[发明专利]雷达接收器和用于接收雷达信号的方法

说明书

本公开提供了雷达接收器和用于接收雷达信号的方法。本公开的实施例涉及一种用于实值模拟RF雷达信号(102)的雷达接收器(300)。雷达接收器包括：正交混频器电路(208)，其被配置为从实值模拟RF雷达信号(102)生成包括同相(I)信号分量和正交(Q)信号分量的复值模拟信号(209)；模拟多相滤波器(312)，其被配置为对复值模拟信号的I信号分量和Q信号分量进行滤波以生成滤波的I信号分量和Q信号分量；以及模数转换器(318)，其耦合到模拟多相滤波器的输出。雷达接收器(300)被配置为将滤波的I信号分量和Q信号分量中的仅一个从模拟信号域转换到数字信号域。

技术领域

本公开的实施例涉及雷达接收器，并且更具体地涉及用于减小雷达接收器噪声的方法和装置。

背景技术

对于所有无线电接收器，雷达接收器噪声或噪声系数是一个重要的关键性能参数。特别是在77至81GHz范围内的毫米波频率下，噪声降低很难实现并且受到半导体器件物理特性的严格限制。

对于广泛使用的调频连续波(FMCW)雷达系统的具体情况，存在一种公知的架构技术(与器件和电路级技术相对而言)用于通过在整个接收信号链中利用正交RF下变频和复信号处理来实现接近3dB的噪声改善。然而，这种方法在功耗和硬件成本方面是昂贵的，因为很多处理块必须被实例化两次。处理链的加倍开始于射频(RF)下变频器级，并且传播到所有典型的下游级，如模拟滤波器、模拟增益级、模数转换和后续数字信号处理(DSP)。

因此，期望减小硬件和DSP工作量，同时保持针对接收器噪声的益处。

发明内容

根据本公开的第一方面，提供了一种用于实值模拟RF雷达信号的雷达接收器。雷达接收器包括正交混频器电路，被配置为从实值模拟RF雷达信号生成包括同相(I)信号分量和正交(Q)信号分量的复值模拟信号。雷达接收器进一步包括模拟多相滤波器，其被配置为对复值模拟信号的I信号分量和Q信号分量进行滤波以生成滤波的I信号分量和Q信号分量。模数转换器耦合到模拟多相滤波器的输出，并且雷达接收器被配置为将滤波的I信号分量和Q信号分量中的仅一个从模拟信号域转换到数字信号域。

在一些示例实现中，模拟多相滤波器被配置为具有关于零频率的非对称传递函数。这实现了在正(或负)信号频率中具有通带并且在负(或正)信号频率中具有阻带的滤波操作，并且从而实现了图像抑制和信道选择两者。

在一些示例实现中，从模拟多相滤波器的通带到阻带的转变包括零频率(0Hz)。这表示模拟多相滤波器的过渡带可以包含0Hz，表示其通带以接近0Hz的正(或负)信号频率结束。

在一些示例实现中，模拟多相滤波器包括I分支和Q分支，其中I分支和Q分支是交叉耦合的。这允许生成复数滤波器极点。

在一些示例实现中，I分支的输出耦合到模数转换器，并且Q分支的输出保持开路或终止。同样，Q分支的输出耦合到模数转换器，并且I分支的输出保持开路。这可以产生噪声得到抑制的实值信号。

在一些示例实现中，模拟多相滤波器是有源RC多相滤波器。这可以产生可行的实现。

在一些示例实现中，有源RC多相滤波器的滤波器阶数为三或更小，允许以低的硬件努力进行适当的噪声抑制。

在一些示例实现中，正交混频器电路被配置为将实值模拟RF信号与FMCW信号混频以生成拍频信号的I信号分量和Q信号分量。所提出的概念对于FMCW雷达原理可以特别有用。

在一些示例实现中，FMCW信号包括非对称啁啾。所提出的概念对于非对称啁啾特别有用。