[发明专利]用于避免零差接收机中的DC偏移的系统和方法

说明书

技术领域

本申请总体上涉及避免雷达系统中的低频噪声的操作。

背景技术

出于许多目的，可以在机动车辆中使用雷达系统。例如，雷达系统启用诸如碰撞警告和自适应巡航控制的安全功能。这样的系统的有效性可以依赖雷达系统的性能。雷达通过将被对象反射的电磁波传输回雷达接收器来工作。反射的信号在频率上可以相对于发送的信号变化。使用混频器的雷达电子设备可产生作为发送的信号与接收的信号的频率之差的信号。随后可处理该频率差，以计算对象的距离和相对速度。

零差接收机可将雷达信号直接地下转换到基带频率，而不首先将信号转换到任何中频。来自零或接近零距离的非移动(non-moving)(没有多普勒成分)的回波(returns)可引起基带中的DC或接近DC的频率信号。高阶泄漏信号和噪声信号以及由于振荡器相位噪声而传播(spread)的频率可能掩盖DC和低频(近距离)回波。

从零差下转换过程产生的噪声可能主要是DC偏移噪声，有时被称为混频器偏移。偏移导致被称为1/f、1/f²和1/f³噪声的噪声。除了在1/fⁿ分量的情况下的固有装置噪声之外，该偏移导致的噪声也可能是相同或几乎相同的频率分量在下转换混频器中起反应的结果以及信号自己的相位噪声。射频(RF)信号和本地振荡器(LO)的泄漏可自混频为DC(self-mix to DC)。由于不完美的匹配，泄漏还可在内部被混频器端口反射(reflect off)。

发射到接收天线隔离可以大于50dB，并且雷达回波信号可以大于发射级别之下的50dB。混频器自身中的泄漏可以为大约20-25dB(在振荡器信号级别之下)。在汽车雷达中，到零差混频器的振荡器信号级别可以是仅仅3-5dB(在发射信号级别之下)。近距离目标回波级别受到由雷达距离方程决定的(dictated)R⁴滚降的限制。另外，目标的雷达截面(RCS)可物理地受到天线的照度的限制，其在近距离处可以是非常小的斑点。因此，混频器中的泄漏信号可在具有很小相对运动或者没有相对运动的具有低的RCS的近距离目标的回波中占主要成分。

行人可具有小的RCS和低的多普勒成分。在近距离处，来自行人的回波信号可被混频器偏移噪声掩盖。在停停走走的状态下，装备雷达的车辆可以跟随目标车辆停下。当目标车辆展现低RCS(例如，摩托车、某些汽车)时，会引发问题。随着车辆接近目标车辆并减速，目标车辆可能被混频器偏移掩盖。结果可能是依靠雷达系统来检测对象的功能的性能降低。

发明内容

零差接收机包括混频器，混频器被构造为接收基于发射信号的第一输入信号和基于接收信号的第二输入信号；移相器，被构造为将预定比率的相位改变施加到第一输入信号和第二输入信号中的一个，其中，混频器输出频率相对于没有移相器的情况下的混频器输出频率被改变预定比率。移相器可被构造为将预定比率的相位改变提供给第一输入信号。零差接收机可包括耦合器，耦合器被构造为将发射信号耦合到第一输入信号，移相器可被构造为将预定比率的相位改变提供给第一输入信号。移相器可被构造为将预定比率的相位改变提供给第二输入信号。零差接收机可包括低噪声放大器，低噪声放大器被构造为处理接收信号并输出第二输入信号，移相器可被构造为将预定比率的相位改变提供给第二输入信号。预定比率的相位改变可以是预定的常数值。零差接收机可包括被构造为对混频器输出振幅进行采样的至少一个控制器，其中，针对混频器输出振幅的采样频率可以大于最高的期望混频器输出频率。

一种避免零差接收机中的DC偏移噪声的方法，包括：以预定比率改变输入到混频器的第一输入信号的相位；将输入到混频器的第一输入信号和第二输入信号进行混频；输出具有这样的频率的信号，所述频率被改变预定比率，使得混频器输出振幅高于对应的噪声振幅。改变第一输入信号的相位的步骤可包括以预定的时间间隔将恒定的相位加在第一输入信号上。预定比率可以是预定的常数值。第一输入信号可基于发射信号。第一输入信号可基于接收信号。