[发明专利]用于全双工传输的非相干分布式雷达系统的方法和装置

说明书

本发明涉及用于在至少两个非相干收发器单元之间交换信号的雷达方法，所述收发器单元分别具有最初非同步的、尤其是可控制的时钟源，该方法具有以下步骤：同步，其中，至少两个收发器单元的时钟源的时钟偏移和/或时钟速率自适应；全双工测量过程，其中通过无线电信道，第一收发器单元的第一发送信号传输到第二收发器单元并且第二收发器单元的第二发送信号传输到第一收发器单元；其中同步在所述全双工测量过程之前以这样的方式执行：在所述全双工测量过程的传输时间期间，发送信号之间的时间偏移和/或频率偏移至少基本保持恒定。

技术领域

本发明涉及一种用于在至少两个非相干收发器单元之间交换信号的雷达方法和雷达系统。

背景技术

在已知的雷达方法中，特别是在辅助雷达方法中，常规上，至少两个在空间上分开的非相干收发器单元彼此通信。图1描绘了具有两个收发器单元1、2的常规辅助雷达4，其中，收发器单元1、2彼此通信。收发器单元1、2通常每个都具有其自己的各自的时钟源11、21，例如本地振荡器。此外，每个收发器单元1、2包括：射频(RF)生成器12、22；混频器或相关器13、23；模数(A/D)转换器14、24；和RF天线15、25。

由于收发器单元1、2空间上分开，无法进行直接和相干的测量。

例如，在WO 2017/118621 A1中描述了一种测量过程，其中两个收发器单元通过相同的互易无线电信道以这样的方式来发送和接收信号：所传输的信号在至少一个范围内按时间顺序重叠。在WO 2017/118621 A1中，使用信号之间的时间偏移，该时间偏移小于信号持续时间(或者甚至是信号持续时间的一半)。在每个收发器单元中，接收到的信号分别与发送的信号混频(低至基带)并进行采样(通过A/D转换器)，并且两个采样信号的相位噪声都相互关联。在昂贵的校正步骤以及两个采样信号的合成混频之后，可以抑制相位噪声的影响。系统偏差也可以得到校正，结果，最终可以进行连贯的测量。

已经证明不利的是，为了估计距离、相对速度和相位值，必须将整个采样信号从至少一个收发器单元发送到另一收发器单元。

此外，由于时钟源之间的时钟速率不同(或信号之间的时间漂移δ_t)，下变频至基带后，频谱效率非常低。图2描绘了已经通过WO 2017/118621 A1的方法被接收并混频到基带中的信号的时间频率响应。具有多个频率斜坡的调频连续波(FMCW)信号(也称为chirp)用作信号。具有正斜率的频率斜坡称为上-chirp，而具有负斜率的频率斜坡称为下-chirp。图2中使用的符号δ_f，μ，Δτ，τ₀和T_sw表示频率偏移、扫描速率、时间偏移、信道中的传播时间和扫描持续时间。

图2所示的频率响应清楚地表明，占用的频带B随着FMCW chirp数的变化而变化。特别地，占用频带B随着时间增加。此外，每个FMCW chirp都有频率变化，随后必须通过昂贵的信号处理来纠正。

在信号处理中，对于缩混和采样信号的数字处理(也称为后处理)，许多昂贵的校正步骤是必需的。特别地，校正步骤包括二次相位响应的特别昂贵的校正以及时域中采样信号的移位。

由于上面讨论的缺点，很难用多个雷达站进行操作并进行有效的多路复用。在使用所有雷达单元进行近似同步测量的情况下，有必要对A/D转换器提出很高的要求，因为在基带中需要很高的带宽(每个雷达单元占用宽频带，并且由于时间的变化，需要在雷达台的频带之间有较大的频率间隔)。

发明内容

本发明的目的是提供一种雷达方法和雷达系统，其允许相对简单的测量，并且特别地使得可以减少或避免在对发射信号进行数字处理中的昂贵的校正步骤。

该目的特别是通过根据权利要求1所述的雷达、根据权利要求16所述的雷达系统和/或根据权利要求18所述的雷达方法的用途来实现的。