist zu bemerken, dass, während das Verfahren 800 als Abfolge von Vorgängen oder Ereignissen dargestellt und untenstehend beschrieben ist, die dargestellte Reihenfolge derartiger Vorgänge oder Ereignisse nicht als einschränkend auszulegen ist. Beispielsweise können manche Vorgänge in anderer Reihenfolge auftreten und/oder gleichzeitig mit anderen Vorgängen oder Ereignissen, auch abgesehen von den dargestellten und/oder beschriebenen, auftreten. Auch können bei anderen Ausführungsbeispielen manche der dargestellten Vorgänge weggelassen sein. Auch kann einer oder können mehrere der dargestellten Vorgänge in mehreren getrennten Vorgängen und/oder Phasen durchgeführt werden.
Bei 802 wird ein reflektiertes Signal mit unerwünschten Signalkomponenten empfangen. Das reflektierte Signal umfasst ein Signal, welches von einem Radarsystem gesendet wurde, von einem Objekt reflektiert wurde und zu dem Radarsystem zurückgekommen ist.
Bei 804 wird das reflektierte Signal mit einem rampenförmigen Signal, welches eine kontinuierlich variierende Frequenzrampe aufweist, gemischt. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann das rampenförmige Signal eine Sägezahnwellenform umfassen.
Bei manchen Ausführungsbeispielen kann das Verfahren 800 bei 806 eine Überprüfung durchführen, um zu bestimmen, ob ein oder mehrere Kompensationsparameter, welche dem rampenförmigen Signal entsprechen, in einem Speicher gespeichert sind (z.B. von vorhergehenden Messdurchläufen). Bei anderen Ausführungsbeispielen, bei welchen ein oder mehrere Kompensationsparameter vorher in den Speicher geladen wurden, können die Vorgänge 806–810 übersprungen werden.
Wenn keine dem rampenförmigen Signal entsprechende Kompensationsparameter in dem Speicher gespeichert sind, wird das Verfahren bei 812 fortgesetzt.
Wenn dem rampenförmigen Signal entsprechende Kompensationsparameter in dem Speicher gespeichert sind, kann bei 808 ein Korrektursignal wahlweise aus einem oder mehreren gespeicherten Kompensationsparametern, welche dem rampenförmigen Signal entsprechen, erzeugt werden. Bei 810 wird das Korrektursignal von dem gemischten Signal subtrahiert. Das Korrektursignal verringert unerwünschte Frequenzkomponenten, z.B. niederfrequente Komponenten und/oder Gleichspannungs/Gleichstrom-Komponenten, in dem gemischten Signal. Bei verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Korrektursignal eine Polynomfunktion oder harmonische Funktionen umfassen.
Bei 812 werden ein oder mehrere Kompensationsparameter entsprechend unerwünschten Signalkomponenten erzeugt.
Bei manchen Ausführungsbeispielen werden die Kompensationsparameter erzeugt, indem ein Messdurchlauf des gemischten Signals bei 814 in eine Anzahl gleicher Abschnitte im Zeitbereich aufgeteilt wird (eine zeitliche Aufteilung des bei 804 erzeugten gemischten Signals). Bei 816 werden Signale in jeder der gleichen Abschnitte im Zeitbereich integriert, um eine Anzahl von Teilsummen gleich der Anzahl gleicher Abschnitte im Zeitbereich zu erzeugen. Auf den Teilsummen werden dann mathematische Operationen durchgeführt, um bei 818 die ein oder mehreren Kompensationsparameter zu erzeugen.
Bei 820 werden ein oder mehrere Kompensationsparameter entsprechend dem rampenförmigen Signal gespeichert.
Das Verfahren kann über eine Vielzahl von Messdurchläufen wiederholt werden. Nachdem für ein rampenförmiges Signal ein oder mehrere Kompensationsparameter gespeichert wurden (820), kann bei 808 ein Korrektursignal entsprechend dem rampenförmigen Signal aus einem oder mehreren gespeicherten Parametern bestimmt werden.
Es ist zu bemerken, dass äquivalente Veränderungen und/oder Modifizierungen der dargestellten Beispiele für Fachleute beim Lesen und/oder Verstehen der Beschreibung und der angehängten Zeichnungen offensichtlich sein können. In anderen Worten können die dargestellten Ausführungsbeispiele modifiziert werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise können, obwohl dargestellte Ausführungsbeispiele zwei Versatzkorrekturschaltungen und zwei Rückkopplungsschleifen aufweisen, andere Ausführungsbeispiele mehr oder weniger als zwei Versatzkorrekturschaltungen und/oder Rückkopplungsschleifen aufweisen.
Zudem ist zu bemerken, dass Merkmale oder Elemente verschiedener Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden können, um weitere Ausführungsbeispiele zu bilden. Die Darstellungen in den Figuren sind nur als schematisch anzusehen, und insbesondere können andere Ausführungsbeispiele andere räumliche Anordnungen und/oder andere Größenverhältnisse aufweisen. Auch können andere Ausführungsbeispiele zusätzliche Komponenten zu den dargestellten aufweisen, so dass die Darstellung oder Beschreibung nicht als abschließend anzusehen ist.

Claims

Empfänger (200; 300; 400; 600; 700), umfassend: einen Signalgenerator (204; 320; 410, 412), welcher eingerichtet ist, eine Vielzahl rampenförmiger Signale (S_ramp) mit kontinuierlich variierenden Frequenzrampen zu erzeugen und eines der Vielzahl rampenförmiger Signale (S_ramp) einer Sendeantenne (202) bereitzustellen, einen Empfangsantennenanschluss (214), welcher eingerichtet ist, ein reflektiertes Signal (S_ref) zu empfangen, welches eine zeitverschobene Version des einen der Vielzahl rampenförmiger Signale (S_ramp) umfasst, ein Speicherelement (222; 406; 618), welches eingerichtet ist, Kompensationsparameter entsprechend der Vielzahl rampenförmiger Signale (S_ramp) zu speichern, und ein Signalkorrekturelement (220; 318; 402; 610; 702), welches eingerichtet ist, ein Korrektursignal (S_cor), welches unerwünschte Signalkomponenten in dem reflektierten Signal (S_ref) verringert, basierend auf gespeicherten Kompensationsparametern entsprechend dem einen der Vielzahl der rampenförmigen Signale (S_ramp) zu erzeugen.
Empfänger (200; 300; 400; 600; 700) nach Anspruch 1, weiter umfassend: ein Parameterextraktionselement (404; 602), welches eingerichtet ist, ein Rückkopplungssignal (S_fb) über einen Rückkopplungspfad zu erhalten und ein oder mehrere Kompensationsparameter basierend auf dem Rückkopplungssignal (S_fb) zu erzeugen, wobei die ein oder mehreren Kompensationsparameter in dem Speicherelement (222; 406; 618) gespeichert werden.
Empfänger (200; 300; 400; 600; 700) nach Anspruch 2, wobei das Parameterextraktionselement (404; 602) zu folgendem eingerichtet ist: einen Messdurchlauf des reflektierten Signals (S_ref) über eine Zeitdauer durchzuführen, den Messdurchlauf in gleiche Abschnitte im Zeitbereich aufzuteilen, das reflektierte Signal (S_ref) in den jeweiligen gleichen Abschnitten im Zeitbereich zu integrieren, um ein oder mehrere Teilsummen zu erzeugen, und mathematische Operationen auf den ein oder mehreren Teilsummen durchzuführen, um die ein oder mehreren Kompensationsparameter zu erzeugen.
Empfänger (200; 300; 400; 600; 700) nach Anspruch 2 oder 3, wobei das Parameterextraktionselement (404; 602) umfasst: einen Addierer (504, 604) mit einem Eingangsknoten, welcher eingerichtet ist, das Rückkopplungssignal (S_fb) zu empfangen, einen Akkumulator (606) mit einem Ausgangsknoten, welcher mit dem Eingangsknoten des Addierers (504; 604) derart verbunden ist, dass ein Ausgangssignal des Akkumulators (606) zu dem Rückkopplungssignal (S_fb) addiert ist, um eine oder mehrere Teilsummen zu erzeugen, und ein Berechnungselement (608), welches eingerichtet ist, ein oder mehrere Kompensationsparameter aus den ein oder mehreren Teilsummen zu berechnen.
Empfänger (200; 300; 400; 600; 700) nach einem der Ansprüche 1–4, wobei das Korrektursignal (S_cor) eine Polynomfunktion zweiter Ordnung umfasst, welche basierend auf einem ersten Kompensationsparameter, einem zweiten Kompensationsparameter und einem dritten Kompensationsparameter erzeugt wird.
Empfänger (200; 300; 400; 600; 700) nach Anspruch 5 und nach einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei das Signalkorrekturelement (220; 318; 402; 610; 702) eingerichtet ist: den ersten Kompensationsparameter derart zu erzeugen, dass er gleich der Summe eines Negativen einer ersten Teilsumme, eines Negativen einer zweiten Teilsumme, einer dritten Teilsumme und einer vierten Teilsumme ist, den zweiten Kompensationsparameter derart zu erzeugen, dass er gleich zwei multipliziert mit der Summe der ersten Teilsumme, einem Negativen der zweiten Teilsumme, einem Negativen der dritten Teilsumme und der vierten Teilsumme ist, und den dritten Kompensationsparameter derart zu erzeugen, dass er gleich einem Sechstel multipliziert mit der Summe eines Negativen der ersten Teilsumme, sieben mal der zweiten Teilsumme, sieben mal der dritten Teilsumme und eines Negativen der dritten Teilsumme ist.
Empfänger (200; 300; 400; 600; 700) nach einem der Ansprüche 1–6, wobei die Kompensationsparameter einen Durchschnitt einer Vielzahl von Kompensationsparametern, welche über eine Vielzahl von getrennten Messdurchläufen des reflektierten Signals (S_ref) im Zeitbereich bestimmt wurden, umfassen.
Radarsystem (200; 300; 400; 600; 700), umfassend: einen Rampensignalgenerator (204; 320; 410, 412), welcher eingerichtet ist, eine Vielzahl rampenförmiger Signale (S_ramp) mit kontinuierlich variierenden Frequenzrampen zu erzeugen und eines der Vielzahl rampenförmiger Signale (S_ramp) für einen Sendepfad (TX) und einen Empfangspfad bereitzustellen, einen Empfangsmischer (308), welcher in dem Empfangspfad angeordnet ist und eingerichtet ist, ein gemischtes Signal (S_mix) zu erzeugen, welches das eine der Vielzahl rampenförmiger Signale (S_ramp) gemischt mit einem reflektierten Signal (S_ref), welches unerwünschte Signalkomponenten aufweist, umfasst, und ein Signalkorrekturelement (220; 318; 402; 610; 702), welches eingerichtet ist: einen oder mehrere Kompensationsparameter aus einem Messdurchlauf des gemischten Signals (S_mix) für unerwünschte Signalkomponenten entsprechend dem einen der Vielzahl rampenförmiger Signale (S_ramp) zu bestimmen, die ein oder mehreren Kompensationsparameter zu speichern, und ein Korrektursignal basierend auf gespeicherten Kompensationsparametern entsprechend dem einen der Vielzahl rampenförmiger Signale zu erzeugen, welches die unerwünschten Komponenten in dem reflektierten Signal (S_ref) verringert.
Radarsystem (200; 300; 400; 600; 700) nach Anspruch 8, wobei die ein oder mehreren Kompensationsparameter einen Durchschnitt einer Vielzahl von Kompensationsparametern, welche über eine Vielzahl von Messdurchläufen bestimmt wurden, umfassen.
Radarsystem (200; 300; 400; 600; 700) nach Anspruch 8 oder 9, wobei das Signalkorrekturelement (220; 318; 402; 610; 702) umfasst: ein Parameterextraktionselement (404; 602), welches eingerichtet ist, über einen Rückkopplungspfad, welcher sich von einem Ort in dem Empfangspfad, welcher dem Empfangsmischer (308) nachgeschaltet ist, erstreckt, ein Rückkopplungssignal (S_fb) zu empfangen, und einen oder mehrere Kompensationsparameter basierend auf dem Rückkopplungssignal (S_fb) zu bestimmen, ein Speicherelement (222; 406; 618), welches eingerichtet ist, die ein oder mehreren Kompensationsparameter entsprechend der Vielzahl rampenförmiger Signale (S_ramp) zu speichern, und einen Korrektursignalgenerator (408; 620; 704; 708), welcher eingerichtet ist, die gespeicherten ein oder mehreren Kompensationsparameter von dem Speicherelement (222; 406; 618) zu empfangen und das Korrektursignal (S_cor) basierend auf dem gespeicherten ein oder mehreren Kompensationsparametern zu erzeugen.
Radarsystem (200; 300; 400; 600; 700) nach Anspruch 10, wobei der Korrektursignalgenerator (408; 620; 708) eingerichtet ist, das Korrektursignal (S_cor) umfassend eine Polynomfunktion zu erzeugen.
Radarsystem (200; 300; 400; 600; 700) nach Anspruch 10 oder 11, wobei der Korrektursignalgenerator umfasst: einen digitalen Polynomgenerator (704), welcher eingerichtet ist, die ein oder mehreren Kompensationsparameter von dem Speicherelement (618) zu empfangen und das Korrektursignal hieraus zu erzeugen, und einen Digital/Analog-Wandler (706), welcher eingerichtet ist, das Korrektursignal in ein Analogsignal zu wandeln, welches von dem gemischten Signal (S_mix) subtrahiert wird.
Radarsystem (200; 300; 400; 600; 700) nach Anspruch 10 oder 11, wobei der Korrektursignalgenerator (620) umfasst: einen analogen Polynomgenerator (620), welcher eingerichtet ist, die ein oder mehreren Kompensationsparameter von dem Speicherelement (618) zu empfangen und das Korrektursignal (S_cor) hieraus zu erzeugen.
Radarsystem (200; 300; 400; 600; 700) nach einem der Ansprüche 10–13, wobei das Parameterextraktionselement (404; 602) umfasst: einen Addierer (504, 604) mit einem Eingangsknoten, welcher eingerichtet ist, das Rückkopplungssignal (S_fb) zu empfangen, einen Akkumulator (606) mit einem Ausgangsknoten, welcher mit dem Eingangsknoten des Addierers (504; 604) derart verbunden ist, dass ein Ausgangssignal des Akkumulators (606) zu dem Rückkopplungssignal (S_fb) addiert wird, um eine oder mehrere Teilsummen zu erzeugen, und ein Berechnungselement (608), welches eingerichtet ist, ein oder mehrere Kompensationsparameter aus den ein oder mehreren Teilsummen zu berechnen.
Radarsystem (200; 300; 400; 600; 700) nach Anspruch 14, wobei das Korrektursignal (S_cor) eine Polynomfunktion zweiter Ordnung umfasst, welche basierend auf einem ersten Kompensationsparameter, einem zweiten Kompensationsparameter und einem dritten Kompensationsparameter erzeugt wird.
Radarsystem (200; 300; 400; 600; 700) nach Anspruch 15, wobei das Berechnungselement eingerichtet ist: den ersten Kompensationsparameter derart zu erzeugen, dass er gleich der Summe eines Negativen einer ersten Teilsumme, eines Negativen einer zweiten Teilsumme, einer dritten Teilsumme und einer vierten Teilsumme ist, den zweiten Kompensationsparameter derart zu erzeugen, dass er gleich zwei multipliziert mit der Summe der ersten Teilsumme, eines Negativen der zweiten Teilsumme, eines Negativen der dritten Teilsumme und der vierten Teilsumme ist, und den dritten Kompensationsparameter derart zu erzeugen, dass er gleich einem Sechstel multipliziert mit der Summe eines Negativen der ersten Teilsumme, sieben mal der zweiten Teilsumme, sieben mal der dritten Teilsumme und eines Negativen der dritten Teilsumme ist.
Verfahren zur Verringerung eines unerwünschten Signals in einem Radarsystem (200; 300; 400; 600; 700), umfassend: Empfangen eines reflektierten Signals (S_ref) mit unerwünschten Signalkomponenten, Mischen des reflektierten Signals (S_ref) mit einem rampenförmigen Signal (S_ramp), welches eine Frequenzrampe aufweist, um ein gemischtes Signal (S_mix) zu erzeugen, wahlweises Erzeugen eines Korrektursignals aus einem oder mehreren Kompensationsparametern, welche dem rampenförmigen Signal (S_ramp) entsprechen und welche in einem Speicherelement (222; 406; 618) gespeichert sind, und Subtrahieren des Korrektursignals (S_cor) von dem gemischten Signal (S_mix), um unerwünschte Signalkomponenten in dem gemischten Signal (S_mix) zu verringern.
Verfahren nach Anspruch 17, weiter umfassend: Erzeugen der ein oder mehreren Kompensationsparameter für unerwünschte Signalkomponenten entsprechend dem rampenförmigen Signal (S_ramp), und Speichern der ein oder mehreren Kompensationsparameter in dem Speicherelement (322; 406; 618).
Verfahren nach Anspruch 18, wobei das Erzeugen der ein oder mehreren Kompensationsparameter umfasst: Durchführen eines Messdurchlaufs eines empfangenen Signals über eine Zeitdauer, Aufteilen des Messdurchlaufs in gleiche Abschnitte im Zeitbereich, Integrieren des reflektierten Signals in jeweiligen gleichen Abschnitten im Zeitbereich, um eine oder mehrere Teilsummen zu erzeugen, und Durchführen einer mathematischen Operation auf den ein oder mehreren Teilsummen, um die ein oder mehreren Kompensationsparameter zu erzeugen.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei das Durchführen einer mathematischen Operation auf den ein oder mehreren Teilsummen zum Erzeugen der ein oder mehreren Kompensationsparameter umfasst: Erzeugen eines ersten Kompensationsparameters derart, dass er gleich der Summe eines Negativen einer ersten Teilsumme, eines Negativen einer zweiten Teilsumme, einer dritten Teilsumme und einer vierten Teilsumme ist, Erzeugen eines zweiten Kompensationsparameters derart, dass er gleich zwei multipliziert mit der Summe der ersten Teilsumme, eines Negativen der zweiten Teilsumme, eines Negativen der dritten Teilsumme und der vierten Teilsumme ist, und Erzeugen eines dritten Kompensationsparameters derart, dass er gleich ein Sechstel multipliziert mit der Summe eines Negativen der ersten Teilsumme, sieben mal der zweiten Teilsumme, sieben mal der dritten Teilsumme und eines Negativen der vierten Teilsumme ist.