用于补偿载波特性偏移的雷达系统和雷达方法技术方案

描述了一种雷达系统(100)，包括：i)具有发送器载波特性的发送器(110)，其被配置成发送代码信号(S)；ii)具有接收器载波特性的接收器(120)，其被配置成接收所述代码信号(S)的回波(E)；以及iii)控制单元(130)，其被配置成：a)标识所述发送器(110)与所述接收器(120)之间的载波特性跟踪路径(T)，b)基于标识的跟踪路径(T)估计所述发送器载波特性与所述接收器载波特性之间的偏移，以及c)基于所述估计来补偿所述偏移，具体地说，建立相干性。所述跟踪路径(T)在此包括至少部分地独立于所述代码信号(S)和所述代码信号(S)的所述回波(E)的通信路径。径。径。

【技术实现步骤摘要】
用于补偿载波特性偏移的雷达系统和雷达方法


[0001]本公开涉及一种雷达系统，其包括发送器、接收器和特定控制单元。此外，本公开涉及一种操作雷达系统的方法。因此，本公开可涉及雷达操作的


技术介绍

[0002]雷达操作应用无线电波来确定目标(受关注物体或人)的性质，例如距离、角度或速度。由此，发送器向目标发射无线电波信号，而接收器获得已被目标反射的信号的回波。
[0003]在例如UWB雷达网络等网络的雷达系统/布置中，采用多个装置来产生静态和动态目标(反射器)的图。由于这些节点(装置)在空间上分离，因此不需要这些装置的物理连接。雷达网络中的所有装置通常使用独立的振荡器作为时钟/时间参考，每个振荡器引入部分到部分的分散，即，载波频率/相位偏移。
[0004]举例来说，参考具有发送器装置和接收器装置的常规系统，所述发送器装置和接收器装置都附接到汽车的前部。发送雷达装置以限定的帧重复周期发送多个(UWB)雷达帧(每个帧由多个符号组成，并且一个符号由多个脉冲组成)。一般来说，帧的持续时间可能短于帧重复周期。这可引起帧之间的暂停，所述暂停可用以切断载波频率/相位生成以节省能量。在接收装置中，一个帧内的符号(或脉冲)进行积分以获得高信噪(S/N)比。此操作产生每帧一个CIR(信道脉冲响应)。然而，归因于发送装置和接收装置的不同载波信号频率/相位，将存在频率/相位偏移。
[0005]在不同步(雷达布置中的至少两个装置)的情况下，装置之间的载波频率/相位偏移可能导致接收装置处的取样数据的频率/相位不断地减小或增加。此类连续变化的频率/相位的负面影响可包括例如：
[0006]‑
帧的符号或脉冲的非相干积分，
[0007]‑
在测距测量中引入的人工多普勒频率(参见多普勒图)，例如在发送装置与接收装置之间存在持续载波频率偏移的情况下，
[0008]‑
在载波频率偏移在帧与帧之间具有随机开始相位的情况下，不可用的测距测量。这种情况例如在载波锁相环(PLL)在帧期间切断以节省能量的情况下发生。
[0009]在图6和8中使用傅里叶变换(FFT)CIR矩阵模拟示出常规雷达布置中的此类缺点。多个帧的CIR可用此类FFT
‑
CIR图以图形方式表示(参见图6)。对于应用上述多普勒图的距离测量也是如此(参见图8)。图6示出无载波特性偏移补偿的视线路径测量的常规FFT
‑
CIR矩阵的模拟。任意相位(载波特性)使得CIR不可能相干相加。图8示出对常规距离测量的模拟，该模拟包括无载波特性偏移补偿的移动(将测距测量示为FFT
‑
CIR多普勒图)。无法清楚地观察到移动目标，并且视线路径无法辨认。此外，如果在帧/分组之间切断载波信号，则速度信息在非同步情况下甚至不可用。
[0010]换句话说，发送器/接收器的非同步载波特性导致CIR的强度(S/N比、振幅)低以及测量数据无效、不可用。此类测量的数据质量可因此极低，并且可能不允许进行预期的使用。在(雷达)通信系统中，载波特性偏移补偿是众所周知的问题。在常规系统中，希望补偿
通信装置的移动或通信装置之间的目标的移动。例如，军用雷达系统通常使用全球定位系统(GPS)来使载波频率偏移同步。此处通常不能使用与雷达信号本身的无线同步，因为无法确保发送器与接收器之间存在没有因为移动而失真的路径。

技术实现思路

[0011]可能需要以高效且可靠的方式补偿雷达系统中的载波特性偏移。
[0012]提供根据独立权利要求所述的雷达系统和雷达方法。
[0013]根据本公开的一方面，描述了一种雷达系统，包括：
[0014]i)具有发送器载波(信号)特性(频率和/或相位)的发送器，所述发送器被配置成发送代码信号(具体地说，包括多个代码符号)，
[0015]ii)具有接收器载波(信号)特性的接收器，所述接收器被配置成接收所述代码信号的至少一个回波，和
[0016]iii)控制单元，其被配置成：
[0017]a)标识发送器与接收器之间的载波特性跟踪路径(此类路径可包括发送器与接收器之间的一个或多个路径)，
[0018]b)基于标识的跟踪路径估计发送器载波特性与接收器载波特性之间的偏移，以及
[0019]c)基于所述估计来补偿偏移(具体地说，建立相干性)。
[0020]具体地说，跟踪路径包括至少部分地(具体地说，部分地或完全地)独立于代码信号和代码信号的回波(即，雷达路径)的通信路径(具体地说，静态路径)。
[0021]根据本公开的另一方面，描述一种操作雷达系统的方法，所述方法包括：
[0022]i)通过具有发送器载波特性的发送器发送代码信号，
[0023]ii)通过具有接收器载波特性的接收器接收代码信号的回波，
[0024]iii)标识发送器与接收器之间的载波特性跟踪路径，
[0025]iv)基于标识的跟踪路径估计发送器载波特性与接收器载波特性之间的偏移，以及
[0026]v)基于所述估计来补偿偏移。
[0027]具体地说，跟踪路径包括至少部分地独立于代码信号和代码信号的回波的通信路径。
[0028]在本文件的上下文中，术语“代码”可尤其指以特定方式转换(编码)并且可发送(和接收)的任何类型的信息。代码可包括编码信息的代码序列。由此，可将信息编码为所谓的“代码符号”。术语“(代码)符号”可尤其表示包含在(射频)信号(即，电磁波谱中的波)中的(离散)信息(或数据)片段。符号还可称为字符或(字符)串。然后，代码序列可包括至少一个代码符号，尤其是多个代码符号。在通信之后，可对代码进行解码(从代码符号解码为信息)，以再次获得原始信息。在例子中，代码可包括代码符号序列，其中每个代码符号包括一个或多个编码位。编码可使用例如相移键控(PSK)的数字调制来完成。代码还可包括训练序列。代码符号类型的例子可包括二进制、三进制或更高阶方案。
[0029]在本文件的上下文中，术语“雷达系统”可指具有发送器和至少一个接收器的任何系统，其中由发送器发送的(代码)信号由所述(至少一个)接收器接收。尽管在此文件中已关于测距雷达操作和脉冲雷达操作(具体地说，UWB)描述了大部分例子，但所描述的雷达系
统还可例如在物联网(IoT)环境中实施。
[0030]在本文件的上下文中，术语“控制单元”可尤其指适合执行所描述的标识、估计和补偿操作的任何硬件或软件。控制单元可实施于接收器装置中、发送器装置中，或雷达系统中的其它任何位置。例如，控制单元还可远离发送器和接收器而操作。控制单元可实现为处理器或多个处理器。此外，控制单元可实现为程序(产品)。
[0031]在本文件的上下文中，术语“载波(信号)特性”可指载波信号的特定性质，例如，载波频率和/或载波相位。归因于发送器和接收器中的不同时钟，每个装置可包括(略微)不同的载波特性。(非同步)载波特性之间的差异可被称为“载波特性偏移”。
[0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种雷达系统(100)，其特征在于，包括：具有发送器载波特性的发送器(110)，其被配置成发送代码信号(S)；具有接收器载波特性的接收器(120)，其被配置成接收所述代码信号(S)的回波(E)；以及控制单元(130)，其被配置成：标识所述发送器(110)与所述接收器(120)之间的载波特性跟踪路径(T)，基于标识的跟踪路径(T)估计所述发送器载波特性与所述接收器载波特性之间的偏移，以及基于所述估计来补偿所述偏移；其中所述跟踪路径(T)包括至少部分地独立于所述代码信号(S)和所述代码信号(S)的所述回波(E)的通信路径。2.根据权利要求1所述的雷达系统(100)，其特征在于所述跟踪路径(T)的所述通信路径是静态路径。3.根据权利要求2所述的雷达系统(100)，其特征在于所述静态路径包括以下至少一项：发送器(110)与接收器(120)之间的最短距离，发送器(110)与接收器(120)之间的视线路径LoS，不是发送器(110)与接收器(120)之间的最高S/N比路径的路径。4.根据在前的任一项权利要求所述的雷达系统(100)，其特征在于对所述跟踪路径(T)的所述标识包括在所述发送器(110)与所述接收器(120)之间传送通信信号。5.根据在前的任一项权利要求所述的雷达系统(100)，其特征在于所述跟踪路径(T)包括至少两个路径的组合。6.根据权利要求5所述的雷达系统(...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫，
申请(专利权)人：恩智浦有限公司，
类型：发明
国别省市：