本公开涉及一种车辆雷达系统，其包括至少一个收发器装置，该至少一个收发器装置配置成生成和发射雷达信号并且接收反射雷达信号。该收发器装置包括adc(模拟数字转换器)装置，该装置配置成向dsp(数字信号处理器)装置输出时域的数字if(中频)信号。
背景技术：
许多车辆雷达系统包括配置用于生成雷达信号的雷达收发器，该雷达信号通过包含在雷达系统内的合适的天线来发射、反射和接收。该雷达信号例如可以为fmcw(调频连续波)信号的形式，其中，频率啁啾信号通过公知的方式来形成。
在多雷达环境中，当频率啁啾交叉或彼此接近时，其他雷达可能彼此造成干扰。这将其自身呈现为在一个或多个啁啾信号期间所接收信号内某处的一阵干扰。当接收的模拟信号已经转换成数字信号，并且通常通过雷达系统使用将数字时域转换成频域的一个或多个fft(快速傅里叶变换)处理步骤来处理时，该问题变得明显。
如果干扰存在于一个或多个啁啾信号中，由于噪声传播遍及所有频率，因此噪声基底将会升高。噪声基底的这种升高具有减小雷达距离的作用，这当然是不可取的。
ep1672379描述了识别具有提高的噪声水平的数字采样区块并删除该区块。然而，这具有同时通过造成紧随fft处理的旁瓣而使噪声基底升高的负面作用。
us6191726描述了在将数字信号转换成频域之后去除干扰并且使用fir(有限脉冲响应)滤波器进行滤波。然而，这种手段也具有损害期望信号的作用。
us2015/0260828描述了使用插值来去除干扰。然而，期望更加精确的结果。
因此，期望提供一种能够提供干扰去除的车辆雷达系统，该干扰去除提供比前述更加精确的结果。
技术实现要素：
因此，本公开的目的在于提供一种能够提供干扰去除的车辆雷达系统，该干扰去除提供比前述更加精确的结果。
该目的通过包括至少一个收发器装置的车辆雷达系统来实现，该至少一个收发器装置配置成生成和发射雷达信号并且接收反射雷达信号，其中，所发射的雷达信号已经被一个或多个对象反射。该收发器装置包括adc(模拟数字转换器)装置，该装置配置成向dsp(数字信号处理器)装置输出时域的数字if(中频)信号，该dsp装置适于进行雷达信号处理。
第一dsp功能模块配置成：
-识别和留存谱域的数字if信号中具有超出某一水平阈值的信号分量的采样点，使得形成时域的近似信号。
-识别时域的数字if信号的可能部分，该可能部分呈现超出干扰阈值的干扰。
-确定是否以近似信号的等价部分替换这些部分。
-如果适用，以近似信号的等价部分替换这些部分。
该目的还通过一种用于雷达系统的方法来实现，其中，该方法包括：
生成和发射雷达信号。
接收反射雷达信号，其中，所发射的雷达信号已经被一个或多个对象反射。
输出时域的数字if(中频)信号。
识别和留存谱域的数字if信号中具有超出某一水平阈值的信号分量的采样点，使得形成时域的近似信号。
识别时域的数字if信号的可能部分，该可能部分呈现超出干扰阈值的干扰。
确定是否以近似信号的等价部分替换这些部分。
如果适用，以近似信号的等价部分替换这些部分。
根据示例，第一dsp功能模块配置成当形成近似信号时将所有的其他采样点设置为零。
根据另一示例，第一dsp功能模块包括fft(快速傅里叶变换)模块、阈值模块、逆fft模块、近似模块以及检测和修复模块。
fft模块配置成将数字if信号变换成谱域。
阈值模块配置成识别和留存具有超出某一水平阈值的信号分量的采样点，同时所有的其他采样点设置为零。
逆fft模块配置成将从阈值模块输出的谱修复信号变换成时域。
近似模块配置成输出近似信号。
检测和修复模块配置成识别呈现超出干扰阈值的干扰的数字if信号的可能部分，以确定是否以近似信号的等价部分来替换这些部分，并且如果适用，以近似信号的等价部分替换这些部分。
其他示例在从属权利要求中公开。
通过本公开获得许多优点。主要地，提供了一种车辆雷达系统，该车辆雷达系统能够提供干扰去除，使得fft处理之后的干扰水平处于比之前更低的水平。由于信号重叠，这导致雷达系统的距离减小降低。此外，干扰的去除减小了在目标识别阶段发现假目标的可能性。
附图说明
现在将参考附图更详细地描述本公开，其中：
图1示出车辆的示意性俯视图；
图2示出车辆雷达系统的简化示意图；
图3示出fmcw啁啾信号的示例；
图4示出配置用于干扰去除的第一dsp功能模块的简化示意图；
图5示出数字if信号的三个曲线图；并且
图6示出根据本公开的方法的流程图。
具体实施方式
图1示意性地示出了配置成沿方向d在道路2上行驶的车辆1的俯视图，其中，车辆1包括车辆雷达系统3，该车辆雷达系统3配置成以先前公知的方式通过发射信号4和接收反射信号5并且利用多普勒效应，来将单个目标从周围环境中区分和/或解析出来。
因此，车辆雷达系统3包括雷达收发器装置7并且配置成通过对接收到的信号5的相位和振幅同时进行采样和分析，来提供可能的目标对象6的方位角、径向速度。根据一些方面也获得了到所述目标对象6的距离。该雷达信号例如可以为在77ghz下运行的fmcw(调频连续波)多普勒信号的形式，即所谓的啁啾信号。
此外，参照图2，车辆雷达系统3包括收发器装置7，收发器装置7配置成生成和发射fmcw啁啾信号4形式的扫描信号，并且接收反射信号5，其中，所发射的啁啾信号4已经被对象6反射。
收发器装置7包括具有发射天线装置14的发射器8、具有接收器天线装置16的接收器9、模数转换器(adc)装置10以及采样和定时装置11。
如图3所示，所发射的啁啾信号4为连续正弦曲线的形式，其中，输出频率fout在斜升r过程中从第一频率fstart变化到第二频率fstop，其中，每个啁啾信号4包括多个频率斜升r的重复周期。在此，第一频率fstart的大小低于第二频率fstop的大小。
啁啾信号4的周期持续一定的周期时间tc，每个斜升r持续一定的斜升时间tr，每个斜升r具有斜升周期时间tt。在啁啾信号4的两个连续斜升之间，存在延迟时间td。
再次参照图2，反射信号5经由接收器天线装置16被接收器9接收。因而由反射的雷达回波构成的接收信号5继而在接收器9中与发射的啁啾信号4相混合。这可以为单信道混合器或既包括同相分量且包括正交分量的双信道混合器。以这种方式，if(中频)信号17被获取，if信号17可以为实信号，或者在正交混合器的情况下可以为虚信号。if信号17在if滤波器18中被滤波，使得获取了经滤波的if信号19。
经滤波的if信号19的差频与目标距离有关并且被传送到相应的adc装置10，其中，经滤波的if信号19以某个预定的采样频率fs被采样，并成以先前公知的方式转换成包括采样点的数字if信号20，采样频率fs以由采样和定时装置11产生的采样和定时信号21的形式提供，采样和定时装置11连接到adc装置10。
adc装置10连接到dsp(数字信号处理器)装置12，dsp装置12适于在第一dsp功能模块12a和第二dsp功能模块12b中进行雷达信号处理。
根据本公开，此外，参照图4，第一dsp功能模块12a配置用于信号修复并且包括fft(快速傅里叶变换)模块27、阈值模块28、逆fft模块29、用于储存近似信号的缓冲模块30和检测和修复模块31。如虚线所示，第一dsp功能模块12a可选地包括第一可选预处理模块32。稍后将讨论可选预处理模块32。检测和修复模块31配置成检测已经受到干扰的采样，并且这可以通过使用高通滤波器和阈值检测处理来实现。
输入数字if信号20被fft模块27变换成频域，并且获得的数字谱信号34在阈值模块28中被处理。
阈值模块28配置成识别和留存具有超出某一水平阈值的信号分量的采样点，同时所有的其他采样点被设置为零。
阈值模块28配置成输出谱修复信号35，谱修复信号35被反馈到逆fft模块29中，逆fft模块29配置成将谱修复信号35变换回到时域。所产生的输出修复信号45被反馈回到缓冲模块30中，缓冲模块30配置成输出近似信号36，近似信号36被反馈回到检测和修复模块31中。缓冲模块30包括储存缓冲器并且配置成使得能够在检测和修复模块31中替换信号的一个或多个必要区块。
输入数字if信号20也被直接反馈回到检测和修复模块31中。检测和修复模块31配置成识别呈现超出干扰阈值的干扰的数字if信号20的可能部分，并且确定是否以近似信号36的等价部分来替换这些部分，近似信号36可以从缓冲模块30获得。
检测和修复模块31配置成将经修复的数字if信号20'输出到第二dsp功能模块12b，第二dsp功能模块12b适于进行雷达信号处理，例如通过加窗和距离fft功能将数字if信号20转换成距离域，以及通过多普勒fft将来自相继啁啾信号斜升或其他合适的多普勒雷达周期的结果组合成多普勒域。这导致包括距离-多普勒矩阵的输出44，该距离-多普勒矩阵被传送以用于进一步处理，这在此不作进一步讨论，这种进一步处理的许多示例在本领域中是公知的。
第二dsp功能模块12b是公知的，并且其功能在本领域中是公知的并因此描述得不如第一dsp功能模块12a详细。第一dsp功能模块12a和第二dsp功能模块12b可以非常好地实际实施于dsp装置12中的同一个信号处理器装置中，或者，替代地实施于dsp装置12中的不同信号处理器装置中。
更详细而言，数字谱信号34由代表振幅峰值处的目标的复向量构成，其中，每个振幅峰值位置对应于频率(或距离)。在没有干扰的情况下，数字谱信号34在振幅峰值之间的振幅水平将是较低的，对应于噪声基底。然而，当时域中发生干扰突发时，噪声基底上升，因而隐藏了先前可检测到的较弱目标。仍然具有超出噪声基底振幅的振幅的较大目标仍然可以检测到。
数字谱信号34的复向量用来识别最大目标，即，具有超出所述某一水平阈值的振幅水平的信号分量。这些信号分量之间的所有部分都被设置为零，主要包含噪声。
然后，在逆fft之后，获得的输出修复信号45仅包含最大目标的信息，并且因而缺乏有关较小目标的信息。因此，检测和修复模块31配置成保持尽可能多的原始数字if信号20，因为其也包含来自较小目标的信号。但在数字if信号20被确定为包含干扰的情况下，数字if信号20的该部分被删除，并且来自近似信号36的等价信号部分被取代插入，以形成经修复的数字if信号20'。在检测和修复模块31内可能存在额外的平滑化，额外的平滑化配置成去除与从原始信号向替换信号过渡的部分交界的信号部分中任何的不连续，但这并非必要的。
这意味着，当处理在第二dsp功能模块12b处开始时，大部分目标存在于经修复的数字if信号20'中。仅在被确定为包含干扰的那些部分中仅存在有关较大目标的信息，因此有关较小目标的能量/信息被轻微减少，但其结果上比当在无修复情况下噪声突发留在原始数字if信号20中时存在多得多。如先前所提及的，数字if信号20被确定为包含干扰的那些部分为被确定为呈现超过干扰阈值的干扰的那些部分。
这在图5中图示，其中，示出了三个曲线图39、40、41，所有的曲线图39、40、41都示出在其y轴上的振幅a和在其x轴上的时间t。第一曲线图39示出具有干扰期37的原始数字if信号20。第二曲线图40示出近似信号36，并且第三曲线图41示出经修复的数字if信号20'，其中，来自第一曲线图的干扰期37已经被去除并且来自近似信号36的等价信号部分38已经取代插入。
因此，经修复的数字if信号20'包括没有删除部分的原始数字if信号20，并且近似信号36的等价部分取代删除部分而插入。参照图5的示例中示出仅一个这样的删除部分37，但实际上每个雷达周期都可能包括源于一个或多个外部干扰源的一个或多个这样的部分。
如图1所示，车辆1包括安全控制单元42和安全设备43，例如紧急制动系统和/或警报信号器件。安全控制单元42配置成根据来自雷达系统3的输入控制安全设备43。根据一方面，第二dsp功能模块12b的输出44构成安全控制单元42的输入。
根据图6，本公开涉及一种方法，该方法包括：
46：生成并发射雷达信号4。
47：接收反射雷达信号5，其中，所发射的雷达信号4已经被一个或多个对象6反射。
48：输出时域的数字if(中频)信号20。
49：识别和留存谱域的数字if信号20中具有超出某一水平阈值的信号分量的采样点，使得形成时域的近似信号36。
51：识别时域的数字if信号20的可能部分37，该可能部分呈现超出干扰阈值的干扰。
52：确定是否以近似信号36的等价部分38替换这些部分37。
53：如果适用，以近似信号36的等价部分38替换这些部分37。
根据示例，该方法包括：
50：当形成近似信号36时，将所有的其他采样点设置为零。
对于以上方法，时域的数字if信号20以并行方式被处理；一个部分被处理成使得形成时域的近似信号36，并且一个部分被检查可能的干扰部分，其中，近似信号36的部分用来在适用的情况下替换这样的干扰部分。结果是经修复的数字if信号20'。
本公开不限于以上示例，而是可以在所附权利要求的范围内自由地变化。例如，雷达系统可以在任意类型的交通工具(比如汽车、卡车、公共汽车、船只和飞行器)以及固定雷达(比如监测交通流量、海运环境、飞行器着陆或行人存在的固定雷达)中实施。
雷达收发器7适于任意合适类型的多普勒雷达。在车辆雷达系统3中可以存在任意数量的雷达收发器7，并且其可以配置为在任意合适的方向上发射信号。因此，多个感测区或感测箱(bin)可以指向其他期望方向，比如向后或车辆1的侧部处。
如果数字if信号20被确定为不包含任何干扰和/或其被确定为不以近似信号36替换数字if信号20的部分，则经修复的数字if信号20'与数字if信号20相同。术语“经修复”在本文中不表示已经发生了实际的修复，而是表示修复已经是可能的。
fft模块27和逆fft模块29可以被包含在同一个fft计算模块中。根据一些方面，逆fft模块29配置成离散逆fft，该离散逆fft仅提供检测和修复模块31所指示的必要信号估计采样点，因而避免了对完整逆fft的需要。所描述的距离fft和多普勒fft可以在任意合适的fft计算模块中执行。
adc装置10和dsp装置12应该被解释为具有相应的adc和dsp功能，并且各自可以由多个单独的部件构成。或者，每个adc装置可以包含在一个adc芯片中，并且每个dsp装置可以包含在一个dsp芯片中或者甚至组合在一个公共芯片中。
根据一方面，每个天线装置14、16包括一个或多个天线，其中每个天线可以由一个天线元件或由天线元件的阵列构成。天线装置、每个天线装置内的天线、if信号和相应的接收器(rx)信道的数量可以变化。
根据一方面，这意味着，如果雷达系统3(比如以上所描述的雷达系统)包括多个同步并行接收器(rx)信道，则这使得能够进行目标方位角估计。在这样的情况下，可以分析仅一个rx信道的信号，以便识别哪个adc采样受到了干扰。
由于其他rx信道被同时采样，雷达周期期间相同adc区块的adc采样将受到干扰。这可以用来简化处理。
根据一些方面，在分析多个并行的rx信道时，配置成将数字if信号20变换成频域的fft模块27也能够更高效地运行，因为每个信道上的信号通常会包括类似距离的目标。rx信道之间的重要差值为中间距离处的信号的振幅和相位。因此，已经在第一信道上执行了完整的fft并且在阈值模块28中执行了峰值检索，可以仅在从第一信道识别出的谱频率处为所有的后续信道执行离散傅里叶变换。
如果adc信号为实信号，根据一些方面，逆fft模块29配置成进行逆离散余弦变换。如果受到干扰的许多采样相较于雷达周期的adc采样总长度较短，这是尤其有吸引力的。
根据一方面，可选的预处理模块32配置成减小第一阶段中的噪声基底。这可以通过将信号乘以2^n并丢弃溢出位来执行，使得干扰将会出现削截尾(clipped)但原始信号不变。或者，替换模块31可以配置成以值0替换干扰采样。预处理模块32具有轻微降低数字谱信号34处的噪声基底的益处，使得阈值模块28处施加的阈值可以较低，并且近似信号36可以包括较弱的目标。
根据一些方面，当形成近似信号36时，不必在已经识别并留存了具有超出某一水平阈值的信号分量的谱域的数字if信号20的采样点时将所有的其他采样点都设置为零。这是由于干扰区域被识别出，其不需要被设置为零。
因此，根据以上的车辆雷达系统3配置成使用根据本公开的某一信号修复程序来在存在外部干扰源的情况下运行。信号修复程序包括检测adc信号已经受到干扰的部分并且以近似信号仅替换这些部分、在造成最小旁瓣的情况下维持小目标信息。对原始信号使用fft处理并通过阈值技术手动去除干扰来得到近似信号。
一般而言，本公开涉及一种车辆雷达系统3，该车辆雷达系统3包括至少一个收发器装置7，该收发器装置7配置成生成和发射雷达信号4并且接收反射雷达信号5，其中，所发射的雷达信号4已经被一个或多个对象6反射，其中，收发器装置7包括adc(模拟数字转换器)装置10，该adc装置10配置成向dsp(数字信号处理器)装置12输出时域的数字if(中频)信号20，该dsp装置12适于进行雷达信号处理。第一dsp功能模块12a配置成：
-识别和留存谱域的数字if信号20中具有超出某一水平阈值的信号分量的采样点，使得形成时域的近似信号36，
-识别时域的数字if信号20的可能部分37，该可能部分呈现超出干扰阈值的干扰，
-确定是否以近似信号36的等价部分38替换这些部分37，和
-如果适用，以近似信号36的等价部分38替换这些部分37。
根据示例，第一dsp功能模块12a配置成当形成近似信号36时将所有的其他采样点设置为零。
根据示例，第一dsp功能模块12a包括fft(快速傅里叶变换)模块27、阈值模块28、逆fft模块29、近似模块30以及检测和修复模块31，其中：
-fft模块27配置成将数字if信号20从时域变换成谱域，
-阈值模块28配置成识别和留存具有超出某一水平阈值的信号分量的采样点，同时所有的其他采样点被设置为零，
-逆fft模块29配置成将从阈值模块28输出的谱修复信号35变换成时域，
-近似模块30配置成输出近似信号36，并且
-检测和修复模块31配置成识别时域的数字if信号20中呈现超出干扰阈值的干扰的可能部分37，以确定是否以近似信号36的等价部分38来替换这些部分37，并且如果适用，以近似信号36的等价部分38替换这些部分37。
根据示例，检测和修复模块31配置成将经修复的数字if信号20'输出到第二dsp功能模块12b，第二dsp功能模块12b适于进行雷达信号处理，通过距离fft将经修复的数字if信号20'转换成距离域，并且通过多普勒fft将来自相继多普勒雷达周期的结果组合成多普勒域。
根据示例，雷达系统3包括多个同步并行接收器信道，其中，雷达系统3配置成对仅一个接收器信道识别时域的数字if信号20的可能部分37，该可能部分37呈现超出干扰阈值的干扰。
一般而言，本公开还涉及一种用于雷达系统3的方法，其中，该方法包括：
46：生成和发射雷达信号4；
47：接收反射雷达信5，其中，所发射的雷达信号4已经被一个或多个对象6反射；和
48：输出时域的数字if(中频)信号20；
49：识别和留存谱域的数字if信号20中具有超出某一水平阈值的信号分量的采样点，使得形成时域的近似信号36；
51：识别时域的数字if信号20的可能部分37，该可能部分37呈现超出干扰阈值的干扰，
52：确定是否以近似信号36的等价部分38替换这些部分37，和
53：如果适用，以近似信号36的等价部分38替换这些部分37。
根据示例，该方法包括：
50：当形成近似信号36时，将所有的其他采样点设置为零。
根据示例，该方法还包括输出经修复的数字if信号20'，以通过将经修复的数字if信号20'转换成距离域并将来自相继多普勒雷达周期的结果组合成多普勒域来进行雷达信号处理。
根据示例，该方法包括对仅一个接收器信道识别时域的数字if信号20的可能部分37，该可能部分37呈现超出干扰阈值的干扰，其中，该雷达系统3使用多个同步并行接收器信道。