[发明专利]高分辨率多输入多输出雷达系统

说明书

本发明题为“高分辨率多输入多输出雷达系统”。一种汽车雷达系统包括多个雷达天线和雷达前端芯片。前端芯片包括：多个相位旋转器，多个相位旋转器耦接到本地振荡器，其中多个相位旋转器中的每个相位旋转器耦接到多个数字相位调制器；多个开关，多个开关将多个数字相位调制器中的可选数字相位调制器耦接到相应放大器，每个放大器耦接到相应的天线输出；和控制器，控制器向多个相位旋转器、多个数字相位调制器和多个开关提供数字控制信号，以为多个雷达天线中的每个合成发射信号。

相关申请的交叉引用

技术领域

本申请总体上涉及雷达系统，并且更具体地涉及具有多输入多输出(MIMO)架构的调频连续波雷达系统。

背景技术

在寻求更安全和更方便的交通选项的过程中，许多汽车制造商正在开发自动驾驶的汽车，其需要可观的传感器数量和种类，通常包括声学传感器和/或电磁传感器的阵列，以监测汽车与任何附近的人、宠物、车辆或障碍物之间的距离。然而，许多这样的阵列不能相对于更大距离处的物体提供期望水平的角度分辨率。

因此，在本领域中存在改进的空间。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供了一种汽车雷达系统，其特征在于，汽车雷达系统包括：多个雷达天线；和雷达前端芯片，该雷达前端芯片具有：多个相位旋转器，该多个相位旋转器耦接到本地振荡器，其中多个相位旋转器中的每个相位旋转器耦接到多个数字相位调制器；多个开关，该多个开关将多个数字相位调制器中的可选数字相位调制器耦接到相应放大器，每个放大器耦接到相应的天线输出；和控制器，该控制器被耦接以向多个相位旋转器、多个数字相位调制器和多个开关提供数字控制信号，以为多个雷达天线中的每个合成发射信号。

在一个实施方案中，汽车雷达系统的特征进一步在于，多个数字相位调制器是双相移键控调制器。

在一个实施方案中，汽车雷达系统的特征进一步在于，雷达前端芯片包括耦接到所述放大器的包络调制器，以对发射信号中的脉冲串进行窗口化或整形，包络调制器可由来自控制器的数字控制信号控制。

在一个实施方案中，汽车雷达系统的特征进一步在于，控制器选择性地提供发射信号的时分多路复用、码分调制和多普勒分多路复用。

在一个实施方案中，汽车雷达系统的特征进一步在于，对于时分多路复用，控制器将选通脉冲供应给多个开关，对于码分调制，控制器将相位编码波形供应给多个数字相位调制器，以及对于多普勒分多路复用，控制器将频移波形供应给多个相位旋转器。

在一个实施方案中，汽车雷达系统的特征进一步在于，控制器通过使放大器中的多个放大器向多个雷达天线中的给定天线、向给定天线的不同元件或向多个雷达天线中的不同雷达天线供应相同发射信号来提供片外功率组合。

在一个实施方案中，汽车雷达系统的特征进一步在于，控制器通过使放大器中的两个向多个雷达天线中的给定差分天线的元件供应具有相反符号的相同发射信号来提供片外功率组合，并且控制器控制多个相位旋转器以提供波束转向。

根据本申请的一个方面，提供了一种雷达前端芯片，其特征在于，该雷达前端芯片包括：多个相位旋转器，该多个相位旋转器耦接到本地振荡器，其中多个相位旋转器中的每个相位旋转器耦接到多个数字相位调制器；放大器阵列，每个放大器耦接到相应的天线输出；和多个开关，该多个开关将多个数字相位调制器中的可选数字相位调制器耦接到相应放大器，并且其特征进一步在于，多个相位旋转器、多个数字相位调制器和多个开关各自被配置为从控制器接收数字控制信号以为天线输出中的每个合成发射信号。

在一个实施方案中，雷达前端芯片的特征进一步在于，其包括耦接到所述放大器的包络调制器，以对发射信号中的脉冲串进行窗口化或整形，包络调制器可由来自控制器的数字控制信号控制。