雷达模糊性解决检测器的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本文公开的各种示例性实施例一般涉及雷达系统。
【背景技术】
[0002] 雷达系统可以用于检测附近的目标的范围和速度。随着技术的各方面提高，雷达 系统如今可以应用到很多不同的应用中。例如，汽车雷达系统被认为对提高道路安全非常 重要。
【发明内容】
[0003] 下文呈现各种示例性实施例的简短总结。在下文的总结中进行了一些简化和省 略，旨在强调并介绍各种示例性实施例的一些方面，但并不限制本发明的范围。在后面的部 分中将接着足以允许本领域技术人员实现并使用发明构思的优选示例性实施例的详细描 述。
[0004] 本文描述的各种实施例涉及一种使用具有处理器的雷达系统来确定物体的速度 的方法，所述方法包括:通过处理器接收与第一发射信号相对应的第一数字信号;通过处理 器接收与第二发射信号相对应的第二数字信号；处理第一数字信号以产生第一范围/相对 速度矩阵;检测在第一范围/相对速度矩阵中的物体以产生第一检测向量;展开第一检测向 量;处理第二数字信号以产生第二/相对速度矩阵;沿相对速度方向对第二范围/相对速度 矩阵进行插值，其中插值的第二范围/相对速度矩阵具有与沿相对速度方向的第一范围/相 对范围速度矩阵的频率间隔相对应的频率间隔;检测在第二范围/相对速度矩阵中的物体 以产生第二检测向量;展开第二检测向量；以及基于展开的第一检测向量和第二检测向量 来确定检测的物体的真实速度。
[0005] 本文描述的各种实施例涉及雷达系统，所述雷达系统包括:波形发生器，被配置为 产生包括第一波形序列的第一发射信号和包括第二波形序列的第二发射信号，其中第一和 第二发射信号具有不同的波形重复率，并且第一和第二信号序列的长度几乎相等;发射机， 被配置为发射第一和第二发射信号；第一接收机，包括:第一下变频器，被配置为对第一接 收信号进行下变频以产生第一下变频信号，并且对第二接收信号进行下变频以产生第二下 变频信号，其中第一接收信号对应于第一发射信号，并且第二接收信号对应于第二发射信 号；以及第一模数转换器，被配置为将第一下变频信号转换成第一数字信号并且将第二下 变频信号转换成第二数字信号;数字信号处理器，被配置为:处理第一数字信号以产生第一 范围/相对速度矩阵;检测在第一范围/相对速度矩阵中的物体以产生第一检测向量;展开 第一检测向量;处理第二数字信号以产生第二范围/相对速度矩阵;沿相对速度方向对第二 范围/相对速度矩阵进行插值，其中插值的第二范围/相对速度矩阵具有与沿相对速度方向 的第一范围/相对速度矩阵的频率间隔相对应的频率间隔;检测第二范围/相对速度矩阵中 的物体以产生第二检测向量;展开第二检测向量；以及基于展开的第一检测向量和第二检 测向量来确定检测的物体的真实速度。
[0006] 本文描述的各种实施例涉及雷达系统，所述雷达系统包括:发射机，被配置为发射 第一发射信号和第二发射信号;接收机，产生第一数字信号和第二数字信号;数字信号处理 器，被配置为:通过处理器接收与第一发射信号相对应的第一数字信号;处理第一数字信号 以产生第一范围/相对速度矩阵;检测第一范围/相对速度矩阵中的物体以产生第一检测向 量;展开第一检测向量；当在第一信号数据中检测到物体时:接收与第二发射信号相对应的 第二数字信号;处理第二数字信号以产生第一范围/相对速度矩阵;沿相对速度方向对第二 范围/相对速度矩阵进行插值，其中插值的第二范围/相对速度矩阵具有与沿相对速度方向 的第一范围/相对范围速度矩阵的频率间隔相对应的频率间隔;检测第二范围/相对速度矩 阵中的物体以产生第二检测向量;展开第二检测向量；以及基于展开的第一检测向量和第 二检测向量来确定检测的物体的真实速度。
【附图说明】
[0007] 为了更好地理解各种示例性实施例，对附图进行进行参照，其中：
[0008] 图1示出了FMCW雷达系统的实施例的功能示意图；
[0009] 图2示出了FMCW波形信号的示例；
[0010] 图3示出了这种N啁嗽（chirps)的序列；
[0011] 图4示出了二维FFT计算的两个FFT步骤；
[0012]图5示出了具有单个发射天线Txl和两个接收天线Rxl和Rx2的FMCW雷达系统的另 一个实施例的功能示意图；
[0013]图6示出了两个波形序列；
[0014] 图7示出了针对两个不同序列的2D FFT处理；
[0015]图8示出了针对A和B测量的采样的频率以及然后在不进行插值的情况下测量的两 个集合的组合；
[0016] 图9示出了针对测量A和B的检测行向量的展开；
[0017] 图10示出了用于确定反射器的径向速度的信号处理的示例性实施例的框图；
[0018] 图11示出了用于确定反射器的径向速度以及到达角的的信号处理的实施例的框 图；以及
[0019] 图12示出了使用多级级联检测的雷达信号处理的实施例。
[0020] 为帮助理解，使用相同的附图标记指定具有本质相同或相似的结构或本质相同或 相似的功能。
【具体实施方式】
[0021] 本文介绍的描述与附图示出了各种原理。将会理解的是，尽管在本文中没有明确 描述或示出，本领域技术人员将能够想到表现这些原则并包括在本公开的范围内。除非另 有说明，如本文中使用的，术语"或者"是指非排他性的或（即和/或）（例如"或其它的"或"或 者备选地"）。此外，本文中描述的各种实施例并不是互斥的，并且可以组合以产生包含本文 中描述的原则的附加实施例。
[0022] 汽车雷达系统被看做对于提高道路安全来说是重要的。在这样的应用中，要求雷 达系统测量与反射物体的径向范围及其相对径向速度。在两个测量中，可以规定要测量的 特定最大值，并且此外该测量应当是清楚的。因此，可以使用是信号中的最高频率分量的至 少两倍高的采样频率来对表示径向范围和相对径向速度的信号进行采样。然而，在一些情 况下不能满足这样的标准，并且这种测量会变得模糊。换句话说，检测的物体可以具有多个 可能的距离和/或速度。虽然本文讨论的是汽车雷达，但是注意，下文描述的实施例的教义 可以应用到在其它应用中使用的雷达系统。
[0023] 用于延伸频率的清楚测量范围的技术在文献中是已知的，参见例如以下参考： G.V. Trunk et al·，"Multiple Target Ambiguity ResolutionRadar Conference， 1994.，Record of the 1994IEEE National D0I，1994，pp.91_94IEEE 1994;Z.Xinguo et al·，"Range and velocity ambiguity resolution based on screening method，'，Radar Conference，2009IET International，pp.l_3;H.Rohling，"Resolution of Range and Doppler Ambiguities in Pulse Radar Systems，'，Proceedings of Digital Signal Processing?Florence?1987；M.Musa et al·，"Ambiguity elimination in HF FMCff radar systems，'，IEE Proc·-Radar Sonar Navig.，Vol·147，No.4，August 2000，pp.l82_ 188。这些参考的相同点在于，它们使用多个测量，该多个测量使用不同的采样频率。检测的 物体的列表在排除混叠并保持真实频率的组合阶段中处理。这些技术要求在每个测量中的 精确频率估计并且容易在组合过程中制造误差。
[0024] 在M.Kronauge et al·，"Radar Target Detection and Doppler Ambiguity Resolution" 2010 11th International Radar Symposium( IRS)以及C · Schroeder et al.，"X_Band FMCW Radar System with Variable Chirp Duration"2010IEEE中，通过在 检测操作之前执行组合阶段来提高这些技术。在Kronauge中，技术被描述为组合两个采样 的测量的频谱。然而，这两个频谱并不是以相等的频率进行采样的，并且因此其组合不一定 是正确的。下文描述的实施例表现了性能的提高。
[0025] 汽车雷达系统可以使用相同的波形序列来作为发射信号。例如，该波形可以基于 调频连续波(FMCW)原则。使用这样的波形可以出现两个不同的模糊。在第一种情况下，对接 收的信号进行采样的频率太低，导致模糊的相对范围测量。在第二种情况下，序列中波形的 持续时间太长，导致模糊的相对径向速度测量。
[0026] 在两种情况下，由于使用太低的固定采样频率进行均匀采样，会出现模糊。将要估 计的频率(用于确定范围和相对径向速度)可能不会在频谱中频率的真实位置出现，而是在 其混叠的位置出现。
[0027] 通过使用不同的采样频率来重复测量，所述频率在频谱中出现的位置将估计为与 原始测量不同。根据这些不同的混叠位置，可以确定真实速度。
[0028] 雷达系统的另一个挑战是当接收的信号包括多个反射器的反射信号时估计反射 物体的相关频率。在这种情况下，系统可以组合导致错误频率估计的不同物体的混叠频谱， 并且因此可以组合范围和相对速度测量误差。
[0029] 在汽车雷达系统中，根据特定波形类型调制的信号能够以特定载波频率（例如 79GHz)发射。反射的信号通过模拟接收机下变频成基带信号，并且