[發明專利]接收器

在審

• 申請號: 201880010257.1
• 申請日: 2018-02-01
• 公開（公告）號: CN110392841A
• 公開（公告）日: 2019-10-29
• 發明（設計）人: 約根·安德烈亞斯·邁克爾森;尼古拉·安徒生;奧拉夫·托納·利塞特;哈肯·安德烈·赫約特蘭
• 申請（專利權）人: 諾韋爾達公司
• 主分類號: G01S7/292
• 分類號: G01S7/292;H03M1/12;H03M1/50
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 宋融冰

一種用于將重復模擬輸入信號轉換為數字幅度值的時間序列的距離像數字化電路，該轉換器包括：信號量化器，其被布置成接收模擬輸入信號和閾值輸入，并且被布置成基于輸入信號與閾值信號的比較輸出二進制值量化輸出信號；多個采樣器，每個采樣器被布置成在接收到觸發信號后對其輸入信號采樣并保持；以及針對每個采樣器的多個解碼器和解復用器，該解復用器被布置成接收來自采樣器的輸出，并基于選擇器輸入將其傳遞給所述解碼器中所選擇的一個解碼器。通過與采樣器中的每個采樣器相關聯的多個解碼器，可以在構建距離像期間重復使用每個采樣器。為了構建信號的距離像，每個距離點需要解碼器，以便將溫度計編碼輸入轉換成數字值。可以通過在多個脈沖傳輸上存儲和累加溫度計編碼輸入的各個位來產生解碼器值，每個位通過與掃描閾值系統中的閾值進行比較而得到。解碼器值提供幅度分辨率。計數器是一種方便的解碼器形式。

技術領域

本發明涉及信號接收器和處理器，特別是用于諸如超寬帶(UWB)雷達的脈沖雷達應用中。特別是，本發明提供了一種接收模擬信號并生成其數字表示的高速距離像數字化電路。

背景技術

通過背景技術，在圖1中示出用于使用掃描閾值數字化電路在脈沖雷達系統中接收信號波形的現有接收器架構。

圖1a示出比較器10，其接收接收(RX)信號12和閾值信號14。比較器是標準的1位比較器。其比較兩個輸入，并且如果接收信號12高于閾值14則輸出高信號(高壓軌)，否則輸出低信號(低壓軌)，從而量化傳入的接收信號12。以脈沖重復頻率(PRF)重復發射脈沖。在發射每個脈沖之后，改變閾值信號14并再次執行比較，從而將接收信號12與不同的閾值進行比較(對于高PRF，預期接收信號對于連續脈沖基本相同，因為假設相比于脈沖重復率，距離內的反射器的任何移動是慢的，即假設反射信號與前后信號緊密匹配)。通過以小增量將閾值信號14掃過預定電壓范圍，生成信號電平的溫度計碼。通過在每個脈沖之后對比較器輸出進行計數(并因此隨時間求和)(如果比較器10輸出為高則計數器16遞增并且如果比較器10輸出為低則不遞增)，溫度計編碼輸出變為接收信號10的多位采樣值。在下文中，術語“掃描閾值”用于描述該技術。

在圖1a中，計數器16由觸發信號18觸發，觸發信號18也用于產生發射(TX)脈沖。延遲器20提供整個粗略距離門，即開始對接收信號12采樣的時間(以及因此尋找反射的路程或距離)。圖1b示出所涉及的信號，其中在頂部示出觸發信號(示出脈沖流中的四個獨立脈沖，這些脈沖以PRF產生)，在第二行上示出由該觸發信號產生的發射脈沖，在第三行上示出接收信號12(示出來自每個發射脈沖的兩次反射)并且在第四行上示出階梯式增加的閾值信號14。

為了對接收信號進行最精確的數字化，應該最大化采樣率(即，最小化采樣之間的時間)，考慮到以高于奈奎斯特頻率采樣沒有理論上的好處。傳統(非掃描閾值)接收器受ADC的速度的限制，因為在ADC完成處理前一個采樣之前無法進行下一個采樣。高分辨率(即具有大量的數字輸出位)ADC通常太慢而不能直接對RF信號采樣，并且因此傳統上在時間分辨率和幅度分辨率之間存在折衷。在掃描閾值架構的情況下，通過使用比較器作為1位(并且非常快速的)ADC以用于優良時間分辨率，并且通過使用周期性重復信號，發送大量脈沖并改變脈沖之間的閾值以獲得期望的幅度分辨率，從而可以在時間和幅度兩者上獲得高分辨率。

在采樣的距離和刷新該距離的幀速率之間還存在折衷。例如，如果1米距離可以以每秒100次完全采樣(幀速率為100Hz)，則相同的PRF可以等同地用于以僅每秒10幀的幀速率檢查10米距離。