具有監(jiān)視電路的雷達傳感器的制造方法
【專利摘要】一種用于機動車的雷達傳感器，其具有單片集成微波回路(10)，其包括用于產(chǎn)生發(fā)射信號的振蕩器(16)和用于由接收信號產(chǎn)生中頻信號(IF)的混頻器(20)，其中所述單片集成微波回路還包括至少一個傳感器(28；32；38；42；58；62；64；66)和一個監(jiān)視電路(30；62)，所述監(jiān)視電路設(shè)置用于將由所述傳感器測量的測量參量與所述測量參量的期望狀態(tài)比較，并且其中所述監(jiān)視電路(30)可以設(shè)置用于基于所述比較結(jié)果來控制所述單片集成微波回路(10)的一個電路部分(50)。
【專利說明】具有監(jiān)視電路的雷達傳感器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于機動車的雷達傳感器，其具有單片集成微波電路（MMIC， monolithic integrated microwave circuit),其包括用于產(chǎn)生發(fā)射信號的振蕩器和用于 由接收信號產(chǎn)生中頻信號的混頻器。

【背景技術(shù)】
[0002] 在機動車中，雷達傳感器例如用于檢測車輛的周圍環(huán)境并且用于定位前方行駛的 車輛。例如已知具有舒適功能--例如間距調(diào)節(jié)器和/或行駛速度調(diào)節(jié)器（例如ACC系統(tǒng) (Adaptive Cruise Control :自適應(yīng)巡航控制））的駕駛員輔助系統(tǒng)。越來越多地使用基于 雷達傳感器信號的分析處理的安全系統(tǒng)或者具有安全功能的駕駛員輔助系統(tǒng)--例如自 動的緊急制動（AEB，automatic emergency braking:自動緊急制動）。
[0003] DE 10 2010 002 638 A1描述了一種具有接口并且具有集成的麗1C部件的雷達 傳感器，所述MMIC部件包括用于雷達信號的發(fā)射與接收裝置、控制裝置和接口單元。通過 接口接收的并且由接口單元分析處理的信息可以通過控制裝置的數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器影響 發(fā)射與接收裝置的參數(shù)的調(diào)節(jié)。與此相反，可以通過設(shè)置在控制裝置中的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換 器通過接口單元查詢發(fā)射與接收裝置的運行狀態(tài)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 在主動干預(yù)車輛的行駛行為的安全系統(tǒng)中，對系統(tǒng)的可靠性提出特別高的要求。
[0005] 本發(fā)明的任務(wù)是實現(xiàn)一種雷達傳感器，所述雷達傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)改善的系統(tǒng)安全 性。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明，所述任務(wù)通過開始所描述的類型的雷達傳感器實現(xiàn)，其中單片集成 微波電路還包括至少一個傳感器和一個監(jiān)視電路，所述監(jiān)視電路設(shè)置用于將由傳感器測量 的測量參量與測量參量的期望狀態(tài)比較。由此能夠?qū)崿F(xiàn)具有非常短的等待時間和/或比使 用外部的監(jiān)視組件時更高的精確度的監(jiān)視。因此，例如能夠?qū)崿F(xiàn)更快速的故障識別并且因 此能夠?qū)崿F(xiàn)更短的故障容忍時間。此外，可以在麗1C內(nèi)實現(xiàn)至少部分自給的監(jiān)視。因此， 能夠決定性地改善主動干預(yù)行駛行為的安全系統(tǒng)的安全性。測量參量的期望狀態(tài)例如可以 以測量參量的期望值存在或者包括測量參量的期望值范圍。測量參量優(yōu)選是MMIC的電路 內(nèi)部的參量、尤其是涉及相應(yīng)測量點的測量參量。
[0007] 測量參量例如可以涉及溫度、代表振蕩信號的特征的測量參量，其中至少一個振 蕩信號可以包括發(fā)射信號、接收信號和/或中頻信號，和/或，測量參量涉及電測量參量。例 如在權(quán)利要求4中進行說明。
[0008] 在所測量的測量參量與期望狀態(tài)比較時，例如可以考慮測量參量的時間變化。監(jiān) 視電路例如可以設(shè)置用于將測量參量的基于所測量的信號的時間變化確定的值與測量參 量的代表信號的時間變化的期望狀態(tài)進行比較。
[0009] MMIC可以包括一個或多個傳感器以及一個或多個監(jiān)視電路，它們設(shè)置用于將由傳 感器測量的測量參量或者由一個或多個傳感器測量的測量參量中的多個與所述一個或多 個測量參量的期望狀態(tài)進行比較，尤其例如與相應(yīng)測量參量的相應(yīng)期望狀態(tài)進行比較。因 此，測量參量的期望狀態(tài)尤其可以取決于所測量的另一個測量參量的值。傳感器可能設(shè)置 用于測量多個測量參量，例如多個測量點上的測量溫度。特比地，MMIC例如可以具有用于 將傳感器與單片集成微波電路的不同測量點中的一個連接的切換裝置。監(jiān)視電路例如可以 設(shè)置用于控制切換裝置。
[0010] 至少一個傳感器例如可以具有A/D轉(zhuǎn)換器（Analog/Digital-Wandler :模擬/數(shù) 字轉(zhuǎn)換器）、如用于相關(guān)測量參量的A/D轉(zhuǎn)換器。測量參量但也可以涉及在經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換的信 號上測量的測量參量。傳感器例如可以具有A/D轉(zhuǎn)換器和數(shù)字電路形式的或者用于程序控 制的處理單元的程序算法形式的測量單元，所述處理單元用于基于經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換的信號來確 定測量參量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 以下根據(jù)附圖進一步闡述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
[0012] 附圖示出：
[0013] 圖1 :用于機動車的雷達傳感器的示意性框圖。
[0014] 圖2 :用于緩沖放大器的功率的一種調(diào)節(jié)回路；
[0015] 圖3 :用于緩沖放大器的功率的另一種調(diào)節(jié)回路；
[0016] 圖4 :雷達傳感器的用于分析處理中頻信號的電路部分的框圖；
[0017] 圖5 :雷達傳感器的用于監(jiān)視控制指令的處理的電路部分的框圖；
[0018] 圖6 :雷達傳感器的發(fā)射/接收通道的框圖；
[0019] 圖7 :用于信號的相位的一種調(diào)節(jié)回路；
[0020] 圖8 :用于信號的功率的一種調(diào)節(jié)回路；
[0021] 圖9 :用于信號的功率的另一種調(diào)節(jié)回路；
[0022] 圖10 :用于發(fā)射信號的占空比的一種調(diào)節(jié)回路；
[0023] 圖11 :雷達傳感器的用于監(jiān)視天線元件的電路部分的框圖；
[0024] 圖12 :發(fā)射/接收通道的另一個示例的框圖；
[0025] 圖13 :雷達傳感器的用于監(jiān)視多個通道的相對相位的電路部分的框圖。

【具體實施方式】
[0026] 圖1示出用于機動車的雷達傳感器，其具有單片集成微波電路（MMIC) 10和天線元 件12。雷達傳感器與用于分析處理雷達傳感器的中頻信號IF(intermediate frequency) 的分析處理電路14連接。MMIC 10包括一個用于產(chǎn)生雷達發(fā)射信號的壓控振蕩器16 (VCO， voltage controlled oscillator :壓控振蕩器）和多個發(fā)射/接收通道18,所述多個發(fā)射 /接收通道與相應(yīng)的天線元件12連接并且分別包括用于由雷達接收信號產(chǎn)生中頻信號IF 的混頻器20。振蕩器16的工作頻率例如位于大約77GHz。
[0027] 通道18的中頻信號IF施加在分析處理電路14的輸入端上。已知用于機動車的 雷達傳感器的這種發(fā)射/接收部分的基本結(jié)構(gòu)。雷達傳感器10和分析處理電路14例如可 以是駕駛員輔助系統(tǒng)的用于干預(yù)車輛引導(dǎo)的部分。雷達傳感器具有至少一個通道18,例如 四個通道18。
[0028] MMIC 10包括模擬電路部分10a、數(shù)字電路部分10b和用于控制所述模擬電路部分 l〇a并且用于與數(shù)字電路部分10b通信的接口（Interface) 22。模擬電路部分10a包括振 蕩器16和通道18。振蕩器16的控制輸入端可通過接口 22控制。
[0029] 接口 22例如通過用于調(diào)節(jié)振蕩器16的相位調(diào)節(jié)環(huán)（PLL，phase locked loop :鎖 相環(huán)）與其控制輸入端連接，其中振蕩器16的輸出端通過分頻器26與相位調(diào)節(jié)環(huán)24的輸 入端連接。分頻器26例如可以以可變的分配器鏈的形式實施或者具有用于借助參考振蕩 器下混頻振蕩器16的輸出信號的混頻器并且包括例如參考振蕩器。
[0030] 接口 22包括A/D轉(zhuǎn)換器28,其可與分頻器26的輸出端連接并且允許振蕩器16的 輸出信號的A/D轉(zhuǎn)換。數(shù)字電路部分10b的處理單元30例如設(shè)置用于測量經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換的 輸出信號的頻率并且因此監(jiān)視輸出信號的頻率，例如與期望值進行比較。處理單元30例如 可以涉及可編程的或者固定編程的處理單元30。處理單元30構(gòu)成監(jiān)視電路并且結(jié)合分頻 器26和A/D轉(zhuǎn)換器28構(gòu)成用于測量振蕩器16的輸出信號的頻率的傳感器。處理單兀30 的屬于傳感器的部分例如可以構(gòu)造為程序算法形式的測量單元32。處理單元30與存儲器 34連接并且包括所述存儲器。監(jiān)視電路設(shè)置用于在識別到MMIC的振蕩器16的故障功能時 向分析處理電路14傳送警告信號AL (Alarm :警告）。
[0031] 附加地，處理單元30與非易失性FLASH存儲器36連接。非易失性存儲器36設(shè)置 用于存儲控制指令、運行參數(shù)或者測量參量的值。這些在例如由于傳感器和/或車輛的損 壞、關(guān)斷的電壓供給中斷之后也繼續(xù)提供。由處理單元30構(gòu)成的監(jiān)視電路、尤其根據(jù)在本 申請中描述的示例中的一個構(gòu)成的監(jiān)視電路例如可以設(shè)置用于在考慮至少一個存儲在非 易失性存儲器36中的數(shù)據(jù)值--例如至少一個控制指令、運行參數(shù)和/或測量參量的至少 一個更早的值的情況下來控制一個電路部分?？刂浦噶罨蛘哌\行參數(shù)例如可以限定測量參 量的期望狀態(tài)。這例如能夠?qū)崿F(xiàn)影響測量參量的電路部分的通過監(jiān)視裝置控制的自校準。
[0032] 由處理單元30構(gòu)成的監(jiān)視電路、尤其根據(jù)在本申請中描述的示例中的一個的監(jiān) 視電路例如可以設(shè)置用于在考慮測量參量的至少一個存儲在存儲器36中的更早的值的 情況下將由傳感器測量的測量參量與期望狀態(tài)進行比較。這例如能夠?qū)崿F(xiàn)對退化現(xiàn)象 (Degradationseffekten)的監(jiān)視，在所述退化現(xiàn)象中與期望狀態(tài)的偏差逐漸增大。
[0033] 可選擇地，由處理單元30構(gòu)成的監(jiān)視裝置可以設(shè)置用于在非易失性存儲器36中 記錄所測量的測量參量的或者運行參數(shù)的值。這允許故障情形中的改善的診斷可能性。例 如可以以規(guī)律的間隔和/或在識別到故障功能時進行記錄。
[0034] 非易失性存儲器36可選擇地包含振蕩器16的調(diào)諧特征曲線，所述調(diào)諧特征曲線 代表振蕩器16的取決于電壓的頻率特性。以上所描述的監(jiān)視電路例如設(shè)置用于基于存儲 在存儲器34中或者非易失性存儲器36中的振蕩器16的特征曲線并且基于比較結(jié)果相應(yīng) 于預(yù)給定的頻率或者相應(yīng)于預(yù)給定的頻率斜坡來控制振蕩器16-一即相應(yīng)地調(diào)制其頻率。 為此，例如針對振蕩器16的輸出信號的所期望的頻率來確定在考慮特征曲線的情況下校 準的用于振蕩器16或用于相位調(diào)節(jié)環(huán)24的參考振蕩器的控制電壓。如所描述的那樣，通 過A/D轉(zhuǎn)換器28和測量單元32實現(xiàn)振蕩器的輸出信號的頻率的監(jiān)視。
[0035] 接口 22可以具有一個或多個A/D轉(zhuǎn)換器28,其可例如借助乘法器與模擬電路部分 l〇a的不同測量點連接，以便能夠?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)測量參量的監(jiān)視。為了說明，在圖1中僅僅示出 一個A/D轉(zhuǎn)換器28。
[0036] 可選擇地，模擬電路部分10a具有至少一個溫度傳感器38,其與接口 22連接并且 例如可與同一個或另一個A/D轉(zhuǎn)換器28連接。
[0037] 可選擇地，處理單元30構(gòu)成用于由溫度傳感器38測量的溫度的監(jiān)視電路。溫度 傳感器38設(shè)置用于測量振蕩器16附近的溫度。監(jiān)視電路例如設(shè)置用于根據(jù)所測量的溫度 來控制振蕩器16,例如通過振蕩器16的控制電壓或者相位調(diào)節(jié)環(huán)24的參考振蕩器的控制 電壓。振蕩器16的輸出信號的頻率可以又由處理單元30監(jiān)視。監(jiān)視電路設(shè)置用于在識別 到MMIC的振蕩器16的故障功能（例如沒有達到期望頻率）時向分析處理電路14傳送警 告信號AL (Alarm :警告）。
[0038] 作為調(diào)諧特征曲線的替代或附加，也可以在控制振蕩器16時相應(yīng)考慮溫度特征 曲線（溫度特性），所述溫度特征曲線代表振蕩器16的取決于溫度的頻率特性并且例如存 儲在非易失性存儲器36中。通過考慮調(diào)諧特征曲線和/或溫度特征曲線可以實現(xiàn)相位調(diào) 節(jié)環(huán)24的改善的調(diào)節(jié)行為。
[0039] 模擬電路部分l〇a還包括用于振蕩器16的輸出信號的可變放大的緩沖放大器 或者緩沖器40。輸出信號的一部分輸送給分頻器26,另一部分輸送給緩沖器40。緩沖器 40(尤其其輸出功率）可通過接口 22控制。緩沖器40的輸出信號作為L0信號（local Oszillator :本地振蕩器）輸送到發(fā)射/接收通道18?？蛇x擇地，模擬電路部分10a包括 用于測量L0信號的功率的功率傳感器42,所述功率傳感器與接口 22連接。處理單元30例 如構(gòu)成用于將由功率傳感器42測量的功率與期望狀態(tài)進行比較的監(jiān)視電路。
[0040] 相應(yīng)于在圖2中示出的調(diào)節(jié)回路，監(jiān)視電路設(shè)置用于基于所測量的功率Part和期 望值P set來控制緩沖器40并且尤其調(diào)節(jié)L0信號的功率。
[0041] 溫度傳感器38例如可以設(shè)置用于測量取決于緩沖器40的溫度的溫度。所述溫度 傳感器例如可以設(shè)置在緩沖器40附近?？梢栽谀M電路部分10a的不同測量點上設(shè)置多 個溫度傳感器38,例如在相應(yīng)的通道18內(nèi)。這能夠?qū)崿F(xiàn)溫度緊要區(qū)間中的更準確的溫度測 量。處理單元30例如可以設(shè)置用于通過內(nèi)插或者外插基于多個溫度傳感器38的所測量的 溫度來測量溫度。由此，對于以下電路點也可以確定溫度：在所述電路點上可以不直接設(shè)置 溫度傳感器。
[0042] 圖3示出由監(jiān)視電路構(gòu)成的調(diào)節(jié)回路，所述調(diào)節(jié)回路用于基于由溫度傳感器38測 量的溫度T art、溫度的期望值Tsrt以及功率的開始值Pstart來調(diào)節(jié)緩沖器40的輸出功率P ac;t。
[0043] 這能夠?qū)崿F(xiàn)對于雷達傳感器的任何運行狀態(tài)提供緩沖器40的期望輸出功率。因 為在MMIC內(nèi)部實現(xiàn)了調(diào)節(jié)環(huán)，所以能夠相對于外部傳感器的使用實現(xiàn)改善的調(diào)節(jié)行為。在 沒有達到緩沖器40的期望輸出功率時和/或在超過允許的最高溫度（期望值區(qū)間的極限） 時，監(jiān)視電路識別到故障功能并且向分析處理電路14傳送相應(yīng)的警告信號。
[0044] 分析處理電路14通過接口 22與麗IC10連接。
[0045] 振蕩器16的輸出端與通道18連接，以便使參考信號"Test"可供通道18使用。對 此，例如f禹合輸出振蕩器16的輸送給緩沖器40的輸出信號的一部分。參考測試信號例如 具有約77GHz的頻率。參考測試信號例如可以與L0信號耦合。
[0046] 圖4示出可選擇的、由處理單元30構(gòu)成的用于監(jiān)視測量參量的監(jiān)視電路，所述測 量參量代表一個或多個通道18的中頻信號。用于測量所述測量信號的傳感器例如包括接 口 22的A/D轉(zhuǎn)換器28以及處理單元30的測量單元32。傳感器例如設(shè)置用于借助AD轉(zhuǎn) 換器28數(shù)字化通道18中的一個或多個的中頻信號IF并且基于經(jīng)數(shù)字化的信號IFdigital來 測量所述測量參量。測量參量可以涉及對于雷達傳感器的功能安全性重要的任何測量參 量--例如中頻信號IF的直流電壓分量。直流電壓分量例如可以與直流電壓分量的期望 值區(qū)間比較。在離開期望值區(qū)間時，例如可以向分析處理電路14傳送警告信號AL。
[0047] 圖5示意性示出雷達傳感器的一個電路部分，所述電路部分用于控制模擬電路 部分l〇a的一般以參考標記50表示的電路部分。接口 22包括與處理單元30連接的接 口 44--例如串行外設(shè)接口總線（SPI-Bus)形式的串行三線接口，所述串行三線接口具 有用于選擇信號CS (Chip Select :芯片選擇）、時鐘信號CLK (Clock:時鐘）和數(shù)據(jù)信號 SISO(Signal In-Signal Out :信號輸入-信號輸出）的線路。SPI接口 44設(shè)置用于將控 制指令和/或運行參數(shù)寫到接口 22的至少一個移位寄存器46中并且從所述移位寄存器46 中讀取控制指令和/或運行參數(shù)。接口 22包括至少一個D/A轉(zhuǎn)換器48,所述D/A轉(zhuǎn)換器用 于基于由處理單元30傳送的控制指令/運行參數(shù)來控制電路部分50。至少一個D/A轉(zhuǎn)換 器48例如可與或與電路部分50連接。電路部分50例如可以涉及相位調(diào)節(jié)環(huán)24、振蕩器 16、緩沖器40、用于發(fā)射頻率或振蕩器16的頻率的調(diào)制裝置或者以下描述的可通過接口 22 或處理單元30控制的電路部分。控制指令例如可以由用于電路部分50的控制參量的值組 成，例如由振蕩器16的控制電壓的值組成。
[0048] 接口 22的A/D轉(zhuǎn)換器28的形式的傳感器可與電路部分50連接并且設(shè)置用于測 量（即數(shù)字化）電路部分50的控制指令或者運行參數(shù)并且將其傳輸?shù)揭莆患拇嫫?6中以 通過處理單元30讀取?？蛇x擇地，處理單元30設(shè)置用于監(jiān)視由A/D轉(zhuǎn)換器28測量的控制 指令/運行參數(shù)并且將其與期望值比較，例如與先前輸出的控制指令/運行參數(shù)比較。由 此可以監(jiān)視控制指令/運行參數(shù)是否由D/A轉(zhuǎn)換器48和電路部分50正確轉(zhuǎn)換。
[0049] 如果在期望值與所讀取的值的比較時確定不允許的偏差，則處理單元30可以設(shè) 置用于重新向電路部分50傳送相關(guān)的控制指令/運行參數(shù)和/或丟棄MMIC10的由控制指 令/運行參數(shù)控制的運算的結(jié)果。
[0050] 可選擇地，接口 22可以具有用于與分析處理電路14連接的另一個SPI接口。分 析處理電路14可以構(gòu)成用于監(jiān)視向電路部分50傳送的控制指令/運行參數(shù)的監(jiān)視電路。 所述監(jiān)視電路例如可以承擔(dān)處理電路30的所描述的功能。麗1C的電路部分50與集成在 MMIC中的數(shù)字處理單元30和/或分析處理電路14之間的接口的如以上根據(jù)圖5描述的結(jié) 構(gòu)也獨立于雷達傳感器的所描述的其余組件和特征地表示獨立的發(fā)明。在此，例如也可以 通過以下方式實現(xiàn)控制指令/運行參數(shù)的傳輸?shù)谋O(jiān)視：在控制指令/運行參數(shù)通過D/A轉(zhuǎn) 換器48傳輸?shù)诫娐凡糠?0之后從移位寄存器46再次讀取控制指令/運行參數(shù)。由此能 夠?qū)崿F(xiàn)與原始值的比較。附加地保證：移位寄存器46中的寄存器信息自寫入起沒有改變。
[0051] 圖6示意性示出通道18的框圖及其與接口 22和天線元件12的連接。緩沖器40 的L0信號和參考測試信號"Test"輸送給通道18。
[0052] 圖6示出用于運行具有至少一個發(fā)射/接收天線元件12的通道18的示例，所述 發(fā)射/接收天線元件不僅用于輻射發(fā)射信號而且用于接收接收信號。L0信號通過可選擇的 相移器52輸送給混頻器20。相移器52設(shè)置用于調(diào)節(jié)輸送給混頻器的信號的相位并且因此 允許通道18的外差運行。L0信號通過可選擇的放大器54和可選擇的相移器56輸送給天 線元件12作為發(fā)射信號。放大器54和相移器52、56可通過接口 22控制?？蛇x擇的相位 探測器58構(gòu)成用于測量相移器52的輸送給混頻器20的信號的相位的傳感器。由處理單 元30構(gòu)成的監(jiān)視電路設(shè)置用于將由相位探測器58測量的相位與期望狀態(tài)比較。相位探測 器58可以與相移器52的輸出端連接。同一個或另一個相位探測器58可與相移器56的輸 出端連接。功率傳感器42同樣可以與相移器56的輸出端或者與放大器54的輸出端連接。 處理單元30例如構(gòu)成監(jiān)視電路，所述監(jiān)視電路用于將相移器56的輸出信號的由相位探測 器58測量的相位與期望狀態(tài)比較和/或用于將發(fā)射信號的由功率傳感器42測量的功率與 期望狀態(tài)比較。因此，可以在MMIC10內(nèi)部測量并且監(jiān)視發(fā)射信號的有效的相位和振幅。
[0053] 圖7不出包括監(jiān)視電路的、用于相移器52或56的輸出信號的相位9act的、基于期 望值q> set的調(diào)節(jié)回路。監(jiān)視電路設(shè)置用于基于所測量的相位來控制相關(guān)的相移器52、56并 且因此調(diào)節(jié)相位。
[0054] 圖8示出包括監(jiān)視電路的用于發(fā)射信號的功率（尤其放大器54的輸出功率）的 調(diào)節(jié)回路。監(jiān)視電路設(shè)置用于基于由功率傳感器42測量的輸出功率P aet來控制放大器54 并且因此基于期望值Psrt來調(diào)節(jié)輸出功率。
[0055] 因此，能夠參考L0信號來調(diào)節(jié)通道18之間的限定的相位關(guān)系和/或振幅關(guān)系。這 能夠?qū)崿F(xiàn)雷達傳感器的視域的監(jiān)視、控制或者調(diào)節(jié)。
[0056] 圖9示出具有用于檢測通道18的放大器54附近的溫度的溫度傳感器38的調(diào)節(jié) 回路。相應(yīng)于圖3的示例，處理單元30構(gòu)成用于由溫度傳感器38測量的溫度的監(jiān)視電路 并且設(shè)置用于調(diào)節(jié)放大器54的輸出功率并且因此在考慮溫度的情況下通道個體地來調(diào)節(jié) 發(fā)射功率。
[0057] 圖10示出用于發(fā)射信號或者L0信號的占空比的調(diào)節(jié)回路。由處理單元30構(gòu)成 的監(jiān)視電路設(shè)置用于借助溫度傳感器38測量取決于振蕩器16的溫度的溫度T art。監(jiān)視電 路設(shè)置用于將所測量的溫度Tac;t與期望值Tsrt比較并且基于比較結(jié)果來控制振蕩器16,尤 其控制用于占空比（Duty Cycle)的控制以及用于所述振蕩器16的頻率調(diào)制的控制裝置 60。因此，可以在考慮預(yù)給定的發(fā)射功率時的溫度的情況下、可選擇地在考慮可選運行模式 "Mode"--例如節(jié)能運行模式或者運動模式的情況下優(yōu)化占空比。占空比的控制例如可 以包括兩個發(fā)射階段之間的中斷的長度的調(diào)節(jié)，所述兩個發(fā)射階段分別包括至少一個頻率 斜坡。
[0058] 圖6還示出天線監(jiān)視裝置62,所述天線監(jiān)視裝置設(shè)置用于監(jiān)視代表天線元件12的 功能能力的天線參數(shù)。天線參數(shù)例如可以涉及代表天線元件12與MMIC10的耦合的測量參 量，例如電阻或者阻抗（例如通道側(cè)的阻抗與天線側(cè)的阻抗之間的差）。
[0059] 如在圖11中示出的那樣，天線監(jiān)視裝置52構(gòu)成傳感器，用于測量至少一個天線參 數(shù)并且通過接口 22將所述天線參數(shù)傳送給處理單元30。根據(jù)所測量的測量參量與相關(guān)天 線參數(shù)的期望狀態(tài)的比較的結(jié)果，處理單元30識別天線元件12的故障功能的存在或者天 線元件的耦合的故障功能的存在。在識別到故障功能時，處理單元30向分析處理電路14 輸出相應(yīng)的警告信號AL。因此，MMIC10可以獨立探測天線或者天線耦合的可能的故障并且 通過警告信號AL例如觸發(fā)分析處理電路14中的中斷。對此，處理單元30的警告線路與分 析處理電路14的中斷輸入端IRQ連接，如在圖11中示出的那樣。
[0060] 圖12示出發(fā)射/接收通道18的框圖，其中分離的天線元件12設(shè)置用于發(fā)射和接 收。天線元件12分別由所分配的天線監(jiān)視裝置62 "RX Sense"或者"TX Sense"監(jiān)視，所 述天線監(jiān)視裝置以相應(yīng)的方式監(jiān)視天線元件12的天線參數(shù)。此外，根據(jù)圖6和根據(jù)圖12 的通道18的電路彼此相應(yīng)。
[0061] 在圖6和圖12的示例中，設(shè)置用于接收的天線元件12與混頻器20連接，以便輸 送接收信號。此外，將接收信號輸送給相位探測器64,所述相位探測器構(gòu)成用于接收信號的 相位的傳感器。處理單元30構(gòu)成用于將由相位探測器64測量的相位與期望狀態(tài)比較的監(jiān) 視電路。
[0062] 通道18還包括偏置檢測/補償單元66,其設(shè)置用于測量和/或補償混頻器20的 中頻信號輸出端上的直流電壓分量。所述偏置檢測/補償單元例如構(gòu)成用于直流電壓分量 的傳感器。處理單元30例如構(gòu)成用于將所測量的直流電壓分量與期望值零比較的監(jiān)視電 路并且例如設(shè)置用于根據(jù)比較的結(jié)果例如通過將反向的直流電流饋入混頻器中來控制用 于補償直流電壓分量的偏置檢測/補償單元66。附加地或替代地，監(jiān)視電路可以設(shè)置用于 將由偏移檢測/補償單元66測量的直流電壓分量與期望值比較，并且基于比較結(jié)果控制輸 送給混頻器20的L0信號的相位。對此，處理單元30控制相移器52。通過L0信號和接收 信號之間的相位關(guān)系的變化，可以最小化混頻器20的輸出端上的中頻信號IF的直流電壓 分量。
[0063] 例如可以通過測量經(jīng)直流電壓耦合的中頻信號來測量所述直流電壓分量。替代 地，處理單元30可以設(shè)置用于實施通過A/D轉(zhuǎn)換器28數(shù)字化的中頻信號IF的傅立葉變換 并且確定直流電壓分量。因此，所述處理單元與A/D轉(zhuǎn)換器28共同構(gòu)成用于直流電壓分量 的傳感器。
[0064] 通道18的在圖6和圖12中示出的電路可選擇地包括用于內(nèi)置的自測試（BIST， Built-In-Seif-Test :內(nèi)建自測試）的測試信號發(fā)生器68,其設(shè)置用于基于所輸送的參考 測試信號"Test"產(chǎn)生測試信號。所述測試信號可通過可選擇的可控制的緩沖放大器70和 可選擇的可控制的相移器72輸送到混頻器20的輸入端，以便在自測試期間模擬接收情形。 例如可以通過調(diào)制器或者通過與參考測試信號耦合的振蕩器構(gòu)成測試信號發(fā)生器68。 [0065] 模擬電路部分10a包含用于測量測試信號的功率的功率傳感器42和用于測量測 試信號的相位的相位探測器58 (傳感器），所述功率傳感器例如可與緩沖放大器70連接。 溫度傳感器38設(shè)置在信號發(fā)生器68和/或緩沖放大器70的附近。處理單元30構(gòu)成監(jiān)視 電路，所述監(jiān)視電路用于監(jiān)視測試信號的由功率傳感器42測量的輸出功率、測試信號的由 相位探測器58測量的相位和/或由溫度傳感器38測量的溫度。相應(yīng)于圖7、圖8或者圖9 的示例，監(jiān)視電路設(shè)置用于根據(jù)分別測量的測量參量根據(jù)期望值P set和/或溫度來調(diào)節(jié)緩 沖放大器70的功率Part或者根據(jù)期望值Cpset通過控制相移器72來調(diào)節(jié)測試信號(Pact的相 位。
[0066] 因此，處理單元30構(gòu)成用于借助輸送給混頻器20的測試信號來監(jiān)視混頻器20的 監(jiān)視電路并且設(shè)置用于對于所輸送的測試信號測量代表混頻器20的功能能力的測量參量 并且將其與期望狀態(tài)進行比較。測量參量例如可以涉及混頻器20的輸出端上的中頻信號 IF的頻率、振幅和/或相位。
[0067] 通過監(jiān)視溫度并且根據(jù)所測量的溫度來控制測試信號的功率，能夠?qū)崿F(xiàn)用于自測 試的期望溫度的預(yù)給定。因此，通過緩沖放大器70的輸出功率的調(diào)節(jié)可以使通道18的電路 的相關(guān)部分的溫度升高，直至達到期望溫度。由此，例如可以接近規(guī)范極限地實施自測試。
[0068] 通道18的測試信號發(fā)生器68可通過處理單元30個體控制--例如可激活以及可 禁用?？烧{(diào)節(jié)的緩沖放大器70和相移器72允許相應(yīng)的測試信號的振幅和相位的通道個體 的調(diào)節(jié)，其中可以由傳感器42、58監(jiān)視和驗證所調(diào)節(jié)的值。圖13示例性示出：由處理單元 30構(gòu)成的監(jiān)視電路可以設(shè)置用于根據(jù)各個通道18的測試信號的所測量的相位來控制各個 通道18的測試信號的相位，以便能夠相對于L0信號的相位來調(diào)節(jié)預(yù)給定的期望相位φι…η (其中η = 4)。也能夠以相應(yīng)的方式相對于L0信號來調(diào)節(jié)測試信號的振幅關(guān)系。因此，能 夠在中頻信號的頻譜中有針對性地產(chǎn)生所期望的偏移頻率。
[0069] 可以以相應(yīng)的方式通過相位探測器64實現(xiàn)通道18的接收信號的相位的測量和監(jiān) 視。處理單元30例如可以構(gòu)成監(jiān)視電路，以便通過測量接收信號的相對相位并且將其與期 望值比較來監(jiān)視接收信號。期望值例如可以存儲在非易失性存儲器36中。通過這種方式 例如可以確定與接收支路的期望特性的偏差。監(jiān)視電路例如可以設(shè)置用于根據(jù)比較結(jié)果來 控制相移器52,以便進行接收信號的相位的校準。
[0070] 如根據(jù)圖1至圖13的示例示出的那樣，麗1C 10包括至少一個監(jiān)視電路，所述監(jiān) 視電路設(shè)置用于將由MMIC 10的傳感器測量的測量參量與期望狀態(tài)比較并且必要時根據(jù) 比較結(jié)果來控制麗1C 10的電路部分。相應(yīng)的監(jiān)視電路例如可以設(shè)置用于作為麗1C內(nèi)部 的調(diào)節(jié)回路的一部分將相關(guān)的測量參量自動調(diào)節(jié)到其期望狀態(tài)中。相應(yīng)的監(jiān)視電路還可以 設(shè)置用于在識別到故障功能（所述故障功能例如阻礙到達期望狀態(tài)）時輸出警告信號AL。 因此，通過MMIC內(nèi)部的監(jiān)視決定性地改善雷達傳感器的運行安全性。例如可以輸出代表故 障功能的類型的警告信號AL。所述警告信號AL例如可以具有用于故障原因或故障功能的 編碼。在接通狀態(tài)中，優(yōu)選首先輸出代表故障的警告信號并且在進行對相關(guān)測量參量的監(jiān) 視之后才取消所述警告信號。由此可以保證在內(nèi)部損壞時不錯誤地信號化功能能力。
[0071] 通過集成的監(jiān)視電路可以在MMIC 10內(nèi)部確定用于監(jiān)視的時刻，從而簡化過程控 制。此外，故障功能的內(nèi)部識別例如通過以下方式允許校正措施：通過接口 22根據(jù)測量參 量與期望狀態(tài)的比較結(jié)果例如通過控制指令或者運行參數(shù)的傳送或者通過電路部分的復(fù) 位的觸發(fā)來控制MMIC 10的電路部分。因此，可以內(nèi)部觸發(fā)具有有錯誤的測量參量的確定 情形，而不向分析處理電路14報告故障功能。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于機動車的雷達傳感器，所述雷達傳感器具有單片集成微波電路（10)，所述 單片集成微波電路包括用于產(chǎn)生發(fā)射信號的振蕩器（16)和用于由接收信號產(chǎn)生中頻信號 (IF)的混頻器（20)，其中，所述單片集成微波電路還包括至少一個傳感器（28 ;32 ;38 ;42 ; 58 ;62 ;64 ;66)和一個監(jiān)視電路（30 ;62)，所述監(jiān)視電路設(shè)置用于將由所述傳感器測量的 測量參量與所述測量參量的期望狀態(tài)比較。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雷達傳感器，其中，所述單片集成微波電路（10)具有數(shù)字的、 程序控制的處理單元（30)，所述處理單元構(gòu)成所述監(jiān)視電路（30 ;62)的至少一個部分。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雷達傳感器，其中，所述單片集成微波電路（10)具有至 少一個模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器（28)。
4. 根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項所述的雷達傳感器，其中，所述測量參量包括溫度、至少 一個振蕩信號的頻率和/或相位、至少一個振蕩信號的振幅、功率和/或直流電壓分量、放 大器（40 ;54;70)的功率、電流、電壓、電阻、阻抗、一個電路部分（50)的運行參數(shù)以及所述 雷達傳感器的天線元件（12)的天線參數(shù)中的至少一個。
5. 根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項所述的雷達傳感器，其中，所述監(jiān)視電路（30)還設(shè)置用 于基于所述比較結(jié)果來控制所述單片集成微波電路（10)的一個電路部分（50)，尤其控制 設(shè)置用于影響所述測量參量的電路部分（50)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的雷達傳感器，其中，所述電路部分（50)包括振蕩器（16 ;68)、 放大器（40 ;54 ;70)、相移器（52 ;56 ;72)、用于振蕩器（16)的占空比的控制裝置（60)以及 用于補償所述中頻信號（IF)的直流電壓分量的偏移補償單元￠6)中的至少一個。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的雷達傳感器，其中，所述監(jiān)視電路（30)設(shè)置用于在考慮 存儲在所述非易失性存儲器（36)中的至少一個數(shù)據(jù)值的情況下控制所述電路部分（50)。
8. 根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項所述的雷達傳感器，其中，所述振蕩器（16)通過頻率或 相位調(diào)節(jié)環(huán)（24)調(diào)節(jié)，其中，所述雷達傳感器除所述頻率或相位調(diào)節(jié)環(huán)（24)以外具有集成 在所述單片集成微波電路（10)中的至少一個傳感器（28 ;32 ;38 ;42 ;58 ;62 ;64 ;66)以及 集成在所述單片集成微波電路（10)中的監(jiān)視電路（30 ;62)。
9. 根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項所述的雷達傳感器，其中，所述監(jiān)視電路（30 ;62)設(shè)置 用于基于所述比較結(jié)果識別故障功能并且在識別到故障功能的情形中輸出警告信號。
10. 根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項所述的雷達傳感器，其中，所述單片集成微波電路 (10)包括非易失性存儲器（36)并且所述監(jiān)視電路（30 ;62)設(shè)置用于在考慮所述測量參量 的至少一個在更早的時刻測量的并且存儲在所述非易失性存儲器（36)中的值的情況下將 由所述傳感器（28 ;32 ;38 ;42 ;58 ;62 ;64 ;66)測量的測量參量與所述測量參量的期望狀態(tài) 比較。
【文檔編號】G01S13/93GK104303074SQ201280069450
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2012年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月10日
【發(fā)明者】C·瓦爾德施密特, D·施泰因布赫, R·施納貝爾 申請人:羅伯特·博世有限公司