调频连续波雷达接收器及相关模块和方法技术

公开了一种数字信号处理单元，所述数字信号处理单元用于调频连续波FMCW雷达接收器模块并且被配置成接收数字同相信号和数字正交信号并提供受到干扰抑制的信号，其中所述数字信号处理单元包括：处理子单元，所述处理子单元被配置成提供带内中频IF信号和图像频带IF信号；图像频带处理单元，所述图像频带处理单元被配置成识别干扰窗口，估计干扰越过时刻，并大致在所述干扰越过时刻在所述干扰窗口上对所述图像频带IF信号进行镜像处理；以及组合逻辑，所述组合逻辑被配置成从所述带内IF信号减去镜像的信号。还公开了用于干扰抑制的相关FMCW雷达接收器模块和方法。

【技术实现步骤摘要】
调频连续波雷达接收器及相关模块和方法
本说明书涉及雷达，并且具体地说，涉及用于调频连续波FMCW雷达接收器模块的数字信号处理单元和用于在调频连续波(FMCW)雷达系统中抑制干扰的相关方法。
技术介绍
通常已知多种不同雷达技术，并且雷达可用于广泛多种应用中。雷达系统的一个特定应用是车辆，并且具体来说关于车辆安全系统和/或自主车辆。由于配备有雷达系统的车辆的数量增加并且有可能进一步剧增，因此雷达系统在汽车领域中特定挑战是可能出现雷达对雷达干扰。调频连续波(FMCW)雷达系统常用于汽车雷达系统中，这是因为调频波形(也被称为啁啾)由于其准确度和稳健性而特别适用于汽车雷达系统。对于检测以非零相对径向速度移动的物体，传输一连串持续时间短的频率啁啾的实施方案具有有利的性质。通常，拉伸处理用于通过使用模拟混频器和抗混叠滤波(AAF)将射频(RF)信息转换成中频(IF)。沿着快速时间、慢速时间和多个信道的多个快速傅里叶变换(FFT)可用于从相控阵或多输入多输出(MIMO)雷达提取关于目标范围、速度和到达角度的信息。来自在采样时使用关于雷达瞬时频率的频谱的其它雷达或通信系统的不合需要的信号可被视为干扰。所述干扰将降频转换成接收器带宽并以与从目标反射的所需信号相同的方式处理。干扰情形可能在以下情况下出现：处于共同可见路径(例如视线(LOS)和/或反射和/或衍射)中的两个雷达(受害方(victim)和干扰源)在一定程度上同时使用相似的载波频率和带宽访问媒体，并且利用具有可感知功率的非正交波形。FMCW干扰可能由相关和不相关的FM源产生。相关FM源可能产生错误目标，而不相关FM源(其更有可能是这种情况)可能引起动态范围缩小和传感器失明。FMCW对FMCW干扰电平和出现率可在应用间以及雷达配置间变化。例如，中距雷达(MRR)和短距雷达(SRR)由于其较大RF偏移、视场(FOV)和部署而可能遇到更多的干扰问题。当处理FMCW干扰时，在雷达系统级下考虑不同的选择和策略。干扰检测在理想上应尽快并优选地在距离多普勒处理之前进行，并且检测到的干扰的出现以及所述干扰的能量可传递到较高雷达系统级。检测和避免涉及对干扰的检测，以及接着改变雷达操作参数以在下一系统循环中尝试并减少干扰。举例来说，雷达操作参数可以随机和盲目地改变，或雷达系统可导出用于后续测量的最佳时间和频率。检测和减轻涉及干扰检测，以及估计一些干扰参数(例如持续时间、频率等)以尝试并减少接收雷达信号中的干扰源分量。检测、减轻和避免组合三个前述策略的方面。干扰检测过程是所有这些方面共同的。因此，改进的干扰抑制技术可以改进减轻和/或避免机制。
技术实现思路
根据本公开的第一方面，提供一种数字信号处理DSP单元，所述数字信号处理DSP单元用于调频连续波FMCW雷达接收器模块并且被配置成接收数字同相信号和数字正交信号并提供受到干扰抑制的信号，其中所述数字信号处理单元包括：处理子单元，所述处理子单元被配置成提供带内中频IF信号和图像频带IF信号；图像频带处理单元，所述图像频带处理单元被配置成识别干扰窗口，估计干扰越过(interferencecrossing)时刻，并大致在所述干扰越过时刻在所述干扰窗口上对所述图像频带IF信号进行镜像处理；以及组合逻辑，所述组合逻辑被配置成在所述干扰窗口的至少带内半部上从所述带内IF信号减去镜像的信号。其中DSP被配置成处理复杂的基带信号以提取图像频带中的干扰信号(包含干扰信号和噪声)并使用所述干扰信号来抑制所需频带中的干扰信号(包含干扰信号和所需信号)以实现干扰抑制操作。在一个或多个实施例中，所述图像频带处理单元被配置成通过将所述图像频带信号在一段时间内的功率与功率阈值进行比较而根据所述信号识别干扰窗口。在一个或多个实施例中，所述干扰窗口由带内半部和图像频带半部组成，并且所述组合逻辑被配置成在所述干扰窗口上从所述带内IF信号减去所述镜像的信号。在一个或多个实施例中，处理子单元包括：延迟单元，所述延迟单元被配置成使所述数字同相信号延迟；变换单元，所述变换单元被配置成将希尔伯特变换应用于所述数字正交信号；另外的组合逻辑单元，所述另外的组合逻辑单元被配置成添加延迟的数字同相信号和经过希尔伯特变换的数字正交信号以提供所述带内IF信号和所述图像频带信号中的一个；以及又另外的组合逻辑单元，所述又另外的组合逻辑单元被配置成从所述延迟的数字同相信号减去所述经过希尔伯特变换的数字正交信号以提供所述带内IF信号和所述图像频带IF信号中的另一个。在啁啾斜率为正(也就是说，啁啾频率增大)的情况下，添加信号以提供带内IF信号，并且在啁啾斜率为负(也就是说，啁啾频率减小)的情况下，减去信号以提供带内IF信号。在一个或多个实施例中，所述处理子单元另外包括功率检查单元，所述功率检查单元被配置成检查所述图像频带信号和所述带内信号的高通滤波版本中的每一个的功率，识别越过干扰啁啾，并识别干扰窗口，估计干扰越过时刻，并且仅响应于识别越过干扰啁啾而大致在所述干扰越过时刻在所述干扰窗口上对所述图像频带IF信号进行镜像处理。在一个或多个实施例中，所述功率检查单元被配置成应用对应于噪声本底的阈值电平，并且响应于所述信号超过所述阈值电平而识别所述越过干扰啁啾。在一个或多个实施例中，所述数字信号处理单元另外包括用于选择所述干扰窗口的装置。干扰窗口选择装置可包括功率电平监测器。在一个或多个其它实施例中，干扰窗口选择装置可包括将样本与阈值功率进行比较。根据本公开的第二方面，提供一种调频连续波FMCW雷达接收器模块，所述调频连续波FMCW雷达接收器模块被配置成抑制干扰并且包括：如上文所限定的DSP单元；前端单元，所述前端单元被配置成接收相对较高频雷达信号并提供相对较低中频IF数字同相信号和相对较低IF数字正交信号。在一个或多个实施例中，所述前端单元包括低噪声放大器、正交混频器以及第一IF基带电路链和第二IF基带电路链，所述第一IF基带电路链和所述第二IF基带电路链各自包括可变增益放大器、带通滤波器和模数转换器ADC。根据本公开的第三方面，提供一种在FMCW雷达信号中进行干扰抑制的方法，所述方法包括：从所接收的雷达信号提取数字同相信号和数字正交信号；根据所述数字正交信号和所述数字同相信号中的至少一个识别由干扰信号产生的干扰窗口；从所述同相信号和所述正交信号导出带内信号和图像频带信号；估计所述干扰信号与所传输信号的越过时刻；确定所述干扰信号是否越过带内和图像频带频率范围两者；大致在越过点对所述图像频带信号进行镜像处理；以及在所述干扰窗口上从所述带内信号减去所述图像频带信号。在一个或多个实施例中，所述镜像处理和减去包括：在时域中大致在所述越过时刻对所述图像频带信号进行镜像处理，以提供处理后的图像频带信号；以及从所述带内信号减去处理后的图像频带信号，以提供受到干扰抑制的IF信号。在一个或多个实施例中，从所述同相信号和所述正交信号导出带内信号和图像频带信号包括：将希尔伯特变换应用于所述数字正交信号以提供经过变换的信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数字信号处理DSP单元(138)，其特征在于，所述数字信号处理DSP单元(138)用于调频连续波FMCW雷达接收器模块并且被配置成接收数字同相信号(1120)和数字正交信号(1130)并提供受到干扰抑制的信号(1170)，其中所述数字信号处理单元包括：/n处理子单元(1100)，所述处理子单元(1100)被配置成提供带内中频IF信号和图像频带IF信号；/n图像频带处理单元(1150)，所述图像频带处理单元(1150)被配置成识别干扰窗口，估计干扰越过时刻，并大致在所述干扰越过时刻在所述干扰窗口上对所述图像频带IF信号进行镜像处理；以及/n组合逻辑(1160)，所述组合逻辑(1160)被配置成在所述干扰窗口的至少带内半部上从所述带内IF信号减去镜像的信号。/n

【技术特征摘要】
20191104 EP 19206838.51.一种数字信号处理DSP单元(138)，其特征在于，所述数字信号处理DSP单元(138)用于调频连续波FMCW雷达接收器模块并且被配置成接收数字同相信号(1120)和数字正交信号(1130)并提供受到干扰抑制的信号(1170)，其中所述数字信号处理单元包括：
处理子单元(1100)，所述处理子单元(1100)被配置成提供带内中频IF信号和图像频带IF信号；
图像频带处理单元(1150)，所述图像频带处理单元(1150)被配置成识别干扰窗口，估计干扰越过时刻，并大致在所述干扰越过时刻在所述干扰窗口上对所述图像频带IF信号进行镜像处理；以及
组合逻辑(1160)，所述组合逻辑(1160)被配置成在所述干扰窗口的至少带内半部上从所述带内IF信号减去镜像的信号。


2.根据权利要求1所述的DSP单元，其特征在于，所述图像频带处理单元被配置成通过将所述图像频带信号在一段时间内的功率与功率阈值进行比较而根据所述信号识别干扰窗口。


3.根据权利要求1或2所述的DSP单元，其特征在于，所述干扰窗口由带内半部和图像频带半部组成，并且所述组合逻辑被配置成在所述干扰窗口上从所述带内IF信号减去所述镜像的信号。


4.根据在前的任一项权利要求所述的DSP单元，其特征在于，所述处理子单元包括：
延迟单元(1120)，所述延迟单元(1120)被配置成使所述数字同相信号延迟；
变换单元(1130)，所述变换单元(1130)被配置成将希尔伯特变换应用于所述数字正交信号；
另外的组合逻辑单元(1140)，所述另外的组合逻辑单元(1140)被配置成添加延迟的数字同相信号和经过希尔伯特变换的数字正交信号以提供所述带内IF信号和所述图像频带信号中的一个；以及
又另外的组合逻辑单元(1145)，所述又另外的组合逻辑单元(1145)被配置成从所述延迟的数字同相信号减去所述经过希尔伯特...

【专利技术属性】
技术研发人员：林郁，弗朗切斯科·拉盖扎，
申请(专利权)人：恩智浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL