[发明专利]确定正弦波周期

说明书

技术领域

本发明涉及用于确定正弦波周期的方法。本发明适用于其中以不同于 完整连续波的离散采样点的形式来呈现正弦波的设置。本发明特别地但专 门地适用于以下系统，即，该系统用于利用与脉冲发送相结合的调频载波 来确定到对象的距离，以根据通过将所发送的信号和对象反射的信号相结 合而得到的拍频(beat frequency)来确定该距离。例如可以具有用于检测 障碍物的微波传感器的这种系统可以被用作汽车雷达系统。

背景技术

诸如在WO 03/044559 A1、WO 03/044560 A1、US 6646587 B2、JP 2000275333、JP2004333269以及JP2004144696中描述的那些用于汽车告 警和防撞的许多系统中的一种是调频中断连续波(FMICW)雷达。在这 种系统中，如图1的框图所示，利用电压控制振荡器VCO中的调频器FM， 在预定频率范围ΔF上以周期Tsw对由振荡器OSC生成的载波的频率按周 期性方式进行线性扫频(swept)。在控制模块CM的控制下通过线性波形 生成器LWG来提供调制模式。通过耦合器CPL将调频连续波(FM-CW) 信号耦合至功率放大器PA并在其中放大，然后通过由控制模块CM触发 的收发开关TRS来选通(gated)，并工作在脉冲重复频率PRI下。该收发 开关TRS将功率放大器PA的输出周期性地耦合至天线AN并持续一个短 间隔ΔT_T，以获得指向所关心的障碍物OB的脉冲RF发送信号TX。在该 间隔(其通常为选通周期T_PRI＝1/PRI的一个小的比率)期间，开关TRS 保持雷达接收器与天线断开。被延迟了与到对象的距离D成比例的时间τ 的反射信号RX被同一天线检测到并经由收发开关TRS耦合至低噪声放大 器LNA。

在下变频器DR中将从障碍物反射来的脉冲信号与根据从耦合器CPL 接收到的发送信号的形式而形成的参考信号混合。因为发送和接收的脉冲 信号被相互延迟，所以该发送和接收脉冲信号的瞬时频率不同。因此，在 下变频器的输出处获得的节拍(beat)信号具有不同频率F_D，该频率F_D与到障碍物的未知距离D直接成比例。

将下变频器DR的输出递送至信号处理器模块SPM，该信号处理器模 块SPM包括模-数转换器ADC和由来自时钟CLK的时钟脉冲驱动的数字 处理器DP。转换器ADC将来自下变频器DR的信号s(t)转换成数字处 理器DP所使用的数字信号，以确定拍频并由此确定对象距离(range)。

通过线性波形生成器LWG提供的调制模式例如可以遵循具有恒定斜 率的周期性三角波形，如图2a所示。采用这种特定波形通常优于其它线 性调制方案(如锯齿波形)，因为其还允许根据从在三角波形的上升部和 下降部由发送和接收信号得到的一对不同频移(frequency shift)所计算出 的多普勒频率来估计运动障碍物的速度。

图2b示出了在图1的系统的不同点处观察到的脉冲信号。可以看出， 开关TRS的操作确保仅在预定时隙ΔT_R期间将反射信号耦合至雷达接收 器，该预定时隙ΔT_R处于用于从发送器发送信号的时隙ΔT_T之外。这种选 通方案将源自天线耦合的强信号最小化，该强信号可能在接收器中导致不 良后果，如接收器放大器和/或模-数转换器ADC的饱和(saturation)。

在FMICW雷达中，利用短对象距离更难以获得准确结果。短距离导 致具有相对较长周期T_D＝1/F_D的节拍信号。如果该距离足够短，则该周 期大于扫频的持续时间Tsw。在图2c中呈现了这种特殊情况。这使得特 别是如在现有技术系统中，假设根据在单个扫频的持续时间Tsw期间观察 到的接收脉冲系列来估计包络并由此估计该信号的频率F_D，则难以对拍频 进行估计。