雷達模糊性解決檢測器的制造方法
【技術領域】
[0001 ]本文公開的各種示例性實施例一般涉及雷達系統。
【背景技術】
[0002] 雷達系統可以用于檢測附近的目標的范圍和速度。隨著技術的各方面提高，雷達 系統如今可以應用到很多不同的應用中。例如，汽車雷達系統被認為對提高道路安全非常 重要。

【發明內容】

[0003] 下文呈現各種示例性實施例的簡短總結。在下文的總結中進行了一些簡化和省 略，旨在強調并介紹各種示例性實施例的一些方面，但并不限制本發明的范圍。在后面的部 分中將接著足以允許本領域技術人員實現并使用發明構思的優選示例性實施例的詳細描 述。
[0004] 本文描述的各種實施例涉及一種使用具有處理器的雷達系統來確定物體的速度 的方法，所述方法包括:通過處理器接收與第一發射信號相對應的第一數字信號;通過處理 器接收與第二發射信號相對應的第二數字信號；處理第一數字信號以產生第一范圍/相對 速度矩陣;檢測在第一范圍/相對速度矩陣中的物體以產生第一檢測向量;展開第一檢測向 量;處理第二數字信號以產生第二/相對速度矩陣;沿相對速度方向對第二范圍/相對速度 矩陣進行插值，其中插值的第二范圍/相對速度矩陣具有與沿相對速度方向的第一范圍/相 對范圍速度矩陣的頻率間隔相對應的頻率間隔;檢測在第二范圍/相對速度矩陣中的物體 以產生第二檢測向量;展開第二檢測向量；以及基于展開的第一檢測向量和第二檢測向量 來確定檢測的物體的真實速度。
[0005] 本文描述的各種實施例涉及雷達系統，所述雷達系統包括:波形發生器，被配置為 產生包括第一波形序列的第一發射信號和包括第二波形序列的第二發射信號，其中第一和 第二發射信號具有不同的波形重復率，并且第一和第二信號序列的長度幾乎相等;發射機， 被配置為發射第一和第二發射信號；第一接收機，包括:第一下變頻器，被配置為對第一接 收信號進行下變頻以產生第一下變頻信號，并且對第二接收信號進行下變頻以產生第二下 變頻信號，其中第一接收信號對應于第一發射信號，并且第二接收信號對應于第二發射信 號；以及第一模數轉換器，被配置為將第一下變頻信號轉換成第一數字信號并且將第二下 變頻信號轉換成第二數字信號;數字信號處理器，被配置為:處理第一數字信號以產生第一 范圍/相對速度矩陣;檢測在第一范圍/相對速度矩陣中的物體以產生第一檢測向量;展開 第一檢測向量;處理第二數字信號以產生第二范圍/相對速度矩陣;沿相對速度方向對第二 范圍/相對速度矩陣進行插值，其中插值的第二范圍/相對速度矩陣具有與沿相對速度方向 的第一范圍/相對速度矩陣的頻率間隔相對應的頻率間隔;檢測第二范圍/相對速度矩陣中 的物體以產生第二檢測向量;展開第二檢測向量；以及基于展開的第一檢測向量和第二檢 測向量來確定檢測的物體的真實速度。
[0006] 本文描述的各種實施例涉及雷達系統，所述雷達系統包括:發射機，被配置為發射 第一發射信號和第二發射信號;接收機，產生第一數字信號和第二數字信號;數字信號處理 器，被配置為:通過處理器接收與第一發射信號相對應的第一數字信號;處理第一數字信號 以產生第一范圍/相對速度矩陣;檢測第一范圍/相對速度矩陣中的物體以產生第一檢測向 量;展開第一檢測向量；當在第一信號數據中檢測到物體時:接收與第二發射信號相對應的 第二數字信號;處理第二數字信號以產生第一范圍/相對速度矩陣;沿相對速度方向對第二 范圍/相對速度矩陣進行插值，其中插值的第二范圍/相對速度矩陣具有與沿相對速度方向 的第一范圍/相對范圍速度矩陣的頻率間隔相對應的頻率間隔;檢測第二范圍/相對速度矩 陣中的物體以產生第二檢測向量;展開第二檢測向量；以及基于展開的第一檢測向量和第 二檢測向量來確定檢測的物體的真實速度。
【附圖說明】
[0007] 為了更好地理解各種示例性實施例，對附圖進行進行參照，其中：
[0008] 圖1示出了FMCW雷達系統的實施例的功能示意圖；
[0009] 圖2示出了FMCW波形信號的示例；
[0010] 圖3示出了這種N啁嗽（chirps)的序列；
[0011] 圖4示出了二維FFT計算的兩個FFT步驟；
[0012]圖5示出了具有單個發射天線Txl和兩個接收天線Rxl和Rx2的FMCW雷達系統的另 一個實施例的功能示意圖；
[0013]圖6示出了兩個波形序列；
[0014] 圖7示出了針對兩個不同序列的2D FFT處理；
[0015]圖8示出了針對A和B測量的采樣的頻率以及然后在不進行插值的情況下測量的兩 個集合的組合；
[0016] 圖9示出了針對測量A和B的檢測行向量的展開；
[0017] 圖10示出了用于確定反射器的徑向速度的信號處理的示例性實施例的框圖；
[0018] 圖11示出了用于確定反射器的徑向速度以及到達角的的信號處理的實施例的框 圖；以及
[0019] 圖12示出了使用多級級聯檢測的雷達信號處理的實施例。
[0020] 為幫助理解，使用相同的附圖標記指定具有本質相同或相似的結構或本質相同或 相似的功能。
【具體實施方式】
[0021] 本文介紹的描述與附圖示出了各種原理。將會理解的是，盡管在本文中沒有明確 描述或示出，本領域技術人員將能夠想到表現這些原則并包括在本公開的范圍內。除非另 有說明，如本文中使用的，術語"或者"是指非排他性的或（即和/或）（例如"或其它的"或"或 者備選地"）。此外，本文中描述的各種實施例并不是互斥的，并且可以組合以產生包含本文 中描述的原則的附加實施例。
[0022] 汽車雷達系統被看做對于提高道路安全來說是重要的。在這樣的應用中，要求雷 達系統測量與反射物體的徑向范圍及其相對徑向速度。在兩個測量中，可以規定要測量的 特定最大值，并且此外該測量應當是清楚的。因此，可以使用是信號中的最高頻率分量的至 少兩倍高的采樣頻率來對表示徑向范圍和相對徑向速度的信號進行采樣。然而，在一些情 況下不能滿足這樣的標準，并且這種測量會變得模糊。換句話說，檢測的物體可以具有多個 可能的距離和/或速度。雖然本文討論的是汽車雷達，但是注意，下文描述的實施例的教義 可以應用到在其它應用中使用的雷達系統。
[0023] 用于延伸頻率的清楚測量范圍的技術在文獻中是已知的，參見例如以下參考： G.V. Trunk et al·，"Multiple Target Ambiguity ResolutionRadar Conference， 1994.，Record of the 1994IEEE National D0I，1994，pp.91_94IEEE 1994;Z.Xinguo et al·，"Range and velocity ambiguity resolution based on screening method，'，Radar Conference，2009IET International，pp.l_3;H.Rohling，"Resolution of Range and Doppler Ambiguities in Pulse Radar Systems，'，Proceedings of Digital Signal Processing?Florence?1987；M.Musa et al·，"Ambiguity elimination in HF FMCff radar systems，'，IEE Proc·-Radar Sonar Navig.，Vol·147，No.4，August 2000，pp.l82_ 188。這些參考的相同點在于，它們使用多個測量，該多個測量使用不同的采樣頻率。檢測的 物體的列表在排除混疊并保持真實頻率的組合階段中處理。這些技術要求在每個測量中的 精確頻率估計并且容易在組合過程中制造誤差。
[0024] 在M.Kronauge et al·，"Radar Target Detection and Doppler Ambiguity Resolution" 2010 11th International Radar Symposium( IRS)以及C · Schroeder et al.，"X_Band FMCW Radar System with Variable Chirp Duration"2010IEEE中，通過在 檢測操作之前執行組合階段來提高這些技術。在Kronauge中，技術被描述為組合兩個采樣 的測量的頻譜。然而，這兩個頻譜并不是以相等的頻率進行采樣的，并且因此其組合不一定 是正確的。下文描述的實施例表現了性能的提高。
[0025] 汽車雷達系統可以使用相同的波形序列來作為發射信號。例如，該波形可以基于 調頻連續波(FMCW)原則。使用這樣的波形可以出現兩個不同的模糊。在第一種情況下，對接 收的信號進行采樣的頻率太低，導致模糊的相對范圍測量。在第二種情況下，序列中波形的 持續時間太長，導致模糊的相對徑向速度測量。
[0026] 在兩種情況下，由于使用太低的固定采樣頻率進行均勻采樣，會出現模糊。將要估 計的頻率(用于確定范圍和相對徑向速度)可能不會在頻譜中頻率的真實位置出現，而是在 其混疊的位置出現。
[0027] 通過使用不同的采樣頻率來重復測量，所述頻率在頻譜中出現的位置將估計為與 原始測量不同。根據這些不同的混疊位置，可以確定真實速度。
[0028] 雷達系統的另一個挑戰是當接收的信號包括多個反射器的反射信號時估計反射 物體的相關頻率。在這種情況下，系統可以組合導致錯誤頻率估計的不同物體的混疊頻譜， 并且因此可以組合范圍和相對速度測量誤差。
[0029] 在汽車雷達系統中，根據特定波形類型調制的信號能夠以特定載波頻率（例如 79GHz)發射。反射的信號通過模擬接收機下變頻成基帶信號，并且