用于确定雷达系统中的干扰的系统和方法与流程

本发明总体上涉及确定雷达系统中的干扰的系统和方法。

背景技术：

调频连续波(fmcw)雷达系统越来越多地用于汽车以实现先进的驾驶员辅助系统(adas)以及自动驾驶特征。随着越来越多的汽车配备雷达传感器，雷达传感器之间的干扰有望在不久的将来成为主要问题。

更具体地，当多个汽车雷达设备在相同频率范围内的特定附近电磁波中时，可能发生汽车雷达设备之间的潜在干扰。除了接收特定频率的预期反射雷达信号之外，汽车雷达设备中的一个汽车雷达设备的雷达传感器还可以接收由附近的另一汽车雷达设备的雷达传感器生成的干扰发射或反射信号。这些干扰雷达信号可能增加雷达传感器的接收器的本底噪声，并且使对象难以或不可能根据干扰量来被检测到。在某些情况下，这种干扰也可能导致幻像目标。

技术实现要素：

根据一个实施例，一种操作雷达系统的方法包括在第一时间段期间激活发射器以发射雷达信号，从雷达天线接收雷达信号的反射，下变频反射的雷达信号，并且使用第一信号路径在第一频率带宽内对下变频的反射的雷达信号进行数字处理。该方法还包括在第二时间段期间停用发射器，在第二时间段期间从雷达天线接收第二信号，下变频第二信号，使用不同于第一信号路径的第二信号路径在第二频率带宽内测量下变频的第二信号的功率，以及基于测量功率确定干扰度量。

根据另一实施例，一种方法包括在第一时间段期间激活发射器以发射雷达信号；从雷达天线接收雷达信号的反射；下变频反射的雷达信号以获取下变频的模拟信号；对下变频的模拟信号进行模数转换以形成数字信号；使用第一信号路径对数字信号进行数字处理；对下变频的模拟信号进行滤波以形成滤波信号；使用不同于第一信号路径的第二信号路径测量滤波信号的功率；以及基于测量功率确定干扰度量。

根据另一实施例，一种雷达系统包括：具有被配置为耦合到雷达天线的第一输入以及被配置为接收本地振荡器(lo)信号的第二输入的下变频器；耦合到下变频器的第一接收路径，第一接收路径被配置为对来自下变频器的第一信号进行数字处理；耦合到下变频器的第二信号路径，其中第二信号路径被配置为从下变频器接收第二信号并且在带宽内测量第二信号的功率，并且第二信号路径不同于第一接收路径；以及被配置为基于由第二信号路径测量的功率来确定干扰度量的控制器。

附图说明

为了更完整地理解本发明及其优点，现在参考以下结合附图的描述，在附图中：

图1a示出了示例汽车雷达场景的示图；并且图1b和1c示出了与图1a的示例汽车雷达场景相对应的雷达频率相对于时间的曲线图；

图2示出了实施例雷达系统的框图；

图3a示出了针对其中lo频率在离散步骤中改变的实施例的监测频率相对于时间的曲线图；图3b示出了说明实施例雷达系统中的信号的下变频的频谱内容图，并且图3c示出了操作实施例雷达系统的方法的流程图；

图4示出了针对其中lo频率连续扫描的实施例的监测频率相对于时间的曲线图；

图5a和5b示出了说明如何根据正常雷达测量来调度干扰测量的定时图；

图6a示出了实施例正交混频器的示意图，并且图6b至6e示出了说明实施例正交混频器的性能的频谱图；

图7示出了利用多个带通滤波器的实施例干扰检测路径的框图；

图8示出了针对其中实施例干扰检测路径利用多个带通滤波器的实施例的监测频率相对于时间的曲线图；

图9a和9b示出了实施例基于mmic的雷达系统的框图；以及

图10示出了可以用于实现实施例雷达系统的部分的处理系统的框图。

除非另有指示，否则不同附图中的对应数字和符号通常指代对应的部分。附图被绘制以清楚地说明优选实施例的相关方面，并且不一定按比例绘制。为了更清楚地说明某些实施例，指示相同结构、材料或工艺步骤的变化的字母可以跟随图号。

具体实施方式

下面详细讨论目前优选实施例的制作和使用。然而，应当理解，本发明提供了可以在各种具体上下文中实施的很多可应用的发明概念。所讨论的具体实施例仅说明制造和使用本发明的具体方式，并不限制本发明的范围。

将结合具体上下文中的优选实施例、用于确定雷达系统中的干扰的系统和方法来描述本发明。本发明还可以应用于检测其他类型的rf系统中的干扰。

在各种实施例中，雷达系统包括被配置为接收和处理反射的雷达信号的第一信号路径、以及用于确定干扰信号的存在的第二信号路径。在一个示例中，第一信号路径包括模拟前端、模数转换器、以及用于根据本领域已知的雷达信号处理原理来确定所接收的雷达信号的数字处理电路。第二信号路径具有比第一信号路径大得多的带宽，并且可以包括被配置为检测在相对较大的带宽中存在的功率的模拟功率检测器。由于第二信号路径的大带宽，可以快速扫描非常大的频率范围以确定在大量信道上的干扰的存在。

可以通过关闭雷达的发射器、扫描雷达接收器的lo频率、以及检测扫频lo频率上的接收功率来检测干扰。lo频率可以例如以逐步或连续方式扫描。基于检测到功率的频率，雷达系统可以确定哪些频率范围包含干扰以及哪些频率范围适合于雷达系统的低干扰操作。在一些实施例中，雷达系统被配置为基于功率测量来确定操作频率范围。

在一些实施例中，雷达系统还可以被配置为在雷达发射器活动时检测干扰源的存在。在这样的实施例中，第二信号路径包括被配置为监测恰好位于第一信号路径的接收带宽之外的接收频率的多个带通滤波器。实施例雷达系统还可以被配置为基于检测到的干扰信号的定时和频率范围来预测干扰信号的轨迹。

实施例雷达系统的优点包括快速检测干扰信号的存在、并且以功率有效的方式基于检测到的干扰信号的特性来快速选择新的操作频率的能力。通过避免干扰相对快速的反应时间，可以在更长的时间段内保持高雷达系统性能。在诸如汽车雷达和防撞系统的系统中，高雷达系统性能导致更安全的操作。

图1a示出了示例汽车雷达场景100，其表示被配备用于在一小部分高速公路上行驶的四个车辆102、105、106和108的雷达传感器。安装在汽车102上的汽车雷达系统104发射和接收例如调频连续波(fmcw)信号，并且检测该发射信号的反射以便确定汽车雷达系统104与道路上的其他车辆或对象(诸如汽车105、106和108)之间的距离。然而，在高速公路上的其他汽车也使用汽车雷达系统(诸如安装在汽车108中的汽车雷达系统109)的情况下，存在由于由其他汽车雷达系统发射的干扰信号而导致的雷达性能降低的风险。在所示示例中，由汽车108的雷达系统109发射的雷达信号与来自汽车105和106的反射由雷达系统104一起接收。这些直接接收的发射信号特别成问题，因为它们通常包含比所接收的反射信号更多的功率。

图1b示出了位于同一邻近区的三个fmcw雷达系统的雷达频率相对于时间的曲线图、以及所接收的干扰功率sif(t)相对于时间的曲线图。迹线110表示参考雷达系统的lo频率，并且围绕迹线110的虚线表示参考雷达系统的雷达接收器的中频(if)带宽。迹线114和116表示从第一和第二相邻雷达系统接收的干扰信号的频率。在操作期间，参考雷达系统的lo频率从76ghz线性增加到77ghz。当从第一相邻雷达系统接收的干扰信号114的频率落入参考雷达系统的雷达接收器的if带宽内时，产生干扰112。类似地，当从第二相邻雷达系统接收的干扰信号116的频率落入参考雷达系统的雷达接收器的if带宽内时，产生干扰118。这些干扰区域112和118在由参考雷达系统接收时产生类似线性调频的信号，这实质上增加了接收器的本底噪声。在接收的if信号sif(t)相对于时间的曲线图中示出了本底噪声的增加的影响，其由迹线122表示。如图所示，增加的干扰区域124对应于从第一相邻雷达系统接收的干扰信号114的频率落入参考雷达系统的雷达接收器的if带宽内的时间段，并且增加的干扰区域126对应于从第一相邻雷达系统接收的干扰信号116的频率落入参考雷达系统的雷达接收器的if带宽内的时间段。因此，由于信噪比(snr)的有效降低，参考雷达系统的检测灵敏度降低。

图1c示出了位于同一邻近区的多个不同雷达系统的操作频率范围相对于时间的曲线图。参考操作频率范围132表示在从5ms到15ms的时间段期间参考雷达系统的操作频率。干扰频率范围138表示由其他雷达和rf系统产生的、由参考雷达系统可接收的干扰传输。如图所示，参考操作频率范围132的部分134与干扰频率范围138的部分重叠。这些重叠部分表示可能降低雷达性能的操作区域。

在本发明的实施例中，参考雷达系统被配置为检测干扰频率范围138的存在，并且基于诸如测量的干扰、所测量的干扰是否超过预定阈值、所测量的干扰的频率轨迹、观察到所测量的干扰的时间间隔以及其他干扰度量等干扰度量来标识具有降低的干扰的潜在可用频率范围(诸如频率范围136)。一旦标识出潜在可用频率范围(诸如频率范围136)，参考雷达系统可以改变其未来传输频率以在潜在可用频率范围内操作。

图2示出了被配置为确定存在干扰的频率的实施例雷达系统200。如图所示，雷达系统200包括接收路径，该接收路径包括经由天线端口204接口到下变频器206的接收天线202。下变频器206的输出耦合到信号处理路径210和干扰检测路径212的输入。在正常操作期间，由接收天线202接收的反射雷达信号由下变频器206下变频并且由信号处理路径210处理。然而，在干扰检测期间，通过下变频器206下变频由接收天线202接收的干扰信号，并且通过单独的干扰检测路径212评估下变频器干扰信号的功率。

雷达系统200还包括发射路径，该发射路径包括经由天线端口232耦合到发射天线230的发射器234。在正常操作期间，发射器234经由发射天线230发射雷达信号，而接收天线202接收反射的雷达信号。在一些实施例中，当雷达系统200主动测量干扰时，发射器234被禁用。然而，在其他实施例中，干扰测量可以与正常雷达操作同时执行，并且发射器234保持使能，这将在下面进一步解释。

频率发生器208向发射器234提供本地振荡器(lo)信号，并且向下变频器206提供接收lo信号。在各种实施例中，频率发生器208被配置为产生具有频率范围在约76ghz到约81ghz之间的lo信号；但是，可以根据特定系统及其规格来实现在该范围之外的频率。例如，频率发生器208可以包括本领域已知的基于锁相环(pll)的频率发生器，该频率发生器包括pll电路系统和rf压控振荡器(vco)。频率发生器208还包括控制接收lo信号的频率以支持下面描述的实施例干扰频率测量的频率控制电路系统。在利用fmcw雷达技术的实施例中，频率发生器208还可以包括生成频率线性调频的频率控制电路系统。在各种实施例中，下变频器206耦合到由频率发生器208产生的接收lo信号，并且可以根据本领域已知的系统和方法使用实或正交混频器电路来实现。在一些实施例中，下变频器206被配置为将所接收的雷达信号混频到低于约20mhz的频率。备选地，下变频器可以被配置为将所接收的雷达信号混频到在该范围之外的频率。

处理器224(也称为控制器)接收由干扰检测路径212产生的数据，并且基于所接收的数据和/或基于经由数字接口226从数字接口总线接收的命令来控制雷达系统200的各个方面。例如，处理器224可以控制由频率发生器208产生的lo信号的频率，并且控制发射器234的激活。数字接口226还可以发射由实施例雷达系统200执行的雷达测量的结果、以及系统状态信息。例如，数字接口226可以根据各种数字总线标准来实现，诸如spi、usb、bt、wifi、wigig、i3c、lvds和mipi。备选地，可以使用其他总线类型和标准。

在一些实施例中，信号处理路径210(也称为接收路径或第一信号路径)执行信号处理以评估反射的雷达信号。如图所示，信号处理路径210包括模拟前端214、模数转换器216和数字信号处理器218。模拟前端214包括被配置为接收、滤波和/或放大由下变频器206产生的中频(if)信号的模拟电路系统。在一些实施例中，模拟前端214包括将if信号的频带限制为小于或等于模数转换器216的采样频率fs的一半的带宽的抗混叠滤波器。数字信号处理器218执行必要的信号处理以分析接收的雷达信号。这种信号处理可以包括例如各种快速傅里叶变换(fft)、多普勒fft和本领域已知的用于确定由雷达系统200检测到的对象的位置和/或速度的其他信号处理算法。

干扰检测路径212(也称为第二信号路径)被配置为检测由下变频器206产生的if信号的功率。如图所示，干扰检测路径212包括功率检测器220和阈值检测器222。在一些实施例中，干扰检测路径212可以包括一个或多个带通滤波器，如下面进一步描述的。在各种实施例中，干扰检测路径212的带宽大于信号处理路径210。例如，在一个实施例中，信号处理路径210的带宽最大为fs/2，其是模数转换器216的采样频率fs的一半，而干扰检测路径212的带宽为bmix，其是下变频器206的输出的带宽。带宽bmix也可以被称为第一频率带宽，并且信号处理路径210的带宽(其等于或小于fs/2)也可以称为第二频率带宽。在各种实施例中，干扰检测路径212的带宽bmix大于或远大于信号处理路径210的带宽fs/2。通过使用更大的带宽，可以在大范围的频率上快速检测干扰的存在。在一些实施例中，使用模拟信号路径来实现干扰检测路径212。然而，在备选实施例中，干扰检测路径212的一些或全部可以数字地实现。

在操作期间，功率检测器220测量在下变频器206的输出处存在的信号功率，并且阈值检测器222将所测量的信号功率与阈值进行比较。在一些实施例中，功率检测器的输入由滤波器221滤波。由功率检测器220和/或阈值检测器222产生的测量和数据可以用作干扰度量，或者可以由实施例雷达系统200用于形成干扰度量。因为由其他雷达系统产生的干扰信号与信道噪声以及收发器的固有噪声相比具有强幅度，所以在很多实施例中，简单的阈值处理可能足以检测干扰。功率检测器220可以例如使用本领域已知的模拟接收信号强度指示(rssi)电路来实现，诸如二极管检测器或基于对数放大器的信号强度检测器。阈值检测器222可以使用被配置为将功率检测器220的输出与预定阈值进行比较以产生干扰指示的一个或多个比较器来实现。在一些实施例中，干扰指示可以是指示检测到的功率是否超过特定阈值的单比特值。在其他实施例中，干扰指示可以是提供与检测到的干扰功率的幅度或相对幅度有关的信息的多比特信号。备选地，阈值检测器222可以使用低速模数转换器和数字比较器来实现，或者可以直接向处理器224提供检测到的干扰功率的数字化测量。

发射器234耦合到频率发生器208，并且被配置为通过发射天线230发射信号txlo。发射器234可以例如使用本领域已知的rf功率放大器(pa)电路来实现。发射天线230和/或接收天线202可以使用本领域已知的雷达天线结构来实现。在一个示例实施例中，发射天线230和接收天线202均可以使用贴片天线或以阵列布置的多个贴片天线来实现。在一些实施例中，实施例雷达系统200可以使用多个发射器、发射天线、接收器和/或接收天线来实现，以便在正常操作期间实现相位阵列波束控制。在这样的实施例中，在干扰测量期间可以禁用所有发射器和除了一个接收器电路之外的所有接收器电路，使得包含实施例的单独的干扰检测路径212的单个接收器电路是活动的。备选地，取决于特定实施例及其规定，在频谱测量期间，更大的发射器和/或接收器子集可以是有效的。

可以以各种方式划分雷达系统200的各种组件。例如，雷达系统200的rf组件可以在一个或多个rf集成电路(rfic)上实现，天线202和230可以设置在电路板上，并且处理器224和/或dsp218可以使用设置在一个或多个集成电路/半导体基板上的处理器、微处理器、数字信号处理器和/或定制逻辑电路来实现。处理器224可以包括执行存储在非暂态计算机可读存储介质(诸如存储器)中的可执行程序中的指令以执行本文中公开的各种实施例功能的处理器。然而，在一些实施例中，处理器的全部或部分功能可以合并且在设置有雷达系统200的同一集成电路/半导体基板上。

在一些实施例中，雷达系统200的一些或所有部分可以在封装中实现。在一些实施例中，雷达系统200的各种rf和/或基带组件可以实现为设置在电路板上的一个或多个集成电路，并且发射天线230和接收天线202可以在与集成电路相邻的电路板上实现。在一些实施例中，发射器234、频率发生器208、下变频器206和干扰检测路径212形成在同一雷达前端集成电路(ic)管芯上。发射天线230和接收天线202也可以是雷达前端ic管芯的一部分，或者可以实现为设置在雷达前端ic管芯上或附近的单独天线。雷达前端ic管芯还可以包括用于路由和/或用于实现雷达系统200的各种无源或有源器件的导电层，诸如再分布层(rdl)。在一个实施例中，发射天线230和接收天线202可以使用雷达前端ic管芯的rdl来实现。

在一些实施例中，通过在多个离散频率上步进lo频率、同时将每个离散频率保持恒定达预定时间并且在每个频率步长测量下变频器206的输出，来执行干扰信号的存在和频率。该概念在图3a中示出，图3a示出了监测频率相对于时间的曲线图300、以及测量的下变频器信号电平相对于时间的曲线图301。迹线302表示由频率发生器208产生并且输入到下变频器206的lo端口的接收lo频率，迹线304表示第一接收干扰信号，并且迹线306表示第二接收干扰信号。虚线308表示信号处理路径210的if带宽，其if带宽为fs/2；并且虚线210表示在下变频器206的输出处看到的并且由干扰检测路径212测量的较大检测带宽bmix。如图所示，由迹线302表示的接收lo频率在约76ghz到约81ghz之间递增地步进。在所描绘的实施例中，选择频率步长的大小，使得在一个lo频率处的下变频器206的带宽bmix的频带边缘(由虚线210表示)与在下一lo频率处的下变频器206的检测带宽bmix的频带边缘重叠或重合，以便完全覆盖整个测量雷达频谱。例如，一个lo频率的高频带边缘与下一lo频率的低频带边缘重合或重叠。备选地，取决于特定实施例及其规定，检测带宽bmix频带边缘可以是非重叠的。

如图3a中进一步所示，在时间t1到t2之间，由迹线306表示的干扰信号落入检测带宽bmix内，从而增加该时间段的检测到的干扰信号功率，如幅度312所示。类似地，在时间t4到t5之间，由迹线304表示的干扰信号落入检测带宽bmix内，从而增加该时间段的检测到的干扰信号功率，如幅度314所示。可以在进行这些测量时禁用发射器234。基于这些测量，实施例雷达系统200可以确定频谱的哪些部分未占用和/或轻度占用，并且调度未来的传输以使用这些未占用和/或轻度占用的频率范围。

图3b示出了说明实施例雷达系统的干扰检测操作的频谱内容图320、321和322。每个图表示相对于频率的各种信号的频谱幅度。曲线图320示出了rf频谱，其中迹线302表示被设置为76ghz的接收lo信号，迹线304表示第一接收干扰信号，并且迹线306表示上面参考图3a讨论的第二接收干扰信号。曲线图321示出了下变频器if频谱，其中第一和第二干扰信号的频谱304和306被下变频到高达5ghz的if频率。曲线图322是曲线图321的展开图，其示出了下变频器if频谱的前1ghz。迹线306表示第二接收干扰信号的频谱，迹线326表示通过干扰检测路径212测量的较大检测带宽bmix，并且迹线328表示信号处理路径210的较小if信号带宽。应进一步理解，所示的在约76ghz到约81ghz之间的检测范围、所示的检测带宽和if信号带宽、以及干扰信号的频率和特性仅仅是说明性示例。在其他实施例中，可以根据特定实施例及其规定来实现不同的检测频率范围和带宽。而且，干扰信号的特性也可以不同。

图3c示出了如上面关于图3a所述的测量干扰的方法340。在步骤342中，将表示接收lo频率的频率变量f设置为fmin，并且在步骤344中，将时间变量t被设置为零。在步骤346中，例如，使用信号处理路径210中的功率检测器220来测量接收信号的功率。在步骤348中，将时间变量t递增δt，并且在步骤350中，将时间变量t与时间间隔t进行比较。如果时间变量t没有超过时间间隔t，则在步骤346中，继续测量接收信号的功率。另一方面，如果时间变量t超过时间间隔t，则该方法前进到步骤352，其中针对当前lo频率f确定干扰信号功率。在一些实施例中，该干扰信号功率由阈值检测器222确定。在一些实施例中，该比较的结果和/或检测到的功率的大小此时作为干扰度量存储在存储器中。在步骤356中，将频率变量f递增δf，并且然后将其与频率fmax进行比较。如果频率变量f超过fmax，则干扰测量完成。否则，从步骤344开始新的测量。

在一个示例实施例中，时间间隔t约为30微秒，频率fmin约为76ghz，频率fmax约为81ghz。应当理解，这些值仅是示例值，并且在其他实施例中可以使用不同的值。在备选实施例中，测量频率可以递减而不是递增，使得接收lo频率在f＝fmax处开始并且在f＝fmin处结束。

在一些实施例中，通过在测量的频率范围上连续扫描lo频率并且在频率扫描期间测量下变频器206的输出来检测干扰信号的存在和频率。该概念在图4中示出，图4示出了监测频率相对于时间的曲线图400、以及测量的下变频器信号电平相对于时间的曲线图401。迹线302表示由频率发生器208产生并且输入到下变频器206的lo端口的接收lo频率，迹线304表示第一接收干扰信号，并且迹线306表示第二接收干扰信号。虚线308表示信号处理路径210的if带宽，其if带宽为fs/2；并且虚线210表示在下变频器206的输出处看到的并且由干扰检测路径212测量的较大检测带宽bmix。如图所示，由迹线302表示的接收lo频率在约76ghz到约79ghz之间连续扫描。虽然图4将接收lo频率示出为从76ghz到79ghz连续增加，但是应当理解，在备选实施例中，接收lo频率可以在不同频率范围上扫描，和/或可以被配置为从较高频率到较低频率连续减小。

在一些实施例中，如曲线图401所示，以采样间隔t周期性地对检测带宽bmix内的功率进行采样。例如，在时间t1到t2之间，当由迹线306表示的干扰信号落入检测带宽bmix中时，该时间段的检测到的干扰信号功率增加，如幅度402所示。类似地，在时间t4到t5之间，当由迹线304表示的干扰信号落入检测带宽bmix内时，该时间段的检测到的干扰信号功率增加，如幅度404所示。类似于图3a中描述的实施例，可以在进行这些测量时禁用发射器234。基于这些测量，实施例雷达系统200可以确定频谱的哪些部分未占用和/或轻度占用，并且调度未来的传输以使用这些未占用和/或轻度占用的频率范围。在备选实施例中，可以连续地而不是周期性地监测检测带宽bmix内的功率的大小。

在各种实施例中，可以周期性地调度干扰测量以在预定数目的雷达测量之后发生，如图5a所示，图5a说明了示出lo频率相对于时间的曲线图500、示出发射器234的状态的曲线图501、示出雷达系统的功能模式相对于时间的曲线图502。在雷达测量期间，雷达系统200的发射器被激活，频率增加(从频率f1到频率f2)的线性调频在被指定为线性调频1到线性调频n的间隔中发射，并且对应的雷达测量经由信号处理路径210来进行，其中n是任何整数。在每个线性调频之间，当频率发生器208在pll反激间隔期间被复位时，lo频率从频率f2减小回到频率f1。在一系列n个线性调频之后，在发射器停用时执行干扰测量。虽然干扰检测线性调频被示出为频率f1到f2之间的频率线性调频，但是干扰检测线性调频可以在与其他测量线性调频不同的频率范围上发生。例如，在一些实施例中，可以覆盖扩展的频率范围以测量在f1到f2的范围之外的频率中的干扰。在这种情况下，针对干扰检测线性调频的最小线性调频频率可以小于f1，和/或干扰检测线性调频的最大线性调频频率可以大于f2。还应当理解，在备选实施例中，线性调频1到线性调频n以及干扰检测线性调频可以被布置成将频率从f2减小到f1。在这样的实施例中，随着频率发生器208在pll反激间隔期间被复位，lo频率从频率f1增加回到频率f2。

在一些实施例中，可以在pll反激间隔期间进行干扰测量，如图5b所示，图5b说明了示出lo频率相对于时间的曲线图510、以及示出雷达系统的功能模式相对于时间的曲线图512。在雷达测量期间，激活雷达系统200的发射器，发射频率增加(从频率f1到频率f2)的线性调频，并且经由信号处理路径210进行对应的雷达测量。在每个线性调频之间，当频率发生器208在pll反激间隔期间被复位时，lo频率从频率f2减小回到频率f1。在该pll反激间隔期间，发射器234被关闭并且干扰检测路径212被激活以测量f1到f2的频率范围内的干扰。在一些实施例中，可以在n个线性调频之后进行附加干扰检测测量，以便测量在f1到f2的频率范围之外的干扰。同样，在备选实施例中，可以反转测量线性调频的频率分布，使得lo频率在雷达测量期间从f2减小到f1并且在pll反激间隔期间从f1增加到f2。

如上面关于图2提到的，下变频器206可以使用实或正交混频器电路来实现。在一些实施例中，正交混频器电路600(也称为i/q解调器或单边带混频器)可以用于实现下变频器206。在一些实施例中使用正交混频器电路600可以有助于解决干扰，如下面解释的。如图所示，正交混频器电路600包括90度功率分配器602，90度功率分配器602被配置为分离rf信号的功率并且产生彼此之间具有90°的净相移的同相rf信号rf_i和正交rf信号rf_q。移相器606和608被配置为分别将传入的lo信号相移+45°和-45°，以便产生彼此之间具有90°的净相移的同相lo信号lo_i和正交lo信号lo_q。同相混频器610根据同相lo信号lo_i对同相rf信号rf_i进行下变频以产生同相if信号if_i，并且正交混频器610根据正交lo信号lo_q对正交rf信号rf_q进行下变频以产生正交if信号if_q。使用加法器614对同相if信号if_i和正交if信号if_q求和以产生输出if信号。在一些实施例中，使用低通滤波器616对求和器614的输出进行低通滤波。

功率分配器602可以使用本领域已知的功率分配器电路来实现，而移相器606和608可以使用本领域已知的移相器电路和方法来实现。例如，功率分配器602可以是例如使用片上传输线来实现的90°混合耦合器。移相器606和608可以使用本领域已知的多相滤波器来实现。混频器610和612可以使用本领域已知的混频器电路(诸如基于gilbert单元的混频器)来实现，并且加法器614可以使用适合于对两个信号求和的任何电路结构来实现。例如，在一些实施例中，加法器614的功能可以通过在同一节点处将混频器610和612的输出连接在一起来实现。能够用于定义混频器600的输出带宽bmix的可选低通滤波器616可以例如使用rc滤波器、lc滤波器或其他已知滤波器结构来实现。

在各种实施例中，混频器600可以被配置为对上边带(其是大于lo频率的接收频率)进行下变频，并且拒绝下边带(其是小于lo频率的接收频率)。备选地，混频器可以被配置为对下边带进行下变频并且拒绝上边带。可以通过明智地选择移相器606和608的相对相位、由功率分配器602产生的信号rf_i和rf_q的相位、以及通过调节混频器610和612的输出的极性来影响选择哪个边带进行下变频。在其他实施例中，可以分别处理同相if信号if_i和正交if信号if_q以分别分辨上边带和下边带。

应当理解，图6a中描绘的正交混频器电路600的拓扑仅是可以用于实现实施例混频电路的多个正交混频器电路中的一个。也可以使用本领域已知的其他正交混频器电路。

使用正交混频器电路(诸如图6a所示的正交混频器电路600)实现下变频器206的一个好处是能够分辨在lo频率之上和之下的接收频率。图6b示出了包括具有频率低于lo频率621的干扰频谱622和具有频率高于lo频率621的干扰频谱624的通带频谱。表示的混频器带宽bmix具有50mhz的带宽。因此，干扰频谱622被示出为在混频器带宽bmix之外，而干扰频谱624的一部分被示出为在混频器带宽bmix内。

图6c示出了落入混频器带宽bmix内的干扰频谱624的部分的下变频频谱，其包括由实混频器生成产生的下变频频谱628和由复混频器产生的下变频频谱626。虽然图6c的实施例示出了复下变频器产生零if信号的情况作为说明性示例，但是应当理解，复混频器可以用于产生非零if信号。如图所示，由复混频器产生的下变频频谱626分辨下变频部分干扰频谱624的整个结构，并且因此大部分下变频功率出现在大于零的频率。另一方面，由实混频器产生的下变频频谱628不保留干扰频谱624的频谱结构，因此，干扰频谱624的下变频部分对称地出现在高于和低于零的频率。即使实混频器的下变频频谱628不能分辨干扰频谱624的下变频部分的整个频谱形状，但在一些实施例中，所得到的测量误差可能相对较小。因此，对于bmix使用相对较低带宽的混频器实现，可以使用具有较低成本和复杂度的实混频器来实现图2所示的下变频器206。然而，对于bmix使用较低混频器带宽的折衷是将更多频率测量用于测量特定频率范围。

图6d示出了包括具有频率低于lo频率621的频谱642和具有频率高于lo频率621的频谱644的通带频谱，其类似于图6b的情况。然而，在这种情况下，混频器带宽bmix具有500mhz的较宽带宽，因此频谱642和644都落入混频器带宽bmix内。

图6e示出了用于500mhz的更宽混频器带宽bmix的由实混频器产生的下变频频谱638和由复混频器产生的下变频频谱636。如图所示，由复混频器产生的下变频频谱626分辨频谱644和642的整个结构，而另一方面，由实混频器产生的下变频频谱628不保留频谱644和642的频谱结构。在这种情况下，针对500mhz的较宽混频器带宽bmix使用实混频器的频谱644和642的功率的测量误差大于使用50mhz的较窄混频器带宽bmix的频谱644的下变频部分的功率的测量误差。然而，在一些实施例中，可以使用500mhz的更宽带宽而不是50mhz的更窄带宽、使用更少的迭代来进行一些频率范围上的干扰测量。因此，在某些情况下，可以通过折衷混频器复杂度、测量迭代次数和测量误差，来选择将下变频器206实现为实或正交混频器以及选择混频器带宽bmix。

在一些实施例中，可以在多个频带内评估干扰频谱，以便更精确地跟踪和预测测量的干扰的轨迹和/或与雷达测量同时执行干扰测量。图7示出了可以用于实现图2所示的单独干扰检测路径212的干扰检测路径702。如图所示，干扰检测路径702具有在下变频器206的输出处对两个或更多个对应的频带进行滤波的两个或更多个带通滤波器704和706、以及测量由带通滤波器704和706滤波的滤波的下变频信号电平的两个或更多个对应的功率检测器708和710。功率检测器708和710检测到的测量功率可以通过阈值检测器712与预定阈值进行比较，和/或可以通过模数转换器(未示出)来数字化以进行进一步处理。可以使用任何数目的带通滤波器，这取决于特定实施例及其规定。

在一些实施例中，带通滤波器704可以具有包括频率高于信号处理路径210的if通带的频带b1的通带、以及拒绝或衰减信号处理路径210的if通带的下阻带。类似地，带通滤波器706可以具有包括频率低于信号处理路径210的if通带的频带b2的通带、以及拒绝或衰减信号处理路径210的if通带的上阻带。由于if通带被带通滤波器704和706拒绝，if通带中的信号功率将不会显著影响在带通滤波器704和706的输出处进行的干扰测量。因此，实施例雷达系统200的发射器可以在干扰测量期间保持活动，和/或干扰测量可以与雷达测量同时进行。在这样的实施例中，正交混频器可以用于实现下变频器206，以便分辨上边带和下边带中的频率内容。

图8以图形方式示出了系统的操作，其中干扰测量是使用在单独的干扰检测路径212中具有多个带通滤波器的系统，诸如关于图7中的干扰检测路径702所示。如图所示，图8具有监测频率相对于时间的曲线图800、具有频率大于接收lo频率的第一频带b1中的测量的下变频器信号电平的曲线图801、以及具有频率低于接收lo频率的第二频带b2中的测量的下变频器信号电平的曲线图803。

迹线302表示由频率发生器208产生并且输入到下变频器206的lo端口的接收lo频率，迹线304表示第一接收干扰信号，并且迹线306表示第二接收干扰信号。虚线308表示信号处理路径210的if带宽，其if带宽为fs/2。频带b1被示出为设置在if带宽的高端与在表示lo频率的迹线302上方的虚线802之间的频带，而频带b2被示出为设置在if带宽的低端与在表示lo频率的迹线302下方的虚线804之间的频带。在一些实施例中，频带b1在带通滤波器704的通带内，并且频带b2在带通滤波器706的通带内，如上面参考图7所述。

如图所示，由迹线302表示的接收lo频率在约76ghz到约79ghz之间连续扫描。在操作期间，信号处理路径210处理if带宽内的接收的反射雷达信号，并且干扰检测路径212检测频带b1和b2内的干扰信号。虽然图8将接收lo频率示出为从76ghz到79ghz连续增加，但是应当理解，在备选实施例中，接收lo频率可以在不同频率范围上扫描，和/或可以被配置为从较高频率到较低频率连续减小。

如曲线图801所示，当由迹线306表示的第二干扰信号在时间间隔810、812和814处落入频带b1内时，由功率检测器708检测到功率。类似地，如曲线图802所示，当由迹线306表示的第二干扰信号在时间间隔816、818、820、822和824处落入频带b2内时，由功率检测器710检测到功率。通过分析检测到干扰功率的各种时间间隔之间的关系，可以对测量的干扰信号的频率轨迹做出估计。例如，在一个实施例中，通过记录针对每个跟踪的干扰信号的检测频率相对于时间并且应用线性预测算法或执行记录值的曲线拟合以便估计未来干扰频率，来确定频率轨迹。在一些实施例中，当前干扰频率和估计/预测频率可以在二维时间频率网格上表示，诸如图1c所示的曲线图。基于这些预测，可以标识空闲区域。

例如，在一些干扰减轻算法中，预测所测量的干扰信号的频率轨迹可能是有用的。例如，当在频带b1中检测到功率，紧接着在频带b2中检测到功率时，反之亦然，系统可以推断出干扰已经在一个频带中停止检测功率的时间与在另一频带中开始检测功率的时间之间落入if带宽内。在该特定时间知道该干扰可以允许系统在该时间段期间丢弃雷达测量，或者为雷达测量分配较低权重，或者辅助干扰减轻算法。在操作期间，在频带b1和b2中检测到的功率可以作为干扰度量存储在存储器中。

在一些实施例中，如果在频带b1和/或b2内测量的时间间隔的长度和/或功率超过预定阈值，则可以将操作的频率范围改变到不同的频率范围。在这种情况下，lo可以在比正常雷达操作期间使用的有限频率范围更宽的频率范围(例如，从76ghz到81ghz)上扫描，以便基于在频带b1和b2中检测到的功率以及其他干扰度量来确定潜在可用的频率范围。用于确定潜在可用频率范围的这种更宽的频率扫描可以在预定数目的正常操作周期之后被调度，或者可以根据需要进行调度。可以在这些更宽的频率扫描期间禁用雷达发射器。

在一些实施例中，包括下变频器206和干扰检测路径212的信号路径可以被包括在具有多个发射器和多个接收器的雷达系统中，诸如图9a的框图中所示，其示出了具有四个接收信道rx1、rx2、rx3和rx4以及四个发射信道tx1、tx2、tx3和tx4的雷达毫米波集成电路902(mmic)。在正常雷达操作期间，所有四个接收信道rx1、rx2、rx3和rx4以及所有四个发射信道tx1、tx2、tx3和tx4可以是活动的。然而，在一些实施例中，在干扰检测期间仅有一个接收路径(诸如接收信道rx1)是活动的，并且所有发射信道tx1、tx2、tx3和tx4都被禁用。

在一些实施例中，雷达系统可以被配置为包括多于一个mmic，如图9b所示。如图所示，主雷达mmic904包括四个接收信道rx1、rx2、rx3和rx4以及四个发射信道tx1、tx2、tx3和tx4，并且耦合到主mmic906的从雷达mmic906具有四个附加接收信道rx5、rx6、rx7和rx8以及四个附加发射信道tx5、tx6、tx7和tx8。在正常雷达操作期间，所有八个接收信道rx1、rx2、rx3、rx4、rx5、rx6、rx7和rx8以及所有八个发射信道tx1、tx2、tx3、tx4、tx5、tx6、tx7和tx8可以是活动的。然而，在一些实施例中，在干扰检测期间仅有一个接收路径(诸如接收信道rx1(或任何其他接收信道))是活动的，并且所有发射信道tx1、tx2、tx3、tx4、tx5、tx6、tx7和tx8被禁用。应当理解，图9a和9b中描绘的实施例仅是很多可能的实施例的基于mmic的雷达系统的两个示例。在备选实施例中，基于mmic的雷达系统可以具有不同数目的发射和/或接收信道，和/或可以包含任何数目的mmic。

现在参考图10，根据本发明的实施例提供了处理系统1000的框图。处理系统1000描绘了通用平台以及可以用于实现实施例雷达系统和/或与实施例雷达系统接口的外部计算机或处理设备的部分的一般组件和功能。例如，处理系统1000可以用于实现图2所示的处理器224、数字接口226和/或dsp218。在一些实施例中，处理系统1000可以用于确定和评估实施例干扰度量，控制实施例雷达系统的操作，并且基于干扰度量确定潜在的可用频率范围。

处理系统1000可以包括例如中央处理单元(cpu)1002和连接到总线1008的存储器1004，并且可以被配置为执行上述过程。如果期望或需要，处理系统1000还可以包括用于提供到本地显示器1012的连接的显示适配器1010和用于为一个或多个输入/输出设备1016(诸如鼠标、键盘、闪存驱动器等)提供输入/输出接口的输入输出(i/o)适配器1014。

处理系统1000还可以包括网络接口1018，网络接口1018可以使用被配置为耦合到有线链路(诸如网络电缆、usb接口等)和/或无线/蜂窝链路以与网络1020通信的网络适配器来实现。网络接口1018还可以包括用于无线通信的合适的接收器和发射器。应当注意，处理系统1000可以包括其他组件。例如，处理系统1000可以包括硬件组件电源、电缆、主板、可移动存储介质、外壳等，如果在外部实现。尽管未示出，但是这些其他组件被认为是处理系统1000的一部分。在一些实施例中，处理系统1000可以在单个单片半导体集成电路上和/或在与其他公开的系统组件相同的单片半导体集成电路上实现。

本文中总结了本发明的示例实施例。从整个说明书和本文中提交的权利要求中还可以理解其他实施例。

示例1.一种操作雷达系统的方法，包括在第一时间段期间激活发射器以发射雷达信号，从雷达天线接收所述雷达信号的反射，下变频反射的所述雷达信号，并且使用第一信号路径在第一频率带宽内对下变频的反射的所述雷达信号进行数字处理。所述方法还包括在第二时间段期间停用所述发射器，在所述第二时间段期间从所述雷达天线接收第二信号，下变频所述第二信号，使用不同于所述第一信号路径的第二信号路径在第二频率带宽内测量下变频的第二信号的功率，并且基于测量所述功率确定干扰度量。

示例2.根据示例1所述的方法，其中所述第二频率带宽大于所述第一频率带宽。

示例3.根据示例1或2之一所述的方法，下变频所述第二信号包括将所述第二信号与本地振荡器(lo)信号混频；以及所述方法还包括在不同的lo频率上改变所述lo信号的lo频率。

示例4.根据权利要求3所述的方法，其中确定所述干扰度量包括确定与多个频率范围中的每个频率范围相对应的测量功率，以及确定所述测量功率是否超过阈值。

示例5.根据示例3和4之一所述的方法，还包括基于确定的所述干扰度量确定可用频率范围。

示例6.根据示例5所述的方法，还包括：将所述发射器配置为在所述可用频率范围中的频率范围上发射所述雷达信号。

示例7.根据示例3至6之一所述的方法，其中改变所述lo频率包括：在第一lo频率与第二lo频率之间的多个离散频率上改变所述lo频率。

示例8.根据示例3至6之一所述的方法，其中改变所述lo频率包括在第一lo频率与第二lo频率之间连续地改变所述lo频率。

示例9.根据示例3至6之一所述的方法，其中改变所述lo频率包括：在所述第一时间段内在第一方向上改变所述lo频率；以及在所述第二时间段的至少一部分期间，在与所述第一方向相反的第二方向上改变所述lo频率。

示例10.根据示例9所述的方法，其中在用于生成所述lo信号的pll的反激间隔期间，在所述第二方向上改变所述lo频率。

示例11.根据示例1至10之一所述的方法，还包括在预定数目的第一时间段之后停用所述发射器。

示例12.根据示例1至11之一所述的方法，其中所述第二信号路径包括模拟信号路径。

示例13.根据示例1至12之一所述的方法，还包括对下变频的所述第二信号进行带通滤波。

示例14.根据示例13所述的方法，其中对下变频的所述第二信号进行带通滤波包括使用具有多个频带的多个滤波器对下变频的所述第二信号进行带通滤波；以及测量所述功率包括：在所述多个频带中的每个频带中测量所述下变频的第二信号的功率。

示例15.一种方法，包括：在第一时间段期间激活发射器以发射雷达信号；从雷达天线接收所述雷达信号的反射；下变频所述反射的雷达信号以获取下变频的模拟信号；对下变频的所述模拟信号进行模数转换以形成数字信号；使用第一信号路径对所述数字信号进行数字处理；对所述下变频的模拟信号进行滤波以形成滤波信号；使用不同于所述第一信号路径的第二信号路径测量所述滤波信号的功率；以及基于测量所述功率确定干扰度量。

示例16.根据示例15所述的方法，还包括确定测量的所述功率是否在第一频率范围内超过阈值。

示例17.根据示例16所述的方法，还包括：将所述发射器配置为在测量的所述功率超过所述阈值时，在与所述第一频率范围不同的第二频率范围内发射所述雷达信号。

示例18.根据示例15至17之一所述的方法，其中对所述下变频的模拟信号进行滤波包括：使用具有对应的多个频带的多个滤波器来对所述下变频的模拟信号进行滤波；以及测量所述滤波信号的所述功率包括：在所述多个频带中的每个频带中测量所述滤波信号的所述功率。

示例19.根据示例18所述的方法，还包括：基于测量所述滤波信号的所述功率来估计干扰信号的频率轨迹；以及基于估计的所述频率轨迹来确定所述干扰信号何时落入用于发射所述雷达信号的频带内。

示例20.一种雷达系统，包括：下变频器，具有被配置为耦合到雷达天线的第一输入以及被配置为接收本地振荡器(lo)信号的第二输入；耦合到所述下变频器的第一接收路径，所述第一接收路径被配置为对来自所述下变频器的第一信号进行数字处理；耦合到所述下变频器的第二信号路径，其中所述第二信号路径被配置为从所述下变频器接收第二信号并且在带宽内测量所述第二信号的功率，并且所述第二信号路径不同于所述第一接收路径；以及控制器，被配置为基于由所述第二信号路径测量的所述功率来确定干扰度量。

示例21.根据示例20所述的雷达系统，其中所述第二信号路径被配置为模拟信号路径，并且所述第二信号路径的带宽大于所述第一接收路径的信号带宽。

示例22.根据示例20或21之一所述的雷达系统，其中所述控制器还被配置为通过确定测量的所述功率是否超过阈值来确定所述干扰度量。

示例23.根据示例20至22之一所述的雷达系统，其中所述控制器还被配置为基于确定的所述干扰度量来确定可用频率范围。

示例24.根据示例20至23之一所述的雷达系统，其中所述控制器被配置为将所述雷达系统的发射器配置为在所述可用频率范围中的频率范围上发射雷达信号。

示例25.根据示例24所述的雷达系统，其中所述控制器被配置为：在第一时间间隔期间，在第一方向上改变所述lo信号的频率；在第二时间间隔内，在与所述第一方向相反的第二方向上改变所述lo信号的频率，其中在所述第二时间间隔期间所述lo信号的频率在不同的lo频率上改变；在所述第二时间间隔期间停用所述雷达系统的所述发射器；以及在所述第二时间间隔期间激活所述第二信号路径。

示例26.根据示例20至25之一所述的雷达系统，其中所述第二信号路径包括一个或多个电路，所述一个或多个电路包括耦合在所述下变频器与一个或多个功率检测器之间的一个或多个滤波器。

示例27.根据示例26所述的雷达系统，其中所述第一接收路径的通带位于所述一个或多个电路中的第一电路的第一带通滤波器的下阻带内；以及所述第一接收路径的所述通带位于所述一个或多个电路中的第二电路的第二带通滤波器的上阻带内。

虽然已经参考说明性实施例描述了本发明，但是该描述并不旨在以限制意义来解释。参考说明书，本领域技术人员将清楚说明性实施例的各种修改和组合以及本发明的其他实施例。因此，所附权利要求旨在涵盖任何这样的修改或实施例。