Fmcw雷達中的干涉抑制的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用FMCW雷達來確定對象的間距和/或相對速度。本發(fā)明尤其涉及一 種FMCW雷達傳感器，具有第一雷達傳感器和至少一個第二雷達傳感器的FMCW雷達系統(tǒng)，以 及用于車隊的、包括多個FMCW雷達傳感器的雷達系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 在機動車中，例如將雷達傳感器用于測量定位在自身車輛的前部地帶的車輛或者 其它對象的間距、相對速度和方位角。
[0003] 在 FMCW(調(diào)頻連續(xù)波，F(xiàn)requency Modulated Continuous Wave)雷達傳感器中， 斜坡形地調(diào)制連續(xù)的雷達信號的發(fā)射頻率。通過與發(fā)射信號混頻，由接收信號產(chǎn)生基帶信 號，然后評估所述基帶信號。
[0004] 已知FMCW雷達傳感器，所述FMCW雷達傳感器按照線性調(diào)頻序列調(diào)制 (Chirp-Sequence-Modulation)的方法工作，在該方法中，發(fā)射信號包括同類的頻率調(diào)制斜 坡（線性調(diào)頻波，Chirps)的至少一個序列。如斜坡持續(xù)時間和頻率上升高度以及一個序 列的相鄰斜坡之間的時間間隔的調(diào)制參數(shù)在一個序列之內(nèi)相等。在此，例如首先根據(jù)雷達 對象的距離將雷達對象分開，其方式是，分別針對發(fā)射信號的各個頻率斜坡進行基帶信號 的第一傅里葉變換。隨后，一個序列的頻率斜坡的第一傅里葉變換的譜作為用于第二傅里 葉變換的輸入信號使用。由此，在第二傅里葉變換中，根據(jù)雷達對象的速度，按照相位位置 在各個頻率斜坡的雷達回波的序列上的改變將雷達對象分開。
[0005] 從DE 10100417 Al已知脈沖雷達，在該脈沖雷達中，根據(jù)偽噪聲碼 (Pseudo-Noise-Code)通過幅度調(diào)制、相位調(diào)制或者頻率調(diào)制來調(diào)制發(fā)射信號。在一個接收 分支中，用延遲的碼進行調(diào)制?；诶走_脈沖從發(fā)射至接收的時間延遲推斷目標對象的距 離。在另外的接收通道中使用正交的碼，所述正交的碼例如通過計數(shù)器和EXOR門電路由偽 噪聲碼產(chǎn)生。由此，在各傳感器的檢測區(qū)域重疊的情況下僅可以評估對應(yīng)的接收通道中的 相應(yīng)傳感器。
[0006] 從WO 2010/115418 A2已知具有兩個在一個平面中并以所定義的橫向間距布置 的發(fā)射天線和一個共同的接收天線的雷達系統(tǒng)，在該雷達系統(tǒng)中，根據(jù)同類的頻率斜坡的 序列同時運行兩個發(fā)射天線，其中，可轉(zhuǎn)換的倒相器使第一發(fā)射天線的信號的相位從斜坡 到斜坡隨機地改變0°或者180°。在關(guān)于每個頻率斜坡的采樣值的第一離散傅里葉變換 (discrete Fouriertransformation，DFT)之后，一次在具有相位修正的情況下和一次在沒 有相位修正的情況下計算關(guān)于斜坡序列的第二DFT，以便為了獲得方位角信號而得到針對 由各發(fā)射天線產(chǎn)生的接收信號而分開的譜。在來自于發(fā)射天線的接收信號的譜中，在每個 序列1024個斜坡的情況下，來自分別其他的發(fā)射天線的信號產(chǎn)生位于其下大約30dB的噪 聲。
[0007] 現(xiàn)在，在開發(fā)用于機動車的駕駛員輔助系統(tǒng)和安全系統(tǒng)時呈現(xiàn)這樣的趨勢：使用 在車輛中的雷達傳感器的數(shù)量上升。這提高了雷達傳感器也接收相同車輛的不同雷達傳感 器的不想要的干涉信號的可能性。
[0008] 隨著雷達傳感器在機動車中越來越多地推廣，在確定的交通場景中也會出現(xiàn)其它 車輛的雷達信號的無意接收。因此，例如在車隊行駛中，在前方行駛的車輛的尾部雷達傳感 器可能干擾跟隨的車輛的前方雷達傳感器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的任務(wù)在于，提出一種FMCW雷達系統(tǒng)和一種具有線性調(diào)頻序列調(diào)制的 FMCW雷達傳感器，其中，可以有效地抑制其它雷達傳感器的無意的信號。
[0010] 抑制其它雷達傳感器的干涉信號的解決途徑為雷達傳感器的中間頻率的錯位 (Versatz)。然而，由于可供使用的帶寬，這僅僅是有限地可能的并且導(dǎo)致距離分開能力的 喪失。
[0011] 另一種解決途徑是基于時間信號的內(nèi)推法來識別雷達傳感器的時間信號中的干 涉。在此，模型設(shè)想認為，時間信號的僅僅一個小的范圍被干擾。然而，在使用短的斜坡持 續(xù)時間時或者在多個干涉信號同時出現(xiàn)時，干涉的識別和內(nèi)推法不再是可能的。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)通過根據(jù)權(quán)利要求1的雷達系統(tǒng)解決。
[0013] 例如，如在常規(guī)的線性調(diào)頻序列調(diào)制中那樣，進行二維的、兩級離散傅里葉變換形 式的傅里葉分析。第一傅里葉變換通過一維譜中的峰值描繪一個頻率斜坡的雷達回波之內(nèi) 的、相關(guān)聯(lián)的、相應(yīng)于與距離有關(guān)的信號份額的振動。第二傅里葉變換通過第一傅里葉變換 的一維的、在這里固然在之前經(jīng)相位解調(diào)的譜實施，并且通過峰值在第二傅里葉變換的譜 中的位置來描繪頻率斜坡的序列的雷達回波上的、相關(guān)聯(lián)的、相應(yīng)于多普勒份額的振動。二 維傅里葉變換的結(jié)果為二維的、離散的或者轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)目的、即劃分為距離/速度單元的譜。 優(yōu)選，相位解調(diào)如下發(fā)生：頻率斜坡的一維譜與接收器中所使用的碼序列的對應(yīng)共輒復(fù)元 素相乘。第二傅里葉變換已經(jīng)包含各項的加和并且因此提供自相關(guān)或者說互相關(guān)的值作為 二維譜的相應(yīng)的距離/速度單元中的幅度因子。
[0014] 通過根據(jù)本發(fā)明的相位解調(diào)，在第二傅里葉變換之后，僅僅當(dāng)在相位解調(diào)之后在 頻率斜坡的序列上存在雷達回波的相位位置的相關(guān)振動時，出現(xiàn)雷達回波的功率峰值。雷 達回波滿足這些條件，已用碼序列相位解調(diào)所述雷達回波的發(fā)射信號，所述碼序列與用于 相位解調(diào)的碼序列相關(guān)聯(lián)。反之，如果雷達回波的基帶信號包含至少一個第二雷達傳感器 的份額，則相應(yīng)的、在第一傅里葉變換之后得到的峰值在相位解調(diào)之后在頻率斜坡的序列 上不具有相關(guān)性。在這里，碼序列的互相關(guān)性提供因子零。
[0015] 特別有利的是，通過使用相對于彼此正交的碼序列，即使在碼序列相對短的情況 下也對其它雷達傳感器的信號的干擾雷達回波進行非常好的、在理想情況下完全地抑制。
[0016] 由此，通過正交碼序列的所說明的使用，在時間上同步地相位調(diào)制兩種發(fā)射信號 的情況下可以抑制相互的干涉。由此，可以抑制具有多個車輛雷達傳感器的雷達系統(tǒng)之內(nèi) 的自身干涉。
[0017] 該任務(wù)進一步通過根據(jù)權(quán)利要求6的雷達系統(tǒng)解決。
[0018] 例如，分開處理部分發(fā)射信號的雷達回波直到確定二維譜分別相應(yīng)于以上所說明 的評估步驟。
[0019] 通過相位解調(diào)和加和用于部分信號的二維譜，僅當(dāng)分開的譜相加成一個譜（在該 譜中在頻率斜坡的序列上存在雷達回波的被加和的相位位置的相關(guān)振動）時，在被加和的 譜中產(chǎn)生雷達回波的功率峰值。在所述相加中，在有用信號的情況下，在時間移動為零的情 況下得到自相關(guān)函數(shù)的和作為相應(yīng)的距離單元/速度單元中的幅度的因子。在其他車輛的 雷達傳感器的進行干擾的、用另外的碼組相位調(diào)制的信號的情況下，得到互相關(guān)函數(shù)的和 作為幅度的因子。根據(jù)碼組正交關(guān)系，所述和等于零，與碼序列之間的時間移動的值無關(guān)。
[0020] 通過具有滿足碼組正交關(guān)系的碼序列的碼組的所說明的使用，即使在兩個發(fā)射信 號的相位調(diào)制在時間上不同步的情況下也可以抑制相互的干涉。由此，可以抑制兩個車輛 的雷達傳感器之間的外源干涉。
[0021 ] 在從屬權(quán)利要求中說明本發(fā)明的另外的有利的構(gòu)型和拓展方案。
【附圖說明】
[0022] 以下參照附圖詳細解釋實施例。
[0023] 附圖示出：
[0024] 圖I FMCW雷達傳感器的方框圖；
[0025] 圖2發(fā)射信號的頻率調(diào)制斜坡的序列的示意圖；
[0026] 圖3用于解釋基帶信號的評估的方框圖；
[0027] 圖4具有處于自身干涉情形中的FMCW雷達系統(tǒng)的機動車的示意圖；
[0028] 圖5示出來自基帶信號的部分信號的間距信息的簡圖，用于解釋根據(jù)圖3的評 估；
[0029] 圖6示出來自關(guān)于部分信號的信號變化的速度信息和間距信息的簡圖，用于解釋 圖3的評估；
[0030] 圖7示例性地示出具有兩個部分發(fā)射信號的發(fā)射信號，所述部分發(fā)射信號為頻率 調(diào)制斜坡的對應(yīng)序列的形式，用于解釋在使用具有多個碼的碼組的情況下的相位解調(diào)；
[0031] 圖8用于解釋如例如圖7的、在發(fā)射信號具有兩個斜坡組的情況下的基帶信號的 評估的方框圖；
[0032] 圖9具有處于外源干涉的情形中的FMCW雷達系統(tǒng)的機動車的