本发明涉及利用非对称多普勒频谱的速度测量。
雷达系统用于检测和跟踪目标，以适用于广泛的应用。当目标相对于操作雷达系统的平台移动时，接收到的反射的频率根据目标是朝向还是远离平台而增加或减少。这被称为多普勒效应并有助于确定目标的速度。目前，可以检测的目标速度范围是对称性的。因此，雷达系统可以检测到远离平台移动和朝向平台移动的目标的相同最大速度。因而希望提供一种非对称的多普勒频谱。
技术实现要素：
在一个示例性实施例中，一种使用非对称多普勒频谱来获得由雷达系统检测的目标的速度测量值的系统，该系统包括雷达系统的接收部分以接收来自目标的反射信号。混频器将反射信号与偏移信号混合以获得混频信号。偏移信号是产生反射信号的发射信号的偏移版本，并且多普勒频谱由偏移信号的频率偏移值进行限定。处理器处理混频信号以获得速度测量值。
除了在本文描述的一个或多个特征之外，发射信号在载波频率fc上，而偏移信号在fc+fδ的频率上并且fδ是频率偏移值。
除了在本文描述的一个或多个特征之外，多普勒频谱从-fd+fδ到fd+fδ并且fd是发射信号的脉冲重复频率。
除了在本文描述的一个或多个特征之外，处理器基于目标正在接近还是远离雷达系统来根据多普勒频谱确定目标速度测量值的最大可检测值。
除了在本文描述的一个或多个特征之外，速度测量值的不同的最大可检测值是基于频率偏移值。
除了在本文描述的一个或多个特征之外，该系统安装在车辆中。
在另一个示例性实施例中，一种使用非对称多普勒频谱来获得由雷达系统所检测的目标的速度测量值的方法，该方法包括：使用雷达系统的接收部分接收来自目标的反射信号，并且生成偏移信号以作为产生反射信号的发射信号的偏移版本。基于偏移信号的频率频移值限定多普勒频谱，并将反射信号与偏移信号混合以获得混频信号。处理混频信号以获得速度测量值，其中最大可检测速度与多普勒频谱一致。
除了在本文描述的一个或多个特征之外，以载波频率fc发射发射信号上，其中以fc+fδ的频率生成偏移信号并且fδ是频率偏移值。
除了在本文描述的一个或多个特征之外，将多普勒频谱限定在-fd+fδ到fd+fδ并且fd是发射信号的脉冲重复频率。
除了在本文描述的一个或多个特征之外，基于目标正在接近还是远离雷达系统来根据多普勒频谱将最大可检测速度确定为目标的速度测量值的不同的最大可检测值。
除了在本文描述的一个或多个特征之外，确定速度测量值的不同的最大可检测值是基于频率偏移值。
在另一个示例性实施例中，汽车包括雷达系统的接收部分以接收来自目标的反射信号。混频器将反射信号与偏移信号混合以获得混频信号。偏移信号是产生反射信号的发射信号的偏移版本，并且多普勒频谱由偏移信号的频率偏移值进行限定。处理器处理混频信号以获得速度测量值。处理器将速度测量值提供给汽车的另一个系统。另一个系统包括制动系统或自主驾驶系统。
除了在本文描述的一个或多个特征之外，发射信号在载波频率fc上，而偏移信号在fc+fδ的频率上并且fδ是频率偏移值。
除了在本文描述的一个或多个特征之外，多普勒频谱从-fd+fδ到fd+fδ并且fd是发射信号的脉冲重复频率。
除了在本文描述的一个或多个特征之外，处理器基于目标正在接近还是远离雷达系统来根据多普勒频谱确定目标的速度测量值的不同的最大可检测值。
除了在本文描述的一个或多个特征之外，速度测量值的不同的最大可检测值是基于频率偏移值。
从以下结合附图的详细描述中，本发明的以上特征和优点以及其它特征和优点将变得显而易见。
附图说明
其它特征，优点和细节仅作为示例出现在以下详细描述中，该详细描述参考附图，其中：
图1示出根据一个或多个实施例的利用非对称多普勒频谱进行速度测量的雷达系统；
图2是根据一个或多个实施例的雷达系统的方框图；以及
图3是示出根据一个或多个实施例的接收信号的信号处理的方框图。
具体实施方式
以下描述本质上仅仅是示例性的，并不意图限制本发明及其应用或用途。应该理解，在整个附图中，相应的附图标记表明类似或相应的部分及特征。
如前所述，雷达系统可以使用多普勒效应以确定正在相对于在其上安装有雷达系统的平台的目标速度。目前，基于多普勒效应来检测速度的对称范围。也就是说，对于远离平台行驶的目标以及对于朝向平台行驶的目标，可以检测到相同的最大速度。最大速度vmax由下式给出：
在等式1中，fs(doppler)是脉冲重复频率(prf)，fc是雷达系统的载波频率，而c是光速。发射信号在载波频率fc上。当目标与雷达系统之间没有相对移动时，在prf上接收来自目标的反射，当目标远离雷达系统时，在比prf越来越低的频率上接收反射，并且当目标朝向雷达系统移动时，在比prf越来越高的频率上接收反射。如等式1所示，确定最大速度vmax的绝对值，使得在执行快速傅立叶变换(fft)之后在频域中工作时可以找到速度的对称范围(-vmax至vmax)。例如，根据等式1，对于29千赫兹(khz)的prf(fs(doppler))和77千兆赫(ghz)的载波频率，可以在约-100公里/小时(kph)至100公里/小时的范围内检测vmax。
然而，基于该应用，可能需要相对于另一个方向的一个方向上较高的最大速度。例如，雷达系统可以安装在作为车辆的平台(例如，汽车，农场设备，建筑设备)或自动化工厂设备上。对于这样的平台，即使以远离平台的目标的降低的最大可分辨速度为代价，对于朝向平台移动的目标，希望有更高的最大可分辨速度。例如，检测接近平台的目标的更高的最大速度可以有助于避免碰撞，自动化操作以及汽车中的其它操作。在本文详述的方法和系统的实施例涉及用非对称多普勒频谱进行速度测量。因此，可以发现速度的不对称范围(-vmax(逐渐远离)至vmax(逐渐接近))可用于后退和接近目标。
图1示出根据一个或多个实施例的利用非对称多普勒频谱进行速度测量的雷达系统的情况。示出了用于雷达系统120的平台110。在示例性的情况下，平台110为汽车105。两个目标130a、130b位于雷达系统120的视场中。目标130a正朝向汽车105移动，而目标130b正在远离汽车105移动。从图1可以清楚地看出，快速远离汽车105的车辆(目标130b)与朝向汽车105移动的车辆(目标130a)没有太大的关系。这是因为目标130a可能改变路线和与汽车碰撞或以其它方式对汽车105造成障碍。由此，这一情况是逐渐接近车辆(目标130a)比逐渐远离车辆(目标130b)更需关注的情况。也就是说，比-vmax(逐渐远离)更高的vmax(逐渐接近)更受到关注。例如，如果汽车105是追逐逐渐远离车辆(目标130b)的警车，则优先级可以改变，并且较高-vmax(逐渐远离)可以更受到关注。
图2是根据一个或多个实施例的雷达系统120的方框图。雷达系统120包括发射部分210和接收部分220。根据示例性的实施例，雷达系统120可以是多输入多输出(mimo)雷达，从而发射部分210和接收部分220均包括多个天线元件。其它示例性的雷达系统包括在发射部分210中具有单个发射元件和在接收部分220中具有多个接收元件的单输入多输出(simo)，在发射中具有多个发射元件在接收部分220中具有单个接收元件的多输入单输出(miso)，以及在发送部分210中具有单个发送元件和在接收部分220中具有单个接收元件的单输入单输出(siso)。发射和接收信号的处理可以由作为发送部分210和接收部分220的一部分的单独处理器来执行。根据图2所示的示例性实施例，控制器230处理发射信号和接收信号。控制器230还可以与平台110的其它系统240进行通信以发送和接受信息。例如，当平台110是汽车105时，控制器230可以与汽车105内的另一个系统(诸如避碰撞系统，自主驾驶系统或制动系统)通信。例如，其它系统可以使用该信息来做出包括制动或自动转向控制的决定。
控制器230包括处理电路和用于发送和接收数据的接口。处理电路可以包括执行一个或多个软件或固件程序的专用集成电路(asic)，电子电路，处理器(共享，专用或群组)和存储器，组合逻辑电路和/或其它合适的提供所述功能的组件。参照图3进一步详细描述，当处理接收到的信号时，控制器230可以使多普勒频谱发生偏移。
图3是示出根据一个或多个实施例的接收信号310的信号处理的方框图。如图3所示，取样前，处理由接收部分220中的天线元件接收的接收信号310。如前所述，接收信号310的处理可以由专用于雷达系统120的接收部分220的一个或多个处理器完成或由控制器230完成。使用混频器315将接收信号310与载波信号的偏移版本(fc+fδ)混合以便使多普勒频谱发生偏移。将所得混频信号320提供给处理器330，例如，该处理器包括模数转换器(adc)和附加部件以根据已知的处理步骤处理混频信号320以便检测和跟踪目标。多普勒频谱的偏移从[-fs(doppler):fs(doppler)]到[-fs(doppler)+fδ:fs(doppler)+fδ]。因此，逐渐接近目标的最大可检测速度vmax(逐渐接近)的绝对值(fs(doppler)+fδ)不同于逐渐远离目标的最大可检测速度vmax(逐渐远离)的绝对值(-fs(doppler)+fδ)。
例如，如果初始多普勒频谱为[-8e3:8e3]，则6.5千赫兹的偏移fδ将多普勒频谱偏移到[-8e3+6.5e3:8e3+6.5e3]或[-1.5e3:14.5e3]赫兹。然后，根据等式1，使用16khz的取样频率，其中fs(doppler)＝-1.5e3时，-vmax(逐渐远离)为-10kph，并且fs(doppler)＝14.5e3时，vmax(逐渐接近)为100kph。
尽管上面的发明已经参照示例性实施例进行了描述，但是本领域技术人员将会理解，在不脱离其范围的情况下可以进行各种改变并且可以用等同物替换其元件。此外，可以做出许多修改以使特定情况或材料适应本发明的教导，而不脱离本发明的基本范围。所以，意图仅是描述并不限于所公开的特定实施例，而是将包括落入本申请范围内的所有实施例。