射频标签系统的制作方法

背景技术：

1、设计用于短距离使用(即至多1000m)的大多数现代雷达以调频载波(fmcw)操作。在这种方法中，发送雷达对载波进行快速调制。能量从视场中的物体反射，并且由雷达接收的一部分能量与发送的载波信号混频。所发送的信号与所接收的信号之间的频率差(拍频/中频)用于测量到物体的距离。

2、us6100840涉及一种包括脉冲多普勒雷达询问器的标签系统。标签包括适于修改从脉冲多普勒雷达接收到的脉冲的有源雷达反射器，以便将信号反射回询问器，该信号包括询问器解释为二进制代码的离散频率。

3、为了确保从标签反射的回波不会被误认为是相对于询问器具有较大速度的物体，标签需要将所接收的频率频移到无源物体预期回波频带之外的频率。这意味着询问器需要在比其它情况下更宽的中频频带上操作。

4、值得注意的是，这种系统与fmcw雷达不兼容，因为在fmcw雷达内，任何中频都可能属于无源目标，并且因此不可能将特定的中频子带专用于有源目标检测。

5、此外，脉冲多普勒系统通常不适合于在非常短的距离(即几百米)上对物体进行检测和测距，因为难以生成在这些距离上检测物体所需的非常短的脉冲。

6、us2004/189511描述了一种主要旨在用于进入机动车辆的进入控制系统。基站20(在车辆中)与代码发送器(键)之间的距离以及键码由基站20中的评估单元24同时确定。为此，评估单元24需要具有两个解调器：第一个解调器从sig 4中提取sig 1，并且第二个解调器从sig cht中提取sight。

7、ep1672386描述了一种cw雷达系统，其采用相位调制来确定雷达与转发器设备之间的距离，并且采用幅度调制来允许雷达与转发器之间的数据传输。为了执行这两个调制过程，雷达设备包括单独的混频器136、140。

技术实现思路

1、根据本发明的一个方面，提供了一种雷达和射频标签系统，包括询问器雷达和标签，其中，所述标签被固定到物体上；标签包括发送器，通过发送器，标签适于通过发送从一组离散固定频率中选择的一系列不同的离散固定频率来发送二进制代码；该询问器雷达包括：发送器、接收器和适于生成第一信号和第二信号的信号生成器装置；其中，第一信号是fm信号，并且第二信号与fm信号相比具有相对固定的频率；以及其中，询问器被配置为在以下模式之间可切换地操作：第一模式，其中，信号生成器装置生成第一信号，发送器在视场上发送第一信号，并且接收器被布置为接收来自询问器雷达的视场内的物体的反射的第一信号，接收器适于将所发送的第一信号与所接收的信号混频；以及第二模式，其中，信号生成器生成第二信号，并且其中，第二信号与从标签接收的一系列离散固定频率混频，以标识二进制代码。

2、在第一模式中，询问器雷达通常使用所发送的信号与所接收的信号之间的频率差(拍频/中频)来标识观测场内无源物体和/或有源物体的存在并且确定其距离。询问器雷达有时可以临时切换到第二模式，以便在切换回第一模式之前接收来自观测场内的任何有源目标的二进制代码(例如以识别所述有源设备)。有利地，雷达系统可以仅使用单个混频器和信号生成器在两种模式中操作。这使得现有的fmcw雷达系统可以通过更新相关联的软件来标识有源目标，而无需改变或增加雷达系统硬件。

3、与fm信号相比，第二信号具有相对固定的频率，以便简化下变频信号中二进制代码的标识。因此，有利地，第二信号具有基本上固定的频率。因此，询问器可以在模式之间切换，而无需重新配置接收器。

4、询问器雷达可以是短程雷达，即适于检测询问器2km范围内的物体，并且优选地能够检测询问器雷达100米范围内的物体。

5、fm信号可以是连续波(fmcw)信号。

6、标签可以适于广播一系列离散固定频率。替代地，并且更优选地，当处于第二模式时，询问器可以被配置为发送激活信号，并且标签被配置为响应于接收到激活信号而发送二进制代码。

7、一系列不同的离散固定频率的发送可以由非二进制频移键控调制过程通过对载波信号进行离散频率改变来实现。未调制的载波信号可以具有与第二信号基本上相同的频率。

8、该组不同的离散固定频率中的每个频率可以对应于二进制代码的一个单独的位，每个位的值通过该组离散固定频率内该位的相关联的频率的发送或不发送来确定。例如，所发送的频率不存在可以将与该频率相关联的位设置为值＝0，并且该频率的发送将该位设置为值＝1。代码中位的顺序可以由频率在该组中的位置预先确定。

9、因此，该组不同的离散固定频率通常将包括数量(n)等于或超过二进制代码的位的数量的不同离散固定频率。因此，通常，n>2。

10、标签的发送器可以适于按顺序发送不同的离散固定频率中的每一者，但是原则上如果标签和询问器被适当配置，一个或多个频率可以被同时发送。

11、二进制代码可以标识标签，即对于标签是唯一的。二进制代码可以标识安装有标签的物体。替代地，二进制代码可以标识安装有标签的物体的类型，即，对于标签不是唯一的，但是对于安装有标签的物体的类型是唯一的。

12、激活信号可以包括单个基本上固定的频率的信号；有利地与第二信号的频率相同。这是有利的，因为在询问器处接收的来自视场内的物体的激活信号的反射将产生最小的中频响应，因为回波信号将与第二信号具有相同的频率。任何产生的回波，例如作为多普勒频移的结果，都可以很容易地从属于标签的回波中区分出来。

13、有利地，询问器被配置为发送第二信号以提供激活信号。换句话说，激活信号可以包括第二信号或由第二信号组成，并且有利地基本上与第二信号相同。因此，有利地，询问器包括生成信号的信号生成器和将信号分成提供激活信号和第二信号的两个基本上相同的信号的装置。

14、激活信号可以作为连续波信号发送，即当询问器在第二模式中操作时基本上连续发送，替代地，激活信号可以是脉冲信号。

15、替代地，激活信号和第二信号可以包括对应于二进制代码的一系列离散固定频率。该系列离散固定频率可以由发送器按顺序发送。

16、在激活信号和第二信号包括一系列基本上固定的频率的情况下，除了任何多普勒频移之外，来自观测场中的无源物体的回波将与它们在混频器中混频的第二信号具有基本上相同的频率，并且因此产生最小的中频响应(如果有的话)。

17、激活信号有利地包括该系列中基本上固定的频率中的每一者的发送结束与该系列中下一个频率的发送开始之间的延迟。这种延迟有利地长于预期来自观测场内的无源物体的回波的时间帧。这确保了一旦询问器生成并且发送下一个频率，来自先前发送的频率的物体的任何回波都不会被接收到，并且因此不会与现在也将处于下一个频率的第二信号混频，否则第二信号会生成虚假的输出信号。必要延迟的长度将取决于询问器的有效范围。对于短程雷达，例如检测至多2公里以外的目标，至少15μs的延迟是合适的。

18、激活信号的一系列离散固定频率可以通过第二信号的频移调制来编码。

19、信号生成器装置可以包括在控制器的控制下可操作的压控振荡器，以生成第一信号和第二信号两者。替代地，信号生成器可以包括单独的振荡器来生成第一信号和第二信号。

20、在一种装置中，标签可以包括本地信号生成器，该本地信号生成器包括电子振荡器并且适于生成一系列离散固定频率。

21、替代地，尽管由于现成的fmcw雷达系统的现成可用性而在大多数应用中可能不太优选，但是标签可以包括有源反射器装置，该有源反射器装置适于接收和修改所接收的信号，然后将修改后的信号反射回询问器。

22、在一个应用中，询问器可以由汽车携带，例如作为自主汽车的驾驶员辅助系统和/或控制器的一部分。

23、标签可以被携带在一件街道设施上。在这种情况下，二进制代码可以标识街道设施的类型，例如，标签是否安装在路标(以及可选地，该类型)、电线杆或一组交通灯上。

24、在另一示例应用中，询问器可以由无人驾驶飞行器携带，例如可操作以在非常低的高度(例如<200m)飞越地面。标签可以附着到基于地面的结构和/或另一飞行器。

25、这样，该系统可以包括另一标签，该另一标签包括发送器，通过该发送器，该另一标签适于通过发送从该组离散固定频率中选择的不同系列的不同离散固定频率来发送不同的二进制代码。

26、询问器雷达可以适于发送不同于第一激活信号的第二激活信号，并且其中，另一标签适于响应于接收到第二激活信号而发送不同的二进制代码。由于不同的标签响应不同的激活信号，这提供了一种方式来区分位于相对于询问器雷达的相似方位角位置的不同标签。

27、可选地或附加地，第二激活信号可以在与第一激活信号不同的频带中发送，其中，第一激活信号和第二激活信号包括一系列基本上固定的频率，第二激活信号可以包括与第一激活信号不同的频率选择。