KR20230121049A - 차량용 레이더에서의 빠른 타겟 검출을 위한 모션 보상 - Google Patents

차량용 레이더에서의 빠른 타겟 검출을 위한 모션 보상 Download PDF

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KR20230121049A
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Abstract

도플러 레이더 시스템을 위한 모션 보상의 방법은, 송신된 펄스들의 세트의 각각의 송신된 펄스에 대해, 복수의 거리 레인지들로부터 리턴된 에코 신호들의 개별 세트를 수신하는 단계, 송신된 펄스들의 세트에 대한 에코 신호들의 세트들에 도플러 푸리에 변환들을 수행하여, 복수의 속도 빈들에서의 검출된 신호들을 포함하는 출력들을 생성하는 단계, 및 복수의 속도 빈들의 각각의 속도 빈에서의 검출된 신호들에 개별 사전결정된 보상 위상 벡터를 적용하는 단계를 포함한다. 각각의 속도 빈에서의 검출된 신호들에 적용되는 개별 사전결정된 보상 위상 벡터는, 속도 빈의 속도에 비례하는 제1 컴포넌트 또는 도플러 속도 에일리어싱과 연관된 위상 보상 오차를 보상하기 위한 제2 컴포넌트 중 적어도 하나를 포함한다.

Description

차량용 레이더에서의 빠른 타겟 검출을 위한 모션 보상
관련 출원들
본 출원은, "Motion Compensation for Fast Target Detection in Automotive Radar"의 제목으로 2020년 12월 15일 출원된 이스라엘 특허 출원 제279457호의 이점을 주장하며, 이는 본원의 양수인에게 양도되고 그 전체가 참조에 의해 본원에 통합된다.
본 발명은 일반적으로 레이더들의 분야에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 도플러 레이더(Doppler radar)들에서의 모션 보상에 관한 것이다.
레이더 기술은 차량, 의료, 텔레커뮤니케이션들, 가상 현실(VR), 증강 현실(AR), 및 많은 다른 것들과 같은 상이한 산업들에 걸쳐 광범위한 응용을 갖는다. 예를 들어, 레이더들은 자율 주행 차량의 주변 환경에서 오브젝트들을 검출하기 위해 자율 주행 차량들에서 사용될 수도 있다. 레이더들은, 다른 타입들의 감지 기술이 실패할 수도 있거나 적절하지 않을 수도 있는 환경들에서 동작할 수도 있다. 예를 들어, 차량용 레이더들은, 무거운 강수, 감소된 가시성 등 동안과 같이, 광 기반 센서들(예를 들어, 카메라들 및 LIDAR(light detection and ranging) 시스템들)이 저조하게 수행하는 환경들에서 동작할 수 있다.
레이더들은 오브젝트의 레인지(range)를 결정하기 위해 왕복 리턴 시간을 측정할 수도 있다. 또한, 도플러 측정 및 프로세싱 기법들의 사용은 레이더 시스템이 타겟 오브젝트의 상대 속도를 결정할 수 있게 한다. 예를 들어, 도플러 레이더 시스템은 좁은 디지털 필터들의 뱅크를 사용하여 도플러 주파수 검출을 수행할 수도 있다. 도플러 주파수 및/또는 위상 시프트를 측정함으로써, 도플러 레이더 시스템은 비행기들, 차량들, 동물들, 또는 다른 오브젝트들과 같은, 레이더 시스템에 에코들을 리턴하는 오브젝트들의 상대 속도를 측정할 수 있다.
본 명세서에 개시된 기법들은 일반적으로 레이더들에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 고속 오브젝트들을 검출하는데 있어서 도플러 레이더들의 성능을 개선하기 위한 모션 보상 기법들에 관한 것이다. 특정 양태들에 따르면, 도플러 레이더 시스템을 위한 모션 보상의 방법은, 송신된 펄스들의 세트의 각각의 송신된 펄스에 대해, 복수의 거리 레인지들로부터 리턴된 에코 신호들의 개별(respective) 세트를 수신하는 단계, 송신된 펄스들의 세트에 대한 에코 신호들의 세트들에 도플러 푸리에 변환들을 수행하여, 복수의 속도 빈들에서의 검출된 신호들을 포함하는 출력들을 생성하는 단계, 및 복수의 속도 빈(bin)들의 각각의 속도 빈에서의 검출된 신호들에 개별 사전결정된 보상 위상 벡터를 적용하는 단계를 포함할 수도 있다. 각각의 속도 빈에서의 검출된 신호들에 적용되는 개별 사전결정된 보상 위상 벡터는, 속도 빈의 속도에 비례하는 제1 컴포넌트 또는 도플러 속도 에일리어싱(aliasing)과 연관된 위상 보상 오차를 보상하기 위한 제2 컴포넌트 중 적어도 하나를 포함할 수도 있다.
특정 양태들에 따르면, 도플러 레이더 시스템은 도플러 푸리에 변환(Doppler Fourier transform) 서브시스템 및 모션 보상 서브시스템을 포함할 수도 있다. 도플러 푸리에 변환 서브시스템은, 송신된 펄스들의 세트의 각각의 송신된 펄스에 대해, 복수의 거리 레인지들로부터 리턴된 에코 신호들의 개별 세트를 수신하도록 그리고 송신된 펄스들의 세트에 대한 에코 신호들의 세트들에 도플러 푸리에 변환들을 수행하도록 구성될 수도 있다. 도플러 푸리에 변환들의 출력들은 복수의 속도 빈들에서의 검출된 신호들을 포함할 수도 있다. 모션 보상 서브시스템은, 복수의 속도 빈들의 각각의 속도 빈에서의 검출된 신호들에 개별 사전결정된 보상 위상 벡터를 적용하도록 구성될 수도 있다. 각각의 속도 빈에서의 검출된 신호들에 적용되는 개별 사전결정된 보상 위상 벡터는, 속도 빈의 속도에 비례하는 제1 컴포넌트 또는 도플러 속도 에일리어싱과 연관된 위상 보상 오차를 보상하기 위한 제2 컴포넌트 중 적어도 하나를 포함할 수도 있다.
특정 양태들에 따르면, 모션 보상을 위한 디바이스는, 송신된 펄스들의 세트의 각각의 송신된 펄스에 대해, 복수의 거리 레인지들로부터 리턴된 에코 신호들의 개별 세트를 수신하기 위한 수단, 송신된 펄스들의 세트에 대한 에코 신호들의 세트들에 도플러 푸리에 변환들을 수행하여, 복수의 속도 빈들에서의 검출된 신호들을 포함하는 출력들을 생성하기 위한 수단, 및 복수의 속도 빈들의 각각의 속도 빈에서의 검출된 신호들에 개별 사전결정된 보상 위상 벡터를 적용하기 위한 수단을 포함할 수도 있다. 각각의 속도 빈에서의 검출된 신호들에 적용되는 개별 사전결정된 보상 위상 벡터는, 속도 빈의 속도에 비례하는 제1 컴포넌트 또는 도플러 속도 에일리어싱과 연관된 위상 보상 오차를 보상하기 위한 제2 컴포넌트 중 적어도 하나를 포함할 수도 있다.
특정 양태들에 따르면, 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체는 그 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체 상에 임베딩되는 명령들을 가질 수도 있다. 명령들은, 하나 이상의 프로세싱 유닛들에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세싱 유닛들로 하여금, 송신된 펄스들의 세트의 각각의 송신된 펄스에 대해, 복수의 거리 레인지들로부터 리턴된 에코 신호들의 개별 세트를 수신하는 것, 송신된 펄스들의 세트에 대한 에코 신호들의 세트들에 도플러 푸리에 변환들을 수행하여, 복수의 속도 빈들에서의 검출된 신호들을 포함하는 출력들을 생성하는 것, 및 복수의 속도 빈들의 각각의 속도 빈에서의 검출된 신호들에 개별 사전결정된 보상 위상 벡터를 적용하는 것을 포함하는 동작들을 수행하게 할 수도 있다. 각각의 속도 빈에서의 검출된 신호들에 적용되는 개별 사전결정된 보상 위상 벡터는, 속도 빈의 속도에 비례하는 제1 컴포넌트 또는 도플러 속도 에일리어싱과 연관된 위상 보상 오차를 보상하기 위한 제2 컴포넌트 중 적어도 하나를 포함할 수도 있다.
도 1a는 일 실시예에 따른 차량용 레이더를 사용하여 차량의 레인지 및 속도를 측정하는 예를 예시한다.
도 1b는 송신된 펄스와 리턴된 에코 사이의 위상 시프트의 예를 예시한다.
도 2a는 펄스형 도플러 레이더(pulsed Doppler radar) 시스템에서의 레이더 데이터 수집의 예를 예시한다.
도 2b는 펄스형 도플러 레이더 시스템에서의 도플러 프로세싱 서브시스템의 예를 예시한다.
도 3a는 상이한 레인지들로부터의 펄스들의 수신된 에코들을 포함하는 데이터 매트릭스의 예를 예시한다.
도 3b는 도 3a에 도시된 데이터 매트릭스에 고속 푸리에 변환(FFT)들을 수행함으로써 생성된 레인지 도플러 맵(range-Doppler map)의 예를 예시한다.
도 4a는 특정 실시예들에 따른 다중 입력-다중 출력(MIMO) 레이더의 예에서의 펄스 송신 시퀀스의 예를 예시한다.
도 4b는 상이한 레인지들로부터의 다수의 펄스들의 서브펄스(sub-pulse)들의 에코들을 포함하고 MIMO 레이더에 의해 수신되는 데이터 큐브의 예를 예시한다.
도 5a는 특정 실시예들에 따른 차량용 레이더를 사용하는 환경의 예에서 오브젝트들의 측정 레인지들 및 속도들을 예시하는 이미지를 포함한다.
도 5b는 도 5a에 도시된 환경의 예에서 차량 상의 도플러 레이더에 의해 측정된 오브젝트들의 레인지들 및 속도들을 예시하는 레인지 도플러 맵의 예를 포함한다.
도 5c는 도 5a에 도시된 환경에서 차량 상의 도플러 레이더에 의해 측정된 동적 오브젝트들의 위치들을 예시하는 맵의 예를 포함한다.
도 5d는 도 5a에 도시된 환경에서 차량 상의 도플러 레이더에 의해 측정된 동적 오브젝트들의 위치들을 예시하는 맵의 예를 포함한다.
도 6a는 도플러 레이더에 의해 측정된 빠른 동적 오브젝트들에 대한 이득 손실을 예시하는 레인지 도플러 맵의 예를 포함한다.
도 6b는 도플러 레이더에 의해 측정된 오브젝트의 이득과 속도 사이의 관계의 예를 예시한다.
도 7a는 특정 실시예들에 따른 도플러 레이더들에서 잔류 위상(residual phase) 시프트들을 보상하는 방법의 예를 예시한다.
도 7b는 레인지 도플러 맵의 예를 예시한다.
도 7c는 특정 실시예들에 따른 도플러 레이더들에서의 잔류 위상들을 보상한 결과의 예를 예시한다.
도 8은 도플러 레이더의 예에서의 속도 에일리어싱을 예시한다.
도 9는 특정 실시예들에 따른 도플러 에일리어싱의 존재 하에서 타입-I 잔류 위상들을 보상한 결과의 예를 예시한다.
도 10는 특정 실시예들에 따른 도플러 에일리어싱의 존재 하에서 잔류 위상들을 보상한 결과의 예를 예시한다.
도 11은 특정 실시예들에 따른 모션 보상을 갖는 도플러 프로세싱 시스템의 예를 예시한다.
도 12은 특정 실시예들에 따른 모션 보상을 갖는 도플러 프로세싱 시스템의 출력들의 예를 예시한다.
도 13은 특정 실시예들에 따른 도플러 레이더 시스템에서 잔류 위상들을 보상하는 방법의 예를 예시하는 흐름도이다.
도 14는, 본 명세서에 설명되는 실시예들에서 활용될 수 있는, 컴퓨터 시스템의 실시예의 블록도이다.
특정 예시적인 구현들에 따라, 다양한 도면들에서 비슷한 참조 심볼들은 비슷한 엘리먼트들을 나타낸다.
본 명세서에 개시된 기법들은 일반적으로 레이더들에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 고속 오브젝트들을 검출하는데 있어서 도플러 레이더들의 성능을 개선하기 위한 모션 보상 기법들에 관한 것이다. 디바이스들, 시스템들, 서브시스템들, 방법들, 명령들, 코드, 프로그램들, 유닛들, 엔진들, 컴퓨터 프로그램 제품들, 컴퓨터 판독가능 저장 매체들, 데이터 캐리어 신호들 등을 포함하여 다양한 본 발명의 실시예들이 본 명세서에 설명된다.
차량용 레이더 시스템들과 같은 도플러 레이더 시스템들은 이동하는 타겟들을 검출할 때 이득 손실을 겪을 수도 있으며, 여기서 이득 손실은 이동하는 타겟들의 속도들에 관련될 수도 있다. 또한, 펄스 도플러 레이더는 레인지에서나 혹은 도플러 주파수에서 모호할 수 있으며, 여기서 모호성은 선택된 펄스 반복 주파수(PRF)에 의존할 수도 있다. 예를 들어, PRF에 비례할 수도 있는 최대 도플러 속도 측정 간격보다 타겟의 속도가 더 클 때 도플러 모호성이 발생할 수도 있다. 따라서, 펄스 도플러 레이더는 특정 최대 속도까지로 이동하는 타겟들만을 효과적으로 검출할 수도 있다. 그러한 바, 빠른 타겟은 매우 약한 타겟(예를 들어, 실제로는 대형 차량이지만 작은 차량)으로서 검출될 수도 있거나 혹은 전혀 검출되지 않을 수도 있으며, 이는 잠재적으로 생명을 위협하는 위험들을 초래할 수도 있다. 기존의 기법들은, 레이더 출력이 내재적 모호성을 포함한다고 가정할 수도 있고, 인지 계층에서 확률적 툴(probabilistic tool)들을 사용하여 모호성을 식별할 수도 있다. 하지만 이러한 기법들의 성능은 레이더 출력들의 품질에 의해 제한된다. 타겟이 레이더에 의해 검출되지 않으면, 인지 계층은 타겟의 존재를 인식하지 못할 것이다. 따라서, 레이더 수신기 레벨에서 고속 오브젝트들에 대한 이득 손실의 영향을 최소화하는 것이 바람직하다.
본 명세서에 개시된 기법들은, 차량용 다중 입력-다중 출력(MIMO) 레이더들과 같은 펄스 도플러 레이더에서 빠른 이동하는 타겟의 이득 손실을 보상하거나 감소시킬 수 있다. 이득 손실은 적어도 부분적으로 잔류 위상에 의해 야기될 수도 있으며, 잔류 위상은 두 가지 타입들 중 적어도 하나를 포함할 수도 있다. 제1 타입은 본 명세서에서 타입-I 잔류 위상으로 지칭되며, 이는 모든 이동하는 타겟과 연관되고 이동하는 타겟의 속도에 비례할 수도 있다. 제2 타입은 본 명세서에서 타입-II 잔류 위상(residual phase)으로 지칭되며, 이는 레이더의 최대 속도보다 빠르게 이동하는 타겟들에 대한 도플러 모호성과 연관되고, 특정 레인지 내의 속도들을 갖는 타겟들에 대해 유사할 수도 있다. 본 명세서에 개시된 특정 실시예들에 따르면, 예를 들어 수신된 펄스 신호들이 송신된 신호들과 교차상관(cross-correlate)된 후에, 2 개의 보상 위상들이 레이더에 의해 수신된 펄스 신호들에 적용될 수도 있고, 또는 수신된 펄스 신호들의 도플러 FFT의 결과들에 적용될 수도 있다. 상기 2 개의 보상 위상은 각각 타입-I 잔류 위상의 반대 위상 및 타입-II 잔류 위상의 반대 위상으로서 선택될 수도 있다. 따라서, 수신된 신호에서 두 타입들 중 임의의 타입의 잔류 위상이 존재하면, 이는 보상 위상들에서 그의 반대 위상에 의해 캔슬(cancel)될 수도 있다.
특정 실시예들에 따르면, 타겟 속도들을 미리 알지 못하고 수신된 펄스 신호들 또는 수신된 펄스 신호들의 도플러 FFT의 출력 신호들에 적용될 적절한 보상 위상들을 결정하기 위해, 모든 가능한 타겟 속도들에 대응하는 보상 위상들이 사전결정되고 검출된 신호들(예를 들어, 교차상관된 펄스들 또는 도플러 FFT의 출력 신호들)에 적용될 수 있다. 따라서, 특정 속도를 갖는 타겟이 환경 내에 존재하면, 그 속도에 대한 특정 사전결정된 보상 위상이 대응하는 검출된 신호들(예를 들어, 교차상관된 펄스들 또는 도플러 FFT의 출력 신호들)에 적용될 수도 있다. 환경에서 특정 속도로 이동하는 타겟들이 없고 따라서 속도와 연관된 검출된 신호들의 전력이 매우 낮으면, 검출된 신호들에 보상 위상을 적용하는 것은 어떠한 불리한 부작용들도 야기하지 않을 것이다. 이러한 방식으로, 부작용들이 거의 없거나 전혀 없이, 환경에 제시된 타겟들의 잔류 위상들이 보상될 수도 있다.
이제, 본 명세서의 일부를 형성하는, 여러 예시적인 실시예들이 첨부 도면들에 관련하여 설명될 것이다. 본 개시의 하나 이상의 양태들이 구현될 수도 있는 일부 실시예들이 아래에서 설명되는 바와 같이 구현될 수도 있는 한편, 다른 실시예들이 사용될 수도 있고, 본 개시의 범위로부터 일탈함 없이 다양한 수정들이 이루어질 수도 있다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "RF 신호"는 송신기(또는 송신 디바이스)와 수신기(또는 수신 디바이스) 사이의 공간을 통해 정보를 전송하는 전자기파를 포함한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 송신기는 단일 "RF 신호" 또는 다중 "RF 신호들"을 수신기로 송신할 수도 있다. 그러나, 수신기는 다중경로 채널들을 통한 RF 신호들의 전파 특성들로 인해 각각의 송신된 RF 신호에 대응하는 다중 "RF 신호들"을 수신할 수도 있다. 송신기와 수신기 사이의 상이한 경로들 상의 동일한 송신된 RF 신호는 "다중경로" RF 신호로 지칭될 수도 있다.
레이더 시스템에서, 신호원(signal source)은 타겟으로 RF 신호들을 송신할 수도 있다. 신호원 및/또는 타겟이 서로에 관해서 이동하고 있는 경우, 도플러 효과가 발생할 수도 있다. 예를 들어, 신호원과 타겟이 가까워지는 경우, 각각의 파동은 타겟에 도달하는 데 이전의 파동보다 약간 더 짧은 시간이 걸릴 수도 있다. 따라서, 타겟(또는 다시 반사될 때는 신호원)에서 연속적인 파동 마루(wave crest)들의 도달들 사이의 시간이 감소되어, 수신된 RF 신호들의 주파수의 증가를 야기할 수도 있다. 신호원과 타겟 사이의 거리가 점점 더 길어지면, 각각의 파동은 타겟에 도달하는데 이전의 파동보다 약간 더 긴 시간이 걸릴 수도 있다. 따라서, 타겟에서의(또는 신호원으로 리턴되는) 연속적인 파동 마루들의 도달들 사이의 시간이 증가되어, 수신된 신호들의 주파수의 감소를 야기할 수도 있다. 도플러 효과는 타겟들의 속도들을 측정하기 위해 레이더 시스템들에서 사용되어 왔다. 레이더 시스템의 동작 동안, 레이더 빔(예를 들어, 특정 캐리어 주파수를 갖는 펄스들)은, 레이더 시스템에 접근하거나 그로부터 후퇴하는 이동하는 차량과 같은 타겟을 향해 송신된다. 도플러 주파수 시프트는 타겟의 속도를 계산하기 위해 측정 및 사용될 수도 있다.
도 1a는 일 실시예에 따른 도플러 레이더를 사용하여 차량의 레인지 및 속도를 측정하는 예를 예시한다. 차량(110)은 차량 상에 설치된 차량용 도플러 레이더를 포함할 수도 있으며, 이는 타겟 차량(120)을 향해 RF 신호(130)를 송신할 수도 있다. 타겟 차량(120)은 차량(110)에 대해 상대적인 속력 vtarget을 가질 수도 있다. RF 신호(130)는, 예를 들어 처프 신호에 의해 변조된 캐리어 신호를 포함하는 펄스를 포함할 수도 있다. 펄스는 특정 펄스 폭을 가질 수도 있다. 타겟 차량(120)은 RF 신호(130)의 일부를 반사할 수도 있다. 차량(110)에서의 차량용 도플러 레이더 송신기에 의한 RF 신호(130)의 송신과 차량용 도플러 레이더 수신기에서의 RF 신호(130)의 리턴된 일부의 수신 사이의 시간 지연에 기초하여, 차량(110)과 타겟 차량(120) 사이의 거리가 결정될 수도 있다. 도플러 효과에 의해 야기된 RF 신호(130)의 리턴된 일부의 주파수 및/또는 위상 시프트에 기초하여, 차량(110)에 대한 타겟 차량(120)의 상대 속도가 결정될 수도 있다.
도플러 시프트가 타겟에 입사하는 파동뿐만 아니라 다시 차량용 도플러 레이더로 반사되는 파동에도 영향을 미치기 때문에, 타겟이 상대 속도 v로 이동하는 것으로 인해 캐리어 주파수(f 0)를 갖는 신호들을 전송하는 레이더에 의해 관측된 주파수의 변화(f)는 f=2v×f 0 /c에 따라 결정될 수도 있으며, 여기서 c는 자유 공간에서의 전자기파의 속력이다.
펄스 도플러 레이더는, 레이더로부터 반경 방향으로 거리 d만큼 분리된 일련의 펄스들을 송신할 수도 있다. 거리 d는 펄스들이 송신되는 레이트의 함수일 수도 있으며, 이는 일반적으로 펄스 반복 주파수(PRF)로 지칭되고, 여기서 PRF의 역은 펄스 반복 간격(PRI) TPRI이다. 인접한 펄스들 간의 거리 d는 d = c/PRF = c×TPRI에 따라 결정될 수도 있다. 송신된 펄스들의 에너지의 일부는 다시 레이더로 반사되거나 편향될 수도 있다. 다음 펄스가 송신되기 전에 펄스가 이동하고 리턴할 수 있는 최대 레인지는 분리 거리 d의 절반이다. 이 최대 레인지는 Rmax = c/(2×PRF)로서 정의될 수도 있다. 타겟의 레인지가 최대 레인지보다 큰 경우, 레인지 폴딩(range folding)이 발생할 수도 있고, 타겟에 의한 펄스의 에코는 레이더로부터 더 짧은 거리에서 타겟에 의한 나중에 송신된 펄스의 에코와 구별되지 않을 수도 있다. 레인지 폴딩을 완화시키는 하나의 방법은 최대 레인지 Rmax가 모든 산란 영역들을 초과할 때까지 PRF를 감소시키는 것이다. 펄스 도플러 레이더의 달성가능한 레인지 분해능(블라인드 레인지라고도 지칭됨)은 Rmin = cτ/2일 수도 있으며, 여기서 τ는 펄스 폭이다.
펄스 도플러 레이더의 도플러 속도 분해능 (mph 또는 m/s)은 에 따라 펄스 반복 간격 TPRI, 펄스들의 수 , 및 캐리어 신호의 파장 l에 의존할 수도 있다. 레이더는 보다 큰 속도 차이를 갖는 2 개의 타겟들을 구별할 수 있을 수도 있다. 펄스 반복 간격 TPRI과 펄스들의 수 N의 곱은 코히런트 프로세싱 간격(CPI)으로 지칭될 수도 있다. 더 큰 CPI는 더 나은 분해능(즉, 더 작은 )을 초래할 수도 있다. CPI는, 펄스 반복 간격 TPRI를 증가시키고(이는 또한 Rmax를 증가시킬 수도 있음) 그리고/또는 펄스들의 수 N를 증가시킴으로써 증가될 수 있다. 그러나, 운전자 또는 드라이빙 시스템이 제시간에 적절히 응답할 수 있도록 운전자 또는 드라이빙 시스템이 타겟의 존재에 대해 가능한 빨리 통지받을 필요가 있기 때문에 CPI가 너무 길지 않을 수도 있다.
도플러 레이더 시스템의 최대 도플러 속도 측정 간격 (나이퀴스트(Nyquist) 간격이라고도 지칭됨)는 또한 = ± PRF×λ/4에 따라 캐리어 신호의 레이더 파장 λ 및 PRF와 관련된다. 레이더는, 에 의해 또한 결정될 수도 있는 최대 도플러 속도 측정 간격 까지 이동하는 타겟들을 모호하지 않게 측정할 수도 있다. 차량용 도플러 레이더에서, 는 예를 들어, 약 50 mph 또는 그 이상일 수도 있다. 보다 빠르게 이동하는 타겟들은, 도플러 에일리어싱으로 인해, 낮은 속도로 이동하고 있었던 것처럼 보일 수도 있다. PRF가 감소할 때, V max 또한 감소할 수도 있고, 도플러 속도 에일리어싱이 더 낮은 속도들에서 발생하기 시작할 수도 있다.
PRF를 증가시키는 것(또는 PRI를 감소시키는 것)은 를 증가시킬 수도 있지만, 최대 레인지 R max를 감소시킬 수도 있고 또한 속도 분해능을 감소시킬 수도 있다(v를 증가시킴). 특정 파장을 갖는 도플러 레이더 시스템의 경우, 및 Rmax의 곱은 상수 ± c×λ/8이다. 그러한 바, Rmax를 증가시키는 것은 Vmax를 감소시킬 수도 있고 그 반대도 가능하다. Vmax와 Rmax 사이의 이러한 절충은 "도플러 딜레마"로 지칭된다.
도 1b는 송신된 펄스와 리턴된 에코 사이의 위상 시프트의 예를 예시한다. 도 1b에 도시된 예에서, 제1 차량(140) 상의 레이더는 제2 차량(150)을 향해 제1 펄스(160)를 송신할 수도 있다. 제1 펄스(160)는 제2 차량(150)에 의해 부분적으로 반사될 수도 있고, 제1 펄스(160)의 반사된 일부는 나중에 에코 펄스(162)로서 제1 차량(140) 상의 레이더에 의해 수신될 수도 있다. 제1 차량(140)과 제2 차량(150) 사이에 상대 속도 V가 있을 때, 제1 차량(140)과 제2 차량(150) 사이의 거리는 제1 펄스(160)가 송신된 이후 시간 간격 T로 제2 펄스(170)가 송신될 때 값 VT만큼 변화될 수도 있다. 따라서 제2 펄스(170)는, 제1 차량(140) 상의 레이더에 의해 수신되기 전에 제1 펄스(160)보다 더 긴 거리 2×VT (또는 제1 펄스(160)보다 더 긴 2×VT/λ 파장들)를 이동할 필요가 있을 수도 있다. 그러한 바, 제2 차량(150)에 의해 반사되고 제1 차량(140)에 의해 수신된 제2 펄스(170)의 에코 펄스(172)는 에코 펄스(162)와 비교하여 라디안만큼 위상 시프트될 수도 있다. 도플러 주파수 시프트 는 에 따라 위상 시프트로부터 결정될 수 있다.
레이더에 의해 수신된 에코 펄스의 진폭은)=로 설명될 수도 있으며, 여기서는 을 갖는 타겟으로부터의 리턴된 펄스의 진폭이고, 는 레이더와 타겟 사이의 거리이고, 는 제1 리턴된 펄스의 위상이고, T는 제1 송신된 펄스와 제2 송신된 펄스 사이의 시간 간격이고, 그리고 는 제1 리턴된 펄스(예를 들어, 에코 펄스(162))에 대한 제2 리턴된 펄스(예를 들어, 에코 펄스(172))의 상대 위상 시프트이다. 따라서, 레이더 수신기에 의해 수신된 리턴된 펄스의 전력은 위상 시프트 의 함수일 수도 있으며, 이는 이어서 타겟(예를 들어, 제2 차량(150))의 속도 의 함수이다.
도 2a는 펄스형 도플러 레이더 시스템에서의 레이더 데이터 수집의 예를 예시한다. 도 2a에 예시된 바와 같이, 코히어런트 프로세싱 간격 내 N 개의 펄스들의 각각의 펄스(210)에 대해, 리턴된 펄스들(에코들이라고도 지칭됨)은, 다음 송신된 펄스(210)의 리턴된 펄스가 레이더 수신기에 의해 수신되기 전에 L 개의 샘플들(212)을 캡처하기 위해 펄스 반복 간격 동안 특정 샘플링 간격으로 샘플링될 수도 있다. 리턴된 펄스들은 다양한 레인지들의 오브젝트들에 의해 리턴될 수도 있고, 동일한 레인지(214)로부터 리턴된 N 개의 송신된 펄스들의 N 개의 리턴된 펄스들은 타겟들의 상대적인 이동으로 인해 상이한 위상 시프트들을 가질 수도 있다. 각각의 레인지(214)로부터 리턴된 N 개의 송신된 펄스들의 N 개의 리턴된 펄스들은 시간 도메인 정보를 도플러 주파수들 또는 속도들로 변환하기 위해, 예를 들어 고속 푸리에 변환(FFT)을 수행함으로써, 캡처되고 프로세싱될 수도 있다.
도 2b는 측정된 펄스들을 프로세싱하기 위한 펄스형 도플러 레이더 시스템에서의 도플러 프로세싱 서브시스템(200)의 예를 예시한다. 도플러 프로세싱 서브시스템(200)은 도플러 FFT 유닛(230)을 포함할 수도 있다. 도플러 FFT 유닛(230)은 N 개의 송신된 펄스들 각각에 대한 캡처된 샘플들(220)을 수신할 수도 있고 캡처된 샘플(220)에 대해 다수의 FFT들을 수행하여 시간 도메인 정보를 상이한 속도 빈들(240) 내의 속도들 또는 도플러 주파수들로 변환할 수도 있다. 예를 들어, L 개의 샘플들이 N 개의 송신된 펄스들의 각각의 송신된 펄스에 대해 캡처되면, L 개의 1차원 도플러 FFT들이 도플러 FFT 유닛(230)에서 수행될 수도 있으며, 여기서 동일한 레인지로부터 리턴된 N 개의 송신된 펄스들에 대응하는 N 개의 캡처된 샘플들이 각각의 1차원 도플러 FFT에서 사용될 수도 있다. L 개의 1차원 도플러 FFT들은 2차원 도플러 FFT로서 수행될 수도 있다.
도 3a는 다양한 레인지들로부터의 펄스들의 에코들을 포함하는 데이터 매트릭스(300)의 예를 예시한다. 도 3a에서, 데이터 매트릭스(300)의 수평 축은 코히어런트 프로세싱 간격 내의 송신된 펄스들에 대응할 수도 있다. 펄스들은 전술한 바와 같이 펄스 반복 주파수로 송신되며, 여기서 2 개의 연이은 펄스들 사이의 시간 지연은 펄스 반복 간격이다. N 개의 펄스들을 송신하기 위한 총 시간은 코히어런트 프로세싱 간격이다. 데이터 매트릭스(300)의 수직 축은, 펄스 반복 간격보다 훨씬 더 짧은 특정 샘플링 간격으로 캡처될 수도 있는 캡처된 에코들에 대응할 수도 있다. 따라서, 데이터 매트릭스(300)의 수평 축은 느린 시간(slow time)으로 지칭될 수도 있고, 데이터 매트릭스(300)의 수직 축은 빠른 시간(fast time)으로 지칭될 수도 있다. 송신된 펄스에 대한 캡처된 샘플들은 상이한 레인지 간격들로부터 리턴되기 때문에 상이한 레인지 빈들 내에 있을 수도 있다. 예시된 예에서, 데이터 매트릭스(300)의 각각의 열(302)은 송신된 펄스 n에 대응할 수도 있으며, 여기서 n은 1부터 N까지이다. L 개의 샘플들은 N 개의 송신된 펄스들 각각에 대해 캡처될 수도 있다. 따라서, 각각의 열(302)은 L 개의 레인지 빈들을 포함할 수도 있다. 데이터 매트릭스(300)의 각각의 행(304)은 N 개의 송신된 펄스들에 대해 동일한 레인지 빈에 대응할 수도 있다.
도플러 FFT는 데이터 매트릭스(300)의 각각의 행(304)에 대해 수행될 수도 있다. 예를 들어, 레인지 빈 l에 대한 N 개의 캡쳐된 샘플들이 이면, N 개의 캡처된 샘플들의 길이-N FFT는 다음을 초래할 수도 있다:
,
여기서 는 레인지 빈 l 및 주파수(또는 속도) 빈 n에서의 검출된 신호이고, n은 -[N/2], -[N/2]+1, ..., [(N-1)/2]-1, 또는 [(N-1)/2]일수도 있으며, 이는 제1 주파수 빈 내지 제N 주파수 빈에 대응할 수도 있다. 다시 말해서, 도플러 FFT 후에, 캡처된 샘플들과 동일한 수의 출력 신호들이 있을 수도 있으며, 여기서 출력 신호들은 그들의 위상들에서 주파수 또는 속도 정보를 포함할 수도 있다.
도 3b는 도 3a에 도시된 데이터 매트릭스(300)에 대해 도플러 FFT들을 수행함으로써 생성된 레인지 도플러 맵(330)의 예를 예시한다. 전술한 바와 같이, 움직이는 타겟들에 대해, 동일한 레인지 빈에 대응하는 그러나 상이한 펄스들로부터의 리턴된 에코들은 상이한 위상 시프트들을 가질 수도 있으며, 이는 도플러 FFT에 의해 주파수 정보로 변환될 수도 있다. 예시된 바와 같이, N 개의 펄스들이 송신 및 리턴될 수도 있는 코히어런트 프로세싱 간격에 걸쳐 동일한 레인지 간격으로부터의 에코들에 대해 FFT가 수행될 수도 있다. FFT 결과들의 주파수 도메인 정보는 N 개의 주파수 빈들(또는 속도 빈들)로 필터링될 수도 있다. 예시된 예에서, 동일한 레인지 간격이지만 상이한 속도들을 갖는 2 개의 이동하는 타겟들은 레인지 도플러 맵(330)에서 동일한 레인지 빈에 있지만 상이한 속도 빈들에 있는 2 개의 엘리먼트들로 표현될 수도 있으며, 여기서 제1 이동하는 타겟은 제1 속도로 레이더로부터 멀리 이동할 수도 있고(예컨대, 음의 상대 속도로 표현됨) 레인지 도플러 맵(330)에서 엘리먼트(332)에 의해 표현될 수도 있는 반면, 제2 이동 타겟은 제2 속도로 레이더에 접근할 수도 있고(예컨대, 양의 상대 속도로 표현됨), 레인지 도플러 맵(330)에서 엘리먼트(334)로 표현될 수도 있다.
많은 레이더 시스템들에서, 레인지 FFT 및/또는 도달 방향(DoA) FFT들이 또한 수행될 수도 있다. 따라서, 레이더 3차원(3D) 이미지로도 지칭되는, 스펙트럼 값들의 3D 어레이가 생성되고 레이더 시스템의 타겟들에 대한 레인지, 속도 및 도착 방향 추정치들을 생성하는 데 사용될 수도 있다. 일부 레이더 시스템들에서, 송신된 펄스들은 리턴된 에코들을 상이한 송신된 펄스들로부터 구별하기 위해, 예를 들어 처프 신호들에 의해 변조될 수도 있다.
전술한 바와 같이, 펄스 도플러 레이더의 달성가능한 레인지 분해능은 Rmin = cτ/2일 수도 있으며, 여기서 τ는 펄스 폭이다. 더 좁은 펄스들을 사용하는 레이더는 더 나은 레인지 분해능을 달성할 수도 있다. 시분할 다중화 다중 입력-다중 출력(TDM-MIMO) 레이더에서, 각각의 펄스는 복수의 MIMO 사이클들(또는 시간 슬롯들)에서 송신되는 다수의 짧은 서브 펄스들을 포함할 수도 있다. TDM-MIMO 레이더는 각각의 시간 슬롯에서 안테나들의 서브어레이에 의해 짧은 서브펄스를 송신할 수도 있고, 레이더의 안테나들의 각각의 서브어레이를 통해 순환하여 각각의 펄스에서 다수의 서브펄스들을 송신할 수도 있다. MIMO 레이더들은 더 나은 공간적(예를 들어, 레인지 및 각도) 및 도플러(예를 들어, 속도) 분해능들을 달성할 수도 있다.
도 4a는 특정 실시예들에 따른 MIMO 레이더의 예에서의 펄스 송신 시퀀스의 예를 예시한다. 전술한 바와 같이, TDM-MIMO 레이더에서, 코히어런트 프로세싱 간격에서의 N 개의 펄스들(410)의 각각의 펄스(410)는 다수의(예를 들어, P 개의) MIMO 사이클들(412)(또는 시간 슬롯들)을 포함할 수도 있고, 여기서 짧은 서브펄스는 각각의 MIMO 사이클(412) 동안 예를 들어, 안테나 또는 안테나 어레이의 서브어레이에 의해 송신될 수도 있다. 도 2a 및 도 3a와 관련하여 또한 전술한 바와 같이, 상이한 레인지들로부터의 각각의 짧은 서브펄스의 에코들은 특정 샘플링 간격(빠른 시간)으로 레이더 수신기에 의해 캡처될 수도 있다. 따라서, 도 3a와 관련하여 위에서 설명된 바와 같은 2차원 데이터 매트릭스는 N 개의 펄스들에 걸쳐 P 개의 MIMO 사이클들의 각각의 MIMO 사이클에 대해 생성될 수도 있으며, 여기서 2차원 데이터 매트릭스의 하나의 차원은 펄스(느린 시간)에 대응하고, 2차원 데이터 매트릭스의 나머지 하나의 차원은 레인지 빈(빠른 시간)에 대응한다. 따라서, 3차원 데이터 큐브가 P 개의 MIMO 사이클들 동안 생성될 수도 있으며, 여기서 세번째 차원은 MIMO 사이클(중간 시간)에 대응한다.
도 4b는 다양한 레인지들로부터의 다수의 펄스들의 서브펄스들의 에코들을 포함하는 데이터 큐브(420)의 예를 예시한다. 2차원 데이터 매트릭스(300)와 비교하여, 데이터 큐브(420)는 MIMO 사이클(중간 시간)에 대응하는 추가적인 차원을 포함할 수도 있다. 데이터 큐브(420)에서 각각의 계층(422)은 펄스의 p 번째 MIMO 사이클에 대응할 수도 있고, 도 3에 도시된 2차원 데이터 매트릭스(300)와 유사할 수도 있다. 예시된 예에서, CPI에서 N 개의 펄스들이 존재할 수도 있고, 각각의 펄스는 P 개의 MIMO 사이클들에서 송신된 P 개의 서브펄스들을 포함할 수도 있고, MIMO 사이클에서 송신된 각각의 서브펄스에 대해 L 개의 에코 신호들이 캡처될 수도 있다.
2차원 FFT는 도 3a 및 도 3b와 관련하여 설명된 바와 같이 데이터 큐브(420)의 각각의 계층(422)에 대해 수행될 수도 있으며, 여기서 각각의 계층(422)은 모든 N 개의 펄스들에 걸쳐 1 개의 MIMO 사이클에 대응할 수도 있다. 예를 들어, L 개의 1차원 FFT들이 전술한 바와 같이 수행될 수도 있으며, 여기서 각각의 1차원 FFT는 N 개의 펄스들의 각각의 펄스에서의 서브펄스에 각각 대응하는 N 개의 에코들에 대해 수행될 수도 있다. 각각의 계층(422)(또는 MIMO 사이클)에 대한 2차원 FFT는 도 3b에 도시된 바와 같이 각각의 레인지 도플러 맵을 산출할 수도 있다. 그 후, 데이터 큐브(420)의 데이터의 P개의 계층들(P 개의 MIMO 사이클들에 대응함)을 사용하여 생성된 P 개의 레인지 도플러 맵들은 평균화되거나 그렇지 않으면 병합되어 전체 레인지 도플러 맵을 생성할 수도 있다. 차량의 응용들에서 이미징 레이더가 커버할 필요가 있는 높은 분해능 및 큰 시야로 인해, 많은 차량용 이미징 레이더들이 전술된 TDM-MIMO 사이클들을 사용할 수도 있다.
도 5a는 특정 실시예들에 따른 차량용 레이더를 사용하는 환경의 예에서 오브젝트들의 측정 레인지들 및 속도들을 예시하는 이미지(510)를 포함한다. 예시된 예에서, 제1 차량(512)은 제1 차량 상에 설치된 차량용 레이더를 가질 수도 있으며, 이는 주변 환경에서 오브젝트들을 검출하고 검출된 오브젝트들의 상대 속도들을 측정하는 데 사용될 수도 있다. 예시된 예에서, 2 개의 다른 차량들(514 및 516)이 도로 상에서 이동할 수도 있으며, 여기서 나무들, 등주(light pole)들, 또는 정지되어 있는 다른 오브젝트들과 같은 정적 오브젝트들이 도로의 사이드들에 있을 수도 있다.
도 5b는 도 5a에 도시된 환경에서 제1 차량(512) 상의 도플러 레이더에 의해 측정된 오브젝트들의 레인지들 및 속도들을 예시하는 레인지 도플러 맵(520)의 예를 포함한다. 도 5b는 정적 오브젝트들 및 동적 오브젝트들 양자 모두를 포함하는, 환경에서 검출된 오브젝트들의 레인지들 및 상대 속도들을 도시한다. 예를 들어, 도 5b는 차량들(514 및 516)에 각각 대응하는 2 개의 밝은 스팟들(522 및 524)을 도시한다. 밝은 스팟들(522 및 524)은 상이한 레인지들 및 유사한 속도들에 대응할 수도 있다. 예를 들어, 밝은 스팟(522)은 차량(514)이 제1 차량(512)으로부터 약 150 미터 떨어져 있고 약 15 미터/초(m/s)의 상대 속도로 제1 차량(512)에 접근하고 있음을 나타낼 수도 있다. 밝은 스팟(524)은 차량(516)이 제1 차량(512)으로부터 약 250 미터 떨어져 있고 약 15 미터/초(m/s)의 상대 속도로 제1 차량(512)에 접근하고 있음을 나타낼 수도 있다. 나무들과 같은 정적 오브젝트들은, 제1 차량(512)의 이동으로 인해 제1 차량(512)에 접근할 수도 있고, 상이한 레인지들에 대응하지만 동일한 속도(예를 들어, 제1 차량(512)의 속도인 약 8m/s)의 밝은 스팟들에 의해 도시될 수도 있다.
도 5c는 도 5a에 도시된 환경에서 제1 차량(512) 상의 도플러 레이더에 의해 측정된 동적 오브젝트들의 위치들을 예시하는 맵(530)의 예를 포함한다. 맵(530)에서, y 축은 수평 방향에 대응하고, x 축은 수직(또는 길이) 방향에 대응한다. 맵(530)은 동적 오브젝트들만을 도시한다. 예시된 예에서, 차량들(514 및 516)에 각각 대응할 수도 있는 2 개의 밝은 스팟들(532 및 534)이 도시되어 있다. 맵(530)은, 차량들(514 및 516)이 수평 방향으로 제1 차량(512)과 대략적으로 정렬되고, 길이 방향으로 제1 차량(512)으로부터 각각 약 150 미터 및 250 미터인 것을 도시한다.
도 5d는 도 5a에 도시된 환경에서 제1 차량(512) 상의 도플러 레이더에 의해 측정된 오브젝트들의 위치들을 예시하는 맵(540)의 예를 포함한다. 맵(540)에서, y 축은 수평 방향에 대응하고, x 축은 수직(또는 길이) 방향에 대응한다. 맵(540)은 상이한 시야 각들에서 오브젝트들을 포함하는, 도플러 레이더에 의해 검출된 동적 오브젝트들 및 정적 오브젝트들 모두를 도시한다.
도 6a는 도플러 레이더에 의해 측정된 빠른 동적 오브젝트들에 대한 이득 손실을 예시하는 레인지 도플러 맵(600)의 예를 포함한다. 전술한 바와 같이, 리턴된 펄스의 전력은 위상 시프트의 함수일 수도 있으며, 이는 이어서 오브젝트의 속도에 의존할 수도 있다. 움직이는 오브젝트들은 MIMO 사이클들에서의 서브펄스들 사이에, 그리고 동등하게, 펄스들 사이에 잔류 위상들을 부과할 수도 있다. 번째 MIMO 사이클에서 송신된 p 번째 서브펄스의 에코들의 잔류 위상은, 타겟의 속도의 함수일 수도 있고 타겟이 더 빠르게 이동함에 따라 더 커질 수도 있으며, 다음을 따른다:
,
여기서, TPRI는 펄스 반복 간격이고, 은 타겟의 상대 속도이고, k는 도플러 속도 빈 번호(또는 펄스 번호)이고, 그리고 는 전술된 바와 같은 도플러 속도 분해능이다. 은 본 명세서에서 타입-I 잔류 위상으로 지칭될 수도 있고 임의의 에 대해 존재할 수도 있다. 이동하는 타겟의 검출된 전력은 이득이 인자 에 의해 더 작아질 수도 있기 때문에 타입-I 잔류 위상의 함수일 수도 있다. 따라서, 이득 손실은 정적 타겟들에 대해서만 0일 수도 있다. 더 빠른 타겟들의 경우, 잔류 위상들은 더 클 수도 있고 이득 손실들은 더 높을 수도 있다. 매우 빠른 타겟들에 대해, 이득 손실들은 검출될 타겟들에 대해 너무 높을 수도 있다. 따라서, 도 6a에 예시된 바와 같이, 타겟(610)과 같은 더 빠른 타겟들은, 유사한 레인지에 있지만 더 낮은 속도를 갖는 유사한 타겟에 비해, 더 낮은 전력 및 따라서 맵에서의 더 낮은 밝기를 가질 수도 있다.
도 6b는 도플러 레이더에 의해 측정된 오브젝트의 이득과 속도 사이의 관계의 예를 예시하는 차트(605)를 포함한다. 도 6b의 곡선(620)은 타겟의 속도가 증가함에 따라, 검출된 신호의 전력이가 매우 작은 값으로 점차 감소할 수도 있음을 나타낸다. 예를 들어, 곡선(620) 상의 포인트(622)는, 대응하는 속도에서 이득 손실이 약 10 dB일 수도 있음을 나타낸다.
특정 실시예들에 따르면, 타입-I 잔류 위상은 검출된 신호의 위상에 보상 위상을 더함으로써 보상될 수도 있으며, 여기서 보상 위상은 타입-I 잔류 위상이 제거될 수도 있도록 타입-I 잔류 위상의 반대일 수도 있다.
도 7a는 특정 실시예들에 따른 도플러 레이더들에서 잔류 위상들을 보상하는 방법의 예를 예시한다. 예시된 바와 같이, (예컨대, 도 4b와 관련하여 전술된 바와 같이 MIMO 사이클에 대한 도플러 FFT를 수행함으로써 생성된 레인지 도플러 맵의 속도 빈에서의) 검출된 신호의 위상은 2 개의 항들을 포함할 수도 있다. 제1 항 은 송신된 신호의 위상이다. 제2 항 은 전술한 바와 같이 타겟의 모션에 의해 야기되는 타입-I 잔류 위상이다. 따라서, 타겟의 속도를 알면, 검출된 신호를 와 곱함으로써 검출된 신호의 위상에 보상 위상 -　이 더해질 수도 있다. 위상 보상된 신호를 송신된 신호와 교차상관시킨 후, 보상 위상에 의해 잔류 위상이 캔슬될 수도 있다. 그러한 바, 검출된 신호의 전체 위상은 모든 속도에서의 타겟들에 대해 가 될 수도 있다.
그러나, 타겟의 속도는 미리 알려지지 않을 수도 있고, 따라서 보상 위상도 미리 알려지지 않을 수도 있다. 따라서, 보상될 타겟의 속도를 알기 전에, 잔류 위상 보상을 캡처된 시간 도메인 신호들에 직접 적용하는 것이 어려울 수 있다. 특정 실시예들에 따르면 보상 위상은, 각각의 MIMO 사이클에 대한 개별의 레인지 도플러 맵의 각각의 열(또는 속도 빈)에 대해 결정될 수도 있다. 따라서, 모든 가능한 타겟 속도들에 대한 위상 시프트들은 사전결정되고, 교차상관된 펄스들 또는 도플러 FFT의 출력 신호들과 같은 검출된 신호들에 적용될 수도 있다. 특정 속도를 갖는 타겟이 환경에 존재하면, 잔류 위상을 보상하기 위해 속도에 대응하는 특정 사전결정된 보상 위상이 대응하는 검출된 신호들에 적용될 수도 있다. 환경에서 특정 속도로 이동하는 타겟들이 없고 따라서 속도와 연관된 검출된 신호들의 전력이 매우 낮으면, 대응하는 검출된 신호들에 속도에 대한 사전결정된 보상 위상을 적용하는 것은 어떠한 불리한 부작용들도 야기하지 않을 것이다. 이러한 방식으로, 부작용들이 거의 없거나 전혀 없이, 환경에서 임의의 속도들로 이동하는 타겟들의 잔류 위상들이 보상될 수도 있다. 그러한 바, 검출된 신호의 전력은 임의의 속도들을 갖는 유사한 타겟들에 대해 등화(equalize)될 수도 있다.
도 7b는 레인지 도플러 맵(700)의 예를 예시한다. 레인지 도플러 맵(700) 내의 각각의 포인트는, 도플러 레이더로부터 특정 레인지 간격에 있고 그리고 도플러 레이더에 대한 특정 상대 속도를 갖는 오브젝트에 대응할 수도 있다. 각각의 레인지 간격은 샘플 간격에 대응할 수도 있고, 각각의 속도 간격은 도플러 FFT 의 N 개의 속도 빈들 중 k 번째 속도 빈에 대응할 수도 있다. 레인지 도플러 맵(700)에서 각각의 열(각각의 속도 빈에 대응함)에 대해 보상 위상이 결정될 수도 있다. 예를 들어, 레인지 도플러 맵(700)에서의 포인트들(710, 720, 및 730)은, 상이한 속도 빈들에 있을 수도 있고 상이한 연관된 타입-I 잔류 위상들을 가질 수도 있다.
전술한 TDM-MIMO 도플러 레이더에서, p 번째 MIMO 사이클에 대한 레인지 도플러 맵의 k 번째 속도 빈에서의 (또는 p 번째 MIMO 사이클 및 k 번째 펄스에 대응하는) 검출된 신호의 잔류 위상이 또는 일 수도 있다는 것이 결정된다. 따라서, 보상 위상은 -와 같은 상기 잔류 위상의 반대일 수 있다. 따라서, 도 7a에 도시된 바와 같이, 타입-I 잔류 위상을 위한 보상 위상은 p 번째 MIMO 사이클에 대한 레인지 도플러 맵의 k 번째 속도 빈에서의 검출된 신호에 대해 로 설정될 수도 있으며, 여기서 는 다음이 성립하도록 상수일 수도 있다:
.
타입-I 잔류 위상이 p 번째 MIMO 사이클 및 k 번째 속도 빈에 대해 또는 일 수도 있기 때문에, 는 로 설정될 수도 있다. 이기 때문에, 는 로 설정될 수도 있다.
도 7c는 특정 실시예들에 따른 도플러 레이더들에서 잔류 위상 시프트를 보상하는 예의 결과를 예시하는 차트(740)를 포함한다. 차트(740)에서, 곡선(750)은 (모션 보상 없이) 레이더 수신기의 검출된 신호의 전력을 검출된 신호를 야기하는 타겟의 속도의 함수로서 예시한다. 위에서 설명되고 곡선(750)에 의해 도시된 바와 같이, 검출된 신호의 전력은 타겟의 속도가 증가함에 따라 감소할 수도 있다. 라인(760)은 전술된 타입-I 잔류 위상 보상을 갖는 레이더 수신기의 검출된 신호의 전력을, 검출된 신호를 야기하는 타겟의 속도의 함수로서, 예시한다. 도 7a 및 도 7c의 라인(760)에 의해 도시된 바와 같이, 타겟의 속도가 정확하게 결정될 수 있다면, 검출된 신호의 위상 및 전력은 타입-I 잔류 위상 보상 후에 상이한 타겟 속도들에 대해 일정하게 유지될 수 있다.
그러나, 전술한 바와 같이, 레이더는 최대 도플러 속도 측정 간격 까지의 속력들로 이동하는 타겟들만을 모호하지 않게 측정할 수도 있으며, 여기서 이다. 최대 속도 보다 빠르게 이동하는 타겟들은, 도플러 에일리어싱으로 인해, 낮은 속도로 이동하고 있었던 것처럼 보일 수도 있다.
도 8은 도플러 레이더에서의 속도 에일리어싱의 예들을 예시하는 차트(800)를 포함한다. 차트(800)의 수평 축은 타겟의 실제 속도에 대응하고, 수직 축은 도플러 레이더에 의한 타겟의 측정된 속도에 대응한다. 도 8의 라인(810)은 타겟의 각각의 대응하는 실제 속도에 대한 원하는 측정된 속도를 도시한다. 곡선(820)은 타겟의 각각의 대응하는 실제 속도에 대한 측정된 속도를 도시한다. 도 8에 도시된 예에서, 도플러 레이더의 는 약 50 mph이다. 따라서, 타겟의 실제 속도가 0과 약 50 mph사이일 때, 측정된 속도는 실제 속도와 동일할 수도 있다. 타겟의 실제 속도가 약 50과 약 100 mph 사이일 때, 측정된 속도는 약 -50과 0 mph 사이일 수도 있다. 타겟의 실제 속도가 약 100과 약 150 mph 사이일 때, 측정된 속도는 0과 50 mph 사이일 수도 있다. 예를 들어, 도플러 레이더의 가 50 mph이고 이 약 130 mph일 때, 도플러 레이더에 의한 측정된 타겟은 고작 약 30 mph로 이동하고 있는 것으로 보일 수도 있다.
도 8은 레이더의 보다 큰 속도로 이동하는 타겟에 대해, 타겟의 실제 속도가 측정된 속도와 상이할 수도 있음을 도시한다. 따라서, 빠른 타겟에 대한 검출 신호의 실제 타입-I 잔류 위상은 일 수도 있으나, 측정된 속도 는 실제 속도 과 상이할 수도 있고, 따라서 측정된 속도에 기초하여 결정된 보상 위상 는 와 상이할 수도 있다. 따라서, 측정된 속도에 대해 결정된 보상 위상이 타입-I 잔류 위상을 보상하는데 사용될 때, 타입-I 잔류 위상 보상 후의 잔류 위상은:
일 수도 있으며,
이는 와 동일하지 않는데 그 이유는 가 과 동일하지 않기 때문이다. 추가적인 항 은 도플러 에일리어싱에 의해 야기되며 본 명세서에서 타입-II 잔류 위상으로 지칭될 수도 있다. 그러한 바, 전술된 타입-I 잔류 위상 보상 기법은 최대 도플러 속도 측정 간격 보다 큰 속도들을 갖는 고속 타겟들에 대한 잔류 위상을 제거할 수 없을 수도 있다.
p 번째 레인지 도플러 맵(p 번째 MIMO 사이클에 대응함)에서의 검출된 신호들에 대한 타입-II 잔류 위상은 인 것으로 결정될 수도 있으며, 여기서 a는 n×와 (n+1)× 사이의 속도들과 같은 속도들의 레인지에 대한 에일리어싱 인자이다. 타입-II 잔류 위상은 보다 큰 속도를 갖는 빠른 타겟에 대해 무한 이득 손실을 초래할 수 있고, 따라서 타겟의 사이즈 및/또는 레인지에 관계없이 타겟이 검출되는 것을 방지할 수도 있다.
도 9는 도플러 에일리어싱의 존재 하에 타입-I 잔류 위상을 보상하는 결과의 예를 예시하는 차트(900)를 포함한다. 차트(900)는, 속도들이 V max 보다 낮고 타겟의 모션에 의해 야기된 잔류 위상이 전술된 타입-I 잔류 위상 보상에 의해 완전히 제거되어 이득 손실이 약 0일 수도 있는 제1 영역(910)을 포함한다. 차트(900)는 또한, 속도들이 V max 보다 크고 측정된 속도를 사용하는 타입-I 잔류 위상의 보상이 검출된 신호들에 대해 0에 가까운 진폭을 초래할 수도 있는 제2 영역(920)을 포함한다. 도 9의 라인(930)은 레이더 수신기에 의해 검출될 수 있는 더 낮은 임계 전력의 예를 도시한다. 타겟에 대한 검출된 신호의 전력이 라인(930) 아래에 있는 경우, 타겟은 검출되지 않을 수도 있다. 따라서, 제2 영역(920)에서의 속도들을 갖는 타겟은 도플러 레이더에 의해 검출되지 않을 수도 있다.
특정 실시예들에 따르면, 제2 위상 보상 항 은 p 번째 MIMO 사이클과 연관된 검출된 신호의 타입-II 잔류 위상을 보상하기 위해 사용될 수도 있다. 타겟의 속도가 V max 와 2V max 사이일 확률이 타겟의 속도가 2V max 와 3V max 사이일 확률보다 더 높을 수도 있기 때문에, 가 V max 와 2V max 사이의 속도들에 대한 타입-II 잔류 위상에 근접하도록 선택될 수도 있어서:
이며,
여기서 은 작은 값일 수도 있다. 제2 위상 항 이, 타입-II 잔류 위상을 완전히 보상하지 않을 수도 있고, V max 보다 낮은 속도들에 대한 검출된 신호들이 타입-II 잔류 위상을 갖지 않기 때문에 V max 보다 낮은 속도들에 대한 특정 이득 손실을 야기할 수도 있지만, 이득 손실은 약 3 dB 미만과 같이 작을 수도 있다. 일부 실시예들에서, 는 전술한 바와 같이 로 설정될 수도 있으며, 여기서 에일리어싱 인자 a는 1보다 작은 값이 되도록 선택될 수도 있고 은 로 설정될 수도 있다.
그러한 바, 타입-I 잔류 위상 및 타입-II 잔류 위상 양자 모두는 p 번째 MIMO 사이클에 대한 레인지 도플러 맵의 k 번째 속도 빈에서의 검출된 신호에 를 곱함으로써 보상될 수도 있으며, 여기서는 전술된 바와 같은 타입-I 잔류 위상의 반대일 수도 있고, 는 타입-II 잔류 위상의 반대일 수도 있다. 예를 들어, 는 상수 또는 일 수도 있고, 는 상수 일 수도 있다. 타입-I 잔류 위상 보상 및 타입-II 잔류 위상 보상 후에, 검출된 신호의 잔류 위상은 최소화되거나 캔슬될 수도 있다.
도 10은 특정 실시예들에 따른 도플러 에일리어싱의 존재 하에서 잔류 위상들을 보상한 결과의 예를 예시하는 차트(1000)를 포함한다. 잔류 위상들은, 전술된 바와 같이 p 번째 MIMO 사이클에 대한 레인지 도플러 맵의 k 번째 속도 빈에서의 검출된 신호를 로 곱함으로써 보상될 수도 있다. 차트(1000)에서, 곡선(1010)은 모션 보상 없이 레이더 수신기의 검출된 신호의 전력을, 검출된 신호를 야기하는 타겟의 속도의 함수로서 예시한다. 전술한 바와 같이, 타겟의 속도가 증가함에 따라 검출된 신호의 전력은 감소할 수도 있다. 파선 라인(1020)은 전술된 바와 같은 타입-I 잔류 위상 보상을 갖는 레이더 수신기의 검출된 신호의 전력을, 검출된 신호를 야기하는 타겟의 속도의 함수로서, 예시한다. 파선 라인(1020)은 잔류 위상이 V max 미만의 속도들을 갖는 타겟들에 대해 완전히 제거될 수도 있음을 보여준다. 그러나, V max 보다 큰 속도들을 갖는 타겟들에 대해, 이득 손실은 타겟들이 검출되지 않을 수도 있도록 매우 클 수도 있다. 도 10의 라인(1030)은 전술한 바와 같은 타입-I 잔류 위상 보상 및 타입-II 잔류 위상 보상 양자 모두를 갖는 레이더 수신기의 검출된 신호의 전력을, 검출된 신호를 야기하는 타겟의 속도의 함수로서 예시한다. 라인(1030)은, V max 보다 작은 속도들을 갖는 타겟들에 대한 이득 손실 및 V max 보다 큰 속도들을 갖는 타겟들에 대한 이득 손실이 평탄화될 수도 있고 약 3 dB 미만일 수도 있는 작은 일정한 이득 손실일 수도 있음을 도시한다.
도 11은 특정 실시예들에 따른 모션 보상을 갖는 도플러 프로세싱 시스템(1100)의 예를 예시한다. 도플러 프로세싱 시스템(1100)은, 도 14와 관련하여 아래에서 더 상세히 설명되는 하나 이상의 컴퓨터 시스템(1400)과 같은 하나 이상의 컴퓨터 시스템들을 사용하여 구현될 수도 있다. 도플러 프로세싱 시스템(1100)은, 도플러 프로세싱 서브시스템(200)과 유사할 수도 있는 MIMO 레이더 프로세싱 서브시스템(1110)을 포함할 수도 있다. MIMO 레이더 프로세싱 서브시스템(1110)은 P 개의 MIMO 사이클들에서 송신된 P 개의 서브펄스들을 각각 포함하는 N 개의 펄스들의 캡처된 에코들을 수신할 수도 있다. N 개의 펄스들의 각각의 펄스에서 P 서브펄스들의 각각의 서브펄스의 캡처된 에코들은 교차상관 유닛(1112-1, 1112-2, ..., 또는 1112-N)에 의해, 송신된 서브펄스와 교차상관되어 타겟들로부터의 에코들의 시간 지연들 및 따라서 타겟들의 레인지들을 결정할 수도 있다.
MIMO 레이더 프로세싱 서브시스템(1110)은 또한 도플러 FFT 유닛(1114)을 포함할 수도 있다. 전술된 바와 같이, 도플러 FFT 유닛(1114)은 P 개의 MIMO 사이클들에서 송신된 P 개의 서브펄스들을 각각 포함하는 N 개의 펄스들의 캡처된 에코들에 다수의 FFT들을 수행하여, 시간 도메인 신호들을 상이한 속도 빈들에서의 도플러 주파수들 또는 속도들로 변환할 수도 있다. 예를 들어, 도 3a 내지 도 4b와 관련하여 전술된 바와 같이, 2차원 도플러 FFT는 모든 N 개의 펄스들에 대 p 번째 MIMO 사이클에서 송신된 p 번째 서브펄스의 캡처된 에코들에 대해 수행될 수도 있으며, 여기서 p는 1부터 P까지의 정수일 수도 있다. 각각의 MIMO 사이클에 대한 2차원 도플러 FFT의 출력은 도 3b에 도시된 바와 같이 N 개의 도플러 주파수 또는 속도 빈들로 필터링될 수도 있다. 따라서, P 개의 MIMO 사이클 각각에 대한 2차원 도플러 FFT의 결과들에 기초하여 레인지 도플러 맵이 P MIMO 사이클 각각에 대해 생성될 수도 있다.
도플러 프로세싱 시스템(1100)의 모션 보상 서브시스템(1120)은 모션 보상 엔진들(1122-1, 1122-2, ..., 및 1122-N)의 세트를 사용하여 위에서 설명된 타입-I 잔류 위상 보상 및 타입-II 잔류 위상 보상을 수행할 수도 있다. 각각의 모션 보상 엔진(1122-1, 1122-2, ..., 또는 1122-N)은 동일한 속도 빈에서의 속도들을 갖는 타겟들에 대한 잔류 위상 보상을 적용할 수도 있다. 예를 들어, 전술한 바와 같이, 보상 위상 은 p 번째 MIMO 사이클에 대한 레인지 도플러 맵 상의 k번째 속도 빈에서의 검출된 신호에 적용될 수도 있으며, 여기서 및 은 전술한 바와 같이 상수 값일 수도 있다. 일 예에서, 검출된 신호를 와 곱함으로써 검출된 신호에 보상 위상이 적용될 수도 있다. 동일한 속도를 갖는 타겟들에 대한 검출된 신호들의 잔류 위상들이 유사하게 보상될 수도 있도록, 레인지 도플러 맵의 각각의 열(속도 빈)에 동일한 보상 위상이 적용될 수도 있다.
모션 보상 엔진들(1122-1, 1122-2, ..., 및 1122-N)의 세트의 각각에 의한 모션 보상 후에, 검출된 신호들의 잔류 위상은 제거되거나 최소화될 수도 있어서, 임의의 속도 빈에서의 속도를 갖는 타겟을 나타내는 검출된 신호의 전력은 감쇠되지 않을 수도 있거나 최소로 감쇠될 수도 있다. 그 후, P 개의 MIMO 사이클들에 대한 P 개의 모션 보상된 레인지 도플러 맵들은, 예를 들어 도 5b, 도 6a, 또는 도 7b에 도시된 바와 같이 전체 레인지 도플러 맵으로 평균화되거나 그렇지 않으면 병합될 수도 있다.
일부 실시예들에서, 위상 보상은 도플러 FFT 이전에 수행될 수도 있다. 예를 들어, 펄스들의 수(N)가 도 3a 내지 도 3b와 관련하여 위에서 설명된 각각의 1차원 도플러 FFT의 길이와 일치하는 경우, (예를 들어, 교차 정정 후의) k 번째 펄스의 p 번째 MIMO 사이클에 대응하는 수신된 신호들은 가 곱해질 수도 있으며, 여기서 및 은 상수 값들이다. 펄스들의 수(N)가 1차원 도플러 FFT의 길이와 동일하지 않은 경우, k 번째 펄스의 p 번째 MIMO 사이클에 대응하는 수신된 신호들은 가 곱해질 수도 있으며, 여기서 및 은 상수 값들이고 1차원 도플러 FFT의 길이보다는 펄스들의 수에 기초하여 결정될 수도 있다.
도 12는 특정 실시예들에 따른 모션 보상을 갖는 도플러 프로세싱 시스템(예컨대, 도플러 프로세싱 시스템(1100))의 출력들의 예들을 예시하는 차트(1200)를 포함한다. 예시된 예에서, 속도 v2를 갖는 타겟이 환경에 존재할 수도 있고 검출될 수도 있다. 전술한 바와 같이 모든 속도 빈들에 대한 모션 보상 후에, 타겟으로부터의 에코들은 타입-I 잔류 위상 보상 및 타입-II 잔류 위상 보상 때문에 이득 손실이 없거나 최소로 검출될 수도 있다. 다른 주파수 빈들에서 속도들을 갖는 타겟들이 환경에 존재하지 않을 수도 있고 따라서 다른 속도 빈들에서의 신호들의 신호 전력이 매우 낮을 수도 있기 때문에, 모션 보상(예를 들어, 를 곱하는 것)은 다른 속도 빈들에서의 신호들의 신호 전력에 영향을 미치지 않을 수도 있거나 또는 최소한으로만 영향을 미칠 수도 있다.
도 13은 특정 실시예들에 따른 도플러 레이더들에서 잔류 위상들을 보상하는 방법의 예를 예시하는 흐름도(1300)를 포함한다. 도 13에 도시된 블록들 중 하나 이상에 예시된 기능성을 수행하기 위한 수단은 컴퓨터 시스템 또는 도플러 프로세싱 시스템의 하드웨어 및/또는 소프트웨어 컴포넌트들에 의해 수행될 수도 있다. 도플러 프로세싱 시스템의 예시적인 컴포넌트들이 위에서 설명된 도 11에 예시된다. 컴퓨터 시스템의 예시적인 컴포넌트들이 도 14에 예시되며, 이들을 아래에서 더 상세히 설명된다.
블록 1310에서, 도플러 프로세싱 시스템(1100)과 같은 도플러 프로세싱 시스템은, 송신된 펄스들의 세트의 각각의 송신된 펄스에 대해, 복수의 거리 레인지들로부터 반사된 에코 신호들의 각각의 세트를 수신할 수도 있다. 도플러 프로세싱 시스템은 도플러 레이더 시스템의 부분일 수도 있다. 도플러 레이더 시스템은 예를 들어, 송신된 펄스들의 세트의 각각의 송신된 펄스는 MIMO 사이클들의 세트에서 송신된 서브펄스들의 세트를 포함할 수도 있고, 에코 신호들의 개별 세트는 송신된 펄스에서 서브펄스들의 세트의 각각의 서브펄스의 에코 신호들의 개별 서브세트를 포함할 수도 있는, MIMO 레이더 시스템을 포함할 수도 있다. 에코 신호들의 개별 서브세트의 각각의 에코 신호는 복수의 거리 레인지들 중 개별 거리 레인지에 대응할 수도 있다. 일부 예들에서, 도플러 레이더 시스템은 안테나들의 어레이를 포함할 수도 있고, 여기서 안테나들의 어레이의 각각의 안테나 또는 안테나들의 서브어레이는 시간 슬롯들의 세트의 각각의 시간 슬롯에서 서브펄스들의 세트의 개별 서브펄스를 송신하도록 구성될 수도 있다.
선택적으로, 블록 1320에서, 도플러 프로세싱 시스템, 보다 구체적으로는, 도플러 프로세싱 시스템의 하나 이상의 교차상관 유닛들(예컨대, 교차상관 유닛들(1112-1 내지 1112-N))은 에코 신호들의 개별 세트의 각각의 에코 신호를 송신된 펄스(또는 서브펄스)와 교차상관시킬 수도 있다. 교차상관은 시야 내의 타겟들의 레인지들을 결정할 수도 있다. 예를 들어, 타겟의 레인지는 에코 신호와 가장 높은 교차상관 값을 달성하기 위해, 송신된 펄스(또는 서브 펄스)의 지연에 기초하여 결정될 수도 있다.
블록 1330에서, 도플러 프로세싱 시스템, 보다 구체적으로는, 도플러 프로세싱 시스템의 도플러 FFT 유닛(예를 들어, 도플러 FFT 유닛(1114))은 송신된 펄스들의 세트에 대한 에코 신호들의 세트들에 도플러 푸리에 변환들을 수행할 수도 있다. 일부 구현들에서, 도플러 푸리에 변환들을 수행하는 것은, MIMO 사이클들의 세트의 각각의 MIMO 사이클에 대해, 송신된 펄스들의 세트의 MIMO 사이클에서 송신된 서브펄스들의 에코 신호들에 개별 2차원 도플러 푸리에 변환을 수행하는 것을 포함할 수도 있다. 일부 예들에서, 2차원 도플러 푸리에 변환은, 복수의 거리 레인지들의 각각의 거리 레인지에 대해, 송신된 펄스들의 세트의 MIMO 사이클에서 송신된 서브펄스들에 대응하는 그리고 거리 레인지로부터 리턴된 에코 신호들에 대한 개별 1차원 도플러 푸리에 변환을 포함할 수도 있다. 개별 2차원 도플러 푸리에 변환의 출력들은 복수의 신호들을 포함할 수도 있으며, 복수의 신호들의 각각의 신호는 레인지 빈들의 세트의 레인지 빈 및 복수의 속도 빈들의 속도 빈과 연관된다. 복수의 속도 빈들에서의 검출된 신호들의 검출된 신호는 도플러 레이더 시스템에 관한 측정된 속도를 갖는 타겟을 나타낼 수도 있으며, 여기서 타겟의 실제 속도는 도플러 레이더 시스템의 최대 도플러 속도 측정 간격보다 클 수도 있다.
블록 1340에서, 도플러 프로세싱 시스템, 보다 구체적으로는, 도플러 프로세싱 시스템의 하나 이상의 모션 보상 엔진들(예를 들어, 모션 보상 엔진들(1122-1 내지 1122-N))은, 복수의 속도 빈들의 각각의 속도 빈에서의 검출된 신호들에 개별 사전결정된 보상 위상 벡터를 적용할 수도 있다. 각각의 속도 빈에서의 검출된 신호들에 적용되는 개별 사전결정된 보상 위상 벡터는, 속도 빈의 속도에 비례하는 제1 컴포넌트, 및 도플러 속도 에일리어싱과 연관된 위상 보상 오차를 보상하기 위한 제2 컴포넌트를 포함할 수도 있다. 일 예에서, 복수의 속도 빈들의 k 번째 속도 빈에서의 검출된 신호들에 개별 사전결정된 위상 벡터를 적용하는 것은 MIMO 사이클들의 세트의 p 번째 MIMO 사이클에 대한 2차원 도플러 푸리에 변환의 출력들의 k 번째 속도 빈에서의 검출된 신호들을 로 곱하는 것을 포함하며, 여기서 및 은 상수 값들이고, 는 타입-I 잔류 위상을 보상하기 위해 사용될 수도 있고, 그리고 는 타입-II 잔류 위상을 보상하기 위해 사용될 수도 있다. 일부 실시예들에서, 도플러 프로세싱 시스템은, 복수의 속도 빈들 평균의 각각의 속도 빈에서의 검출된 신호들에 개별 사전결정된 보상 위상 벡터를 적용한 후에, MIMO 사이클들의 세트에 대한 2차원 도플러 푸리에 변환들의 위상 보상된 출력들을 평균화하여 레인지 도플러 맵을 생성할 수도 있다.
도 14는, 본 명세서의 실시예들에서 설명된 바와 같은 하나 이상의 프로세싱 시스템들(예를 들어, 도플러 FFT 유닛(230), 교차상관 유닛들(1112-1 내지 1112-N), 도플러 FFT 유닛(1114), 및 모션 보상 엔진들(1122-1, 1122-2, ..., 및 1122-N))의 기능들을 제공하기 위해, 전체적으로 또는 부분적으로, 사용될 수도 있는 컴퓨터 시스템(1400)의 일 실시예의 블록도이다. 도 14는 오직 다양한 컴포넌트들의 일반화된 예시를 제공하기 위한 것으로 의도되며, 컴포넌트들 중 임의의 것 또는 전부가 적절하게 활용될 수도 있다는 점에 유의해야 한다. 따라서, 도 14는 어떻게 개개의 시스템 엘리먼트들이 상대적으로 분리되거나 상대적으로 더 통합된 방식으로 구현될 수도 있는지를 광범위하게 예시한다. 또한, 도 14에 의해 예시된 컴포넌트들은 단일 디바이스에 로컬화될 수 있고 그리고/또는 상이한 지리적 위치들에 배치될 수도 있는 다양한 네트워킹된 디바이스들 사이에서 분산될 수도 있음이 유의될 수 있다.
버스(1405)를 통해 전기적으로 커플링될 수 있는 (또는 달리 적절하게 통신하고 있을 수도 있는) 하드웨어 엘리먼트들을 포함하는 컴퓨터 시스템(1400)이 도시된다. 하드웨어 엘리먼트들은, 하나 이상의 범용 프로세서들, 하나 이상의 특수 목적 프로세서들(예컨대, 디지털 신호 프로세싱 칩들, 그래픽 가속 프로세서들 등), 및/또는 본 명세서에 설명된 방법들 중 하나 이상을 수행하도록 구성될 수 있는 다른 프로세싱 구조를 제한 없이 포함할 수도 있는 프로세싱 유닛(들)(1410)을 포함할 수도 있다. 컴퓨터 시스템(1400)은 또한, 마우스, 키보드, 카메라, 마이크로폰 등을 제한 없이 포함할 수도 있는 하나 이상의 입력 디바이스들(1415); 및 디스플레이 장치, 프린터 등을 제한 없이 포함할 수도 있는 하나 이상의 출력 디바이스들(1420)을 포함할 수도 있다.
컴퓨터 시스템(1400)은 하나 이상의 비일시적인 저장 디바이스들(1425)을 더 포함 (및/또는 그와 통신)할 수도 있으며, 이들은 로컬 및/또는 네트워크 액세스가능 스토리지를 제한없이 포함할 수 있고, 그리고/또는 프로그래밍가능한, 플래시 업데이트가능하는 등일 수도 있는, 디스크 드라이브, 드라이브 어레이, 광학 저장 디바이스, ROM 및/또는 RAM과 같은 솔리드 스테이트 저장 디바이스를 제한 없이 포함할 수 있다. 그러한 저장 디바이스들은 다양한 파일 시스템들, 데이터베이스 구조들 등을 제한없이 포함하여, 임의의 적절한 데이터 저장들을 구현하도록 구성될 수도 있다. 이러한 데이터 저장들은 본 명세서에 설명된 바와 같이, 허브들을 통해 하나 이상의 디바이스들에 전송될 메시지들 및/또는 다른 정보를 저장하고 운영하는 데 사용되는 데이터베이스(들) 및/또는 다른 데이터 구조들을 포함할 수도 있다.
컴퓨터 시스템(1400)은 또한 통신 서브시스템(1430)을 포함할 수도 있으며, 이는 유선 기술들(예컨대, 이더넷, 동축 통신들, USB(universal serial bus) 등)뿐만 아니라 무선 통신 인터페이스(1433)에 의해 관리되고 제어되는 무선 통신 기술들을 포함할 수도 있다. 무선 통신 인터페이스(1433)는 무선 안테나(들)(1450)를 통해 무선 신호들(1455)(예컨대, 5G NR(New Radio) 또는 LTE(Long-Term Evolution)에 따른 신호들)을 전송 및 수신할 수도 있다. 따라서, 통신 서브시스템(1430)은 모뎀, 네트워크 카드(무선 또는 유선), 적외선 통신 디바이스, 무선 통신 디바이스, 및/또는 칩셋 등을 포함할 수도 있으며, 이들은 컴퓨터 시스템(1400)으로 하여금 본 명세서에 설명된 통신 네트워크들 중 임의의 것 또는 전부 상에서, 사용자 장비(UE), 기지국들 및/또는 다른 Tx/Rx 포인트들(TRP들), 및/또는 본 명세서에 설명된 임의의 다른 전자 디바이스들을 포함하는, 개별 네트워크 상의 임의의 디바이스에 대해 통신할 수 있게 할 수도 있다. 따라서, 통신 서브시스템(1430)은 본 명세서의 실시예들에서 설명된 바와 같이 데이터를 수신 및 전송하기 위해 사용될 수도 있다.
많은 실시예들에서, 컴퓨터 시스템(1400)은 위에서 설명된 바와 같이, RAM 또는 ROM 디바이스를 포함할 수도 있는 작업 메모리(1435)를 더 포함할 것이다. 작업 메모리(1435) 내에 위치되는 것으로 도시된 소프트웨어 엘리먼트들은, 오퍼레이팅 시스템(1440), 디바이스 드라이버들, 실행가능한 라이브러리들, 및/또는 하나 이상의 애플리케이션들(1445)과 같은 다른 코드를 포함할 수도 있으며, 이는 다양한 실시예들에 의해 제공된 컴퓨터 프로그램들을 포함할 수도 있고, 그리고/또는 본 명세서에서 설명된 바와 같이, 다른 실시예들에 의해 제공된 방법들을 구현하고, 그리고/또는 시스템들을 구성하도록 설계될 수도 있다. 단지 예로서, 위에서 논의된 방법(들)과 관련하여 설명된 하나 이상의 절차들은 컴퓨터 (및/또는 컴퓨터 내의 프로세서)에 의해 실행가능한 코드 및/또는 명령들로서 구현될 수도 있고; 이어서, 일 양태에서, 그러한 코드 및/또는 명령들은 설명된 방법들에 따라 하나 이상의 동작들을 수행하도록 범용 컴퓨터 (또는 다른 디바이스)를 구성 및/또는 적응시키는데 사용될 수 있다.
이들 명령들의 세트 및/또는 코드는 전술한 저장 디바이스(들)(1425)와 같은 비일시적인 컴퓨터 판독가능 저장 매체 상에 저장되었을 수도 있다. 일부 경우들에서, 저장 매체는 컴퓨터 시스템(1400)과 같은 컴퓨터 시스템 내에 통합될 수도 있다. 다른 실시예들에서, 저장 매체는 컴퓨터 시스템으로부터 분리될 수도 있으며(예를 들어, 광학 디스크와 같은 탈착가능 매체), 그리고/또는 설치 패키지에 제공될 수도 있어, 명령들/코드가 저장된 범용 컴퓨터를 프로그래밍, 구성, 및/또는 적응시키도록 저장 매체가 사용될 수 있다. 이들 명령들은 컴퓨터 시스템(1400)에 의해 실행가능한 실행가능 코드의 형태를 취할 수도 있고 그리고/또는 소스 및/또는 설치가능 코드의 형태를 취할 수도 있으며, 이는 이어서 (예를 들어, 임의의 다양한 일반적으로 이용가능한 컴파일러들, 설치 프로그램들, 압축/압축해제 유틸리티들 등을 사용하는) 컴퓨터 시스템(1400) 상의 설치 및/또는 컴파일 시, 실행가능 코드의 형태를 취한다.
실질적인 변형들이 특정 요건들에 따라 이루어질 수도 있음이 당업자에게 명백할 것이다. 예를 들어, 맞춤형 하드웨어가 또한 사용될 수도 있고 그리고/또는 특정 엘리먼트들이 하드웨어, 소프트웨어(애플릿(applet)들 등과 같은 휴대용 소프트웨어 포함함) 또는 양자 모두에서 구현될 수도 있다. 또한, 네트워크 입력/출력 디바이스들과 같은 다른 컴퓨팅 디바이스들에 대한 커넥션이 채용될 수도 있다.
첨부된 도면들을 참조하면, 메모리를 포함할 수 있는 컴포넌트들은 비일시적 머신 판독가능 매체들을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용된 "머신 판독가능 매체" 및 "컴퓨터 판독가능 매체"라는 용어는 머신이 특정 방식으로 작동하게 하는 데이터를 제공하는 것에 참여하는 임의의 저장 매체를 지칭한다. 본 명세서에서 상기 제공된 실시예들에서, 다양한 머신 판독가능 매체들은 실행을 위해 프로세싱 유닛들 및/또는 다른 디바이스(들)에 명령들/코드를 제공하는 것을 수반할 수도 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 머신 판독가능 매체들은 그러한 명령들/코드를 저장 및/또는 운반하는 데 사용될 수도 있다. 많은 구현들에서, 컴퓨터 판독가능 매체는 물리적 및/또는 유형의(tangible) 저장 매체이다. 그러한 매체는, 비휘발성 매체들 및 휘발성 매체들을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다수의 형태들을 취할 수도 있다. 컴퓨터 판독가능 매체들의 일반적인 형태들은 예를 들어, 자기 및/또는 광학 매체들, 홀들의 패턴들을 갖는 임의의 다른 물리적 매체, RAM, 프로그래밍가능 ROM(PROM), 소거가능한 PROM(EPROM), FLASH-EPROM, 임의의 다른 메모리 칩 또는 카트리지, 또는 컴퓨터가 명령들 및/또는 코드를 판독할 수 있는 임의의 다른 매체를 포함한다.
본 명세서에서 논의된 방법들, 시스템들, 및 디바이스들은 예들이다. 다양한 실시예들은 다양한 절차들 또는 컴포넌트들을 적절하게 생략, 치환, 또는 추가할 수도 있다. 예를 들어, 특정 실시예들과 관련하여 설명된 특징들은 여러 다른 실시예들에서 조합될 수도 있다. 실시예들의 상이한 양태들 및 엘리먼트들이 유사한 방식으로 조합될 수도 있다. 본 명세서에서 제공된 도면들의 다양한 컴포넌트들은 하드웨어 및/또는 소프트웨어에서 구현될 수 있다. 또한, 기술은 진화하고, 따라서 엘리먼트들의 다수는 본 개시의 범위를 이들 특정한 예들로 한정하지 않는 예들이다.
주로 일반적인 사용의 이유로, 그러한 신호들을 비트들, 정보, 값들, 엘리먼트들, 심볼들, 문자들, 변수들, 용어들, 숫자들, 수사들 등으로서 지칭하는 것이 때때로 편리한 것으로 입증되었다. 하지만, 이들 또는 유사한 용어들 모두는 적절한 물리적 퀀티티들과 연관되어야 하고, 단지 편리한 라벨들임을 이해해야 한다. 명시적으로 달리 언급되지 않는 한, 상기 논의들로부터 명백한 바와 같이, 본 명세서 전반에 걸쳐 "프로세싱하는 것", "컴퓨팅하는 것", "계산하는 것", "결정하는 것", "확인하는 것", "식별하는 것", "연관시키는 것", "측정하는 것", "수행하는 것" 등과 같은 용어들을 활용하는 논의는, 특수 목적 컴퓨터 또는 유사한 특수 목적 전자 컴퓨팅 디바이스와 같은 특정 장치의 액션들 및 프로세스들을 지칭함이 이해된다. 따라서, 본 명세서의 문맥에서, 특수 목적 컴퓨터 또는 유사한 특수 목적 전자 컴퓨팅 디바이스는 특수 목적 컴퓨터 또는 유사한 특수 목적 전자 컴퓨팅 디바이스의 메모리들, 레지스터들, 또는 다른 정보 저장 디바이스들, 송신 디바이스들, 또는 디스플레이 디바이스들 내에서, 물리 전자적, 전기적, 또는 자기적 퀀티티들로서 전형적으로 표현되는, 신호들을 조작하거나 변환할 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같은 용어들 "및" 그리고 "또는" 은, 그러한 용어들이 사용되는 문맥에, 적어도 부분적으로, 의존하도록 또한 기대되는 다양한 의미들을 포함할 수도 있다. 전형적으로 "또는" 은, A, B 또는 C와 같은 리스트를 연관시키도록 사용된다면 포괄적인 의미로 본 명세서에서 사용되는 A, B, 및 C뿐 아니라 배타적 의미로 본 명세서에서 사용되는 A, B 또는 C를 의미하도록 의도된다. 또한, 본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 "하나 이상"은 임의의 특징, 구조, 또는 특성을 단수로 설명하기 위해 사용될 수도 있거나, 특징들, 구조들 또는 특성들의 일부 조합을 설명하기 위해 사용될 수도 있다. 그러나, 이는 단지 예시적인 예일 뿐이며 청구된 주제는 이러한 예로 제한되지 않음을 유의해야 한다. 더욱이, 용어 "중 적어도 하나"는 A, B 또는 C와 같은 리스트를 연관시키도록 사용된다면, A, AB, AA, AAB, AABBCCC 등과 같은 A, B 및/또는 C의 임의의 조합을 의미하는 것으로 해석될 수 있다.
여러 실시예들을 설명했지만, 다양한 변형들, 대안적인 구성들, 및 균등물들이 본 개시의 범위로부터 일탈함없이 사용될 수도 있다. 예를 들어, 상기 엘리먼트들은 더 큰 시스템의 컴포넌트일 뿐일 수도 있으며, 여기서 다른 규칙들이 다양한 실시예들의 응용보다 우선하거나 달리 변형할 수도 있다. 또한, 다수의 단계들이 상기 엘리먼트들이 고려되기 전, 그 동안, 또는 그 이후에 착수될 수도 있다. 이에 따라, 상기 설명은 본 개시의 범위를 제한하지 않는다.
이러한 설명의 관점에서 실시예들은 특징들의 상이한 조합들을 포함할 수도 있다. 구현 예들이 다음의 넘버링된 조항들에 기술된다:
조항 1. 도플러 레이더 시스템에서의 모션 보상의 방법으로서, 송신된 펄스들의 세트의 각각의 송신된 펄스에 대해, 복수의 거리 레인지들로부터 리턴된 에코 신호들의 개별 세트를 수신하는 단계; 송신된 펄스들의 세트에 대한 에코 신호들의 세트들에 도플러 푸리에 변환들을 수행하는 단계로서, 도플러 푸리에 변환들의 출력들은 복수의 속도 빈들에서의 검출된 신호들을 포함하는, 상기 도플러 푸리에 변환들을 수행하는 단계; 및 복수의 속도 빈들의 각각의 속도 빈에서의 검출된 신호들에 개별 사전결정된 보상 위상 벡터를 적용하는 단계를 포함하는, 방법.
조항 2. 조항 1에 있어서, 각각의 속도 빈에서의 검출된 신호들에 적용되는 개별 사전결정된 보상 위상 벡터는: 속도 빈의 속도에 비례하는 제1 컴포넌트; 도플러 속도 에일리어싱과 연관된 위상 보상 오차를 보상하기 위한 제2 컴포넌트; 또는 제1 컴포넌트 및 제2 컴포넌트 양자 모두를 포함하는, 방법.
조항 3. 조항 1 또는 조항 2에 있어서, 도플러 레이더 시스템은 다중 입력-다중 출력(MIMO) 레이더 시스템을 포함하고; 송신된 펄스들의 세트의 각각의 송신된 펄스는 MIMO 사이클들의 세트에서 송신된 서브펄스들의 세트를 포함하고; 그리고 각각의 송신된 펄스에 대한 에코 신호들의 개별 세트는, 송신된 펄스에서의 서브펄스들의 세트의 각각의 서브펄스의 에코 신호들의 개별 서브세트를 포함하는, 방법.
조항 4. 조항 3에 있어서, 에코 신호들의 개별 서브세트의 각각의 에코 신호는 복수의 거리 레인지들의 개별 거리 레인지에 대응하고; 그리고 도플러 푸리에 변환들을 수행하는 단계는, MIMO 사이클들의 세트의 각각의 MIMO 사이클에 대해, 송신된 펄스들의 세트의 MIMO 사이클에서 송신된 서브펄스들의 에코 신호들에 개별 2차원 도플러 푸리에 변환을 수행하는 단계를 포함하는, 방법.
조항 5. 조항 4에 있어서, 2차원 도플러 푸리에 변환은, 복수의 거리 레인지들의 각각의 거리 레인지에 대해, 송신된 펄스들의 세트의 MIMO 사이클에서 송신되는 서브펄스들에 대응하는 그리고 거리 레인지로부터 리턴되는 에코 신호들에 대한 개별 1차원 도플러 푸리에 변환을 포함하는, 방법.
조항 6. 조항 5에 있어서, 개별 2차원 도플러 푸리에 변환의 출력들은 복수의 검출된 신호들을 포함하며, 복수의 검출된 신호들의 각각의 검출된 신호는 레인지 빈들의 세트의 레인지 빈 및 복수의 속도 빈들의 속도 빈과 연관되는, 방법.
조항 7. 조항 6에 있어서, 복수의 속도 빈들 중 k 번째 속도 빈에서의 검출된 신호에 개별 사전결정된 보상 위상 벡터를 적용하는 것은, MIMO 사이클들의 세트의 p 번째 MIMO 사이클에 대한 2차원 도플러 푸리에 변환의 출력들의 k 번째 속도 빈에서의 검출된 신호들을 로 곱하는 것을 포함하며, 및 는 상수 값들인, 방법.
조항 8. 조항 4 내지 조항 7 중 임의의 조항에 있어서, 복수의 속도 빈들의 각각의 속도 빈에서의 검출된 신호들에 개별 사전결정된 보상 위상 벡터를 적용하는 단계 후에, 레인지 도플러 맵을 생성하기 위해 MIMO 사이클들의 세트에 대한 2차원 도플러 푸리에 변환들의 위상 보상된 출력들을 평균화하는 단계를 더 포함하는, 방법.
조항 9. 조항 3 내지 조항 8 중 임의의 조항에 있어서, 도플러 푸리에 변환들을 수행하는 단계 전에, 에코 신호들의 개별 서브세트의 각각의 에코 신호를 서브펄스와 교차상관시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
조항 10. 조항 1 내지 조항 9 중 임의의 조항에 있어서, 복수의 속도 빈들에서의 검출된 신호들의 검출된 신호는 도플러 레이더 시스템에 관하여 측정된 속도를 갖는 타겟을 나타내고, 그리고 타겟의 실제 속도는 도플러 레이더 시스템의 최대 도플러 속도 측정 간격보다 큰, 방법.
조항 11. 도플러 레이더 시스템으로서: 송신된 펄스들의 세트의 각각의 송신된 펄스에 대해, 복수의 거리 레인지들로부터 리턴된 에코 신호들의 개별 세트를 수신하고; 그리고 송신된 펄스들의 세트에 대한 에코 신호들의 세트들에 도플러 푸리에 변환들을 수행하는 것으로서, 도플러 푸리에 변환들의 출력들은 복수의 속도 빈들에서의 검출된 신호들을 포함하는, 상기 도플러 푸리에 변환들을 수행하도록 구성된 도플러 푸리에 변환 서브시스템; 및 복수의 속도 빈들의 각각의 속도 빈에서의 검출된 신호들에 개별 사전결정된 보상 위상 벡터를 적용하도록 구성된 모션 보상 서브시스템을 포함하는, 도플러 레이더 시스템.
조항 12. 조항 11에 있어서, 각각의 속도 빈에서의 검출된 신호들에 적용되는 개별 사전결정된 보상 위상 벡터는: 속도 빈의 속도에 비례하는 제1 컴포넌트; 도플러 속도 에일리어싱과 연관된 위상 보상 오차를 보상하기 위한 제2 컴포넌트; 또는 제1 컴포넌트 및 제2 컴포넌트 양자 모두를 포함하는, 도플러 레이더 시스템.
조항 13. 조항 11 또는 조항 12에 있어서, 도플러 레이더 시스템은 다중 입력-다중 출력(MIMO) 레이더 시스템을 포함하고; 송신된 펄스들의 세트의 각각의 송신된 펄스는 MIMO 사이클들의 세트에서 송신된 서브펄스들의 세트를 포함하고; 그리고 각각의 송신된 펄스에 대한 에코 신호들의 개별 세트는, 송신된 펄스에서의 서브펄스들의 세트의 각각의 서브펄스의 에코 신호들의 개별 서브세트를 포함하는, 도플러 레이더 시스템.
조항 14. 조항 13에 있어서, 안테나들의 어레이를 더 포함하며, 안테나들의 어레이의 각각의 안테나 또는 안테나들의 서브 어레이는 MIMO 사이클들의 세트의 개별 MIMO 사이클에서 서브펄스들의 세트의 개별 서브 펄스를 송신하도록 구성되는, 도플러 레이더 시스템.
조항 15. 조항 13 내지 조항 14 중 임의의 조항에 있어서, 에코 신호들의 개별 서브세트의 각각의 에코 신호는 복수의 거리 레인지들의 개별 거리 레인지에 대응하고; 그리고 도플러 푸리에 변환들은, MIMO 사이클들의 세트의 각각의 MIMO 사이클에 대해, 송신된 펄스들의 세트의 MIMO 사이클에서 송신된 서브펄스들의 에코 신호들에 대한 개별 2차원 도플러 푸리에 변환을 포함하는, 도플러 레이더 시스템.
조항 16. 조항 15에 있어서, 2차원 도플러 푸리에 변환은, 복수의 거리 레인지들의 각각의 거리 레인지에 대해, 송신된 펄스들의 세트의 MIMO 사이클에서 송신되는 서브펄스들에 대응하는 그리고 거리 레인지로부터 리턴되는 에코 신호들에 대한 개별 1차원 도플러 푸리에 변환을 포함하는, 도플러 레이더 시스템.
조항 17. 조항 16에 있어서, 개별 2차원 도플러 푸리에 변환의 출력들은 복수의 검출된 신호들을 포함하며, 복수의 검출된 신호들의 각각의 검출된 신호는 레인지 빈들의 세트의 레인지 빈 및 복수의 속도 빈들의 속도 빈과 연관되는, 도플러 레이더 시스템.
조항 18. 조항 17에 있어서, 모션 보상 서브시스템은, MIMO 사이클들의 세트의 p번째 MIMO 사이클에 대한 2차원 도플러 푸리에 변환의 출력들의 k 번째 속도 빈에서의 검출된 신호들을 로 곱함으로써 복수의 속도 빈들의 각각의 속도 빈에서의 검출된 신호들에 개별 사전결정된 보상 위상 벡터를 적용하도록 구성되며, 및 는 상수 값들인, 도플러 레이더 시스템.
조항 19. 조항 15 내지 조항 18 중 임의의 조항에 있어서, 모션 보상 서브시스템이 복수의 속도 빈들의 각각의 속도 빈에서의 검출된 신호들에 개별 사전결정된 보상 위상 벡터를 적용한 후에, 레인지 도플러 맵을 생성하기 위해 MIMO 사이클들의 세트에 대한 2차원 도플러 푸리에 변환들의 위상 보상된 출력들을 평균화하도록 구성된 맵 생성기를 더 포함하는, 도플러 레이더 시스템.
조항 20. 조항 13 내지 조항 19 중 임의의 조항에 있어서, 도플러 푸리에 변환 서브시스템이 도플러 푸리에 변환들을 수행하기 전에, 에코 신호들의 개별 서브세트의 각각의 에코 신호를 서브펄스와 교차상관시키도록 구성된 교차상관 서브시스템을 더 포함하는, 도플러 레이더 시스템.
조항 21. 조항 11 내지 조항 20 중 임의의 조항에 있어서, 모션 보상 서브시스템은 모션 보상 엔진들의 세트를 포함하며, 모션 보상 엔진들의 세트의 각각의 모션 보상 엔진은 복수의 속도 빈들의 개별 속도 빈에서의 검출된 신호들에 개별 사전결정된 보상 위상 벡터를 적용하도록 구성되는, 도플러 레이더 시스템.
조항 22. 조항 11 내지 조항 21 중 임의의 조항에 있어서, 복수의 속도 빈들에서의 검출된 신호들의 검출된 신호는 도플러 레이더 시스템에 관하여 측정된 속도를 갖는 타겟을 나타내고, 그리고 타겟의 실제 속도는 도플러 레이더 시스템의 최대 도플러 속도 측정 간격보다 큰, 도플러 레이더 시스템.
조항 23. 도플러 레이더 시스템에서의 모션 보상을 위한 디바이스로서, 송신된 펄스들의 세트의 각각의 송신된 펄스에 대해, 복수의 거리 레인지들로부터 리턴된 에코 신호들의 개별 세트를 수신하기 위한 수단; 송신된 펄스들의 세트에 대한 에코 신호들의 세트들에 도플러 푸리에 변환들을 수행하기 위한 수단으로서, 도플러 푸리에 변환들의 출력들은 복수의 속도 빈들에서의 검출된 신호들을 포함하는, 상기 도플러 푸리에 변환들을 수행하기 위한 수단; 및 복수의 속도 빈들의 각각의 속도 빈에서의 검출된 신호들에 개별 사전결정된 보상 위상 벡터를 적용하기 위한 수단을 포함하는, 디바이스.
조항 24. 조항 23에 있어서, 각각의 속도 빈에서의 검출된 신호들에 적용되는 개별 사전결정된 보상 위상 벡터는: 속도 빈의 속도에 비례하는 제1 컴포넌트; 및 도플러 속도 에일리어싱과 연관된 위상 보상 오차를 보상하기 위한 제2 컴포넌트를 포함하는, 디바이스.
조항 25. 조항 23 내지 조항 24 중 임의의 조항에 있어서, 송신된 펄스들의 세트의 각각의 송신된 펄스는 사이클들의 세트에서 송신된 서브펄스들의 세트를 포함하고; 디바이스는 사이클들의 세트의 개별 사이클에서 서브펄스들의 세트의 개별 서브펄스를 송신하기 위한 수단을 더 포함하고; 각각의 송신된 펄스에 대한 에코 신호들의 개별 세트는, 송신된 펄스에서의 서브펄스들의 세트의 각각의 서브펄스의 에코 신호들의 개별 서브세트를 포함하고; 도플러 푸리에 변환들은, 사이클들의 세트의 각각의 사이클에 대해, 송신된 펄스들의 세트의 사이클에서 송신된 서브펄스들의 에코 신호들에 대한 개별 2차원 도플러 푸리에 변환을 포함하고; 그리고 개별 2차원 도플러 푸리에 변환의 출력들은 복수의 검출된 신호들을 포함하며, 복수의 검출된 신호들의 각각의 검출된 신호는 레인지 빈들의 세트의 레인지 빈 및 복수의 속도 빈들의 속도 빈과 연관되는, 디바이스.
조항 26. 조항 25에 있어서, 복수의 속도 빈들 중 k 번째 속도 빈에서의 검출된 신호에 개별 사전결정된 보상 위상 벡터를 적용하기 위한 수단은, 사이클들의 세트의 p 번째 사이클에 대한 2차원 도플러 푸리에 변환의 출력들의 k 번째 속도 빈에서의 검출된 신호들을 로 곱하기 위한 수단을 포함하며, 및 는 상수 값들인, 디바이스.
조항 27. 조항 25 내지 조항 26 중 임의의 조항에 있어서, 레인지 도플러 맵을 생성하기 위해 사이클들의 세트에 대한 2차원 도플러 푸리에 변환들의 위상 보상된 출력들을 평균화하기 위한 수단을 더 포함하는, 디바이스.
조항 28. 조항 25 내지 조항 27 중 임의의 조항에 있어서, 도플러 푸리에 변환들 전에, 에코 신호들의 개별 서브세트의 각각의 에코 신호를 서브펄스와 교차상관시키기 위한 수단을 더 포함하는, 디바이스.
조항 29. 임베딩된 명령들을 갖는 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체로서, 명령들을 하나 이상의 프로세싱 유닛들에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세싱 유닛들로 하여금: 송신된 펄스들의 세트의 각각의 송신된 펄스에 대해, 복수의 거리 레인지들로부터 리턴된 에코 신호들의 개별 세트를 수신하는 것; 송신된 펄스들의 세트에 대한 에코 신호들의 세트들에 도플러 푸리에 변환들을 수행하는 것으로서, 도플러 푸리에 변환들의 출력들은 복수의 속도 빈들에서의 검출된 신호들을 포함하는, 상기 도플러 푸리에 변환들을 수행하는 것; 및 복수의 속도 빈들의 각각의 속도 빈에서의 검출된 신호들에 개별 사전결정된 보상 위상 벡터를 적용하는 것을 포함하는 동작들을 수행하게 하는, 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체.
조항 30. 조항 29에 있어서, 각각의 속도 빈에서의 검출된 신호들에 적용되는 개별 사전결정된 보상 위상 벡터는: 속도 빈의 속도에 비례하는 제1 컴포넌트; 및 도플러 속도 에일리어싱과 연관된 위상 보상 오차를 보상하기 위한 제2 컴포넌트를 포함하는, 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체.

Claims (30)

  1. 도플러 레이더 시스템에서의 모션 보상의 방법으로서,
    송신된 펄스들의 세트의 각각의 송신된 펄스에 대해, 복수의 거리 레인지들로부터 리턴된 에코 신호들의 개별 세트를 수신하는 단계;
    상기 송신된 펄스들의 세트에 대한 상기 에코 신호들의 세트들에 도플러 푸리에 변환들을 수행하는 단계로서, 상기 도플러 푸리에 변환들의 출력들은 복수의 속도 빈들에서의 검출된 신호들을 포함하는, 상기 도플러 푸리에 변환들을 수행하는 단계; 및
    상기 복수의 속도 빈들의 각각의 속도 빈에서의 상기 검출된 신호들에 개별 사전결정된 보상 위상 벡터를 적용하는 단계를 포함하는, 모션 보상의 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    각각의 속도 빈에서의 상기 검출된 신호들에 적용되는 상기 개별 사전결정된 보상 위상 벡터는:
    속도 빈의 속도에 비례하는 제1 컴포넌트;
    도플러 속도 에일리어싱과 연관된 위상 보상 오차를 보상하기 위한 제2 컴포넌트; 또는
    상기 제1 컴포넌트 및 상기 제2 컴포넌트 양자 모두
    를 포함하는, 모션 보상의 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 도플러 레이더 시스템은 다중 입력-다중 출력(MIMO) 레이더 시스템을 포함하고;
    상기 송신된 펄스들의 세트의 각각의 송신된 펄스는 MIMO 사이클들의 세트에서 송신된 서브펄스들의 세트를 포함하고; 그리고
    각각의 송신된 펄스에 대한 상기 에코 신호들의 개별 세트는, 상기 송신된 펄스에서의 상기 서브펄스들의 세트의 각각의 서브펄스의 에코 신호들의 개별 서브세트를 포함하는, 모션 보상의 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 에코 신호들의 개별 서브세트의 각각의 에코 신호는 상기 복수의 거리 레인지들의 개별 거리 레인지에 대응하고; 그리고
    상기 도플러 푸리에 변환들을 수행하는 단계는, 상기 MIMO 사이클들의 세트의 각각의 MIMO 사이클에 대해, 상기 송신된 펄스들의 세트의 MIMO 사이클에서 송신된 서브펄스들의 에코 신호들에 개별 2차원 도플러 푸리에 변환을 수행하는 단계를 포함하는, 모션 보상의 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 2차원 도플러 푸리에 변환은, 상기 복수의 거리 레인지들의 각각의 거리 레인지에 대해, 상기 송신된 펄스들의 세트의 MIMO 사이클에서 송신되는 서브펄스들에 대응하는 그리고 거리 레인지로부터 리턴되는 에코 신호들에 대한 개별 1차원 도플러 푸리에 변환을 포함하는, 모션 보상의 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 개별 2차원 도플러 푸리에 변환의 출력들은 복수의 검출된 신호들을 포함하며, 상기 복수의 검출된 신호들의 각각의 검출된 신호는 레인지 빈들의 세트의 레인지 빈 및 상기 복수의 속도 빈들의 속도 빈과 연관되는, 모션 보상의 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 복수의 속도 빈들 중 k 번째 속도 빈에서의 상기 검출된 신호에 상기 개별 사전결정된 보상 위상 벡터를 적용하는 것은, 상기 MIMO 사이클들의 세트의 p 번째 MIMO 사이클에 대한 상기 2차원 도플러 푸리에 변환의 상기 출력들의 상기 k 번째 속도 빈에서의 검출된 신호들을 로 곱하는 것을 포함하며, 및 는 상수 값들인, 모션 보상의 방법.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 복수의 속도 빈들의 각각의 속도 빈에서의 상기 검출된 신호들에 상기 개별 사전결정된 보상 위상 벡터를 적용하는 단계 후에, 레인지 도플러 맵을 생성하기 위해 상기 MIMO 사이클들의 세트에 대한 2차원 도플러 푸리에 변환들의 위상 보상된 출력들을 평균화하는 단계를 더 포함하는, 모션 보상의 방법.
  9. 제 3 항에 있어서,
    상기 도플러 푸리에 변환들을 수행하는 단계 전에, 상기 에코 신호들의 개별 서브세트의 각각의 에코 신호를 상기 서브펄스와 교차상관시키는 단계를 더 포함하는, 모션 보상의 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 속도 빈들에서의 상기 검출된 신호들의 검출된 신호는 상기 도플러 레이더 시스템에 관하여 측정된 속도를 갖는 타겟을 나타내고, 그리고 상기 타겟의 실제 속도는 상기 도플러 레이더 시스템의 최대 도플러 속도 측정 간격보다 큰, 모션 보상의 방법.
  11. 도플러 레이더 시스템으로서,
    송신된 펄스들의 세트의 각각의 송신된 펄스에 대해, 복수의 거리 레인지들로부터 리턴된 에코 신호들의 개별 세트를 수신하고; 그리고
    상기 송신된 펄스들의 세트에 대한 상기 에코 신호들의 세트들에 도플러 푸리에 변환들을 수행하는 것으로서, 상기 도플러 푸리에 변환들의 출력들은 복수의 속도 빈들에서의 검출된 신호들을 포함하는, 상기 도플러 푸리에 변환들을 수행하도록
    구성된 도플러 푸리에 변환 서브시스템; 및
    상기 복수의 속도 빈들의 각각의 속도 빈에서의 상기 검출된 신호들에 개별 사전결정된 보상 위상 벡터를 적용하도록 구성된 모션 보상 서브시스템
    을 포함하는, 도플러 레이더 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    각각의 속도 빈에서의 상기 검출된 신호들에 적용되는 상기 개별 사전결정된 보상 위상 벡터는:
    속도 빈의 속도에 비례하는 제1 컴포넌트;
    도플러 속도 에일리어싱과 연관된 위상 보상 오차를 보상하기 위한 제2 컴포넌트; 또는
    상기 제1 컴포넌트 및 상기 제2 컴포넌트 양자 모두
    를 포함하는, 도플러 레이더 시스템.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 도플러 레이더 시스템은 다중 입력-다중 출력(MIMO) 레이더 시스템을 포함하고;
    상기 송신된 펄스들의 세트의 각각의 송신된 펄스는 MIMO 사이클들의 세트에서 송신된 서브펄스들의 세트를 포함하고; 그리고
    각각의 송신된 펄스에 대한 상기 에코 신호들의 개별 세트는, 상기 송신된 펄스에서의 상기 서브펄스들의 세트의 각각의 서브펄스의 에코 신호들의 개별 서브세트를 포함하는, 도플러 레이더 시스템.
  14. 제 13 항에 있어서,
    안테나들의 어레이를 더 포함하며, 상기 안테나들의 어레이의 각각의 안테나 또는 안테나들의 서브 어레이는 상기 MIMO 사이클들의 세트의 개별 MIMO 사이클에서 상기 서브펄스들의 세트의 개별 서브 펄스를 송신하도록 구성되는, 도플러 레이더 시스템.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 에코 신호들의 개별 서브세트의 각각의 에코 신호는 상기 복수의 거리 레인지들의 개별 거리 레인지에 대응하고; 그리고
    상기 도플러 푸리에 변환들은, 상기 MIMO 사이클들의 세트의 각각의 MIMO 사이클에 대해, 상기 송신된 펄스들의 세트의 MIMO 사이클에서 송신된 서브펄스들의 에코 신호들에 대한 개별 2차원 도플러 푸리에 변환을 포함하는, 도플러 레이더 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 2차원 도플러 푸리에 변환은, 상기 복수의 거리 레인지들의 각각의 거리 레인지에 대해, 상기 송신된 펄스들의 세트의 MIMO 사이클에서 송신되는 서브펄스들에 대응하는 그리고 상기 거리 레인지로부터 리턴되는 에코 신호들에 대한 개별 1차원 도플러 푸리에 변환을 포함하는, 도플러 레이더 시스템.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 개별 2차원 도플러 푸리에 변환의 출력들은 복수의 검출된 신호들을 포함하며, 상기 복수의 검출된 신호들의 각각의 검출된 신호는 레인지 빈들의 세트의 레인지 빈 및 상기 복수의 속도 빈들의 속도 빈과 연관되는, 도플러 레이더 시스템.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 모션 보상 서브시스템은, 상기 MIMO 사이클들의 세트의 p번째 MIMO 사이클에 대한 상기 2차원 도플러 푸리에 변환의 상기 출력들의 k 번째 속도 빈에서의 검출된 신호들을 로 곱함으로써 상기 복수의 속도 빈들의 각각의 속도 빈에서의 상기 검출된 신호들에 상기 개별 사전결정된 보상 위상 벡터를 적용하도록 구성되며, 및 은 상수 값들인, 도플러 레이더 시스템.
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 모션 보상 서브시스템이 상기 복수의 속도 빈들의 각각의 속도 빈에서의 상기 검출된 신호들에 상기 개별 사전결정된 보상 위상 벡터를 적용한 후에, 레인지 도플러 맵을 생성하기 위해 상기 MIMO 사이클들의 세트에 대한 2차원 도플러 푸리에 변환들의 위상 보상된 출력들을 평균화하도록 구성된 맵 생성기를 더 포함하는, 도플러 레이더 시스템.
  20. 제 13 항에 있어서,
    상기 도플러 푸리에 변환 서브시스템이 상기 도플러 푸리에 변환들을 수행하기 전에, 상기 에코 신호들의 개별 서브세트의 각각의 에코 신호를 상기 서브펄스와 교차상관시키도록 구성된 교차상관 서브시스템을 더 포함하는, 도플러 레이더 시스템.
  21. 제 11 항에 있어서,
    상기 모션 보상 서브시스템은 모션 보상 엔진들의 세트를 포함하며, 상기 모션 보상 엔진들의 세트의 각각의 모션 보상 엔진은 상기 복수의 속도 빈들의 개별 속도 빈에서의 상기 검출된 신호들에 상기 개별 사전결정된 보상 위상 벡터를 적용하도록 구성되는, 도플러 레이더 시스템.
  22. 제 11 항에 있어서,
    상기 복수의 속도 빈들에서의 상기 검출된 신호들의 검출된 신호는 상기 도플러 레이더 시스템에 관하여 측정된 속도를 갖는 타겟을 나타내고, 그리고 상기 타겟의 실제 속도는 상기 도플러 레이더 시스템의 최대 도플러 속도 측정 간격보다 큰, 도플러 레이더 시스템.
  23. 도플러 레이더 시스템에서의 모션 보상을 위한 디바이스로서,
    송신된 펄스들의 세트의 각각의 송신된 펄스에 대해, 복수의 거리 레인지들로부터 리턴된 에코 신호들의 개별 세트를 수신하기 위한 수단;
    상기 송신된 펄스들의 세트에 대한 상기 에코 신호들의 세트들에 도플러 푸리에 변환들을 수행하기 위한 수단으로서, 상기 도플러 푸리에 변환들의 출력들은 복수의 속도 빈들에서의 검출된 신호들을 포함하는, 상기 도플러 푸리에 변환들을 수행하기 위한 수단; 및
    상기 복수의 속도 빈들의 각각의 속도 빈에서의 상기 검출된 신호들에 개별 사전결정된 보상 위상 벡터를 적용하기 위한 수단을 포함하는, 모션 보상을 위한 디바이스.
  24. 제 23 항에 있어서,
    각각의 속도 빈에서의 상기 검출된 신호들에 적용되는 상기 개별 사전결정된 보상 위상 벡터는:
    속도 빈의 속도에 비례하는 제1 컴포넌트; 및
    도플러 속도 에일리어싱과 연관된 위상 보상 오차를 보상하기 위한 제2 컴포넌트를 포함하는, 모션 보상을 위한 디바이스.
  25. 제 23 항에 있어서,
    상기 송신된 펄스들의 세트의 각각의 송신된 펄스는 사이클들의 세트에서 송신된 서브펄스들의 세트를 포함하고;
    상기 디바이스는 상기 사이클들의 세트의 개별 사이클에서 상기 서브펄스들의 세트의 개별 서브펄스를 송신하기 위한 수단을 더 포함하고;
    각각의 송신된 펄스에 대한 상기 에코 신호들의 개별 세트는, 상기 송신된 펄스에서의 상기 서브펄스들의 세트의 각각의 서브펄스의 에코 신호들의 개별 서브세트를 포함하고;
    상기 도플러 푸리에 변환들은, 상기 사이클들의 세트의 각각의 사이클에 대해, 상기 송신된 펄스들의 세트의 사이클에서 송신된 서브펄스들의 에코 신호들에 대한 개별 2차원 도플러 푸리에 변환을 포함하고; 그리고
    상기 개별 2차원 도플러 푸리에 변환의 출력들은 복수의 검출된 신호들을 포함하며, 상기 복수의 검출된 신호들의 각각의 검출된 신호는 레인지 빈들의 세트의 레인지 빈 및 상기 복수의 속도 빈들의 속도 빈과 연관되는, 모션 보상을 위한 디바이스.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 복수의 속도 빈들 중 k 번째 속도 빈에서의 상기 검출된 신호에 상기 개별 사전결정된 보상 위상 벡터를 적용하기 위한 수단은, 상기 사이클들의 세트의 p 번째 사이클에 대한 상기 2차원 도플러 푸리에 변환의 상기 출력들의 상기 k 번째 속도 빈에서의 검출된 신호들을 로 곱하기 위한 수단을 포함하며, 및 은 상수 값들인, 모션 보상을 위한 디바이스.
  27. 제 25 항에 있어서,
    레인지 도플러 맵을 생성하기 위해 상기 사이클들의 세트에 대한 상기 2차원 도플러 푸리에 변환들의 위상 보상된 출력들을 평균화하기 위한 수단을 더 포함하는, 모션 보상을 위한 디바이스.
  28. 제 25 항에 있어서,
    상기 도플러 푸리에 변환들 전에, 상기 에코 신호들의 개별 서브세트의 각각의 에코 신호를 상기 서브펄스와 교차상관시키기 위한 수단을 더 포함하는, 모션 보상을 위한 디바이스.
  29. 명령들이 임베딩된 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체로서,
    상기 명령들을 하나 이상의 프로세싱 유닛들에 의해 실행될 때, 상기 하나 이상의 프로세싱 유닛들로 하여금:
    송신된 펄스들의 세트의 각각의 송신된 펄스에 대해, 복수의 거리 레인지들로부터 리턴된 에코 신호들의 개별 세트를 수신하는 것;
    상기 송신된 펄스들의 세트에 대한 상기 에코 신호들의 세트들에 도플러 푸리에 변환들을 수행하는 것으로서, 상기 도플러 푸리에 변환들의 출력들은 복수의 속도 빈들에서의 검출된 신호들을 포함하는, 상기 도플러 푸리에 변환들을 수행하는 것; 및
    상기 복수의 속도 빈들의 각각의 속도 빈에서의 상기 검출된 신호들에 개별 사전결정된 보상 위상 벡터를 적용하는 것
    을 포함하는 동작들을 수행하게 하는, 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  30. 제 29 항에 있어서,
    각각의 속도 빈에서의 상기 검출된 신호들에 적용되는 상기 개별 사전결정된 보상 위상 벡터는:
    속도 빈의 속도에 비례하는 제1 컴포넌트; 및
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    를 포함하는, 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
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