JP2021021742A - レーダーシステムにおけるトランシーバ性能パラメータの測定 - Google Patents
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Abstract
Description
Gaini=20logAi−Pi
ループバックパスが受信チャネルをまたがって対称的に設計される場合、利得は電力データを使用せずに、すなわち、下記のように計算され得る。
Gaini=20logAi
などの定数を、こうした目的で上記の式に付加し得、上式で、ADCFullScaleはADCのフルスケール電圧(1ボルトなど)であり、NumBitsは各ADC出力ワードにおけるビット数であり、Resistanceは例えば典型的な50オーム抵抗であり得る。無線設計者に知られている他の標準的な概念について標準化するために、他の同様の設計定数が存在し得る。
GainMismatchi,j=Gaini−Gainj
2つの受信チャネルi及びjの間の位相不一致は、下記のように計算され得る。
PhaseMismatchi,j=θi−θj
IFBandwidthについての典型的な値は、5MHz又は10MHzであり、正確なレーダー周波数プランニング、スキャンする最大ターゲット距離、FMCW周波数勾配などに依存する。Fsの値はIFBandwidthよりも高く選択されるべきである。
NoisePSDi = 10×log10( NoisePoweri / IFBandwidth )
上式で、IFBandwidthは中間周波数(IF)の帯域幅である。最終的に、制御モジュール228は、対応するノイズPSDに基づいて各受信チャネルiについてノイズ指数(NF)を計算し(710)、ノイズ指数をセーフティプロセッサに報告する(712)。受信チャネルiについてのノイズ指数NFiは、下記のように計算し得る。
NFi=NoisePSDi−Gaini
PhaseMismatchi,j=θi−θj
2つの送信チャネルi及びjの間の電力不一致は、下記のように計算し得る。
PowerMismatchi,j=Pi−Pj
PowerMismatchi,j=Ai−Aj
この場合、測定されたADC出力振幅は、様々なPA出力での送信器電力不一致のみを表す。他の電力不一致式と比較して、この式は、電力測定値における如何なる誤差も電力検出器回路から除去する。
NoisePSDi=10×log10( NoisePoweri / IFBandwidth )
上式で、IFBandwidthは中間周波数(IF)の帯域幅である。次いで、制御モジュール228は、対応するノイズPSDに基づいて各受信チャネルについてレーダーシステムノイズ指数(RSNF)を計算する(910)。受信チャネルiについてのレーダーシステムノイズ指数RSNFiは、下記のように計算し得る。
RSNFi=NoisePSDi−Gaini
NM1=M1_dB+0.5×M2_dB−0.5×M12_dB
NM2=M1_dB+M2_dB−M11_dB
他の非線形性メトリクスが、M1_dB、M2_dB、Mmn_dBの重み付け和、又はM1、M2、Mmnの積として同様に計算され得る。Mmnの値がM1及びM2の値よりも著しく低い場合、NMiの値は高いため、NMiの低い値は、受信チャネルにおいて相互変調積が高いことを示す。
NFi=NoisePSDi
RSNFi=NoisePSDi
Claims (26)
- 一つ又は複数の性能パラメータを監視するために構成されるレーダーシステムオンチップ(SOC)であって、前記SOCが、
一つ又は複数の受信チャネル、
一つ又は複数の送信チャネル、
前記一つ又は複数の送信チャネルに結合され、前記レーダーSOCがテストモードで動作するとき連続波信号を生成するように動作可能な、伝送生成回路要素、及び
前記一つ又は複数の送信チャネルを前記一つ又は複数の受信チャネルに結合するループバックパス、
を含み、
前記ループバックパスが、前記一つ又は複数の送信チャネルに結合されるコンバイナと、前記一つ又は複数のチャネルに結合されるスプリッタと、前記コンバイナの出力を前記スプリッタの入力に結合する単一ワイヤとを含み、前記ループバックパスが、前記レーダーSOCがテストモードで動作するとき前記連続波信号を受信する少なくとも一つの送信チャネルから少なくとも一つの受信チャネルへテスト信号を提供するように動作可能である、レーダーSOC。 - 請求項1に記載のレーダーSOCであって、
前記一つ又は複数の送信チャネルの各送信チャネルが、前記連続波信号を受信するために前記伝送生成回路要素に結合されるプログラマブルシフタを含み、前記プログラマブルシフタが、テスト信号を生成するために前記連続波信号に非ゼロの周波数を付加するように動作可能であり、
前記コンバイナが、前記プログラマブルシフタによって出力されるテスト信号を受信するために各プログラマブルシフタに結合され、前記ループバックパスが、送信チャネルの前記プログラマブルシフタから前記一つ又は複数の受信チャネルの各々に前記テスト信号を提供するように動作可能である、レーダーSOC。 - 請求項2に記載のレーダーSOCであって、
受信チャネルにおける前記受信したテスト信号が、前記受信チャネルの利得と前記受信チャネルの位相とで構成されるグループから選択される少なくとも1つを計算するために用いられる、レーダーSOC。 - 請求項3に記載のレーダーSOCであって、
前記一つ又は複数の受信チャネルが少なくとも2つの受信チャネルを含み、各受信チャネルにおける前記受信したテスト信号が、受信チャネルのペア間の利得不一致と受信チャネルのペア間の位相不一致とで構成されるグループから選択される少なくとも1つを計算するために用いられる、レーダーSOC。 - 請求項1に記載のレーダーSOCであって、
前記一つ又は複数の受信チャネルの各受信チャネルからノイズデータ信号が収集され、各受信チャネルにおける前記ノイズデータ信号が、前記受信チャネルについてノイズ指数を計算するために用いられる、レーダーSOC。 - 請求項1に記載のレーダーSOCであって、
前記連続波信号に基づくテスト信号が送信チャネルによって送信され、前記一つ又は複数の受信チャネルの各受信チャネルによって受信される反射テスト信号が、前記受信チャネル及び前記送信チャネルの組み合わせについてレーダーシステムノイズ指数を計算するために用いられる、レーダーSOC。 - 請求項1に記載のレーダーSOCであって、
前記一つ又は複数の送信チャネルが少なくとも2つの送信チャネルを含み、
前記少なくとも2つの送信チャネルの各送信チャネルが、前記連続波信号を受信するために前記伝送生成回路要素に結合されるプログラマブルシフタを含み、
各プログラマブルシフタが、異なる周波数シフトを前記連続波信号に適用するように動作可能であり、
前記プログラマブルシフタからの周波数シフトテスト信号で構成されるマルチトーンテスト信号が、前記一つ又は複数の受信チャネルによって受信され、
前記マルチトーンテスト信号が、少なくとも1つの受信チャネルについて少なくとも1つの非線形性メトリクスを計算するために用いられる、レーダーSOC。 - 請求項7に記載のレーダーSOCであって、
前記プログラマブルシフタからの前記周波数シフトテスト信号が、それぞれの送信チャネルによって送信される、レーダーSOC。 - 請求項7に記載のレーダーSOCであって、
前記コンバイナが、前記プログラマブルシフタによって出力される周波数シフトテスト信号を受信するために各プログラマブルシフタに結合され、
前記コンバイナが、前記マルチトーンテスト信号を出力するために各プログラマブルシフタからの前記周波数シフトテスト信号を組み合わせるように動作可能であり、
前記ループバックパスが、前記マルチトーンテスト信号を前記一つ又は複数の受信チャネルに提供するように動作可能である、レーダーSOC。 - 請求項7に記載のレーダーSOCであって、
前記コンバイナが、前記プログラマブルシフタによって出力される周波数シフトテスト信号を受信するために各プログラマブルシフタに結合され、
前記コンバイナが、少なくとも1つのプログラマブルシフタからの少なくとも1つの周波数シフトテスト信号に基づいてテスト信号を出力し、
前記ループバックパスが、前記コンバイナによって出力される前記テスト信号を前記受信チャネルに提供するように動作可能であり、
少なくとも1つのプログラマブルシフタからの少なくとも1つの周波数シフトテスト信号が、前記それぞれの送信チャネルによって送信される、レーダーSOC。 - 請求項1に記載のレーダーSOCであって、
前記コンバイナが、前記一つ又は複数の送信チャネルの各々において電力増幅器チェーンによって出力されるテスト信号を受信するために結合され、
前記ループバックパスが、前記コンバイナと前記スプリッタとの間に結合される周波数シフタを含み、前記周波数シフタが、前記コンバイナによって出力されるテスト信号に周波数を付加するように動作可能であり、前記ループバックパスが、前記テスト信号を送信チャネルの前記電力増幅器チェーンから前記受信チャネルに提供するように動作可能であり、
受信チャネルにおける前記受信したテスト信号が、利得と位相とで構成されるグループから選択される少なくとも1つを前記送信チャネルについて計算するために用いられる、レーダーSOC。 - 請求項11に記載のレーダーSOCであって、
前記周波数シフタが、オンオフキーイング(OOK)変調器と2位相シフトキーイング(BPSK)変調器とで構成されるグループから選択される1つである、レーダーSOC。 - 一つ又は複数の性能パラメータを監視するために構成されるレーダーシステムオンチップ(SOC)であって、前記レーダーSOCが、
一つ又は複数の受信チャネル、
一つ又は複数の送信チャネル、及び
前記一つ又は複数の送信チャネルに結合され、前記レーダーSOCがテストモードで動作するとき連続波信号を生成するように動作可能な、伝送生成回路要素、
を含む、レーダーSOC。 - 請求項13に記載のレーダーSOCであって、
ノイズデータ信号が前記一つ又は複数の受信チャネルのうちの或る受信チャネルから収集され、前記受信チャネルにおける前記ノイズデータ信号が、前記受信チャネルについてノイズ指数を計算するために用いられる、レーダーSOC。 - 請求項13に記載のレーダーSOCであって、
前記連続波信号に基づくテスト信号が、前記一つ又は複数の送信チャネルのうちの或る送信チャネルによって送信され、
前記一つ又は複数の受信チャネルのうちの或る受信チャネルによって受信される反射テスト信号が、前記受信チャネル及び前記送信チャネルの組み合わせについてレーダーシステムノイズ指数を計算するために用いられる、レーダーSOC。 - 請求項13に記載のレーダーSOCであって、
前記一つ又は複数の送信チャネルのうちの或る送信チャネルが、前記連続波信号を受信するために前記伝送生成回路要素に結合されるプログラマブルシフタを含み、前記プログラマブルシフタが、テスト信号を生成するために非ゼロの周波数を前記連続波信号に付加するように動作可能であり、
前記プログラマブルシフタの出力が、ループバックパスを介して前記一つ又は複数の受信チャネルの第1の受信チャネルの入力に結合され、前記ループバックパスが、前記テスト信号を前記第1の受信チャネルに提供するように動作可能である、レーダーSOC。 - 請求項16に記載のレーダーSOCであって、
前記第1の受信チャネルにおける前記受信されたテスト信号が、前記第1の受信チャネルの利得と前記第1の受信チャネルの位相とで構成されるグループから選択される少なくとも1つを計算するために用いられる、レーダーSOC。 - 請求項16に記載のレーダーSOCであって、
前記プログラマブルシフタの前記出力が、前記ループバックパスを介して前記一つ又は複数の受信チャネルの第2の受信チャネルの入力に結合され、前記ループバックパスが、前記テスト信号を前記第1の受信チャネル及び前記第2の受信チャネルに提供するように動作可能であり、
前記第1の受信チャネル及び前記第2の受信チャネルにおける前記受信されたテスト信号が、前記第1の受信チャネルと前記第2の受信チャネルとの間の利得不一致と、前記第1の受信チャネルと前記第2の受信チャネルとの間の位相不一致とで構成されるグループから選択される少なくとも1つを計算するために用いられる、レーダーSOC。 - 請求項13に記載のレーダーSOCであって、
前記一つ又は複数の送信チャネルが少なくとも2つの送信チャネルを含み、前記少なくとも2つの送信チャネルの各送信チャネルが、前記連続波信号を受信するために前記伝送
生成回路要素に結合されるプログラマブルシフタを含み、各プログラマブルシフタが、異なる周波数シフトを前記連続波信号に適用するように動作可能であり、
前記プログラマブルシフタからの周波数シフトテスト信号で構成されるマルチトーンテスト信号が、前記一つ又は複数の受信チャネルのうちの或る受信チャネルによって受信され、前記マルチトーンテスト信号が、前記受信チャネルについて少なくとも1つの非線形性メトリクスを計算するために用いられる、レーダーSOC。 - 請求項19に記載のレーダーSOCであって、
前記プログラマブルシフタからの前記周波数シフトテスト信号が、それぞれの送信チャネルによって送信される、レーダーSOC。 - 請求項19に記載のレーダーSOCであって、
コンバイナが、前記プログラマブルシフタによって出力される周波数シフトテスト信号を受信するために各プログラマブルシフタに結合され、
前記コンバイナが、前記マルチトーンテスト信号を出力するために前記プログラマブルシフタからの前記周波数シフトテスト信号を組み合わせるように動作可能であり、
前記コンバイナが、前記マルチトーンテスト信号を前記受信チャネルに提供するように動作可能なループバックパスを介して前記受信チャネルに結合される、レーダーSOC。 - 請求項19に記載のレーダーSOCであって、
コンバイナが、前記プログラマブルシフタによって出力される周波数シフトテスト信号を受信するために各プログラマブルシフタに結合され、
前記コンバイナが、第1のプログラマブルシフタからの周波数シフトテスト信号に基づいてテスト信号を出力し、
前記コンバイナが、前記テスト信号を前記受信チャネルに提供するように動作可能なループバックパスを介して前記受信チャネルに結合され、
第2のプログラマブルシフタからの周波数シフトテスト信号が、前記それぞれの送信チャネルによって送信され、前記マルチトーン信号が、前記テスト信号及び前記送信された周波数シフトテスト信号を含む、レーダーSOC。 - 請求項13に記載のレーダーSOCであって、
前記一つ又は複数の送信チャネルのうちの或る送信チャネルが、前記連続波信号を受信するために前記伝送生成回路要素に結合される電力増幅器チェーンを含み、前記電力増幅器チェーンが、前記連続波信号に基づいてテスト信号を生成するように動作可能であり、
前記電力増幅器チェーンの出力が周波数シフタに結合され、前記周波数シフタが、周波数を前記テスト信号に付加するように動作可能であり、
前記周波数シフタが、前記周波数シフタによって出力された前記周波数シフトテスト信号を受信チャネルに提供するように動作可能なループバックパスに含まれ、
前記受信チャネルにおいて受信された前記周波数シフトテスト信号が、利得と位相とで構成されるグループから選択される少なくとも1つを前記送信チャネルについて計算するために用いられる、レーダーSOC。 - 請求項23に記載のレーダーSOCであって、
前記周波数シフタが、オンオフキーイング(OOK)変調器と2位相シフトキーイング(BPSK)変調器とで構成されるグループから選択される1つである、レーダーSOC。 - 一つ又は複数の性能パラメータを監視するために構成されるレーダーシステムオンチップ(SOC)であって、前記レーダーSOCが、
複数の受信チャネル、
複数の送信チャネル、
前記複数の送信チャネルに結合され、前記レーダーSOCがテストモードで動作するとき連続波信号を生成するように動作可能な、伝送生成回路要素、及び
前記複数の送信チャネルを前記複数の受信チャネルに結合するループバックパス、
を含み、
前記ループバックパスが、各送信チャネルに含まれるプログラマブルシフタの出力に結合される第1のコンバイナと、各送信チャネルにおける電力増幅器チェーンの出力に結合される第2のコンバイナと、前記第2のコンバイナの出力に結合される周波数シフタと、前記第1のコンバイナの出力及び前記周波数シフタの出力に結合される第3のコンバイナと、各前記受信チャネルの入力に結合されるスプリッタと、前記第3のコンバイナの出力を前記スプリッタの入力に結合する単一ワイヤとを含み、
前記ループバックパスが、前記レーダーSOCがテストモードで動作するときテスト信号を前記連続波信号を受信する少なくとも一つの送信チャネルから前記受信チャネルに提供するように動作可能である、レーダーSOC。 - 請求項25に記載のレーダーSOCであって、
前記周波数シフタが、オンオフキーイング(OOK)変調器と2位相シフトキーイング(BPSK)変調器とで構成されるグループから選択される1つである、レーダーSOC。
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