DE102022207860A1 - DIGITAL HF DAC SIGNAL MODULATION - Google Patents
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Abstract
Ein Taktgenerator kann Taktsignale für ein digitales Front-End erzeugen, das einen digitalen Signalmodulator umfasst, der modulierte digitale Werte erzeugt, die Quadraturdarstellungen eines Radarmodulationssignals umfassen, die von einem Hochfrequenz-Digital-Analog-Wandler (HF-DAC) kodiert werden. Das analoge HF-DAC-Signal kann auf eine Radarfrequenz aufwärtsgewandelt und übertragen werden. Ein Empfänger kann eine Reflexion der Radarübertragung empfangen, abwärtswandeln und analysieren, z. B. zum Durchführen von Entfernungserfassung auf der Grundlage einer durch die Radarübertragung kodierten Frequenzrampe. A clock generator may generate clock signals for a digital front-end that includes a digital signal modulator that generates modulated digital values that include quadrature representations of a radar modulation signal that are encoded by a high-frequency digital-to-analog converter (RF-DAC). The analog RF DAC signal can be upconverted to a radar frequency and transmitted. A receiver can receive, down-convert and analyze a reflection of the radar transmission, e.g. B. to perform range finding based on a frequency ramp encoded by the radar transmission.
Description
TECHNISCHES SACHGEBIETTECHNICAL SUBJECT
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf das Gebiet der Signalverarbeitung und insbesondere auf die Modulation von Radarsignalen.The present disclosure relates to the field of signal processing and more particularly to the modulation of radar signals.
HINTERGRUNDBACKGROUND
Im Bereich der Signalverarbeitung geht es in vielen Szenarien um die Erzeugung, Übertragung, Erfassung und/oder Analyse von Signalen im Radar-Frequenzbereich, wie etwa 1 Gigahertz bis 100 Gigahertz. Signale in diesem Bereich können erzeugt werden, indem eine Referenzfrequenz unter Verwendung eines Oszillators, wie etwa einem Kristall oder einem digital gesteuerten Oszillator (DCO), erzeugt wird und eine Frequenzaufwärtswandlung erfolgt, z. B. durch Mischen eines Signals mit einer anfänglichen (niedrigen) Frequenz mit einer Mischfrequenz zum Erzeugen eines höherfrequenten Signals bei ungefähr der Summe aus der anfänglichen Frequenz und der Mischfrequenz. Die Anwendung einer Reihe von Frequenzaufwärtswandlungsstufen kann eine Umsetzung des Referenzfrequenzsignals in ein Radarfrequenzsignal ermöglichen, das durch einen Leistungsverstärker verstärkt und über eine Antenne gesendet werden kann. Entsprechend kann ein mit einer Radarfrequenz erfasstes Radarsignal empfangen und durch eine Reihe von Abwärtswandlungsstufen umgesetzt werden, z. B. durch Mischen eines Signals mit einer anfänglichen (hohen) Frequenz und einer Mischfrequenz zum Erzeugen eines Signals mit niedrigerer Frequenz, das ungefähr der Differenz zwischen der anfänglichen Frequenz und der Mischfrequenz entspricht. Durch die Abwärtswandlung kann das empfangene Signal auf eine niedrige, für die Analyse geeignete Frequenz umgerechnet werden.In the field of signal processing, many scenarios involve the generation, transmission, acquisition and/or analysis of signals in the radar frequency range, such as 1 gigahertz to 100 gigahertz. Signals in this range can be generated by generating a reference frequency using an oscillator such as a crystal or digitally controlled oscillator (DCO) and frequency up-converting, e.g. B. by mixing a signal with an initial (low) frequency with a mixing frequency to produce a higher frequency signal at approximately the sum of the initial frequency and the mixing frequency. The application of a series of frequency up-conversion stages can enable the reference frequency signal to be converted into a radar frequency signal that can be amplified by a power amplifier and transmitted via an antenna. Correspondingly, a radar signal detected at a radar frequency can be received and converted through a series of down-conversion stages, e.g. B. by mixing a signal with an initial (high) frequency and a mixed frequency to produce a lower frequency signal approximately equal to the difference between the initial frequency and the mixed frequency. Down-conversion allows the received signal to be down-converted to a low frequency suitable for analysis.
In vielen Szenarien kodiert das erzeugte Signal Informationen durch Modulation, wie etwa Amplitudenmodulation, Frequenzmodulation und/oder Phasenmodulation. Die Radarübertragung stellt einen Träger für die Informationen in einem Radarfrequenzbereich bereit, und das empfangene Signal kann auf eine niedrigere Frequenz umgesetzt werden, um die Erfassung der durch das Radarträgersignal kodierten Informationen zu ermöglichen. Ein Anwendungsbeispiel: Radarsignale werden häufig zur Entfernungsmessung verwendet, z. B. durch Senden eines Radarsignals, Empfangen einer Reflexion des gesendeten Radarsignals und Multiplizieren der Übertragungslaufzeit mit der Übertragungsgeschwindigkeit durch das Medium. Wenn das Radarsignal kontinuierlich gesendet wird, hängt die Korrelation des gesendeten periodischen Signals mit der empfangenen Reflexion des periodischen Signals von der Signalmodulation ab. Eine dieser Modulationstechniken ist die frequenzmodulierte Dauerstrichradarentfernungsmessung (engl. „Frequency-modulated continuous-wave“, FMCW), bei der die Frequenz des gesendeten Radarsignals über einen Frequenzbereich ansteigt. Die Korrelation der Rampenfrequenz des gesendeten Signals mit der Rampenfrequenz des empfangenen Signals ermöglicht eine genaueLaufzeitbestimmung und eine entsprechend genaue Entfernungsbestimmung.In many scenarios, the generated signal encodes information through modulation, such as amplitude modulation, frequency modulation, and/or phase modulation. The radar transmission provides a carrier for the information in a radar frequency range and the received signal may be converted to a lower frequency to enable detection of the information encoded by the radar carrier signal. An application example: Radar signals are often used to measure distances, e.g. B. by transmitting a radar signal, receiving a reflection of the transmitted radar signal and multiplying the transmission delay by the transmission speed through the medium. When the radar signal is transmitted continuously, the correlation of the transmitted periodic signal with the received reflection of the periodic signal depends on the signal modulation. One such modulation technique is frequency-modulated continuous-wave (FMCW) radar ranging, in which the frequency of the transmitted radar signal increases over a range of frequencies. The correlation of the ramp frequency of the transmitted signal with the ramp frequency of the received signal enables an accurate transit time determination and a correspondingly accurate distance determination.
ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY
In einer Ausführungsform wird ein Verfahren zur Erfassung einer Entfernung bei einer Radarfrequenz bereitgestellt. Das Verfahren umfasst das Durchführen eine Umsetzung eines Zeitgebungssignals in ein analoges Signal durch Erzeugen, entsprechend dem Zeitgebungssignal, eines ersten digitalen Wertes und eines zweiten digitalen Wertes auf der Grundlage eines zufälligen Phasenwertes und Umsetzen des ersten digitalen Wertes und des zweiten digitalen Wertes mit einem Hochfrequenz-Digital-Analog-Wandler zum Erzeugen des analogen Signals, wobei der erste digitale Wert und/oder der zweite digitale Wert einer Quadraturdarstellung eines Radarmodulationssignals entsprechen. Das Verfahren umfasst das Anwenden der Umsetzung zum Erzeugen eines Sendesignals mit der Radarfrequenz. Das Verfahren umfasst das Kombinieren des Sendesignals und eines Empfangssignals, das eine Reflexion des Sendesignals umfasst, zum Bestimmen der Entfernung.In one embodiment, a method for detecting a range at a radar frequency is provided. The method includes performing a conversion of a timing signal to an analog signal by generating, corresponding to the timing signal, a first digital value and a second digital value based on a random phase value and converting the first digital value and the second digital value with a high frequency Digital-to-analog converter for generating the analog signal, wherein the first digital value and/or the second digital value correspond to a quadrature representation of a radar modulation signal. The method includes applying the conversion to generate a transmit signal at the radar frequency. The method includes combining the transmit signal and a receive signal that includes a reflection of the transmit signal to determine the distance.
Das Erzeugen des ersten digitalen Wertes und des zweiten digitalen Wertes kann das Kombinieren des zufälligen Phasenwertes mit einem ersten zyklischen digitalen Wert zum Erzeugen eines dritten digitalen Wertes umfassen, wobei der erste digitale Wert auf dem dritten digitalen Wert und dem Kombinieren des zufälligen Phasenwertes mit einem zweiten zyklischen digitalen Wert zum Erzeugen eines vierten digitalen Wertes basiert, wobei der zweite digitale Wert auf dem vierten digitalen Wert basiert.Generating the first digital value and the second digital value may include combining the random phase value with a first cyclic digital value to generate a third digital value, the first digital value being based on the third digital value and combining the random phase value with a second cyclic digital value for generating a fourth digital value, wherein the second digital value is based on the fourth digital value.
In einigen Beispielen umfasst das Erzeugen des ersten digitalen Wertes und des zweiten digitalen Wertes das Erzeugen des ersten digitalen Wertes als Sinus des dritten digitalen Wertes und das Erzeugen des zweiten digitalen Wertes als Kosinus des vierten digitalen Wertes.In some examples, generating the first digital value and the second digital value includes generating the first digital value as a sine of the third digital value and generating the second digital value as a cosine of the fourth digital value.
In einigen Beispielen umfasst das Erzeugen des ersten digitalen Wertes und des zweiten digitalen Wertes das Erzeugen eines ansteigenden digitalen Wertes, das Integrieren des ansteigenden digitalen Wertes mit einem ersten Integrator zum Erzeugen des ersten zyklischen digitalen Wertes, und das Integrieren des ansteigenden digitalen Wertes mit einem zweiten Integrator zum Erzeugen des zweiten zyklischen digitalen Wertes.In some examples, generating the first digital value and the second digital value includes generating an increasing digital value, integrating the increasing digital value with a first integrator to produce the first cyclic digital value, and integrating the increasing digital value with a second Integrator for generating the second cyclic digital value.
In einigen Beispielen umfasst das Radarmodulationssignal eine Frequenzrampe, wobei der zufällige Phasenwert ein zufälliger Anfangsphasenwert ist, und das Kombinieren des zufälligen Phasenwertes mit dem ersten zyklischen digitalen Wert und das Kombinieren des zufälligen Phasenwertes mit dem zweiten zyklischen digitalen Wert zu Beginn der Frequenzrampe durchgeführt werden.In some examples, the radar modulation signal includes a frequency ramp, where the random phase value is an initial random phase value, and combining the random phase value with the first cyclic digital value and combining the random phase value with the second cyclic digital value are performed at the beginning of the frequency ramp.
Gemäß einigen Beispielen umfasst das Radarmodulationssignal eine Frequenzrampe.According to some examples, the radar modulation signal includes a frequency ramp.
In einer Ausführungsform wird eine Rampengeneratorvorrichtung bereitgestellt, die einen Phasenregelkreis umfasst, der ein Zeitgebungssignal bereitstellt. Die Rampengeneratorvorrichtung umfasst einen Taktgenerator, der das Zeitgebungssignal in eine Mehrzahl von Taktsignalen umgesetzt, die ein oder mehrere erste Taktsignale und ein oder mehrere zweite Taktsignale umfassen. Die Rampengeneratorvorrichtung umfasst einen digitalen Rampengenerator, der unter Verwendung des einen oder der mehreren ersten Taktsignale einen ersten digitalen Wert und einen zweiten digitalen Wert auf der Grundlage eines zufälligen Phasenwertes erzeugt, wobei der erste digitale Wert und/oder der zweite digitale Wert einer Quadraturdarstellung eines Rampenmodulationssignals entsprechen. Die Rampengeneratorvorrichtung umfasst einen Hochfrequenz-Digital-Analog-Wandler, der unter Verwendung des einen oder der mehreren zweiten Taktsignale den ersten digitalen Wert und den zweiten digitalen Wert zum Erzeugen eines analogen Hochfrequenzsignals, das eine Frequenzrampe umfasst, umwandelt.In one embodiment, a ramp generator device is provided that includes a phase-locked loop that provides a timing signal. The ramp generator device includes a clock generator that converts the timing signal into a plurality of clock signals including one or more first clock signals and one or more second clock signals. The ramp generator device comprises a digital ramp generator that generates a first digital value and a second digital value based on a random phase value using the one or more first clock signals, the first digital value and/or the second digital value being a quadrature representation of a ramp modulation signal are equivalent to. The ramp generator device includes a high frequency digital to analog converter that converts the first digital value and the second digital value to generate a high frequency analog signal comprising a frequency ramp using the one or more second clock signals.
Gemäß einigen Beispielen umfasst die Rampengeneratorvorrichtung einen Phasenregelkreis, der ein Taktsignal bereitstellt, einen Taktgenerator, der das Taktsignal in eine Mehrzahl von Taktsignalen umgesetzt, die ein oder mehrere erste Taktsignale und ein oder mehrere zweite Taktsignale umfassen, einen digitalen Rampengenerator, der unter Verwendung des einen oder der mehreren ersten Taktsignale einen ersten digitalen Wert und einen zweiten digitalen Wert auf der Grundlage eines zufälligen Phasenwertes erzeugt, wobei mindestens einer vom ersten digitalen Wert oder dem zweiten digitalen Wert einer Quadraturdarstellung eines Rampenmodulationssignals entspricht, und einen Hochfrequenz-Digital-Analog-Wandler, der unter Verwendung des einen oder der mehreren zweiten Taktsignale den ersten digitalen Wert und den zweiten digitalen Wert zum Erzeugen eines analogen Hochfrequenzsignals umwandelt, das eine Frequenzrampe umfasst.According to some examples, the ramp generator device comprises a phase-locked loop that provides a clock signal, a clock generator that converts the clock signal into a plurality of clock signals that include one or more first clock signals and one or more second clock signals, a digital ramp generator that uses the one or the plurality of first clock signals generates a first digital value and a second digital value based on a random phase value, at least one of the first digital value and the second digital value corresponding to a quadrature representation of a ramp modulation signal, and a high-frequency digital-to-analog converter, converting the first digital value and the second digital value to generate a high frequency analog signal comprising a frequency ramp using the one or more second clock signals.
Der digitale Rampengenerator kann ein erstes Kombinationsmodul, das den zufälligen Phasenwert mit einem ersten zyklischen digitalen Wert zum Erzeugen eines dritten digitalen Wertes kombiniert, wobei der erste digitale Wert auf dem dritten digitalen Wert basiert, und ein zweites Kombinationsmodul umfassen, das den zufälligen Phasenwert mit einem zweiten zyklischen digitalen Wert zum Erzeugen eines vierten digitalen Wertes kombiniert, wobei der zweite digitale Wert auf dem vierten digitalen Wert basiert.The digital ramp generator may include a first combination module that combines the random phase value with a first cyclic digital value to generate a third digital value, the first digital value being based on the third digital value, and a second combination module that combines the random phase value with a combining a second cyclic digital value to generate a fourth digital value, the second digital value being based on the fourth digital value.
Gemäß einigen Beispielen umfasst der digitale Rampengenerator: einen ersten digitalen Generator, der den ersten digitalen Wert als Sinus des dritten digitalen Wertes erzeugt, und einen zweiten digitalen Generator, der den zweiten digitalen Wert als Kosinus des vierten digitalen Wertes erzeugt.According to some examples, the digital ramp generator includes: a first digital generator that generates the first digital value as a sine of the third digital value, and a second digital generator that generates the second digital value as a cosine of the fourth digital value.
Gemäß einigen Beispielen umfasst der Rampengenerator einen ersten Integrator, der einen ansteigenden digitalen Wert erzeugt, einen zweiten Integrator, der den ansteigenden digitalen Wert zum Erzeugen des ersten zyklischen digitalen Wertes integriert, und einen dritten Integrator, der den ansteigenden digitalen Wert zum Erzeugen des zweiten zyklischen digitalen Wertes integriert.According to some examples, the ramp generator includes a first integrator that generates an increasing digital value, a second integrator that integrates the increasing digital value to generate the first cyclic digital value, and a third integrator that integrates the increasing digital value to generate the second cyclic digital value integrated.
Gemäß einigen Beispielen ist der zufällige Phasenwert ein zufälliger Anfangsphasenwert und das erste Kombinationsmodul kombiniert den zufälligen Phasenwert mit dem ersten zyklischen digitalen Wert und das zweite Kombinationsmodul kombiniert den zufälligen Phasenwert mit dem zweiten zyklischen digitalen Wert beim Beginn der Frequenzrampe.According to some examples, the random phase value is an initial random phase value and the first combining module combines the random phase value with the first cyclic digital value and the second combining module combines the random phase value with the second cyclic digital value at the beginning of the frequency ramp.
In einer Ausführungsform wird ein Verfahren zur Erfassung einer Entfernung bei einer Radarfrequenz bereitgestellt. Das Verfahren umfasst das Durchführen einer Umsetzung eines Zeitgebungssignals in ein analoges Signal durch Erzeugen eines ersten zyklischen digitalen Wertes, Abschneiden, unter Verwendung eines ersten Quantisierers, erster Bits, die den ersten zyklischen digitalen Wert angeben, auf zweite Bits, die einen ersten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wert angeben, Erzeugen eines ersten digitalen Wertes auf der Grundlage eines ersten Quantisierungsfehlers des ersten Quantisierers und eines zweiten Wertes, Kombinieren des ersten digitalen Wertes mit dem ersten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wert zum Erzeugen eines dritten digitalen Wertes, Erzeugen, entsprechend dem Zeitgebungssignal, eines vierten digitalen Wertes auf der Grundlage des dritten digitalen Wertes, Erzeugen eines zweiten zyklischen digitalen Wertes, Abschneiden unter Verwendung eines zweiten Quantisierers, Erzeugen eines zweiten zyklischen digitalen Wertes, Abschneiden, unter Verwendung eines zweiten Quantisierers, von dritten Bits, die den zweiten zyklischen digitalen Wert angeben, auf vierte Bits, die einen zweiten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wert angeben, Erzeugen eines fünften digitalen Wertes auf der Grundlage eines zweiten Quantisierungsfehlers des zweiten Quantisierers und eines sechsten Wertes, Kombinieren des fünften digitalen Wertes mit dem zweiten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wert zum Erzeugen eines siebten digitalen Wertes, Erzeugen, entsprechend dem Zeitgebungssignal, eines achten digitalen Wertes auf der Grundlage des siebten digitalen Wertes, und Umsetzen des vierten digitalen Wertes und des achten digitalen Wertes mit einem Hochfrequenz-Digital-Analog-Wandler zum Erzeugen des analogen Signals, wobei der vierte digitale Wert und/oder der achte digitale Wert einer Quadraturdarstellung eines Radarmodulationssignals entsprechen. Das Verfahren umfasst das Anwenden der Umsetzung zum Erzeugen eines Sendesignals mit der Radarfrequenz. Das Verfahren umfasst das Kombinieren des Sendesignals und eines Empfangssignals, das eine Reflexion des Sendesignals umfasst, zum Bestimmen der Entfernung.In one embodiment, a method for detecting a range at a radar frequency is provided. The method includes performing a conversion of a timing signal to an analog signal by generating a first cyclic digital value, truncating, using a first quantizer, first bits indicative of the first cyclic digital value to second bits indicative of a first truncated cyclic digital value value, generating a first digital value based on a first quantization error of the first quantizer and a second value, combining the first digital value with the first truncated cyclic digital value to generate a third digital value, generating according to the timing signal a fourth digital value value based on the third digital value, generating a second cyclic digital value, clipping using a second quantizer, generating a second cyclic digital value, clipping using a second quantizer from third bits indicating the second cyclic digital value to fourth bits indicating a second truncated cyclic digital value producing a five th digital value based on a second quantization error of the second quantizer and a sixth value, combining the fifth digital value with the second truncated cyclic digital value to generate a seventh digital value, generating, corresponding to the timing signal, an eighth digital value based on the seventh digital value, and converting the fourth digital value and the eighth digital value with a high-frequency digital-to-analog converter to generate the analog signal, the fourth digital value and/or the eighth digital value corresponding to a quadrature representation of a radar modulation signal. The method includes applying the conversion to generate a transmit signal at the radar frequency. The method includes combining the transmit signal and a receive signal that includes a reflection of the transmit signal to determine the distance.
In einigen Beispielen umfasst das Verfahren das Erzeugen eines ansteigenden digitalen Wertes, wobei das Erzeugen des ersten zyklischen digitalen Wertes das Integrieren des ansteigenden digitalen Wertes unter Verwendung eines ersten Integrators zum Erzeugen des ersten zyklischen digitalen Wertes umfasst und das Erzeugen des zweiten zyklischen digitalen Wertes das Integrieren des ansteigenden digitalen Wertes unter Verwendung eines zweiten Integrators zum Erzeugen des zweiten zyklischen digitalen Wertes umfasst.In some examples, the method includes generating an increasing digital value, wherein generating the first cyclic digital value includes integrating the increasing digital value using a first integrator to generate the first cyclic digital value, and generating the second cyclic digital value includes integrating of the increasing digital value using a second integrator to generate the second cyclic digital value.
Gemäß einigen Beispielen umfasst das Erzeugen des vierten digitalen Wertes das Erzeugen des vierten digitalen Wertes als eines Sinus des dritten digitalen Wertes, und das Erzeugen des achten digitalen Wertes umfasst das Erzeugen des achten digitalen Wertes als eines Kosinus des siebten digitalen Wertes.According to some examples, generating the fourth digital value includes generating the fourth digital value as a sine of the third digital value, and generating the eighth digital value includes generating the eighth digital value as a cosine of the seventh digital value.
Gemäß einigen Beispielen ist der zweite Wert mindestens eines von einem ersten Zufallswert oder einem ersten rauschgeformten Wert, und der sechste Wert ist mindestens eines von einem zweiten Zufallswert oder einem zweiten rauschgeformten Wert.According to some examples, the second value is at least one of a first random value or a first noise-shaped value and the sixth value is at least one of a second random value or a second noise-shaped value.
In einer Ausführungsform wird eine Rampengeneratorvorrichtung bereitgestellt, die einen Phasenregelkreis umfasst, der ein Zeitgebungssignal bereitstellt. Die Rampengeneratorvorrichtung umfasst einen Taktgenerator, der das Zeitgebungssignal in eine Mehrzahl von Taktsignalen umgesetzt, die ein oder mehrere erste Taktsignale und ein oder mehrere zweite Taktsignale umfassen. Die Rampengeneratorvorrichtung umfasst einen digitalen Rampengenerator, der unter Verwendung des einen oder der mehreren ersten Taktsignale einen ersten digitalen Wert und einen zweiten digitalen Wert erzeugt. Der digitale Rampengenerator umfasst einen ersten Quantisierer, der erste Bits, die einen ersten zyklischen digitalen Wert angeben, auf zweite Bits abschneidet, die einen ersten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wert angeben, ein erstes Rauschformungsmodul, das einen dritten digitalen Wert auf der Grundlage eines ersten Quantisierungsfehlers des ersten Quantisierers und eines vierten Wertes erzeugt, ein erstes Kombinationsmodul, das den dritten digitalen Wert mit dem ersten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wert zum Erzeugen eines fünften digitalen Wertes kombiniert, einen zweiten Quantisierer, der dritte Bits, die einen zweiten zyklischen digitalen Wert angeben, auf vierte Bits abschneidet, die einen zweiten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wert angeben, ein zweites Rauschformungsmodul, das einen sechsten digitalen Wert auf der Grundlage eines zweiten Quantisierungsfehlers des zweiten Quantisierers und eines siebten Wertes erzeugt, und ein zweites Kombinationsmodul, das den sechsten digitalen Wert mit dem zweiten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wert zum Erzeugen eines achten digitalen Wertes kombiniert. Der erste digitale Wert basiert auf dem fünften digitalen Wert. Der zweite digitale Wert basiert auf dem achten digitalen Wert. Der erste digitale Wert und/oder der zweite digitale Wert entsprechen einer Quadraturdarstellung eines Rampenmodulationssignals. Die Rampengeneratorvorrichtung umfasst einen Hochfrequenz-Digital-Analog-Wandler, der unter Verwendung des einen oder der mehreren zweiten Taktsignale den ersten digitalen Wert und den zweiten digitalen Wert zum Erzeugen eines analogen Hochfrequenzsignals, das eine Frequenzrampe umfasst, umwandelt.In one embodiment, a ramp generator device is provided that includes a phase-locked loop that provides a timing signal. The ramp generator device includes a clock generator that converts the timing signal into a plurality of clock signals including one or more first clock signals and one or more second clock signals. The ramp generator device includes a digital ramp generator that generates a first digital value and a second digital value using the one or more first clock signals. The digital ramp generator includes a first quantizer that truncates first bits indicative of a first cyclic digital value to second bits indicative of a first truncated cyclic digital value, a first noise shaping module that calculates a third digital value based on a first quantization error of the a first quantizer and a fourth value, a first combining module combining the third digital value with the first truncated cyclic digital value to produce a fifth digital value, a second quantizer combining third bits indicative of a second cyclic digital value onto fourth truncates bits indicating a second truncated cyclic digital value, a second noise shaping module that generates a sixth digital value based on a second quantization error of the second quantizer and a seventh value, and a second combining module that generates the combines the sixth digital value with the second truncated cyclic digital value to produce an eighth digital value. The first digital value is based on the fifth digital value. The second digital value is based on the eighth digital value. The first digital value and/or the second digital value correspond to a quadrature representation of a ramp modulation signal. The ramp generator device includes a high frequency digital to analog converter that converts the first digital value and the second digital value to generate a high frequency analog signal comprising a frequency ramp using the one or more second clock signals.
Gemäß einigen Beispielen umfasst der digitale Rampengenerator einen ersten Integrator, der einen ansteigenden digitalen Wert erzeugt, und einen zweiten Integrator, der den ansteigenden digitalen Wert zum Erzeugen des ersten zyklischen digitalen Wertes integriert, und einen dritten Integrator, der den ansteigenden digitalen Wert zum Erzeugen des zweiten zyklischen digitalen Wertes integriert.According to some examples, the digital ramp generator includes a first integrator that generates an increasing digital value and a second integrator that integrates the increasing digital value to generate the first cyclic digital value and a third integrator that integrates the increasing digital value to generate the second cyclic digital value integrated.
Gemäß einigen Beispielen umfasst der digitale Rampengenerator einen ersten digitalen Generator, der den ersten digitalen Wert als Sinus des fünften digitalen Wertes erzeugt, und einen zweiten digitalen Generator, der den zweiten digitalen Wert als Kosinus des achten digitalen Wertes erzeugt.According to some examples, the digital ramp generator includes a first digital generator that generates the first digital value as a sine of the fifth digital value and a second digital generator that generates the second digital value as a cosine of the eighth digital value.
Gemäß einigen Beispielen ist der vierte Wert ein erster Zufallswert und der siebte Wert ein zweiter Zufallswert.According to some examples, the fourth value is a first random value and the seventh value is a second random value.
Gemäß einigen Beispielen ist der vierte Wert ein erster rauschgeformter Wert und der siebte Wert ein zweiter rauschgeformter Wert.According to some examples, the fourth value is a first noise-shaped value and the seventh value is a second noise-shaped value.
In einer Ausführungsform wird ein Verfahren zur Erfassung einer Entfernung bei einer Radarfrequenz bereitgestellt. Das Verfahren umfasst das Durchführen einer Umsetzung eines Zeitgebungssignals in ein analoges Signal durch Erzeugen, entsprechend dem Zeitgebungssignal, eines ersten digitalen Wertes und eines zweiten digitalen Wertes, die Quadraturdarstellungen eines Radarmodulationssignals sind, und Umsetzen des ersten digitalen Wertes und des zweiten digitalen Wertes mit einem Hochfrequenz-Digital-Analog-Wandler zum Erzeugen des analogen Signals. Das Verfahren umfasst ferner das Anwenden der Umsetzung zum Erzeugen eines Sendesignals mit der Radarfrequenz. Das Verfahren umfasst ferner das Vergleichen des Sendesignals und eines Empfangssignals, das eine Reflexion des Sendesignals umfasst, zum Bestimmen einer Entfernung.In one embodiment, a method for detecting a range at a radar frequency is provided. The method includes performing a conversion of a timing signal to an analog signal by generating, corresponding to the timing signal, a first digital value and a second digital value that are quadrature representations of a radar modulation signal, and converting the first digital value and the second digital value at a radio frequency -Digital to analog converter to generate the analog signal. The method further includes applying the conversion to generate a transmit signal at the radar frequency. The method further includes comparing the transmit signal and a receive signal that includes a reflection of the transmit signal to determine a distance.
In einer Ausführungsform ist ein Radarmodulationssignalgenerator bereitgestellt, der einen Phasenregelkreis umfasst, der ein Zeitgebungssignal bereitstellt. Der Radarmodulationssignalgenerator umfasst ferner einen Taktgenerator, der das Zeitgebungssignal in ein erstes Taktsignal und ein zweites Taktsignal umgesetzt. Der Radarmodulationssignalgenerator umfasst ferner einen digitalen Signalmodulator, der mit dem ersten Taktsignal einen ersten digitalen Wert und einen zweiten digitalen Wert erzeugt, die Quadraturdarstellungen eines Modulationssignals mit einer Modulationsfrequenz sind. Der Radarmodulationssignalgenerator umfasst ferner einen Hochfrequenz-Digital-Analog-Wandler, der unter Verwendung des zweiten Taktsignals den ersten digitalen Wert und den zweiten digitalen Wert zum Erzeugen eines Hochfrequenzsignals umwandelt. Der Radarmodulationssignalgenerator umfasst ferner einen Sender, der auf der Grundlage des Hochfrequenzsignals ein Sendesignal mit der Radarfrequenz erzeugt. Der Radarmodulationssignalgenerator umfasst ferner einen Empfänger, der eine Reflexion des Sendesignals empfängt. Der Radarmodulationssignalgenerator umfasst ferner einen Entfernungsbestimmer, der die Reflexion und das Hochfrequenzsignal zum Bestimmen einer Entfernung vergleicht.In one embodiment, a radar modulation signal generator is provided that includes a phase locked loop that provides a timing signal. The radar modulation signal generator further includes a clock generator that converts the timing signal into a first clock signal and a second clock signal. The radar modulation signal generator further includes a digital signal modulator that uses the first clock signal to generate a first digital value and a second digital value that are quadrature representations of a modulation signal having a modulation frequency. The radar modulation signal generator further includes a radio frequency digital to analog converter that converts the first digital value and the second digital value to generate a radio frequency signal using the second clock signal. The radar modulation signal generator further includes a transmitter that generates a transmit signal at the radar frequency based on the radio frequency signal. The radar modulation signal generator also includes a receiver that receives a reflection of the transmission signal. The radar modulation signal generator further includes a range finder that compares the reflection and the radio frequency signal to determine a range.
In einer Ausführungsform wird eine Rampengeneratorvorrichtung bereitgestellt, die einen Phasenregelkreis umfasst, der ein Zeitgebungssignal bereitstellt. Der Rampengeneratorvorrichtung umfasst ferner einen Taktgenerator, der das Zeitgebungssignal in ein erstes Taktsignal und ein zweites Taktsignal umgesetzt. Die Rampengeneratorvorrichtung umfasst ferner einen digitalen Rampengenerator, der beim ersten Taktsignal einen ersten digitalen Wert und einen zweiten digitalen Wert erzeugt, die Quadraturdarstellungen eines Rampenmodulationssignals sind. Die Rampengeneratorvorrichtung umfasst ferner einen Hochfrequenz-Digital-Analog-Wandler, der unter Verwendung des zweiten Taktsignals den ersten digitalen Wert und den zweiten digitalen Wert zum Erzeugen eines analogen Hochfrequenzrampensignals umwandelt.In one embodiment, a ramp generator device is provided that includes a phase-locked loop that provides a timing signal. The ramp generator device further includes a clock generator that converts the timing signal into a first clock signal and a second clock signal. The ramp generator device further includes a digital ramp generator that generates, at the first clock signal, a first digital value and a second digital value that are quadrature representations of a ramp modulation signal. The ramp generator device further includes a high frequency digital to analog converter that converts the first digital value and the second digital value to generate a high frequency analog ramp signal using the second clock signal.
Zur Verwirklichung der vorgenannten und verwandten Zwecke werden in der folgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen gewisse Aspekte und Ausführungsformen veranschaulicht. Dies sind nur einige Beispiele für die verschiedenen Möglichkeiten, wie ein oder mehrere Aspekte eingesetzt werden können. Weitere Aspekte, Vorteile und neue Merkmale der Offenbarung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung ersichtlich, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet werden.In order to achieve the foregoing and related purposes, certain aspects and embodiments are illustrated in the following description and accompanying drawings. These are just a few examples of the different ways one or more Aspects can be used. Other aspects, advantages, and novel features of the disclosure will become apparent from the following detailed description when considered in connection with the accompanying drawings.
Figurenlistecharacter list
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1 ist eine Darstellung eines Beispielszenarios mit einer Erzeugung und Übertragung eines frequenzmodulierten Radarsignals und der Erfassung eines reflektierten Signals zum Bestimmen der Entfernung zu einem Objekt.1 Figure 12 is an illustration of an example scenario involving generation and transmission of a frequency modulated radar signal and detection of a reflected signal to determine range to an object. -
2 ist eine Darstellung eines Beispielszenarios mit einer Erzeugung und Übertragung eines frequenzmodulierten Radarsignals und der Erfassung eines reflektierten Signals zum Bestimmen der Entfernung zu einem Objekt entsprechend den hier vorgestellten Techniken.2 12 is an illustration of an example scenario involving generation and transmission of a frequency modulated radar signal and detection of a reflected signal to determine the range to an object according to the techniques presented herein. -
3 zeigt ein Beispiel für ein Verfahren zur Entfernungsmessung bei einer Radarfrequenz entsprechend den hier vorgestellten Techniken.3 Figure 12 shows an example of a method for measuring distances at a radar frequency according to the techniques presented here. -
4 ist ein Komponentenblockdiagramm, das einen beispielhaften Radar-Modulationssignalgenerator entsprechend den hier vorgestellten Techniken zeigt.4 12 is a component block diagram showing an example radar modulation signal generator in accordance with the techniques presented herein. -
5 ist ein Komponentenblockdiagramm, das eine beispielhafte Radargeneratorvorrichtung entsprechend den hier vorgestellten Techniken zeigt.5 FIG. 14 is a component block diagram depicting an example radar generator apparatus in accordance with the techniques presented herein. -
6 ist ein Komponentenblockdiagramm, das ein Beispielszenario für die Erzeugung eines modulierten digitalen Signals entsprechend den hier vorgestellten Techniken zeigt.6 Figure 12 is a component block diagram showing an example scenario for generating a modulated digital signal according to the techniques presented herein. -
7A-7C sind Datensätze, die die Erzeugung eines modulierten digitalen Signals unter Verwendung eines Hochfrequenz-Digital-Analog-Kodierers mit digitalen Werten veranschaulichen, die Quadraturdarstellungen eines modulierten Radarsignals mit einer variablen Bitauflösung entsprechend den hier vorgestellten Techniken darstellen.7A-7C are data sets illustrating the generation of a modulated digital signal using a high frequency digital-to-analog encoder with digital values representing quadrature representations of a modulated radar signal with a variable bit resolution according to the techniques presented herein. -
8 zeigt ein Beispiel für ein Verfahren zur Entfernungsmessung bei einer Radarfrequenz entsprechend den hier vorgestellten Techniken.8th Figure 12 shows an example of a method for measuring distances at a radar frequency according to the techniques presented here. -
9A-9B sind Komponentenblockdiagramme, die ein Beispiel für einen digitalen Signalmodulator entsprechend den hier vorgestellten Techniken zeigen.9A- 12 are component block diagrams showing an example of a digital signal modulator according to the techniques presented herein.9B -
1 0A-1 0B zeigen ein Beispiel für ein Verfahren zur Entfernungsmessung bei einer Radarfrequenz entsprechend den hier vorgestellten Techniken.1 0A-10B show an example of a method for ranging at a radar frequency according to the techniques presented herein. -
11 ist ein Komponentenblockdiagramm, das einen beispielhaften digitalen Signalmodulator entsprechend den hier vorgestellten Techniken zeigt.11 Figure 12 is a component block diagram showing an example digital signal modulator in accordance with the techniques presented herein. -
12A-12B sind Komponentenblockdiagramme, die Rauschformungsmodule entsprechend den hier vorgestellten Techniken zeigen.12A- 12 are component block diagrams showing noise shaping modules according to the techniques presented herein.12B -
13 ist ein Komponentenblockdiagramm, das einen beispielhaften digitalen Signalmodulator entsprechend den hier vorgestellten Techniken zeigt.13 Figure 12 is a component block diagram showing an example digital signal modulator in accordance with the techniques presented herein. -
14 ist ein Datensatz, der Zwischensignale entsprechend den hier vorgestellten Techniken zeigt.14 is a data set showing intermediate signals according to the techniques presented here. -
15A-15B sind Spektrogramme, die Rampensignale entsprechend den hier vorgestellten Techniken zeigen.15A-15B are spectrograms showing ramp signals according to the techniques presented here. -
16 ist ein Datensatz, der die Ausgänge von Hochfrequenz-Digital-Analog-Wandlern (HF-DAC) entsprechend den hier vorgestellten Techniken zeigt.16 is a data set showing the outputs of high-frequency digital-to-analog converters (HF-DAC) according to the techniques presented here. -
17 ist ein Datensatz, der Zwischensignale entsprechend den hier vorgestellten Techniken zeigt.17 is a data set showing intermediate signals according to the techniques presented here. -
18 ist ein Datensatz, der Zwischensignale entsprechend den hier vorgestellten Techniken zeigt.18 is a data set showing intermediate signals according to the techniques presented here. -
19 ist ein Datensatz, der Zwischensignale entsprechend den hier vorgestellten Techniken zeigt.19 is a data set showing intermediate signals according to the techniques presented here.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION
Der beanspruchte Gegenstand wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, in denen sich gleiche Bezugsnummern durchgehend auf gleiche Elemente beziehen. In der folgenden Beschreibung sind zu Erklärungszwecken zahlreiche spezifische Einzelheiten aufgeführt, um ein gründliches Verständnis des beanspruchten Gegenstands zu ermöglichen. Es sollte jedoch offensichtlich sein, dass der beanspruchte Gegenstand auch ohne diese spezifischen Einzelheiten praktiziert werden kann. In anderen Fällen werden bekannte Strukturen und Vorrichtungen in Form eines Blockdiagramms dargestellt, um die Beschreibung des beanspruchten Gegenstands zu erleichtern.The claimed subject matter will now be described with reference to the drawings, in which like reference numbers refer to like elements throughout. In the following description, for the purposes of explanation, numerous specific details are set forth in order to provide a thorough understanding of the claimed subject matter. However, it should be apparent that the claimed subject matter may be practiced without these specific details. In other instances, well-known structures and devices are shown in block diagram form in order to facilitate the description of the claimed subject matter.
A. EinleitungA. Introduction
Im Bereich der Signalverarbeitung geht es in vielen Szenarien um die Erzeugung, Übertragung, Erfassung und/oder Verarbeitung eines elektromagnetischen Signals in einem Radarbereich von Frequenzen, wie etwa 1 Gigahertz bis 100 Gigahertz. Das Signal kann von einem Oszillator auf einer Referenzfrequenz erzeugt und dann unter Verwendung verschiedener Techniken, wie etwa Mischen, auf eine Radarfrequenz aufwärtsgewandelt werden, die verstärkt und durch eine Antenne gesendet wird. Während des Signalerzeugungsvorgangs kann eine Form von Modulation zum Anpassen des Radarsignals angewendet werden. Dabei wird ein variables Element eingebettet, das als Information dient, die von einem Träger auf der Radarfrequenz übertragen werden soll. In einigen Beispielen kann die Modulation Frequenzmodulation über einen Frequenzbereich; Amplitudenmodulation über einen Amplitudenbereich; und/oder Phasenmodulation über die Phase eines periodischen Signals umfassen. Die Übertragung auf der Radarfrequenz kann von einer Empfangsantenne erfasst, auf eine verarbeitbare Frequenz dezimiert und zum Erfassen der Modulation des Signals, das die übertragenen Informationen übermittelt, ausgewertet werden.In the field of signal processing, many scenarios involve the generation, transmission, detection and/or processing of an electromagnetic signal in a radar range of frequencies, such as 1 gigahertz to 100 gigahertz. The signal can be generated by an oscillator at a reference frequency and then upconverted using various techniques, such as mixing, to a radar frequency that is amplified and transmitted through an antenna. During the signal generation process, some form of modulation can be applied to adjust the radar signal. It embeds a variable element that serves as information to be transmitted by a carrier at the radar frequency. In some examples, the modulation can be frequency modulation over a range of frequencies; amplitude modulation over a range of amplitudes; and/or phase modulation over the phase of a periodic signal. The transmission at the radar frequency can be picked up by a receiving antenna, decimated to a manageable frequency and evaluated to detect the modulation of the signal carrying the transmitted information.
Wie im Beispielszenario 100 von
Die Modulation des Radarsignals in diesem Pfad wird durch die Steuerung des Frequenzteilers 114 mit Mehrfach-Modul-Rückkopplung erreicht, der es ermöglicht, dass die Umschaltung mit einem wählbaren Bruchteil der Periode der Referenzfrequenz 104 erfolgt. Die Auswahl erfolgt durch einen Frequenzrampengenerator 116, der einen stetig ansteigenden Wert erzeugt, wie etwa einen digitalen Zähler, und einen Sigma-Delta-Modulator, der dem Frequenzteiler 114 mit Mehrfach-Modul-Rückkopplung ein Signal gibt, wenn eine Integration des stetig ansteigenden Wertes einen Delta-Schwellenwert relativ zum vorherigen Signal überschreitet. Die Integration des stetig ansteigenden Wertes veranlasst den Sigma-Delta-Modulator, den Frequenzteiler 114 mit Mehrfach-Modul-Rückkopplung mit steigender Rate zu signalisieren, wodurch der Schaltzeitplan allmählich erhöht und die Frequenz der erzeugten Radarfrequenz 120 um inkrementelle Bruchteile der Referenzfrequenz 104 erhöht wird. Die vom Frequenzrampengenerator 116 erzeugte Frequenzrampe kann über einen Frequenzbereich ansteigen und periodisch zurückgesetzt werden.The modulation of the radar signal in this path is achieved through control of the
Die Modulation des Radarsignals mit der Frequenzrampe kann die Auswertung des Empfangssignals 130 und die Bestimmung der Entfernung 140 auf folgende Weise unterstützen. Das Empfangssignal 130 kann von einem Empfänger 132, wie etwa einer Empfangsantenne, empfangen und von der Radarfrequenz 120 auf einen Frequenzbereich abwärtsgewandelt werden, der für eine weitere Auswertung geeignet ist. Das abwärtsgewandelte Signal wird von einem Signalauswerter 134 verarbeitet, der die Frequenz des Empfangssignals 130 mit der Frequenz des Frequenzrampengenerators 116 korreliert. Ein Entfernungsbestimmer 136 kann einen Abstand zu einem von ihm erfassten Objekt und die Geschwindigkeit des Objekts bestimmen. Darüber hinaus können die Komponenten des Senders 124 und die Komponenten des Empfängers 132 mit einer hohen Abtastrate betrieben werden, um eine genaue Reihe von Entfernungsmessungen bereitzustellen, die dazu dienen können, die Entfernung 138 zu verifizieren; die Entfernung 138 mit hoher Genauigkeit zu erfassen; Änderungen in der Entfernung 138 zu erfassen, die die Geschwindigkeit, Beschleunigung und/oder Richtung des Objekts 128 angeben; und/oder die Erfassung des Objekts 128 von einer Falscherfassung zu unterscheiden, wie etwa aufgrund von Rauschen, Störungen und/oder Signalabbilder.The modulation of the radar signal with the frequency ramp can support the evaluation of the received
Auf diese Weise ermöglicht das Schalten des Frequenzteilers 114 mit Mehrfach-Modul-Rückkopplung durch den Frequenzrampengenerator 116 bei einem schrittweise zunehmenden Bruchteil der Periode der Referenzfrequenz 104 eine Frequenzmodulation des Radarsignals 126, die sich einer idealen Frequenzrampe 140 annähert. Mehrere Eigenschaften dieser Technik können jedoch dazu führen, dass die erzielte Frequenzrampe 142 von der idealen Frequenzrampe 140 abweicht. Ein erstes Beispiel: Die Modulation durch den Phasenfrequenzdetektor 108 und die Ladungspumpe 110 weist eine Verzögerung auf, wenn sich das Modulationssignal durch den Phasenregelkreis ausbreitet; d. h. der Phasenfrequenzdetektor 108 und die Ladungspumpe 110 passen die Referenzfrequenz 104 allmählich an den Momentanwert der idealen Frequenzrampe 140 an. Infolge der dynamischen Eigenschaften des Phasenregelkreises 106 neigt die erzielte Frequenzrampe 142 dazu, zwischen dem Überschreiten der idealen Frequenzrampe 140 und dem Unterschreiten der idealen Frequenzrampe 140 zu wechseln. Die Diskrepanz kann die Genauigkeit der vom Signalauswerter 134 erzielten Korrelation und damit die erreichbare Genauigkeit der vom Laufzeitbestimmer 136 bestimmten Laufzeit und der vom Entfernungsbestimmer 138 bestimmten Entfernung 140 beeinträchtigen. Als zweites Beispiel führt das fraktionierte Schalten des Frequenzteilers 114 mit Mehrfach-Modul-Rückkopplung zu Diskontinuitäten, die als Fraktionierungsausschläge im Frequenzspektrum der modulierten Radarfrequenz 120 erscheinen. Die Leistung der Fraktionierungsausschläge kann das Signal-Rausch-Verhältnis des Radarsignals 126 erheblich verringern. Das Auftreten und die Größe von Fraktionierungsausschlägen kann durch den Betrieb des Frequenzrampengenerators 116 mit einer niedrigeren Rampenfrequenz verringert werden; die verringerte Genauigkeit der Frequenzrampe kann jedoch die Diskrepanz zwischen der idealen Frequenzrampe 140 und der erreichten Frequenzrampe 142 erhöhen, wodurch die erreichbare Genauigkeit der Entfernungsbestimmung weiter verringert wird. Als drittes Beispiel, die Entsprechung zwischen der Frequenz des Lokaloszillators 102 und der Frequenz des resultierenden Radarsignals 126 kann die Leistung von Frequenzen um die Frequenz des resultierenden Radarsignals 126 erhöhen. Solche „Nachzieheffekte“ können ein Rauschen darstellen, das das Signal-Rausch-Verhältnis des Radarsignals 126 verringert und aufgrund der Nähe der Frequenz des Nachziehrauschens zur Frequenz des Radarsignals 126 schwer zu dämpfen ist. Diese und andere Nachteile können sich aus der Modulation des Radarsignals 126 als Fraktionierungsanpassung der Referenzfrequenz 104 durch den Frequenzteiler 114 mit Mehrfach-Modul-Rückkopplung ergeben, wie im Beispielszenario 100 von
B. Vorgestellte TechnikenB. Techniques Featured
Die derzeit vorgestellten Techniken stellen eine alternative Form der Modulation des Radarsignals, wie etwa eine Frequenzrampe über einen Frequenzbereich, zur Verfügung. Gemäß der vorliegenden Offenbarung kann ein Phasenregelkreis 106 statt der direkten Erzeugung einer modulierten Radarfrequenz 120 stattdessen eine Reihe von Taktsignalen mit einer festen Frequenz für ein digitales Front-End erzeugen, das eine digitale Signalmodulation, wie etwa eine digitale Frequenzrampe, erzeugt. Der digitale Signalmodulator kann mit einer ersten Taktfrequenz betrieben werden und digitale Darstellungen des Radarmodulationssignals in Quadratur erzeugen, die von einem Hochfrequenz-Digital-Analog-Wandler (HF-DAC), der mit einer zweiten Taktfrequenz betrieben wird, zum Erzeugen eines analogen Signals 220 umgesetzt werden können, das die vom digitalen Signalmodulator erzeugte Modulation enthält. Das analoge Ausgangssignal des HF-DAC kann auf den Radarfrequenzbereich aufwärtsgewandelt und als Radarfrequenz übertragen werden, die die vom digitalen Signalmodulator und dem HF-DAC erzeugte Modulation aufweist.The techniques currently presented provide an alternative form of modulating the radar signal, such as a frequency ramp over a range of frequencies. In accordance with the present disclosure, instead of directly generating a modulated
Das vom HF-DAC 218 erzeugte analoge Signal 220 kann durch Mischen (optional durch vom Taktgenerator 206 erzeugte höherfrequente Taktsignale) zum Erzeugen eines Radarsignals 126 aufwärtsgewandelt 222 werden, das im Radarfrequenzbereich liegt, wie zum Beispiel 1 Gigahertz bis 100 Gigahertz. Das Radarsignal 126 wird von einem Sender 124, wie etwa einem Leistungsverstärker und einer Sendeantenne, gesendet und von einem Objekt 128 reflektiert. Die Reflexion des Radarsignals 126 wird von einem Empfänger 132, wie etwa einer Empfangsantenne, erfasst, und das Empfangssignal 130 wird weiter abwärtsgewandelt und verarbeitet (z. B. durch einen Signalauswerter 134, einen Laufzeitbestimmer 136 und einen Entfernungsbestimmer 138), um die vom Radarsignal 126 vom Sender 124 zum Objekt 128 und zurück zum Empfänger 132 zurückgelegte Strecke und damit die Entfernung 140 zwischen dem Sender 124 und dem Empfänger 132 und dem Objekt 128 zu bestimmen. Auf diese Weise ermöglicht das Radarsignal 126, das durch das Zusammenwirken des Phasenregelkreises 106, des Taktgenerators 206, des digitalen Signalmodulators 212 und des HF-DAC 218 mit einer Frequenzrampe moduliert wird, die Radarentfernungsmessung entsprechend den hier vorgestellten Techniken. Sende- und Empfangsantennen können in einigen Ausführungsformen in einer einzigen Antenne implementiert sein.The
C. Technische AuswirkungenC. Technical Implications
Einige Ausführungsformen der Modulation eines Radarsignals 126 gemäß den hier vorgestellten Techniken können im Vergleich zu anderen Ausführungsformen, die die hier vorgestellten Techniken nicht verwenden, eine Vielzahl von technischen Merkmalen ermöglichen.Some embodiments of modulating a
Eine erste technische Auswirkung, den ein gemäß den hier vorgestellten Techniken moduliertes Radarsignal 126 aufweisen kann, besteht in der Vermeidung von Fraktionierungsausschlägen, die durch den fraktionierten Schaltzeitplan des Frequenzteilers 114 mit Mehrfach-Modul-Rückkopplung eingeführt werden. Anstatt die Referenzfrequenz 104 nach einem variablen Schaltzeitplan und mit einem variablen Bruchteil der Periode der Referenzfrequenz 104 zu schalten, wird der Phasenregelkreis 106 im Beispielszenario 200 von
Eine zweite technische Auswirkung, die ein gemäß den hier vorgestellten Techniken moduliertes Radarsignal 126 aufweisen kann, betrifft die Entsprechung der Modulation und einer idealen Modulation, wie etwa die Entsprechung zwischen einer erzielten Frequenzrampe 142 und einer idealen Frequenzrampe 140. Ein digitaler Signalmodulator 212 und ein HF-DAC 218 können dem Signal eine Modulation auferlegen, die nicht der Rückkopplungsverzögerung und den dynamischen Eigenschaften des Phasenregelkreises 106 unterliegt, sondern vielmehr die Phasenverschiebung anwenden, die eine inkrementelle Frequenzerhöhung der Frequenz in den für den HF-DAC 218 erzeugten digitalen Werten darstellt. Die resultierende Modulation, wie etwa eine Frequenzrampe 142, kann daher eine Frequenzrampe 142 mit gedämpftem Über- und Unterschwingen aufweisen. So kann beispielsweise der Näherungsfehler, der sich aus der Betriebsfrequenz und der Abtastrate des digitalen Front-Ends ergibt, deutlich geringer sein als der Näherungsfehler, der sich aus den dynamischen Eigenschaften des Phasenregelkreises 106 ergibt. Darüber hinaus kann der Annäherungsfehler durch eine Erhöhung der Betriebsfrequenz und der Abtastrate des digitalen Signalmodulators 212 und des HF-DAC 218 verringert werden, ohne dass es zu zusätzlichen Fraktionierungsausschlägen kommt, die das Signal-Rausch-Verhältnis des Radarsignals 126 vermindern. Außerdem führen die Modulationstechniken nicht zu einem unerwünschten Kompromiss zwischen der Modulationsgenauigkeit und der Verringerung des Rauschens aufgrund von Fraktionierungsausschlägen.A second technical impact that a
Eine dritte technische Auswirkung, die ein gemäß den hier vorgestellten Techniken moduliertes Radarsignal 126 aufweisen kann, ist die architektonische Flexibilität der Frequenzmodulatorvorrichtung. Ein erstes Beispiel: Im Vergleich zu der im Beispielszenario 100 von
D. Primäre AusführungsformenD. Primary Embodiments
Das Beispielverfahren 300 beginnt bei 302 und beinhaltet das Durchführen 304 einer Umsetzung eines Zeitgebungssignals 204 in ein analoges Signal 220 durch Erzeugen 306, entsprechend dem Zeitgebungssignal 204, eines ersten digitalen Wertes 214 und eines zweiten digitalen Wertes 216, die Quadraturdarstellungen eines Radarmodulationssignals sind, und Umsetzen 308 des ersten digitalen Wertes 214 und des zweiten digitalen Wertes 216 mit einem Hochfrequenz-Digital-Analog-Wandler 218 zum Erzeugen des analogen Signals 220. Das Beispielverfahren 300 beinhaltet auch das Anwenden 310 der Umsetzung zum Erzeugen eines Radarsignals 126 mit der Radarfrequenz. Das Beispielverfahren 300 beinhaltet auch das Vergleichen 312 des Radarsignals 126 und eines Empfangssignals 130, das eine Reflexion des Radarsignals 126 umfasst, zum Bestimmen einer Entfernung 140. Gemäß einem Beispiel wird das Vergleichen des Radarsignals 126 und des Empfangssignals 130 durch Mischen oder Demodulieren des gesendeten Radarsignals 126 (oder einer Nachbildung des gesendeten Signals mit dem gleichen Signalverlauf) mit dem Empfangssignal 130 unter Verwendung eines Mischers oder eines IQ-Demodulators durchgeführt. Auf diese Weise ermöglicht das Beispielverfahren 300 die Bestimmung einer Entfernung 140 unter Verwendung eines modulierten Radarsignals, das entsprechend den hier vorgestellten Techniken erzeugt wurde, und endet somit bei 314.The
E. VariationenE. Variations
Die hier erörterten Techniken können in vielerlei Hinsicht variiert werden, und einige Varianten können gegenüber anderen Varianten dieser und anderer Techniken zusätzliche Vorteile bieten und/oder Nachteile verringern. Darüber hinaus können einige Varianten kombiniert werden, und einige Kombinationen können durch synergetisches Zusammenwirken zusätzliche Vorteile und/oder geringere Nachteile aufweisen. Die Varianten können in verschiedene Ausführungsformen einbezogen werden, um diesen Ausführungsformen individuelle und/oder synergetische Vorteile zu verleihen.The techniques discussed herein can be varied in many ways, and some variations may provide additional advantages and/or reduce disadvantages over other variations of these and other techniques. Furthermore, some variants can be combined, and some combinations can have additional advantages and/or minor disadvantages by working synergistically together. The variants may be incorporated into different embodiments to confer individual and/or synergistic benefits on those embodiments.
E1. SzenarienE1 scenarios
Ein erster Aspekt, der je nach Szenario, in dem die Techniken eingesetzt werden können, variieren kann, betrifft die Vorrichtungen, mit denen derartige Techniken eingesetzt werden können.A first aspect, which may vary depending on the scenario in which the techniques can be deployed, concerns the devices with which such techniques can be deployed.
Eine erste Variante dieses ersten Aspekts besteht darin, dass die Techniken eine Vielzahl von modulierten Signalen erzeugen können. Als erstes Beispiel können die modulierten Signale bei einer Vielzahl von Frequenzen erzeugt werden, wie etwa in einem Radarfrequenzbereich (z. B. 1 Gigahertz bis 100 Gigahertz) oder in anderen Frequenzbereichen des elektromagnetischen Spektrums. Ein zweites Beispiel ist, dass die Signale verschiedene periodische Funktionen aufweisen können, wie etwa Sinuswellen, Rechteckwellen und Dreieckswellen und/oder Kombinationen davon. Ein drittes Beispiel ist, dass die modulierten Signale auf verschiedene Weise moduliert werden können, wie etwa durch Frequenzmodulation, Amplitudenmodulation und Phasenmodulation und/oder Kombinationen davon. Als viertes Beispiel können die modulierten Signale in einer Vielzahl von Anwendungen verwendet werden, wie etwa Entfernungs- und/oder Standortschätzung; Richtungsschätzung; Geschwindigkeitsschätzung; und analoge oder digitale Kommunikation.A first variant of this first aspect is that the techniques can generate a variety of modulated signals. As a first example, the modulated signals may be generated at a variety of frequencies, such as in a radar frequency range (e.g., 1 gigahertz to 100 gigahertz) or in other frequency ranges of the electromagnetic spectrum. A second example is that the signals may have various periodic functions, such as sine waves, square waves, and triangle waves, and/or combinations thereof. A third example is that the modulated signals can be modulated in various ways, such as frequency modulation, amplitude modulation, and phase modulation, and/or combinations thereof. As a fourth example, the modulated signals can be used in a variety of applications, such as range and/or location estimation; direction estimation; speed estimation; and analogue or digital communication.
Als zweite Variante dieses ersten Aspekts können die hier vorgestellten Techniken eine Vielzahl von Technologien zur Implementierung einer oder mehrerer Komponenten verwenden. Als erstes Beispiel kann ein Element einer Vorrichtung, die zumindest einen Teil der hier vorgestellten Techniken verwendet, elektrische oder elektronische aktive oder passive Komponenten umfassen, wie eine Kombination von Widerständen, Kondensatoren, Induktoren, Transformatoren und Transistoren. Solche Komponenten können als eine Kombination von diskreten Komponenten; einem integrierten Schaltkreis, wie etwa einem anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC); oder einer Kombination davon organisiert sein. Als zweites Beispiel kann ein Element einer Vorrichtung, die zumindest einen Teil der hier vorgestellten Techniken verwendet, eine programmierbare Schaltung aufweisen, wie etwa ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA). Als drittes Beispiel kann ein Element einer Vorrichtung, die mindestens einen Teil der hier vorgestellten Techniken verwendet, einen Mikroprozessor aufweisen, der Anweisungen ausführt, die in einem Speicher gespeichert sind (z. B. eine flüchtige oder nichtflüchtige Speicherschaltung; eine Platte eines Festplattenlaufwerks; eine Festkörperspeichervorrichtung; eine Flash-Speichervorrichtung wie ein ROM, ein EPROM oder ein EEPROM; oder eine optische oder magnetische Speichervorrichtung wie eine CD-ROM, DVD-ROM oder BD-ROM), wobei die Ausführung der Anweisungen durch den Prozessor bewirkt, dass die Vorrichtung mindestens einen Teil der hier vorgestellten Techniken implementiert.As a second variant of this first aspect, the techniques presented here can use a variety of technologies to implement one or more components. As a first example, an element of a device using at least some of the techniques presented herein may include electrical or electronic active or passive components, such as a combination of resistors, capacitors, inductors, transformers, and transistors. Such components can come as a combination of discrete components; an integrated circuit, such as an application specific integrated circuit (ASIC); or a combination thereof. As a second example, an element of a device using at least some of the techniques presented herein may include programmable circuitry, such as a field programmable gate array (FPGA). As a third example, an element of an apparatus employing at least some of the techniques presented herein may include a microprocessor executing instructions stored in memory (e.g., volatile or non-volatile memory circuitry; a platter of a hard disk drive; a a solid-state memory device; a flash memory device such as a ROM, an EPROM, or an EEPROM; or an optical or magnetic memory device such as a CD-ROM, DVD-ROM, or BD-ROM), wherein execution of the instructions by the processor causes the device implements at least some of the techniques presented here.
Als dritte Variante dieses ersten Aspekts können Ausführungsformen der vorgestellten Vorrichtungen eine Vielzahl von Systemarchitekturen aufweisen. Als erstes Beispiel kann eine Ausführungsform der hier vorgestellten Techniken eine einzelne Vorrichtung umfassen, die eine Anwendung implementiert, wie etwa ein Entfernungsmessvorrichtung, die ein moduliertes Radarsignal zum Bestimmen der Entfernung verwendet, und das optional eine Benutzerschnittstelle beinhaltet, die einem Benutzer die Entfernung meldet. Als zweites Beispiel kann eine Ausführungsform der hier vorgestellten Techniken eine Komponente einer anderen Vorrichtung umfassen, wie etwa eine Ausführungsform, die eine Entfernungsmessvorrichtung umfasst, das in einem Fahrzeug eingesetzt wird und das eine Entfernung zwischen dem Fahrzeug und einem anderen Fahrzeug bestimmt, z. B. in einer Anwendung wie der autonomen Fahrzeugnavigation oder der benutzerunterstützten Fahrzeugnavigation. Als drittes Beispiel kann eine Ausführungsform der hier vorgestellten Techniken über eine Gruppe von zusammenwirkenden Vorrichtungen implementiert werden, die über eine drahtgebundene Verbindung (z. B. einen Bus, ein Kabel, eine Gruppe von in eine Fläche integrierten Verbindungsleitungen, eine Netzwerkverbindung wie Ethernet) und/oder Drahtlosverbindungen (z. B. eine Infrarot-, Bluetooth- oder WiFi-Verbindung) kommunizieren können, wobei die jeweiligen Vorrichtungen einen Teil der hier vorgestellten Techniken implementieren und die Gruppe von zusammenwirkenden Vorrichtungen eine Ausführungsform der hier vorgestellten Techniken implementiert. Es sind viele Szenarien denkbar, in denen eine Ausführungsform der vorgestellten Techniken eingesetzt werden kann.As a third variant of this first aspect, embodiments of the presented devices can have a multiplicity of system architectures. As a first example, an embodiment of the techniques presented herein may include a single device that implements an application, such as a ranging device that uses a modulated radar signal to determine distance, and optionally includes a user interface that notifies a user of the distance. As a second example, an embodiment of the techniques presented herein may include a component of another device, such as an embodiment including a distance measuring device deployed in a vehicle and determining a distance between the vehicle and another vehicle, e.g. B. in an application such as autonomous vehicle navigation or user-assisted vehicle navigation. As a third example, an embodiment of the techniques presented herein may be implemented via a group of cooperating devices connected via a wired connection (e.g., a bus, a cable, a group of interconnects integrated into an area, a network network connection such as Ethernet) and/or wireless connections (e.g. an infrared, Bluetooth or WiFi connection), the respective devices implementing part of the techniques presented here and the group of cooperating devices implementing an embodiment of the techniques presented here implemented. There are many possible scenarios in which an embodiment of the presented techniques can be used.
E2. Modulation des SendesignalsE2. Modulation of the transmission signal
Ein zweiter Aspekt, der bei den hier vorgestellten Techniken variieren kann, betrifft die Modulation des Sendesignals.A second aspect that can vary in the techniques presented here relates to the modulation of the transmission signal.
Als erste Variante dieses zweiten Aspekts können Ausführungsformen der hier vorgestellten Techniken eine Vielzahl von Phasenregelkreisen zum Erzeugen des Zeitgebungssignals 204 einbeziehen. In einigen Ausführungsformen kann der Phasenregelkreis 106 einen Frequenzteiler 202 mit ganzzahliger Rückkopplung umfassen, der die Referenzfrequenz 104 (z. B. den Ausgang des Schleifenfilters 112) nach einem programmierbaren Schaltzeitplan entsprechend einem ganzzahligen Frequenzmultiplikator schaltet. Der Frequenzteiler 202 mit ganzzahliger Rückkopplung kann das Ausgangssignal des Schleifenfilters 112 empfangen und ein Schaltsignal erzeugen, das den Phasenfrequenzdetektor 108 veranlasst, die Referenzfrequenz 104 zu ändern, z. B. durch Invertieren der Referenzfrequenz 104 in ausgewählten Abschnitten der Periode der Referenzfrequenz 104, wodurch die Referenzfrequenz 104 zum Erzeugen eines Zeitgebungssignals 204 aufwärtsgewandelt wird, das einer Betriebs- oder Basisfrequenz der Modulationskomponenten entspricht. In einigen Ausführungsformen stellt der Frequenzteiler 202 mit ganzzahliger Rückkopplung eine feste Frequenzteilung bereit, z. B. einen festen Schaltzeitplan, der während der gesamten Übertragung des analogen Signals 220 beibehalten wird. Alternativ kann der Schaltzeitplan des Frequenzteilers 202 mit ganzzahliger Rückkopplung geändert werden, z. B. um zwischen einem ersten Zeitgebungssignal 204 mit einer ersten Betriebsfrequenz und einem zweiten Zeitgebungssignal 204 mit einer zweiten Betriebsfrequenz zu wechseln. Während variables Schalten Rauschen verursachen kann, kann ein solches Rauschen ephemer sein und/oder gelegentlich auftreten und daher für das Signal-Rausch-Verhältnis des Sendesignals unbedeutend sein, verglichen mit den Fraktionierungsausschlägen, die durch den hochvariablen Schaltzeitplan eines Frequenzteilers 114 mit Mehrfach-Modul-Rückkopplung verursacht werden, wie er im Beispielszenario 100 von
Als zweite Variante dieses zweiten Aspekts kann der digitale Signalmodulator 212 Modulationssignale unter Verwendung einer Vielzahl von Komponenten erzeugen. Eine digitale Rampe kann beispielsweise erzeugt werden durch eine Kombination aus einem ersten Integrator, der einen ansteigenden digitalen Wert erzeugt, und einem numerisch gesteuerten Oszillator, der Quadraturdarstellungen des Rampenmodulationssignals mit Frequenzen erzeugt, die proportional zu dem ansteigenden digitalen Wert sind. Der numerisch gesteuerte Oszillator kann z. B. einen zweiten Integrator umfassen, der den vom ersten Integrator erzeugten ansteigenden digitalen Wert zum Erzeugen eines zyklischen digitalen Wertes integriert, z. B. digitale Werte, die einem Bereich von 0 bis 360 Grad oder dem Bereich von 0 bis 2π Radiant entsprechen. In einer solchen Ausführungsform umfasst der zweite Integrator außerdem einen Modul-Integrator, der den zyklischen digitalen Wert als modulares Integral des ansteigenden digitalen Wertes erzeugt. Der zweite Integrator kann beispielsweise ein Acht-Bit-Register umfassen, das iterativ den ansteigenden Wert des ersten Integrators addiert, wobei der Wert des Acht-Bit-Registers Gradwerte im Bereich von 0 (dargestellt als 0x00) bis 359 Grad (dargestellt als 0×FF) darstellt. Die Addition von inkrementellen Werten, die den höchsten Wert des Acht-Bit-Registers überschreiten, führt zu einem Überlauf, der einen Modul von 360 auf die addierten Werte anwendet (z. B. ergibt die Addition von 0×04 zu einem Registerwert von 0×FC, der 357 Grad oder 6,23 Radiant entspricht, einen neuen Registerwert von 0x02, der 3 Grad oder 0,05 Radiant entspricht). Auf diese Weise wird der zyklische digitale Wert als modulares Integral des vom ersten Integrator erzeugten ansteigenden Wertes erzeugt.As a second variation of this second aspect, the
Als dritte Variante dieses zweiten Aspekts können ein digitaler Signalmodulator 212 und der HF-DAC 218 eine Vielzahl von Modulationssignalen aufweisen. Ein erstes Beispiel: Die Erhöhung des vom ersten Integrator erzeugten ansteigenden digitalen Wertes, den der zweite Integrator zum zyklischen digitalen Wert addiert, kann dazu führen, dass die Frequenz des erzeugten Signals über eine Frequenzrampe stetig steigt. In einigen Ausführungsformen kann der erste Integrator den ansteigenden digitalen Wert mit einer ausgewählten Rate erhöhen, wodurch eine lineare Frequenzrampe entsteht. Alternativ kann der erste Integrator den ansteigenden digitalen Wert mit einer variablen Rate erhöhen und so eine nichtlineare Frequenzrampe wie etwa eine exponentielle oder sinusförmige Frequenzrampe erzeugen; kann einen abfallenden digitalen Wert wie eine negative Frequenzrampe erzeugen; kann zwischen einer ansteigenden Frequenzrampe und einer abfallenden Frequenzrampe zyklisch wechseln; usw. In einigen Ausführungsformen kann der ansteigende digitale Wert gelegentlich zurückgesetzt werden, wodurch die Frequenzrampenmodulation eine zyklische oder sägezahnförmige Rampe aufweist. In einigen Ausführungsformen kann der numerisch gesteuerte Oszillator einen digitalen Koordinatenrotationsgenerator (z. B. eine Schaltung, die eine CORDIC-Technik implementiert) umfassen, der einen zyklischen digitalen Wert empfängt und den ersten digitalen Wert 214 als Sinus des zyklischen digitalen Wertes und den zweiten digitalen Wert 216 als Kosinus des zyklischen digitalen Wertes erzeugt. In einigen Ausführungsformen kann der HF-DAC 218 den ersten digitalen Wert 214 und den zweiten digitalen Wert 216 verwenden, um die Frequenz des Sendesignals zu ändern, z. B. als Frequenzrampe. Alternativ kann der HF-DAC den ersten digitalen Wert 214 und den zweiten digitalen Wert 216 verwenden, um andere Eigenschaften des Sendesignals zu modulieren, z. B. Amplitude und/oder Phase. In einigen Ausführungsformen können die digitalen Werte, die vom digitalen Signalmodulator 212 erzeugt und vom HF-DAC 218 verwendet werden, ganze Zahlen mit einer Bitauflösung umfassen, wie z. B. 6-Bit-, 7-Bit-, 8-Bit- oder 9-Bit-Ganzzahlen oder einem beliebigen anderen numerischen Format und einer anderen Bitauflösung.As a third variant of this second aspect, a
Als vierte Variante dieses zweiten Aspekts können die Komponenten des digitalen Signalmodulators 212 bei einer Vielzahl von Betriebsfrequenzen betrieben werden. Als erstes Beispiel kann der Taktgenerator 206 das erste Taktsignal 208 mit einer ersten Taktfrequenz erzeugen, die in einem Frequenzbereich von 1 Gigahertz bis 10 Gigahertz gewählt wird, z. B. um die Frequenzen am oberen und unteren Ende einer Frequenzrampe anzupassen. In einem zweiten Beispiel kann der Taktgenerator 206 das zweite Taktsignal 210 mit einer zweiten Taktfrequenz erzeugen, die in einem Frequenzbereich von 6 Gigahertz bis 10 Gigahertz liegt. Eine Frequenzrampe, die sich aus der Auswahl des ersten Taktsignals 208, das eine zweite Taktfrequenz ƒd aufweist (die vom digitalen Signalmodulator 212 verwendet wird), und des zweiten Taktsignals 210, das eine zweite Taktfrequenz ƒs aufweist (die vom HF-DAC 218 verwendet wird), ergibt, kann zu einer Frequenzrampe über den folgenden Frequenzbereich führen:
Wenn beispielsweise ƒs auf 8 Gigahertz und ƒd auf 4 Gigahertz eingestellt ist, weist das modulierte Signal eine Frequenzrampe zwischen 6 Gigahertz und 10 Gigahertz auf. In einer Ausführungsform wird die zweite Taktfrequenz um mindestens 60 % höher gewählt als die erste Taktfrequenz, was die Bildung von Fraktionierungsausschlägen verringern kann. Als drittes Beispiel kann der numerisch gesteuerte Oszillator mit dem ersten Taktsignal 208 und entsprechend einer ersten Taktfrequenz betrieben werden, und der erste Integrator kann mit einem dritten Taktsignal betrieben werden, das eine niedrigere Frequenz als die erste Taktfrequenz des ersten Taktsignals 208 aufweist. Als viertes Beispiel kann der Phasenregelkreis 202 mit einer vergleichsweise niedrigen Frequenz betrieben werden, wodurch die Nachzieheffekte, die durch den Betrieb des Phasenregelkreises 202 mit einer hohen Frequenz verursacht werden kann, verringert werden. Viele solcher Variationen können bei der Erzeugung des modulierten Signals gemäß den hier vorgestellten Techniken eingeschlossen werden.For example, if ƒ s is set to 8 gigahertz and ƒ d to 4 gigahertz, the modulated signal has a frequency ramp between 6 gigahertz and 10 gigahertz. In one embodiment, the second clock frequency is chosen to be at least 60% higher than the first clock frequency, which may reduce the formation of fractional spikes. As a third example, the numerically controlled oscillator can be operated with the
E3. Aufwärtswandlung und Übertragung des SignalsE3. Upconversion and transmission of the signal
Ein dritter Aspekt, der bei den Ausführungsformenen der hier vorgestellten Techniken variieren kann, ist die Aufwärtswandlung und Übertragung des vom HF-DAC 218 erzeugten analogen Signals 220 zum Erzeugen eines Sendesignals 404 mit einer Radarfrequenz 406.A third aspect that may vary in embodiments of the techniques presented herein is the upconversion and transmission of the
In einer ersten Variante dieses dritten Aspekts kann der Taktgenerator 206 das Zeitgebungssignal 204 in ein Taktsignal für die Übertragungsaufwärtswandlung umwandeln, das mit dem analogen Signal 220 kombiniert (z. B. gemischt) werden kann, um das analoge Signal 220 von Frequenzen in den Betriebsbereichen des digitalen Signalmodulators 212 und/oder des HF-DAC 218 auf die Radarfrequenz 406 innerhalb des Radarfrequenzbereichs aufwärtszuwandeln. In einigen dieser Ausführungsformen wird durch das Mischen des analogen Signals mit der Aufwärtswandlungsfrequenz das Sendesignal mit einer Sendefrequenz erzeugt, die ein nicht ganzzahliges Vielfaches einer Zeitgebungssignalfrequenz des von der Phasenregelschleife 106 erzeugten Zeitgebungssignals 204 ist, wodurch die Entsprechung der Frequenz des Lokaloszillators 102 und der Frequenz des Sendesignals 404 und die daraus möglicherweise resultierenden rauschbedingten „Nachzieheffekte“ verringert werden. Als weiteres Beispiel kann der Taktgenerator 296 das Zeitgebungssignal 204 in ein Aufwärtswandlungszwischentaktsignal umsetzen, und der Sender 124 kann das Sendesignal 404 durch Mischen des analogen Signals 220 mit einer Aufwärtswandlungszwischenfrequenz ƒ1 entsprechend dem Aufwärtswandlungstaktsignal erzeugen, zu dem Zweck, ein Zwischensignal mit einer Zwischenfrequenz zu erzeugen, und dann das Zwischensignal mit der Sendeaufwärtswandlungsfrequenz entsprechend dem Sendeaufwärtswandlungstaktsignal mischen. Die Zwischenmischung kann zu einem Abbild mit niedrigeren Frequenzen bei
F. Unterstützende DatenF. Supporting Data
G. Weitere primäre AusführungsformenG. Other Primary Embodiments
Das Beispielverfahren 800 beginnt bei 802 und beinhaltet das Durchführen 804 einer Umsetzung eines Zeitgebungssignals 204 in ein analoges Signal 220 durch Erzeugen 806, entsprechend dem Zeitgebungssignal 204, eines ersten digitalen Wertes 214 und eines zweiten digitalen Wertes 216 auf der Grundlage eines zufälligen Phasenwertes (z. B. eines echten zufälligen Phasenwertes oder eines pseudozufälligen Phasenwertes), und Umsetzen 808 des ersten digitalen Wertes 214 und des zweiten digitalen Wertes 216 mit einem Hochfrequenz-Digital-Analog-Wandler 218 zum Erzeugen des analogen Signals 220, wobei der erste digitale Wert 214 und/oder der zweite digitale Wert 216 einer Quadraturdarstellung eines Radarmodulationssignals entsprechen. Das Beispielverfahren 800 beinhaltet auch die Anwendung 810 der Umsetzung zum Erzeugen eines Sendesignals (z. B. eines Radarsignals 126 und/oder eines Sendesignals 404) mit der Radarfrequenz. Das Beispielverfahren 800 beinhaltet auch das Kombinieren 812 des Radarsignals 126 und eines Empfangssignals 130, das eine Reflexion des Radarsignals 126 umfasst, zum Bestimmen einer Entfernung 140. Beispielsweise können das Radarsignal 126 und das Empfangssignal 130 zum Bestimmen der Entfernung 140 verglichen werden. Gemäß einem Beispiel wird das Kombinieren (z. B. Vergleichen) des Radarsignals 126 und des Empfangssignals 130 durch Mischen oder Demodulieren des gesendeten Radarsignals 126 (oder einer Nachbildung des gesendeten Signals mit dem gleichen Signalverlauf) mit dem Empfangssignal 130 unter Verwendung eines Mischers oder eines IQ-Demodulators durchgeführt. Auf diese Weise ermöglicht das Beispielverfahren 800 die Bestimmung einer Entfernung 140 unter Verwendung eines modulierten Radarsignals, das entsprechend den hier vorgestellten Techniken erzeugt wurde, und endet somit bei 814.The
In einigen Beispielen kann der zufällige Phasenwert mit einem Zufallswertgenerator (z. B. einem echten Zufallswertgenerator oder einem Pseudo-Zufallswertgenerator) erzeugt werden. In einem Beispiel kann der Zufallswertgenerator eine Mehrzahl von Phasenwerten speichern, die den zufälligen Phasenwert umfassen (z. B. kann die Mehrzahl von zufälligen Phasenwerten in einer Nachschlagetabelle gespeichert werden). Der zufällige Phasenwert kann aus der Mehrzahl der zufälligen Phasenwerte entnommen werden.In some examples, the random phase value may be generated with a random number generator (e.g., a true random number generator or a pseudo-random number generator). In one example, the random value generator can store a plurality of phase values that include the random phase value (e.g., the plurality of random phase values can be stored in a look-up table). The random phase value can be taken from the plurality of random phase values.
In einigen Beispielen wird der zufällige Phasenwert mit einem ersten zyklischen digitalen Wert kombiniert (z. B. damit summiert), zu dem Zweck, einen dritten digitalen Wert zu erzeugen (der dritte digitale Wert kann z. B. eine Summe aus dem ersten zyklischen digitalen Wert und dem zufälligen Phasenwert sein). Der erste digitale Wert 214 basiert auf dem dritten digitalen Wert. Beispielsweise kann der erste digitale Wert 214 als Sinus des dritten digitalen Wertes erzeugt werden.In some examples, the random phase value is combined with (e.g., summed with) a first cyclic digital value for the purpose of generating a third digital value (e.g., the third digital value may be a sum of the first cyclic digital value value and the random phase value). The first
In einigen Beispielen wird der zufällige Phasenwert mit einem zweiten zyklischen digitalen Wert kombiniert (z. B. damit summiert), zu dem Zweck, einen vierten digitalen Wert zu erzeugen (der vierte digitale Wert kann z. B. eine Summe aus dem zweiten zyklischen digitalen Wert und dem zufälligen Phasenwert sein). Der zweite digitale Wert 216 basiert auf dem vierten digitalen Wert. Beispielsweise kann der zweite digitale Wert 216 als Kosinus des vierten digitalen Wertes erzeugt werden.In some examples, the random phase value is combined with (e.g., summed with) a second cyclic digital value for the purpose of producing a fourth digital value (e.g., the fourth digital value may be a sum of the second cyclic digital value and the random phase value). The second
In einigen Beispielen wird ein ansteigender digitaler Wert erzeugt. Der ansteigende digitale Wert kann mit einem ersten Integrator zum Erzeugen des ersten zyklischen digitalen Wertes integriert werden. Der ansteigende digitale Wert kann mit einem zweiten Integrator zum Erzeugen des zweiten zyklischen digitalen Wertes integriert werden.In some examples, an increasing digital value is generated. The increasing digital value can be integrated with a first integrator to generate the first cyclic digital value. The increasing digital value can be integrated with a second integrator to generate the second cyclic digital value.
In einigen Beispielen umfasst das Radarmodulationssignal eine Frequenzrampe.In some examples, the radar modulation signal includes a frequency ramp.
In einigen Beispielen kann der zufällige Phasenwert ein zufälliger Anfangsphasenwert sein, der dem Beginn der Frequenzrampe zugeordnet ist. Beispielsweise kann der zufällige Phasenwert mit dem ersten zyklischen digitalen Wert (z. B. zum Erzeugen des dritten digitalen Wertes) und der zufällige Phasenwert mit dem zweiten zyklischen digitalen Wert (z. B. zum Erzeugen des vierten digitalen Wertes) zu Beginn der Frequenzrampe kombiniert werden. In einigen Beispielen kann für jede Frequenzrampe des Radarmodulationssignals ein zufälliger Phasenwert aus der Mehrzahl der Phasenwerte mit dem ersten zyklischen digitalen Wert und dem zweiten zyklischen digitalen Wert nur einmal kombiniert werden (z. B. zu Beginn der Frequenzrampe). In einigen Beispielen kann ein zufälliger Phasenwert aus der Mehrzahl der Phasenwerte mit dem ersten zyklischen digitalen Wert und dem zweiten zyklischen digitalen Wert zu Beginn jeder Frequenzrampe des Radarmodulationssignals kombiniert werden.In some examples, the random phase value may be a random initial phase value associated with the beginning of the frequency ramp. For example, the random phase value can be combined with the first cyclic digital value (e.g. to generate the third digital value) and the random phase value can be combined with the second cyclic digital value (e.g. to generate the fourth digital value) at the beginning of the frequency ramp become. In some examples, for each frequency ramp of the radar modulation signal, a random phase value from the plurality of phase values may be combined with the first cyclic digital value and the second cyclic digital value only once (e.g., at the beginning of the frequency ramp). In some examples, a random phase value from the plurality of phase values may be combined with the first cyclic digital value and the second cyclic digital value at the beginning of each frequency ramp of the radar modulation signal.
Der beispielhafte digitale Signalmodulator 950 kann mit einem oder mehreren Taktsignalen bereitgestellt werden, die ein erstes Taktsignal CLK 1, ein zweites Taktsignal CLK 2, ein drittes Taktsignal CLK 3 und/oder ein viertes Taktsignal CLK 4 umfassen. Beispielsweise können das eine oder die mehreren Taktsignale von einem Taktgenerator 206 erzeugt werden(z. B. setzt der Taktgenerator 206 ein Zeitgebungssignal 204 in das eine oder die mehreren Taktsignale um). In einigen Beispielen sind eine Phase des ersten Taktsignals CLK 1 und eine Phase des zweiten Taktsignals CLK 2 in Quadratur.The example
Der beispielhafte digitale Signalmodulator 950 kann einen ersten digitalen Wert 214 und einen zweiten digitalen Wert 216 erzeugen, wobei der erste digitale Wert 214 und/oder der zweite digitale Wert 216 einer Quadraturdarstellung eines Modulationssignals mit einer Modulationsfrequenz entspricht. In einigen Beispielen kann der beispielhafte digitale Signalmodulator 950 den ersten digitalen Wert 214 und den zweiten digitalen Wert 216 unter Verwendung eines oder mehrerer erster Taktsignale erzeugen. Das eine oder die mehreren ersten Taktsignale können das erste Taktsignal CLK 1 und das zweite Taktsignal CLK2 umfassen. In einem Beispiel kann der beispielhafte digitale Signalmodulator 950 den ersten digitalen Wert 214 mit dem ersten Taktsignal CLK 1 erzeugen und/oder den zweiten digitalen Wert 216 mit dem zweiten Taktsignal CLK 2 erzeugen.The example
In einigen Beispielen umfasst der beispielhafte digitale Signalmodulator 950 einen ersten Integrator 904 (INTEGRATOR 1) (z. B. einen Frequenzakkumulator, der ein Flip-Flop und/oder ein Kombinationsmodul wie einen Summierer umfasst), der einen ansteigenden digitalen Wert 906 erzeugt. Beispielsweise kann der erste Integrator 904 das Delta-Frequenzsteuerwort (ΔFCW) 902 zum Erzeugen des ansteigenden digitalen Wertes 906 integrieren (z. B. kann der ansteigende digitale Wert 906 ein Frequenzsteuerwort (FCW) sein, wie etwa ein sägezahnförmiges FCW). In einigen Beispielen wird der erste Integrator 904 mit dem dritten Taktsignal CLK 3 zum Erzeugen des ansteigenden digitalen Wertes 906 betrieben.In some examples, the example
In einigen Beispielen umfasst der beispielhafte digitale Signalmodulator 950 einen zweiten Integrator 908 (z. B. einen Phasenakkumulator, der ein Flip-Flop und/oder ein Kombinationsmodul wie einen Summierer umfasst), der den ansteigenden digitalen Wert 906 zum Erzeugen eines ersten zyklischen digitalen Wertes 910 integriert. In einigen Beispielen wird der zweite Integrator 908 mit dem ersten Taktsignal CLK 1 zum Erzeugen des ersten zyklischen digitalen Wertes 910 betrieben (z. B. kann der erste zyklische digitale Wert 910 ein Phasenwert sein).In some examples, the example
In einigen Beispielen umfasst der beispielhafte digitale Signalmodulator 950 einen dritten Integrator 928 (z. B. einen Phasenakkumulator, der ein Flip-Flop und/oder ein Kombinationsmodul wie einen Summierer umfasst), der den ansteigenden digitalen Wert 906 zum Erzeugen eines zweiten zyklischen digitalen Wertes 930 integriert. In einigen Beispielen wird der dritte Integrator 928 mit dem zweite Taktsignal CLK 2 zum Erzeugen des zweiten zyklischen digitalen Wertes 930 betrieben (z. B. kann der zweite zyklische digitale Wert 930 ein Phasenwert sein).In some examples, the example
In einigen Beispielen umfasst der beispielhafte digitale Signalmodulator 950 einen Zufallswertgenerator 926 (z. B. einen echten Zufallswertgenerator oder einen Pseudo-Zufallswertgenerator), der einen zufälligen Phasenwert 924 (z. B. einen zufälligen Anfangsphasenwert) erzeugt. In einem Beispiel kann der Zufallswertgenerator 926 eine Mehrzahl von Phasenwerten speichern, die den zufälligen Phasenwert 924 umfassen (z. B. kann die Mehrzahl von zufälligen Phasenwerten in einer Nachschlagetabelle gespeichert werden). Der zufällige Phasenwert 924 kann aus der Mehrzahl der zufälligen Phasenwerte entnommen werden. In einem Beispiel kann die Mehrzahl der zufälligen Phasenwerte S Phasenwerte (beispielsweise über den Bereich von 0 bis 360 Grad oder über den Bereich von 0 bis 2π Radiant) und/oder die Mehrzahl der Phasenwerte kann durch
In einigen Beispielen umfasst der beispielhafte digitale Signalmodulator 950 ein erstes Kombinationsmodul 912 (z. B. einen Summierer), das den zufälligen Phasenwert 924 mit dem ersten zyklischen digitalen Wert 910 zum Erzeugen eines dritten digitalen Wertes 914 kombiniert (z. B. summiert). In einigen Beispielen kombiniert das erste Kombinationsmodul 912 den zufälligen Phasenwert 924 mit dem ersten zyklischen digitalen Wert 910 zum Erzeugen des dritten digitalen Wertes 914 zu Beginn der Frequenzrampe. Alternativ und/oder zusätzlich kann das erste Kombinationsmodul 912 den zufälligen Phasenwert 924, den ersten zyklischen digitalen Wert 910 und einen Phasenversatzwert 922 zum Erzeugen des dritten digitalen Wertes 914 kombinieren. Der Phasenversatzwert 922 kann von einem Phasenversatzgenerator 920 erzeugt werden. Es sollte ersichtlich sein, dass das Kombinieren des zufälligen Phasenversatzwertes 922 zur Erzeugung des dritten digitalen Wertes 914 ein Abbild, das mit dem zweiten Integrator 902 und dem dritten Integrator 928 verbunden ist, die mit dem ersten Taktsignal CLK 1 bzw. dem zweiten Taktsignal CLK 2 betrieben werden, abschwächen und/oder auslöschen (z. B. filtern) kann. In einem Beispiel kann der Wert des zufälligen Phasenversatzes 922 90 Grad oder
In einigen Beispielen umfasst der beispielhafte digitale Signalmodulator 950 ein zweites Kombinationsmodul 932 (z. B. einen Summierer), das den zufälligen Phasenwert 924 mit dem zweiten zyklischen digitalen Wert 930 zum Erzeugen eines vierten digitalen Wertes 934 kombiniert (z. B. summiert). In einigen Beispielen kombiniert das zweite Kombinationsmodul 932 den zufälligen Phasenwert 924 mit dem zweiten zyklischen digitalen Wert 930 zum Erzeugen des vierten digitalen Wertes 934 zu Beginn der Frequenzrampe. In einem Beispiel kann der vierte digitale Wert 934 gleich einer Summe des zufälligen Phasenwertes 924 und des zweiten zyklischen digitalen Wertes 930 sein (und/oder darauf basieren).In some examples, the example
In einigen Beispielen umfasst der beispielhafte digitale Signalmodulator 950 einen ersten digitalen Generator 916 (z. B. einen digitalen Koordinatenrotationsgenerator), der den ersten digitalen Wert 214 als Sinus des dritten digitalen Wertes 914 erzeugt. In einigen Beispielen wird der erste digitale Generator 916 mit dem ersten Taktsignal CLK 1 zum Erzeugen des ersten digitalen Wertes 214 betrieben. In einigen Beispielen umfasst der erste digitale Generator 916 eine Nachschlagetabelle mit Sinuswerten und/oder erzeugt den ersten digitalen Wert 214 auf der Grundlage der Nachschlagetabelle. Der erste digitale Wert 214 kann dem HF-DAC 218, wie etwa für den I-Abschnitt 602 des HF-DAC 218, bereitgestellt werden.In some examples, the example
In einigen Beispielen umfasst der beispielhafte digitale Signalmodulator 950 einen zweiten digitalen Generator 936 (z. B. einen digitalen Koordinatenrotationsgenerator), der den zweiten digitalen Wert 216 als Kosinus des vierten digitalen Wertes 934 erzeugt. In einigen Beispielen wird der zweite digitale Generator 936 mit dem zweiten Taktsignal CLK 2 zum Erzeugen des zweiten digitalen Wertes 216 betrieben. In einigen Beispielen umfasst der zweite digitale Generator 936 eine Nachschlagetabelle mit Sinuswerten und/oder erzeugt den zweiten digitalen Wert 216 auf der Grundlage der Nachschlagetabelle. Der zweite digitale Wert 216 kann dem HF-DAC 218, z. B. für den Q-Abschnitt 604 des HF-DAC 218, bereitgestellt werden.In some examples, the example
In einigen Beispielen kann der erste digitale Wert 214 gleich dem folgenden Ausdruck sein und/oder darauf basieren:
In einigen Beispielen kann der zweite digitale Wert 216 gleich dem folgenden Ausdruck sein und/oder darauf basieren:
In einigen Beispielen wandelt der HF-DAC 218 unter Verwendung eines oder mehrerer zweiter Taktsignale den ersten digitalen Wert 214 und den zweiten digitalen Wert 216 zum Erzeugen eines Sendesignals (z. B. eines analogen Hochfrequenzsignals, eines Radarsignals 126 und/oder eines Sendesignals 404) um, das eine Frequenzrampe gemäß den hier vorgestellten Techniken umfasst. In einigen Beispielen sind das eine oder die mehreren zweiten Taktsignale verschieden von dem einen oder den mehreren ersten Taktsignalen. Der HF-DAC 218 kann mit einem oder mehreren zweiten Taktsignalen zum Umwandeln des ersten digitalen Wertes 214 und des zweiten digitalen Wertes 216 zum Erzeugen des Sendesignals betrieben werden. Alternativ und/oder zusätzlich kann das eine oder die mehreren zweiten Taktsignale das gleiche sein wie das eine oder die mehreren ersten Taktsignale. In einem Beispiel kann der I-Abschnitt 602 des HF-DAC 218 mit dem ersten Taktsignal CLK 1 und der Q-Abschnitt 604 des HF-DAC 218 mit dem zweiten Taktsignal CLK 2 betrieben werden (um z. B. den ersten digitalen Wert 214 und den zweiten digitalen Wert 216 umzuwandeln und das Sendesignal zu erzeugen).In some examples, the
In einigen Beispielen schneidet der erste Quantisierer Q1 erste Bits, die den dritten digitalen Wert 914 angeben, auf zweite Bits ab, die einen abgeschnittenen dritten digitalen Wert 914b angeben. Beispielsweise kann eine Anzahl von Bits der ersten Bits N und eine Anzahl von Bits der zweiten Bits P sein (z. B. können die zweiten Bits P höchstwertige Bits der ersten Bits sein), wobei P kleiner als N ist. Der abgeschnittene dritte digitale Wert 914b kann dem ersten digitalen Generator 916 bereitgestellt werden (z. B. kann der erste digitale Generator 916 den ersten digitalen Wert 214 als Sinus des abgeschnittenen dritten digitalen Wertes 914b erzeugen).In some examples, the first quantizer Q1 truncates first bits indicating the third
In einigen Beispielen schneidet der zweite Quantisierer Q2 dritte Bits, die den vierten digitalen Wert 934 angeben, zu vierten Bits ab, die einen abgeschnittenen vierten digitalen Wert 934b angeben. Beispielsweise kann eine Anzahl von Bits der dritten Bits N und eine Anzahl von Bits der vierten Bits P sein (z. B. können die vierten Bits P höchstwertige Bits der dritten Bits sein), wobei P kleiner als N ist. Der abgeschnittene vierte digitale Wert 934b kann dem zweiten digitalen Generator 936 bereitgestellt werden (z. B. kann der zweite digitalen Generator 946 den zweiten digitale Wert 216 als Kosinus des abgeschnittenen vierten digitale Wertes 934b erzeugen).In some examples, the second quantizer Q2 truncates third bits indicative of the fourth
Das Beispielverfahren 1000 beginnt bei 1002 und umfasst das Durchführen 1004 einer Umsetzung eines Zeitgebungssignals 204 in ein analoges Signal 220, indem eine oder mehrere der in
In einigen Beispielen wird ein ansteigender digitaler Wert erzeugt. Der ansteigende digitale Wert kann mit einem ersten Integrator zum Erzeugen des ersten zyklischen digitalen Wertes integriert werden. Der ansteigende digitale Wert kann mit einem zweiten Integrator zum Erzeugen des zweiten zyklischen digitalen Wertes integriert werden.In some examples, an increasing digital value is generated. The increasing digital value can be integrated with a first integrator to generate the first cyclic digital value. The increasing digital value can be integrated with a second integrator to generate the second cyclic digital value.
In einigen Beispielen wird der erste digitale Wert 214 als Sinus des fünften digitalen Wertes erzeugt.In some examples, the first
In einigen Beispielen wird der zweite digitale Wert 216 als Kosinus des achten digitalen Wertes erzeugt.In some examples, the second
Der beispielhafte digitale Signalmodulator 1150 kann mit einem oder mehreren Taktsignalen bereitgestellt werden, die ein erstes Taktsignal CLK 1, ein zweites Taktsignal CLK 2, und/oder ein drittes Taktsignal CLK 3 umfassen. Beispielsweise können das eine oder die mehreren Taktsignale von einem Taktgenerator 206 erzeugt werden(z. B. setzt der Taktgenerator 206 ein Zeitgebungssignal 204 in das eine oder die mehreren Taktsignale um). In einigen Beispielen sind eine Phase des ersten Taktsignals CLK 1 und eine Phase des zweiten Taktsignals CLK 2 in Quadratur.The example
Der beispielhafte digitale Signalmodulator 1150 kann einen ersten digitalen Wert 214 und einen zweiten digitalen Wert 216 erzeugen, wobei der erste digitale Wert 214 und/oder der zweite digitale Wert 216 einer Quadraturdarstellung eines Modulationssignals mit einer Modulationsfrequenz entspricht. In einigen Beispielen kann der beispielhafte digitale Signalmodulator 1150 den ersten digitalen Wert 214 und den zweiten digitalen Wert 216 unter Verwendung eines oder mehrerer erster Taktsignale erzeugen. Das eine oder die mehreren ersten Taktsignale können das erste Taktsignal CLK 1 und das zweite Taktsignal CLK2 umfassen. In einem Beispiel kann der beispielhafte digitale Signalmodulator 1150 den ersten digitalen Wert 214 mit dem ersten Taktsignal CLK 1 erzeugen und/oder den zweiten digitalen Wert 216 mit dem zweiten Taktsignal CLK 2 erzeugen.The example
In einigen Beispielen umfasst der beispielhafte digitale Signalmodulator 1150 einen ersten Integrator 904 (INTEGRATOR 1) (z. B. einen Frequenzakkumulator, der ein Flip-Flop und/oder ein Kombinationsmodul wie einen Summierer umfasst), der einen ansteigenden digitalen Wert 906 erzeugt. Beispielsweise kann der erste Integrator 904 das Delta-Frequenzsteuerwort (ΔFCW) 902 zum Erzeugen des ansteigenden digitalen Wertes 906 integrieren (z. B. kann der ansteigende digitale Wert 906 ein Frequenzsteuerwort (FCW) sein, wie etwa ein sägezahnförmiges FCW). In einigen Beispielen wird der erste Integrator 904 mit dem dritten Taktsignal CLK 3 zum Erzeugen des ansteigenden digitalen Wertes 906 betrieben.In some examples, the example
In einigen Beispielen umfasst der beispielhafte digitale Signalmodulator 1150 einen zweiten Integrator 908 (z. B. einen Phasenakkumulator, der ein Flip-Flop und/oder ein Kombinationsmodul wie einen Summierer umfasst), der den ansteigenden digitalen Wert 906 zum Erzeugen eines ersten zyklischen digitalen Wertes 910 integriert. In einigen Beispielen wird der zweite Integrator 908 mit dem ersten Taktsignal CLK 1 zum Erzeugen des ersten zyklischen digitalen Wertes 910 betrieben (z. B. kann der erste zyklische digitale Wert 910 ein Phasenwert sein).In some examples, the example
In einigen Beispielen umfasst der beispielhafte digitale Signalmodulator 1150 einen ersten Quantisierer Q1, der erste Bits, die den ersten zyklischen digitalen Wert 910 angeben, zu zweiten Bits abschneidet, die einen ersten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wert 1102 angeben. Zum Beispiel kann eine Anzahl von Bits der ersten Bits N und eine Anzahl von Bits der zweiten Bits P sein (z. B. können die zweiten Bits P höchstwertige Bits der ersten Bits sein), wobei P kleiner als N ist.In some examples, the example
In einigen Beispielen umfasst der beispielhafte digitale Signalmodulator 1150 ein erstes Rauschformungsmodul 1112, das einen dritten digitalen Wert 1114 auf der Grundlage eines ersten Quantisierungsfehlers 1110 des ersten Quantisierers Q1 und eines vierten Wertes erzeugt. Zum Beispiel kann der erste Quantisierungsfehler 1110 E niedrigstwertige Bits der ersten Bits sein, wobei E eine Differenz zwischen N und P sein kann (z. B. kann eine Anzahl von Bits des ersten Quantisierungsfehlers 1110 E sein, wobei E = N - P). Der vierte Wert kann ein Zufallswert (z. B. ein echter Zufallswert oder ein Pseudo-Zufallswert) und/oder ein rauschgeformter Wert sein.In some examples, the example
In einigen Beispielen umfasst der beispielhafte digitale Signalmodulator 1150 ein erstes Kombinationsmodul 1104(z. B. einen Summierer) umfasst, das den dritten digitalen Wert 1114 mit dem ersten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wert 1102 zum Erzeugen eines fünften digitalen Wertes 1106 kombiniert (z. B. summiert). In einem Beispiel kann der fünfte digitale Wert 1106 gleich einer Summe des dritten digitalen Wertes 1114 und des ersten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wertes 1102 sein (und/oder darauf basieren).In some examples, the example
In einigen Beispielen umfasst der beispielhafte digitale Signalmodulator 1150 einen ersten digitalen Generator 916 (z. B. einen digitalen Koordinatenrotationsgenerator), der den ersten digitalen Wert 214 als Sinus des fünften digitalen Wertes 1106 erzeugt. In einigen Beispielen wird der erste digitale Generator 916 mit dem ersten Taktsignal CLK 1 zum Erzeugen des ersten digitalen Wertes 214 betrieben. In einigen Beispielen umfasst der erste digitale Generator 916 eine Nachschlagetabelle mit Sinuswerten und/oder erzeugt den ersten digitalen Wert 214 auf der Grundlage der Nachschlagetabelle. Der erste digitale Wert 214 kann dem HF-DAC 218, z. B. für den I-Abschnitt 602 des HF-DAC 218, bereitgestellt werden.In some examples, the example
In einigen Beispielen umfasst der beispielhafte digitale Signalmodulator 1150 einen dritten Integrator 928 (z. B. einen Phasenakkumulator, der ein Flip-Flop und/oder ein Kombinationsmodul wie einen Summierer umfasst), der den ansteigenden digitalen Wert 906 zum Erzeugen eines zweiten zyklischen digitalen Wertes 930 integriert. In einigen Beispielen wird der dritte Integrator 928 mit dem zweite Taktsignal CLK 2 zum Erzeugen des zweiten zyklischen digitalen Wertes 930 betrieben (z. B. kann der zweite zyklische digitale Wert 930 ein Phasenwert sein).In some examples, the example
In einigen Beispielen umfasst der beispielhafte digitale Signalmodulator 1150 einen zweiten Quantisierer Q2, der dritte Bits, die den zweiten zyklischen digitalen Wert 930 angeben, zu vierten Bits abschneidet, die einen zweiten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wert 1124 angeben. Zum Beispiel kann eine Anzahl von Bits der dritten Bits N und eine Anzahl von Bits der vierte Bits P sein (z. B. können die vierten Bits P höchstwertige Bits der dritten Bits sein), wobei P kleiner als N ist.In some examples, the example
In einigen Beispielen umfasst der beispielhafte digitale Signalmodulator 1150 ein zweites Rauschformungsmodul 1116, das einen sechsten digitalen Wert 1120 auf der Grundlage eines zweiten Quantisierungsfehlers 1118 des zweiten Quantisierers Q2 und eines siebten Wertes erzeugt. Zum Beispiel kann der zweite Quantisierungsfehler 1118 E niedrigstwertige Bits der dritten Bits sein, wobei E eine Differenz zwischen N und P sein kann (z. B. kann eine Anzahl von Bits des zweiten Quantisierungsfehlers 1118 E sein, wobei E = N - P). Der siebte Wert kann ein Zufallswert (z. B. ein echter Zufallswert oder ein Pseudo-Zufallswert) und/oder ein rauschgeformter Wert sein.In some examples, the example
In einigen Beispielen umfasst der beispielhafte digitale Signalmodulator 1150 ein zweites Kombinationsmodul 1122 (z. B. einen Summierer), das den sechsten digitalen Wert 1120 mit dem zweiten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wert 1124 zum Erzeugen eines achten digitalen Wertes 1126 kombiniert (z. B. summiert). In einem Beispiel kann der achte digitale Wert 1126 gleich einer Summe des sechsten digitalen Wertes 1120 und des zweiten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wertes 1124 sein (und/oder darauf basieren).In some examples, the example
In einigen Beispielen umfasst der beispielhafte digitale Signalmodulator 1150 einen zweiten digitalen Generator 936 (z. B. einen digitalen Koordinatenrotationsgenerator), der den zweiten digitalen Wert 216 als Kosinus des achten digitalen Wertes 1126 erzeugt. In einigen Beispielen wird der zweite digitale Generator 936 mit dem zweiten Taktsignal CLK 2 zum Erzeugen des zweiten digitalen Wertes 216 betrieben. In einigen Beispielen umfasst der zweite digitale Generator 936 eine Nachschlagetabelle mit Sinuswerten und/oder erzeugt den zweiten digitalen Wert 216 auf der Grundlage der Nachschlagetabelle. Der zweite digitale Wert 216 kann dem HF-DAC 218, z. B. für den Q-Abschnitt 604 des HF-DAC 218, bereitgestellt werden.In some examples, the example
In einigen Beispielen wandelt der HF-DAC 218 unter Verwendung eines oder mehrerer zweiter Taktsignale den ersten digitalen Wert 214 und den zweiten digitalen Wert 216 zum Erzeugen eines Sendesignals (z. B. eines analogen Hochfrequenzsignals, eines Radarsignals 126 und/oder eines Sendesignals 404) um, das eine Frequenzrampe gemäß den hier vorgestellten Techniken umfasst. In einigen Beispielen sind das eine oder die mehreren zweiten Taktsignale verschieden von dem einen oder den mehreren ersten Taktsignalen. Der HF-DAC 218 kann mit einem oder mehreren zweiten Taktsignalen zum Umwandeln des ersten digitalen Wertes 214 und des zweiten digitalen Wertes 216 zum Erzeugen des Sendesignals betrieben werden. Alternativ und/oder zusätzlich kann das eine oder die mehreren zweiten Taktsignale das gleiche sein wie das eine oder die mehreren ersten Taktsignale. In einem Beispiel kann der I-Abschnitt 602 des HF-DAC 218 mit dem ersten Taktsignal CLK 1 und der Q-Abschnitt 604 des HF-DAC 218 mit dem zweiten Taktsignal CLK 2 betrieben werden (um z. B. den ersten digitalen Wert 214 und den zweiten digitalen Wert 216 umzuwandeln und das Sendesignal zu erzeugen).In some examples, the
In den
Das zweite in
In einigen Ausführungsformen können Aspekte des beispielhafte digitale Signalmodulators 950 der
H. Weitere technische AuswirkungenH. Other Technical Implications
Einige Ausführungsformen des Erzeugens eines ersten digitalen Wertes 212 und eines zweiten digitalen Wertes 214 entsprechend den hier vorgestellten Techniken können eine Vielzahl von technischen Merkmalen im Vergleich zu anderen Ausführungsformen ermöglichen, die die hier vorgestellten Techniken nicht verwenden.Some embodiments of generating a first
Die Trunkierung (z. B. Quantisierung unter Verwendung des ersten Quantisierers Q1 und/oder des zweiten Quantisierers Q2) digitaler Werte (z. B. zyklischer digitaler Werte wie Phasenwerte) sorgt für geringere Kosten, geringeren Stromverbrauch, geringere Hardwaregröße und/oder geringere Hardwarekomplexität (z. B. durch Verringerung der Anzahl von Bits der digitalen Werte von N auf P). In einem Beispiel, um eine Anzahl von Bits digitaler Werte von N auf P zu reduzieren (z. B. um eine oder mehrere Einschränkungen zu erfüllen, wie eine Einschränkung der Hardwarekomplexität des digitalen Signalmodulators und/oder eine Einschränkung der Hardwaregröße des digitalen Signalmodulators), kann es notwendig und/oder zwingend sein, dass ein digitaler Signalmodulator (z. B. ein DDFS) eine Quantisierung durchführt. Die Quantisierung kann jedoch einen periodischen Trunkierungsfehler einführen, der auf einem Quantisierungsfehler der Quantisierung und/oder einer Anzahl abgeschnittener Bits der Quantisierung basiert (z. B. in einem Beispiel, in dem die Quantisierung durchgeführt wird, um N Bits auf P Bits abzuschneiden, kann die Menge der abgeschnittenen Bits eine Differenz zwischen N und P sein), wobei der periodische Trunkierungsfehler zu Rauschen und/oder Störausschlägen führen kann.Truncation (e.g., quantization using the first quantizer Q1 and/or the second quantizer Q2) of digital values (e.g., cyclic digital values such as phase values) provides lower cost, lower power consumption, lower hardware size, and/or lower hardware complexity (e.g. by reducing the number of bits of the digital values from N to P). In one example, to reduce a number of bits of digital values from N to P (e.g., to satisfy one or more constraints, such as a hardware complexity constraint of the digital signal modulator and/or a hardware size constraint of the digital signal modulator), it may be necessary and/or mandatory for a digital signal modulator (e.g. a DDFS) to perform quantization. However, the quantization may introduce a periodic truncation error based on a quantization error of the quantization and/or a number of truncated bits of the quantization (e.g. in an example where the quantization is performed to truncate N bits to P bits, the amount of truncated bits may be a difference between N and P) where the periodic truncation error may introduce noise and/or spikes.
Eine vierte technische Auswirkung, die ein Sendesignal (z. B. ein analoges Hochfrequenzsignal, ein Radarsignal 126 und/oder ein Sendesignal 404), das gemäß den hier vorgestellten Techniken moduliert wurde, aufweisen kann, beinhaltet die Abschwächung und/oder Vermeidung von Rauschen und/oder Störausschlägen, die durch die Quantisierung digitaler Werte (z. B. Phasenwerte) eingeführt werden. Dementsprechend kann die Quantisierung unter Verwendung einer oder mehrerer der hierin beschriebenen Techniken verwendet werden, um Kosten, Stromverbrauch und/oder Hardware zu reduzieren und gleichzeitig mit der Quantisierung verbundenes Rauschen und/oder Störausschläge zu vermeiden und/oder abzuschwächen.A fourth technical effect that a transmit signal (e.g., an analog radio frequency signal, a
Die Abschwächung und/oder Vermeidung von Rauschen und/oder Störausschlägen kann ein Ergebnis des Erzeugens des ersten digitalen Wertes 214 und des zweiten digitalen Wertes 216 auf der Grundlage eines zufälligen Phasenwertes (z. B. eines zufälligen Anfangsphasenwertes) sein, wie etwa des zufälligen Phasenwertes 924 (z. B. Kombination eines Phasenwertes, wie etwa des ersten zyklischen digitalen Wertes 910, mit dem zufälligen Phasenwert), wie etwa durch Hinzufügen eines zufälligen Phasenwertes (z. B. eines zufälligen Anfangsphasenwertes) am Beginn jeder Frequenzrampe, die unter Verwendung des ersten digitalen Wertes 214 und des zweiten digitalen Wertes 216 erzeugt wird.
Alternativ und/oder zusätzlich kann die Abschwächung und/oder Vermeidung von Rauschen und/oder Störausschlägen ein Ergebnis der Erzeugung des ersten digitalen Wertes 214 und des zweiten digitalen Wertes 216 durch Rauschformung sein (z. B. mit dem ersten Rauschformungsmodul 1112 und/oder dem zweiten Rauschformungsmodul 1116).Alternatively and/or additionally, the mitigation and/or avoidance of noise and/or glitches may be a result of generating the first
In den
In
In
In den Beispieldatensätzen 1700, 1800 und 1900 von
I. Zusammenfassung der AnsprücheI. Summary of Claims
Eine Ausführungsform der hier offenbarten Techniken umfasst ein Verfahren zur Erfassung einer Entfernung bei einer Radarfrequenz. Das Verfahren umfasst: Durchführen einer Umsetzung eines Zeitgebungssignals in ein analoges Signal durch: Erzeugen, entsprechend dem Zeitgebungssignal, eines ersten digitalen Wertes und eines zweiten digitalen Wertes auf der Grundlage eines zufälligen Phasenwertes und Umsetzen des ersten digitalen Wertes und des zweiten digitalen Wertes mit einem Hochfrequenz-Digital-Analog-Wandler zum Erzeugen des analoge Signals, wobei der erste digitale Wert und/oder der zweite digitale Wert einer Quadraturdarstellung eines Radarmodulationssignals entsprechen; Anwenden der Umsetzung zum Erzeugen eines Sendesignals mit der Radarfrequenz; und Kombinieren des Sendesignals und eines Empfangssignals, das eine Reflexion des Sendesignals umfasst, zum Bestimmen der Entfernung.One embodiment of the techniques disclosed herein includes a method of detecting a range at a radar frequency. The method includes: performing a conversion of a timing signal to an analog signal by: generating, corresponding to the timing signal, a first digital value and a second digital value based on a random phase value and converting the first digital value and the second digital value at a radio frequency - digital-to-analog converter for generating the analog signal, wherein the first digital value and/or the second digital value correspond to a quadrature representation of a radar modulation signal; applying the conversion to generate a transmit signal at the radar frequency; and combining the transmit signal and a receive signal that includes a reflection of the transmit signal to determine the distance.
Eine Ausführungsform der hier offenbarten Techniken umfasst eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Entfernung bei einer Radarfrequenz. Die Vorrichtung umfasst: Mittel zum Durchführen einer Umsetzung eines Zeitgebungssignals in ein analoges Signal durch: Erzeugen, entsprechend dem Zeitgebungssignal, eines ersten digitalen Wertes und eines zweiten digitalen Wertes auf der Grundlage eines zufälligen Phasenwertes und Umsetzen des ersten digitalen Wertes und des zweiten digitalen Wertes mit einem Hochfrequenz-Digital-Analog-Wandler zum Erzeugen des analoge Signals, wobei der erste digitale Wert und/oder der zweite digitale Wert einer Quadraturdarstellung eines Radarmodulationssignals entsprechen; Mittel zum Anwenden der Umsetzung zum Erzeugen eines Sendesignals mit der Radarfrequenz; und Mittel zum Kombinieren des Sendesignals und eines Empfangssignals, das eine Reflexion des Sendesignals umfasst, zum Bestimmen der Entfernung.One embodiment of the techniques disclosed herein includes an apparatus for determining a range at a radar frequency. The apparatus comprises: means for performing a conversion of a timing signal into an analog signal by: generating, corresponding to the timing signal, a first digital value and a second digital value based on a random phase value and converting the first digital value and the second digital value value with a high-frequency digital-to-analog converter for generating the analog signal, the first digital value and/or the second digital value corresponding to a quadrature representation of a radar modulation signal; means for applying the conversion to generate a transmit signal at the radar frequency; and means for combining the transmitted signal and a received signal comprising a reflection of the transmitted signal to determine the distance.
Eine Ausführungsform der hier offenbarten Techniken umfasst eine Rampengeneratorvorrichtung, die folgende Elemente umfasst: einen Phasenregelkreis, der ein Taktsignal bereitstellt; einen Taktgenerator, der das Taktsignal in eine Mehrzahl von Taktsignalen umsetzt, die ein oder mehrere erste Taktsignale und ein oder mehrere zweite Taktsignale umfassen; einen digitalen Rampengenerator, der unter Verwendung des einen oder der mehreren ersten Taktsignale einen ersten digitalen Wert und einen zweiten digitalen Wert auf der Grundlage eines zufälligen Phasenwertes erzeugt, wobei der erste digitale Wert und/oder der zweite digitale Wert einer Quadraturdarstellung eines Rampenmodulationssignals entspricht; und einen Hochfrequenz-Digital-Analog-Wandler, der unter Verwendung des einen oder der mehreren zweiten Taktsignale den ersten digitalen Wert und den zweiten digitalen Wert zum Erzeugen eines analogen Hochfrequenzsignals umwandelt, das eine Frequenzrampe umfasst.An embodiment of the techniques disclosed herein includes a ramp generator apparatus comprising: a phase locked loop providing a clock signal; a clock generator that converts the clock signal into a plurality of clock signals including one or more first clock signals and one or more second clock signals; a digital ramp generator that generates a first digital value and a second digital value based on a random phase value using the one or more first clock signals, the first digital value and/or the second digital value corresponding to a quadrature representation of a ramp modulation signal; and a high frequency digital to analog converter that converts the first digital value and the second digital value to generate a high frequency analog signal comprising a frequency ramp using the one or more second clock signals.
Eine Ausführungsform der hier offenbarten Techniken umfasst ein Verfahren zur Erfassung einer Entfernung bei einer Radarfrequenz. Das Verfahren umfasst das Durchführen einer Umsetzung eines Zeitgebungssignals in ein analoges Signal durch Erzeugen eines ersten zyklischen digitalen Wertes, Abschneiden, unter Verwendung eines ersten Quantisierers, erster Bits, die den ersten zyklischen digitalen Wert angeben, auf zweite Bits, die einen ersten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wert angeben, Erzeugen eines ersten digitalen Wertes auf der Grundlage eines ersten Quantisierungsfehlers des ersten Quantisierers und eines zweiten Wertes, Kombinieren des ersten digitalen Wertes mit dem ersten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wert zum Erzeugen eines dritten digitalen Wertes, Erzeugen, entsprechend dem Zeitgebungssignal, eines vierten digitalen Wertes auf der Grundlage des dritten digitalen Wertes, Erzeugen eines zweiten zyklischen digitalen Wertes, Abschneiden unter Verwendung eines zweiten Quantisierers, Erzeugen eines zweiten zyklischen digitalen Wertes, Abschneiden, unter Verwendung eines zweiten Quantisierers, von dritten Bits, die den zweiten zyklischen digitalen Wert angeben, auf vierte Bits, die einen zweiten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wert angeben, Erzeugen eines fünften digitalen Wertes auf der Grundlage eines zweiten Quantisierungsfehlers des zweiten Quantisierers und eines sechsten Wertes, Kombinieren des fünften digitalen Wertes mit dem zweiten abgeschnittenen zyklischen digital Wert zum Erzeugen eines siebten digitalen Wertes, Erzeugen, entsprechend dem Zeitgebungssignal, eines achten digitalen Wertes auf der Grundlage des siebten digitalen Wertes, und Umsetzen des vierten digitalen Wertes und des achten digitalen Wertes mit einem Hochfrequenz-Digital-Analog-Wandler zum Erzeugen des analogen Signals, wobei der vierte digitale Wert und/oder der achte digitale Wert einer Quadraturdarstellung eines Radarmodulationssignals entsprechen; Anwenden der Umsetzung zum Erzeugen eines Sendesignal auf der Radarfrequenz; und Kombinieren des Sendesignals und eines Empfangssignals, das eine Reflexion des Sendesignals umfasst, zum Bestimmen der Entfernung.One embodiment of the techniques disclosed herein includes a method of detecting a range at a radar frequency. The method includes performing a conversion of a timing signal to an analog signal by generating a first cyclic digital value, truncating, using a first quantizer, first bits indicative of the first cyclic digital value to second bits indicative of a first truncated cyclic digital value value, generating a first digital value based on a first quantization error of the first quantizer and a second value, combining the first digital value with the first truncated cyclic digital value to generate a third digital value, generating according to the timing signal a fourth digital value value based on the third digital value, generating a second cyclic digital value, clipping using a second quantizer, generating a second cyclic digital value, clipping using a second quantizer from third bits indicating the second cyclic digital value to fourth bits indicating a second truncated cyclic digital value, generating a fifth digital value based on a second quantization error of the second quantizer and a sixth value, combining the fifth digital value with the second truncated cyclic digital value for generating a seventh digital value, generating, according to the timing signal, an eighth digital value based on the seventh digital value, and converting the fourth digital value and the eighth digital value with a high frequency digital to analog converter for generating the analog signal, wherein the fourth digital value and/or the eighth digital value correspond to a quadrature representation of a radar modulation signal; applying the conversion to generate a transmit signal at the radar frequency; and combining the transmit signal and a receive signal that includes a reflection of the transmit signal to determine the distance.
Eine Ausführungsform der hier offenbarten Techniken umfasst eine Vorrichtung zum Erfassen einer Entfernung bei einer Radarfrequenz. Die Vorrichtung umfasst: Mittel zum Durchführen einer Umsetzung eines Zeitgebungssignals in ein analoges Signal durch Erzeugen eines ersten zyklischen digitalen Wertes, Abschneiden, unter Verwendung eines ersten Quantisierers, erster Bits, die den ersten zyklischen digitalen Wert angeben, auf zweite Bits, die einen ersten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wert angeben, Erzeugen eines ersten digitalen Wertes auf der Grundlage eines ersten Quantisierungsfehlers des ersten Quantisierers und eines zweiten Wertes, Kombinieren des ersten digitalen Wertes mit dem ersten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wert zum Erzeugen eines dritten digitalen Wertes, Erzeugen, entsprechend dem Zeitgebungssignal, eines vierten digitalen Wertes auf der Grundlage des dritten digitalen Wertes, Erzeugen eines zweiten zyklischen digitalen Wertes, Abschneiden unter Verwendung eines zweiten Quantisierers, Erzeugen eines zweiten zyklischen digitalen Wertes, Abschneiden, unter Verwendung eines zweiten Quantisierers, von dritten Bits, die den zweiten zyklischen digitalen Wert angeben, auf vierte Bits, die einen zweiten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wert angeben, Erzeugen eines fünften digitalen Wertes auf der Grundlage eines zweiten Quantisierungsfehlers des zweiten Quantisierers und eines sechsten Wertes, Kombinieren des fünften digitalen Wertes mit dem zweiten abgeschnittenen zyklischen digital Wert zum Erzeugen eines siebten digitalen Wertes, Erzeugen, entsprechend dem Zeitgebungssignal, eines achten digitalen Wertes auf der Grundlage des siebten digitalen Wertes, und Umsetzen des vierten digitalen Wertes und des achten digitalen Wertes mit einem Hochfrequenz-Digital-Analog-Wandler zum Erzeugen des analogen Signals, wobei der vierte digitale Wert und/oder der achte digitale Wert einer Quadraturdarstellung eines Radarmodulationssignals entsprechen; Mittel zum Anwenden der Umsetzung zum Erzeugen eines Sendesignal auf der Radarfrequenz; und Mittel zum Kombinieren des Sendesignals und eines Empfangssignals, das eine Reflexion des Sendesignals umfasst, zum Bestimmen der Entfernung.One embodiment of the techniques disclosed herein includes an apparatus for detecting a range at a radar frequency. The apparatus comprises: means for performing a conversion of a timing signal to an analog signal by generating a first cyclic digital value, truncating, using a first quantizer, first bits indicative of the first cyclic digital value to second bits indicative of a first truncated cyclic digital value, generating a first digital value based on a first quantization error of the first quantizer and a second value, combining the first digital value with the first truncated cyclic digital value to generate a third digital value, generating, according to the timing signal, a fourth digital value based on the third digital value, generating a second cyclic digital value, truncation using a second quantizer, generating a second cyclic digital value, truncation using a second quantizer rers, from third bits indicating the second cyclic digital value to fourth bits indicating a second truncated cyclic digital value, generating a fifth digital value based on a second quantization error of the second quantizer and a sixth value, combining the fifth digital value with the second truncated cyclic digital value to generate a seventh digital value, generating, according to the timing signal, an eighth digital value based on the seventh digital value, and converting the fourth digital value and the eighth digital value with a high frequency digital analog converters for generating the analog signal, wherein the fourth digital value and/or the eighth digital value correspond to a quadrature representation of a radar modulation signal; means for applying the transformation to generate a transmit signal on the radar frequency; and means for combining the transmitted signal and a received signal comprising a reflection of the transmitted signal to determine the distance.
Eine Ausführungsform der hier offenbarten Techniken umfasst eine Rampengeneratorvorrichtung, die folgende Elemente umfasst: einen Phasenregelkreis, der ein Zeitgebungssignal bereitstellt; einen Taktgenerator, der das Zeitgebungssignal in eine Mehrzahl von Taktsignalen umsetzt, die ein oder mehrere erste Taktsignale und ein oder mehrere zweite Taktsignale umfassen; einen digitalen Rampengenerator, der unter Verwendung des einen oder der mehreren ersten Taktsignale einen ersten digitalen Wert und einen zweiten digitalen Wert erzeugt, wobei der digitale Rampengenerator einen ersten Quantisierer, der erste Bits, die einen ersten zyklischen digitalen Wert angeben, auf zweite Bits, die einen ersten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wert angeben, abschneidet, ein erstes Rauschformungsmodul, das einen dritten digitalen Wert auf der Grundlage eines ersten Quantisierungsfehlers des ersten Quantisierers und eines vierten Wertes erzeugt, ein erstes Kombinationsmodul, das den dritten digitalen Wert mit dem ersten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wert zum Erzeugen eines fünften digitalen Wertes kombiniert, einen zweiten Quantisierer, der dritte Bits, die einen zweiten zyklischen digitalen Wert angeben, auf vierte Bits abschneidet, die einen zweiten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wert angeben, ein zweites Rauschformungsmodul, das einen sechsten digitalen Wert auf der Grundlage eines zweiten Quantisierungsfehlers des zweiten Quantisierers und eines siebten Wertes erzeugt, und ein zweites Kombinationsmodul, das den sechsten digitalen Wert mit dem zweiten abgeschnittenen zyklischen digitalen Wert zum Erzeugen eines achten digitalen Wertes kombiniert, und wobei der erste digitale Wert auf dem fünften digitalen Wert basiert, der zweite digitale Wert auf dem achten digitalen Wert basiert und der erste digitale Wert und/oder der zweite digitale Wert einer Quadraturdarstellung eines Rampenmodulationssignals entsprechen; und einen Hochfrequenz-Digital-Analog-Wandler, der unter Verwendung des einen oder der mehreren zweiten Taktsignale den ersten digitalen Wert und den zweiten digitalen Wert zum Erzeugen eines analogen Hochfrequenzsignals umwandelt, das eine Frequenzrampe umfasst.One embodiment of the techniques disclosed herein includes a ramp generator apparatus comprising: a phase locked loop providing a timing signal; a clock generator that converts the timing signal into a plurality of clock signals including one or more first clock signals and one or more second clock signals; a digital ramp generator that generates a first digital value and a second digital value using the one or more first clock signals, the digital ramp generator having a first quantizer that converts first bits indicative of a first cyclic digital value to second bits that specifying a first truncated cyclic digital value, a first noise shaping module that generates a third digital value based on a first quantization error of the first quantizer and a fourth value, a first combining module that combines the third digital value with the first truncated cyclic digital value for generating a fifth digital value, a second quantizer truncating third bits indicative of a second cyclic digital value to fourth bits indicative of a second truncated cyclic digital value, a second noise shaping module providing a sixth di generates a digital value based on a second quantization error of the second quantizer and a seventh value, and a second combining module that combines the sixth digital value with the second truncated cyclic digital value to generate an eighth digital value, and wherein the first digital value is based on the fifth digital value, the second digital value is based on the eighth digital value, and at least one of the first digital value and the second digital value corresponds to a quadrature representation of a ramp modulation signal; and a high frequency digital to analog converter that converts the first digital value and the second digital value to generate a high frequency analog signal comprising a frequency ramp using the one or more second clock signals.
Eine Ausführungsform der hier offenbarten Techniken umfasst ein Verfahren zur Erfassung einer Entfernung bei einer Radarfrequenz. Das Verfahren umfasst: Durchführen einer Umsetzung eines Zeitgebungssignals in ein analoges Signal durch: Erzeugen eines ersten digitalen Wertes und eines zweiten digitalen Wertes, die Quadraturdarstellungen eines Radarmodulationssignals sind, entsprechend dem Zeitgebungssignal, und Umsetzen des ersten digitalen Wertes und des zweiten digitalen Wertes mit einem Hochfrequenz-Digital-Analog-Wandler zum Erzeugen des analogen Signals; Anwenden der Umsetzung zum Erzeugen eines Sendesignals mit der Radarfrequenz; und Vergleichen des Sendesignals und eines Empfangssignals, das eine Reflexion des Sendesignals umfasst, zum Bestimmen einer Entfernung.One embodiment of the techniques disclosed herein includes a method of detecting a range at a radar frequency. The method includes: performing a conversion of a timing signal to an analog signal by: generating a first digital value and a second digital value that are quadrature representations of a radar modulation signal corresponding to the timing signal, and converting the first digital value and the second digital value at a radio frequency -digital-to-analog converter for generating the analog signal; applying the conversion to generate a transmit signal at the radar frequency; and comparing the transmitted signal and a received signal that includes a reflection of the transmitted signal to determine a distance.
Eine Ausführungsform der hier offenbarten Techniken umfasst eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Entfernung bei einer Radarfrequenz. Die Vorrichtung umfasst: Mittel zum Durchführen einer Umsetzung eines Zeitgebungssignals in ein analoges Signal durch: Erzeugen, entsprechend dem Zeitgebungssignal, eines ersten digitalen Wertes und eines zweiten digitalen Wertes, die Quadraturdarstellungen eines Radarmodulationssignals sind, und Umsetzen des ersten digitalen Wertes und des zweiten digitalen Wertes mit einem Hochfrequenz-Digital-Analog-Wandler zum Erzeugen des analogen Signals; Mittel zum Anwenden der Umsetzung zum Erzeugen eines Sendesignals mit der Radarfrequenz; und Mittel zum Vergleichen des Sendesignals und eines Empfangssignals, das eine Reflexion des Sendesignals umfasst, zum Bestimmen einer Entfernung.One embodiment of the techniques disclosed herein includes an apparatus for determining a range at a radar frequency. The apparatus comprises: means for performing a conversion of a timing signal to an analog signal by: generating, corresponding to the timing signal, a first digital value and a second digital value which are quadrature representations of a radar modulation signal, and converting the first digital value and the second digital value with a high-frequency digital-to-analog converter for generating the analog signal; means for applying the conversion to generate a transmit signal at the radar frequency; and means for comparing the transmitted signal and a received signal that includes a reflection of the transmitted signal to determine a distance.
Eine Ausführungsform der hier offenbarten Techniken umfasst einen Radarmodulationssignalgenerator, der folgende Elemente umfasst: einen Phasenregelkreis, der ein Zeitgebungssignal bereitstellt; einen Taktgenerator, der das Zeitgebungssignal in ein erstes Taktsignal und ein zweites Taktsignal umsetzt; einen Radarmodulator, der beim ersten Taktsignal einen ersten digitalen Wert und einen zweiten digitalen Wert erzeugt, die Quadraturdarstellungen eines Modulationssignals bei einer Modulationsfrequenz sind; einen Hochfrequenz-Digital-Analog-Wandler, der unter Verwendung des zweiten Taktsignals den ersten digitalen Wert und den zweiten digitalen Wert zum Erzeugen eines analogen Signals umwandelt; einen Sender, der auf der Grundlage des analogen Signals ein Sendesignal bei der Radarfrequenz erzeugt; einen Empfänger, der eine Reflexion des Sendesignals empfängt; und einen Entfernungsbestimmer, der die Reflexion und das Sendesignal zum Bestimmen einer Entfernung vergleicht.One embodiment of the techniques disclosed herein includes a radar modulation signal generator that includes: a phase-locked loop that provides a timing signal; a clock generator that converts the timing signal into a first clock signal and a second clock signal; a radar modulator that generates at the first clock signal a first digital value and a second digital value that are quadrature representations of a modulation signal at a modulation frequency; a high frequency digital to analog converter that converts the first digital value and the second digital value to generate an analog signal using the second clock signal; a transmitter that generates a transmit signal at the radar frequency based on the analog signal; a receiver that receives a reflection of the transmission signal; and a range finder that compares the reflection and the transmit signal to determine a range.
Eine Ausführungsform der hier offenbarten Techniken umfasst eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Rampe. Die Vorrichtung umfasst: Mittel zum Bereitstellen eines Zeitgebungssignals; Mittel zum Umsetzen des Zeitgebungssignals in ein erstes Taktsignal und ein zweites Taktsignal; Mittel zum Erzeugen, mit dem ersten Taktsignal, eines ersten digitalen Wertes und eines zweiten digitalen Wertes, die Quadraturdarstellungen eines Rampenmodulationssignals sind; und Mittel zum Umwandeln, unter Verwendung des zweiten Taktsignals, des ersten digitalen Wertes und des zweiten digitalen Wertes zum Erzeugen eines analogen Hochfrequenzrampensignals.One embodiment of the techniques disclosed herein includes an apparatus for generating a ramp. The device comprises: means for providing a timing signal; means for converting the timing signal into a first clock signal and a second clock signal; means for generating, with the first clock signal, a first digital value and a second digital value that are quadrature representations of a ramp modulation signal; and Means of Converting, under Ver using the second clock signal, the first digital value, and the second digital value to generate an analog high frequency ramp signal.
J. Verwendung von BegriffenJ. Use of Terms
Wenngleich der Gegenstand in einer Sprache beschrieben wurde, die sich auf strukturelle Merkmale und/oder methodische Vorgänge bezieht, sollte klar sein, dass der in den beigefügten Ansprüchen definierte Gegenstand nicht notwendigerweise auf die oben beschriebenen spezifischen Merkmale oder Vorgänge beschränkt ist. Vielmehr werden die oben beschriebenen spezifischen Merkmale und Vorgänge als beispielhafte Formen der Umsetzung der Ansprüche offenbart.Although the subject matter has been described in language related to structural features and/or methodical acts, it should be understood that the subject matter defined in the appended claims is not necessarily limited to the specific features or acts described above. Rather, the specific features and acts described above are disclosed as example forms of implementing the claims.
Die in dieser Anmeldung verwendeten Begriffe „Komponente“, „Modul“, „System“, „Schnittstelle“ und dergleichen beziehen sich im Allgemeinen auf eine computerbezogene Einheit, entweder Hardware, eine Kombination aus Hardware und Software, Software oder Software in Ausführung. Eine oder mehrere Komponenten können auf einem Computer lokalisiert und/oder auf zwei oder mehrere Computer verteilt sein.As used in this application, the terms “component,” “module,” “system,” “interface,” and the like generally refer to a computing-related entity, either hardware, a combination of hardware and software, software, or software in implementation. One or more components may be localized on one computer and/or distributed across two or more computers.
Darüber hinaus kann der beanspruchte Gegenstand als Verfahren, Vorrichtung oder Herstellungsgegenstand unter Verwendung von standardmäßigen Programmier- und/oder technischen Verfahren implementiert werden, zum Erzeugen von Software, Firmware, Hardware oder einer beliebigen Kombination davon, um einen Computer zur Implementierung des offenbarten Gegenstands zu steuern. Der Begriff „Herstellungsgegenstand“, wie er hier verwendet wird, soll ein Computerprogramm umfassen, auf das von einem beliebigen computerlesbaren Gerät, Träger oder Medium zugegriffen werden kann. Für Fachleute wird offensichtlich sein, dass viele Änderungen an dieser Auslegung vorgenommen werden können, ohne dass der Umfang oder der Geist des beanspruchten Gegenstandes verlassen wird.Furthermore, the claimed subject matter may be implemented as a method, apparatus, or article of manufacture using standard programming and/or engineering techniques to generate software, firmware, hardware, or any combination thereof to control a computer to implement the disclosed subject matter . The term “article of manufacture” as used herein is intended to encompass a computer program accessible from any computer-readable device, carrier, or medium. It will be apparent to those skilled in the art that many changes can be made in this design without departing from the scope or spirit of the claimed subject matter.
Hier werden verschiedene Ausführungsformen zur Verfügung gestellt. In einer Ausführungsform können ein oder mehrere der beschriebenen Vorgänge computerlesbare Anweisungen darstellen, die auf einem oder mehreren computerlesbaren Medien gespeichert sind und die, wenn sie von einer Rechenvorrichtung ausgeführt werden, die Rechenvorrichtung veranlassen, die beschriebenen Vorgänge durchzuführen. Die Reihenfolge, in der einige oder alle Vorgänge beschrieben werden, ist nicht so zu verstehen, dass diese Vorgänge notwendigerweise von der Reihenfolge abhängig sind. Fachleuten werden anhand der vorliegenden Beschreibung alternative Reihenfolgen erkennen. Es versteht sich, dass nicht alle Vorgänge notwendigerweise in jeder hier bereitgestellten Ausführungsform vorhanden sind.Various embodiments are provided here. In one embodiment, one or more of the acts described may represent computer-readable instructions, stored on one or more computer-readable media, that, when executed by a computing device, cause the computing device to perform the acts described. The order in which some or all acts are described should not be construed to imply that those acts are necessarily order dependent. Alternative orders will be apparent to those skilled in the art based on the present description. It should be understood that not all acts are necessarily present in every embodiment provided herein.
Jeder Aspekt oder jede Konstruktion, der/das hier als „Beispiel“ beschrieben wird, ist nicht unbedingt als vorteilhaft gegenüber anderen Aspekten oder Konstruktionen zu verstehen. Die Verwendung des Wortes „Beispiel“ soll vielmehr einen möglichen Aspekt und/oder eine mögliche Umsetzung darstellen, der/die zu den hier vorgestellten Techniken gehören kann. Solche Beispiele sind für diese Techniken nicht erforderlich und auch nicht als einschränkend gedacht. Verschiedene Ausführungsformen solcher Techniken können ein solches Beispiel allein oder in Kombination mit anderen Merkmalen enthalten und/oder das dargestellte Beispiel variieren und/oder weglassen.Any aspect or design described herein as an "example" is not necessarily to be construed as advantageous over any other aspect or design. Rather, the use of the word "example" is intended to represent one possible aspect and/or implementation that may pertain to the techniques presented herein. Such examples are not required of these techniques, nor are they intended to be limiting. Various embodiments of such techniques may include such example alone or in combination with other features and/or vary and/or omit the example presented.
Der in dieser Anmeldung verwendete Begriff „oder“ ist als ein einschließendes „oder“ und nicht als ein ausschließendes „oder“ zu verstehen. Das heißt, sofern nicht anders angegeben oder aus dem Kontext klar hervorgeht, ist mit „X verwendet A oder B“ eine beliebige der natürlichen, einschließenden Permutationen gemeint. Das heißt, wenn gilt: X verwendet A; X verwendet B; oder X verwendet sowohl A als auch B, dann ist „X verwendet A oder B“ in jedem der vorgenannten Fälle erfüllt. Darüber hinaus können die Artikel „ein“ und „eine“, wie sie in dieser Anmeldung und den beigefügten Ansprüchen verwendet werden, im Allgemeinen so ausgelegt werden, dass sie „ein oder mehrere“ bedeuten, sofern nicht anders angegeben oder aus dem Kontext klar hervorgeht, dass sie sich auf eine Singularform beziehen.As used in this application, the term "or" is to be understood as an inclusive "or" and not as an exclusive "or". That is, unless otherwise stated or clear from the context, "X uses A or B" means any of the natural, inclusive permutations. That is, if: X uses A; X uses B; or X uses both A and B, then "X uses A or B" is true in either of the above cases. Additionally, as used in this application and the appended claims, the articles "a" and "an" can generally be construed to mean "one or more" unless otherwise specified or clear from the context that they refer to a singular form.
Auch wenn die Offenbarung in Bezug auf eine oder mehrere Implementierungen gezeigt und beschrieben wurde, werden andere Fachleute auf der Grundlage des Lesens und Verstehens dieser Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen gleichwertige Änderungen und Modifikationen vornehmen. Die Offenbarung umfasst alle derartigen Modifikationen und Änderungen und ist nur durch den Umfang der folgenden Ansprüche beschränkt. Insbesondere im Hinblick auf die verschiedenen Funktionen, die von den oben beschriebenen Komponenten (z. B. Elementen, Ressourcen usw.) ausgeführt werden, sollen die zur Beschreibung solcher Komponenten verwendeten Begriffe, sofern nicht anders angegeben, einer beliebigen Komponente entsprechen, die die spezifizierte Funktion der beschriebenen Komponente ausführt (z. B. die funktionell äquivalent ist), auch wenn sie strukturell nicht äquivalent zu der offenbarten Struktur ist, die die Funktion in den hier dargestellten Beispielimplementierungen der Offenbarung ausführt. Darüber hinaus kann ein bestimmtes Merkmal der Offenbarung zwar nur in Bezug auf eine von mehreren Implementierungen offenbart worden sein, doch kann dieses Merkmal mit einem oder mehreren anderen Merkmalen der anderen Implementierungen kombiniert werden, wie es für eine beliebige gegebene oder spezifische Anwendung erwünscht und vorteilhaft sein kann. Ferner, soweit die Begriffe „beinhaltet“, „mit“, „hat“, „aufweist“ oder Varianten davon in der ausführlichen Beschreibung oder in den Ansprüchen verwendet werden, sind diese Begriffe in ähnlicher Weise wie der Begriff „umfassend“ als einschließend zu verstehenAlthough the disclosure has been shown and described with respect to one or more implementations, equivalent changes and modifications will be made by others skilled in the art based on a reading and understanding of this specification and the accompanying drawings. The disclosure includes all such modifications and alterations and is limited only by the scope of the following claims. With particular regard to the various functions performed by the components described above (e.g., elements, resources, etc.), the terms used to describe such components, unless otherwise specified, are intended to correspond to any component that has the specified performs the function of the described component (e.g., which is functionally equivalent), even if not structurally equivalent to the disclosed structure, which performs the function in the example implementations of the disclosure presented herein. Furthermore, while a particular feature of the disclosure may have been disclosed with respect to only one of multiple implementations, that feature may times combined with one or more other features of the other implementations as may be desirable and advantageous for any given or specific application. Furthermore, to the extent that the terms "includes,""having,""has,""having," or variants thereof are used in the detailed description or the claims, those terms are to be construed as inclusive in a manner similar to the term "comprising."
Claims (20)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US17/397,271 US20210373145A1 (en) | 2018-10-23 | 2021-08-09 | Rf-dac digital signal modulation |
US17/397,271 | 2021-08-09 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102022207860A1 true DE102022207860A1 (en) | 2023-02-09 |
Family
ID=84975168
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102022207860.8A Pending DE102022207860A1 (en) | 2021-08-09 | 2022-07-29 | DIGITAL HF DAC SIGNAL MODULATION |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102022207860A1 (en) |
-
2022
- 2022-07-29 DE DE102022207860.8A patent/DE102022207860A1/en active Pending
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