具有飽和檢測(cè)和重置的雷達(dá)系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明所描述的實(shí)施例提供了一個(gè)雷達(dá)裝置以及可以提供改進(jìn)靈敏度的方法。通常本發(fā)明所描述的實(shí)施例提供了一個(gè)飽和檢測(cè)器和一個(gè)耦合于一個(gè)雷達(dá)接收器的重置機(jī)構(gòu)。該飽和檢測(cè)器被配置以檢測(cè)雷達(dá)接收器的飽和事件，并且重置機(jī)構(gòu)被配置以重置雷達(dá)接收器中的至少一個(gè)過(guò)濾器單元以響應(yīng)于檢測(cè)飽和事件。這樣，通過(guò)降低雷達(dá)接收器飽和事件的影響，本實(shí)施例有助于改進(jìn)雷達(dá)靈敏度。
【專利說(shuō)明】
具有飽和檢測(cè)和重置的雷達(dá)系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明所描述的實(shí)施例通常涉及雷達(dá)系統(tǒng)及其操作方法。【背景技術(shù)】
[0002]—個(gè)典型的雷達(dá)系統(tǒng)發(fā)射電磁信號(hào)，并接收所發(fā)射信號(hào)的反射。所發(fā)射和接收的信號(hào)之間的時(shí)間延遲可以被確定并用于計(jì)算距離和/或?qū)е路瓷涞膶?duì)象速度。例如，在汽車應(yīng)用中，雷達(dá)系統(tǒng)可以被用于確定距離和/或?qū)γ孳囕v和其它障礙物的速度。
[0003]現(xiàn)代雷達(dá)系統(tǒng)經(jīng)常使用調(diào)制雷達(dá)信號(hào)來(lái)增加靈敏度。一些這樣的系統(tǒng)使用了重復(fù)的調(diào)制方案，其中雷達(dá)信號(hào)以一個(gè)重復(fù)的周期逐幀形式被調(diào)制。雖然這種雷達(dá)系統(tǒng)能夠提供增加的靈敏度，但是它們可能容易受到某些類型的干擾。因此這種系統(tǒng)通常包括位于雷達(dá)接收器中的過(guò)濾器以有助于避免干擾。例如，在一些雷達(dá)接收器中，具有低截止頻率的高通過(guò)濾器常常被用于衰減低頻干擾。在汽車應(yīng)用中，這些過(guò)濾器可以被用于避免由汽車保險(xiǎn)杠的反射引起的“保險(xiǎn)杠效應(yīng)”。
[0004]遺憾的是，這樣的雷達(dá)系統(tǒng)可能容易受到雷達(dá)接收器的飽和的影響。通常，當(dāng)?shù)椒糯笃鞯妮斎肷仙匠^(guò)最大輸入電壓是，會(huì)發(fā)生飽和。這種輸入使放大器產(chǎn)生一個(gè)最大容許電流和/或電壓，這種情況通常被稱為“限幅”。因?yàn)榉糯笃鞯妮敵鎏幱谧畲箅娖?，?dāng)放大器處于飽和時(shí)，沒(méi)有可用的數(shù)據(jù)被產(chǎn)生。在雷達(dá)接收器中，這種飽和可能導(dǎo)致雷達(dá)接收器的一個(gè)臨時(shí)性“盲點(diǎn)”。如果飽和跨越所發(fā)射信號(hào)的多個(gè)幀延伸，飽和就特別成問(wèn)題。在調(diào)制雷達(dá)系統(tǒng)中，幀周期可以相對(duì)較短，因此在這些系統(tǒng)中，飽和可顯著阻礙雷達(dá)裝置的正常運(yùn)作。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提出了一個(gè)雷達(dá)裝置包括:至少一個(gè)被配置以發(fā)射一個(gè)雷達(dá)信號(hào)的發(fā)射器單元;至少一個(gè)被配置以接收所述雷達(dá)信號(hào)的反射的接收器單元;其中所述接收器單元包括至少一個(gè)被配置以過(guò)濾所述接收的雷達(dá)信號(hào)的過(guò)濾器單元以及至少一個(gè)被配置以放大所述接收的雷達(dá)信號(hào)的放大器單元;耦合于所述至少一個(gè)放大器單元并且被配置以檢測(cè)所述至少一個(gè)放大器單元的飽和事件的飽和檢測(cè)器；以及被配置以重置所述至少一個(gè)接收器單元以響應(yīng)于檢測(cè)的飽和事件的重置機(jī)構(gòu)。
[0006]本發(fā)明還提出了一種操作雷達(dá)裝置的方法包括:在接收器單元接收雷達(dá)信號(hào)的反射，所述接收器單元包括至少一個(gè)被配置以過(guò)濾所述接收的雷達(dá)信號(hào)的過(guò)濾器單元以及至少一個(gè)被配置以放大所述接收的雷達(dá)信號(hào)的放大器單元;檢測(cè)所述至少一個(gè)放大器單元中的飽和事件；以及重置所述接收器單元的所述至少一個(gè)過(guò)濾器單元以響應(yīng)于檢測(cè)到的飽和事件。【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1根據(jù)一個(gè)示例實(shí)施例，是一個(gè)雷達(dá)裝置的示意圖；
[0008]圖2是雷達(dá)裝置中各種信號(hào)的圖表征；
[0009]圖3根據(jù)一個(gè)示例實(shí)施例，是雷達(dá)裝置中具有過(guò)濾器重置的各種信號(hào)的圖表征；
[0010]圖4根據(jù)一個(gè)第二示例實(shí)施例，是一個(gè)雷達(dá)裝置的示意圖；
[0011]圖5根據(jù)一個(gè)第三示例實(shí)施例，是一個(gè)雷達(dá)裝置的示意圖；
[0012]圖6根據(jù)一個(gè)示例實(shí)施例，是一個(gè)飽和檢測(cè)器的示意圖；
[0013]圖7根據(jù)一個(gè)示例實(shí)施例，是一組飽和檢測(cè)器的示意圖；
[0014]圖8根據(jù)一個(gè)示例實(shí)施例，是一個(gè)具有重置過(guò)濾器的電路圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0015]本發(fā)明所描述的實(shí)施例提供了一個(gè)雷達(dá)裝置以及可以提供改進(jìn)靈敏度的方法。通常本發(fā)明所描述的實(shí)施例提供了一個(gè)飽和檢測(cè)器和一個(gè)耦合于一個(gè)雷達(dá)接收器的重置機(jī)構(gòu)。該飽和檢測(cè)器被配置以檢測(cè)雷達(dá)接收器的飽和事件，并且重置機(jī)構(gòu)被配置以重置雷達(dá)接收器中的至少一個(gè)過(guò)濾器單元以響應(yīng)于檢測(cè)飽和事件。這樣，通過(guò)降低雷達(dá)接收器飽和事件的影響，本實(shí)施例有助于改進(jìn)雷達(dá)靈敏度。
[0016]現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖1，圖1顯示了雷達(dá)裝置100的示意圖。雷達(dá)裝置100包括至少一個(gè)雷達(dá)發(fā)射器102、至少一個(gè)雷達(dá)接收器104、飽和檢測(cè)器110和一個(gè)重置機(jī)構(gòu)112。雷達(dá)發(fā)射器102 被配置以發(fā)射一個(gè)雷達(dá)信號(hào)，雷達(dá)接收器104被配置以接收所發(fā)射雷達(dá)信號(hào)的反射。雷達(dá)接收器104包括至少一個(gè)被配置以過(guò)濾所接收的雷達(dá)信號(hào)的過(guò)濾器單元106和至少一個(gè)被配置以放大所接收的雷達(dá)信號(hào)的放大器單元108。根據(jù)本發(fā)明所描述的實(shí)施例，飽和檢測(cè)器 110耦合于放大器單元108并且被配置以檢測(cè)放大器單元108的飽和事件。重置機(jī)構(gòu)112耦合于至少一個(gè)過(guò)濾器單元106和飽和檢測(cè)器，并且被配置以重置所述至少一個(gè)過(guò)濾器單元106 以響應(yīng)于一個(gè)檢測(cè)飽和事件。
[0017]所述至少一個(gè)過(guò)濾器單元106的重置可以有助于改進(jìn)雷達(dá)裝置100的靈敏度。具體地，所述至少一個(gè)過(guò)濾器106的重置可以防止雷達(dá)裝置100的暫時(shí)盲點(diǎn)，如果放大器單元108 的飽和被允許在時(shí)間上顯著延長(zhǎng)，該盲點(diǎn)會(huì)發(fā)生。
[0018]在一個(gè)實(shí)施例中，雷達(dá)裝置100被配置以使用一個(gè)頻率調(diào)制雷達(dá)信號(hào)。例如，這樣的頻率調(diào)制可以包括一個(gè)調(diào)制類型的幀周期，該周期與另一個(gè)調(diào)制類型的幀間周期相互交錯(cuò)。例如，發(fā)射器102可以被配置以發(fā)射一個(gè)雷達(dá)信號(hào)，它在幀周期期間頻率增加，而在幀間周期期間頻率減小?；蛘?，發(fā)射器102可以被配置以發(fā)射一個(gè)雷達(dá)信號(hào)，它在幀周期期間頻率減小，而在幀間周期期間頻率增加。在任一這樣的實(shí)施例中，可以在幀間周期期間執(zhí)行過(guò)濾器單元106的重置，以便放大器單元108已準(zhǔn)備好進(jìn)行下一個(gè)幀周期。
[0019]在一些具體實(shí)施例中，雷達(dá)裝置100使用一個(gè)超快速調(diào)頻連續(xù)波(FMCW)雷達(dá)信號(hào)。 在這種實(shí)施例中，頻率可以以各種圖案上下進(jìn)行，例如正弦波、三角波或鋸齒波。參考圖2和 3,將更詳細(xì)地討論鋸齒波頻率調(diào)制的一個(gè)具體例子。
[0020]飽和檢測(cè)器110可以以各種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。作為一個(gè)一般的例子，飽和檢測(cè)器110可以被配置以測(cè)量所接收的雷達(dá)信號(hào)并且確定所接收的信號(hào)是否高于一個(gè)預(yù)先設(shè)置的振幅電平，其中選擇的預(yù)先設(shè)置的振幅電平指示放大器單元108中的飽和。如此配置，飽和檢測(cè)器110可以被配置以提供一個(gè)響應(yīng)于飽和事件檢測(cè)的飽和檢測(cè)信號(hào)。
[0021]飽和檢測(cè)器110耦合于重置機(jī)構(gòu)112,其中重置機(jī)構(gòu)112被配置以接收飽和檢測(cè)信號(hào)。重置機(jī)構(gòu)112耦合于過(guò)濾器單元106并且被配置以重置過(guò)濾器單元106以響應(yīng)于一個(gè)指示放大器單元108中的飽和的所接收的飽和檢測(cè)信號(hào)。通常，重置機(jī)構(gòu)112被配置以在檢測(cè)飽和事件之后的下一個(gè)幀間周期期間重置過(guò)濾器單元106。在幀間周期期間重置過(guò)濾器單元106可以清除檢測(cè)飽和事件的影響，并使雷達(dá)接收器104在雷達(dá)信號(hào)的下一個(gè)幀周期之前準(zhǔn)備好接收和放大雷達(dá)信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，重置機(jī)構(gòu)112被配置以通過(guò)生成一個(gè)重置信號(hào)來(lái)重置一個(gè)或多個(gè)過(guò)濾器，其中重置信號(hào)的定時(shí)被選擇以便過(guò)濾器所得的重置在檢測(cè)飽和事件之后的下一個(gè)幀間周期期間發(fā)生。
[0022]各種技術(shù)可以用于確定重置定時(shí)，以便重置在幀間周期期間發(fā)生。作為一個(gè)例子， 重置機(jī)構(gòu)112可以被配置以額外地接收一個(gè)頻率調(diào)制控制信號(hào)，其指示所發(fā)射的雷達(dá)信號(hào)的幀間周期的開始。另外，在一些實(shí)施例中，重置機(jī)構(gòu)112將在由頻率調(diào)制控制信號(hào)指示的幀間周期的開始之后生成一個(gè)延遲時(shí)間，其中延遲數(shù)量被選擇以確定重置在所接收的雷達(dá)信號(hào)的幀間周期期間發(fā)生。在這些實(shí)施例中，延遲或可是固定或動(dòng)態(tài)計(jì)算。例如，延遲可以基于所發(fā)射和所接收的雷達(dá)信號(hào)之間的平均估算或最大時(shí)間延遲被固定。在這樣的情況下，所發(fā)射和所接收的雷達(dá)信號(hào)之間的估算時(shí)間延遲可以被用于準(zhǔn)確地確定所接收的雷達(dá)信號(hào)的幀間周期的開始，并且因此可以被用于準(zhǔn)確地確定應(yīng)該何時(shí)執(zhí)行過(guò)濾器單元106的重置。[〇〇23]在其它實(shí)施例中，延遲可以至少部分地基于由雷達(dá)裝置100計(jì)算出來(lái)的對(duì)象的距離來(lái)動(dòng)態(tài)地對(duì)確定。因此，在操作期間，雷達(dá)裝置100計(jì)算了到被測(cè)物體的距離，并使用這些計(jì)算的距離來(lái)動(dòng)態(tài)確定所接收的雷達(dá)信號(hào)的下一個(gè)幀間周期的開始，因此，確定應(yīng)該何時(shí)執(zhí)行過(guò)濾器單元106的重置。[〇〇24]正如將在下面更詳細(xì)描述的，在一個(gè)更具體的實(shí)施例中，飽和檢測(cè)器110包括一個(gè)輸入共模提取電路、一個(gè)可編程閾值電壓發(fā)生器、一個(gè)正比較器和一個(gè)負(fù)比較。在這樣的實(shí)施例中，輸入共模提取電路耦合于放大器單元108以接收一個(gè)差分輸入信號(hào)，并且被配置以提取正共模等效電壓和負(fù)共模等效電壓。所確定的正共模輸入電壓和負(fù)共模輸入電壓耦合于一個(gè)相應(yīng)的正比較器和負(fù)比較器，其中每個(gè)比較器被配置以將相應(yīng)的共模等效電壓與可編程閾值電壓發(fā)生器提供的一個(gè)閾值電壓進(jìn)行比較。[0〇25] 現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖2,圖200顯示了雷達(dá)裝置的示例信號(hào)。具體地，圖200顯示了一個(gè)示例頻率調(diào)制連續(xù)波(FMCW)雷達(dá)信號(hào)(TX)、一個(gè)示例接收雷達(dá)信號(hào)(RX)以及一個(gè)示例放大器輸出信號(hào)(IF OUT)的頻率。
[0026]在圖200中，所示的發(fā)射雷達(dá)信號(hào)(TX)表示了作為時(shí)間函數(shù)的發(fā)射信號(hào)頻率。在本例子中，所發(fā)射的雷達(dá)信號(hào)(TX)是一個(gè)FMCW信號(hào)，其具有一個(gè)隨幀周期(TF)變化的頻率。通常，一個(gè)FMCW系統(tǒng)的頻率在有效幀周期期間增加(或減少)，并且一個(gè)示例在幀間周期(TI) 期間返回到一個(gè)初始值。在圖2的例子中，所發(fā)射的雷達(dá)信號(hào)的頻率調(diào)制(TX)具有一個(gè)鋸齒圖案，雖然這僅僅是如何調(diào)制FMCW信號(hào)的一個(gè)例子。
[0027]具體地，在時(shí)間T1的所發(fā)射的雷達(dá)信號(hào)(TX)具有一個(gè)為初始值的頻率，并且頻率在幀周期期間增加，直到它在時(shí)間T3達(dá)到一個(gè)最終值。頻率隨后在時(shí)間T4迅速返回到它的初始值。時(shí)間T1和T3之間增加頻率的時(shí)間被稱為一個(gè)幀周期(TF)，以及T3和T4之間的時(shí)間被稱為一個(gè)幀間周期(TI)。[〇〇28]所接收的雷達(dá)信號(hào)(RX)表示了在操作期間由雷達(dá)接收器接收并處理的信號(hào)。所示的所接收的雷達(dá)信號(hào)(RX)可以表示由雷達(dá)接收器接收的所接收的雷達(dá)信號(hào)，正如由混合器向下轉(zhuǎn)換以及由雷達(dá)接收器過(guò)濾的。同樣，放大器輸出信號(hào)(IF OUT)表示雷達(dá)接收器中的放大器輸出。[〇〇29]在一些情況下，所接收的雷達(dá)信號(hào)(RX)中的異常和其它事件可能將雷達(dá)接收器中的一個(gè)或多個(gè)放大器驅(qū)動(dòng)進(jìn)入飽和。作為一個(gè)例子，所發(fā)射的雷達(dá)信號(hào)的相移可以導(dǎo)致放大器中的飽和。這種相移可以被用于編碼所發(fā)射的雷達(dá)信號(hào)，以幫助雷達(dá)接收器區(qū)分所發(fā)射的雷達(dá)信號(hào)和反射得雷達(dá)信號(hào)，但是一個(gè)或多個(gè)放大器中的飽和可以是這種相移的副作用。如其它例子，由其它雷達(dá)發(fā)射器所造成的信號(hào)峰值可能會(huì)導(dǎo)致周期性和非周期性飽和。
[0030]在圖2中，在時(shí)間T2,這樣的事件在所接收的雷達(dá)信號(hào)(RX)中發(fā)生。具體地，在時(shí)間 T2,所接收的雷達(dá)信號(hào)(RX)在一個(gè)顯著負(fù)峰值之后經(jīng)歷了一個(gè)顯著正峰值。再次，這樣的峰值可以有各種原因引起。所接收的雷達(dá)信號(hào)(RX)中的峰值導(dǎo)致放大器輸出信號(hào)中的對(duì)應(yīng)峰值(IF OUT)。正如在圖2中可以看到的，這將導(dǎo)致放大器暫時(shí)飽和，其中放大器輸出信號(hào)(IF OUT)快速上升到一個(gè)最大值，在返回到最大值之前快速下降到一個(gè)最小值。這種飽和作用繼續(xù)進(jìn)入下一個(gè)幀間期間(即，T3和T4之間)，并進(jìn)入下一個(gè)幀周期(從時(shí)間T4)。正如在圖2 中可以看到的，放大器保持在飽和狀態(tài)順利進(jìn)入下一個(gè)幀周期。因?yàn)榉糯笃鞅３诛柡瓦M(jìn)入下一個(gè)幀周期，所以從該幀周期產(chǎn)生的雷達(dá)數(shù)據(jù)(即，時(shí)間T4和T5之間)不能使用。因此，雷達(dá)接收器被有效地呈現(xiàn)暫時(shí)盲點(diǎn)，直到下一幀間周期(時(shí)間T5和T6之間)之后。該暫時(shí)盲點(diǎn)可以顯著限制雷達(dá)的性能。應(yīng)指出，這種類型的飽和分布僅僅是一個(gè)例子，而其它飽和曲線可以根據(jù)事件大小、持續(xù)時(shí)間和相關(guān)過(guò)濾器的時(shí)間常數(shù)發(fā)生。另外，應(yīng)指出，問(wèn)題在使用了非?？斓恼{(diào)制方案的系統(tǒng)中更為突出，因?yàn)檫@些系統(tǒng)中的幀間周期比較短，因此飽和事件延伸到下一個(gè)幀周期的概率比較高。[〇〇31]現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖3,圖300顯示了提供了本發(fā)明所描述的實(shí)施例的雷達(dá)裝置(例如，雷達(dá)裝置100)的示例信號(hào)。具體地，圖300顯示了一個(gè)示例頻率調(diào)制連續(xù)波(FMCW)雷達(dá)信號(hào) (TX)、一個(gè)示例接收雷達(dá)信號(hào)(RX)、一個(gè)示例飽和檢測(cè)信號(hào)(SD)、一個(gè)示例重置信號(hào) (RESET)以及一個(gè)示例放大器輸出信號(hào)(IF OUT)的頻率。通常，飽和檢測(cè)信號(hào)(SD)和重置信號(hào)(RESET)被用于指示一個(gè)檢測(cè)飽和事件和重置一個(gè)過(guò)濾器(例如，過(guò)濾器單元106)以響應(yīng)于一個(gè)檢測(cè)飽和事件。
[0032]所示的所發(fā)射的雷達(dá)信號(hào)(TX)再次表示作為時(shí)間函數(shù)的發(fā)射信號(hào)頻率。所接收的雷達(dá)信號(hào)(RX)再次表示在操作期間由雷達(dá)接收器(例如，雷達(dá)接收器104)接收并處理的信號(hào)。同樣，放大器輸出信號(hào)(IF OUT)再次表示雷達(dá)接收器(例如，雷達(dá)接收器104)中的放大器輸出。
[0033]在圖3中，在時(shí)間T2,導(dǎo)致事件的飽和再次在所接收的雷達(dá)信號(hào)(RX)中發(fā)生。具體地，在時(shí)間T2,所接收的雷達(dá)信號(hào)(RX)在一個(gè)顯著負(fù)峰值之后經(jīng)歷一個(gè)顯著正峰值。所接收的雷達(dá)信號(hào)(RX)中的峰值導(dǎo)致放大器(例如，放大器單元108)的暫時(shí)飽和，正如放大器輸出信號(hào)(IF OUT)的上升所看到的。根據(jù)本發(fā)明所描述的實(shí)施例，該飽和由至少一個(gè)飽和檢測(cè)器(例如，飽和檢測(cè)器110)檢測(cè)。作為響應(yīng)，飽和檢測(cè)器明確肯定飽和檢測(cè)信號(hào)(SD)。飽和檢測(cè)信號(hào)(SD)被提供給重置機(jī)構(gòu)(例如，重置機(jī)構(gòu)112)。作為響應(yīng)，重置機(jī)構(gòu)在檢測(cè)到飽和事件之后的下一個(gè)幀間周期期間明確肯定重置信號(hào)(RESET)。正如上面所描述的，頻率調(diào)制控制信號(hào)也可以被提供給重置機(jī)構(gòu)并且被重置機(jī)構(gòu)用于確定所接收的雷達(dá)信號(hào)(RX)的下一幀間周期的開始。在圖3中，下一個(gè)幀間周期(TI)在時(shí)間T3開始，并且重置信號(hào)(RESET)之后被明確肯定。明確肯定RESET信號(hào)清除了過(guò)濾器單元(例如，過(guò)濾器單元106)，并使得雷達(dá)接收器準(zhǔn)備好在開始了時(shí)間T4的下一個(gè)幀(TF)之前接收雷達(dá)信號(hào)。[〇〇34]過(guò)濾器單元的重置防止了飽和事件的影響持續(xù)進(jìn)入下一各幀間周期(T3和T4之間)并進(jìn)入下一個(gè)幀周期(從時(shí)間T4開始)。因?yàn)榉糯笃髟跁r(shí)間T4之后不再處于飽和，其中由下一個(gè)幀周期(T4和T5之間)生成的雷達(dá)數(shù)據(jù)截圖在時(shí)間T4使用。因此，雷達(dá)接收器在幀周期之外沒(méi)有盲點(diǎn)，其中飽和事件在該幀周期發(fā)生，并且雷達(dá)的性能得以保持。再次，這特別適用于雷達(dá)裝置，該裝置使用了具有相對(duì)短幀間周期的調(diào)制方案。這也特別適用于使用了調(diào)制方案的雷達(dá)裝置，其中如果相比于雷達(dá)信號(hào)的反射和在接收器接收反射雷達(dá)信號(hào)之間的傳播延遲，幀間周期不可忽略。[〇〇35]現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖4,圖4示意性地顯示了雷達(dá)裝置400的另一個(gè)實(shí)施例。在本實(shí)施例中， 雷達(dá)裝置400包括至少一個(gè)雷達(dá)發(fā)射器402、至少一個(gè)雷達(dá)接收器404、一組多個(gè)飽和檢測(cè)器 410、一個(gè)重置機(jī)構(gòu)412、一個(gè)控制器414、一個(gè)微控制器單元(M⑶)416、一個(gè)頻率合成器418 和至少一個(gè)模-數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)420。每個(gè)雷達(dá)發(fā)射器402包括一個(gè)輸入緩沖器430、一個(gè)相移單元432、一個(gè)輸出緩沖器434、一個(gè)功率放大器436和天線438。每個(gè)雷達(dá)接收器404包括天線440、一個(gè)混頻器442、一個(gè)第一高通過(guò)濾器444、一個(gè)第一可變?cè)鲆娣糯笃?46、一個(gè)第二高通過(guò)濾器448和一個(gè)第二可變?cè)鲆娣糯笃?50。[〇〇36]在圖示的實(shí)施例中，雷達(dá)裝置400包括兩個(gè)雷達(dá)發(fā)射器402和四個(gè)雷達(dá)接收器404。 然而，應(yīng)指出這僅僅是一個(gè)例子，而其它配置也是可能的。例如，在其它實(shí)施例中，四個(gè)雷達(dá)發(fā)射器402和六個(gè)雷達(dá)接收器404,或單個(gè)雷達(dá)發(fā)射器402和/或單個(gè)雷達(dá)接收器404都可以被使用。在任何這樣的實(shí)施例中，所述一個(gè)或多個(gè)雷達(dá)發(fā)射器402被配置以發(fā)射一個(gè)雷達(dá)信號(hào)，并且所述一個(gè)或多個(gè)雷達(dá)接收器404被配置以接收雷達(dá)信號(hào)的一個(gè)反射。[〇〇37]頻率合成器418產(chǎn)生一個(gè)振蕩器信號(hào)(fLQ)，并且可能包括一個(gè)或多個(gè)振蕩器、分頻器、倍頻器、一個(gè)相位比較器和/或環(huán)路過(guò)濾器或任何鎖相環(huán)(PLL)排列。這種振蕩器可以包括壓控振蕩器和/或數(shù)字控制振蕩器。振蕩器信號(hào)被提供給發(fā)射器402的輸入緩沖器430。隨后振蕩器信號(hào)被提供給相移單元432,它在一定度數(shù)(A ￠)上位移振蕩器信號(hào)的相位。例如，相移單元432可以配置以將振蕩器信號(hào)位移180°。相移信號(hào)被提供給輸出緩沖器434,并從那里提供給功率放大器436,該功率放大器將信號(hào)放大到一個(gè)電平，該電平適合于作為一個(gè)雷達(dá)信號(hào)由一個(gè)發(fā)射器天線438傳輸。[〇〇38]控制器414耦合于頻率合成器418并且被配置以控制由頻率合成器418產(chǎn)生的所發(fā)射的雷達(dá)信號(hào)的頻率調(diào)制。因此，控制器414被配置以提供任何合適的頻率調(diào)制方案，包括三角、鋸齒波和頻移鍵控。根據(jù)本發(fā)明所描述的實(shí)施例，控制器414還給重置機(jī)構(gòu)412提供了頻率調(diào)制控制信號(hào)。正如上面所描述的，頻率調(diào)制控制信號(hào)可被重置機(jī)構(gòu)412用于確定重置的定時(shí)，以便重置在幀間周期期間發(fā)生。
[0039]由天線438發(fā)射的雷達(dá)信號(hào)或可通過(guò)由物體反射，例如另一個(gè)車輛、行人或其它障礙物。所反射的雷達(dá)信號(hào)的一部分到達(dá)接收器天線440。所接收的天線信號(hào)被提供給混頻器 442,在那里它與由頻率合成器418產(chǎn)生的振蕩信號(hào)(FL0)混合，以將所接收的信號(hào)下變頻到一個(gè)中頻。所得的中頻信號(hào)被提供給第一高通過(guò)濾器444。所得的過(guò)濾信號(hào)被提供給第一可變?cè)鲆娣糯笃?46,在被提供給第二高通過(guò)濾器448之前放大信號(hào)。這種重新過(guò)濾信號(hào)被提供給一個(gè)第二可變?cè)鲆娣糯笃?50,在這之后信號(hào)被提供給模-數(shù)轉(zhuǎn)換器420并且作為數(shù)字信號(hào)輸出到MCU 416。應(yīng)指出，雖然兩個(gè)過(guò)濾器和兩個(gè)放大器在雷達(dá)接收器404中被顯示，但是這僅僅是一個(gè)例子，并且具有不同數(shù)量的過(guò)濾器和放大器的其它構(gòu)造是可能的。
[0040]M⑶416接收這些數(shù)字信號(hào)，并且可以用于各種信號(hào)處理任務(wù)，例如但不局限于目標(biāo)識(shí)別、目標(biāo)距離和目標(biāo)速度確定，并且產(chǎn)生控制信號(hào)。MCU 416或可例如被用于產(chǎn)生校準(zhǔn)信號(hào)、接收數(shù)據(jù)信號(hào)、接收傳感器信號(hào)、生成頻譜整形信號(hào)(例如在FMCW雷達(dá)的情況下生成斜坡)和/或RF(射頻)電路啟用序列的狀態(tài)機(jī)信號(hào)。
[0041]作為一個(gè)具體實(shí)施例，M⑶416可以包括一個(gè)計(jì)算距離單元，它基于所發(fā)射和所接收的信號(hào)之間所測(cè)的時(shí)間延遲計(jì)算到對(duì)象的一個(gè)距離。這樣的距離計(jì)算單元也可以被配置以計(jì)算對(duì)象的相對(duì)速度。正如下面更詳細(xì)解釋的，距離信息可以用于確定重置信號(hào)的定時(shí)。 [〇〇42]在一些實(shí)施中，雷達(dá)裝置400可以實(shí)現(xiàn)為單個(gè)集成電路，而在其它實(shí)施例中，不同的組件或可由單獨(dú)集成電路來(lái)構(gòu)成。[〇〇43] 每個(gè)所述組多個(gè)飽和檢測(cè)器410耦合于至少一個(gè)雷達(dá)接收器404。通常，每個(gè)飽和檢測(cè)器410被配置以檢測(cè)雷達(dá)接收器404的相應(yīng)放大器(例如，可變?cè)鲆娣糯笃?46和450)中的飽和事件。響應(yīng)于檢測(cè)飽和事件，飽和檢測(cè)器410明確肯定飽和檢測(cè)信號(hào)(SD)，其被提供給重置機(jī)構(gòu)412。重置機(jī)構(gòu)412也耦合于至少一個(gè)雷達(dá)接收器404和控制器414,并且被配置以重置一個(gè)或多個(gè)過(guò)濾器(例如，高通過(guò)濾器444和448)以響應(yīng)于明確肯定的飽和檢測(cè)信號(hào)。具體地，重置機(jī)構(gòu)412在調(diào)制的雷達(dá)信號(hào)的下一個(gè)幀間周期期間被配置以重置過(guò)濾器 444和448以響應(yīng)于明確肯定的飽和檢測(cè)信號(hào)。過(guò)濾器444和448的這種重置防止了放大器 446和450的飽和持續(xù)進(jìn)入下一個(gè)幀間期間并進(jìn)入下一個(gè)幀周期。由于放大器446和450不再在飽和進(jìn)入下一個(gè)幀周期，從下一個(gè)幀周期產(chǎn)生的雷達(dá)數(shù)據(jù)都可以被使用。[〇〇44]在所示的實(shí)施例中，飽和檢測(cè)器410分別耦合于相應(yīng)的過(guò)濾器(例如，過(guò)濾器444和 448)的輸入。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)飽和檢測(cè)器410被配置以確定相應(yīng)的放大器級(jí)(混頻器或/和放大器)輸出是否高于一個(gè)預(yù)定信號(hào)幅度水平，其中該預(yù)定信號(hào)幅度水平在一個(gè)水平處設(shè)置，該水平將指示飽和放大器級(jí)中的飽和(例如，放大器446和450、混頻器442)。應(yīng)注意，在這個(gè)例子中，混合器442可以被認(rèn)為是一個(gè)放大器級(jí)，因?yàn)榛旌掀?42通?？梢园ㄒ粋€(gè)具有一定轉(zhuǎn)換增益的有源混頻器。這種飽和檢測(cè)器詳細(xì)例子將參照?qǐng)D6和7在下面進(jìn)行討論。[〇〇45] 現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖5,圖5示意性地顯示了雷達(dá)裝置500的另一個(gè)實(shí)施例。該實(shí)施例相似于雷達(dá)裝置400的實(shí)施例，但在幾個(gè)顯著方面也有不同之處。例如，雷達(dá)裝置500包括單個(gè)接收器和發(fā)射器，控制器和重置機(jī)構(gòu)被實(shí)現(xiàn)為一個(gè)MCU的一部分，并且飽和檢測(cè)器被實(shí)現(xiàn)為雷達(dá)接收器的一部分。[〇〇46] 雷達(dá)裝置500包括一個(gè)雷達(dá)發(fā)射器502、一個(gè)雷達(dá)接收器504、一個(gè)低通過(guò)濾器515、 一個(gè)微控制器單元(MCU)516和一個(gè)頻率合成器518。雷達(dá)發(fā)射器502包括一個(gè)輸入緩沖器 530、一個(gè)相移單元532、一個(gè)輸出緩沖器534、一個(gè)功率放大器536和天線538。雷達(dá)接收器 504包括天線540、一個(gè)混頻器542、一個(gè)第一高通過(guò)濾器544、一個(gè)第一可變?cè)鲆娣糯笃?46、 一個(gè)第二高通過(guò)濾器548、一個(gè)第二可變?cè)鲆娣糯笃?50和飽和檢測(cè)器510 J⑶516包括一個(gè)控制器560、一個(gè)重置機(jī)構(gòu)562、存儲(chǔ)器564、一個(gè)數(shù)-模轉(zhuǎn)換器(DAC) 566和一個(gè)模-數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)568。在此實(shí)施例中，低通過(guò)濾器515用于限制提供給MCU 516的信號(hào)的帶寬。
[0047]如上所述，在此實(shí)施例中，所述組多個(gè)飽和檢測(cè)器510被實(shí)施為雷達(dá)接收器504的一部分。同樣，每個(gè)所述組多個(gè)飽和檢測(cè)器510被配置以檢測(cè)相應(yīng)的放大器、放大器級(jí)或雷達(dá)接收器504級(jí)中的飽和事件(例如，混頻器542、可變?cè)鲆娣糯笃?56和550)。響應(yīng)于檢測(cè)飽和事件，飽和檢測(cè)器510明確肯定被提供給MCU 516，具體被提供給重置機(jī)構(gòu)562的飽和檢測(cè)信號(hào)(SD)。重置機(jī)構(gòu)被配置以生成一個(gè)復(fù)位信號(hào)以響應(yīng)于一個(gè)明確肯定的飽和檢測(cè)信號(hào) (SD)，并且具有至少部分地由來(lái)自控制器560的頻率調(diào)制控制信號(hào)確定的定時(shí)。重置機(jī)構(gòu) 562還耦合于雷達(dá)接收器504,并且被配置以通過(guò)重置信號(hào)重置高通過(guò)濾器544和548。重置機(jī)構(gòu)562也耦合于低通過(guò)濾器515,并且被配置以通過(guò)重置信號(hào)重置低通過(guò)濾器515。
[0048]具體地，重置機(jī)構(gòu)562在所調(diào)制的雷達(dá)信號(hào)的下一個(gè)幀間周期期間被配置以重置過(guò)濾器544、548和515以響應(yīng)于明確肯定的飽和檢測(cè)信號(hào)。過(guò)濾器544、548和515的這種重置再次防止了放大器546和550繼續(xù)進(jìn)入下一個(gè)幀間期間并進(jìn)入下一個(gè)幀周期，從而保證從下一個(gè)幀周期產(chǎn)生的雷達(dá)數(shù)據(jù)被使用。再次，這種飽和檢測(cè)器實(shí)施的詳細(xì)例子將參照?qǐng)D6和7 在下面進(jìn)行討論。[〇〇49] 現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖6,圖6顯示了一個(gè)示例飽和檢測(cè)器600。飽和檢測(cè)器600是一個(gè)可以被用于上述的任何各種實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)的一個(gè)例子(例如，任何一個(gè)飽和檢測(cè)器11〇、410、510)。 所示的飽和檢測(cè)器600包括一個(gè)預(yù)處理元件602、比較器604，606，608，610，0R邏輯612、脈沖延伸器614和閾值發(fā)生器616。預(yù)處理元件602被配置為耦合于雷達(dá)接收器(例如，雷達(dá)接收器104、404和505)以輸入所接收的雷達(dá)信號(hào)。正如圖4和5所示的，這種飽和檢測(cè)器600可以耦合于位于任何許多不同位置的雷達(dá)接收器。例如，位于雷達(dá)接收器中的各種過(guò)濾器或放大器中的輸入。
[0050]在所示實(shí)施例中，所接收的雷達(dá)信號(hào)是一個(gè)差分信號(hào)的形式，其中正負(fù)信號(hào)支架被施加到預(yù)處理元件602。在一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)處理元件602被配置以執(zhí)行一個(gè)共模提取，該提取確定了差分雷達(dá)信號(hào)的正負(fù)共模等效電壓。在一些實(shí)施例中，預(yù)處理元件602還可以包括一個(gè)被配置以將差分信號(hào)衰減到用于這種共模電壓提取的一個(gè)適當(dāng)水平。[0〇51 ] 正負(fù)共模等效電壓分別被提供給比較器604和606。比較器604和606將正負(fù)共模等效電壓與一個(gè)由閾值發(fā)生器616所提供的閾值電壓VT進(jìn)行比較。在一個(gè)典型的實(shí)施例中，閾值電壓VT被設(shè)置在一個(gè)高于正常共模輸入電壓的預(yù)定水平，以便比較器604可以檢測(cè)到高于該水平的異常共模等效電壓。當(dāng)如此配置時(shí)，比較器608和610的輸出將跟蹤超出閾值電壓VT的任何正和/或負(fù)差分輸入電壓。還應(yīng)指出，在一些實(shí)施例中，閾值電壓發(fā)生器616被配置為一個(gè)可以施加不同閾值電壓VT的可變閾值電壓發(fā)生器。在這種實(shí)施例中，控制輸入可以用于編程閾值電壓發(fā)生器616以提供適當(dāng)?shù)拈撝惦妷篤T。[〇〇52]在一個(gè)實(shí)施例中，比較器604和606都是快速異質(zhì)結(jié)雙極晶體管(HBT)，其能夠在相對(duì)高的雷達(dá)信號(hào)頻率進(jìn)行操作。比較器604和606的輸出耦合于比較器608和610。比較器608 和610將輸出與一個(gè)基準(zhǔn)電壓VREF進(jìn)行比較，并且在一個(gè)實(shí)施中，可以通過(guò)相對(duì)慢的CMOS比較器來(lái)實(shí)現(xiàn)。比較器608和610的輸出耦合于0R邏輯612。在這種配置中，比較器508和610表正和/或負(fù)側(cè)的飽和，并且0R邏輯612的輸出給脈沖延伸器614提供單一輸出。通常，脈沖延伸器614被用于延長(zhǎng)比較器608和610的輸出脈沖，因?yàn)榉浅Ｕ拿}沖可能不被重置機(jī)構(gòu)(例如，重置機(jī)構(gòu)112、412、562)可靠地捕獲或檢測(cè)。例如，脈沖延伸器614可以被配置以將窄的脈沖(例如5ns寬)拉伸到70ns的寬脈沖。在本實(shí)施例中，脈沖延伸器614將輸出飽和檢測(cè)(SD)信號(hào)作為一系列相對(duì)寬的脈沖，每個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)于一個(gè)檢測(cè)飽和事件。在一個(gè)實(shí)施例中， 脈沖延伸器614通過(guò)一個(gè)單穩(wěn)態(tài)閂來(lái)實(shí)現(xiàn)，但是其它實(shí)現(xiàn)也是可能的。[〇〇53]正如圖4和5所示，在一個(gè)典型的實(shí)現(xiàn)中，多個(gè)飽和檢測(cè)器將被用于每個(gè)雷達(dá)接收器，并且在許多情況下，雷達(dá)裝置可以包括多個(gè)雷達(dá)接收器。在這樣的實(shí)施例中，多個(gè)飽和檢測(cè)器可以被組合以產(chǎn)生一個(gè)共同飽和檢測(cè)(SD)信號(hào)，它被明確肯定以響應(yīng)于識(shí)別了一個(gè)飽和事件的任何單獨(dú)飽和檢測(cè)器。轉(zhuǎn)向圖7,圖7顯示了一個(gè)示例飽和檢測(cè)器700組。在該實(shí)現(xiàn)中，該飽和檢測(cè)器700組包括四個(gè)獨(dú)立的飽和檢測(cè)器600,其中它的輸出通過(guò)使用0R邏輯 702被組合。每個(gè)飽和檢測(cè)器600包括三個(gè)輸入，以及對(duì)應(yīng)于圖6中所示的輸入和輸出的輸出。隨后所得的飽和檢測(cè)器(SD)信號(hào)可以被用于指示在四個(gè)單獨(dú)飽和檢測(cè)器600中的任何一個(gè)中檢測(cè)的飽和事件。這是一個(gè)示例實(shí)現(xiàn)，并且在典型的實(shí)施例中，飽和檢測(cè)器700組可以包括更多或更少這樣的飽和檢測(cè)器600,其中該數(shù)量通常取決于在雷達(dá)接收器架構(gòu)中使用的接收器和放大器級(jí)的數(shù)量。此外，附加技術(shù)可以用于組合飽和檢測(cè)器600的輸出以產(chǎn)生組合的飽和檢測(cè)(SD)信號(hào)。
[0054]如上所述，重置機(jī)構(gòu)被配置以重置至少一個(gè)過(guò)濾器以響應(yīng)于由這樣的組合飽和檢測(cè)(SD)信號(hào)所指示的檢測(cè)飽和事件。通常，重置機(jī)構(gòu)將產(chǎn)生一個(gè)重置信號(hào)(RESET)以響應(yīng)于飽和檢測(cè)信號(hào)，并且選擇定時(shí)，以便所得到的過(guò)濾器的重置在下一個(gè)幀間周期期間發(fā)生。
[0055]頻率調(diào)制控制信號(hào)被提供給重置機(jī)構(gòu)，并且用于指示所發(fā)射的雷達(dá)信號(hào)的幀間周期的開始。然而，正如上面所指出的，期望在所接收的雷達(dá)信號(hào)的幀間期間執(zhí)行重置。通常， 位于所發(fā)射的信號(hào)的幀間周期的開始和所接收的信號(hào)的幀間周期的開始之間的時(shí)差等于所發(fā)射和所接收的信號(hào)之間的傳播延遲。因此，在一些實(shí)施例中，重置機(jī)構(gòu)在頻率調(diào)制控制信號(hào)指示的幀間周期開始之后給重置信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)延遲時(shí)間，其中選擇延遲量以對(duì)應(yīng)于位于所發(fā)射和所接收的信號(hào)之間的傳播延遲，從而確保重置在所接收的雷達(dá)信號(hào)的幀間周期期間發(fā)生。[〇〇56]在一個(gè)第一實(shí)施例中，延遲周期的長(zhǎng)度被設(shè)置為一個(gè)預(yù)定固定值。例如，該延遲被固定在一個(gè)基于所發(fā)射和所接收的雷達(dá)信號(hào)之間的估算平均或最大傳播。當(dāng)被添加到由頻率調(diào)制控制信號(hào)提供的所發(fā)射的雷達(dá)信號(hào)的幀間周期的開始時(shí)間時(shí)，這樣一個(gè)固定延遲量將估算所接收的雷達(dá)信號(hào)的幀間周期的開始時(shí)間。在本實(shí)施例中，估算平均或最大傳播延遲可以從雷達(dá)裝置的平均或最大范圍來(lái)確定。因此，具有較長(zhǎng)范圍能力的雷達(dá)裝置通常使用較大的延遲，以確保重置在所接收的幀間周期發(fā)生。這樣的固定延遲因此可以用于準(zhǔn)確地確定何時(shí)應(yīng)該進(jìn)行過(guò)濾器重置。[〇〇57]在一個(gè)第二實(shí)施例中，延遲周期的長(zhǎng)度被動(dòng)態(tài)地確定。例如，延遲可以基于到當(dāng)前檢測(cè)對(duì)象的計(jì)算距離以及從當(dāng)前檢測(cè)對(duì)象的傳播延遲以及到檢測(cè)對(duì)象的傳播延遲被動(dòng)態(tài)地確定。例如，延遲可以基于到附近的汽車或行人的計(jì)算距離被動(dòng)態(tài)地確定。在這種情況下，MCU可以計(jì)算到當(dāng)前檢測(cè)物體的距離，并且給重置機(jī)制提供所計(jì)算的距離。重置機(jī)構(gòu)可以基于該距離估算位于所發(fā)射和所接收的雷達(dá)信號(hào)之間的傳播延遲量。作為一個(gè)例子，一個(gè)更接近的對(duì)象將導(dǎo)致所接收的雷達(dá)信號(hào)比更遠(yuǎn)的對(duì)象有較少的傳播延遲。當(dāng)加入到由頻率調(diào)制控制信號(hào)提供的所發(fā)射的雷達(dá)信號(hào)的幀間周期的開始時(shí)間時(shí)，這樣一個(gè)動(dòng)態(tài)確定的延遲時(shí)間將估算所接收的雷達(dá)信號(hào)的幀間周期的開始時(shí)間。這樣一個(gè)動(dòng)態(tài)確定的延遲周期可以添加到由頻率調(diào)制控制信號(hào)所提供的時(shí)間以準(zhǔn)確地確定何時(shí)應(yīng)該進(jìn)行過(guò)濾器的重置。
[0058]由重置機(jī)構(gòu)執(zhí)行的過(guò)濾器重置可以使用多種技術(shù)完成。通常，將實(shí)現(xiàn)這樣的重置以基本上補(bǔ)償飽和事件的影響，并在下一個(gè)幀周期之前恢復(fù)接收器(包括各種過(guò)濾器和放大器)操作條件。例如，一個(gè)過(guò)濾器可以通過(guò)選擇性地將過(guò)濾器連接到地面或其它合適電壓來(lái)重置。這樣的實(shí)施例可以使用一個(gè)開關(guān)或其它機(jī)構(gòu)以選擇性地將過(guò)濾器連接到合適電壓以響應(yīng)于重置信號(hào)。在其它實(shí)施例中，過(guò)濾器可以通過(guò)選擇性地短路通過(guò)過(guò)濾器中的一個(gè)或多個(gè)電容器來(lái)重置。例如，一個(gè)過(guò)濾器可以通過(guò)提供一個(gè)穿過(guò)電容器的開關(guān)電阻器來(lái)重置，其中開關(guān)被用于選擇性地閉合穿過(guò)電阻器的路徑以響應(yīng)于重置信號(hào)。每個(gè)示例可以適用于雷達(dá)接收器中的各種類型的過(guò)濾器，包括高通、低通和帶通過(guò)濾器。[〇〇59] 現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖8,圖8顯示了用于選擇重置的過(guò)濾器800的電路圖。過(guò)濾器包括一個(gè)電容器802、電阻器804和806以及晶體管808。在該所示的例子中，過(guò)濾器800是一個(gè)高通過(guò)濾器。因此，過(guò)濾器800是可以用于圖4和5的雷達(dá)接收器中的過(guò)濾器類型的例子。具體地，過(guò)濾器800是可以用于高通過(guò)濾器444、448、544和/或548的過(guò)濾器類型。通常，電容器802和電阻器804提供高通過(guò)濾，而電阻器806和晶體管808提供重置功能。具體地，晶體管808操作為開關(guān)器件并且電阻器806是一個(gè)開關(guān)電阻。在一個(gè)示例實(shí)現(xiàn)中，電阻器804顯著比電阻806大， 并且晶體管808是場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)。
[0060]在正常操作期間，RESET信號(hào)為低，并且晶體管808將處于關(guān)閉并且不導(dǎo)通。因此， 在正常操作期間，沒(méi)有顯著電流流過(guò)電阻器806和晶體管808,并且高通過(guò)濾器的操作沒(méi)有受到顯著影響。然而，當(dāng)RESET信號(hào)被驅(qū)動(dòng)為邏輯電平高(或明確肯定)時(shí)，晶體管808導(dǎo)通， 并且電流流過(guò)電阻器806和晶體管808。由于電阻器806的電阻相比于電阻器804的電阻相對(duì)較低，所以切換晶體管808有效地減小了過(guò)濾器800的等效時(shí)間常數(shù)。換句話說(shuō)，電容器802 的輸出節(jié)點(diǎn)將朝向電壓V0，其中電壓V0可以是放大器輸入級(jí)的偏置電壓。這有效地從電容器802的節(jié)點(diǎn)清除電荷，從而清除了電容器802并且重置過(guò)濾器800。換句話說(shuō)，重置從電容器802清除了多余的電壓，并將電容器802返回到它的初始電壓值。
[0061]應(yīng)指出，圖8所示的過(guò)濾器800僅僅是用于雷達(dá)裝置的過(guò)濾器類型的一個(gè)例子。此夕卜，電阻器806和晶體管808僅僅是這樣一個(gè)過(guò)濾器如何被配置為重置的一個(gè)例子。過(guò)濾器的其它例子可以為美國(guó)專利US6795006(Delight等人)中發(fā)現(xiàn)的重置所配置。[0062 ]在一個(gè)實(shí)施例中，提供了一個(gè)雷達(dá)裝置，包括:至少一個(gè)被配置以發(fā)射一個(gè)雷達(dá)信號(hào)的發(fā)射器單元;至少一個(gè)被配置以接收所述雷達(dá)信號(hào)的一個(gè)反射的接收器單元;所述接收器單元包括至少一個(gè)被配置以過(guò)濾所述接收的雷達(dá)信號(hào)的過(guò)濾器單元以及至少一個(gè)被配置以放大所述接收的雷達(dá)信號(hào)的放大器單元;一個(gè)耦合于所述至少一個(gè)放大器單元并且被配置以檢測(cè)所述至少一個(gè)放大器單元的一個(gè)飽和事件的飽和檢測(cè)器；以及一個(gè)被配置以重置所述至少一個(gè)接收器單元以響應(yīng)于一個(gè)檢測(cè)的飽和事件的重置機(jī)構(gòu)。
[0063]在另一個(gè)實(shí)施例中，提供了一個(gè)雷達(dá)裝置，包括至少一個(gè)發(fā)射器單元，所述至少一個(gè)發(fā)射器單元被配置以發(fā)射一個(gè)雷達(dá)信號(hào)，其中所述雷達(dá)信號(hào)是一個(gè)被幀周期和幀間周期調(diào)制的調(diào)頻連續(xù)波(FMCW)信號(hào)；至少一個(gè)接收器單元，所述至少一個(gè)接收器單元被配置以接收所述雷達(dá)信號(hào)的一個(gè)反射，并且所述至少一個(gè)接收器單元包括至少一個(gè)被配置以過(guò)濾所述接收的雷達(dá)信號(hào)的過(guò)濾器單元以及至少一個(gè)被配置以放大所述接收的雷達(dá)信號(hào)的放大器單元；
[0064]—個(gè)耦合于所述至少一個(gè)過(guò)濾器單元并且被配置以檢測(cè)所述至少一個(gè)放大器單元的一個(gè)飽和事件以及明確肯定一個(gè)飽和檢測(cè)信號(hào)以響應(yīng)于所述檢測(cè)的飽和事件的飽和檢測(cè)器；以及一個(gè)被配置以接收所述飽和檢測(cè)信號(hào)和一個(gè)頻率調(diào)制控制信號(hào)的重置機(jī)構(gòu)， 所述頻率調(diào)制控制信號(hào)指示下一個(gè)幀間周期的開始，所述重置機(jī)構(gòu)被配置以在所述指示所述下一個(gè)幀間周期的開始之后重置所述至少一個(gè)過(guò)濾器單元以響應(yīng)于在一個(gè)當(dāng)前幀周期中明確肯定的所述飽和檢測(cè)信號(hào)。
[0065]在另一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種方法，所述方法包括步驟:在一個(gè)接收器單元接收一個(gè)雷達(dá)信號(hào)的一個(gè)反射，所述接收器單元包括至少一個(gè)被配置以過(guò)濾所述接收的雷達(dá)信號(hào)的過(guò)濾器單元以及至少一個(gè)被配置以放大所述接收的雷達(dá)信號(hào)的放大器單元;檢測(cè)所述至少一個(gè)放大器單元的一個(gè)飽和事件；以及重置所述接收器單元的所述至少一個(gè)過(guò)濾器單元以響應(yīng)于一個(gè)檢測(cè)飽和事件。
[0066]上述描述的實(shí)施例可以以多種方式實(shí)現(xiàn)。例如，上述描述的技術(shù)可以在一個(gè)示例非短暫有形計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上實(shí)現(xiàn)。例如，計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以是一個(gè)硬盤、固態(tài)存儲(chǔ)器、閃存存儲(chǔ)器等等，并且或可是非可讀或可讀，這種存儲(chǔ)介質(zhì)可以存儲(chǔ)指令，這些指令允許處理器執(zhí)行一種操作一個(gè)本發(fā)明所定義的雷達(dá)裝置的方法。[〇〇67]特別地，指令允許處理器執(zhí)行一種操作一個(gè)雷達(dá)裝置的方法，所述方法包括在一個(gè)接收器單元接收一個(gè)雷達(dá)信號(hào)的一個(gè)反射，所述接收器單元包括至少一個(gè)被配置以過(guò)濾所述接收的雷達(dá)信號(hào)的過(guò)濾器單元以及至少一個(gè)被配置以放大所述接收的雷達(dá)信號(hào)的放大器單元;檢測(cè)所述至少一個(gè)放大器單元的一個(gè)飽和事件；以及重置所述接收器單元的所述至少一個(gè)過(guò)濾器單元以響應(yīng)于一個(gè)檢測(cè)飽和事件。
[0068]本發(fā)明因此還或可在一個(gè)計(jì)算機(jī)程序上實(shí)現(xiàn)以在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上運(yùn)行，，當(dāng)在一個(gè)可編程裝置上運(yùn)行時(shí)，例如一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上運(yùn)行時(shí)，至少包括用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明所述的方法步驟的代碼部分或使可編程裝置執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的裝置或系統(tǒng)的功能。計(jì)算機(jī)程序可能例如包括一個(gè)或多個(gè):一個(gè)子程序、一個(gè)函數(shù)、一個(gè)程序、一個(gè)對(duì)象方法、一個(gè)對(duì)象實(shí)現(xiàn)、一個(gè)可執(zhí)行的應(yīng)用程序、一個(gè)小程序、一個(gè)小服務(wù)程序、一個(gè)源代碼、一個(gè)對(duì)象代碼、一個(gè)共享庫(kù)/動(dòng)態(tài)裝載庫(kù)和/或設(shè)計(jì)用于在一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上的執(zhí)行的其它指令序列。
[0069]在前面的說(shuō)明中，參照本發(fā)明實(shí)施例的特定例子已經(jīng)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述。然而， 很明顯各種修改和變化或可在不脫離附屬權(quán)利要求中所陳述的本發(fā)明的寬范圍精神及范圍的情況下被做出。例如，本發(fā)明所討論的連接或可是任何類型的連接。該連接適于將信號(hào)傳輸?shù)礁髯缘墓?jié)點(diǎn)、單元或器件，例如通過(guò)穿孔中間器件。[〇〇70]因此，除非暗示或說(shuō)明，連接，例如，可能是直接連接或間接連接。然而，其它修改、 變型和替代也是可能的。因此，說(shuō)明書以及附圖被認(rèn)為是一個(gè)說(shuō)明性而不是一個(gè)狹義性的。
[0071]雖然例子參照FMCW雷達(dá)被描述，但是其它類型的雷達(dá)也或可被使用。此外，雖然例子在汽車?yán)走_(dá)系統(tǒng)的背景下被描述，但是這些也或可被用于其它類型的雷達(dá)。在功能上形成單獨(dú)裝置的器件或可被集成在單個(gè)物理裝置中。而且，單元和電路或可適當(dāng)?shù)亟M合在一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體裝置中。即，雷達(dá)裝置或可被實(shí)現(xiàn)為單個(gè)集成電路，或多個(gè)集成電路。
[0072]在權(quán)利要求中，放置在括號(hào)之間的任何參考符號(hào)不得被解釋為限定權(quán)利要求。單詞“包括”不排除其它元素或隨后在一個(gè)權(quán)力要求中列出的那些步驟的存在。此外，本發(fā)明所用的“a”或“an”被定義為一個(gè)或多個(gè)。并且，在權(quán)利要求中所用詞語(yǔ)如“至少一個(gè)”以及 “一個(gè)或多個(gè)”不應(yīng)該被解釋以暗示通過(guò)不定冠詞“a”或“an”引入的其它權(quán)利要求元素限定任何其它特定權(quán)利要求。所述特定權(quán)利要求包括這些所介紹的對(duì)發(fā)明的權(quán)利元素，所述權(quán)利元素不僅僅包括一個(gè)這樣的元素。即使當(dāng)同一權(quán)利要求中包括介紹性短語(yǔ)“一個(gè)或多個(gè)” 或“至少一個(gè)”以及不定冠詞，例如“a”或“an”。使用定冠詞也是如此。除非另有說(shuō)明，使用術(shù)語(yǔ)如“第一”以及“第二”是用于任意差分這些術(shù)語(yǔ)描述的元素的。因此，這些術(shù)語(yǔ)不一定表示時(shí)間或這些元素的其它優(yōu)先次序。某些措施在相互不同的權(quán)利要求中被列舉的事實(shí)并且不表示這些措施的組合不能被用于獲取優(yōu)勢(shì)。[〇〇73]說(shuō)明書和權(quán)利要求中的術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等等是用于區(qū)分元件，而不一定用于描述一個(gè)特定結(jié)構(gòu)、順序或時(shí)間順序。應(yīng)了解術(shù)語(yǔ)在這種用法在適當(dāng)?shù)那闆r下是可以互換的。此外，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”、“有”一起其中的變體都旨在涵蓋非排他性關(guān)于特定實(shí)施例的好處、其它優(yōu)點(diǎn)以及問(wèn)題的解決方法在上述已被描述。然而，可能引起任何好處、優(yōu)點(diǎn)或解決方法發(fā)生或變得更加顯著的好處、優(yōu)點(diǎn)、問(wèn)題的解決方法以及其它元件不被解釋為任何或所有權(quán)利要求的批評(píng)的、必需的、或本質(zhì)特征或元件。正如本發(fā)明所使用的，術(shù)語(yǔ)“包括“或其任何其它變化形式旨在涵蓋非排他性內(nèi)容，以便包括一列元件的一個(gè)過(guò)程、方法、物件、或器具不一定限定于這些元件，但可能包括其它沒(méi)有明確列出的或是這個(gè)過(guò)程、方法、物件、或器具固有的元件。正如本發(fā)明所使用的，術(shù)語(yǔ)“親合”被定義為直接或間接連接的電氣或非電氣方式。[〇〇74]雖然本發(fā)明主題的原則已經(jīng)結(jié)合特定系統(tǒng)、裝置和方法在上面被描述，應(yīng)清楚地了解，該描述僅僅是通過(guò)例子的方式，而不是對(duì)本發(fā)明的主題范圍的一個(gè)限定。本發(fā)明所討論的以及附圖中所說(shuō)明的各種功能或處理模塊或可在硬件、固件、軟件或其中的任合組合中被實(shí)施。另外，本發(fā)明所使用的措辭或術(shù)語(yǔ)是為了描述而不是限定。
[0075]對(duì)特定實(shí)施例的上述描述充分揭示了本發(fā)明的一般特性，其他人可以通過(guò)運(yùn)用當(dāng)前知識(shí)，在不脫離一般概念的情況下很容易地對(duì)其進(jìn)行修改和/或調(diào)整以適合各種應(yīng)用。因此，這些調(diào)整和修改是在本發(fā)明實(shí)施例的意圖和等同物范圍中進(jìn)行的。本發(fā)明主題包含所有這些替代物、修改、等值物、以及在附加權(quán)利要求的精神和寬范中的變化。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一個(gè)雷達(dá)裝置包括:至少一個(gè)被配置以發(fā)射一個(gè)雷達(dá)信號(hào)的發(fā)射器單元；至少一個(gè)被配置以接收所述雷達(dá)信號(hào)的反射的接收器單元；其中所述接收器單元包括至少一個(gè)被配置以過(guò)濾所述接收的雷達(dá)信號(hào)的過(guò)濾器單元 以及至少一個(gè)被配置以放大所述接收的雷達(dá)信號(hào)的放大器單元；耦合于所述至少一個(gè)放大器單元并且被配置以檢測(cè)所述至少一個(gè)放大器單元的飽和 事件的飽和檢測(cè)器；以及被配置以重置所述至少一個(gè)接收器單元以響應(yīng)于檢測(cè)的飽和事件的重置機(jī)構(gòu)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雷達(dá)裝置，其中所述至少一個(gè)發(fā)射器單元被配置以通過(guò)幀周 期和幀間周期調(diào)節(jié)所述雷達(dá)信號(hào)并且其中所述重置機(jī)構(gòu)被配置以重置所述接收器單元的 所述至少一個(gè)過(guò)濾器單元以在下一個(gè)幀間周期期間重置所述至少一個(gè)過(guò)濾器單元以響應(yīng) 于所述檢測(cè)的飽和事件。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雷達(dá)裝置，其中所述至少一個(gè)發(fā)射器單元被配置以在所述幀 周期期間將所述雷達(dá)信號(hào)的頻率增加到初始頻率值和較高頻率值之間并且在幀間周期期 間將所述雷達(dá)信號(hào)的所述頻率減小到所述初始頻率值。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雷達(dá)裝置，其中所述至少一個(gè)發(fā)射器單元被配置以在幀周期 期間將所述雷達(dá)信號(hào)的頻率減小到一個(gè)初始頻率值和一個(gè)較低頻率值之間并且在幀間周 期期間將所述雷達(dá)信號(hào)的所述頻率增加到所述初始頻率值。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雷達(dá)裝置，其中所述飽和檢測(cè)器被配置以從所述接收的雷達(dá) 信號(hào)提取一個(gè)共模電壓并且將所述提取的共模電壓與一個(gè)閾值電壓進(jìn)行比較以檢測(cè)所述 至少一個(gè)放大器單元中的飽和事件。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雷達(dá)裝置，其中所述接收的雷達(dá)信號(hào)是差分雷達(dá)信號(hào)，并且其 中所述飽和檢測(cè)器被配置以從所述差分雷達(dá)信號(hào)提取正的共模等效電壓和負(fù)的共模等效 電壓，并且其中飽和檢測(cè)器還被配置以將所述正的共模等效電壓和可變閾值電壓進(jìn)行比較 以及將所述負(fù)的共模等效電壓和所述可變閾值電壓進(jìn)行比較以檢測(cè)飽和事件。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雷達(dá)裝置，其中所述至少一個(gè)過(guò)濾器單元包括一個(gè)電容器，并 且其中所述重置機(jī)構(gòu)被配置以通過(guò)從所述電容器移除過(guò)量的電荷來(lái)重置所述至少一個(gè)過(guò) 濾器單元。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雷達(dá)裝置，其中所述至少一個(gè)過(guò)濾器單元包括一個(gè)電容器、一 個(gè)電阻器和與開關(guān)電阻器串聯(lián)的開關(guān)裝置，其中所述開關(guān)電阻器具有比所述電阻器小的電 阻值，并且其中所述重置機(jī)構(gòu)耦合于所述開關(guān)裝置以及被配置以通過(guò)接通所述開關(guān)裝置來(lái) 重置所述至少一個(gè)過(guò)濾器單元以減小所述至少一個(gè)過(guò)濾器單元的等效時(shí)間常數(shù)。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雷達(dá)裝置，其中所述重置機(jī)構(gòu)還被配置以接收頻率調(diào)制控制 信號(hào)，所述頻率調(diào)制控制信號(hào)指示位于所述發(fā)射的雷達(dá)信號(hào)中的幀間周期的開始。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的雷達(dá)裝置，其中所述重置機(jī)構(gòu)被配置以在所述指示位于所述 發(fā)射的雷達(dá)信號(hào)中的所述幀間周期的開始之后的延遲時(shí)間之后重置所述接收器單元的所 述至少一個(gè)過(guò)濾器單元。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的雷達(dá)裝置，其中所述延遲時(shí)間是基于位于所述雷達(dá)裝置的 最大范圍處的傳播延遲的預(yù)定固定時(shí)間。12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的雷達(dá)裝置，其中所述雷達(dá)裝置還被配置以確定到檢測(cè)對(duì)象 的距離，并且其中所述延遲時(shí)間是基于到對(duì)象的確定距離以及在所述確定的距離處的傳播 延遲的動(dòng)態(tài)確定時(shí)間。13.—種操作雷達(dá)裝置的方法包括:在接收器單元接收雷達(dá)信號(hào)的反射，所述接收器單元包括至少一個(gè)被配置以過(guò)濾所述 接收的雷達(dá)信號(hào)的過(guò)濾器單元以及至少一個(gè)被配置以放大所述接收的雷達(dá)信號(hào)的放大器 單元；檢測(cè)所述至少一個(gè)放大器單元中的飽和事件；以及重置所述接收器單元的所述至少一個(gè)過(guò)濾器單元以響應(yīng)于檢測(cè)到的飽和事件。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，還包括發(fā)射所述雷達(dá)信號(hào)，并且其中所述發(fā)射所述雷 達(dá)信號(hào)包括通過(guò)幀周期和幀間周期調(diào)制所述雷達(dá)信號(hào)，并且其中重置所述接收器單元的所 述至少一個(gè)過(guò)濾器單元以響應(yīng)于所述檢測(cè)到的飽和事件的步驟包括在下一個(gè)幀間周期期 間重置所述至少一個(gè)過(guò)濾器單元。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中檢測(cè)所述至少一個(gè)放大器單元中的所述飽和事 件的步驟包括從所述接收的雷達(dá)信號(hào)提取共模電壓并且將所述提取的共模電壓與閾值電 壓進(jìn)行比較。
【文檔編號(hào)】G01S13/32GK105988110SQ201610109422
【公開日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2016年2月26日
【發(fā)明人】克里斯蒂安·帕瓦奧莫雷拉, 比拉瑪·貢巴拉, 多米尼克·德爾貝克
【申請(qǐng)人】飛思卡爾半導(dǎo)體公司