高速、高分辨率、寬范圍、低功率模擬相關(guān)單元和雷達(dá)傳感器的制造方法
【專利摘要】這里提供了與高速、高動態(tài)范圍且低功耗的雷達(dá)系統(tǒng)有關(guān)的系統(tǒng)、方法和裝置。所述雷達(dá)系統(tǒng)可以包括模擬相關(guān)單元，其將各種脈沖復(fù)制方式與各種并行積分單元架構(gòu)相組合以改善傳統(tǒng)雷達(dá)傳感器的檢測速度、動態(tài)范圍和功耗。所述雷達(dá)系統(tǒng)還可以包括匹配濾波器，確定接收的PCR信號的一部分的匹配，并作為響應(yīng)而產(chǎn)生輸出信號，以進(jìn)一步改善所述雷達(dá)系統(tǒng)的檢測速度。
【專利說明】高速、高分辨率、寬范圍、低功率模擬相關(guān)單元和雷達(dá)傳感器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一般涉及雷達(dá)傳感器領(lǐng)域，并且更具體地涉及高速、高分辨率、寬范圍且低功率模擬相關(guān)單元和包含所述模擬相關(guān)單元的雷達(dá)傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)雷達(dá)傳感器廣泛用于檢測一個或多個目標(biāo)的位置。這些傳統(tǒng)雷達(dá)傳感器可具有各種檢測范圍能力。一般地，高分辨率雷達(dá)傳感器的檢測范圍可能比低分辨率雷達(dá)傳感器的檢測范圍小。由于許多設(shè)計約束，對于傳統(tǒng)雷達(dá)傳感器來說，同時實現(xiàn)高分辨率和高檢測范圍可能是困難的和/或成本的效果差。
[0003]例如，已經(jīng)在使用寬帶信號來改善傳統(tǒng)雷達(dá)傳感器的分辨率方面進(jìn)行了嘗試。然而，與可用于具有低分辨率的傳統(tǒng)雷達(dá)傳感器的窄帶信號相比，這些寬帶信號通常具有高的熱噪聲水平。高的熱噪聲水平導(dǎo)致傳統(tǒng)雷達(dá)傳感器的接收單元的信噪比(SNR)惡化。由于此SNR惡化，傳統(tǒng)雷達(dá)傳感器就難以接收由遠(yuǎn)程目標(biāo)反射的寬帶信號。因此，這些傳統(tǒng)雷達(dá)傳感器有動態(tài)范圍的下降的缺點。因為動態(tài)范圍表示最強(qiáng)接收信號的功率水平與最弱接收信號的功率水平之間的比率，所以動態(tài)范圍的下降將縮小傳統(tǒng)雷達(dá)傳感器的最大可檢測距離與最小可檢測距離之間的間距。隨著此間距縮小，這些傳統(tǒng)雷達(dá)傳感器的檢測范圍將相應(yīng)地減小。
[0004]為了解決此SNR惡化問題，已經(jīng)在配置高信噪比(SNR)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)來改善傳統(tǒng)雷達(dá)傳感器的接收單元的動態(tài)范圍和檢測范圍方面進(jìn)行了另一嘗試。與具有低SNR的ADC相比，這些高SNR ADC通常具有大比特數(shù)。為了維持高分辨率，這些高SNR ADC以相對高的采樣頻率對接收信號進(jìn)行采樣。然而，由于大比特數(shù)和高采樣頻率，這些雷達(dá)傳感器的功耗可能非常高，因此導(dǎo)致這些雷達(dá)傳感器的實施無法得到實現(xiàn)。
[0005]為了解決此功耗問題，已經(jīng)在配置傳統(tǒng)模擬相關(guān)單元以降低高SNR ADC的采樣速率方面進(jìn)行了另一嘗試。然而，這些傳統(tǒng)乘法器式(multiplier-type)模擬相關(guān)單元檢測速度低。該低檢測速度有可能大大地阻礙這些雷達(dá)傳感器的性能，這是因為，這些傳統(tǒng)模擬相關(guān)單元的檢測時間非常長。因此，這些雷達(dá)傳感器可能就不能檢測快速移動的目標(biāo)。此缺陷可能導(dǎo)致雷達(dá)傳感器不適于用在許多涉及檢測快速移動目標(biāo)的軍事和/或商業(yè)應(yīng)用中。利用傳統(tǒng)的匹配濾波器相關(guān)器也不太實用，這是因為，當(dāng)PCR代碼長時，所需電路就會變得過于大。此外，傳統(tǒng)的匹配濾波器相關(guān)器對于代碼率和序列模式來說不夠靈活。由于這些原因，在平衡優(yōu)點和缺點方面，傳統(tǒng)的乘法器式模擬相關(guān)單元是當(dāng)前優(yōu)選的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]要解決的技術(shù)問題
[0007]然而，仍然需要具有高速、高分辨率、寬范圍和低功耗的經(jīng)濟(jì)的雷達(dá)傳感器。
[0008]對問題的解決方案[0009]本發(fā)明可實現(xiàn)各種得到了改進(jìn)的模擬相關(guān)單元。繼而，改進(jìn)的模擬相關(guān)單元可以實現(xiàn)各種得到了改進(jìn)的雷達(dá)傳感器。改進(jìn)的模擬相關(guān)單元可以將各種發(fā)送脈沖復(fù)制方式與各種并列地積分單元結(jié)構(gòu)相組合以改善傳統(tǒng)模擬相關(guān)單元的檢測速度。此外，改進(jìn)的模擬相關(guān)單元可以采用各種時間延遲方式來改善傳統(tǒng)雷達(dá)傳感器的動態(tài)范圍。此外，改進(jìn)的模擬相關(guān)單元可以配置一個或多個可變增益放大器來放寬ADC的SNR要求。因此，改進(jìn)的模擬相關(guān)單元使得改進(jìn)的雷達(dá)傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)高速、高分辨率、寬范圍和低功耗。
[0010]在一個實施例中，本發(fā)明提供了 一種用于在具有發(fā)送單元和接收單元的雷達(dá)傳感器中使用的模擬相關(guān)單元。所述發(fā)送單元用于發(fā)送具有脈沖壓縮雷達(dá)(PCR)脈沖的PCR信號，而所述接收單元用于接收反射的PCR信號。所述模擬相關(guān)單元包括復(fù)制生成單元(replica generator)、乘法單元和積分模塊。所述復(fù)制生成單元用于生成具有多個復(fù)制的PCR脈沖的模板信號。所述多個復(fù)制的PCR脈沖的每個復(fù)制所發(fā)送的PCR信號的PCR脈沖?？梢砸跃哂邢鄬τ谒l(fā)送的PCR信號可調(diào)節(jié)的時間延遲的復(fù)制速率生成所述多個復(fù)制的PCR脈沖。
[0011]所述乘法單元用于將所接收的PCR信號與所述模板信號的多個復(fù)制的PCR脈沖相乘。所述積分模塊耦接至所述乘法單元，并且所述積分模塊生成多個模擬相關(guān)信號。每個所述模擬相關(guān)信號具有基于在所接收的PCR信號與所述模板信號的復(fù)制的PCR脈沖之一之間的相乘的值。
[0012]在另一實施例中，本發(fā)明提供了 一種用于在具有發(fā)送單元和接收單元的雷達(dá)傳感器中使用的模擬相關(guān)單元。所述發(fā)送單元用于發(fā)送具有脈沖壓縮雷達(dá)(PCR)脈沖的PCR信號，而所述接收單元用于接收反射的PCR信號。所述模擬相關(guān)單元包括復(fù)制生成單元、乘法單元和積分模塊。所述模擬相關(guān)單元用于生成第一模板信號和第二模板信號。所述第一模板信號和所述第二模板信號的每個具有復(fù)制所發(fā)送的PCR信號的PCR脈沖的多個復(fù)制的PCR脈沖。
[0013]以復(fù)制速率復(fù)制所述第一模板信號和所述第二模板信號的復(fù)制的PCR脈沖。所述第一模板信號從所發(fā)送的PCR信號延遲了第一可調(diào)節(jié)時間。所述第二模板信號從所發(fā)送的PCR信號延遲了第二可調(diào)節(jié)時間。通過PCR脈沖的脈沖寬度相對地定義所述第一可調(diào)節(jié)時間和所述第二可調(diào)節(jié)時間。
[0014]所述乘法單元用于將所接收的PCR信號與所述第一模板信號的多個復(fù)制的PCR脈沖相乘、以及與所述第二模板信號的多個復(fù)制的PCR脈沖相乘。所述積分模塊耦接至所述乘法單元。所述積分模塊生成基于在所接收的PCR信號與所述第一模板信號的多個復(fù)制的PCR脈沖之間的相乘的多個第一模擬相關(guān)信號。此外，所述積分模塊生成基于在所接收的PCR信號與所述第二模板信號的多個復(fù)制的PCR脈沖之間的相乘的多個第二模擬相關(guān)信號。
[0015]在又一實施例中，本發(fā)明提供了一種雷達(dá)傳感器，其包括脈沖生成單元、可變增益放大器(VGA)、模擬相關(guān)單元和控制單元。所述脈沖生成單元用于生成用于發(fā)送的脈沖壓縮雷達(dá)(PCR)信號，其包括PCR脈沖。VGA放大基于在PCR信號的發(fā)送之后開始的時間段而接收的PCR信號。
[0016]所述模擬相關(guān)單元連接至所述脈沖生成單元。所述模擬相關(guān)單元生成包括多個復(fù)制的PCR脈沖的模板信號，所述多個復(fù)制的PCR脈沖的每個以具有相對于PCR信號的發(fā)送可調(diào)節(jié)的時間延遲的復(fù)制速率復(fù)制PCR信號的PCR脈沖。此外，所述模擬相關(guān)單元生成多個模擬相關(guān)信號，所述多個模擬相關(guān)信號各自具有基于在所放大的PCR信號與所述模板信號的復(fù)制的PCR脈沖之一之間的相乘的值。此外，所述模擬相關(guān)單元以采樣速率對所述多個模擬相關(guān)信號進(jìn)行采樣。所述采樣速率基本上與所述復(fù)制速率同步。
[0017]在一個實施例中，模擬匹配濾波器電路與模擬相關(guān)單元結(jié)合地在雷達(dá)傳感器中操作以使得可以更快檢測和更低功耗。
[0018]在一個實施例中，對模擬匹配濾波器和模擬相關(guān)單元采用延遲鎖定環(huán)(delaylock loop)以使得可以更快檢測。
[0019]在一個實施例中，對匹配濾波器和模擬相關(guān)單元采用I/Q正交編碼的PCR脈沖以減少錯誤檢測的發(fā)生。
[0020]在一個實施例中，提供了一種用于檢測目標(biāo)的位置的雷達(dá)系統(tǒng)，包括:脈沖生成單元，生成并發(fā)送具有脈沖壓縮雷達(dá)(PCR)脈沖的PCR信號；接收單元模塊，接收由所述目標(biāo)反射的PCR信號的版本；匹配濾波器，確定所述PCR信號的反射版本的一部分的匹配，并作為響應(yīng)而產(chǎn)生輸出信號；控制單元，基于所述匹配濾波器的輸出信號確定時間延遲；復(fù)制生成單元，利用由所述控制單元確定的可調(diào)節(jié)時間延遲，生成具有多個復(fù)制的PCR脈沖的模板信號；耦接至所述復(fù)制生成單元的乘法單元，將所接收的PCR信號與所述模板信號的多個復(fù)制的PCR脈沖相乘；以及積分模塊，耦接至所述乘法單元，并生成多個模擬相關(guān)信號，所述多個模擬相關(guān)信號各自具有基于在所接收的PCR信號與所述模板信號的多個復(fù)制的PCR脈沖之一之間的相乘的值，所述控制單元還基于所采樣的所述多個模擬相關(guān)信號的每個的值檢測目標(biāo)的位置。
[0021]在一個實施例中，提供了一種用于檢測目標(biāo)的位置的雷達(dá)系統(tǒng)，包括:匹配濾波器，確定接收的脈沖壓縮雷達(dá)(PCR)信號的一部分的匹配，并作為響應(yīng)而產(chǎn)生輸出信號；控制單元，基于所述匹配濾波器的輸出信號確定時間延遲；以及模擬相關(guān)單元，利用由所述控制單元確定的可調(diào)節(jié)時間延遲生成具有多個復(fù)制的PCR脈沖的模板信號，使用乘法單元將所接收的PCR信號與所述模板信號的多個復(fù)制的PCR脈沖相乘，并生成多個模擬相關(guān)信號，所述多個模擬相關(guān)信號各自具有基于在所接收的PCR信號與所述模板信號的多個復(fù)制的PCR脈沖之一之間的相乘的值，并且，所述控制單元還基于所述多個模擬相關(guān)信號的每個的值檢測目標(biāo)的位置。
[0022]在一個實施例中，提供了一種用于使用I/Q正交檢測目標(biāo)的位置的雷達(dá)系統(tǒng)，包括:第一匹配濾波器，確定接收的對應(yīng)于脈沖壓縮雷達(dá)(PCR)信號的I信號的一部分的匹配，并作為響應(yīng)而產(chǎn)生第一輸出信號；第二匹配濾波器，確定接收的對應(yīng)于PCR信號的Q信號的一部分的匹配，并作為響應(yīng)而產(chǎn)生第二輸出；定時控制單元，耦接至所述第一匹配濾波器和所述第二匹配濾波器，所述定時控制單元判定第一輸出和第二輸出是否基本同時發(fā)生，并作為響應(yīng)，當(dāng)所述第一輸出和所述第二輸出基本同時發(fā)生時設(shè)定第一時間延遲單元和第二時間延遲單元；第一模擬相關(guān)單元，耦接至所述第一時間延遲單元，并生成第一組相關(guān)信號；以及第二模擬相關(guān)單元，耦接至所述第二時間延遲單元，并生成第二組相關(guān)信號，所述定時控制單元還基于所述第一組相關(guān)信號和所述第二組相關(guān)信號確定所述目標(biāo)的位置。
[0023]提供此
【發(fā)明內(nèi)容】
部分以介紹某些概念，而并非強(qiáng)調(diào)所主張權(quán)利的主題本身的任何關(guān)鍵或必要特征。
[0024]在所附權(quán)利要求中具體闡述了被認(rèn)為是新穎的本發(fā)明的目的和特征。關(guān)于本發(fā)明的組織和操作方式、以及其它目的和優(yōu)點，可以通過參考結(jié)合附圖采取的以下說明而最佳地理解本發(fā)明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的用于測量兩個目標(biāo)的位置的雷達(dá)傳感器的前視圖。
[0026]圖2示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的雷達(dá)傳感器的框圖。
[0027]圖3示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的相關(guān)情形中的各個信號的各個波形圖。
[0028]圖4示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的失配情形中的各個信號的各個波形圖。
[0029]圖5示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的在第一檢測周期期間的各個信號的各個波形圖。
[0030]圖6示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的在第二檢測周期期間的各個信號的各個波形圖。
[0031]圖7示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的在第三檢測周期期間的各個信號的各個波形圖。
[0032]圖8示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的在第四檢測周期期間的各個信號的各個波形圖。
[0033]圖9示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的雷達(dá)傳感器的示意圖。
[0034]圖10示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的多相關(guān)情形中的各個信號的各個波形圖。
[0035]圖11示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的動態(tài)增益控制方式中的各個信號的各個波形圖。
[0036]圖12示出根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的高速雷達(dá)傳感器的示意圖。
[0037]圖13示出根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的快速感測方式的各個信號的各個波形圖。
[0038]圖14示出根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的運動感測雷達(dá)傳感器的示意圖。
[0039]圖15示出根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的運動感測方式中的各個信號的各個波形圖。
[0040]圖16示出根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的運動感測雷達(dá)傳感器的示意圖。
[0041]圖17示出根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的具有匹配濾波器的運動感測雷達(dá)傳感器的示意圖。
[0042]圖18示出根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的具有匹配濾波器的運動感測雷達(dá)傳感器的示意圖。
[0043]圖19A示出根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的具有匹配濾波器的運動感測雷達(dá)傳感器的示意圖。
[0044]圖19B示出根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的具有匹配濾波器的運動感測雷達(dá)傳感器的示意圖。
[0045]圖20示出根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的具有匹配濾波器的運動感測雷達(dá)傳感器的示意圖。[0046]圖21示出根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的具有匹配濾波器的運動感測雷達(dá)傳感器的示意圖。
[0047]圖22A示出根據(jù)本發(fā)明的至少一個實施例的波形圖。
[0048]圖22B示出根據(jù)本發(fā)明的至少一個實施例的各個波形圖。
[0049]圖22C示出根據(jù)本發(fā)明的至少一個實施例的各個波形圖。
[0050]圖22D示出根據(jù)本發(fā)明的至少一個實施例的波形圖。
[0051]圖22E示出根據(jù)本發(fā)明的至少一個實施例的各個波形圖。
【具體實施方式】
[0052]現(xiàn)在將詳細(xì)參考本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)行描述，在附圖中圖解說明了所述實施例的示例。雖然將結(jié)合優(yōu)選實施例描述本發(fā)明，但是應(yīng)該理解實施例無意圖將本發(fā)明限制于這些實施例。相反，本發(fā)明意圖覆蓋可包含在如所附權(quán)利要求界定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的替換、修改和等同物。此外，在以下對本發(fā)明的詳細(xì)描述中，闡述了許多具體細(xì)節(jié)，以便提供對本發(fā)明的深入了解。然而，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯而易見的是，可以在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實踐本發(fā)明。在其它實例中，未詳細(xì)描述公知的方法、過程、組件和電路，以便不會不必要地混淆本發(fā)明的各方面。
[0053]現(xiàn)在將參照附圖描述實施本發(fā)明的各個特征的實施例的裝置、系統(tǒng)和方法。提供附圖和所關(guān)聯(lián)的描述來圖解說明本發(fā)明的一些實施例，并且不限制本發(fā)明的范圍。在附圖中，反復(fù)使用參考標(biāo)號以指示參考元素之間的對應(yīng)關(guān)系。另外，每個參考標(biāo)號的第一位指示該元素首次出現(xiàn)的圖。
[0054]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的用于測量兩個目標(biāo)的位置的雷達(dá)傳感器100的前視圖。雷達(dá)傳感器100可以是雷達(dá)系統(tǒng)的一部分。雷達(dá)傳感器100具有用于發(fā)送射頻(RF)調(diào)制信號162的天線150。所發(fā)送的RF調(diào)制信號162具有載波頻率和編碼調(diào)制消息。編碼調(diào)制消息可以是脈沖壓縮雷達(dá)(PCR)信號?？梢酝ㄟ^使用一個或多個數(shù)字調(diào)制方式來調(diào)制PCR信號，所述數(shù)字調(diào)制方式可以包括但不限于相移鍵控(PSK)、二進(jìn)制相移鍵控(BPSK)、頻移鍵控(FSK)、以及/或者幅移鍵控(ASK)。由于其編碼的消息，所發(fā)送的RF調(diào)制信號162也可以稱為所發(fā)送的PCR信號162。
[0055]所發(fā)送的PCR信號162將行進(jìn)距離R，直到其到達(dá)在第一位置101的第一目標(biāo)為止。第一目標(biāo)然后將反射所發(fā)送的PCR信號162。在被反射之后,所發(fā)送的PCR信號162變成反射的PCR信號164。所反射的PCR信號164行進(jìn)距離R回到天線150。此時，天線150接收所反射的PCR信號164。
[0056]在接收到所反射的PCR信號164之后，雷達(dá)傳感器100可以從所反射的PCR信號164提取PCR信號。通過將所提取的PCR信號與模板信號相關(guān)，雷達(dá)傳感器100可以確定所發(fā)送的PCR信號162和所反射的PCR信號164的飛行時間(TOF) 106。T0F106包括用于所發(fā)送的PCR信號162從天線150行進(jìn)距離R到第一目標(biāo)的第一持續(xù)時間、以及用于所反射的PCR信號164從第一目標(biāo)行進(jìn)所述距離回到天線150的第二持續(xù)時間。
[0057]假設(shè)C是光速并且忽略任何多普勒效應(yīng)，T0R106可以用于根據(jù)下列等式確定、推導(dǎo)和/或計算距離R的值:
[0058]R=TOF* (C/2)[0059]雷達(dá)傳感器100具有范圍(range)分辨率AR，其是位置的最小可檢測范圍。換言之，假定第二目標(biāo)維持距第一目標(biāo)至少距離△!?，當(dāng)雷達(dá)傳感器100能夠檢測在第二位置102的第二目標(biāo)、并且能夠區(qū)分第二目標(biāo)與第一目標(biāo)時，雷達(dá)傳感器100具有范圍分辨率Δ R0 一般地，范圍分辨率Λ R與PCR信號脈沖的具有單位子脈沖寬度Ts的子脈沖的帶寬(BW)有關(guān)系。如這里所討論的、但不對其施加任何限制，可以由單位子脈沖寬度Ts的倒數(shù)確定子脈沖的帶寬(BW)。在以下部分中將更詳細(xì)討論這種關(guān)系的細(xì)節(jié)。然而，為了簡便，可以根據(jù)下列等式表征范圍分辨率AR:
[0060]Δ R=C/ (2*BW)
[0061]在一個實施例中，例如，當(dāng)子脈沖的帶寬(BW)的范圍從約200MHz到約500MHz時，雷達(dá)傳感器100的范圍分辨率Λ R的范圍可以從約75cm到約30cm。在另一實施例中，例如，當(dāng)子脈沖的帶寬(BW)的范圍從約500MHz到約IGHz時，雷達(dá)傳感器100的范圍分辨率AR的范圍可以從約30cm到約15cm。在另一實施例中，例如，當(dāng)子脈沖的帶寬(BW)的范圍從約IGHz到約2GHz時，雷達(dá)傳感器100的范圍分辨率AR的范圍可以從約15cm到約7.5cm。
[0062]如這里討論的，接收的雷達(dá)信號的動態(tài)范圍取決于最強(qiáng)接收信號與最弱接收信號之間的比率。因此，具有高動態(tài)范圍的雷達(dá)傳感器比具有低動態(tài)范圍的雷達(dá)傳感器具有更寬范圍的檢測區(qū)域。為了檢測具有寬范圍的雷達(dá)截面的目標(biāo)，雷達(dá)傳感器100具有高動態(tài)范圍。通過提供相對低的范圍分辨率AR，雷達(dá)傳感器100可以具有相對高的動態(tài)范圍。傳統(tǒng)雷達(dá)傳感器當(dāng)工作在高動態(tài)范圍之下時會有高功耗，這是由于諸如模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)的各個電路組件的高線性設(shè)計約束。雷達(dá)傳感器100通過使用模擬相關(guān)單元110減少ADC的功耗并提高整體檢測速度，來提供對于這種困境的解決方案。與傳統(tǒng)雷達(dá)傳感器不同，雷達(dá)傳感器100可以以高動態(tài)范圍執(zhí)行一個或多個位置檢測方式，而不會阻礙速度或增大操作的功耗。在以下部分中將討論這些方式的詳細(xì)實施方式。
[0063]圖2不出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的雷達(dá)傳感器100的框圖。雷達(dá)傳感器100包括模擬相關(guān)單元110、定時(timing)單元120、檢測控制單元130、射頻(RF)前端140、以及天線150。檢測控制單元130負(fù)責(zé)控`制和協(xié)調(diào)雷達(dá)傳感器100中的各個組件的操作。在一個實施方式中，例如，檢測控制單元130可以啟動在一個或多個檢測周期期間一個或多個脈沖壓縮雷達(dá)(PCR)信號的生成。在另一實施方式中，例如，當(dāng)模擬相關(guān)單元110正在將所反射的PCR信號164與模板信號113相關(guān)時，檢測控制單元130可以控制模擬相關(guān)單元110的一個或多個定時組件。在又一個實施方式中，檢測控制單元130可以處理來自模擬相關(guān)單元110的輸出以確定和/或計算目標(biāo)的位置。
[0064]檢測控制單元130在每個檢測周期的起始生成檢測周期信號135。雷達(dá)傳感器100包括PCR信號生成單元132，其可以耦接至檢測控制單元130，并且接收檢測周期信號135。響應(yīng)于檢測周期信號135，PCR信號生成單元132生成初始PCR信號133，其在每個脈沖重復(fù)間隔(PRI)內(nèi)包括PCR脈沖。PCR脈沖包括通過諸如補(bǔ)碼和/或巴克(Barker)碼的編碼方法壓縮的數(shù)字碼。這樣，PCR脈沖包括一系列子脈沖，每個子脈沖可以表示壓縮信息的一個或多個比特。
[0065]參見圖5，其部分地示出了初始PCR信號133的波形圖，初始PCR信號133在第一檢測周期500的起始包括第一 PCR脈沖562。第一 PCR脈沖562具有脈沖寬度TP。脈沖重復(fù)間隔PRI可以表示為PCR脈沖寬度Tp的倍數(shù)。因此，如果M是可適合于一個檢測周期的PCR脈沖的數(shù)目，則脈沖重復(fù)間隔PRI可以表示為M*TP。一般地，初始PCR信號133在一個檢測周期期間包括一個PCR脈沖，并且脈沖重復(fù)間隔PRI的持續(xù)時間可以是PCR脈沖的PCR脈沖寬度Tp的幾倍。更具體地，脈沖重復(fù)間隔PRI定義最大可檢測范圍R，因為其表示發(fā)送的PCR信號162的最大飛行時間。在一個實施方式中，例如，脈沖重復(fù)間隔PRI可以大于220ns，并且PCR脈沖寬度Tp可以小于20ns。
[0066]再次參見圖2，初始PCR信號133啟動目標(biāo)檢測處理。這樣，初始PCR信號133還可以稱為初始目標(biāo)檢測處理信號133?？梢詼?zhǔn)備初始PCR信號133以用于發(fā)送，并且可以在相同時間或大約相同時間復(fù)制初始PCR信號133。如之前在圖1中討論的，所發(fā)送的PCR信號162可以被目標(biāo)反射，使得其將作為反射的PCR信號164被雷達(dá)傳感器100接收。在檢測目標(biāo)的位置時，將所反射的PCR信號164與復(fù)制的信號(亦稱模板信號)比較和/或相關(guān)。
[0067]為了準(zhǔn)備初始PCR信號133以用于發(fā)送，RF前端140包括RF調(diào)制單元142，用以生成輸出(outbound) RF調(diào)制信號143。輸出RF調(diào)制信號143包括載波頻率和基于初始PCR信號133的消息。為了嵌入所述消息，輸出RF調(diào)制信號143可以采用一個或多個數(shù)字調(diào)制方式，其可以包括但不限于相移鍵控(PSK)、頻移鍵控(FSK)、以及/或者幅移鍵控(ASK)。
[0068]在輸出RF調(diào)制信號143被生成并放大至足夠的用于發(fā)送的輸出水平之后，發(fā)送天線152用于將輸出調(diào)制信號143轉(zhuǎn)換為電磁波并發(fā)送經(jīng)轉(zhuǎn)換的輸出調(diào)制信號143作為所發(fā)送的PCR信號162。所發(fā)送的PCR信號162被一個或多個目標(biāo)反射。這樣，接收天線154接收一個或多個反射的PCR信號164，并接著將所反射的PCR信號164轉(zhuǎn)換為一個或多個進(jìn)入(inbound) RF 調(diào)制信號 155。
[0069]RF前端140包括RF解調(diào)器144，用于解調(diào)進(jìn)入RF調(diào)制信號155。RF解調(diào)器144采用與RF調(diào)制器142在調(diào)制初始PCR信號133時應(yīng)用的調(diào)制方式對應(yīng)的解調(diào)方式。作為解調(diào)的結(jié)果，RF解調(diào)器144生成接收的PCR信號145，其包括嵌入在幾個進(jìn)入RF調(diào)制信號155中的時域消息。因此，所接收的PCR信號145可以包括一個或多個接收PCR脈沖。如圖5中所示，例如，所接收的PCR信號145包括:第一接收PCR脈沖542，其表示第一位置處的第一目標(biāo)；第二接收PCR脈沖544，其表示第二位置處的第二目標(biāo)；第三接收PCR脈沖546，其表示第三位置處的第三目標(biāo)；以及第四接收PCR脈沖548，其表示第四位置處的第四目標(biāo)。
[0070]每個接收PCR脈沖(例如，第一接收PCR脈沖542、第二接收PCR脈沖544、第三接收PCR脈沖546、以及/或者第四接收PCR脈沖548)與第一初始PCR脈沖562是同樣的。這是因為每個接收PCR脈沖源自初始PCR脈沖562。這樣，每個接收PCR脈沖具有與初始PCR脈沖562基本上相同的脈沖寬度TP。此外，每個接收PCR脈沖包括與初始PCR脈沖562基本上相同的壓縮碼序列。
[0071]為了圖示接收PCR脈沖的壓縮碼序列的目的，圖3部分地示出所接收的PCR信號145的波形圖。所接收的PCR信號145包括接收PCR脈沖310，其可以例示第一接收PCR脈沖542、第二接收PCR脈沖544、第三接收PCR脈沖546、以及第四接收PCR脈沖548。接收PCR脈沖310是初始PCR脈沖(例如，第一 PCR脈沖562)的延遲和反射版本。接收PCR脈沖310可以包括由一個或多個零脈沖分開的一系列子脈沖。子脈沖和零脈沖的每個表示壓縮信息的一個或多個比特。如這里討論的，壓縮信息的每個比特具有單位子脈沖寬度Ts。雖然圖5示出接收PCR脈沖在時間上不重疊，但是由模擬相關(guān)單元110提供的位置檢測方式可以檢測并區(qū)分在時間上重疊的一個或多個接收PCR脈沖。
[0072]因此，接收PCR脈沖310、以及初始PCR信號133的初始PCR脈沖的PCR脈沖寬度Tp可以表示為單位子脈沖寬度Ts的倍數(shù)。例如，如果通過N比特碼序列壓縮接收PCR脈沖310，則接收PCR脈沖310的PCR脈沖寬度Tp可以表示為N*TS。又例如，如果接收PCR脈沖310包括19比特的壓縮碼序列，則接收PCR脈沖310的PCR脈沖寬度Tp可以表示為19*TS。
[0073]在一個實施方式中，例如，子脈沖可以包括:持續(xù)一個單位子脈沖寬度Ts且表示第一二進(jìn)制比特的第一子脈沖311 ;持續(xù)兩個單位子脈沖寬度Ts且表示第四和第五二進(jìn)制比特的第二子脈沖312 ;持續(xù)一個單位子脈沖寬度Ts且表示第七二進(jìn)制比特的第三子脈沖313 ;持續(xù)三個單位子脈沖寬度Ts且表示第九、第十和第十一二進(jìn)制比特的第四子脈沖314 ;持續(xù)兩個單位子脈沖寬度Ts且表示第十三和第十四二進(jìn)制比特的第五子脈沖315 ;持續(xù)一個單位子脈沖寬度Ts且表示第十七二進(jìn)制比特的第六子脈沖316 ;以及持續(xù)一個單位子脈沖寬度Ts且表示第十九二進(jìn)制比特的第七子脈沖317。
[0074]如果這些子脈沖的每個表示二進(jìn)制值“ I ”，則接收PCR脈沖310表示具有二進(jìn)制值“1001101011101100101”的19比特碼序列。另一方面，如果這些子脈沖的每個表示具有二進(jìn)制值“O”的19比特碼序列，則接收PCR脈沖310表示二進(jìn)制“0110010100010011010”。雖然圖3示出接收PCR脈沖310為單極性的，但是接收PCR脈沖310、以及初始PCR信號133的初始PCR脈沖可以是雙極性的。根據(jù)替代實施方式，接收PCR脈沖310、以及初始PCR信號133的初始PCR脈沖可以包括正子脈沖和負(fù)子脈沖。初始PCR脈沖的極性方式可以取決于用于上變頻的調(diào)制方式的類型。一方面，例如，當(dāng)使用二進(jìn)制相移鍵控(BPSK)時，雙極性方式可能是優(yōu)選的。另一方面，例如，當(dāng)使用開關(guān)鍵控(OOK)時，單極性方式可能是優(yōu)選的。
[0075]取決于特定目標(biāo)與雷達(dá)傳感器100之間的相對距離，所接收的PCR信號145可以具有從初始PCR信號133的生成起(或者從所發(fā)送的PCR信號162的發(fā)送起)測量的相對時間延遲(或飛行時間)AT。例如，如果在大約時間TO生成、調(diào)制并發(fā)送初始PCR信號133，則可以在大約時間TO+Λ T接收并解調(diào)所接收的PCR信號145。利用此時間延遲概念，檢測控制單元130可以通過確定初始時間TO與雷達(dá)傳感器接收到所接收的PCR信號145的時間之間的時間延遲AT，檢測特定目標(biāo)與雷達(dá)傳感器100之間的相對距離。
[0076]可以通過將所接收的PCR信號145與初始PCR信號133的模板版本相關(guān)來確定時間延遲AT?？梢栽谝粋€或多個檢測周期期間執(zhí)行這樣的相關(guān)。在每個檢測周期中，初始PCR信號133的模板版本可以具有不同的時間延遲分量。一般地，如果初始PCR信號133的特定模板版本與所接收的PCR信號145相關(guān)，則檢測控制單元130可以確定時間延遲AT與初始PCR信號133的模板版本的時間延遲分量基本上相同。根據(jù)本實施例的實施方式，初始PCR信號133的模板版本可以在單個脈沖重復(fù)間隔PRI內(nèi)多次復(fù)制初始PCR脈沖。
[0077]為了準(zhǔn)備用于復(fù)制的初始PCR信號133，模擬相關(guān)單元110包括復(fù)制生成單元112，其多次復(fù)制初始PCR信號133的PCR脈沖。因此，復(fù)制生成單元112生成模板信號113，其包括以復(fù)制速率復(fù)制的多個復(fù)制的PCR脈沖。與在一個檢測周期期間僅包括一個PCR脈沖的初始PCR信號133不同，模板信號113在一個檢測周期期間包括多個PCR脈沖。
[0078]例如,再次參見圖5,模板信號113包括一連串復(fù)制的PCR脈沖,其可以包括第一復(fù)制PCR脈沖530、第二復(fù)制PCR脈沖531、第三復(fù)制PCR脈沖532、第四復(fù)制PCR脈沖533、第五復(fù)制PCR脈沖534、第六復(fù)制PCR脈沖535、第七復(fù)制PCR脈沖536、第八復(fù)制PCR脈沖537、第九復(fù)制PCR脈沖538、第十復(fù)制PCR脈沖539。每個復(fù)制的PCR脈沖具有與第一初始PCR脈沖562的PCR脈沖寬度Tp基本上同樣的脈沖寬度。
[0079]這樣，可以通過脈沖重復(fù)間隔PRI與第一初始PCR脈沖562的PCR脈沖寬度Tp之間的關(guān)系來預(yù)定義復(fù)制的PCR脈沖的最大數(shù)目M。在一個實施方式中，例如，復(fù)制的PCR脈沖的最大數(shù)目可以為M。在另一實施方式中，例如，復(fù)制的PCR脈沖的最大數(shù)目可以為M-1。在又一實施方式中，例如，復(fù)制的PCR脈沖的最大數(shù)目可以為M-2。雖然圖5示出第一復(fù)制PCR脈沖530在與第一初始PCR脈沖562大約相同的時間開始，但是第一復(fù)制PCR脈沖530可以在第一初始PCR脈沖562的結(jié)尾處、或者大約在第一初始PCR脈沖562的結(jié)尾處開始。
[0080]再次參見圖2，定時單元120包括采樣時鐘生成單元122和可變時間延遲設(shè)備(VTDD)124。采樣時鐘生成單元122和VTDD124彼此合作控制復(fù)制速率。初始地，檢測控制單元130將采樣控制信號139發(fā)送至采樣時鐘生成單元122。采樣控制信號139可以與初始PCR脈沖的PCR脈沖寬度Tp有關(guān)，所述PCR脈沖寬度Tp轉(zhuǎn)而與初始PCR脈沖中嵌入的碼比特的數(shù)目直接成比例。
[0081]采樣時鐘生成單元122接收采樣控制信號139。采樣時鐘生成單元122基于采樣控制信號139生成具有采樣速率的采樣信號123。因為采樣速率控制對所復(fù)制的PCR脈沖進(jìn)行復(fù)制的頻率，所以采樣速率與初始PCR脈沖的帶寬相稱。如這里討論的，初始PCR脈沖的帶寬可以是PCR脈沖寬度Tp的倒數(shù)，PCR脈沖寬度Tp是單位子脈沖寬度Ts的倍數(shù)。這樣，初始PCR脈沖的帶寬比初始PCR脈沖的單位子脈沖的帶寬小得多。在一個實施方式中，例如，采樣速率可以與初始PCR脈沖的帶寬基本上相同。在另一實施方式中，例如，采樣速率可以是PCR脈沖的帶寬的一部分(fraction)。如這里討論的但不對其施加任何限制，PCR脈沖的帶寬是PCR脈沖的PCR脈沖寬度Tp的倒數(shù)。
[0082]檢測控制單元130生成延遲調(diào)節(jié)信號137，用于選擇由VTDD124提供的選項。當(dāng)接收到且解碼了延遲調(diào)節(jié)信號137時，VTDD124使能可調(diào)節(jié)時間延遲TDA。然后，VTDD124將可調(diào)節(jié)時間延遲Tda應(yīng)用至采樣信號123，由此生成復(fù)制速率信號125。復(fù)制速率信號125具有頻率分量和時間延遲分量。頻率分量可以由米樣控制信號139控制,而時間延遲分量可以由延遲調(diào)節(jié)信號137控制。
[0083]復(fù)制生成單元112可以耦接至VTDD124。在接收到復(fù)制速率信號125時，復(fù)制生成單元112開始根據(jù)復(fù)制速率復(fù)制初始PCR脈沖(例如，第一初始PCR脈沖562)。結(jié)果，模板信號113包括多個復(fù)制的PCR脈沖(例如，第一復(fù)制PCR脈沖530、第二復(fù)制PCR脈沖531、第三復(fù)制PCR脈沖532、第四復(fù)制PCR脈沖533、第五復(fù)制PCR脈沖534、第六復(fù)制PCR脈沖535、第七復(fù)制PCR脈沖536、第八復(fù)制PCR脈沖537、第九復(fù)制PCR脈沖538、以及第十復(fù)制PCR 脈沖 539)。
[0084]復(fù)制PCR脈沖具有關(guān)于初始PCR脈沖的各種延遲時間。假設(shè)η表示特定的復(fù)制PCR脈沖的數(shù)字順序，則此復(fù)制PCR脈沖的延遲時間可以通過下列等式表征:
[0085]TDn=TDA+(n_l)*TP
[0086]再次參見圖5，在第一檢測周期500期間的可調(diào)節(jié)時間延遲Tda可以是零。將零可調(diào)節(jié)時間延遲Tda應(yīng)用至以上等式，第一復(fù)制PCR脈沖530具有為零的第一延遲時間TD1，而第二復(fù)制PCR脈沖531具有為1*TP的第二延遲時間TD2。同樣地，第三復(fù)制PCR脈沖532具有為2*TP的第三延遲時間Td3，而第四復(fù)制PCR脈沖533具有為3*ΤΡ的第四延遲時間Td4。[0087]將所復(fù)制的PCR脈沖中的一個或多個與所接收的PCR脈沖中的一個(例如，第一接收PCR脈沖542、第二接收PCR脈沖544、第三接收PCR脈沖546、以及/或者第四接收PCR脈沖548)進(jìn)行比較和匹配。理論上，當(dāng)特定的復(fù)制PCR脈沖與特定的接收PCR脈沖基本上相關(guān)時，復(fù)制PCR脈沖的延遲時間可以近似于接收PCR脈沖的飛行時間Λ T0
[0088]模擬相關(guān)單元110包括乘法單元114和積分單元，用于執(zhí)行模板信號113與所接收的PCR信號145之間的自相關(guān)。一般地，乘法單元114可以將所接收的PCR信號145與模板信號113相乘。更具體地，乘法單元114可以將每個所接收的PCR脈沖與一個或多個所復(fù)制的PCR脈沖相乘。
[0089]乘法單元114基于這種相乘的結(jié)果生成相乘信號115。在一個實施方式中，例如，當(dāng)所接收的PCR脈沖的碼比特與所復(fù)制的PCR脈沖的碼比特匹配時，相乘信號115可以傳導(dǎo)(conduct)預(yù)定義量的正電荷。在另一個實施方式中，例如，當(dāng)所接收的PCR脈沖的碼比特?zé)o法與所復(fù)制的PCR脈沖的碼比特匹配時，相乘信號115可以傳導(dǎo)預(yù)定義量的負(fù)電荷。
[0090]積分單元116耦接至乘法單元114，使得積分單元116可以接收、存儲和累積由相乘信號115攜帶的電荷。當(dāng)每個檢測周期快結(jié)束時，積分單元116基于其中累積的電荷總量生成模擬相關(guān)信號117。為了進(jìn)一步圖示乘法單元114和積分單元116的操作，在以下部分中將結(jié)合圖4討論圖3。
[0091]圖3示出接收PCR脈沖310與復(fù)制脈沖320之間的相關(guān)情形300的波形圖。與接收PCR脈沖310同樣地，復(fù)制PCR脈沖320可以包括多個子脈沖，諸如第一子脈沖321、第二子脈沖322、第三子脈沖323、第四子脈沖324、第五子脈沖325、第六子脈沖326、以及第七子脈沖327。因為復(fù)制PCR脈沖320包括與接收PCR脈沖310相同的壓縮碼序列，所以復(fù)制PCR脈沖320的每個子脈沖具有與其在接收PCR脈沖310中的對應(yīng)部分同樣的子脈沖寬度。
[0092]當(dāng)復(fù)制PCR脈沖320與接收PCR脈沖310對準(zhǔn)時，相乘信號115傳導(dǎo)預(yù)定義量的正電荷。因為復(fù)制PCR脈沖320的子脈沖與接收PCR脈沖310的子脈沖實時地相關(guān)，所以相乘信號115在每個單位子脈沖寬度Ts期間將額外的正電荷傳遞至積分單元116。因此，模擬相關(guān)信號117在PCR脈沖寬度Tp期間穩(wěn)步地增大，并且模擬相關(guān)信號117具有自相關(guān)值330，其將在PCR脈沖寬度Tp快結(jié)束時超過預(yù)定義閾值。
[0093]另一方面，圖4示出了失配情形400，其中復(fù)制PCR脈沖420的子脈沖(例如，第一子脈沖421、第二子脈沖422、第三子脈沖423、第四子脈沖424、第五子脈沖425、第六子脈沖426、以及第七子脈沖427)與接收PCR脈沖310的子脈沖不完全實時地相關(guān)。當(dāng)復(fù)制PCR脈沖420與接收PCR脈沖310相關(guān)時，正電荷傳遞至積分單元116。然而，當(dāng)復(fù)制PCR脈沖420與接收PCR脈沖310失配時，負(fù)電荷傳遞至積分單元116。負(fù)電荷可以基本上(如果不是完全地)抵消正電荷。結(jié)果，與相關(guān)情形300中的自相關(guān)值330相比，模擬相關(guān)信號117具有低的自相關(guān)值430。
[0094]模擬相關(guān)信號117的自相關(guān)值(例如，自相關(guān)值330或430)可以被采樣并數(shù)字化以用于進(jìn)一步處理。在一個實施方式中，例如，模擬相關(guān)單元Iio可以包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)118，用以基于對模擬相關(guān)信號117的采樣而生成數(shù)字信號119。ADCl 18的采樣速率可以與所復(fù)制的PCR脈沖的復(fù)制同步。也就是，ADC118可以在兩個連續(xù)的復(fù)制的PCR脈沖之間的接合處對模擬相關(guān)信號117進(jìn)行采樣。為了實現(xiàn)這種同步，ADC118與可變時間延遲設(shè)備(VTDD) 124耦接，使得可以通過復(fù)制速率信號125的復(fù)制速率控制ADC118。
[0095]當(dāng)完成采樣處理時，由積分單元116累積的電荷將被釋放或放電。結(jié)果，在通過乘法單元114乘以下一個復(fù)制的PCR脈沖之前，模擬相關(guān)信號117返回至其初始的低自相關(guān)值(諸如自相關(guān)值430)。與ADC118同樣，積分單元116的充電和放電可以與所復(fù)制的PCR脈沖的復(fù)制同步。為了實現(xiàn)這種同步，積分單元116與VTDD124耦接，使得可以通過復(fù)制速率信號125的復(fù)制速率控制積分單元116。
[0096]在接收到數(shù)字信號119時，檢測控制單元130可以判定上一個復(fù)制的PCR信號是否與所接收的PCR信號145相關(guān)。如果數(shù)字信號119的數(shù)字值小于預(yù)定義的數(shù)字閾值，則檢測控制單元130將判定具有脈沖寬度TP的上一個復(fù)制的PCR脈沖或許與所接收的PCR信號145不相關(guān)。另一方面，如果數(shù)字信號119的數(shù)字值超過預(yù)定義的數(shù)字閾值，則檢測控制單元130將判定上一個復(fù)制的PCR脈沖與所接收的PCR信號145相關(guān)。因此，檢測控制單元130可以推導(dǎo)和/或計算所接收的PCR脈沖的飛行時間。例如，檢測控制單元130確定到目前為止已經(jīng)生成的復(fù)制PCR脈沖的數(shù)目k。接下來，檢測控制單元130確定由VTDD124施加的可調(diào)節(jié)時間延遲TDA。通過將數(shù)目k和可調(diào)節(jié)時間延遲Tda作為輸入?yún)?shù)，檢測控制單元130可以通過將這些輸入?yún)?shù)應(yīng)用至下列公式推導(dǎo)和/或計算飛行時間TOF:
[0097]T0F=k*TP+TDA
[0098]如之前討論的，檢測控制單元130使用飛行時間來計算檢測目標(biāo)的相對距離R?？梢栽跈z測周期內(nèi)對于每個復(fù)制的PCR脈沖反復(fù)地執(zhí)行此檢測處理。這樣，可以在一個檢測周期內(nèi)檢測多個目標(biāo)。在一個實施方式中，可以在檢測周期內(nèi)不更改可調(diào)節(jié)時間延遲Tda地執(zhí)行檢測處理。當(dāng)在檢測周期內(nèi)未更改可調(diào)節(jié)時間延遲Tda時，可以以相對低的頻率切換ADC118。因此，ADC118可以實現(xiàn)高SNR，同時其采樣活動可以保持在最小速率。在每個檢測周期內(nèi)，雷達(dá)傳感器100以很小的功耗實現(xiàn)相對穩(wěn)健的性能。在另一個實施方式中，可以在單個檢測周期內(nèi)重復(fù)(iterate)復(fù)制處理和累積處理，以便提高檢測控制單元130的SNR。這種重復(fù)(iteration)的結(jié)果將被平均以最小化熱噪聲的影響。
[0099]當(dāng)檢測周期結(jié)束時，檢測控制單元130將更新延遲調(diào)節(jié)信號137，用于更改可調(diào)節(jié)時間延遲TDA。這種更改便利于目標(biāo)檢測處理的微調(diào)。如之前討論的，由初始PCR脈沖的單位子脈沖寬度Ts定義雷達(dá)傳感器100的范圍分辨率AR。當(dāng)可調(diào)節(jié)時間延遲Tda增大或減小基本上等于單位子脈沖寬度Ts的值時，雷達(dá)傳感器100可以以基本上等于范圍分辨率AR的精度檢測相鄰目標(biāo)之間的位置差、或移動目標(biāo)的位置差。這樣，通過控制單位子脈沖寬度Ts的值，雷達(dá)傳感器100可以控制檢測精度。在一個實施方式中，例如，可以將單位子脈沖寬度Ts調(diào)節(jié)為小于3.3ns,以便實現(xiàn)高于0.5m的范圍分辨率Λ R。
[0100]在連續(xù)的檢測周期的過渡處，檢測控制單元130可以將可調(diào)節(jié)時間延遲Tda增加(augment)單位子脈沖寬度Ts的余量(margin)。在經(jīng)過多個檢測周期之后,這種增加使得雷達(dá)傳感器100可以以范圍分辨率Λ R掃描整個可檢測范圍R。因此，雷達(dá)傳感器100可以微調(diào)每個檢測周期的檢測處理。此微調(diào)處理幫助降低ADCl 18的采樣速率，而不犧牲雷達(dá)傳感器100的總體性能。
[0101]為了維持高信噪比(SNR)，雷達(dá)傳感器100可以生成具有相對長的碼序列的PCR脈沖。例如，N比特碼可以將PCR信號的SNR提高10*log(N)的處理增益。由于長的碼序列，當(dāng)對長碼脈沖進(jìn)行相關(guān)時，ADCl 18將更頻繁地切換。因此，憑借減小ADC118的采樣速率，可以大大限制雷達(dá)傳感器100的總體功耗。前述位置檢測方式使得雷達(dá)傳感器100可以實現(xiàn)相對高的分辨率，同時維持相對高的SNR且限制功耗。憑借維持高SNR，雷達(dá)傳感器100可以具有高動態(tài)范圍，其使得雷達(dá)傳感器100可以工作在寬檢測范圍下。有利地，模擬相關(guān)單元110和前述位置檢測方式對傳統(tǒng)雷達(dá)傳感器提供了高速、高分辨率、寬范圍且低功率的解決方案。
[0102]此外，因為初始PCR脈沖在檢測周期期間僅被生成、調(diào)制和發(fā)送一次，所以任何所接收的PCR脈沖將不可能與初始PCR脈沖(或所發(fā)送的PCR脈沖)重疊。也就是，因為在每個檢測周期內(nèi)，在離散序列中而非在連續(xù)序列中生成初始PCR脈沖，所以所發(fā)送的PCR信號不可能干擾所接收的PCR信號。通過最小化所發(fā)送的PCR信號與所接收的PCR信號之間的干擾，雷達(dá)傳感器100可以維持相對高的SNR，而不消耗額外的功率。
[0103]為了進(jìn)一步詳細(xì)闡述位置檢測方式，以下部分討論在幾個連續(xù)的檢測周期期間的各個信號的波形圖。圖5示出在第一檢測周期500期間的位置檢測方式。第一檢測周期500涉及5個主信號，諸如初始PCR信號133、所接收的PCR信號145、模板信號113、模擬相關(guān)信號117、以及復(fù)制速率信號125。為了使第一檢測周期500開始，在初始PCR信號133內(nèi)生成第一初始PCR脈沖562。在生成第一初始PCR脈沖562之后，將調(diào)制并發(fā)送初始PCR信號133。
[0104]為了示范的目的，所發(fā)送的PCR信號162被四個位置分開的目標(biāo)反射。這樣，所接收的PCR信號145包括第一接收PCR脈沖542、第二接收PCR脈沖544、第三接收PCR脈沖546、以及第四接收PCR脈沖548。第一接收PCR脈沖542領(lǐng)先了第二接收PCR脈沖5443個單位子脈沖寬度Ts加上I個PCR脈沖寬度TP。第二接收PCR脈沖544領(lǐng)先了第三接收PCR脈沖5461個單位子脈沖寬度Ts加上I個PCR脈沖寬度ΤΡ。第三接收PCR脈沖546領(lǐng)先了第四接收PCR脈沖5483個單位子脈沖寬度Ts加上I個PCR脈沖寬度ΤΡ。根據(jù)此接收序列，與第一接收PCR脈沖542關(guān)聯(lián)的目標(biāo)最接近雷達(dá)傳感器100，而與第四接收PCR脈沖548關(guān)聯(lián)的目標(biāo)最遠(yuǎn)離雷達(dá)傳感器100。
[0105]在第一檢測周期500期間，可調(diào)節(jié)時間延遲Tda可以為零至可忽略的小，使得第一復(fù)制PCR脈沖530與第一初始PCR脈沖562基本上同步。由于所接收的PCR脈沖(例如，第一、第二、第三和第四接收PCR脈沖542、544、546和548)的定時和接收序列，僅第七復(fù)制PCR脈沖536建立了與第四接收PCR脈沖548的相關(guān)501。作為相關(guān)501的結(jié)果，當(dāng)所接收的PCR信號145乘以第七復(fù)制PCR脈沖536時，模擬相關(guān)信號117具有自相關(guān)值517。同時，當(dāng)所接收的PCR信號145乘以其它復(fù)制的PCR脈沖(例如，第一復(fù)制PCR脈沖530、第二復(fù)制PCR脈沖531、第三復(fù)制PCR脈沖532、第四復(fù)制PCR脈沖533、第五復(fù)制PCR脈沖534、第六復(fù)制PCR脈沖535、第八復(fù)制PCR脈沖537、第九復(fù)制PCR脈沖538、和第十復(fù)制PCR脈沖539)時，模擬相關(guān)信號117具有基本上為零的值。
[0106]以與復(fù)制速率信號125基本同步的速率對模擬相關(guān)信號117進(jìn)行采樣和/或數(shù)字化。在一個實施方式中，例如，可以在每個采樣脈沖(例如，第一采樣脈沖520、第二采樣脈沖521、第三采樣脈沖522、第四采樣脈沖523、第五采樣脈沖524、第六采樣脈沖525、第七采樣脈沖526、第八采樣脈沖527、第九采樣脈沖528、和第十采樣脈沖529)的上升沿對模擬相關(guān)信號117進(jìn)行采樣和/或數(shù)字化。在另一實施方式中，例如，可以在每個采樣脈沖的下降沿對模擬相關(guān)信號117進(jìn)行采樣和/或數(shù)字化。在又一實施方式中，例如，可以在每個采樣脈沖期間對模擬相關(guān)信號117進(jìn)行采樣和/或數(shù)字化。
[0107]在模擬相關(guān)信號117被采樣和/或數(shù)字化之后，位置檢測方式在第七采樣脈沖526期間或之后檢測目標(biāo)。位置檢測方式進(jìn)一步確定所檢測的目標(biāo)具有基本上等于6個脈沖寬度Tp的飛行時間。最后，位置檢測方式基于所確定的所檢測的目標(biāo)的飛行時間，推導(dǎo)和/或計算目標(biāo)的位置。
[0108]圖6示出在第二檢測周期600期間的位置檢測方式。第二檢測周期600涉及與第一檢測周期500相同的信號。從第一檢測周期500過渡到第二檢測周期600，在初始PCR信號133中生成第二初始PCR脈沖662。在生成第二初始PCR脈沖662之后，可以調(diào)制并發(fā)送初始PCR信號133。
[0109]假設(shè)之前呈現(xiàn)的目標(biāo)保持固定，這些目標(biāo)在第二檢測周期600期間再次反射所發(fā)送的PCR信號162。這樣，所接收的PCR信號145包括第一接收PCR脈沖642、第二接收PCR脈沖644、第三接收PCR脈沖646、以及第四接收PCR脈沖648。這些接收的PCR脈沖的每個彼此之間具有與第一檢測周期500中同樣的時間關(guān)系，因為四個反射目標(biāo)的相對距離保持不變。
[0110]因此，存在第一接收PCR脈沖642與第二接收PCR脈沖644之間的3個單位子脈沖寬度Ts的第一時間間隔、第二接收PCR脈沖644與第三接收PCR脈沖646之間的I個單位子脈沖寬度Ts的第二時間間隔、以及第三接收PCR脈沖646與第四接收PCR脈沖648之間的3個單位子脈沖寬度Ts的第三時間間隔。根據(jù)此時間關(guān)系，與第一接收PCR脈沖642關(guān)聯(lián)的目標(biāo)最接近雷達(dá)傳感器100，而與第四接收PCR脈沖648關(guān)聯(lián)的目標(biāo)最遠(yuǎn)離雷達(dá)傳感器 100。
[0111]在第一檢測周期500之后，在第二檢測周期600期間，可調(diào)節(jié)時間延遲Tda將從零增加到I個單位子脈沖寬度Ts。這樣，第一復(fù)制PCR脈沖630落后于第二初始PCR脈沖6621個單位子脈沖寬度Ts。通過增加可調(diào)節(jié)時間延遲TDA，雷達(dá)傳感器100嘗試檢測在第一檢測周期500期間不相關(guān)的其它目標(biāo)。
[0112]由于I個單位子脈沖寬度Ts的小增量，雷達(dá)傳感器100能夠?qū)z測范圍調(diào)節(jié)細(xì)微的余量。此細(xì)微調(diào)節(jié)使得雷達(dá)傳感器100可以找出可能位于所檢測的目標(biāo)(例如，在第一檢測周期500期間與第四接收PCR脈沖548關(guān)聯(lián)的目標(biāo))的鄰近的一個或多個未發(fā)現(xiàn)的目標(biāo)。
[0113]由于所接收的PCR脈沖(例如，第一、第二、第三和第四接收PCR脈沖642、644、646和648)的定時和接收序列，僅第四復(fù)制PCR脈沖633建立了與第二接收PCR脈沖644的相關(guān)601。作為相關(guān)601的結(jié)果，當(dāng)所接收的PCR信號145乘以第四復(fù)制PCR脈沖633時，模擬相關(guān)信號117具有自相關(guān)值617。
[0114]同時，當(dāng)所接收的PCR信號145乘以其它復(fù)制的PCR脈沖(例如，第一復(fù)制PCR脈沖630、第二復(fù)制PCR脈沖631、第三復(fù)制PCR脈沖632、第五復(fù)制PCR脈沖634、第六復(fù)制PCR脈沖635、第七復(fù)制PCR脈沖636、第八復(fù)制PCR脈沖637、第九復(fù)制PCR脈沖638、和第十復(fù)制PCR脈沖639)時，模擬相關(guān)信號117具有基本上為零的值。
[0115]以與復(fù)制速率信號125基本同步的速率對模擬相關(guān)信號117進(jìn)行采樣和/或數(shù)字化。在一個實施方式中，例如，可以在每個采樣脈沖(例如，第一采樣脈沖620、第二采樣脈沖621、第三采樣脈沖622、第四采樣脈沖623、第五采樣脈沖624、第六采樣脈沖625、第七采樣脈沖626、第八采樣脈沖627、第九采樣脈沖628、和第十采樣脈沖629)的上升沿對模擬相關(guān)信號117進(jìn)行采樣和/或數(shù)字化。在另一實施方式中，例如，可以在每個采樣脈沖的下降沿對模擬相關(guān)信號117進(jìn)行采樣和/或數(shù)字化。在又一實施例中，例如，可以在每個采樣脈沖期間對模擬相關(guān)信號117進(jìn)行采樣和/或數(shù)字化。
[0116]在模擬相關(guān)信號117被采樣和/或數(shù)字化之后，位置檢測方式在第四采樣脈沖623處或第四采樣脈沖623附近檢測目標(biāo)。位置檢測方式進(jìn)一步確定所檢測的目標(biāo)具有基本上等于I個單位子脈沖寬度Ts和3個脈沖寬度Tp的和的飛行時間。最后，位置檢測方式基于所確定的所檢測的目標(biāo)的飛行時間，推導(dǎo)和/或計算目標(biāo)的位置。
[0117]圖7示出在第三檢測周期700期間的位置檢測方式。第三檢測周期700涉及與第一檢測周期500和第二檢測周期600相同的信號。從第二檢測周期600過渡到第三檢測周期700，在初始PCR信號133中生成第三初始PCR脈沖762。在生成第三初始PCR脈沖762之后，將調(diào)制并發(fā)送初始PCR信號133。
[0118]假設(shè)之前呈現(xiàn)的目標(biāo)保持固定，這些目標(biāo)在第三檢測周期700期間再次反射所發(fā)送的PCR信號162。這樣，所接收的PCR信號145包括第一接收PCR脈沖742、第二接收PCR脈沖744、第三接收PCR脈沖746、以及第四接收PCR脈沖748。這些接收的PCR脈沖的每個彼此之間具有與第二檢測周期600中同樣的時間關(guān)系，這是因為，四個反射目標(biāo)的相對距離保持不變。
[0119]因此，存在第一接收PCR脈沖742與第二接收PCR脈沖744之間的3個單位子脈沖寬度Ts的第一時間間隔、第二接收PCR脈沖744與第三接收PCR脈沖746之間的I個單位子脈沖寬度Ts的第二時間間隔、以及第三接收PCR脈沖746與第四接收PCR脈沖748之間的3個單位子脈沖寬度Ts的第三時間間隔。根據(jù)此時間關(guān)系，與第一接收PCR脈沖742關(guān)聯(lián)的目標(biāo)最接近雷達(dá)傳感器100，而與第四接收PCR脈沖748關(guān)聯(lián)的目標(biāo)最遠(yuǎn)離雷達(dá)傳感器 100。
[0120]在第二檢測周期600之后，在第三檢測周期700期間，可調(diào)節(jié)時間延遲Tda將從I個單位子脈沖寬度Ts增加到2個單位子脈沖寬度Ts。這樣，第一復(fù)制PCR脈沖730落后于第三初始PCR脈沖7622個單位子脈沖寬度Ts。通過增加可調(diào)節(jié)時間延遲TDA，雷達(dá)傳感器100嘗試檢測在第一檢測周期500和第二檢測周期600期間不相關(guān)的其它目標(biāo)。
[0121]由于I個單位子脈沖寬度Ts的小增量，因此雷達(dá)傳感器100能夠?qū)z測范圍調(diào)節(jié)細(xì)微的余量。此細(xì)微調(diào)節(jié)使得雷達(dá)傳感器100可以找出可能位于所檢測的目標(biāo)(例如，在第一檢測周期500期間與第四接收PCR脈沖548關(guān)聯(lián)的目標(biāo)、以及在第二檢測周期600期間與第二接收PCR脈沖644關(guān)聯(lián)的目標(biāo))的鄰近的一個或多個未發(fā)現(xiàn)的目標(biāo)。
[0122]由于所接收的PCR脈沖(例如，第一、第二、第三和第四接收PCR脈沖742、744、746和748)的定時和接收序列，因此僅第五復(fù)制PCR脈沖734建立了與第三接收PCR脈沖746的相關(guān)701。作為相關(guān)701的結(jié)果，當(dāng)所接收的PCR信號145乘以第五復(fù)制PCR脈沖734時，模擬相關(guān)信號117具有自相關(guān)值717。
[0123]同時，當(dāng)所接收的PCR信號145乘以其它復(fù)制的PCR脈沖(例如，第一復(fù)制PCR脈沖730、第二復(fù)制PCR脈沖731、第三復(fù)制PCR脈沖732、第四復(fù)制PCR脈沖733、第六復(fù)制PCR脈沖735、第七復(fù)制PCR脈沖736、第八復(fù)制PCR脈沖737、第九復(fù)制PCR脈沖738、和第十復(fù)制PCR脈沖739)時，模擬相關(guān)信號117具有基本上為零的值。
[0124]以與復(fù)制速率信號125基本同步的速率對模擬相關(guān)信號117進(jìn)行采樣和/或數(shù)字化。在一個實施方式中，例如，可以在每個采樣脈沖(例如，第一采樣脈沖720、第二采樣脈沖721、第三采樣脈沖722、第四采樣脈沖723、第五采樣脈沖724、第六采樣脈沖725、第七采樣脈沖726、第八采樣脈沖727、第九采樣脈沖728、和第十采樣脈沖729)的上升沿對模擬相關(guān)信號117進(jìn)行采樣和/或數(shù)字化。在另一實施方式中，例如，可以在每個采樣脈沖的下降沿對模擬相關(guān)信號117進(jìn)行采樣和/或數(shù)字化。在又一實施方式中，例如，可以在每個采樣脈沖期間對模擬相關(guān)信號117采樣和/或數(shù)字化。
[0125]在對模擬相關(guān)信號117進(jìn)行采樣和/或數(shù)字化之后，位置檢測方式在第五采樣脈沖724處或第五采樣脈沖724附近檢測目標(biāo)。位置檢測方式進(jìn)一步確定所檢測的目標(biāo)具有基本上等于2個單位子脈沖寬度Ts和4個脈沖寬度Tp的和的飛行時間。最后，位置檢測方式基于所確定的所檢測的目標(biāo)的飛行時間，推導(dǎo)和/或計算目標(biāo)的位置。
[0126]圖8示出在第四檢測周期800期間的位置檢測方式。第四檢測周期800涉及與第一檢測周期500、第二檢測周期600和第三檢測周期700相同的信號。從第三檢測周期700過渡到第四檢測周期800，在初始PCR信號133中生成第四初始PCR脈沖862。在生成第四初始PCR脈沖862之后，將調(diào)制并發(fā)送初始PCR信號133。
[0127]假設(shè)之前呈現(xiàn)的目標(biāo)保持固定，這些目標(biāo)在第四檢測周期800期間再次反射所發(fā)送的PCR信號162。這樣，所接收的PCR信號145包括第一接收PCR脈沖842、第二接收PCR脈沖844、第三接收PCR脈沖846、以及第四帛收PCR脈沖848。這些接收的PCR脈沖的每個彼此之間具有與第三檢測周期700中同樣的時間關(guān)系，這是因為，四個反射目標(biāo)的相對距離保持不變。
[0128]因此，存在第一接收PCR脈沖842與第二接收PCR脈沖844之間的3個單位子脈沖寬度Ts的第一時間間隔、第二接收PCR脈沖844與第三接收PCR脈沖846之間的I個單位子脈沖寬度Ts的第二時間間隔、以及第三接收PCR脈沖846與第四接收PCR脈沖848之間的3個單位子脈沖寬度Ts的第三時間間隔。根據(jù)此時間關(guān)系，與第一接收PCR脈沖842關(guān)聯(lián)的目標(biāo)最接近雷達(dá)傳感器100，而與第四接收PCR脈沖848關(guān)聯(lián)的目標(biāo)最遠(yuǎn)離雷達(dá)傳感器 100。
[0129]在第三檢測周期700之后，在第四檢測周期800期間，可調(diào)節(jié)時間延遲Tda將從2個單位子脈沖寬度Ts增加到3個單位子脈沖寬度Ts。這樣，第一復(fù)制PCR脈沖830落后于第四初始PCR脈沖8623個單位子脈沖寬度Ts。通過增加可調(diào)節(jié)時間延遲TDA，雷達(dá)傳感器100嘗試檢測在第一檢測周期500、第二檢測周期600和第三檢測周期700期間不相關(guān)的其它目標(biāo)。
[0130]由于I個單位子脈沖寬度Ts的小增量，因此雷達(dá)傳感器100能夠?qū)z測范圍調(diào)節(jié)細(xì)微的余量。此細(xì)微調(diào)節(jié)使得雷達(dá)傳感器100可以找出可能位于所檢測的目標(biāo)(例如，在第一檢測周期500期間與第四接收PCR脈沖548關(guān)聯(lián)的目標(biāo)、在第二檢測周期600期間與第二接收PCR脈沖644關(guān)聯(lián)的目標(biāo)、以及在第三檢測周期700期間與第三接收PCR脈沖746關(guān)聯(lián)的目標(biāo))的鄰近的一個或多個未發(fā)現(xiàn)的目標(biāo)。
[0131]由于所接收的PCR脈沖(例如，第一、第二、第三和第四接收PCR脈沖842、844、846和848)的定時和接收序列，因此僅第二復(fù)制PCR脈沖831建立了與第一接收PCR脈沖842的相關(guān)801。作為相關(guān)801的結(jié)果，當(dāng)所接收的PCR信號145乘以第二復(fù)制PCR脈沖831時，模擬相關(guān)信號117具有自相關(guān)值817。同時，當(dāng)所接收的PCR信號145乘以其它復(fù)制的PCR脈沖(例如，第一復(fù)制PCR脈沖830、第三復(fù)制PCR脈沖832、第四復(fù)制PCR脈沖833、第五復(fù)制PCR脈沖834、第六復(fù)制PCR脈沖835、第七復(fù)制PCR脈沖836、第八復(fù)制PCR脈沖837、第九復(fù)制PCR脈沖838、和第十復(fù)制PCR脈沖839)時，模擬相關(guān)信號117具有基本上為零的值。
[0132]以與復(fù)制速率信號125基本同步的速率對模擬相關(guān)信號117進(jìn)行采樣和/或數(shù)字化。在一個實施方式中，例如，可以在每個采樣脈沖(例如，第一采樣脈沖820、第二采樣脈沖821、第三采樣脈沖822、第四采樣脈沖823、第五采樣脈沖824、第六采樣脈沖825、第七采樣脈沖826、第八采樣脈沖827、第九采樣脈沖828、和第十采樣脈沖829)的上升沿對模擬相關(guān)信號117進(jìn)行采樣和/或數(shù)字化。在另一實施方式中，例如，可以在每個采樣脈沖的下降沿對模擬相關(guān)信號117進(jìn)行采樣和/或數(shù)字化。在又一實施方式中，例如，可以在每個采樣脈沖期間對模擬相關(guān)信號117進(jìn)行采樣和/或數(shù)字化。
[0133]在對模擬相關(guān)信號117進(jìn)行采樣和/或數(shù)字化之后，位置檢測方式在第二采樣脈沖821處或第二采樣脈沖821附近檢測目標(biāo)。位置檢測方式進(jìn)一步確定所檢測的目標(biāo)具有基本上等于3個單位子脈沖寬度Ts和I個脈沖寬度Tp的和的飛行時間。最后，位置檢測方式基于所確定的所檢測的目標(biāo)的飛行時間，推導(dǎo)和/或計算目標(biāo)的位置。
[0134]雖然在圖5至8中示出了四個檢測周期，但是根據(jù)本發(fā)明的各個實施例，位置檢測方式可以具有更少或更多個檢測周期。如果M是脈沖重復(fù)間隔PRI與PCR脈沖寬度Tp的比率，那么在檢測周期內(nèi)可能發(fā)生的相關(guān)的總數(shù)目可能小于或等于M。此外，如果N是PCR脈沖寬度Tp與單位子脈沖寬度Ts的比率，那么檢測周期的總數(shù)目可能小于或等于N。因此，相關(guān)的總數(shù)目CT(rtal (或者可檢測位置的最大數(shù)目)可以等于M和N的乘積。
[0135]換言之，相關(guān)的總數(shù)目CT()tal實質(zhì)上可以由脈沖重復(fù)間隔PRI與單位子脈沖寬度Ts的比率定義。只要脈沖重復(fù)與單位子脈沖寬度Ts相比保持相對大，位置檢測方式就可以同時實現(xiàn)寬檢測范圍和高分辨率。同時，位置檢測方式將相關(guān)的總數(shù)目CT()tal散布(spread)在幾個檢測周期上、以及在每個檢測周期內(nèi)的幾個復(fù)制的PCR脈沖上。這種散布可以通過在一個檢測周期內(nèi)并入多個相關(guān)而改善檢測處理的性能。此外，這種散布可以通過減小模數(shù)轉(zhuǎn)換器118的采樣速率而減小整體功耗。通過采用高PR1-Ts比率并且通過相關(guān)散布，雷達(dá)傳感器100實現(xiàn)高分辨率、寬檢測范圍和穩(wěn)健的性能的優(yōu)點，同時限制了檢測處理的功耗。
[0136]現(xiàn)在討論轉(zhuǎn)至用于實施雷達(dá)傳感器100的功能特征的各個電路架構(gòu)。如這里討論的，下列電路架構(gòu)、以及由此執(zhí)行的位置檢測方式進(jìn)一步擴(kuò)展了圖1至8中討論的雷達(dá)傳感器100和位置檢測方式的精神和目的。因此，下列電路架構(gòu)、以及由此執(zhí)行的位置檢測方式不應(yīng)當(dāng)被解釋為限制圖1至8中討論的雷達(dá)傳感器100和位置檢測方式的范圍。
[0137]圖9示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的雷達(dá)傳感器900的示意圖。雷達(dá)傳感器900可以并入在雷達(dá)系統(tǒng)中。雷達(dá)傳感器900包括PCR信號生成單元932、模擬相關(guān)模塊910、檢測控制單元930、RF前端單元940、以及天線單元950。在檢測一個或多個目標(biāo)的位置時，模擬相關(guān)模塊910與檢測控制單元930通信并合作。從高層次(level)的角度來說，模擬相關(guān)模塊910執(zhí)行與模擬相關(guān)單元110同樣的功能，而檢測控制單元930執(zhí)行與檢測控制單元130同樣的功能。
[0138]在檢測周期的起始，檢測控制單元930生成檢測周期信號935，其使得PCR信號生成單元932生成初始PCR信號933。初始PCR信號933包括具有PCR脈沖寬度Tp和壓縮碼序列的PCR脈沖。壓縮碼序列包括多個比特，每個比特可以由具有單位子脈沖寬度Ts的子脈沖表示。一般地，PCR脈沖寬度Tp是單位子脈沖寬度Ts的數(shù)字倍數(shù)，使得PCR脈沖寬度Tp可以表示為N*TS，其中N是由PCR脈沖表示的比特的數(shù)目。
[0139]將初始PCR信號933饋送至發(fā)送路徑和復(fù)制路徑。沿著發(fā)送路徑，由RF調(diào)制單元942根據(jù)一個或多個頻率調(diào)制方式(諸如，相移鍵控(PSK)、二進(jìn)制相移鍵控(BPSK)、頻移鍵控(FSK)、以及/或者幅移鍵控(ASK))對初始PCR信號933進(jìn)行頻率調(diào)制。RF調(diào)制單元942可以是RF前端單元940的組成(integral)部分，RF前端單元940還可以包括RF解調(diào)單元944。
[0140]在一個實施方式中，RF調(diào)制單元942可以包括本地信號生成單元971、調(diào)制混合單元(上變頻單元)973和傳輸放大單元975。本地信號生成單元971用于生成本地信號972。調(diào)制混合單元973根據(jù)一個或多個調(diào)制方式將初始PCR信號933與本地信號972組合。作為這種組合的結(jié)果，調(diào)制混合單元973將可能為基帶信號的初始PCR信號933轉(zhuǎn)換為輸出RF調(diào)制信號943。傳輸放大單元975準(zhǔn)備輸出RF調(diào)制信號943以用于發(fā)送。具體地，傳輸放大單元975在輸出RF調(diào)制信號943被發(fā)送天線952發(fā)送之前放大輸出RF調(diào)制信號943的振幅。
[0141]所發(fā)送的PCR信號(S卩，由發(fā)送天線952發(fā)送的輸出RF調(diào)制信號943)可以被一個或多個目標(biāo)反射。作為反射的結(jié)果，一個或多個反射的PCR信號傳播回并且最終被接收天線954接收。RF解調(diào)單元944解調(diào)所反射的PCR信號以用于提取一個或多個反射的PCR脈沖。RF解調(diào)單元944包括接收放大單元977和下變頻單元979，并且RF解調(diào)單元944可以與RF調(diào)制單元942共享本地信號生成單元971。
[0142]接收放大單元977在所反射的PCR信號被解調(diào)之前放大所反射的PCR信號。下變頻單元979在將載波頻率從所反射的PCR信號中去除時應(yīng)用本地信號972。此經(jīng)下變頻的基帶信號可以包括多個接收的PCR脈沖，每個接收的PCR脈沖與可檢測目標(biāo)關(guān)聯(lián)。作為下變頻的結(jié)果，下變頻單元979將所反射的PCR信號轉(zhuǎn)換為接收的PCR信號945，其包括多個接收的PCR脈沖。
[0143]沿著復(fù)制路徑，由|旲擬相關(guān)|旲塊910對初始PCR /[目號933進(jìn)行復(fù)制和相關(guān)。I旲擬相關(guān)模塊910包括可變增益放大單元(VGA) 911、復(fù)制生成單元912、乘法單元914、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元(ADC) 918、以及定時單元920。定時單元920執(zhí)行與定時單元120同樣的功能。例如，定時單元920可以用于控制初始PCR脈沖的復(fù)制速率和ADC918的采樣速率。
[0144]更具體地，定時單元920包括采樣時鐘生成單元922、第一可變時間延遲組件(VTDC) 924、第二可變時間延遲組件(VTDC) 928、和定時控制單元926。采樣時鐘生成單元922耦接至檢測控制單元930，用于接收采樣控制信號939。采樣控制信號939嵌入了與PCR脈沖寬度Tp有關(guān)的信息，其用于調(diào)節(jié)復(fù)制初始PCR脈沖的速率。繼而，采樣時鐘生成單元922基于采樣控制信號939中嵌入的信息生成采樣信號923。
[0145]復(fù)制生成單元912耦接至采樣時鐘生成單元922，用于接收采樣信號923。復(fù)制生成單元912由采樣信號923的采樣速率驅(qū)動，生成模板信號913。當(dāng)模板信號913被生成時，模板信號913復(fù)制初始PCR信號933的初始PCR脈沖。這樣，模板信號913的第一復(fù)制PCR脈沖與初始PCR信號933的初始PCR脈沖同步。模板信號913中后續(xù)的復(fù)制PCR脈沖落后于初始PCR脈沖PCR脈沖寬度Tp的倍數(shù)。例如，第二復(fù)制PCR脈沖在初始PCR脈沖之后I個PCR脈沖寬度TP，并且，第三復(fù)制PCR脈沖在初始PCR脈沖之后2個PCR脈沖寬度ΤΡ。
[0146]由第一 VTDC924對模板信號913進(jìn)行時移。第一 VTDC924包括各個時間延遲元件，由延遲調(diào)節(jié)信號927選擇性地使能所述各個時間延遲元件。定時控制單元926包括寄存器，用于對檢測周期信號935的數(shù)目進(jìn)行計數(shù)。寄存器將在每個脈沖重復(fù)間隔PRI的結(jié)尾處被復(fù)位。定時控制單元926基于寄存器中存儲的值，確定完成的檢測周期的數(shù)目。定時控制單元926基于完成的檢測周期的數(shù)目生成延遲調(diào)節(jié)信號927。
[0147]在一個實施方式中，當(dāng)一個檢測周期結(jié)束時，延遲調(diào)節(jié)信號927可以激活用于施加I個單位子脈沖寬度Ts的時間延遲的一個時間延遲元件。在另一個實施方式中，當(dāng)兩個檢測周期結(jié)束時，延遲調(diào)節(jié)信號927可以激活用于施加2個單位子脈沖寬度Ts的時間延遲的兩個時間延遲元件。在又一個實施方式中，當(dāng)η個檢測周期結(jié)束時，延遲調(diào)節(jié)信號927可以激活用于施加η個單位子脈沖寬度Ts的時間延遲的η個時間延遲元件。
[0148]作為時移的結(jié)果，模板信號913的所復(fù)制的PCR脈沖具有復(fù)制速率。復(fù)制速率與采樣速率基本上相同，并且，其落后于初始PCR信號933可調(diào)節(jié)時間延遲TDA。可調(diào)節(jié)時間延遲Tda的當(dāng)前實施方式稍稍不同于圖2中所討論的實施方式，因為在生成模板信號913之后執(zhí)行當(dāng)前實施方式的時移。然而，兩個實施方式均可以實現(xiàn)相同結(jié)果，即，提供初始PCR脈沖的經(jīng)時間延遲的且復(fù)制的版本，用于與所接收的PCR信號945相關(guān)、或者替代地當(dāng)部署VGA911時與經(jīng)放大的PCR信號916相關(guān)。
[0149]第二 VTDC928耦接至采樣時鐘生成單元922，使得其用于對采樣信號923進(jìn)行時移。第二 VTDC928包括各個時間延遲元件，由延遲調(diào)節(jié)信號927選擇性地使能所述各個時間延遲元件。因此，定時控制單元926可以以與第一 VTDC924的控制同樣的方式控制第二VTDC928。在一個實施方式中，當(dāng)一個檢測周期結(jié)束時，延遲調(diào)節(jié)信號927可以激活用于施加I個單位子脈沖寬度Ts的時間延遲的一個時間延遲元件。在另一個實施方式中，當(dāng)兩個檢測周期結(jié)束時，延遲調(diào)節(jié)信號927可以激活用于施加2個單位子脈沖寬度Ts的時間延遲的兩個時間延遲元件。在又一個實施方式中，當(dāng)η個檢測周期結(jié)束時，延遲調(diào)節(jié)信號927可以激活用于施加η個單位子脈沖寬度Ts的時間延遲的η個時間延遲元件。
[0150]在相同的情況下，采樣信號923可以具有與模板信號913不同的寄生效應(yīng)。當(dāng)?shù)谝?VTDC924的時間延遲元件與第二 VTDC928的時間延遲元件共享相同的時間延遲屬性時，這種不同可以產(chǎn)生采樣信號923與模板信號913之間的不對稱時移。為了消除或最小化不對稱時移，各個時間延遲元件包括與第一 VTDC924的時間延遲屬性不同的時間延遲屬性，用于補(bǔ)償寄生效應(yīng)的不同。ADC918由經(jīng)時間延遲的采樣信號923驅(qū)動，以與模板信號913的復(fù)制速率基本上同步的速率對積分模塊960的輸出進(jìn)行采樣和/或數(shù)字化。
[0151]積分模塊960在生成一個或多個模擬相關(guān)信號時可以米用交替方案(亦稱交替架構(gòu))。積分模塊960可以包括一組獨立的積分單元，諸如第一積分單元963和第二積分單元964。第一積分單元963和第二積分單元964的每個包括諸如電容器的電荷存儲組件、以及可切換放電路徑。通過來自乘法單元914的當(dāng)前輸出對這些電容器進(jìn)行充電和放電。在交替方式下，第一積分單元963負(fù)責(zé)在第一組復(fù)制的PCR脈沖期間生成第一模擬相關(guān)信號965，而第二積分單元964負(fù)責(zé)在第二組復(fù)制的PCR脈沖期間生成第二模擬相關(guān)信號966。
[0152]當(dāng)?shù)谝唤M復(fù)制的PCR脈沖插入(interpose with)第二組復(fù)制的PCR脈沖以形成交替模式(pattern)時，第一積分單元963和第二積分單元964可以以交替次序充電和放電。積分模塊960包括輸入開關(guān)961和輸出開關(guān)962以啟動(actuate)交替次序。輸入開關(guān)961可以由米樣信號923控制。輸入開關(guān)961根據(jù)米樣信號923的米樣速率,選擇性地將第一積分單元963和第二積分單元964耦接至乘法單元914。因為采樣信號923的采樣速率與復(fù)制速率基本上同步，所以輸入開關(guān)961與第一和第二積分單元963和964之間的耦接和去耦接也與復(fù)制速率同步。這樣，隨著連續(xù)的復(fù)制的PCR脈沖乘以所接收的PCR信號945、或者替代地當(dāng)部署VGA911時乘以經(jīng)放大的PCR信號916，第一積分單元963和第二積分單元964輪流從乘法單元914接收相乘信號915。
[0153]同樣地，輸出開關(guān)962可以由米樣信號923控制。輸出開關(guān)962根據(jù)米樣信號923的采樣速率，選擇性地將第一積分單元963和第二積分單元964耦接至ADC918。因為采樣信號923的米樣速率與復(fù)制速率基本上同步，所以輸出開關(guān)962與第一和第二積分單兀963和964之間的耦接和去耦接也與復(fù)制速率同步。這樣，隨著連續(xù)的采樣脈沖被發(fā)送至ADC918,第一積分單兀963和第二積分單兀964輪流將第一和第二模擬相關(guān)信號965和966傳遞至ADC918。
[0154]ADC918根據(jù)相同的交替次序?qū)Φ谝荒M相關(guān)信號965和第二模擬相關(guān)信號966進(jìn)行采樣和/或數(shù)字化。結(jié)果，ADC918生成數(shù)字信號919，其并入了第一和第二模擬相關(guān)信號965和966的自相關(guān)值。數(shù)字信號919被發(fā)送至檢測控制單元930?？蛇x地，數(shù)字信號919可以在發(fā)送至檢測控制單元930之前通過處理增益級931進(jìn)一步處理。
[0155]此交替方式有利于檢測彼此位置相鄰的一組目標(biāo)。主要地，此組位置接近的目標(biāo)可以反射一系列的反射PCR脈沖，反射PCR脈沖的每個可以彼此具有小時間間隔。如果從之前的相乘而累積的電荷未被及時釋放，則對于當(dāng)前的相乘，模擬相關(guān)信號的自相關(guān)值可能失真(distort)。該交替方式使得一個積分單元可以在整個PCR脈沖寬度Tp期間釋放所累積的電荷，同時另一個積分單元正生成模擬相關(guān)信號。這樣，第一模擬相關(guān)信號965和第二模擬相關(guān)信號966可以基本上免于失真。
[0156]圖10示出多相關(guān)情形1000，其中使用交替方式用以避免第一模擬相關(guān)信號965和第二模擬相關(guān)信號966的潛在失真?？梢酝ㄟ^初始PCR信號933中的第一初始PCR脈沖1062使多相關(guān)情形1000開始。在生成第一初始PCR脈沖1062之后，將調(diào)制并發(fā)送初始PCR信號933。
[0157]所發(fā)送的PCR信號可以被五個位置分開的目標(biāo)反射。例如，第一目標(biāo)與第一放大PCR脈沖1041關(guān)聯(lián)，第二目標(biāo)與第二放大PCR脈沖1042關(guān)聯(lián)，第三目標(biāo)與第三放大PCR脈沖1043關(guān)聯(lián)，第四目標(biāo)與第四放大PCR脈沖1044關(guān)聯(lián)，并且第五目標(biāo)與第五放大PCR脈沖1045關(guān)聯(lián)。這樣，經(jīng)放大的PCR信號916包括第一放大PCR脈沖1041、第二放大PCR脈沖1042、第三放大PCR脈沖1043、第四放大PCR脈沖1044、以及第五放大PCR脈沖1045。
[0158]第一放大PCR脈沖1041領(lǐng)先了第二放大PCR脈沖10423個單位子脈沖寬度Ts加上I個PCR脈沖寬度TP。第二放大PCR脈沖1042領(lǐng)先了第三放大PCR脈沖10431個單位子脈沖寬度Ts加上I個PCR脈沖寬度ΤΡ。第三放大PCR脈沖1043領(lǐng)先了第四放大PCR脈沖1044僅I個PCR脈沖寬度ΤΡ，并且第四放大PCR脈沖1044領(lǐng)先了第五放大PCR脈沖1045僅I個PCR脈沖寬度Tp。
[0159]根據(jù)此接收序列，與第一放大PCR脈沖1041關(guān)聯(lián)的第一目標(biāo)最接近雷達(dá)傳感器100，而與第五放大PCR脈沖1045關(guān)聯(lián)的第五目標(biāo)最遠(yuǎn)離雷達(dá)傳感器100。此外，基于生成第三、第四、和第五放大PCR脈沖1043、1044和1045的時間接近，第三、第四和第五目標(biāo)的位置彼此相鄰。此外，因為第三、第四、和第五放大PCR脈沖1043、1044和1045為連續(xù)脈沖，意味著在這些脈沖之間沒有時間間隔，所以它們都可以在單個檢測周期期間與三個連續(xù)的復(fù)制的PCR脈沖相關(guān)。
[0160]在單個檢測周期期間，例如，模板信號913的可調(diào)節(jié)時間延遲Tda基本上等于約3個單位子脈沖寬度Ts。在十個復(fù)制的脈沖之中，第五復(fù)制PCR脈沖1034與第三放大PCR脈沖1043相關(guān)，第六復(fù)制PCR脈沖1035與第四放大PCR脈沖1044相關(guān)，并且第七復(fù)制PCR脈沖1036與第五放大PCR脈沖1045相關(guān)。作為這些相關(guān)的結(jié)果，乘法單元914在覆蓋第五、第六和第七復(fù)制PCR脈沖1034、1035和1036的時段期間傳遞正電荷流。
[0161]在交替方式下，在連續(xù)的復(fù)制的PCR脈沖之間交替地接通第一積分單元963和第二積分單元964。由輸入開關(guān)961和經(jīng)時移的采樣信號923激活和/或禁用第一積分單元963和第二積分單元964。如這里討論的，積分單元在其被激活時累積由相乘信號915傳遞的電荷，并且積分單元在其被禁用時釋放所累積的電荷。更具體地，可以由經(jīng)時移的采樣信號923斷開和/或閉合第一積分單元963和第二積分單元964的每個的可切換放電路徑。這樣，當(dāng)激活相應(yīng)的積分單元時，可切換放電路徑斷開且不導(dǎo)電，并且，當(dāng)禁用相應(yīng)的積分單元時，可切換放電路徑閉合且導(dǎo)電(conducting)。
[0162]在一個實施方式中，例如，可以在奇數(shù)復(fù)制PCR脈沖(例如，第一、第三、第五、第七和第九復(fù)制PCR脈沖1030、1032、1034、1036和1038)期間激活第一積分單元963，并可以在偶數(shù)復(fù)制PCR脈沖(例如，第二、第四、第六、第八和第十復(fù)制PCR脈沖1031、1033、1035、1037和1039)期間激活第二積分單元964。在替代實施方式中，例如，可以在偶數(shù)復(fù)制PCR脈沖(例如，第二、第四、第六、第八和第十復(fù)制PCR脈沖1031、1033、1035、1037和1039)期間激活第一積分單元963，并可以在奇數(shù)復(fù)制PCR脈沖(例如，第一、第三、第五、第七和第九復(fù)制PCR脈沖1030、1032、1034、1036和1038)期間激活第二積分單元964。
[0163]當(dāng)在奇數(shù)復(fù)制PCR脈沖期間激活第一積分單元963時，第一模擬相關(guān)信號965在第五復(fù)制PCR脈沖1034期間具有第一自相關(guān)值1014。在被ADC918采樣之前，第一自相關(guān)值1014在第五復(fù)制PCR脈沖1034期間具有第一充電邊沿1021。
[0164]當(dāng)?shù)诹鶑?fù)制PCR脈沖1035與第四放大PCR脈沖1044相關(guān)時，禁用第一積分單元963，同時激活第二積分單元964。作為激活的結(jié)果，第二模擬相關(guān)信號966在第六復(fù)制PCR脈沖1035期間具有第二自相關(guān)值1015。此外，在第五復(fù)制PCR脈沖1034期間，第二自相關(guān)值1015在被ADC918采樣之前具有第二放電邊沿1024。在第二積分單元964累積電荷的同時，第一積分單元963具有PCR脈沖寬度Tp的時間釋放在第六復(fù)制PCR脈沖1035期間累積的電荷。因此，第一自相關(guān)值1014具有第一放電邊沿1022。
[0165]當(dāng)?shù)谄邚?fù)制PCR脈沖1036與第五放大PCR脈沖1045相關(guān)時，再次激活第一積分單元963，同時禁用第二積分單元964。作為激活的結(jié)果，第一模擬相關(guān)信號965在第七復(fù)制PCR脈沖1036期間具有第三自相關(guān)值1016和第三充電邊沿1025。因為第一積分單元963具有足夠的時間釋放之前累積的電荷,所以第一模擬相關(guān)信號965基本上免于由之前的相關(guān)引起的失真。有利地，隨后的第三自相關(guān)值1016可以準(zhǔn)確地表示復(fù)制PCR脈沖與放大PCR脈沖之間的相關(guān)。
[0166]在第一積分單元963累積電荷的同時，第二積分單元964具有PCR脈沖寬度Tp的時間釋放在第七復(fù)制PCR脈沖1036期間累積的電荷。因此，第二自相關(guān)值1015具有第一放電邊沿1024。在放電之后，第二積分單元964準(zhǔn)備好在下個復(fù)制PCR脈沖期間再次累積電荷。
[0167]雖然圖10示出通過復(fù)制PCR脈沖序列協(xié)調(diào)所述交替方式，但是在替代實施例中可以由檢測控制單元930協(xié)調(diào)所述交替方式。初始地，檢測控制單元930可以激活第一積分單元963或第二積分單元964之一。當(dāng)檢測控制單元930在復(fù)制PCR脈沖之一期間檢測到目標(biāo)時，檢測控制單元930在第一積分單元963和第二積分單元964之間切換激活狀態(tài)。另一方面，當(dāng)未檢測到目標(biāo)時，所激活的積分單元不太可能累積大量電荷。這樣，所激活的積分單元可能幾乎不占用時間進(jìn)行放電，并且，檢測控制單元930可以因此在第一積分單元963和第二積分單元964之間維持激活狀態(tài)。有利地，此方式可以減少積分模塊960內(nèi)的切換活動，同時仍然使得積分單元可以有足夠的時間用于放電。
[0168]討論現(xiàn)在轉(zhuǎn)至用于接收的PCR信號945的補(bǔ)償方式(或補(bǔ)償架構(gòu))。一般地，所接收的PCR信號945的振幅水平在檢測周期快結(jié)束時逐步變?nèi)酢＿@是由于如下事實:當(dāng)所發(fā)送的PCR信號和所反射的PCR信號行進(jìn)了較長距離時損失了較多功率(信號衰減)。當(dāng)所接收的PCR信號945的振幅水平弱時，與所接收的PCR信號945的處理關(guān)聯(lián)的信噪比(SNR)通常減小。這樣，ADC918的輸出可能更易受到由背景噪聲引起的失真影響。
[0169]再次參考圖9中所示的實施例，可變增益放大單元(VGA) 911用于緩和信號衰減的問題并且提高在ADC918的輸出處的SNR。VGA911選擇性地放大所接收的PCR信號945。選擇性放大可以基于從初始PCR信號933的生成起測量的等待時段。等待時段與所發(fā)送的PCR信號和所反射的PCR信號的行進(jìn)距離相稱。這樣，等待時段可以用于近似信號衰減的程度(extent)ο
[0170]具體地，隨著檢測周期從起始發(fā)展到結(jié)束，VGA911的增益以漸進(jìn)的方式增大。作為選擇性放大的結(jié)果，VGA911生成經(jīng)放大的PCR信號916來校正和/或補(bǔ)償所接收的PCR信號945的衰減的振幅。在一個實施方式中，檢測控制單元930經(jīng)由可變增益控制信號991控制VGA911的可調(diào)節(jié)增益。在另一個實施例中，由定時單元920直接控制VGA911的可調(diào)
節(jié)增益。
[0171]圖11示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的動態(tài)增益控制方式1100中的各個信號的波形圖。如這里討論的，動態(tài)增益控制方式1100是補(bǔ)償方式的一部分，因為動態(tài)增益控制方式1100僅表不補(bǔ)償方式的多個實施方式選項之一。因此,動態(tài)增益控制方式1100可以詳細(xì)闡述補(bǔ)償方式的操作細(xì)節(jié)，但不限制補(bǔ)償方式的一般概念和范圍。
[0172]可以通過初始PCR信號933中的第一初始PCR脈沖1062使動態(tài)增益控制方式1100開始。在生成第一初始PCR脈沖1062之后，調(diào)制并發(fā)送初始PCR信號933。所發(fā)送的PCR信號可以被五個位置分開的目標(biāo)反射。例如，第一目標(biāo)與第一接收PCR脈沖1141關(guān)聯(lián)，第二目標(biāo)與第二接收PCR脈沖1142關(guān)聯(lián)，第三目標(biāo)與第三接收PCR脈沖1143關(guān)聯(lián)，第四目標(biāo)與第四接收PCR脈沖1144關(guān)聯(lián)，并且第五目標(biāo)與第五接收PCR脈沖1145關(guān)聯(lián)。這樣，所接收的PCR信號945包括第一接收PCR脈沖1141、第二接收PCR脈沖1142、第三接收PCR脈沖1143、第四接收PCR脈沖1144、以及第五接收PCR脈沖1145。
[0173]在時間T1之后接收第一接收PCR脈沖1141。在時間T2之后接收第二接收PCR脈沖1142，時間T2比時間T1晚大約I個PCR脈沖寬度TP。在時間T4接收第三接收PCR脈沖1143，時間T4比時間T1晚大約3個PCR脈沖寬度Tp。在時間T5接收第四接收PCR脈沖1144，時間T5比時間T1晚大約4個PCR脈沖寬度TP。在時間T6接收第五接收PCR脈沖1145，時間T6比時間T1晚大約5個PCR脈沖寬度ΤΡ。
[0174]根據(jù)此接收序列，第一接收PCR脈沖1141的信號強(qiáng)度可以是最強(qiáng)的，而第五接收PCR脈沖1145的信號強(qiáng)度可以是最弱的。每個接收的PCR脈沖的由振幅水平表示的信號強(qiáng)度可能隨著接收時間在檢測周期內(nèi)推移而指數(shù)下降。為了補(bǔ)償和/或校正此信號強(qiáng)度的指數(shù)下降，可變增益控制信號991將動態(tài)增益值1110傳遞至VGA911，使得VGA911可以相應(yīng)地
調(diào)節(jié)增益。
[0175]在一個實施方式中，可以根據(jù)經(jīng)時移的采樣信號923的采樣速率而更新動態(tài)增益值1110。在另一實施方式中，動態(tài)增益值1110可以是當(dāng)前調(diào)節(jié)時間Tn和之前調(diào)節(jié)時間τη_ι
的函數(shù)，其可以由下列公式表示:
[0176]
【權(quán)利要求】
1.一種雷達(dá)系統(tǒng)，包括: 脈沖生成單元，生成并發(fā)送具有脈沖壓縮雷達(dá)PCR脈沖的PCR信號； 接收單元，接收由目標(biāo)反射的PCR信號的版本； 匹配濾波器，確定所述PCR信號的反射版本的一部分的匹配，并作為響應(yīng)而產(chǎn)生輸出信號; 控制單元，基于所述匹配濾波器的輸出信號確定時間延遲； 復(fù)制生成單元，利用由所述控制單元確定的時間延遲，生成具有多個復(fù)制的PCR脈沖的模板信號； 耦接至所述復(fù)制生成單元的乘法單元，將所接收的PCR信號與所述模板信號的所述多個復(fù)制的PCR脈沖相乘； 積分模塊，耦接至所述乘法單元，并生成多個模擬相關(guān)信號，所述多個模擬相關(guān)信號各自具有基于在所接收的PCR信號與所述模板信號的所述多個復(fù)制的PCR脈沖之一之間的相乘的值；以及 目標(biāo)檢測單元，基于所采樣的所述多個模擬相關(guān)信號的每個的值，檢測所述目標(biāo)的位置。
2.如權(quán)利要求1所述的雷達(dá)系統(tǒng)，所述復(fù)制生成單元、所述乘法單元和所述積分模塊構(gòu)成模擬相關(guān)單元。
3.如權(quán)利要求2所述的雷達(dá)系統(tǒng)，所述乘法單元生成多個相關(guān)電荷，所述多個相關(guān)電荷的每個表示所接收的PCR信號與所述多個復(fù)制的PCR脈沖之一之間的相關(guān)。
4.如權(quán)利要求3所述的雷達(dá)系統(tǒng)，所述積分模塊包括: 第一積分單元，在從所述乘法單元接收到所述多個相關(guān)電荷的第一相關(guān)電荷時，生成所述多個模擬相關(guān)信號的第一模擬相關(guān)信號； 第二積分單元，在從所述乘法單元接收到所述多個相關(guān)電荷的第二相關(guān)電荷時，生成所述多個模擬相關(guān)信號的第二模擬相關(guān)信號；以及 開關(guān)，在所述多個復(fù)制的PCR脈沖之一的脈沖寬度期間僅將所述第一積分單元和所述第二積分單元中的一個耦接至所述乘法單元。
5.如權(quán)利要求1所述的雷達(dá)系統(tǒng)，還包括: 耦接至所述控制單元的采樣時鐘生成單元，生成采樣信號；以及 耦接至所述控制單元的可變時間延遲單元，生成可調(diào)節(jié)時間延遲。
6.如權(quán)利要求5所述的雷達(dá)系統(tǒng)，所述控制單元還包括: 固定時間延遲單元，接收來自所述匹配濾波器的輸出信號并確定所述匹配濾波器的輸出信號的相位； 相位檢測單元，接收來自固定時間延遲的相位和來自可變時間延遲的相位，并對來自所述固定時間延遲的相位和來自所述可變時間延遲的相位進(jìn)行比較；以及 時間延遲控制單元，當(dāng)所述相位檢測單元確定所述比較的結(jié)果指示來自所述固定時間延遲的相位與來自所述可變時間延遲的相位相同時，鎖定所述可變時間延遲的時間延遲。
7.如權(quán)利要求6所述的雷達(dá)系統(tǒng)，所述控制單元還包括: 處理增益單元，在所述固定時間延遲單元接收來自所述匹配濾波器的輸出信號之前，使用脈沖積分增大所述匹配濾波器的輸出信號的信噪比。
8.如權(quán)利要求7所述的雷達(dá)系統(tǒng)，所述控制單元還包括防止振蕩的延遲積分單元。
9.如權(quán)利要求5所述的雷達(dá)系統(tǒng)，所述控制單元還包括: 主導(dǎo)模式檢測單元，接收來自所述匹配濾波器的輸出信號，并判定所述匹配濾波器是否正輸出指示匹配脈沖的信號；以及 時間延遲控制單元，接收來自所述主導(dǎo)模式檢測單元的輸入，當(dāng)來自所述主導(dǎo)模式檢測單元的輸出指示所述匹配濾波器未在輸出指示所述匹配脈沖的信號時，所述時間延遲控制單元指令所述可變時間延遲單元增加計數(shù)。
10.如權(quán)利要求9所述的雷達(dá)系統(tǒng)，所述時間延遲控制單元還在來自所述主導(dǎo)模式檢測單元的輸出指示所述匹配濾波器正輸出指示所述匹配脈沖的信號時，指令所述可變時間延遲單元不增加計數(shù)。
11.一種雷達(dá)系統(tǒng),包括: 匹配濾波器，確定接收的脈沖壓縮雷達(dá)PCR信號的一部分的匹配，并作為響應(yīng)而產(chǎn)生輸出信號； 控制單元，基于所述匹配濾波器的輸出信號確定時間延遲； 豐旲擬相關(guān)單兀: 利用由所述控制單元確定的可調(diào)節(jié)時間延遲生成具有多個復(fù)制的 PCR脈沖的模板信號， 使用乘法單元將所接收的PCR信號與所述模板信號的多個復(fù)制的PCR脈沖相乘，及 生成多個模擬相關(guān)信號，所述多個模擬相關(guān)信號各自具有基于在所接收的PCR信號與所述模板信號的所述多個復(fù)制的PCR脈沖之一之間的相乘的值；以及 目標(biāo)檢測單元，基于所述多個模擬相關(guān)信號的每個的值檢測目標(biāo)的位置。
12.如權(quán)利要求11所述的雷達(dá)系統(tǒng)，所述模擬相關(guān)單元包括: 第一積分單元，在接收到第一相關(guān)電荷時，生成所述多個模擬相關(guān)信號的第一模擬相關(guān)信號; 第二積分單元，在接收到第二相關(guān)電荷時，生成所述多個模擬相關(guān)信號的第二模擬相關(guān)信號；以及 開關(guān)，在所述多個復(fù)制的PCR脈沖之一的脈沖寬度期間僅將所述第一積分單元和所述第二積分單元中的一個耦接至所述乘法單元。
13.如權(quán)利要求11所述的雷達(dá)系統(tǒng)，還包括: 耦接至所述控制單元的采樣時鐘生成單元，生成采樣信號；以及 耦接至所述控制單元的可變時間延遲單元，生成可調(diào)節(jié)時間延遲。
14.如權(quán)利要求13所述的雷達(dá)系統(tǒng)，所述控制單元還包括: 固定時間延遲單元，接收來自所述匹配濾波器的輸出信號并確定所述匹配濾波器的輸出信號的相位； 相位檢測單元，接收來自固定時間延遲單元的相位和來自所述可變時間延遲單元的相位，并對來自所述固定時間延遲單元的相位和來自所述可變時間延遲單元的相位進(jìn)行比較；以及 時間延遲控制單元，當(dāng)所述相位檢測單元確定所述比較的結(jié)果指示來自所述固定時間延遲單元的相位與來自所述可變時間延遲單元的相位相同時，鎖定所述可變時間延遲單元的時間延遲。
15.如權(quán)利要求14所述的雷達(dá)系統(tǒng)，所述控制單元還包括: 處理增益單元，在所述固定時間延遲單元接收來自所述匹配濾波器的輸出信號之前，使用脈沖積分增大所述匹配濾波器的輸出信號的信噪比。
16.如權(quán)利要求15所述的雷達(dá)系統(tǒng)，所述控制單元還包括防止振蕩的延遲積分單元。
17.如權(quán)利要求13所述的雷達(dá)系統(tǒng)，所述控制單元還包括: 主導(dǎo)模式檢測單元，接收來自所述匹配濾波器的輸出信號，并判定所述匹配濾波器是否正輸出指示匹配脈沖的信號；以及 時間延遲控制單元，接收來自所述主導(dǎo)模式檢測單元的輸入，當(dāng)來自所述主導(dǎo)模式檢測器的輸出指示所述匹配濾波器未在輸出指示所述匹配脈沖的信號時，所述時間延遲控制單元指令所述可變時間延遲單元增加計數(shù)。
18.如權(quán)利要求17所述的雷達(dá)系統(tǒng)，所述時間延遲控制單元還在來自所述主導(dǎo)模式檢測單元的輸出指示所述匹配濾波器正輸出指示所述匹配脈沖的信號時，指令所述可變時間延遲單元不增加計數(shù)。
19.一種使用I/Q正交的雷達(dá)系統(tǒng)，包括: 第一匹配濾波器，確定接收的對應(yīng)于脈沖壓縮雷達(dá)PCR信號的I信號的一部分的匹配，并作為響應(yīng)而產(chǎn)生第一輸出； 第二匹配濾波器，確定接收的對應(yīng)于所述PCR信號的Q信號的一部分的匹配，并作為響應(yīng)而產(chǎn)生第二輸出； 定時控制單元，耦接至所述第一匹配濾波器和所述第二匹配濾波器，所述定時控制單元判定所述第一輸出和所述第二輸出是否基本同時發(fā)生，并作為響應(yīng)，當(dāng)所述第一輸出和所述第二輸出基本同時發(fā)生時設(shè)定第一時間延遲單元和第二時間延遲單元； 第一模擬相關(guān)單元，耦接至所述第一時間延遲單元，并生成第一組相關(guān)信號； 第二模擬相關(guān)單元，耦接至所述第二時間延遲單元，并生成第二組相關(guān)信號；以及 目標(biāo)檢測單元，基于所述第一組相關(guān)信號和所述第二組相關(guān)信號確定所述目標(biāo)的位置。
20.如權(quán)利要求19所述的雷達(dá)系統(tǒng)，所述第一模擬相關(guān)單元還包括: 第一復(fù)制生成單元，利用由所述第一時間延遲單元確定的可調(diào)節(jié)時間延遲，生成具有第一組復(fù)制的PCR脈沖的第一模板信號； 耦接至所述第一復(fù)制生成單元的第一乘法單元，將所接收的I信號與所述第一組復(fù)制的PCR脈沖相乘；以及 第一積分模塊，耦接至所述第一乘法單元，并生成所述第一組相關(guān)信號。
21.如權(quán)利要求20所述的雷達(dá)系統(tǒng)，所述第二模擬相關(guān)單元還包括: 第二復(fù)制生成單元，利用由所述第二時間延遲單元確定的可調(diào)節(jié)時間延遲，生成具有第二組復(fù)制的PCR脈沖的第二模板信號； 耦接至所述第二復(fù)制生成單元的第二乘法單元，將所接收的Q信號與所述第二組復(fù)制的PCR脈沖相乘；以及 第二積分模塊，耦接至所述第二乘法單元，并生成所述第二組相關(guān)信號。
【文檔編號】G01S13/28GK103842842SQ201280048125
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年7月9日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月20日
【發(fā)明者】松尾道明 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社