专利名称：汽车雷达发射器架构的制作方法
汽车雷达发射器架构
背景技术：
在现代机动车辆中，雷达系统正变得日M普遍。雷达系统能够检测车辆周围的物体的位置并允许车辆相应地做出响应。例如，自主巡航控制(ACC)系统使用雷达系统来检测汽车周围的物体的位置和/或速率。雷达系统把与检测到的位置和/或速率对应的信号提供给数字信号处理器(DSP)，DSP响应于这些信号自动调整汽车的速度以便保持安全距离(例如，如果在汽车前面检测到物体，则DSP把信号发送给引擎或制动系统以减速)。雷达系统经常根据相位单脉冲方位角检测法操作，该方法允许检测物体相对于车辆的角度和距离。相位单脉冲方位角检测法使用两个或更多的接收天线以通过计算在每个天线接收的信号之间的相差来确定物体的角度位置。为了区别相对于雷达系统位于相同距离但处于不同角度位置的物体，数字波束形成(DBF)可用于产生在小角度上延伸的雷达信号。典型地，DBF雷达发射器包括配置为产生射频(RF)信号的发射芯片。RF信号被从发射芯片提供到雷达前端以便发射。前端具有相移网络，在RF信号被提供给多个天线中的两个或更多的天线之前，该相移网络路由RF信号经过可变长度的线缆。多数雷达系统操作的频率足够高(例如，24 GHz)，从而雷达前端不能以用于发射芯片的相同的双极硅技术成功地实现。替代地，雷达前端例如通常实现为单独的包括砷化镓(GaAs)高电子迁移率晶体管的单片微波集成电路(MMIC)。
图1表示具有能够选择性地激活和停用的多个独立的发射链的雷达发射器的第一实施例的方框图。图2表示具有多个独立的发射链的雷达发射器的替选实施例的方框图，所述多个独立的发射链分别包含包括一个或多个IQ混频器的矢量调制器。图3表示具有由控制单元选择性地操作的多个独立的发射链的雷达发射器的另一实施例的方框图。图4表示具有多个独立的发射链的雷达发射器的更详细的实施例的方框图，所述多个独立的发射链分别包含包括IQ混频器的矢量调制器。图5a_5d表不雷达发射器发射链的输出信号的极图。图6a和6b表示具有选择性地操作于不同子集配置的独立的发射链的雷达发射器的方框图。图7是用于产生发射的雷达波束的示例性方法的流程图。
具体实施例方式现在将参照附图描述本发明，其中相似标号始终用于表示相似元件，并且其中表示的结构和装置未必按照比例绘制。本公开的一些方面提供一种包括于单个集成芯片基底内的数字波束形成(DBF)雷达发射器，该雷达发射器能够实现发射的雷达波束的连续波束调向以及改变发射的雷达波束的原点的物理位置。该DBF雷达发射器包括配置为产生高频(例如，射频)输入信号的信号发生器。高频输入信号被作为输入提供给多个独立的发射链，所述多个独立的发射链包含独立操作的矢量调制器(例如，具有IQ混频器)，所述矢量调制器配置为把单独的相位调整引入到高频输入信号以产生单独的RF输出信号。控制单元配置为选择性地激活(例如，两个或更多)独立的发射链的子集。通过激活独立的发射链的子集以产生具有单独相位的RF输出信号，能够实现波束调向功能。另外，子集定义发射的雷达波束的可改变的位置。图1表示具有多个独立的发射链的雷达发射器100(例如，DBF雷达发射器)的第一实施例的方框图。雷达发射器100包括信号发生器102，信号发生器102具有耦合到多个发射链104a-104n的输出节点。信号发生器102配置为产生作为所述多个发射链104a_104n中的每一个发射链的输入而提供的射频(RF)输入信号RFin。每个发射链104a_104n包含矢量调制器，矢量调制器配置为在提供RF输入信号RFin作为RF输出信号之前独立于其它发射链改变RF输入信号RFin的幅度和/或相位(即，把单独的幅度和/或相位调整引入到RF输入信号)。例如，第一发射链104a包括把第一幅度和/或第一相位调整引入到RF输入信号RFin中以产生第一 RF输出信号RFratl的第一矢量调制器，而第二发射链104b包括把第二幅度调整(不同于第一幅度调整)和/或第二相位调整(不同于第一相位调整)引入到RF输入信号RFin中以产生第二 RF输出信号RFrat2的第二矢量调制器。雷达发射器100还包括控制单元106。控制单元106配置为选择性地激活所述多个发射链的子集以同时操作从而产生RF输出信号，而剩余的停用的发射链不产生RF输出信号。当激活时，发射链输出具有由发射链内的矢量调制器控制的特定相位和/或幅度的RF输出信号。当停用时，发射链不输出RF输出信号(例如，不输出RF输出信号或者输出具有基本上零幅度的RF输出信号)。在一个实施例中，控制单元106可还配置为控制每个发射链内包括的矢量调制器的操作(例如，以便定义由矢量调制器提供的相位和/或幅度调整)。在一个实施例中，所述多个发射链的子集包括两个或更多的发射链。由于每个发射链产生单独的输出信号，所以雷达发射器能够操作各个矢量调制器以单独地改变RF输出信号的相位。通过同时操作两个或更多的发射链(例如，104a和104b、104b和104n、104a和104n等)以产生彼此叠加的具有特定相位的RF输出信号(S卩，以便在波束的位置相长干涉以及破坏性地在其它位置相消干涉)，在雷达发射器100中实现波束调向功能(例如，该功能能够在从-90°到+90°的不同方向上对发射的天线波束进行调向)。另外，在其中每个RF输出信号被提供给单独的天线的一个实施例中，发射的雷达波束原点的位置由激活的发射链的位置定义。例如，选择性地激活所述多个独立的发射链的第一子集提供发射的雷达波束的原点的第一位置，而选择性地激活所述多个独立的发射链的第二子集提供与第一位置不同的发射的雷达波束的原点的第二位置。因此，发射链的选择性激活和停用允许发射的雷达波束的原点的位置被改变。因此，雷达发射器100实现包含矢量调制器的发射器链的选择性操作以便实现发射的雷达波束原点位置的控制和波束调向功能，而不使用实现为单独的单片微波集成电路(MMIC)的高速开关。图2表示雷达发射器200的更详细实施例的方框图。如图2中所示，雷达发射器200包括信号发生器202，信号发生器202具有单个振荡器(例如，压控振荡器)，该振荡器配置为产生提供给缓冲放大器204的射频(RF)输入信号，缓冲放大器204配置为放大RF输入信号。在一个实施例中，缓冲放大器204在把RF输入信号提供给功率分配器206之前放大RF输入信号,功率分配器206分割接收的RF输入信号并把分割的RF输入信号输出到多个独立的发射链208a-208c。在替选实施例中，缓冲放大器204在把RF输入信号直接提供给独立的发射链208a-208c之前放大RF输入信号。每个发射链208包含矢量调制器，矢量调制器具有一个或多个IQ混频器210和功率放大器212。当发射链被激活时，发射链内的一个或多个IQ混频器210配置为接收RF输入信号并把幅度和/或相位调整引入到RF输入信号。由于每个发射链独立于其它发射链操作，所以每个IQ混频器210能够把不同的相位和/或幅度变化引入到RF输入信号RFin。不同相位的RF输出信号的输出被提供给不同的天线214 (例如，双极天线)，由此实现波束调向功能(例如，通过连续地改变RF输出信号的相位，所述一个或多个IQ混频器210能够引起发射的雷达波束在离方位角+90° /-90°的范围上扫描)。例如，如果第一和第二发射链被激活并且第三发射链停用，则当从天线214a和214b发射的RF输出信号的相位相同时，发射的天线波束将会沿着方位角传播，而当从天线214a和214b发射的RF输出信号的相位不同时，发射的天线波束将会被调向至离开方位角的角度。雷达发射器200还配置为通过选择性地激活和停用所述多个发射链的子集来提供发射器雷达波束原点216的位置的改变。例如，在一个实施例中，包括两个独立的发射链的所述多个发射链的子集被激活以同时产生发射的雷达波束。该子集可包括第一发射链208a和第二发射链208b，它们被选择性地激活以提供发射的雷达波束的原点216a的第一位置。替选地，该子集可包括第二发射链208b和第三发射链208c，它们被选择性地激活以提供发射的雷达波束的原点216b的第二位置。在替选实施例中，子集可包括有效的发射链的不同组合。改变发射的雷达波束的原点的位置提高了 DBF雷达发射器的性能(例如，与以物理方式实现相比，允许合成两倍的接收的RF信道数据量)。在一个实施例中，雷达发射器200可被包括在单个集成芯片基底218 (例如，硅基底)或单一半导体技术(例如，SiGe或CMOS芯片)内。与可使用被包括在不同的集成芯片(例如，包括GaAs、GaN等)上的具有低发射损失的开关把由基于硅的发射集成芯片产生的RF信号耦合到天线的现有技术发射器相比，所公开的发射器雷达可被包括在单个集成芯片内。这是因为，所公开的雷达发射器在不使用低损失开关的情况下操作。相反地，所公开的雷达发射器通过选择性地激活或停用发射链来改变雷达发射器波束的原点的位置。单个集成芯片中的发射器雷达的实现方式相对于多芯片组件提供成本减少。将会理解，包含于本文提供的发射器雷达内的发射链可根据本领域普通技术人员已知的各种技术被选择性地激活或停用。例如，在一个实施例中，通过操作发射链中的功率放大器以产生具有基本上零的幅度的输出信号，发射链可被停用。在另一实施例中，通过分离从每个发射链提供的电力，发射链可以被选择性地激活或停用。在另一实施例中，通过不把控制信号施加于混频器(例如，不向混频器210a提供要与RF输入信号混合的控制信号)或者通过把控制信号设置为具有零的幅度(例如，把具有零的幅度的控制信号提供给混频器)，发射链可被选择性地激活或停用。在这种实施例中，混频器的输出是零，有效地关闭发射链。图3表示包括控制单元302的DBF发射器雷达300，控制单元302配置为产生选择性地激活和停用多个发射链的控制信号。控制信号CTRL选择性地操作多个开关元件S1-Sn,这些开关元件配置为从电源304向一个或多个发射链306a-306n提供电力。在一个实施例中，通过选择性地操作开关元件S1-Sn以把电源304连接到各发射链内的功率放大器的偏置端子，发射链306a-306n被激活和停用。例如，通过提供打开第一开关元件S1的控制信号CTRL，控制单元302可停用第一发射链306a。打开第一开关元件S1切断电源304和第一发射链306a之间的连接，由此断开馈给第一发射天线308a的功率放大器的偏置电压。通过提供闭合第一开关元件S1的控制信号CTRL，控制单元302可激活第一发射链306a。闭合第一开关兀件S1形成电源304和第一发射链306a之间的电气连接，由此接通馈给第一发射天线308a的功率放大器的偏置电压。如图3中所示，第一开关元件S1和第二开关元件S2闭合，激活第一发射链306a和第二发射链306b。另外,第三开关兀件S3打开,停用第三发射链306c。图4表示具有多个独立的发射链402的雷达发射器400的更详细的实施例的方框图。雷达发射器400包括信号发生器，信号发生器配置为产生RF输入信号RFin并把RF输入信号RFin提供给每个发射链402。每个发射链402x(其中x=l，2或3)包含配置为接收RF输入信号RFin的信号分配器404x。信号分配器404x配置为把RF输入信号RFin分成两个信号，同相RF输入信号RFinx l和正交相位RF输入信号RFinx Q，它们之间具有90°相移。例如，第一发射链包含第一信号分配器404a。第一信号分配器404a配置为产生同相信号RFinl l和正交相位信号RFinl Q，其中同相信号RFinl l相对于正交相位信号RFinl Q具有90°相移。同相信号RFinx l和正交信号RFinx Q分别通过同相混频器408x和正交相位混频器410x与由控制器406x (例如，包括配置为产生提供给第一和第二混频器的具有90°相移的控制信号的本机振荡器，或者包括由SPI接口控制的数模)产生的控制信号Ix和Qx相乘，以产生调制的同相信号和调制的正交相位信号。调制的同相信号被从同相混频器408x输出到加法器412x，并且调制的正交相位信号被从正交相位混频器410x输出到加法器412x。加法器412x重新组合调制的同相和正交相位信号以产生在从天线416x发射之前被提供给功率放大器414x的RF输出信号。例如，同相信号RFinu被提供给第一 IQ混频器408a。第一 IQ混频器408a配置为混合同相信号RFinu与由第一控制器406a产生的同相控制信号Ix。第一 IQ混频器408a的输出被作为同相调制的信号提供给加法器412a。正交相位信号RFinljj被提供给第二 IQ混频器408b。第二混频器408b配置为混合正交相位信号RFinl Q与由控制器406a产生的正交控制信号。第二 IQ混频器的输出被作为正交相位调制的信号提供给加法器412a。调制的同相和正交相位输出信号由加法器412a重新组合，随后被提供给功率放大器414a。功率放大器414a配置为在RF输出信号被提供给天线416a以便发射之前增加RF输出信号的幅度。
将会理解，IQ混频器408和410可操作以把相位调整、幅度调整或者相位调整和幅度调整引入到RF输入信号中。例如，在一个实施例中，混频器408和410可操作以把相位调整引入到RF输入信号中，而放大器414可配置为把幅度调整引入到相移的RF输入信号。在另一实施例中，混频器408和410可操作以把相位调整和幅度调整引入到RF输入信号中，而放大器414可配置为把进一步的幅度调整引入到相移的RF输入信号。通过改变控制信号Ix和Qx的相位和幅度，能够改变RF输出信号的相位和幅度，由此基于控制信号Ix和Qx提供幅度和相位控制。例如，图5a_5d表不图4中表不的发射链的输出信号(例如，从加法器412a输出)的极图，该输出信号具有可变幅度Ax和可变相位x (可变幅度Ax和可变相位x取决于控制信号Ix和Qx的值)。极图表示由控制器406产生的控制信号的值可如何变化以改变输出信号的幅度和相位。特别地，极图表示改变由控制器406产生的Ix和Qx控制信号的值由于Ax = Ix2 + Qx2而改变RF输出信号的幅度的值并且由于x= tan^1 (Qx/Ix)而改变RF输出信号的相位的值。参照图5a,极图500表不第一控制器输出配置,其中控制器输出具有值Iju (其中x=l，2或3)的第一同相控制信号和具有值Q1的正交相位控制信号，值Q1等于值Ijut5所获得的输出f目号具有幅度A1= Ix；I + QxJ2和相位1= tan 1 (Qx，丨/Ijj，丨)。参照图5b，极图502表示第一控制器输出配置，其中控制器可操作以输出具有值UIm大于ii)的同相控制信号和具有值UL小于D的正交相位控制信号。所获得的输出信号具有等于A1的幅度A2= Ij + Qx,22和小于i的相位2二 tan-1 (Qx,2/Ix,2)。参照图5c，极图504表示第一控制器输出配置，其中控制器可操作以输出具有值小于D的同相控制信号和具有值Uk小于U的正交相位控制信号。所获
得的输出信号具有小于^的幅度A3= Ix,32 + Qx，32和基本上等于i的相位3= tan-1 (Qx,3/
Ix, 3)。参照图5d，极图506表示第一控制器输出配置，其中控制器可操作以输出具有值小于ii)的同相控制信号和具有值Ul大于I=U)的正交相位控制信号。所获
得的输出彳目号具有小于A1的幅度A4= Ix，42 + Qx，42和大于4的相位4= tan 1 (Qx，4/Ix，4)。图6a和6b表示根据不同有效发射链子集配置而操作(即，使所述多个发射链的不同子集激活和停用)的雷达发射器700(例如，DBF雷达发射器)。将会理解示出的配置是非限制性的配置，并且如本文所提供的雷达发射器可根据替选配置进行操作。在图6a_6b中，发射链602配置为彼此独立地操作，从而第一发射链602a配置为产生具有幅度A1;t和相位 U的输出信号,而第二发射链602b配置为产生具有幅度A2，t和相位2，t的输出信号并且第三发射链602c配置为产生具有幅度A3，t和相位3，t的输出信号，其中t是时间段。参照图6a，雷达发射器600 (例如，DBF雷达发射器)根据第一有效发射链子集配置而操作，其中第一发射链602a和第二发射链602b被激活，而第三发射链602c停用。第一和第二发射链从第一天线604a和第二天线604b输出信号606a和606b。输出信号606a和606b彼此叠加，导致具有位于第一和 第二天线之间的物理原点610的发射的天线波束608。通过调整由第一和第二发射链产生的信号的相位，能够相对于方位角对发射的天线波束进行调向+/-90°。例如，在第一时间段(t=l)，第一发射链602a产生具有幅度Am和相位u的输出信号并且第二发射链产生具有幅度Ay和相位u的输出信号，导致相对于方位角具有第一角度O1的发射的天线波束。通过调整第一发射链602a以产生具有幅度Ay和相位 u的输出信号并且调整第二发射链602b以产生具有幅度A2，2和相位2，2的输出信号，发射的天线波束的角度能够在第二时间段(t=2)调整为相对于方位角具有第二角度中2。参照图6b，DBF雷达发射器612根据第二有效发射链子集配置而操作，其中第一发射链602a和第三发射链602c有效,而第二发射链602b无效。第一和第三发射链从第一天线604a和第三天线604c输出信号606a和606c。输出信号606a和606c彼此叠加，导致具有位于第一和第三天线之间的物理原点610的发射的天线信号。通过调整由第一和第二发射链产生的信号的相位，能够相对于方位角对发射的天线波束进行调向+/-90°。例如，在第一时间段(t=l)，第一发射链602a产生具有幅度Am和相位u的输出信号并且第三发射链产生具有幅度A。和相位 V的输出信号，导致相对于方位角具有第一角度O1的发射的天线波束。通过调整第一发射链602a以产生具有幅度Ay和相位 u的输出信号并且调整第三发射链602c以产生具有幅度A3，2和相位3，2的输出信号，发射的天线波束的角度能够在第二时间段(t=2)调整为相对于方位角具有第二角度中2。通过激活第一和第三发射链而停用第二发射链，能够实现另外的辐射位置。在这种配置中，辐射位置将会在各位置之间。图7是用于产生具有可改变的原点的可调向的发射的雷达波束的更详细的示例性方法700的流程图。尽管下面把方法表示并描述为一系列动作或事件，但将会理解，表示的这种动作或事件的排序不应在限制性的意义上解释。例如，除了本文表示和/或描述的那些之外，一些动作可按照不同次序发生和/或与其它动作或事件同时发生。另外，可能并非需要所有表示的动作以实现本文的公开的一个或多个方面或者实施例。此外，可在一个或多个单独的动作和/或阶段中执行本文描述的一个或多个动作。另外，要求保护的主题可使用标准编程和/或工程技术实现为方法、设备或制品以产生软件、固件、硬件或它们的任何组合从而控制计算机实现所公开的主题(例如，图1、2等中示出的电路是可用于实现方法700的电路的非限制性例子)。如本文所使用的术语“制品”旨在包括从任何计算机可读装置、载体或介质可访问的计算机程序。当然，本领域技术人员将会意识到，在不脱离要求保护的主题的范围或精神的情况下可对这种配置做出许多修改。在702，产生高频信号。高频可包括RF输入信号(例如，具有大约24 GHz的频率)。在一个实施例中，可由本机振荡器产生高频输入信号。在704，高频输入信号被提供给多个发射链，其中各发射链具有矢量调制器。在一个实施例中，缓冲放大器在把RF信号提供给功率分配器之前放大RF信号，功率分配器分割接收的RF信号并把分割的RF信号输出到多个独立的发射链。在替选实施例中，在缓冲放大器的输出被直接提供给单独的发射链之前，缓冲放大器放大RF信号。在706，雷达发射器的所述多个发射链的子集被激活。在一个实施例中，该子集包括两个或更多的发射波束，这些发射波束在同时操作时实现波束调向功能。另外，该子集定义发射的天线波束的原点的位置。例如，如果第一子集被激活，则从具有第一位置的原点形成发射器雷达波束，而如果第二子集被激活，则从具有不同于第一位置的第二位置的原点形成发射器雷达波束。在一个实施例中，激活多个发射链的子集包括选择性地把偏置电压提供给位于各发射链内的功率放大器。在708，单独的幅度和/或相位调整被引入到输入到所述多个发射链的激活的子集中的RF信号中以产生多个RF输出信号。例如，在一个实施例中，第一发射链可包括配置为把第一幅度和/或第一相位调整引入到RF输入信号中(步骤710)的第一矢量调制器，而第二发射链可包括配置为把第二幅度和/或第二相位调整引入到RF输入信号中(步骤712)的第二矢量调制器，其中第二幅度调整不同于第一幅度调整并且其中第二相位调整不同于第一相位调整。在其中矢量调制器包括一个或多个IQ混频器的另一更具体的实施例中，通过首先把RF输入信号分成其间具有90°相移的同相和正交相位RF输入信号，可实现把幅度和/或相位调整引入到RF输入信号。同相控制信号与同相RF输入信号混合以产生调制的同相信号。正交相位控制信号与正交相位RF输入信号混合以产生调制的正交信号。调制的同相信号和调制的正交相位信号组合以产生RF输出信号。在714，放大RF输出信号的幅度。在一个实施例中，RF输出信号可由耦合到矢量调制器的输出的功率放大器放大。在716，从与激活的发射链的子集对应的天线发射放大的RF输出信号。将会理解，本文提供的方法和设备可用在宽范围的应用中。例如，在一个实施例中，DBF雷达发射器可被包括在汽车内作为自适应巡航控制(ACC)系统的一部分。在替选实施例中，DBF雷达发射器可被包括在其它交通工具(例如，火车、小船等)内或者其它应用(例如，盲点检测(BSD)和变道辅助(LCA)等)内。虽然已参照一种或多种实现方式表示并描述了本发明，但在不脱离所附权利要求的精神和范围的情况下，可以对表示的例子做出改变和/或修改。特别地关于由上述部件或结构(组件、装置、电路、系统等)执行的各种功能，除非另外指出，否则，用于描述这种部件的术语(包括对“装置”的提及)旨在对应于执行所描述的部件的指定功能的任何部件或结构(例如，在功能上等同)，即使在结构上并不等同于在本文表示的本发明的示例性实现方式中执行该功能的所公开的结构。另外，尽管可能仅关于几种实现方式之一公开了本发明的特定特征，但这种特征可如可能对于任何给定或特定应用而言所期望和有益的那样与其它实现方式中的一个或多个其它特征组合。另外，就术语“包含”、“具有”或其变型用在详细描述和权利要求中而言，这种术语旨在以类似于术语“包括”的方式是包含性的。
权利要求
1.一种数字波束形成(DBF)雷达发射器，包括 信号发生器，配置为在输出节点产生射频(RF)输入信号； 多个独立的发射链，耦合到输出节点并配置为接收RF输入信号；和 控制单元，配置为独立地激活和停用所述多个独立的发射链，从而所述多个发射链的子集被激活以同时操作从而产生发射的雷达波束。
2.根据权利要求1所述的雷达发射器，其中所述DBF雷达发射器被包括在单个集成芯片基底内。
3.根据权利要求2所述的雷达发射器，其中所述单个集成芯片基底包括硅基底。
4.根据权利要求1所述的雷达发射器，其中所述多个独立的发射链的子集包括所述多个独立的发射链中的两个或更多的发射链。
5.根据权利要求1所述的雷达发射器， 其中选择性地激活所述多个独立的发射链的第一子集提供发射的雷达波束的原点的第一位置；以及 其中选择性地激活所述多个独立的发射链的第二子集提供与第一位置不同的发射的雷达波束的原点的第二位置。
6.根据权利要求1所述的雷达发射器，其中各个独立的发射链包括矢量调制器，配置为独立地把幅度调整或相位调整引入到RF输入信号。
7.根据权利要求6所述的雷达发射器，其中所述矢量调制器包括 控制器，配置为产生一个或多个控制信号；和 一个或多个IQ混频器，配置为基于所述一个或多个控制信号把幅度调整或相位调整引入到RF输入信号。
8.根据权利要求6所述的雷达发射器，其中所述多个独立的发射链包括 第一发射链，包括配置为把第一幅度调整或第一相位调整引入到RF输入信号中的第一矢量调制器；和 第二发射链，包括配置为把不同于第一幅度调整的第二幅度调整或不同于第一相位调整的第二相位调整引入到RF输入信号中的第二矢量调制器。
9.根据权利要求8所述的雷达发射器，其中第一和第二矢量调制器分别包括 信号分配器，配置为把RF输入信号分成同相RF输入信号和正交相位RF输入信号； 控制器，配置为产生同相控制信号和正交相位控制信号，在同相控制信号和正交相位控制信号之间具有90°相移； 第一 IQ混频器，配置为混合同相RF输入信号与同相控制信号以产生调制的同相信号; 第二混频器，配置为混合正交相位RF输入信号与正交相位控制信号以产生调制的正交相位信号；和 加法器，配置为组合调制的同相信号和调制的正交相位信号以产生RF输出信号。
10.根据权利要求6所述的雷达发射器，其中所述多个独立的发射链分别包括 功率放大器，配置为调整由矢量调制器产生的RF输出信号的幅度。
11.根据权利要求10所述的雷达发射器，还包括 电源，配置为选择性地把偏置电压提供给功率放大器，其中通过控制提供给功率放大器的电压的偏置而激活或停用每个独立的发射链。
12.—种数字波束形成(DBF)雷达发射器，包括 单个集成芯片，包括 信号发生器，配置为产生射频(RF)输入信号； 多个独立的发射链，配置为接收RF输入信号，其中各个独立的发射链包括配置为把幅度调整或相位调整引入到RF输入信号的一个或多个IQ混频器；和 控制单元，配置为独立地激活和停用所述多个独立的发射链，从而所述多个独立的发射链的子集被同时激活以产生具有波束调向功能的发射的雷达波束； 其中所述多个独立的发射链的子集定义发射的雷达波束的原点的位置。
13.根据权利要求12所述的DBF雷达发射器， 其中选择性地激活所述多个独立的发射链的第一子集提供发射的雷达波束的原点的第一位置；以及 其中选择性地激活所述多个独立的发射链的第二子集提供与第一位置不同的发射的雷达波束的原点的第二位置。
14.根据权利要求12所述的DBF雷达发射器，其中所述多个独立的发射链包括 第一发射链，包括配置为把第一幅度调整或第一相位调整引入到RF输入信号中的第一矢量调制器；和 第二发射链，包括配置为把不同于第一幅度调整的第二幅度调整或不同于第一相位调整的第二相位调整引入到RF输入信号中的第二矢量调制器。
15.根据权利要求14所述的DBF雷达发射器，其中所述第一矢量调制器和第二矢量调制器分别包括 信号分配器，配置为把RF输入信号分成同相RF输入信号和正交相位RF输入信号； 控制器，配置为产生同相控制信号和正交相位控制信号，在同相控制信号和正交相位控制信号之间具有90°相移； 第一 IQ混频器，配置为混合同相RF输入信号与同相控制信号以产生调制的同相信号; 第二混频器，配置为混合正交相位RF输入信号与正交相位控制信号以产生调制的正交相位信号；和 加法器，配置为组合调制的同相信号和调制的正交相位信号以产生RF输出信号。
16.根据权利要求12所述的DBF雷达发射器，其中所述多个独立的发射链分别包括 功率放大器，配置为调整由矢量调制器产生的RF输出信号的幅度；和 电源，配置为选择性地把偏置电压提供给功率放大器，其中通过控制提供给功率放大器的电压的偏置而激活或停用每个独立的发射链。
17.一种用于产生发射的雷达波束的方法，包括 产生射频(RF)输入信号； 把RF输入信号提供给多个发射链，其中各个发射链具有矢量调制器； 激活所述多个发射链的子集以定义发射的雷达波束的位置； 把单独的相位调整引入到提供给所述多个发射链的子集的RF输入信号以产生多个RF输出信号；以及从与所述多个发射链的子集对应的天线发射所述多个RF输出信号。
18.根据权利要求17所述的方法，其中引入单独的相位调整包括 操作第一激活的发射链以把第一幅度调整或第一相位调整引入到RF输入信号中；以及 操作第二激活的发射链以把不同于第一幅度调整的第二幅度调整或不同于第一相位调整的第二相位调整引入到RF输入信号中。
19.根据权利要求17所述的方法，其中引入单独的相位调整包括 把RF输入信号分成同相RF输入信号和正交相位RF输入信号； 产生同相控制信号和正交相位控制信号，在同相控制信号和正交相位控制信号之间具有90。相移； 混合同相RF输入信号与同相控制信号以产生调制的同相信号； 混合正交相位RF输入信号与正交相位控制信号以产生调制的正交相位信号；以及 组合调制的同相信号和调制的正交相位信号以产生RF输出信号。
20.根据权利要求17所述的方法，其中激活所述多个发射链的子集包括 选择性地把偏置电压提供给位于各个发射链内的功率放大器。
全文摘要
本发明涉及汽车雷达发射器架构。本发明的一个实施例涉及一种被包括在单个集成芯片基底内的雷达发射器，其实现发射的雷达波束的连续波束调向以及改变发射的雷达波束的原点的物理位置的选择。该雷达发射器具有产生RF信号的信号发生器。RF信号被提供给多个独立的发射链，所述多个独立的发射链包含独立操作的矢量调制器，矢量调制器配置为把单独的相位调整引入到高频输入信号以产生单独的RF输出信号。控制单元配置为选择性地激活(例如，两个或更多)独立的发射链的子集。通过激活独立的发射链的子集以产生具有单独相位的RF输出信号，实现波束调向功能。另外，子集定义发射的雷达波束的可改变的位置。
文档编号G01S7/282GK103033796SQ20121038171
公开日2013年4月10日 申请日期2012年10月10日 优先权日2011年10月10日
发明者J-P.福斯特纳, U.格拉赫 申请人:英飞凌科技股份有限公司