经过扩展的多普勒FMCW码分MIMO雷达制造技术

提供了一种雷达系统的实施例，包括：N个发射天线；啁啾发生器，所述啁啾发生器被配置成产生线性啁啾波形；N个相移键控(PSK)编码器，所述N个PSK编码器各自被分配优化发射器代码集中的相应优化发射器代码，所述集中的每一个优化发射器代码包括K个代码码片的序列，所述集中的每一个优化发射器代码与所述集中的所有其它优化发射器代码正交，对任何两个优化发射器代码之间的互相关的频谱分析产生具有不大于预定检测阈值的值的旁瓣，每一个PSK编码器根据所述相应优化发射器代码的K个代码码片的所述序列对K个线性啁啾波形进行编码，并且产生相应优化编码啁啾序列，并且所述N个发射天线中的每一个发射天线同时输出所述相应优化编码啁啾序列。

Extended Doppler FMCW code division MIMO Radar

【技术实现步骤摘要】
经过扩展的多普勒FMCW码分MIMO雷达
本公开总体上涉及汽车雷达系统，并且更具体地说，涉及调频连续波(FMCW)码分多路复用(CD)多输入多输出(MIMO)雷达系统。
技术介绍
在非MIMO(多输入多输出)雷达系统中，相同的波形在雷达系统的所有发射器信道上发射，每一个发射器信道具有用于将传输波形聚焦在远场中期望的观测方向上的不同的相移量。这称作使用天线阵列的发射波束成形。在MIMO雷达系统中，不尝试发射波束成形。相反，每一个发射器信道以宽辐射模式发射，以照射雷达的整个视场(FOV)。所发射的波形也不相同，但在时间、频率或码域上彼此正交。在接收器处，源自单独发射器的信号然后被分离，并且对所分离的信号进行处理以提取目标的范围、多普勒速度(即径向速度)和到达方向(DoA)信息。MIMO雷达系统包括多个发射元件和接收元件，所述发射元件和接收元件形成用于检测天线的FOV中的目标的几乎很大的天线阵列孔径。对于任何MIMO雷达，由不同的发射器信道发射的信号在任何接收器信道上都可作为单独的信号明显地传播，使得所得天线阵列具有等于发射天线阵列与接收天线阵列的卷积的有效孔径。对于具有N个发射天线和M个接收天线的示例MIMO雷达，可以由N+M个物理天线构建总共NxM个虚拟接收元件。每一个虚拟接收元件有效地位于位置向量处，所述位置向量是成对的发射元件和接收元件位置向量的总和。因此，可以用更少的物理元件虚拟地形成大的天线阵列，以实现更好的角度分辨率。MIMO雷达的这一特性对汽车雷达具有重要价值，其要求在严格的尺寸、重量、功率和成本限制下具有良好的角度分辨率性能。因此，MIMO雷达系统通常用于要求高角度分辨率的汽车雷达应用中，特别是76至81GHz毫米波汽车雷达系统。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供一种雷达系统，包括：N个发射天线；啁啾发生器，所述啁啾发生器被配置成产生线性啁啾波形；N个相移键控(PSK)编码器，所述N个PSK编码器中的每一个PSK编码器被分配优化发射器代码集中的相应优化发射器代码，其中所述集中的每一个优化发射器代码包括K个代码码片的序列，所述集中的每一个优化发射器代码与所述集中的所有其它优化发射器代码正交，对任何两个优化发射器代码之间的互相关的频谱分析产生具有不大于预定检测阈值的值的旁瓣，每一个PSK编码器被配置成根据所述相应优化发射器代码的K个代码码片的所述序列对K个线性啁啾波形进行编码，并且产生相应优化编码啁啾序列，并且所述N个发射天线中的每一个发射天线被配置成同时输出所述相应优化编码啁啾序列。在一个或多个实施例中，所述相应优化编码啁啾序列被发射一次以形成多普勒帧，并且在所述多普勒帧期间，用于对所述相应优化编码啁啾序列进行编码的K个代码码片的所述序列从不重复。在一个或多个实施例中，脉冲重复间隔(PRI)的持续时间等于或大于所述线性啁啾波形的持续时间，在所述多普勒帧期间完成K个PRI，所述雷达系统的多普勒测量分辨率为1/(K×PRI)，并且能由所述雷达系统测量的最大明确多普勒频移为+/-0.5×(1/PRI)。在一个或多个实施例中，所述多普勒帧小于或等于驻留时间，所述驻留时间是由所述雷达系统对回波信号进行相干处理的最大时间量，并且K是在所述驻留时间期间允许的整数个多普勒筐。在一个或多个实施例中，所述优化发射器代码集包括二进制相移键控(BPSK)发射器代码集，并且所述预定检测阈值小于或等于在一个或多个实施例中，所述雷达系统进一步包括：M个接收天线，所述M个接收天线被配置成接收由所述N个发射天线中的一个或多个发射天线发射并且从目标反射出的经过反射的优化编码啁啾序列，其中每一个回波信号包括用于对所述回波信号的原始优化编码啁啾序列进行编码的特定优化发射器代码；M个快时匹配滤波器(FTMF)，每一个FTMF包括一组J个距离门，所述一组J个距离门被配置成将所述回波信号分选到J个距离筐中；以及M个联合匹配滤波器，所述M个联合匹配滤波器中的每一个联合匹配滤波器对所述J个距离筐中的每一个距离筐实施N×K个组合滤波器，总共N×K×J个组合滤波器，其中所述N×K×J个组合滤波器中的每一个组合滤波器被配置成同时执行回波信号的解码和多普勒滤波。在一个或多个实施例中，对于所述J个距离筐中的每一个距离筐：所述N×K个组合滤波器被分组成N个组，所述N个组各自具有K个组合滤波器，所述N个组中的每一组与所述优化发射器代码集中的不同的优化发射器代码相关联，给定组中的所述K个组合滤波器中的每一个组合滤波器被调谐到相应多普勒频移，并且所述给定组中的所述K个组合滤波器中的每一个组合滤波器用所述不同的优化发射器代码的相应代码码片的复共轭加权。在一个或多个实施例中，对于所述J个距离筐中的每一个距离筐：对于所述N个组中的每一组：K个组合滤波器各自被配置成将给定回波信号的特定优化发射器代码的相应代码码片乘以所述不同的优化发射器代码的相应代码码片的所述复共轭，并且所述K个组合滤波器中的每一个组合滤波器被配置成输出相关信号。在一个或多个实施例中，对于所述J个距离筐中的每一个距离筐：对于所述N个组中的每一组：当所述K个组合滤波器的输出之和大于所述预定检测阈值时，检测到相关峰值，并且所述相关峰值指示所述回波信号的所述特定优化发射器代码的所有代码码片与所述不同的优化发射器代码的所有代码码片相匹配。在一个或多个实施例中，所述J个距离门用离散快速傅立叶(DFT)滤波器或快速傅立叶变换(FFT)滤波器实施，并且所述N×K×J个组合滤波器用快速傅立叶变换(FFT)滤波器实施。根据本专利技术的第二方面，提供一种雷达系统，包括：N个发射天线；M个接收天线，所述M个接收天线被配置成接收由所述N个发射天线中的一个或多个发射天线发射并且从目标反射出的经过反射的优化编码啁啾序列，其中每一个回波信号包括用于对所述回波信号的原始优化编码啁啾序列进行编码的特定优化发射器代码；M个快时匹配滤波器(FTMF)，每一个FTMF包括一组J个距离门，所述一组J个距离门被配置成将所述回波信号分选到J个距离筐中；以及M个联合匹配滤波器，所述M个联合匹配滤波器中的每一个联合匹配滤波器对所述J个距离筐中的每一个距离筐实施N×K个组合滤波器，总共N×K×J个组合滤波器，其中所述N×K×J个组合滤波器中的每一个组合滤波器被配置成同时执行回波信号的解码和多普勒滤波。在一个或多个实施例中，所述N个发射天线中的每一个发射天线被分配优化发射器代码集中的相应优化发射器代码，所述集中的每一个优化发射器代码包括K个代码码片的序列，所述集中的每一个优化发射器代码与所述集中的所有其它优化发射器代码正交，并且对任何两个优化发射器代码之间的互相关的频本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种雷达系统，其特征在于，包括：/nN个发射天线；/n啁啾发生器，所述啁啾发生器被配置成产生线性啁啾波形；/nN个相移键控(PSK)编码器，所述N个PSK编码器中的每一个PSK编码器被分配优化发射器代码集中的相应优化发射器代码，其中/n所述集中的每一个优化发射器代码包括K个代码码片的序列，/n所述集中的每一个优化发射器代码与所述集中的所有其它优化发射器代码正交，/n对任何两个优化发射器代码之间的互相关的频谱分析产生具有不大于预定检测阈值的值的旁瓣，/n每一个PSK编码器被配置成根据所述相应优化发射器代码的K个代码码片的所述序列对K个线性啁啾波形进行编码，并且产生相应优化编码啁啾序列，并且/n所述N个发射天线中的每一个发射天线被配置成同时输出所述相应优化编码啁啾序列。/n

【技术特征摘要】
20181218 US 16/223,8811.一种雷达系统，其特征在于，包括：
N个发射天线；
啁啾发生器，所述啁啾发生器被配置成产生线性啁啾波形；
N个相移键控(PSK)编码器，所述N个PSK编码器中的每一个PSK编码器被分配优化发射器代码集中的相应优化发射器代码，其中
所述集中的每一个优化发射器代码包括K个代码码片的序列，
所述集中的每一个优化发射器代码与所述集中的所有其它优化发射器代码正交，
对任何两个优化发射器代码之间的互相关的频谱分析产生具有不大于预定检测阈值的值的旁瓣，
每一个PSK编码器被配置成根据所述相应优化发射器代码的K个代码码片的所述序列对K个线性啁啾波形进行编码，并且产生相应优化编码啁啾序列，并且
所述N个发射天线中的每一个发射天线被配置成同时输出所述相应优化编码啁啾序列。


2.根据权利要求1所述的雷达系统，其特征在于，
所述相应优化编码啁啾序列被发射一次以形成多普勒帧，并且
在所述多普勒帧期间，用于对所述相应优化编码啁啾序列进行编码的K个代码码片的所述序列从不重复。


3.根据权利要求2所述的雷达系统，其特征在于，
脉冲重复间隔(PRI)的持续时间等于或大于所述线性啁啾波形的持续时间，
在所述多普勒帧期间完成K个PRI，
所述雷达系统的多普勒测量分辨率为1/(K×PRI)，并且
能由所述雷达系统测量的最大明确多普勒频移为+/-0.5×(1/PRI)。


4.根据权利要求2所述的雷达系统，其特征在于，
所述多普勒帧小于或等于驻留时间，
所述驻留时间是由所述雷达系统对回波信号进行相干处理的最大时间量，并且
K是在所述驻留时间期间允许的整数个多普勒筐。


5.根据权利要求1所述的雷达系统，其特征在于，
所述优化发射器代码集包括二进制相移键控(BPSK)发射器代码集，并且
所述预定检测阈值小于或等于


6.根据权利要求1所述的雷达系统，其特征在于，进一步包括：
M个接收天线，所述M个接收天线被配置成接收由所述N个发射天线中的一个或多个发射天线发射并且从目标反射出的经过反射的优化编码啁啾序列，其中
每一个回波信号包括用于对所述回波信号的原始优化编码啁啾序列进行编码的特定优化发射器代码；
M个快时匹配滤波器(FTMF)，每...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴浩云，李春澍，阿鲁涅什·罗伊，
申请(专利权)人：恩智浦美国有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US