使用毫米波雷达在降雨和降雪条件下检测目标制造技术

本公开的实施例涉及使用毫米波雷达在降雨和降雪条件下检测目标。雷达系统包括：射频(RF)电路，用于生成发射信号并在降雨或降雪条件期间从目标接收对应的接收信号；以及信号处理电路，被耦合到RF电路，以响应于降雨或降雪条件而生成自适应滤波器阈值，并且响应于接收信号的一部分在自适应滤波器阈值以上而生成有效目标信号。

Using millimeter wave radar to detect targets under rainfall and snowfall conditions

【技术实现步骤摘要】
使用毫米波雷达在降雨和降雪条件下检测目标
本专利技术总体涉及用于使用毫米波(“mmWave”)雷达在降雨和降雪条件下检测目标的系统和方法。
技术介绍
如本领域所知的，自动扶梯和自动门的操作可以利用运动传感器控制。运动传感器用于当人接近时控制自动扶梯或自动门的操作。自动扶梯或自动开门器传感器基于多普勒/运动，因此每当有降雨或降雪时也会使能。为了抵消这种不期望的操作模式，有时使用电极雨传感器或使用红外(“IR”)光的雨量计。虽然这些传感器提供了一些信息，但是它们只能检测是否存在降雨。无法提供诸如降雨量和降雨速度的额外信息。这些类型的传感器的另一个缺点是电极需要与雨滴实际接触，因此传感器的磨损非常高。在IR传感器的情况下，照明条件也会对正确的值产生影响。两种传感器的性能都会受到温度和环境条件方面的影响而变化。
技术实现思路
根据一个实施例，雷达系统包括：射频(RF)电路，其被配置为在降雨或降雪条件期间生成发射信号，并且从目标接收对应的接收信号；以及信号处理电路，被耦合到RF电路，被配置为响应于降雨或降雪条件而生成自适应滤波器阈值，并且响应于接收信号的一部分在自适应滤波器阈值以上而生成有效目标信号。雷达系统可以与自适应控制系统一起使用，以用于在由雷达系统观测到的天气条件变化的情况下控制自动扶梯和自动门以及其他装置。了解降雨和降雪的量和强度并且在这些条件期间检测人类目标，可以被用于控制装置(诸如门和自动扶梯)的操作，从而减少“误报”操作模式。因此，雷达系统用于检测降雨和降雪的量和速度，并且在检测人类目标时使用该信息。因此，有效目标检测可以用于控制装置的操作，而基本上没有误报操作模式。因此，一个实施例的优点在于：在降雨/降雪条件下检测人类，然后仅激活装置致动器，从而消除误警并且因此提高能量效率。具有/不具有透镜解决方案的毫米波雷达传感器的集成因此可用于检测人类目标，并且测量降雨和降雪条件。根据一个实施例的雷达系统不受照明条件的不利影响，并且可以被覆盖在塑料下以用于隐身操作模式。完全集成的毫米波雷达传感器解决方案可以用于人类检测、降雨/降雪估计以及基于天气条件的装置的自适应系统控制。雷达系统可以被设置在具有集成天线、RF前端以及基带和处理电路的封装被。在一个实施例中可以包括透镜的集成。在一个实施例中，可以在封装内的数字信号处理核心上进行用于人类检测和降雪/降雨量估计的算法。附图说明为了更完整地理解本专利技术及其优点，现在参考以下结合附图的描述，其中：图1是根据一个实施例的具有塑料屏蔽件的半导体封装中的雷达系统/传感器；图2是根据一个实施例的具有塑料屏蔽件的印刷电路板(“PCB”)上的雷达系统/传感器；图3是根据一个实施例的具有透镜的半导体封装中的雷达系统/传感器；图4是根据一个实施例的降雨和降雪杂波中的人类目标的雷达检测的示图；图5是根据一个实施例的降雨和降雪杂波中的人类目标的雷达检测和跟踪的示图；图6是根据一个实施例的降雨和降雪杂波中的雷达检测和跟踪方法的总体流程图；图7是根据一个实施例的图6的雷达检测和跟踪方法的更详细的流程图；图8是根据一个实施例的在用户位置和速度跟踪中使用的等式的示图；以及图9是根据一个实施例的用于在降雨或降雪杂波中控制自动门或自动扶梯的致动器逻辑的流程图。具体实施方式图1是根据一个实施例的半导体封装102中的雷达系统/传感器100，其具有塑料屏蔽件114以防止直接暴露于雨或雪116。在一个实施例中，半导体封装102包括发射器Tx1、以及可以形成于第一级金属M1中的两个接收器Rx1和Rx2。在一个实施例中，第二级金属M2可以用作接地平面。第三级金属M3可以用作用于与球形接合件104进行接口的互连层。半导体封装102包括用于雷达系统/传感器100的所有电路系统，其包括数字信号处理(“DSP”)处理电路系统106、存储器108、以及RF和基带电路系统110。半导体封装102可以由陶瓷或塑料或本领域已知的其他材料形成。塑料屏蔽件114可以包括塑料聚碳酸酯材料或丙烯腈丁二烯苯乙烯(“ABS”)材料。塑料屏蔽件114不需要对可见光透明，而是在毫米雷达频率下透明。塑料屏蔽件114可以直接地固定到封装102或与封装102相关联的衬底(未示出)。根据一个实施例，半导体封装102可以具有附加的金属和绝缘层、通孔、互连件、电路和其他封装制品。图2是根据一个实施例的具有塑料屏蔽件216的印刷电路板(“PCB”)202上的雷达系统/传感器200。在一个实施例中，PCB202包括发射器204、以及可以形成于第一级金属中的两个或更多个接收器206。在一个实施例中，第二级金属可以被用作接地平面。第三级金属(未示出)可以被用作互连层，用于与球形接合件或其他互连特征(未示出)进行接口。半导体封装202包括用于雷达系统/传感器200的所有电路系统，包括RF微波集成电路(“RF/MMIC”)电路系统208、DSP电路系统210和存储器212。PCB202可以由玻璃纤维或本领域已知的其他材料形成。塑料屏蔽件216可以包括塑料聚碳酸酯材料或ABS材料。塑料屏蔽件216不需要对可见光透明，而是在毫米雷达频率下透明。塑料屏蔽件216可以直接地被固定到PCB202或者被固定到与PCB202相关联的衬底(未示出)。根据一个实施例，PCB102可以具有附加地金属和绝缘层、通孔、互连件、电路和其他这种制品。图3是根据一个实施例的具有透镜312的半导体封装302中的雷达系统/传感器300。透镜312可以被配置(成形)以增强光束性能，或者可以仅用于保护传感器免受环境因素影响，而不必增强光束性能。在一个实施例中，半导体封装302包括发射器Tx1、以及可以形成于第一级金属M1中的两个接收器Rx1和Rx2。在一个实施例中，第二级金属M2可以用作接地平面。第三级金属M3可以用作互连层，以用于与球形接合件304进行接口。半导体封装302包括用于雷达系统/传感器100的所有电路系统，包括DSP处理电路系统306、存储器308、以及RF和基带电路系统310。半导体封装102可以由陶瓷或塑料或本领域已知的其他材料形成。透镜312可以包括塑料聚碳酸酯材料或ABS材料、以及其他塑料或玻璃材料。透镜312不需要对可见光透明，而是在毫米雷达频率下透明。在一个实施例中，透镜312可以直接地被固定到封装302，如所示。根据一个实施例，半导体封装302可以具有附加的金属和绝缘层、通孔、互连件、电路和其他封装制品。图1、图2和图3示出了实施例，其中最小1Tx/1Rx解决方案可用于在降雨/降雪条件期间的降雨/降雪检测或目标检测，并且如下面进一步详细描述的，可以使用附加的接收器来跟踪人类目标的移动以生成有效的目标接近信号。图4示出了在由雨或雪云408产生的降雨或降雪杂波条件404中使用雷达402的人类目标406检测的示例性场景400。图5示出了在由雨或雪云408产生的降雨或降雪杂波条件404中使用雷达402从位置406B到406A的人类目标跟踪的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种雷达系统，包括：/n射频RF电路，被配置为在降雨或降雪条件期间生成发射信号并且从目标接收对应的接收信号；以及/n信号处理电路，被耦合到所述RF电路，被配置为响应于所述降雨或降雪条件而生成自适应滤波器阈值，并且响应于所述接收信号的一部分在所述自适应滤波器阈值以上而生成有效目标信号。/n

【技术特征摘要】
20180828 US 16/115,2161.一种雷达系统，包括：
射频RF电路，被配置为在降雨或降雪条件期间生成发射信号并且从目标接收对应的接收信号；以及
信号处理电路，被耦合到所述RF电路，被配置为响应于所述降雨或降雪条件而生成自适应滤波器阈值，并且响应于所述接收信号的一部分在所述自适应滤波器阈值以上而生成有效目标信号。


2.根据权利要求1所述的雷达系统，其中所述信号处理电路包括多个通带多普勒滤波器。


3.根据权利要求2所述的雷达系统，其中所述多个通带多普勒滤波器中的至少一个通带多普勒滤波器包括用于生成所述自适应滤波器阈值的杂波图。


4.根据权利要求1所述的雷达系统，其中所述信号处理电路包括用于生成有效接近目标信号的目标跟踪电路系统。


5.根据权利要求4所述的雷达系统，进一步包括用于接收所述有效目标接近信号的致动器驱动器。


6.根据权利要求1所述的雷达系统，其中所述雷达系统进一步包括半导体封装。


7.根据权利要求6所述的雷达系统，其中所述半导体封装进一步包括塑料屏蔽件。


8.根据权利要求6所述的雷达系统，其中所述半导体封装进一步包括透镜。


9.根据权利要求1所述的雷达系统，其中所述雷达系统进一步包括印刷电路板PCB。


10.根据权利要求9所述的雷达系统，其中所述PCB进一步包括塑料屏蔽件。


11.一种用于在降雨或降雪条件期间检测目标的方法，包括：
生成发射信号；

【专利技术属性】
技术研发人员：A·桑特拉，A·巴赫蒂，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE