[发明专利]具有两个振荡器、两个I/Q发射混频器和两个I/Q接收混频器的雷达传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有发射部分和接收部分的雷达传感器，所述发射部分具有两个振荡器和90°移相器，用于产生发射信号、第一比较信号和相对于第一比较信号相移90°的第二比较信号，所述接收部分具有用于将接收到的信号与第一比较信号进行混频的I混频器和用于将接收到的信号与第二比较信号进行混频的Q混频器。

背景技术

在机动车中越来越多地使用驾驶员辅助系统，其中，雷达传感器用于定位车辆周围环境中的物体。根据雷达传感器的工作原理和使用目的，在此可能不仅需要分析接收到的雷达信号的振幅而且需要分析接收到的雷达信号的相位。例如，对于近区域内借助于CW雷达(连续波)进行准确的距离测量而言，需要准确地知道接收到的信号的相位。在角度分辨的雷达传感器中，例如在FMCW雷达(调频连续波)中，在多个发射和接收信道的情况下，不同信道之间的相位差的分析能够实现更准确的角度确定。借助以上所述类型的雷达传感器，可以从由接收部分的两个混频器提供的I信号和Q信号的关系来确定相位。

例如，所述传感器可以是外差传感器，其中，一个振荡器用于产生发射信号而另一个振荡器用于产生比较信号。如果为了产生比较信号而使用具有固定频率的振荡器，则可以简单且准确地产生90°相移。然而，所述传感器类型的缺点在于，两个振荡器的相位噪声是不相关的，从而需要开销相对较高并且相位噪声较小的振荡器。

与此不同，在零差传感器方案中，发射信号和两个比较信号由同一振荡器产生，从而发射信号和比较信号具有相关的相位噪声，这使得在分析接收到的信号时抑制由相位噪声引起的效应变得容易。然而缺点在于，不可以控制或者仅仅可以在开销较高的情况下控制由移相器产生的相移是否和以何种程度偏离90°的理想值。这种偏离导致接收信号中的相位误差，所述相位误差不可以或者仅仅在开销较高的情况下进行确定和校正。

发明内容

本发明的任务在于，提供一种雷达传感器，其能够更简单且更准确地确定接收到的信号的相位。

根据本发明，所述任务通过以下方式解决：发射部分具有第一发射混频器和第二发射混频器，所述第一发射混频器的输入端直接与两个振荡器连接，并且第二发射混频器的一个输入端直接与两个振荡器中的第一振荡器连接，而第二发射混频器的另一个输入端通过移相器与另一个振荡器连接。

本发明的优点：

借助两个发射混频器可以产生低频的I参考信号和Q参考信号，它们可以用于监视和调节移相器和/或用于降低一个或两个振荡器的相位噪声。此外，这些参考信号在具有频率调制的发射信号的传感器中能够实现频率调制的简单且准确的调节，而不会由于附加的分频器链引起调节回路的误差。

特别地，能够实现近区域内的准确测量。因此，所述雷达传感器例如也适于测量机动车中的油箱油位或者也适于机动车外部的应用，例如适于工业技术中的距离测量。

在从属权利要求中说明了本发明的有利的构型和扩展方案。

在零差雷达中，发射信号和第一比较信号可以通过第一混频器的混频产物的和频分量(即，其频率等于两个振荡器的频率的总和的混频产物频率部分)形成，并且第二比较信号可以通过第二混频器的混频产物的和频分量形成。两个发射混频器的差频分量则形成I参考信号和Q参考信号。移相器的功能可以借助于这些参考信号的相位比较进行监视并且在必要时进行调节。

替代地或附加地，对于其信号输送给移相器的振荡器，可以使用具有可变频率的振荡器，其频率连接到固定的参考频率上。因此，因为所述振荡器的频率是准确已知的并且此外两个振荡器的差频通过I参考信号和Q参考信号的频率给定，所以也可以准确地确定由第一发射混频器产生的发射信号的频率(和频)。

此外，在控制相应的振荡器的相位调节回路中可以将I参考信号或Q参考信号的频率调节到随后确定发射信号的频率调制的调制频率上。

在外差雷达的情形中，第一振荡器可以用于产生发射信号，而第二振荡器产生两个比较信号。两个发射混频器随后产生I参考信号和Q参考信号，两个振荡器之间的频率差越小，则这些参考信号的频率越低，并且这些参考信号优选位于中频带中。作为I混频器和Q混频器的混频产物获得的I信号和Q信号也位于相同的中频带中，并且这些信号的相位噪声与参考信号的相位噪声相关。随后，通过将I参考信号和Q参考信号与中频信号I和Q进行混频来获得基带中的相应信号，由所述相应信号可以非常准确地确定接收到的信号的相位。