DE112019006425T5

DE112019006425T5 - Radarsysteme und verfahren mit trennergesteuertem mischer

Info

Publication number: DE112019006425T5
Application number: DE112019006425.8T
Authority: DE
Inventors: Woorim Shin; Christopher Hull; Stefano Pellerano
Original assignee: Intel Corp
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 2018-12-28
Filing date: 2019-10-01
Publication date: 2021-09-09
Also published as: WO2020139434A1; CN112313533A; US20210364595A1; US20200209349A1; US11112489B2

Abstract

Radarschaltungen können einen Trenner und einen Mischer umfassen. Der Trenner kann einen Sendesignalpfad und einen Empfangssignalpfad voneinander trennen und basierend auf einem Sendesignal ein Misch- (z. B. Oszillations-) Signal generieren. Der Trenner mit dem Mischer derart gekoppelt sein, dass das Treibersignal den Mischer ansteuert (z. B. als Lokaloszillationssignal des Mischers dient). Der Mischer mischt ein empfangenes Signal und das Treibersignal, um ein konvertiertes Signal (z. B. ein herunterkonvertiertes Signal) zu generieren. Der Trenner kann ein Hybridtransformator oder ein elektrisch symmetrischer Duplexer sein.

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Gebiet
Die hier beschriebenen Aspekte betreffen im Allgemeinen Radarsysteme und Verfahren, wozu Radarsysteme gehören, die mit einem Mischer konfiguriert sind, der von einem Trenner angesteuert wird, der die Sende- und Empfangspfade des Radarsystems trennt. Die Aspekte können auch drahtlose Netzwerke, drahtlose Kommunikationen und entsprechende drahtlose Kommunikationsvorrichtungen umfassen, die ein oder mehrere Radarsysteme der vorliegenden Offenbarung umsetzen.
Verwandte Technik
Radarsysteme können einen Trenner zur TX/RX-Trennung verwenden, benötigen jedoch einen groß angelegten Trenner, der eine grundlegende Einschränkung der TX/RX-Trennung aufweist, weil sich jede TX/Antennen-Reflexion direkt auf Antenne/RX überträgt. Die TX/RX-Trennung ist auch durch die endliche Reflexionsdämpfung des Antennenanschlusses auf Grund der Impedanzfehlanpassung eingeschränkt.
Figurenliste
Die beiliegenden Zeichnungen, die hier übernommen werden und Teil der Beschreibung sind, bilden die Aspekte der vorliegenden Offenbarung ab und dienen zusammen mit der Beschreibung ferner dazu, die Grundsätze der Aspekte zu erklären und es dem Fachmann auf dem betreffenden Gebiet zu ermöglichen, die Aspekte umzusetzen und zu verwenden. Es zeigen:

1 eine Kommunikationsvorrichtung, die ein Radarsystem gemäß einem beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung aufweist.
2 ein Radarsystem gemäß beispielhaften Aspekten der vorliegenden Offenbarung.
3 Radarschaltungen gemäß einem beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung.
4 Radarschaltungen gemäß einem beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung.
5 Radarschaltungen gemäß einem beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung.
6A bis 6B den Betrieb eines hybriden Trennwandlers gemäß beispielhaften Aspekten der vorliegenden Offenbarung.
7 bis 8 Leistungsdiagramme von Radarschaltungen gemäß beispielhaften Aspekten der vorliegenden Offenbarung.
9 ein Ablaufschema eines Radartrennverfahrens gemäß beispielhaften Aspekten der vorliegenden Offenbarung.

Die beispielhaften Aspekte der vorliegenden Offenbarung werden mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Die Zeichnung, in der ein Element zum ersten Mal erscheint, wird typischerweise durch die Ziffer(n) ganz links in der entsprechenden Bezugszahl angegeben.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
In der folgenden Beschreibung werden zahlreiche spezifische Einzelheiten dargelegt, um ein umfassendes Verständnis der Aspekte der vorliegenden Offenbarung bereitzustellen. Es wird jedoch für den Fachmann ersichtlich sein, dass die Aspekte, zu denen Strukturen, Systeme und Verfahren gehören, ohne diese spezifischen Einzelheiten in die Praxis umgesetzt werden können. Die vorliegende Beschreibung und Darstellung sind die üblichen Mittel, die von erfahrenen Fachleuten verwendet werden, um den Inhalt ihrer Studien möglichst effektiv an andere Fachleute zu übermitteln. In anderen Fällen wurden wohlbekannte Verfahren, Vorgehensweisen, Komponenten und Schaltungen nicht ausführlich beschrieben, um die Aspekte der Offenbarung nicht unnötig zu verschleiern.
Die hier beschriebenen Aspekte betreffen im Allgemeinen Radarsysteme und Verfahren, wozu Radarsysteme gehören, die mit einem Mischer konfiguriert sind, der von einem Trenner angesteuert wird, der die Sende- und Empfangspfade des Radarsystems trennt. Die Aspekte können auch drahtlose Netzwerke, drahtlose Kommunikationen und entsprechende drahtlose Kommunikationsvorrichtungen betreffen, die ein oder mehrere Radarsysteme der vorliegenden Offenbarung umsetzen.
Beispielhafte Aspekte betreffen Radarsysteme und Verfahren, die Radarumsetzungen verwenden, die konfiguriert sind, um elektromagnetische Signale zu senden und zu empfangen. Die Aspekte der vorliegenden Offenbarung werden mit Bezug auf Radarsysteme beschrieben, die für das Millimeterwellen-(mmWave) Spektrum (z. B. 24 GHz bis 300 GHz) definiert sind, sind jedoch nicht darauf eingeschränkt. Bei einem beispielhaften Aspekt ist das Radarsystem ein Dauerstrich- (CW) Radarsystem. Bei einem anderen Aspekt ist das System ein frequenzmoduliertes Dauerstrich- (CWFM) Radarsystem. Die Aspekte der vorliegenden Offenbarung können auf andere Radartechnologien und Spektren angewendet werden, wie es der Fachmann auf dem betreffenden Gebiet verstehen wird.
Bei beispielhaften Aspekten kann ein Millimeterwellen-Radarsystem konfiguriert sein, um Standort, Entfernung, Bewegung (z. B. Geschwindigkeit, Schnelligkeit, Beschleunigung, Bewegungsrichtung usw.), Orientierung und/oder Dimension(en) eines Objekts zu detektieren.
Drahtlose Kommunikationen breiten sich zu Kommunikationen aus, die erhöhte Datenraten aufweisen (z. B. von IEEE („Institute of Electrical and Electronics Engineers“) 802.11a/g zu IEEE 802.11n zu IEEE 802.11ac und darüber). Derzeit werden Mobilkommunikationen der fünften Generation (5G) und WiGig- („Wireless Gigabit Alliance“) Standards für drahtlose Mobilvorrichtungen und/oder drahtlose lokale Netzwerke (WLAN) eingeführt.
Einige Aspekte der vorliegenden Offenbarung betreffen drahtlose lokale Netzwerke (WLANs) und WiFi-Netzwerke, zu denen Netzwerke gehören, die gemäß der IEEE- („Institute of Electrical and Electronics Engineers“) 802.11-Standardfamilie, wie etwa den Standards IEEE 802.11ac, IEEE 802.11ad und IEEE 802.11ay, der Studiengruppe (SG) IEEE 802.11ax (unter der Bezeichnung DensiFi) und WiGig (Wireless Gigabit Alliance) funktionieren. Andere Aspekte der vorliegenden Offenbarung gehören zu mobilen drahtlosen Kommunikationsvorrichtungen, wie etwa die 4G- und 5G-Mobilkommunikationsstandards. Das technische Gebiet betrifft genauer gesagt Radarsysteme und Radarsysteme, die in Kommunikationssystemen umgesetzt werden können.
1 bildet eine Kommunikationsvorrichtung 100 gemäß einem beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung ab. Die Kommunikationsvorrichtung 100 ist konfiguriert, um drahtlose Kommunikationen basierend auf einer oder mehreren drahtlosen Technologien zu senden und/oder zu empfangen. Beispielsweise kann die Kommunikationsvorrichtung 100 für drahtlose Kommunikationen konfiguriert sein, die einem oder mehreren Mobilkommunikationsprotokollen der fünften Generation (SG) entsprechen, wie etwa 5G-Protokollen, die das 28GHz-Frequenzspektrum verwenden, und/oder Kommunikationsprotokollen, die dem WiGig- („Wireless Gigabit Alliance“) Standard entsprechen, wie etwa IEEE 802.11ad und/oder IEEE 802.11 ay, die das 60GHz-Frequenzspektrum verwenden. Die Kommunikationsvorrichtung 100 ist nicht auf diese Kommunikationsprotokolle eingeschränkt und kann für ein oder mehrere zusätzliche oder alternative Kommunikationsprotokolle konfiguriert sein, wie etwa für ein oder mehrere 3GPP- („3rd Generation Partnership Project“) Protokolle (z. B. LTE („Long-Term Evolution“)), ein oder mehrere drahtlose lokale Netzwerk- (WLAN) Kommunikationsprotokolle und/oder ein oder mehrere andere Kommunikationsprotokolle, wie es der Fachmann auf dem betreffenden Gebiet verstehen wird. Beispielsweise kann die Kommunikationsvorrichtung 100 konfiguriert sein, um drahtlose Kommunikationen unter Verwendung eines oder mehrerer Kommunikationsprotokolle zu senden und/oder zu empfangen, die das Millimeterwellen- (mmWave) Spektrum (z. B. 24 GHz bis 300 GHz), wie etwa WiGig (IEEE 802.1 1ad und/oder IEEE 802.11ay), das bei 60 GHz funktioniert, verwenden, und/oder eines oder mehrerer 5G-Protokolle, die beispielsweise das 28GHz-Frequenzspektrum verwenden. Bei einem beispielhaften Aspekt ist die Kommunikationsvorrichtung 100 für Mehrfacheingabe-Mehrfachausgabe- (MIMO) Kommunikationen konfiguriert. Bei einem MIMO-Betrieb kann die Kommunikationsvorrichtung 100 konfiguriert sein, um mehrere Sendefunkfrequenz- (RF) Ketten (z. B. RF-Komponenten und Antennen) und/oder mehrere Empfangs-RF-Ketten für drahtlose Kommunikationen zu verwenden, wodurch die Kapazität der Funkverbindung erhöht wird.
Die Kommunikationsvorrichtung 100 kann konfiguriert sein, um mit einer oder mehreren anderen Kommunikationsvorrichtungen zu kommunizieren, wozu beispielsweise eine oder mehrere Basisstationen, ein oder mehrere Zugangspunkte, eine oder mehrere andere Kommunikationsvorrichtungen und/oder eine oder mehrere andere Vorrichtungen gehören, wie es der Fachmann auf dem betreffenden Gebiet verstehen wird.
Die Kommunikationsvorrichtung 100 kann einen Controller 140 umfassen, der mit einem oder mehreren Transceivern 105 betriebsfähig (z. B. kommunikationsmäßig) gekoppelt ist. Die Kommunikationsvorrichtung 100 kann auch ein oder mehrere Radarsysteme 180 umfassen. Beispielhafte Aspekte des Radarsystems 180 werden mit Bezug auf 2 bis 9 beschrieben.
Der oder die Transceiver 105 können konfiguriert sein, um drahtlose Kommunikationen über eine oder mehrere drahtlose Technologien zu senden und/oder zu empfangen. Der Transceiver 105 kann Prozessorschaltungen umfassen, die konfiguriert sind, um drahtlose Kommunikationen zu senden und/oder zu empfangen, die einem oder mehreren drahtlosen Protokollen entsprechen. Beispielsweise kann der Transceiver 105 einen Sender 110 und einen Empfänger 120 umfassen, die jeweils zum Senden und Empfangen von drahtlosen Kommunikationen über eine oder mehrere Antennen 130 konfiguriert sind. Bei Aspekten, die zwei oder mehr Transceiver 105 aufweisen, können die zwei oder mehr Transceiver 105 eine eigene Antenne 130 haben oder können sich eine gemeinsame Antenne über einen Duplexer teilen. Bei einem beispielhaften Aspekt ist der Transceiver 105 konfiguriert, um eine oder mehrere Funkfrequenz- (RF) Verarbeitungsfunktionen und/oder Basisbandverarbeitungsfunktionen, wie etwa Medienzugangssteuerung (MAC), Codieren/Decodieren, Filtern, Modulation/Demodulation (z. B. Phasen- und/oder Amplituden-Modulation/ Demodulation), Datensymbolzuordnung und/oder Fehlerkorrektur, ausführen.
Die Antenne 130 kann ein oder mehrere Antennenelemente umfassen, die ein Ganzzahlfeld von Antennenelementen umfassen. Bei einem beispielhaften Aspekt ist die Antenne 130 eine phasengesteuerte Antenne, die mehrere Strahlungselemente (Antennenelemente) umfasst, die jeweils einen entsprechenden Phasenschieber aufweisen. Die Antenne 130, die als phasengesteuerte Antenne konfiguriert ist, kann konfiguriert sein, um einen oder mehrere Strahlenbündelungsvorgänge auszuführen, wozu das Generieren von Strahlen gehört, die durch das Verschieben der Phase des Signals, das von jedem Strahlungselement emittiert wird, gebildet werden, um eine konstruktive/destruktive Interferenz bereitzustellen, um die Strahlen in die gewünschte Richtung zu lenken. Bei einer beispielhaften Ausführungsform sind zwei oder mehrere der Antennenelemente der Antennengruppe zur drahtlosen Kommunikation unter Verwendung einer MIMO-Konfiguration konfiguriert, und/oder die Kommunikationsvorrichtung umfasst zwei oder mehr Antennen 130, die für MIMO-Kommunikationen konfiguriert sind.
Bei einem beispielhaften Aspekt umfasst der Controller 140 Prozessorschaltungen 150, die konfiguriert sind, um den Gesamtbetrieb der Kommunikationsvorrichtung 100, wie etwa den Betrieb des oder der Transceiver 105, zu steuern. Die Prozessorschaltungen 150 können konfiguriert sein, um das Senden und/oder Empfangen von drahtlosen Kommunikationen über den oder die Transceiver 105 zu steuern. Bei einem beispielhaften Aspekt sind die Prozessorschaltungen 150 konfiguriert, um das Radarsystem 180 zu steuern und/oder um eine oder mehrere Funktionen und/oder Schritte des Radarsystems 180 auszuführen, um die Standort- und Bewegungskennzeichen (z. B. Standort, Entfernung, Geschwindigkeit, Schnelligkeit, Beschleunigung, Bewegungsrichtung, Orientierung, und/oder Dimension(en)) eines Objekts zu detektieren.
Bei einem beispielhaften Aspekt sind die Prozessorschaltungen 150 konfiguriert, um alternativ oder in Zusammenarbeit mit dem Transceiver 105 eine oder mehrere Funkfrequenz- (RF) Verarbeitungsfunktionen und/oder Basisbandverarbeitungsfunktionen, wie etwa Medienzugangssteuerung (MAC), Codieren/Decodieren, Filtern, Modulation/Demodulation (z. B. Phasen- und/oder Amplituden-Modulation/Demodulation), Datensymbolzuordnung und/oder Fehlerkorrektur, auszuführen.
Die Prozessorschaltungen 150 können konfiguriert sein, um eine oder mehrere Anwendungen und/oder Betriebssysteme; Energieverwaltung (z. B. Batteriesteuerung und -überwachung); Anzeigeeinstellungen; Lautstärkeregelung; und/oder Benutzerinteraktionen über eine oder mehrere Benutzerschnittstellen (z. B. Tastatur, Berührungsbildschirm, Anzeige, Mikrofon, Lautsprecher usw.) ablaufen zu lassen.
Der Controller 140 kann ferner einen Speicher 160 umfassen, der Daten und/oder Anweisungen speichert, die, wenn die Anweisungen durch die Prozessorschaltungen 150 ausgeführt werden, die Prozessorschaltungen 150 steuern, um die hier beschriebenen Funktionen auszuführen.
Der Speicher 160 kann ein beliebiger wohlbekannter flüchtiger und/oder nicht flüchtiger Speicher sein, wozu beispielsweise ein Festspeicher (ROM), ein Arbeitsspeicher (RAM), ein Flash-Speicher, ein magnetisches Speichermedium, eine optische Platte, ein löschbarer programmierbarer Festspeicher (EPROM) und ein programmierbarer Festspeicher (PROM) gehören. Der Speicher 160 kann nicht wechselbar oder wechselbar oder eine Kombination von beiden sein.
Beispiele der Kommunikationsvorrichtung 100 umfassen (jedoch ohne Einschränkung) eine mobile Computervorrichtung (Mobilvorrichtung) - wie etwa einen Laptop-Computer, einen Tablet-Computer, ein Mobiltelephon oder Smartphone, ein „Phablet“, einen persönlichen digitalen Assistenten (PDA) und ein mobiles Medienwiedergabegerät; eine anziehbare Computervorrichtung - wie etwa eine computergestützte Armbanduhr bzw. „intelligente“ Armbanduhr, und eine computergestützte Brille; und/oder eine Internet-der-Dinge- (IoT) Vorrichtung. Bei einigen Aspekten der vorliegenden Offenbarung kann die Kommunikationsvorrichtung 100 eine ortsfeste Kommunikationsvorrichtung sein, wozu beispielsweise eine ortsfeste Computervorrichtung gehört - wie etwa ein PC („Personal Computer“), ein Desktop-Computer, ein Fernsehgerät, eine Hausautomationsvorrichtung, eine Sicherheitsvorrichtung (z. B. ein elektronisches/intelligentes Schloss), ein Geldautomat, ein computergestützter Kiosk und/oder ein Automobil-/Luftfahrt-/Schifffahrt-Computerendgerät, das in einem Armaturenbrett integriert ist.
Bei einem oder mehreren Aspekten kann die Kommunikationsvorrichtung 100 (oder eine oder mehrere Komponenten der Kommunikationsvorrichtung 100) zusätzlich oder alternativ konfiguriert sein, um digitale Signalverarbeitung (z. B. unter Verwendung eines digitalen Signalprozessors (DSP)), Modulation und/oder Demodulation (unter Verwendung eines Modulators/Demodulators), Digital/Analog-Umsetzung (DAC) und/oder Analog/Digital-Umsetzung (ADC) (unter Verwendung eines jeweiligen DA- und AD-Wandlers), Codierung/Decodierung (z. B. unter Verwendung von Codierern/Decodierern, die beispielsweise eine Faltungs-, Tail-Biting-Faltungs-, Turbo-, Viterbi-Funktionalität und/oder eine Funktionalität eines Codierer-/ Decodierers mit Paritätsprüfung niedriger Dichte (LDPC) aufweisen), Frequenzumwandlung (beispielsweise unter Verwendung von Mischern, Lokaloszillatoren und Filtern), schnelle Fourier-Transformationen (FFT), Vorcodierung und/oder Konstellationszuordnung/ Auflösen der Zuordnung auszuführen, um drahtlose Kommunikationen zu senden und/oder zu empfangen, die einem oder mehreren drahtlosen Protokollen entsprechen, und/oder um Strahlbündelungsabtastvorgänge und/oder Strahlbündelungs-Kommunikationsvorgänge zu ermöglichen. Eine oder mehrere dieser Funktionen können ausgeführt werden, um Radarinformationen von dem Radarsystem 180 (und/oder diesem bereitgestellte) zu verarbeiten.
Das Radarsystem 180 ist konfiguriert, um die Standort- und Bewegungskennzeichen (z. B. Standort, Entfernung, Geschwindigkeit, Schnelligkeit, Beschleunigung, Bewegungsrichtung, Orientierung und/oder Dimension(en)) eines Objekts zu detektieren. Diese Standort- und Bewegungsdetektion kann verwendet werden, um eine spezifische Geste, eine Bewegung und/oder ein Bewegungsmuster eines Objekts (z. B. einer Person) zu erkennen. Das Radarsystem 180 kann Prozessorschaltungen umfassen, die konfiguriert sind, um den Standort eines oder mehrerer nahegelegener Objekte der Kommunikationsvorrichtung 100 zu detektieren.
Mit Bezug auf 2 umfasst das Radarsystem 180 bei einem beispielhaften Aspekt Radarschaltungen 205, die über einen Signalpfad 207 mit einer Radarantenne 210 betriebsfähig (z. B. kommunikationsmäßig) gekoppelt sind. Die Radarschaltungen 205 sind über den Signalpfad 203 mit der Kommunikationsvorrichtung 100 betriebsfähig gekoppelt. Die Kopplungen zwischen den Komponenten können drahtgebunden und/oder drahtlos sein.
Bei einem beispielhaften Aspekt umfassen die Radarschaltungen 205 einen Radar-Transceiver, der konfiguriert ist, um Radarsignale über eine oder mehrere Radartechnologien zu senden und/oder zu empfangen. Der Transceiver kann Prozessorschaltungen umfassen, die konfiguriert sind, um Radarsignal zu senden und/oder zu empfangen. Bei einem beispielhaften Aspekt teilen sich der Sender und der Empfänger des Radar-Transceivers eine gemeinsame Radarantenne 210 über einen Duplexer oder Trenner, wie in 3 gezeigt.
Als Überblick über Radarsysteme und Radarbetrieb wird ein Signal 230 zuerst von einer Antenne des Systems abgestrahlt. Das Signal wird nach außen im Raum abgestrahlt, bis es auf ein Objekt 225 trifft. Die abgestrahlte Welle wird gestreut (z. B. tritt ein Teil der Strahlung in das Objekt ein oder wird durch dieses hindurch gelassen, und ein Teil 235 der Strahlung wird von dem Objekt reflektiert). Die Menge der abgestrahlten Energie, die von dem Objekt absorbiert oder durch dieses hindurch gelassen wird, und wie viel abgestrahlte Energie von dem Objekt reflektiert wird, ist von den Kennzeichen des Objekts, wie etwa von der Größe des Objekts, der Form des Objekts und der Materialzusammensetzung des Objekts, abhängig. Die abgestrahlte Energie, die zum Sender zurück reflektiert wird, kann als Rückstreuung bezeichnet werden. Das reflektierte Signal oder das gestreute Signal 235 wird von einem Empfänger des Radarsystems empfangen und verarbeitet. Diese Verarbeitung bedingt die Entnahme von Informationen aus dem reflektierten Signal, wozu beispielsweise die reflektierte Energie, die Reichweite, die Frequenz, Dopplerinformationen und/oder ein oder mehrere andere Signalkennzeichen gehören, wie es der Fachmann auf dem betreffenden Gebiet verstehen wird.
Wie in 2 gezeigt, ist bei einem beispielhaften Aspekt das Radarsystem 180 konfiguriert, um ein oder mehrere Radarsignale 230 unter Verwendung der Antenne 210 abzustrahlen, und das Echo oder das reflektierte Signal 235, das von einem Zielobjekt 225 erzeugt wird, kann über die Antenne 210 empfangen werden und von den Radarschaltungen 205 verarbeitet werden, um das Objekt 225 abzutasten. Bei einem beispielhaften Aspekt sind die Radarschaltungen 205 konfiguriert, um eine schwache Strahlung, wie etwa eine schwache Strahlung in einem Frequenzbereich, der den Vorschriften der FCC („Federal Communications Commission“) oder einer anderen US-Bundesbehörde entspricht (z. B. in ISM- („Industrial Scientific Medical“) Frequenzbereichen, wie etwa 24 GHz oder 61 GHz), zu emittieren, sind jedoch nicht darauf eingeschränkt und können konfiguriert sein, um bei anderen Aspekten eine stärkere Strahlung zu emittieren.
Bei einem beispielhaften Aspekt sind die Radarschaltungen 205 konfiguriert, um die Beschaffenheit des Echosignals zu bestimmen, um Informationen über das Ziel zu bestimmen, wozu beispielsweise Reichweite, Größe des Ziels/Objekts, Materialzusammensetzung des Ziels/Objekts, Standort- und Bewegungskennzeichen (z. B. Standort, Entfernung, Geschwindigkeit, Schnelligkeit, Beschleunigung, Bewegungsrichtung, Orientierung und/oder Dimension(en)), ein oder mehrere physische und/oder biologische Kennzeichen des Objekts (z. B. eine oder mehrere Eigenschaften der Haut einer Person, wie etwa dielektrische Eigenschaften der Haut, Hauttiefe, Dicke von Unterhaut und/oder Oberhaut, Haardicke/-breite, Haarfollikelposition/-muster, Haarfarbe, Hautfarbe, Pigment, Hauttextur, Porositätsstruktur der Haut, Feuchtigkeitsniveau der Haut, Hautunreinheiten (z. B. Sommersprossen, Muttermale usw.) gehören. Diese Standort- und Bewegungsdetektion kann verwendet werden, um eine spezifische Geste, eine Bewegung und/oder ein Bewegungsmuster eines Objekts (z. B. einer Person) zu erkennen. Bei einem beispielhaften Aspekt sind die Radarschaltungen 205 konfiguriert, um die Nähe von menschlichem Gewebe mit Bezug auf die Kommunikationsvorrichtung 100 basierend auf einem oder mehreren Kennzeichen, wie etwa Reichweite, Größe des Ziels/Objekts, Materialzusammensetzung des Ziels/Objekts, Standort- und Bewegungskennzeichen und/oder ein oder mehrere physische und/oder biologische Kennzeichen des Objekts, zu detektieren.
Das Radarsystem 180 kann bei einem oder mehreren beispielhaften Aspekten als Dauerstrich- (CW) Radarsystem konfiguriert sein. Bei einem beispielhaften Aspekt ist das Radarsystem 180 ein frequenzmoduliertes Dauerstrich- (CWFM) Radarsystem anstelle eines CW-Radarsystems. Das Radarsystem 180 ist nicht auf CW- und CWFM-Radarsysteme eingeschränkt.
Bei einem beispielhaften Aspekt ist das Radarsystem 180 ein elektromagnetisches Radarsystem, das konfiguriert ist, um Signale (z. B. Millimeterwellen) in diversen Frequenzen und in diversen Richtungen zu empfangen. Das gesendete Signal erreicht das oder die Objekte 225, die detektiert werden, und wird auf einen Empfänger zurück reflektiert. Die Radarschaltungen 205 des Radarsystems 180 können konfiguriert sein, um die Differenz zwischen der Amplitude und/oder der Phase des gesendeten Signals 230 und des empfangenen Signals 235 zu messen. Basierend auf diesen Messungen ist das Radarsystem 180 konfiguriert, um Standorte, Schnelligkeiten (oder andere Bewegungskennzeichen) mit Bezug auf die Frequenz zu bestimmen.
Bei einem beispielhaften Aspekt sind die Radarschaltungen 205 konfiguriert, um ein oder mehrere Sendesignale (z. B. Chirp-Signale) zu generieren und das Radarsendesignal über die Antenne 210 an ein oder mehrere Objekte 225 zu senden. Das oder die Objekte 225 können sich bewegen oder ortsfest sein. Eines oder mehrere der Signale werden auf das Radarsystem 180 zurück reflektiert und über die Antenne 210 empfangen.
Bei einem beispielhaften Aspekt sind die Radarschaltungen 205 konfiguriert, um ein oder mehrere Basisbandsignale bei einer oder mehreren Phasen und/oder Verstärkungen zu generieren und die Phasen- und/oder Amplituden-/Verstärkungs-Differenzierungen (gegenüber der Frequenz) zwischen dem oder den gesendeten Signalen und dem oder den empfangenen Signalen zu bestimmen.
Bei einem beispielhaften Aspekt sind die Radarschaltungen 205 konfiguriert, um elektromagnetische Signale (z. B. im Millimeterwellenlängenbereich) zu generieren. Die generierten Signale können unter Verwendung der Antenne 210 gesendet (abgestrahlt) werden, und das Echo (d. h. das reflektierte Signal), das von einem Ziel (z. B. dem Objekt 225) erzeugt wird, kann über die Antenne 210 empfangen und von den Radarschaltungen 205 abgetastet werden.
Die Radarschaltungen 205 sind konfiguriert, um die Phasen- und/oder Amplitudendifferenzen zwischen den gesendeten Signalen und den empfangenen Signalen zu messen oder anderweitig zu bestimmen, um Sensorinformationen oder andere Messdaten zu generieren. Die Radarschaltungen 205 sind konfiguriert, um dem Controller 140 Sensorinformationen bereitzustellen. Bei einem beispielhaften Aspekt bestimmen die Radarschaltungen 205 basierend auf diesen Messungen Standorte, Schnelligkeiten und andere Bewegungskennzeichen. Bei einem beispielhaften Aspekt bestimmen die Radarschaltungen 205 Standorte, Schnelligkeiten oder andere Bewegungskennzeichen mit Bezug auf die Frequenz.
Bei einem beispielhaften Aspekt bestimmen die Radarschaltungen 205 Radarinformationen (z. B. die Radarrohdaten), die eine direkte oder indirekte Beziehung zu Geschwindigkeit, Schnelligkeit, Richtung, Standort und/oder Entfernungen des oder der Objekte 225 aufweisen. Bei einem beispielhaften Aspekt sind die Radarschaltungen 205 konfiguriert, um die Phasen- und/oder Amplituden-(Verstärkungs-) Differenzen zwischen gesendeten und zurückgegebenen Signalen zu entnehmen (oder andersartig zu bestimmen). Die Differenzen können in einem Speicher (z. B. dem Speicher 160) abgelegt werden.
Bei einem beispielhaften Aspekt umfassen die Radarschaltungen 205 einen oder mehrere Prozessoren, wie etwa einen digitalen Signalprozessor. Bei einem beispielhaften Aspekt sind der oder die Prozessoren der Radarschaltungen 205 konfiguriert, um die Phase und/oder die Verstärkung gegenüber der Frequenz zu verarbeiten, die gemessen wird, und um beispielsweise eine inverse schnelle Fourier-Transformation (IFFT) an den Abtastwerten umzusetzen. Bei diesem Beispiel kann die Ausgabe des IFFT-Ergebnisses den Entfernungen der Objekte und/oder anderen Kennzeichen entsprechen. Bei einem beispielhaften Aspekt können die IFFT-Ergebnisse auch Informationen über mehrere Objekte bereitstellen, die sich in der gleichen Richtung befinden, und es ermöglichen, die Objekte voneinander zu unterscheiden.
Bei einem beispielhaften Aspekt ist das Radarsystem 180 als ein frequenzmoduliertes Dauerstrich- (CWFM) System konfiguriert, und die Radarinformationen können Frequenzwerte bezüglich verschiedener Entfernungen umfassen, und/oder ist als Dauerstrich- (CW) System konfiguriert, bei dem die Radarinformationen Frequenzwerte bezüglich Geschwindigkeit oder Schnelligkeit des Objekts umfassen können. Das Radarsystem 180 ist nicht auf CWFM- und CW-Systeme eingeschränkt und kann als ein oder mehrere andere Radarsysteme konfiguriert sein, wie es der Fachmann verstehen würde.
3 bildet die Radarschaltungen 205 gemäß einem beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung ab. Bei einem beispielhaften Aspekt umfassen die Radarschaltungen 180 einen Sendesignalpfad 307 und einen Empfangssignalpfad 317, die über einen Ein-/Ausgabe- (E/A) Anschluss A des Trenners 315 mit der Antenne 210 gekoppelt sind. Bei einem beispielhaften Aspekt umfasst der Trenner 315 vier Anschlüsse A bis D, wobei der Anschluss A ein E/A-Anschluss ist, der mit der Antenne 210 koppelbar ist; der Anschluss B mit einem Eingang des Mischers 330 gekoppelt ist; der Anschluss C mit dem Sendesignalpfad gekoppelt ist; und der Anschluss D mit dem Empfangssignalpfad 317 gekoppelt ist. Der Signalpfad 307 und der Signalpfad 317 können drahtgebundene und/oder drahtlose Signalpfade sein.
Bei einem beispielhaften Aspekt umfasst der Sendesignalpfad 307 einen Frequenzsynthesizer 305 und einen Leistungsverstärker (PA) 310. Der Frequenzsynthesizer 305 ist konfiguriert, um ein oder mehrere Ausgangssignale, die jeweils eine oder mehrere Frequenzen aufweisen, basierend auf einem Eingangssignal, das eine Frequenz (z. B. eine Referenzfrequenz) aufweist, zu generieren. Der Frequenzsynthesizer 305 kann konfiguriert sein, um eine Frequenzmultiplikation, eine Frequenzdivision, eine direkte digitale Synthese, eine Frequenzmischung und/oder eine oder mehrere andere Techniken auszuführen, um das eine oder die mehreren Frequenzsignale zu generieren, wie es der Fachmann verstehen wird. Der Frequenzsynthesizer 305 kann einen oder mehrere Phasenregelkreise umfassen, die konfiguriert sind, um das eine oder die mehreren Ausgangsfrequenzsignale basierend auf der Eingangsfrequenz zu generieren.
Der Frequenzsynthesizer 305 generiert ein Ausgangssignal, das eine Frequenz aufweist, die auf der Frequenz (z. B. der Referenzfrequenz) eines Eingangssignals, wie etwa eines Frequenz-Chirp-Steuersignals, basiert. Die Frequenz des Ausgangssignals kann durch den Frequenzsynthesizer 305 angepasst werden, um ein Ausgangssignal mit einer variablen Frequenz zu erzeugen.
Bei einem beispielhaften Aspekt umfasst der Frequenzsynthesizer 305 Prozessorschaltungen, die konfiguriert sind, um eine oder mehrere Frequenzen basierend auf einer Eingangs- (z. B. Referenz-) Frequenz zu generieren. Bei einem beispielhaften Aspekt wird die Eingangs- (Referenz-) Frequenz von einem externen oder internen Referenztaktgeber, wie etwa einem Quarzoszillator, bereitgestellt. Bei einem beispielhaften Aspekt ist der Controller 140 konfiguriert, um den Frequenzsynthesizer 305 zu steuern, um die Frequenz des Ausgangssignals anzupassen und/oder um das Referenztaktsignal dem Frequenzsynthesizer bereitzustellen. Das eine oder die mehreren Signale, die von dem Frequenzsynthesizer 305 generiert werden, werden als ein Eingabe für den Leistungsverstärker 310 bereitgestellt, der konfiguriert ist, um das Eingangsfrequenzsignal zu verstärken, um ein verstärktes Signal zu generieren. Das verstärkte Signal wird dann dem Trenner 315 (z. B. am Anschluss C) bereitgestellt. Das verstärkte Signal wird dann durch den Trenner 315 in zwei Signale P_bal und Pant geteilt und jeweils den Anschlüssen B und A bereitgestellt. Wenn die Impedanz an den Anschlüssen B und A symmetrisch ist, wird die Energie des verstärkten Signals zwischen den beiden Signalen P_bal und Pant gleichmäßig aufgeteilt. Bei einem beispielhaften Aspekt umfasst der Trenner 315 analoge Schaltungen, digitale Schaltungen oder eine Kombination von beiden, die konfiguriert sind, um eine oder mehrere Funktionen und/oder Arbeitsgänge des Trenners 315 auszubilden. Bei einem beispielhaften Aspekt ist der Trenner 315 ein elektrisch symmetrischer Duplexer oder ein Hybridtransformator 415 wie in 4 gezeigt. Der Betrieb des Hybridtransformators ist in 6A und 6B abgebildet. Beispielsweise wird mit Bezug auf 6A während einer Signalsendung ein Signal auf dem Sendesignalpfad (Anschluss C) zwischen der Antenne 210, die mit dem E/A- (Antennen-) Anschluss A verbunden ist, und dem Anschluss B (z. B. dem symmetrischen Anschluss) geteilt, während der Anschluss D (Empfangssignalpfad) von dem Sendesignalpfad am Anschluss C getrennt ist. D. h. mit einer Impedanzanpassung zwischen den Anschlüssen A und B wird das Sendesignal vom Sendesignalpfad (Anschluss C) zwischen dem Antennenanschluss A (E/A-Anschluss) und dem symmetrischen Anschluss B geteilt (d. h. der Anschluss wird mit dem Mischer 330 gekoppelt), während der Empfangsanschluss D getrennt wird. Während des Signalempfangs, wie in 6B gezeigt, wird das Signal, das von der Antenne 210 am Anschluss A (E/A-Anschluss) empfangen wird, zwischen dem Sendesignalpfad (Anschluss C) und dem Empfangssignalpfad (Anschluss D) geteilt. Der symmetrische Anschluss B ist von dem Antennenanschluss A getrennt.
Bei einem beispielhaften Aspekt ist der Empfangsanschluss D mit einem rauscharmen Verstärker (LNA) 325 verbunden, der konfiguriert ist, um die Signalausgabe vom Anschluss D des Trenners 315 (z. B. ein Signal, das von den Radarschaltungen 205 über die Antenne 210 empfangen wird) zu verstärken, ohne das Signal-Rausch-Verhältnis des verstärkten Signals erheblich zu verschlechtern. Das Ausgangssignal für den LNA 325 wird dem Mischer 330 bereitgestellt. Der Mischer 330 ist konfiguriert, um das verstärkte Signal von dem LNA 325 basierend auf einer Lokaloszillation (LO), die in den Mischer 330 eingegeben wird, zu mischen (z. B. herunter zu konvertieren). Bei einem beispielhaften Aspekt ist der symmetrische Anschluss B des Trenners 315 mit dem LO-Eingang des Mischers 330 derart verbunden, dass der Teil des verstärkten Signals (P_bal ) von dem Trenner 315 wie das LO-Eingangssignal des Mischers 330 funktioniert. Vorteilhaft steuert bei den Aspekten der vorliegenden Offenbarung die Sendeenergie, die an den symmetrischen Anschluss B geliefert wird, den Mischer 330 an, ein Signal, das von Radarschaltungen 205 empfangen wird, zu mischen (herunter zu konvertieren), was die Energieeffizienz erhöht. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass kein zusätzliches LO-Verteilungsnetzwerk (und Energie) zum Herunterkonvertieren empfangener Signale benötigt wird, wodurch sich die Energieeffizienz der Radarschaltungen 205 erhöht, während sich die Schaltkreisgröße der Radarschaltungen reduziert.
Bei einem beispielhaften Aspekt umfassen die Radarschaltungen 205 einen Impedanztuner 320, der konfiguriert ist, um die Impedanz an dem symmetrischen Anschluss (d. h. dem Anschluss B) anzupassen, damit sie mit der Eingangsimpedanz der Antenne 210 am Anschluss A übereinstimmt. Vorteilhaft verbessert die Anpassung der Impedanzen die Trennung des Trenners 315. Bei einem beispielhaften Aspekt umfasst der Impedanztuner 320 Prozessorschaltungen, die konfiguriert sind, um die Impedanz an dem symmetrischen Anschluss (d. h. dem Anschluss B) anzupassen, damit sie mit der Eingangsimpedanz von Anschluss A (z. B. der Eingangsimpedanz der Antenne 210) übereinstimmt. Bei einem beispielhaften Aspekt umfasst der Impedanztuner 320 ein schaltbares RC-Glied-Netzwerk.
5 bildet Radarschaltungen 500 gemäß einem beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung ab. Die Radarschaltungen 500 sind ähnlich wie die Radarschaltungen 205, die mit Bezug auf 3 und 4 besprochen wurden, umfassen jedoch zusätzlich einen Phasen-/Verzögerungs-Controller 505 und einen Verstärker und Filter 510.
Der Phasen-/Verzögerungs-Controller 505 ist konfiguriert, um die Verzögerung eines Eingangssignals (z. B. des Ausgangssignals, das durch den Frequenzsynthesizer 305 generiert wird) anzupassen, um ein Ausgangssignal mit einer gewünschten Phase zu erzielen. Der Phasen-/Verzögerungs-Controller 505 kann auch als Phasenschieber 505 bezeichnet werden. Bei einem beispielhaften Aspekt umfasst der Phasen-/Verzögerungs-Controller 505 Prozessorschaltungen, die konfiguriert sind, um die Verzögerung eines Eingangssignals anzupassen, um ein Ausgangssignal mit einer gewünschten Phase zu erzielen. Der Phasen-/Verzögerungs-Controller 505 kann für Strahlbündelungs-/Strahllenkungsarbeitsgänge durch die Radarschaltungen konfiguriert sein.
Bei einem beispielhaften Aspekt wird, da der Mischer 330 auf Grund der Teilungsfunktion des Trenners 315/415 basierend auf einem Teil des Sendesignals angesteuert wird, eine Verzögerungsanpassung/ Phasenverschiebung, die auf das Sendesignal angewendet wird, auch auf die Herunterkonvertierung eines empfangenen Signals durch den Mischer 330 angewendet. Vorteilhaft wird die Notwendigkeit eines zusätzlichen Phasenverschiebungsprozesses (und entsprechender Schaltungen) auf dem Empfangssignalpfad daher vermieden, weil die Empfangslokaloszillation mit der Phasenverschiebung, die durch den Phasen-/ Verzögerungs-Controller 505 auf das Sendesignal auf dem Sendesignalpfad angewendet wird, übereinstimmend phasenverschoben ist.
Der Verstärker und Filter 510 ist konfiguriert, um ein Eingangssignal (z. B. das Ausgangssignal des Mischers 330) zu filtern und/oder zu verstärken, um ein gefiltertes und/oder verstärktes Ausgangssignal zu generieren. Bei einem beispielhaften Aspekt ist der Verstärker und Filter 510 ein Basisband-Verstärker und -Filter. Bei einem beispielhaften Aspekt umfasst der Verstärker und Filter 510 Prozessorschaltungen, die konfiguriert sind, um ein Eingangssignal zu filtern und/oder zu verstärken, um ein gefiltertes und/oder verstärktes Ausgangssignal zu generieren.
Da der Teil des Sendesignals den Mischer 330 ansteuert, vermeiden die Radarschaltungen der beispielhaften Aspekte der vorliegenden Offenbarung vorteilhaft eine zusätzliche Lokaloszillatorleitweglenkung auf dem Chip. Ferner reduzieren die beispielhaften Aspekte Antennenreflexionen, die durch herkömmliche Trenner mit 3 Anschlüssen ausgebildet werden, die selbst bei einer perfekten Trennerleistung unter einem Sender/Empfänger-Verlust ungleich Null leiden. Insbesondere reduziert oder vermeidet der Trenner 315/415 vorteilhaft eine Antennenreflektion, da die Sender/Empfänger-Trennung von der Symmetrie zwischen dem Antennenanschluss A und dem symmetrischen (z. B. Mischer) Anschluss B abhängig ist.
Mit einer einzigen Antennenschnittstelle (z. B. E/A-Anschluss A) und dem Trenner 315/415 erreichen beispielhafte Aspekte vorteilhaft einen Radar-Transceiver mit hoher Linearität, kompakter Bauformgröße (z. B. reduziertem Formfaktor), wobei sie eine ausreichende Trennung zwischen dem Sender und Empfänger bereitstellen, und verbesserte Energieeffizienz. Ferner bieten die beispielhaften Aspekte die folgenden Vorteile: es wird ein zweidimensionaler (z. B. X- und Y-Dimensionen) phasengesteuerter Radar mit verbesserter Skalierbarkeit ermöglicht (z. B. können Elemente wiederholt werden, um große Gruppen zu bilden); für eine gegebene Antennengruppenapertur oder Anzahl von Elementen (z. B. eine gegebene Fläche auf dem System, die für die Antennengruppe zugeteilt ist) erlaubt die Einzelantennenschnittstelle doppelt so viele Antennenelemente sowohl für Sendung als auch Empfang, da sie beide die gesamte Antennengruppe verwenden; und für eine gegebene Antennengruppenapertur ist die erreichbare Auflösung zweimal besser als die getrennte Antennenlösung (z. B. es kann eine doppelt so schmale Strahlenbreite ausgebildet werden).
7 bis 8 bilden Leistungsdiagramme der Radarschaltungen gemäß den beispielhaften Aspekten der vorliegenden Offenbarung ab. Insbesondere umfasst 7 die Sender/Empfänger-Trennung 705, den Antennen/Empfänger-Einfügungsverlust 710 und die Antennen/Symmetrie-Trennung 715. 8 umfasst die Sender/Empfänger-Basisbandverstärkung 805, die Antennen/ Empfänger-Basisbandverstärkung 810 und das Antennen/Empfänger-Basisbandrauschen 815.
9 bildet ein Ablaufschema 900 eines Radarsignalverarbeitungsverfahrens gemäß einem beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung ab. Das Ablaufschema 900 wird weiter mit Bezug auf 1 bis 8 beschrieben. Die Schritte des Verfahrens sind nicht auf die nachstehend beschriebene Reihenfolge eingeschränkt, und die diversen Schritte können in einer anderen Reihenfolge ausgeführt werden. Ferner können zwei oder mehrere Schritten des Verfahrens gleichzeitig ausgeführt werden. Bei einem beispielhaften Aspekt sind die Radarschaltungen 205/500 konfiguriert, um das Verfahren des Ablaufschemas 900 auszuführen.
Das Verfahren des Ablaufschemas 900 beginnt mit Schritt 905, bei dem ein Sendeenergiesignal auf einem Sendesignalpfad in ein Oszillationssignal (P_bal ) und ein Sendesignal (Pant) basierend auf einer Trennung des Sendesignalpfads von einem Empfangssignalpfad getrennt wird. Bei einem beispielhaften Aspekt ist der Trenner 315/415 konfiguriert, um den Sendesignalpfad von dem Empfangssignalpfad zu trennen.
Nach Schritt 905 geht das Ablaufschema 900 auf Schritt 910 über, bei dem ein Oszillationssignal (P_bal ) für den Mischer 330 bereitgestellt wird, um den Mischer 330 anzusteuern, ein Signal herunter zu konvertieren, das auf dem Empfangssignalpfad bereitgestellt wird. Bei einem beispielhaften Aspekt ist der Trenner 315/415 mit dem LO-Eingang des Mischers 330 derart gekoppelt, dass das Oszillationssignal (P_bal ) das Oszillationssignal des Mischers 330 ist.
Nach Schritt 910 geht das Ablaufschema 900 auf Schritt 915 über, bei dem eine Impedanz eines symmetrischen Anschlusses (d. h. des Ausgangs des Trenners 315/415, der das Oszillationssignal (P_bal ) generiert), der mit dem Mischer 330 gekoppelt ist, an eine Impedanz einer Antenne angepasst wird, die mit einem Antennenanschluss (E/A-Anschluss) gekoppelt ist. Bei einem beispielhaften Aspekt ist ein Impedanztuner 320 konfiguriert, um die Impedanz an dem symmetrischen Anschluss (d. h. dem Anschluss B) anzupassen, damit sie mit der Eingangsimpedanz der Antenne 210 am Anschluss A übereinstimmt.
Beispiele
Beispiel 1 entspricht Radarschaltungen, die Folgendes umfassen: einen Trenner, der konfiguriert ist zum: Trennen eines Sendesignalpfads und eines Empfangssignalpfads voneinander; und Generieren eines Treibersignals basierend auf einem Sendesignal auf dem Sendesignalpfad; und einen Mischer, der konfiguriert ist, um ein empfangenes Signal auf dem Empfangssignalpfad und das Treibersignal zu mischen, um ein konvertiertes Signal zu generieren.
Beispiel 2 ist der Gegenstand von Beispiel 1, wobei der Trenner ein Hybridtransformator ist.
Beispiel 3 ist der Gegenstand von Beispiel 1, wobei der Trenner ein elektrisch symmetrischer Duplexer ist.
Beispiel 4 ist der Gegenstand eines der Beispiele 1 bis 3, wobei der Trenner mit dem Mischer gekoppelt ist.
Beispiel 5 ist der Gegenstand eines der Beispiele 1 bis 4, wobei der Trenner ferner konfiguriert ist, um den Sendesignalpfad und den Empfangssignalpfad mit einem Ein-/Ausgabe- (E/A) Anschluss zu koppeln.
Beispiel 6 ist der Gegenstand von Beispiel 5, ferner umfassend eine Antenne, die mit dem E/A-Anschluss gekoppelt ist, wobei das empfangene Signal über die Antenne empfangen wird.
Beispiel 7 ist der Gegenstand eines der Beispiele 1 bis 4, wobei der Trenner ferner konfiguriert ist, um den Sendesignalpfad und den Empfangssignalpfad mit einem Ein-/Ausgabe- (E/A) Anschluss zu koppeln und den Sendesignalpfad mit dem Mischer zu koppeln.
Beispiel 8 ist der Gegenstand eines der Beispiele 5 bis 7, wobei der Trenner konfiguriert ist, um das Sendesignal zu teilen, um das Treibersignal, das dem Mischer bereitgestellt wird, und ein Ausgangssignal, das dem E/A-Anschluss bereitgestellt wird, zu generieren.
Beispiel 9 ist der Gegenstand eines der Beispiele 1 bis 8, ferner umfassend einen Impedanztuner, der konfiguriert ist, um eine Impedanz eines mit dem Mischer gekoppelten Anschlusses des Trenners, an dem das Treibersignal bereitgestellt wird, anzupassen.
Beispiel 10 ist der Gegenstand eines der Beispiele 1 bis 8, ferner umfassend einen Impedanztuner, der konfiguriert ist, um eine Impedanz eines Anschlusses des Trenners, von dem das Treibersignal bereitgestellt wird und der mit dem Mischer gekoppelt, anzupassen, damit sie mit einer Impedanz der Antenne übereinstimmt.
Beispiel 11 ist der Gegenstand eines der Beispiele 1 bis 10, wobei der Sendesignalpfad einen Phasenschieber umfasst, der konfiguriert ist, um eine Phase des Sendesignals anzupassen, wobei das Treibersignal, das durch den Trenner generiert wird, die gleiche Phase wie die angepasste Phase des Sendesignals aufweist.
Beispiel 12 ist der Gegenstand eines der Beispiele 1 bis 11, wobei der Mischer das empfangene Signal basierend auf dem Treibersignal herunterkonvertiert, um das konvertierte Signal zu generieren.
Beispiel 13 entspricht Radarschaltungen, die Folgendes umfassen: einen Hybridtransformator, der konfiguriert ist zum: Trennen eines Sendesignalpfads und eines Empfangssignalpfads voneinander; Koppeln des Sendesignalpfads und des Empfangssignalpfads mit einem Ein-/Ausgabe- (E/A) Anschluss; und Trennen eines Sendeenergiesignals in ein Lokaloszillationssignal und ein Sendesignal; und einen Mischer, der mit dem Hybridtransformator gekoppelt ist und konfiguriert ist, um das Lokaloszillationssignal zu empfangen, und ein Signal, das über den E/A-Anschluss empfangen wird und dem Mischer über den Empfangssignalpfad bereitgestellt wird, mit dem Lokaloszillationssignal zu mischen, um ein konvertiertes Signal zu generieren.
Beispiel 14 ist der Gegenstand von Beispiel 13, wobei der Sendesignalpfad durch den Hybridtransformator mit dem Mischer gekoppelt ist.
Beispiel 15 ist der Gegenstand eines der Beispiele 13 bis 14, ferner umfassend einen Impedanztuner, der konfiguriert ist, um eine Impedanz eines mit dem Mischer gekoppelten Anschlusses des Trenners, an dem das Lokaloszillationssignal bereitgestellt wird, anzupassen.
Beispiel 16 ist der Gegenstand eines der Beispiele 13 bis 14, ferner umfassend einen Impedanztuner, der konfiguriert ist, um eine Impedanz eines Anschlusses des Trenners, von dem das Lokaloszillationssignal bereitgestellt wird und der mit dem Mischer gekoppelt ist, anzupassen, damit sie mit einer Impedanz der Antenne am E/A-Anschluss übereinzustimmt.
Beispiel 17 ist der Gegenstand eines der Beispiele 13 bis 16, ferner umfassend eine Antenne, die mit dem E/A-Anschluss gekoppelt ist, wobei das empfangene Signal über die Antenne empfangen wird.
Beispiel 18 ist der Gegenstand eines der Beispiele 13 bis 17, wobei der Mischer das empfangene Signal basierend auf dem Lokaloszillationssignal herunterkonvertiert, um das konvertierte Signal zu generieren.
Beispiel 19 entspricht Radarschaltungen, die Folgendes umfassen: ein Trennmittel zum Trennen eines Sendesignalpfads und eines Empfangssignalpfads voneinander und zum Generieren eines Treibersignals basierend auf einem Sendesignal auf dem Sendesignalpfad; und Mischmittel zum Mischen eines empfangenen Signals auf dem Empfangssignalpfad und des Treibersignals, um ein konvertiertes Signal zu generieren.
Beispiel 20 ist der Gegenstand von Beispiel 19, wobei das Trennmittel ein Hybridtransformator ist.
Beispiel 21 ist der Gegenstand von Beispiel 19, wobei das Trennmittel ein elektrisch symmetrischer Duplexer ist.
Beispiel 22 ist der Gegenstand eines der Beispiele 19 bis 21, wobei das Trennmittel mit dem Mischmittel gekoppelt ist.
Beispiel 23 ist der Gegenstand eines der Beispiele 19 bis 22, wobei das Trennmittel den Sendesignalpfad und den Empfangssignalpfad mit einem Ein-/ Ausgabe- (E/A) Anschluss koppelt.
Beispiel 24 ist der Gegenstand von Beispiel 23, ferner umfassend eine Antenne, die mit dem E/A-Anschluss gekoppelt ist, wobei das empfangene Signal über die Antenne empfangen wird.
Beispiel 25 ist der Gegenstand eines der Beispiele 19 bis 22, wobei das Trennmittel den Sendesignalpfad und den Empfangssignalpfad mit einem Ein-/ Ausgabe- (E/A) Anschluss koppelt und den Sendesignalpfad mit dem Mischmittel koppelt.
Beispiel 26 ist der Gegenstand eines der Beispiele 23 bis 25, wobei das Trennmittel das Sendesignal teilt, um das Treibersignal, das dem Mischmittel bereitgestellt wird, und ein Ausgangssignal, das dem E/A-Anschluss bereitgestellt wird, zu generieren.
Beispiel 27 ist der Gegenstand eines der Beispiele 19 bis 26, ferner umfassend Impedanzabstimmmittel zum Anpassen einer Impedanz eines mit dem Mischmittel gekoppelten Anschlusses des Trennmittels, an dem das Treibersignal bereitgestellt wird.
Beispiel 28 ist der Gegenstand eines der Beispiele 19 bis 26, ferner umfassend Impedanzabstimmmittel zum Anpassen einer Impedanz eines Anschlusses des Trennmittels, von dem das Treibersignal bereitgestellt wird und der mit dem Mischmittel gekoppelt ist, damit sie mit einer Impedanz der Antenne übereinstimmt.
Beispiel 29 ist der Gegenstand eines der Beispiele 19 bis 28, wobei der Sendesignalpfad Phasenverschiebungsmittel umfasst, um eine Phase des Sendesignals anzupassen, wobei das Treibersignal, das von dem Trennmittel generiert wird, die gleiche Phase wie die angepasste Phase des Sendesignals hat.
Beispiel 30 ist der Gegenstand eines der Beispiele 19 bis 29, wobei das Mischmittel das empfangene Signal basierend auf dem Treibersignal herunterkonvertiert, um das konvertierte Signal zu generieren.
Beispiel 31 entspricht Radarschaltungen, die Folgendes umfassen: ein hybrides Transformationsmittel, um einen Sendesignalpfad und einen Empfangssignalpfad voneinander zu trennen, um den Sendesignalpfad und den Empfangssignalpfad mit einem Ein-/Ausgabe- (E/A) Anschluss zu koppeln, und um ein Sendeenergiesignal in ein Lokaloszillationssignal und ein Sendesignal zu trennen; und Mischmittel, die mit dem hybriden Transformationsmittel gekoppelt sind, und um das Lokaloszillationssignal zu empfangen und ein Signal, das über den E/A-Anschluss empfangen wird und dem Mischmittel über den Empfangssignalpfad bereitgestellt wird, mit dem Lokaloszillationssignal zu mischen, um ein konvertiertes Signal zu generieren.
Beispiel 32 ist der Gegenstand von Beispiel 31, wobei der Sendesignalpfad mit dem Mischmittel durch das hybride Transformationsmittel gekoppelt ist.
Beispiel 33 ist der Gegenstand eines der Beispiele 31 bis 32, ferner umfassend Impedanzabstimmmittel, um eine Impedanz eines mit dem Mischmittel gekoppelten Anschlusses des Trennmittels, an dem das Lokaloszillationssignal bereitgestellt wird, anzupassen.
Beispiel 34 ist der Gegenstand eines der Beispiele 31 bis 32, ferner umfassend Impedanzabstimmmittel, um eine Impedanz eines Anschlusses des Trennmittels, von dem das Lokaloszillationssignal bereitgestellt wird und der mit dem Mischmittel gekoppelt ist, anzupassen, um sie mit einer Impedanz der Antenne am E/A-Anschluss übereinstimmt.
Beispiel 35 ist der Gegenstand eines der Beispiele 31 bis 34, ferner umfassend eine Antenne, die mit dem E/A-Anschluss gekoppelt ist, wobei das empfangene Signal über die Antenne empfangen wird.
Beispiel 36 ist der Gegenstand eines der Beispiele 31 bis 35, wobei das Mischmittel das empfangene Signal basierend auf dem Lokaloszillationssignal herunterkonvertiert, um das konvertierte Signal zu generieren.
Beispiel 37 ist ein Radarsignalverarbeitungsverfahren, das folgende Schritte umfasst: Trennen eines Sendesignalpfads und eines Empfangssignalpfads voneinander, um ein Sendeenergiesignal auf dem Sendesignalpfad in ein Oszillationssignal und ein Sendesignal zu trennen; und Bereitstellen des Oszillationssignals für einen Mischer über einen Signalpfad, um den Mischer mit dem Oszillationssignal anzusteuern, um ein Signal zu konvertieren, das auf dem Empfangssignalpfad bereitgestellt wird.
Beispiel 38 ist der Gegenstand von Beispiel 37, wobei der Sendesignalpfad und der Empfangssignalpfad mit einem Ein-/Ausgabe- (E/A) Signalpfad durch einen Trenner gekoppelt sind, wobei das Verfahren ferner das Anpassen der jeweiligen Impedanzen des Signalpfads und des E/A-Signalpfads umfasst.
Beispiel 39 ist ein unverbindlicher computerlesbarer Datenträger, der Programmanweisungen umfasst, die bei ihrer Ausführung bewirken, dass ein Prozessor das Verfahren eines der Beispiele 38 bis 39 ausführt.
Beispiel 40 ist ein Radarsystem, das Mittel umfasst, um die Schritte des Verfahrens eines der Beispiele 38 bis 39 auszuführen.
Beispiel 41 ist eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung, welche die Radarschaltungen eines der Beispiele 1 bis 36 umfasst.
Beispiel 42 ist ein Gerät, das im Wesentlichen wie gezeigt und beschrieben ist.
Beispiel 43 ist ein Verfahren, das im Wesentlichen wie gezeigt und beschrieben ist.
Schlussfolgerung
Die vorstehende Beschreibung der spezifischen Aspekte offenbart die allgemeine Beschaffenheit der Offenbarung so vollständig, dass andere durch die Anwendung von technischen Fachkenntnissen diese spezifischen Aspekte für diverse Anwendungen ohne Weiteres ohne übermäßiges Experimentieren, und ohne den allgemeinen Gedanken der vorliegenden Offenbarung zu verlassen, ändern und/oder anpassen können. Daher sind derartige Anpassungen und Änderungen dazu gedacht, basierend auf den hier vorgelegten Lehren und Anleitungen in Sinn und Umfang der Äquivalente der besprochenen Aspekte zu liegen. Es versteht sich, dass die vorliegende Ausdrucksweise oder Terminologie beschreibend und nicht einschränkend ist, so dass die Terminologie oder Ausdrucksweise der vorliegenden Beschreibung durch den Fachmann angesichts der Lehren und Anleitungen auszulegen ist.
Bezugnahmen in der Beschreibung auf „einen einzigen Aspekt“, „einen Aspekt“, „einen beispielhaften Aspekt“ usw. bedeuten, dass der beschriebene Aspekt ein bestimmtes Merkmal, eine bestimmte Struktur oder ein bestimmtes Kennzeichen umfassen kann, jedoch nicht jeder Aspekt unbedingt dieses bestimmte Merkmal, die bestimmte Struktur oder das bestimmte Kennzeichen umfasst. Des Weiteren beziehen sich derartige Ausdrücke nicht unbedingt auf den gleichen Aspekt. Wenn ferner ein bestimmte Merkmal, eine bestimmte Struktur oder ein bestimmtes Kennzeichen in Verbindung mit einem Aspekt beschrieben wird, wird nahegelegt, dass es zum Wissen des Fachmanns gehört, dieses Merkmal, diese Struktur oder dieses Kennzeichen in Verbindung mit anderen Aspekten, ob explizit beschrieben oder nicht, umzusetzen.
Die hier beschriebenen beispielhaften Aspekte werden zur Erläuterung bereitgestellt und sind nicht einschränkend. Andere beispielhafte Aspekte sind möglich, und es können Änderungen an den beispielhaften Aspekten vorgenommen werden. Daher soll die Beschreibung die Offenbarung nicht einschränken. Vielmehr ist der Umfang der Offenbarung nur gemäß den folgenden Ansprüchen und ihren Äquivalenten definiert.
Die Aspekte können als Hardware (z. B. Schaltkreise), Firmware, Software oder als eine beliebige Kombination davon umgesetzt werden. Die Aspekte können auch als Anweisungen umgesetzt werden, die auf einem maschinenlesbaren Datenträger gespeichert sind, die von einem oder mehreren Prozessoren ausgelesen und ausgeführt werden können. Ein maschinenlesbarer Datenträger kann einen beliebigen Mechanismus zum Speichern und Senden von Informationen in einer Form, die durch eine Maschine (z. B. eine Computervorrichtung) lesbar ist, umfassen. Beispielsweise kann ein maschinenlesbarer Datenträger einen Festspeicher (ROM); einen Arbeitsspeicher (RAM); magnetische Plattenspeichermedien; optische Speichermedien; Flash-Speichervorrichtungen; elektrische, optische, akustische oder andere Formen von verbreiteten Signalen (z. B. Trägerwellen, Infrarotsignalen, Digitalsignalen usw.), und dergleichen umfassen. Ferner können hier Firmware, Software, Routinen, Anweisungen beschrieben werden, wie sie gewisse Aktionen ausführen. Es versteht sich jedoch, dass diese Beschreibungen nur praktischen Gründen dienen, und dass sich diese Aktionen in der Tat daraus ergeben, dass Computervorrichtungen, Prozessoren, Controller oder andere Vorrichtungen die Firmware, Software, Routinen, Anweisungen usw. ausführen. Ferner können alle diese Umsetzungsvarianten von einem Universalcomputer ausgeführt werden.
Zum Zweck der vorliegenden Diskussion ist der Begriff „Prozessorschaltungen“ als Schaltkreis(e), Prozessor(en), Logik oder eine Kombination davon zu verstehen. Ein Schaltkreis umfasst einen analogen Schaltkreis, einen digitalen Schaltkreis, eine Zustandsmaschinenlogik, andere strukturelle elektronische Hardware oder eine Kombination davon. Ein Prozessor umfasst einen Mikroprozessor, einen digitalen Signalprozessor (DSP), eine Zentraleinheit (CPU), einen anwendungsspezifischen Befehlssatzprozessor (ASIP), einen Graphik- und/oder Bildprozessor, einen Mehrkernprozessor oder einen anderen Hardware-Prozessor. Der Prozessor kann mit Anweisungen „fest codiert“ sein, um eine oder mehrere entsprechende Funktionen gemäß den hier beschriebenen Aspekten auszuführen. Alternativ kann der Prozessor auf einen internen und/oder externen Speicher zugreifen, um Anweisungen abzurufen, die in dem Speicher abgelegt sind, die bei ihrer Ausführung durch den Prozessor die entsprechende(n) Funktion(en), die mit dem Prozessor verknüpft ist bzw. sind, und/oder eine oder mehrere Funktionen und/oder Schritte, die mit dem Betrieb einer den Prozessor aufweisenden Komponente zusammenhängen, ausführen.
Bei einem oder mehreren der hier beschriebenen beispielhaften Aspekte können die Prozessorschaltungen einen Speicher umfassen, der Daten und/oder Anweisungen speichert. Der Speicher kann ein beliebiger wohlbekannter flüchtiger und/oder nicht flüchtiger Speicher sein, wozu beispielsweise ein Festspeicher (ROM), ein Arbeitsspeicher (RAM), ein Flash-Speicher, ein magnetisches Speichermedium, eine optische Platte, ein löschbarer programmierbarer Festspeicher (EPROM) und ein programmierbarer Festspeicher (PROM) gehören. Der Speicher kann nicht wechselbar, wechselbar oder eine Kombination von beiden sein.
Wie es für den Fachmann basierend auf den vorliegenden Lehren ersichtlich sein wird, sind die beispielhaften Aspekte nicht auf Kommunikationsprotokolle, die das Millimeterwellen- (mmWave) Spektrum (z. B. 24 GHz bis 300 GHz), wie etwa WiGig (IEEE 802.1 1ad und/oder IEEE 802.1 1ay), das bei 60 GHz funktioniert, verwenden, und/oder auf ein oder mehrere 5G-Protokolle, die beispielsweise das 28 GHz-Frequenzspektrum verwenden, eingeschränkt. Die beispielhaften Aspekte können auf andere drahtlose Kommunikationsprotokolle/Standards (z. B. LTE oder andere Mobilprotokolle, andere IEEE 802.11-Protokolle usw.) angewendet werden, wie es der Fachmann auf dem betreffenden Gebiet verstehen wird.

Claims

Radarschaltungen, umfassend: ein Trennmittel, um einen Sendesignalpfad und einen Empfangssignalpfad voneinander zu trennen, und um ein Treibersignal basierend auf einem Sendesignal auf dem Sendesignalpfad zu generieren; und Mischmittel zum Mischen eines empfangenen Signals auf dem Empfangssignalpfad und des Treibersignals, um ein konvertiertes Signal zu generieren.
Radarschaltungen nach Anspruch 1, wobei das Trennmittel ein Hybridtransformator ist.
Radarschaltungen nach Anspruch 1, wobei das Trennmittel ein elektrisch symmetrischer Duplexer ist.
Radarschaltungen nach Anspruch 1, wobei das Trennmittel mit dem Mischmittel gekoppelt ist.
Radarschaltungen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Trennmittel den Sendesignalpfad und den Empfangssignalpfad mit einem Ein-/ Ausgabe- (E/A) Anschluss koppelt.
Radarschaltungen nach Anspruch 5, ferner umfassend eine Antenne, die mit dem E/A-Anschluss gekoppelt ist, wobei das empfangene Signal über die Antenne empfangen wird.
Radarschaltungen nach Anspruch 1, wobei das Trennmittel den Sendesignalpfad und den Empfangssignalpfad mit einem Ein-/Ausgabe- (E/A) Anschluss koppelt und den Sendesignalpfad mit dem Mischmittel koppelt.
Radarschaltungen nach Anspruch 5, wobei das Trennmittel das Sendesignal teilt, um das Treibersignal, das den Mischmitteln bereitgestellt wird, und ein Ausgangssignal, das dem E/A-Anschluss bereitgestellt wird, zu generieren.
Radarschaltungen nach Anspruch 1, ferner umfassend Impedanzabstimmmittel zum Anpassen einer Impedanz eines mit dem Mischmittel gekoppelten Anschlusses des Trennmittels, an dem das Treibersignal bereitgestellt wird.
Radarschaltungen nach Anspruch 1, ferner umfassend Impedanzabstimmmittel zum Anpassen einer Impedanz eines Anschlusses des Trennmittels, von dem das Treibersignal bereitgestellt wird und der mit dem Mischmittel gekoppelt ist, damit sie mit einer Impedanz der Antenne übereinstimmt.
Radarschaltungen nach Anspruch 1, wobei der Sendesignalpfad Phasenverschiebungsmittel zum Anpassen einer Phase des Sendesignals umfasst, wobei das Treibersignal, das von dem Trennmittel generiert wird, die gleiche Phase wie die angepasste Phase des Sendesignals aufweist.
Radarschaltungen nach Anspruch 1, wobei das Mischmittel das empfangene Signal basierend auf dem Treibersignal herunterkonvertiert, um das konvertierte Signal zu generieren.
Radarschaltungen, umfassend: ein hybrides Transformationsmittel, um einen Sendesignalpfad und einen Empfangssignalpfad voneinander zu trennen, um den Sendesignalpfad und den Empfangssignalpfad mit einem Ein-/Ausgabe- (E/A) Anschluss zu koppeln, und um ein Sendeenergiesignal in ein Lokaloszillationssignal und ein Sendesignal zu trennen; und Mischmittel, die mit dem hybriden Transformationsmittel gekoppelt sind, und zum Empfangen des Lokaloszillationssignals und zum Mischen eines Signals, das über den E/A-Anschluss empfangen wird und den Mischmitteln über den Empfangssignalpfad mit dem Lokaloszillationssignal bereitgestellt wird, um ein konvertiertes Signal zu generieren.
Radarschaltungen nach Anspruch 13, wobei der Sendesignalpfad durch das hybride Transformationsmittel mit dem Mischmittel gekoppelt ist.
Radarschaltungen nach Anspruch 13, ferner umfassend Impedanzabstimmmittel zum Anpassen einer Impedanz eines mit dem Mischmittel gekoppelten Anschlusses des Trennmittels, an dem das Lokaloszillationssignal bereitgestellt wird.
Radarschaltungen nach einem der Ansprüche 13 bis 15, ferner umfassend Impedanzabstimmmittel zum Anpassen einer Impedanz eines Anschlusses des Trennmittels, von dem das Lokaloszillationssignal bereitgestellt wird und der mit dem Mischmittel gekoppelt ist, damit sie mit einer Impedanz der Antenne am E/A-Anschluss übereinstimmt.
Radarschaltungen nach Anspruch 13, ferner umfassend eine Antenne, die mit dem E/A-Anschluss gekoppelt ist, wobei das empfangene Signal über die Antenne empfangen wird.
Radarschaltungen nach Anspruch 13, wobei das Mischmittel das empfangene Signal basierend auf dem Lokaloszillationssignal herunterkonvertiert, um das konvertierte Signal zu generieren.
Radarsignalverarbeitungsverfahren, umfassend: Trennen eines Sendesignalpfads und eines Empfangssignalpfads voneinander, um ein Sendeenergiesignal auf dem Sendesignalpfad in ein Oszillationssignal und ein Sendesignal zu trennen; und Bereitstellen des Oszillationssignals für einen Mischer über einen Signalpfad, um den Mischer mit dem Oszillationssignal anzusteuern, um ein Signal zu konvertieren, das auf dem Empfangssignalpfad bereitgestellt wird.
Radarsignalverarbeitungsverfahren nach Anspruch 19, wobei der Sendesignalpfad und der Empfangssignalpfad durch einen Trenner mit einem Ein-/Ausgabe- (E/A) Signalpfad gekoppelt sind, wobei das Verfahren ferner das Anpassen von jeweiligen Impedanzen des Signalpfads und des E/A-Signalpfads umfasst.
Unverbindlicher computerlesbarer Datenträger, der Programmanweisungen umfasst, die bei ihrer Ausführung bewirken, dass ein Prozessor das Verfahren nach Anspruch 20 ausführt.
Radarsystem mit Mitteln zum Ausführen der Schritte des Verfahrens nach Anspruch 20.