JP5745163B2 - 受信器デバイスおよび多周波レーダーシステム - Google Patents
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Description
本発明の具体的な実施形態は従属請求項に記載される。
本発明のこれらの態様および他の態様は、以下に記載する実施形態から明らかとなり、それらを参照することによって明瞭になるであろう。
信号を受信することは、電圧変化など物理量の変動をもたらす電磁波を受信アンテナモジュール14において受信することを指してもよい。
混合器モジュール16は、入力信号周波数を出力信号周波数へシフトするために、複数のレーダー信号など1つ以上の入力信号を1つ以上の変調信号と混合するよう配置されてもよい。出力信号は、信号が低い周波数領域にダウンコンバートされる場合、例えば中間周波数信号と呼ばれることがある。混合器モジュールは、例えば複数のレーダー信号を複数の中間周波数信号へ同時に変換する単一のローカル発振器信号20(fLO)を受信するよう配置されてもよい。ローカル発振器信号は、受信器デバイス12自体によって生成されてもよく、または入力端子を通じて受信されてもよい。異なる周波数とレーダー信号を混合するために異なるローカル発振器信号を印加する代わりに、異なる中間周波数領域へのダウンコンバートのために同一のローカル発振器信号がすべての受信されたレーダー信号へ同時に印加されてもよい。混合器モジュール16は、例えば単側波帯変調モジュールであってもよい。別の実施形態では、送信器デバイス26において選択される変調に応じて、混合は、例えば両側波帯変調またはIQ変調を使用して行われてもよい。
実装されたレーダーシステムに応じて、信号生成モジュール42は、経時的に一定の周波数を有するローカル発振器レーダー信号、または、例えばFMCWレーダー用の経時的に周波数が変化するチャープ信号、または他の任意の信号を提供するように配置されてもよい。
図1に示すように、多周波レーダーシステム10は1つ以上の分周器モジュール52、54を備えてもよく、少なくともその一部は、分割されたレーダー信号を周波数逓降(分周)することによって生成される異なる変調信号を1つ以上の変調器モジュール46、48のうちの対応するモジュールへ提供するよう配置される。レーダーシステム用の送信器モジュールの示される実施形態に応じて、異なる変調信号を提供する追加のローカル発振器を提供することなく、変調器モジュール46、48の変調信号を生成することが可能となり得る。示すように、変調信号は、例えばそれぞれN1およびN1/N2の定数因数で除することによって、ローカル発振器レーダー信号(f0)から直接的に生成されてもよい。これは、周波数変調され分周されたローカル発振器信号f0+f0/N1およびf0+f0/N1/N2をもたらし得る。示した変調信号の提供によって、非重複周波数領域が可能となり得る。ローカル発振器レーダー信号から変調信号を生成する他のローカル発振器分配機構が、代わりに使用されてもよい。例えば、2つの周波数がアップコンバートと異なって生成されてもよい(f0+f0/N1/N2およびf0+f0/N1)。例えば、1つがアップコンバートにより生成され(f0+f0/N1)、もう一方がダウンコンバートにより生成されてもよい(f0−f0/N1)。その後、これらは第1の周波数に対して等間隔を保つように配置されてもよい。
1つ以上の変調器モジュール46、48は、例えば単側波帯変調モジュールであってもよい。この場合、受信器デバイス12の混合器モジュールは、例えば両側波帯変調モジュールとして選択されてもよい。IQ混合器または単側波帯混合器など他の受信器側混合器モジュールが、代わりに使用されてもよい。他の実施形態において、送信器側変調モジュール46、48は、両側波帯変調モジュールとして選択されてもよい。
器モジュール58を備えてもよい。さらなる分周器モジュール56は、因数N3によって分周を適用してもよく、これは少なくとも部分的に周波数逓倍
器58によって補償されてもよく、因数M3によって周波数逓倍
を適用してもよい。例えば、M3はN3と同一に選択されてもよい。これによって、より少ない信号の減衰および歪みが起こり得るより低い周波数で生成された信号を転送し、復調混合のために同一の周波数で信号を復元することが可能となり得る。例えば、77GHzの自動車レーダー信号は、送信器から受信器へ38.5GHzの信号として送信され、受信器側で77GHzの信号として復元されてもよい。
二階調、すなわち異なる周波数の2つのレーダー信号の周波数のシステムにおける信号のシフトの例が、図4、5、および6に示される。図4を参照すると、2つの送信信号のパワースペクトルの例の概略図が示される。図は送信アンテナモジュールにおける電圧(VTx)に関して測定されたdBm単位の電力比、すなわち放射される送信レーダー信号の周波数の周波数freq(GHzで測定)に対する1ミリワットを基準とする測定パワーのデシベル(dB)単位の電力比を概略的に示す。第1の信号または階調は、例えば76.5GHzの周波数を有してもよく、例えば分割されたローカル発振器信号として信号生成モジュール42から受信されてもよい。第2の信号または階調の周波数は、例えば第1の周波数と5MHz異なってもよい。図5を参照すると、同時に受信された2つのレーダー信号のパワースペクトルの例の概略図が示される。図は受信されたレーダー信号の周波数の周波数freq(GHzで測定)に対する受信アンテナモジュールにおける電圧(VRx)に関して測定されるdBm単位の電力比を概略的に示す。送信された信号パワーの一部のみが受信されてもよいことが分かる。レーダー信号の放射および反射による時間遅延によって、信号は、例えば1.3MHzだけ周波数シフトされてもよい。図6を参照すると、2つの中間周波数信号のパワースペクトルの例の概略図が示される。図は中間周波数信号の周波数の周波数freq(MHzで測定)に対する混合器モジュール出力(VBB)において測定された電圧に関するdBm単位の電力比を概略的に示す。76.5GHzの発振器周波数の周波数シフト後、中間周波数は1.3MHzおよび6.3MHzにおいて検出されてもよく、各信号はそれぞれ、単に例示の目的で、破線の囲いにより示される対応する周波数領域0〜4MHzおよび5〜9MHzに示される。これらの信号は、デジタル領域への変換、およびさらなる分析のために広帯域ADCへ供給されてもよい。示される5MHzの周波数の差は、検出物体の距離の算出に使用されてもよい。示した例では、物体は移動物体でない場合がある。物体が移動物体でない場合、ドップラー周波数はスペクトルにおいて起こってもよく、物体の速度を算出するために使用されてもよい。
特許請求の範囲において、括弧間に置かれる任意の参照符号は特許請求の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。「備える(comprising)」という文言は、特許請求項内に記載されている要素以外の要素またはステップの存在を除外するものではない。さらに、本明細書において使用される場合、「1つ(“a”or“an”)」という用語は、1つまたは2つ以上として定義される。さらに、特許請求の範囲における「少なくとも1つの」および「1つ以上の」などの前置きの語句の使用は、不定冠詞「1つの(“a”or“an”)」による別の請求項要素の導入が、このように導入された請求項要素を含む任意の特定の請求項を、たとえ同じ請求項が前置きの語句「1つ以上の」または「少なくとも1つの」および「1つの(“a”or“an”)」などの不定冠詞を含む場合であっても、1つだけのこのような要素を含む発明に限定することを暗示するように解釈されるべきではない。同じことが、定冠詞の使用についても当てはまる。別途記載されない限り、「第1の」および「第2の」のような用語は、このような用語が説明する要素間で適宜区別するように使用される。したがって、これらの用語は必ずしも、このような要素の時間的なまたは他の優先順位付けを示すようには意図されない。特定の手段が相互に異なる特許請求項において記載されているというだけの事実は、これらの手段の組み合わせを有利に使用することができないことを示すものではない。
Claims (6)
- レーダーシステム(10)用の受信器デバイス(12)であって、
複数のレーダー信号を同時に受信するように配置される受信アンテナモジュール(14)と、
前記受信アンテナモジュールに接続され、かつ前記複数のレーダー信号を複数の中間周波数信号に同時に変換するように配置される混合器モジュール(16)であって、前記複数の中間周波数信号のそれぞれは、複数の中間周波数領域のうちの異なる対応する中間周波数領域における周波数を有し、前記混合器モジュールは、単一ローカル発振器レーダー信号を提供するように配置される信号生成モジュール(42)から単一ローカル発振器レーダー信号を受信するように配置される、前記混合器モジュールと、
前記混合器モジュールに接続され、前記複数の中間周波数信号をデジタル表現に同時に変換するように配置され、かつ複数の非重複帯域部分を含む帯域を有する広帯域アナログデジタル変換器モジュール(18)であって、前記複数の中間周波数領域のそれぞれが、前記複数の非重複帯域部分のうちの異なる非重複帯域部分に含まれる、前記広帯域アナログデジタル変換器モジュールと、
を備える、受信器デバイス。 - 前記混合器モジュールは単側波帯変調モジュールである、請求項1に記載の受信器デバイス。
- 異なるレーダー周波数を有する複数のレーダー信号を同時に提供するように配置される送信器デバイス(26)と、
請求項1または2に記載の受信器デバイス(12)と、
を備える、多周波レーダーシステム(10)。 - 前記送信器デバイス(26)は、
送信アンテナモジュール(40)と、
ローカル発振器周波数を有するローカル発振器レーダー信号を提供するように配置される信号生成モジュール(42)と、
前記ローカル発振器レーダー信号を受信して複数の分割されたレーダー信号に分割するように接続され配置されるパワー分配器モジュール(44)と、
1つ以上の変調器モジュール(46,48)であって、それぞれの変調器モジュールが前記分割されたレーダー信号のうちの対応する信号を受信し、かつ異なる対応する周波数変調されたレーダー信号を提供するように接続される、前記変調器モジュールと、
前記1つ以上の周波数変調されたレーダー信号と前記複数の分割されたレーダー信号のうちの1つとを同時に受信して、前記送信アンテナモジュールに同時に提供するように接続されるパワー結合器モジュール(50)と、
を備える、請求項3に記載の多周波レーダーシステム。 - 前記複数のレーダー信号は複数の異なるチャープ信号である、請求項3または4に記載の多周波レーダーシステム。
- 前記多周波レーダーシステムは周波数変調連続波レーダーシステムである、請求項3〜5のいずれか一項に記載の多周波レーダーシステム。
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