[發明專利]內置自測試雷達單元和用于其中的相移測量的方法

在審

• 申請號: 201811337547.5
• 申請日: 2018-11-09
• 公開（公告）號: CN109765531A
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發明（設計）人: 阿卜杜勒拉蒂夫·扎納提;簡·彼得·斯考特
• 申請（專利權）人: 恩智浦有限公司
• 主分類號: G01S7/40
• 分類號: G01S7/40
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 紀雯

本發明描述一種內置自測試BIST雷達單元。所述BIST雷達單元包括：頻率產生電路，所述頻率產生電路被配置成產生mmW發射信號；發射器電路，所述發射器電路包括：被配置成將至少一個相移應用于所述mmW發射信號的至少一個移相器；以及至少一個反相器，所述至少一個反相器耦接到所述至少一個移相器且被配置成反轉所述已移相mmW發射信號的相位。接收器被配置成接收并處理所述mmW發射信號的接收版本。所述至少一個反相器被配置成：旋轉所述已移相mmW發射信號以將二次調制應用于所述mmW發射信號；且所述接收器被配置成接收并處理所述mmW發射信號的接收版本以基于所述mmW發射信號的所述接收版本的所述二次調制的所確定相移性能來確定所述BIST雷達單元的操作狀態。

技術領域

本發明的領域涉及具有內置自測試BIST的雷達單元，和用于其中的相移測量的方法。本發明適用于但不限于具有內置自測試(built-in self-testing；BIST)系統的mmW雷達單元，其可以在芯片上進行，以允許測量mmW多重射頻(radio frequency；RF)裝置或電路的移相器性能。

背景技術

大部分的目前毫米波(millimetre wave；mmW)雷達單元是使用mmW集成電路(integrated circuit；IC)構造，其包括可遍及若干頻道操作的多信道收發器(transceiver；TRX)。mmW IC還包括高頻裝置，例如，功率放大器、混頻器、低噪聲放大器(low noise amplifier；LNA)。在汽車雷達領域中，所支持的頻率在27GHz和76到81GHz的頻率頻帶中。

現代的汽車雷達系統使用多重發射器和接收器以允許所檢測物體的角檢測。具有關聯的mmW相移器的多信道收發器允許使用多重進入-多重輸出(multiple in-multipleout；MIMO)技術來增強角分辨率。這允許例如巡航控制(其依賴于限定雷達波束到汽車目前巡航的車道)，或例如盲角檢測(其依賴于限定所述雷達波束到這一盲角)等應用。除多重信道以外，傳輸器信號的寫碼需要能夠區別所發射的信號。具有m個發射器和n個接收器的MIMO雷達具有m×n個信道。信道的數目越高，就可以實現經識別的所接收信號的越高的角分辨率。

例如ISO 26262的汽車安全標準在安全性相關缺陷的狀況下授權緩和措施的使用；這些緩和措施需要在規定時間間隔內完成，其足夠小以防止可能對車輛內部或外部的個人產生危險的系統失效。可以使用在雷達單元中進行的合理性檢查來檢測汽車雷達系統的射頻(RF)前端中的安全相關缺陷，其評估RF前端的輸出信號并根據這一信號計算目標地圖。如果這一目標地圖示出例如突然出現或消失的目標，那么這將導致目標地圖被分類為不合理，且將RF前端分類為可能有缺陷，使得所述單元可啟動安全措施，例如，系統復位、重復測量循環，或通知駕駛員雷達系統需要被視為不安全的。

盡管這種合理性檢查在安全攸關系統中極為常見，但是它們具有兩個嚴重缺陷。第一缺陷直接關于安全，這是因為每一個合理性檢查具有誤報或漏報決策的風險。第二缺陷在于，需要針對包括瞬時故障的大量可能的故障實施、記錄和驗證這種合理性檢查。所有這些程序耗時且易于出錯。這兩個缺陷使得期望避免對合理性檢查的需要，以及在安全攸關元件本身中實施盡可能合理的的內置安全監控。因為瞬時故障是失靈的主要來源，所以期望能夠測試它們。

在車輛雷達系統中，功能性安全是至關重要的，因為失靈可能導致危險情況，例如，因失靈的系統報告實際不存在的目標所導致的自動制動，或例如在未檢測到存在的目標的情況下導致未能做出反應。對于這兩種情況，中度系統性能下降通常是最差情況，因為完全的系統失效可以被立即檢測到，而中度性能下降可能僅導致錯誤解釋目標的大小、位置、運動方向等，這可能導致上述失靈情況之一。這對于多發射器車輛雷達系統的相移器的失靈來說尤其如此，因為這種失靈可能導致雷達波束被引導到與預期不同的角。