[發(fā)明專利]MM-波雷達(dá)的低功率操作模式

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201880048579.5
• 申請日: 2018-08-06
• 公開（公告）號: CN110945376A
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: S·拉奧;B·金斯伯格
• 申請（專利權(quán)）人: 德克薩斯儀器股份有限公司
• 主分類號: G01S13/34
• 分類號: G01S13/34
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 李英

所公開的示例包括在第一模式(201)和第二模式(210)中操作的雷達(dá)系統(tǒng)。在第一模式(201)，系統(tǒng)檢測閾值范圍內(nèi)物體的存在。響應(yīng)于檢測到物體的存在，系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到第二模式(210)，并且系統(tǒng)在第二模式(210)生成物體的范圍數(shù)據(jù)(216)、速率數(shù)據(jù)(218)和角度數(shù)據(jù)(220)。當(dāng)在閾值范圍內(nèi)不再檢測到物體時，系統(tǒng)轉(zhuǎn)換回到第一模式(201)。

背景技術(shù)

雷達(dá)系統(tǒng)可用于多種應(yīng)用，包括飛機導(dǎo)航、安全和國防應(yīng)用以及用于駕駛員輔助功能的汽車應(yīng)用、物體檢測等。調(diào)頻連續(xù)波(FMCW)雷達(dá)系統(tǒng)不斷地從一個或更多個發(fā)射天線輻射功率，以生成被稱為“啁啾”的調(diào)頻信號。接收天線陣列接收從在發(fā)射天線或多于一個發(fā)射天線的范圍內(nèi)檢測到的物體散射或反射的信號。雷達(dá)系統(tǒng)在不同時間采用不同的啁啾信號以便覆蓋多個雷達(dá)范圍，諸如用于物體檢測和其他用途的長范圍和短范圍。一些雷達(dá)系統(tǒng)將接收信號與發(fā)射的啁啾信號混合以生成中頻(IF)信號，以便于檢測不同范圍(距離)處的物體?？梢詫λ邮盏臄?shù)據(jù)執(zhí)行第一快速傅里葉變換(FFT)以分離在范圍域內(nèi)的物體，并且可以執(zhí)行第二FFT以進(jìn)行相對速率或速度分離，從而生成指示可檢測反射器或物體的范圍和相對速率的多維數(shù)據(jù)。本質(zhì)上，可以通過估計所接收的IF信號的頻率來估計距離，該頻率又與全程延遲以及因此與反射器或物體的范圍相關(guān)。通過跨多個啁啾觀測同一物體并查看頻率差的相位旋轉(zhuǎn)或移動來估計速率?？梢钥鐏碜远鄠€接收鏈的數(shù)據(jù)執(zhí)行第三FFT，以分離角度信息。當(dāng)前系統(tǒng)的一個問題是大的功耗，特別是對于電池供電的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

在所描述的示例中，雷達(dá)系統(tǒng)和方法使用具有第一模式和第二模式的方法。在第一模式(有時在本文稱為“僅檢測模式”)，系統(tǒng)檢測物體的存在，并且在檢測到物體時轉(zhuǎn)換到第二模式(有時在本文稱為“常規(guī)模式”)。在一些示例中，系統(tǒng)在第二模式確定物體的位置、速率和角度。本文描述的雷達(dá)系統(tǒng)包括將啁啾信號提供到發(fā)射天線的發(fā)射器電路，以及基于來自接收天線的信號生成接收的數(shù)據(jù)的接收器電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換器。系統(tǒng)包括處理器。處理器控制發(fā)射器電路以在第一模式傳送多個第一模式發(fā)射幀。各個第一模式發(fā)射幀具有第一模式幀持續(xù)時間并且包括第一模式啁啾信號。第一模式發(fā)射幀在時間上彼此間隔開第一模式睡眠時間間隔。處理器基于對應(yīng)于第一模式發(fā)射幀的接收數(shù)據(jù)幀生成第一模式范圍數(shù)據(jù)，并且響應(yīng)于在閾值范圍內(nèi)檢測到物體，基于范圍數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到第二模式。在第二模式，處理器控制發(fā)射器電路以傳送多個第二模式發(fā)射幀，所述多個第二模式發(fā)射幀被物體反射并然后在接收天線陣列處被接收。各個第二模式發(fā)射幀具有第二模式幀持續(xù)時間并且包括第二模式啁啾信號。第二模式發(fā)射幀在時間上彼此間隔開第二模式睡眠時間間隔。在一些實現(xiàn)中，第一模式睡眠時間間隔長于第二模式睡眠時間間隔。在一些示例中，第一模式幀持續(xù)時間短于第二模式幀持續(xù)時間。

在一些實現(xiàn)中，響應(yīng)于物體不再處于閾值范圍內(nèi)，系統(tǒng)從第二模式轉(zhuǎn)換到第一模式。在一些示例中，當(dāng)物體不再處于整數(shù)M個或更多個連續(xù)幀的閾值范圍內(nèi)時，系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到第一模式，其中M大于1。在一些示例中，處理器對與第一模式啁啾信號關(guān)聯(lián)的接收數(shù)據(jù)執(zhí)行第一快速傅里葉變換(FFT)，以生成第一模式范圍數(shù)據(jù)。在一些示例中，處理器對與第二模式啁啾信號關(guān)聯(lián)的接收數(shù)據(jù)執(zhí)行第一FFT，以生成第二模式范圍數(shù)據(jù)，以及/或者對第二模式范圍數(shù)據(jù)執(zhí)行第二FFT，以生成第二模式速率數(shù)據(jù)。在一些實現(xiàn)中，接收器電路包括放大器，所述放大器具有與接收天線陣列耦合以接收所述接收信號的輸入以及根據(jù)可調(diào)放大器增益來提供放大的接收信號的輸出。處理器在第一模式將可調(diào)放大器增益設(shè)置為第一增益以使放大器以第一噪聲系數(shù)操作，并且在第二模式將可調(diào)放大器增益設(shè)置為較低的第二增益以使放大器以第二噪聲系數(shù)操作，其中第二噪聲系數(shù)高于第一噪聲系數(shù)。在一些示例中，第二模式下的放大器線性優(yōu)于第一模式下的放大器線性。