雷达设备和用于运行雷达设备的方法技术

本发明专利技术涉及一种雷达设备，其具有发送装置和接收装置。所述发送装置构造用于产生和发射雷达发送信号。所述接收装置构造用于接收和分析处理雷达接收信号，其中，所述接收装置还构造用于，为了分析处理所述雷达接收信号，以预给定的采样率执行欠采样。所述发送装置还构造用于，为了产生所述雷达发送信号，使用子载波，其中，在预给定的子载波之间的频率范围中存在空位，其中，如此选择所述采样频率和所述频率范围中的空位，使得在欠采样中产生的信号混叠借助混叠基本上卷积到更低频率的空位上。本发明专利技术还涉及一种用于运行雷达设备的方法。明还涉及一种用于运行雷达设备的方法。明还涉及一种用于运行雷达设备的方法。

【技术实现步骤摘要】
雷达设备和用于运行雷达设备的方法


[0001]本专利技术涉及一种雷达设备以及一种用于运行雷达设备的方法。

技术介绍

[0002]OFDM雷达系统(英：Orthogonal Frequency
‑
Division Multiplexing，正交频分复用)基于如下调制方法：在该调制方法中，使用多个正交载波来进行数据传输。由US 2016/356885A已知一种示例性的OFDM雷达系统。OFDM雷达的采样率通常高于FMCW雷达系统(英：Frequency
‑
Modulated Continuous Wave，调频连续波)中的采样率，因为必须同时采样整个带宽，或者在步进载波OFDM雷达系统的情况下必须同时采样子带。
[0003]在OFDM中使用多个子载波。因此，确定的子载波可以保持空闲(freigelassen)，以便例如能够在多个参与者之间划分带宽。此外，频谱中的这种间隙对于压缩传感方法也可以是有利的。在此，在采样中有意识地接受欠采样，由此，在正常情况下，由于多义性(Mehrdeutigkeit)，不再能够完全重建信息。在压缩传感方法中，在采样的状态空间中存在间隙，这称为“稀疏性”。如果由于欠采样而出现的多义性恰好落到这些未占用的状态中，则在理想条件下能够直接对其进行重建。可以使用压缩传感方法，以便考虑非理想效应(例如多普勒频移)。由Hakobyan等人的《A Novel Intercarrier
‑
Interference Free Signal Processing Scheme for OFDM Radar》(IEEE Transactions on Vehicular Technology，第67卷，第6期，,第5158
‑
5167页，2018年)已知一种用于校正多普勒效应的方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种雷达设备以及一种用于运行雷达设备的方法。
[0005]优选的实施方式在下文中进行描述。
[0006]根据第一方面，本专利技术因此涉及一种雷达设备，其具有发送装置和接收装置。发送装置构造用于产生和发射雷达发送信号。接收装置构造用于接收和分析处理雷达接收信号，其中，接收装置还构造用于，为了分析处理雷达接收信号，以预给定的采样率执行欠采样。发送装置还构造用于，为了产生雷达发送信号，使用子载波，其中，在预给定的子载波之间的频率范围中存在空位(Leerstellen)，其中，如此选择采样频率和频率范围中的空位，使得在欠采样中产生的信号混叠(Aliasing)借助混叠基本上卷积(gefaltet)到更低频率的空位上。
[0007]根据第二方面，本专利技术因此涉及一种用于运行雷达设备的方法。通过雷达设备产生并发射雷达发送信号。通过雷达设备接收并分析处理雷达接收信号，其中，为了分析处理雷达接收信号，以预给定的采样率进行欠采样。为了产生雷达发送信号，使用子载波，其中，在预给定的子载波之间的频率范围中存在空位，其中，如此选择采样频率和频率范围中的空位，使得在欠采样中产生的信号混叠借助混叠基本上卷积到更低频率的空位上。
[0008]本专利技术的优点
[0009]可以通过相位码的划分来如此调节发送侧的雷达发送信号，使得在频率范围中产
生空位，例如在每个子载波之间产生空位。通过匹配采样频率和空位能够重建完整的信号。
[0010]雷达发送信号由子载波组成，优选地由正交的子载波组成，并且因此是子载波雷达发送信号或优选地是OFDM雷达发送信号。相应地，雷达接收信号由子载波组成，优选地由正交的子载波组成，并且因此是子载波雷达接收信号或优选地是OFDM雷达接收信号。
[0011]根据雷达设备的一种实施方式，接收装置和发送装置构造用于，为了产生并分析处理空位，使用具有可变持续时间和采样率的符号(Symbole)。
[0012]根据雷达设备的一种实施方式，接收装置还具有模数转换器，该模数转换器构造用于将雷达接收信号数字化。通过使模数转换器的采样率匹配于所产生的空位，能够通过能够在奈奎斯特速率以下工作的单个模数转换器对整个雷达接收信号进行采样。由此，所产生的数据流较低，并且模数转换器可以在较低的采样频率下运行，而不降低调制带宽。通过附加的空位，最大唯一明确可分配的距离降低。但是距离分辨率保持不变。由此在略微较低的最大有效范围的情况下能够实现用于存储器和模数转换器的显著更低的系统成本，这尤其对于近距离或中等距离中的雷达传感器是有利的，因为用于模数转换器和数字存储器的成本份额是非常大的。
[0013]此外，接收装置具有抗混叠滤波器，该抗混叠滤波器构造用于对雷达接收信号进行滤波，其中，抗混叠滤波器的带宽大于预给定的采样率。例如，在接收装置中，通过将雷达设备的模数转换器的采样率适当地选择为低于奈奎斯特速率(F
ADC
<2B)，在采样过程中可以将雷达接收信号如此卷积，使得未使用的子载波由高于采样频率的子载波所占用。由此，模数转换器仅需对整个带宽的一部分进行采样，而整个通道信息仍然存在于子载波上。由此，模数转换器能够更慢地运行，并且数据速率降低。
[0014]根据雷达设备的一种实施方式，接收装置构造用于，在分析处理雷达接收信号时求取和分析处理子载波之间的干涉效应，以便识别和补偿发送装置与接收装置的时钟同步中的误差。因此，可以探测到子载波的错误卷积。例如，在使用估计方法的情况下，因此能够实现时钟恢复(R
ü
ckgewinnung)。由此，雷达设备的准确度度得到提高。
[0015]根据雷达设备的一种实施方式，发送装置包括构造用于生成第一本地振荡器频率的第一本地振荡器，其中，接收装置包括构造用于生成第二本地振荡器频率的第二本地振荡器。发送装置构造用于在使用第一本地振荡器频率的情况下产生雷达发送信号，其中，接收装置构造用于在使用第二本地振荡器频率的情况下分析处理雷达接收信号。接收装置构造用于在分析处理雷达接收信号时分析处理信噪比，以便识别和补偿第一本地振荡器频率与第二本地振荡器频率之间的差。因此，能够实现对频率偏移的估计和补偿。
[0016]根据雷达设备的一种实施方式，接收装置构造用于将多个频率等级(Frequenzstufen)调制到雷达接收信号上，并且在考虑多个频率等级的情况下分析处理信噪比。频率等级在此可以近似于FMCW信号。
[0017]根据雷达设备的一种实施方式，接收装置构造用于将FMCW信号调制到雷达接收信号上，并且在考虑FMCW信号的情况下分析处理信噪比。
[0018]根据用于运行雷达设备的方法的一种实施方式，借助模数转换器将雷达接收信号数字化，其中，借助抗混叠滤波器对雷达接收信号进行滤波，其中，抗混叠滤波器的带宽大于预给定的采样率。由于大的带宽，因此在一定程度上还可能存在混叠效应。然而，由于频率范围中的空位，还能够实现完整信号的重建。
[0019]根据用于运行雷达设备的方法的一种实施方式，在分析处理雷达接收信号时求取和分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种雷达设备(100；200)，所述雷达设备具有：发送装置(1a；1b)，所述发送装置构造用于产生和发射雷达发送信号；接收装置(2a；2b)，所述接收装置构造用于接收和分析处理雷达接收信号，其中，所述接收装置(2a；2b)还构造用于，为了分析处理所述雷达接收信号，以预给定的采样率(F
S
)执行欠采样；其中，所述发送装置(1a；1b)还构造用于，为了产生所述雷达发送信号，使用子载波，其中，在预给定的子载波之间的频率范围中存在空位，其中，如此选择所述采样频率和所述频率范围中的空位，使得在所述欠采样中产生的信号混叠借助混叠基本上卷积到更低频率的空位上。2.根据权利要求1所述的雷达设备(100；200)，其中，所述接收装置(2a；2b)和所述发送装置(1a；1b)构造用于，为了产生和分析处理所述空位，使用具有可变持续时间和采样率的符号。3.根据权利要求1或2所述的雷达设备(100；200)，其中，所述接收装置(2a；2b)还具有：模数转换器(24)，所述模数转换器构造用于将所述雷达接收信号数字化；抗混叠滤波器(23)，所述抗混叠滤波器构造用于对所述雷达接收信号进行滤波，其中，所述抗混叠滤波器(23)的带宽大于所述预给定的采样率(F
S
)。4.根据权利要求1至3中任一项所述的雷达设备(100；200)，其中，所述接收装置(2a；2b)构造用于，在分析处理所述雷达接收信号时求取并分析处理子载波之间的干涉效应，以便识别和补偿所述发送装置(1a；1b)和所述接收装置(2a；2b)的时钟同步中的误差。5.根据权利要求1至4中任一项所述的雷达设备(100；200)，其中，所述发送装置(1a；1b)包括第一本地振荡器(31)，所述第一本地振荡器构造用于生成第一本地振荡器频率，其中，所述接收装置(2a；2b)包括第二本地振荡器(32)，所述第二本地振荡器构造用于生成第二本地振荡器频率，其中，所述发送装置(1a；1b)构造用于在使用所述第一本地振荡器频率的情况下产生所述雷达发送信号，其中，所述接...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：罗伯特，
类型：发明
国别省市：