[发明专利]调频连续波雷达接收器及相关模块和方法

说明书

公开了一种数字信号处理单元，所述数字信号处理单元用于调频连续波FMCW雷达接收器模块并且被配置成接收数字同相信号和数字正交信号并提供受到干扰抑制的信号，其中所述数字信号处理单元包括：处理子单元，所述处理子单元被配置成提供带内中频IF信号和图像频带IF信号；图像频带处理单元，所述图像频带处理单元被配置成识别干扰窗口，估计干扰越过时刻，并大致在所述干扰越过时刻在所述干扰窗口上对所述图像频带IF信号进行镜像处理；以及组合逻辑，所述组合逻辑被配置成从所述带内IF信号减去镜像的信号。还公开了用于干扰抑制的相关FMCW雷达接收器模块和方法。

技术领域

本说明书涉及雷达，并且具体地说，涉及用于调频连续波FMCW雷达接收器模块的数字信号处理单元和用于在调频连续波(FMCW)雷达系统中抑制干扰的相关方法。

背景技术

通常已知多种不同雷达技术，并且雷达可用于广泛多种应用中。雷达系统的一个特定应用是车辆，并且具体来说关于车辆安全系统和/或自主车辆。

由于配备有雷达系统的车辆的数量增加并且有可能进一步剧增，因此雷达系统在汽车领域中特定挑战是可能出现雷达对雷达干扰。调频连续波(FMCW)雷达系统常用于汽车雷达系统中，这是因为调频波形(也被称为啁啾)由于其准确度和稳健性而特别适用于汽车雷达系统。对于检测以非零相对径向速度移动的物体，传输一连串持续时间短的频率啁啾的实施方案具有有利的性质。

通常，拉伸处理用于通过使用模拟混频器和抗混叠滤波(AAF)将射频(RF)信息转换成中频(IF)。沿着快速时间、慢速时间和多个信道的多个快速傅里叶变换(FFT)可用于从相控阵或多输入多输出(MIMO)雷达提取关于目标范围、速度和到达角度的信息。来自在采样时使用关于雷达瞬时频率的频谱的其它雷达或通信系统的不合需要的信号可被视为干扰。所述干扰将降频转换成接收器带宽并以与从目标反射的所需信号相同的方式处理。

干扰情形可能在以下情况下出现：处于共同可见路径(例如视线(LOS)和/或反射和/或衍射)中的两个雷达(受害方(victim)和干扰源)在一定程度上同时使用相似的载波频率和带宽访问媒体，并且利用具有可感知功率的非正交波形。FMCW干扰可能由相关和不相关的FM源产生。相关FM源可能产生错误目标，而不相关FM源(其更有可能是这种情况)可能引起动态范围缩小和传感器失明。

FMCW对FMCW干扰电平和出现率可在应用间以及雷达配置间变化。例如，中距雷达(MRR)和短距雷达(SRR)由于其较大RF偏移、视场(FOV)和部署而可能遇到更多的干扰问题。

当处理FMCW干扰时，在雷达系统级下考虑不同的选择和策略。干扰检测在理想上应尽快并优选地在距离多普勒处理之前进行，并且检测到的干扰的出现以及所述干扰的能量可传递到较高雷达系统级。检测和避免涉及对干扰的检测，以及接着改变雷达操作参数以在下一系统循环中尝试并减少干扰。举例来说，雷达操作参数可以随机和盲目地改变，或雷达系统可导出用于后续测量的最佳时间和频率。检测和减轻涉及干扰检测，以及估计一些干扰参数(例如持续时间、频率等)以尝试并减少接收雷达信号中的干扰源分量。检测、减轻和避免组合三个前述策略的方面。干扰检测过程是所有这些方面共同的。

因此，改进的干扰抑制技术可以改进减轻和/或避免机制。

发明内容