[发明专利]FMCW雷达中的动态IQ失配校正

说明书

在所描述实例中，一种FMCW雷达接收器(100)包含提供啁啾LO信号(103)的LO(102)、用于输出I数据的同相I信道和用于输出Q数据的正交Q信道。一种动态校正参数生成器(140)基于所述啁啾LO信号(103)的频率斜率生成IQ相位校正值(P[n])和IQ增益校正值(G[n])以用于在线性调频脉冲的间隔期间生成包含第一线性调频脉冲期间的第一序列的P[n]和G[n]和第二线性调频脉冲期间的第二序列的P[n]和G[n]。一种IQ失配IQMM校正电路(130)具有被耦合成接收所述I数据的第一IQMM输入和接收所述Q数据和所述P[n]与G[n]的第二IQMM输入。

技术领域

本发明涉及正交调频连续波(frequency modulation continuous wave，FMCW)雷达系统中正交接收器的增益和相位校正。

背景技术

雷达在许多应用中用于检测目标对象，例如飞机、军事目标、车辆和行人。雷达可用于与机动车辆相关联的数个应用，例如用于自适应巡航控制、碰撞警告、盲点警告、变道辅助、停车辅助和后方碰撞警告。脉冲雷达和FMCW雷达惯常用于此类应用中。

在雷达系统中，本地振荡器(LO)生成发射信号。压控振荡器(voltage controlledoscillator，VCO)将电压变化转换成对应的频率变化。发射信号被放大且由一或多个发射单元发射。在FMCW雷达中，发射信号的频率随着时间推移线性地变化。例如，发射信号的频率可在约100微秒的周期中以恒定线性缓变率从77GHz增大到81GHz。此发射信号被称作斜坡信号或线性调频脉冲信号。一或多个障碍散射(或反射)由FMCW雷达系统中的一或多个接收单元接收到的发射信号。

基带信号是从混合器获得，混合器混合所发射的LO信号与接收到的散射信号(被称为中频(IF)信号)。IF信号为通过包含放大器和抗混叠滤波器的调节电路调节的信号且接着通过模/数转换器(ADC)进行采样且由处理器处理以估计一或多个邻近障碍的距离和速度。IF信号的频率与障碍的范围(距离)成比例。

传统地，FMCW雷达接收器使用仅同相(I)接收器。然而，具有I信道和正交相位(Q)信道的IQ接收器允许形成接收信号的I和Q分量以生成IF信号，其包含相位和振幅数据两者而无信息的损耗。这有助于通过抑制负频率分量，包含噪声的折回(在镜频抑制比(imagerejection ratio，IMRR)方面)相较于仅I接收器改进雷达系统的噪声指数，且还有助于使图像波段对外部干扰监控保持可见。

然而，已知IQ不平衡归因于提供I信号路径和Q信号路径的接收器链的平行区段(或信道)之间的失配而发生。在FMCW雷达中，LO信号为斜坡信号，与发射信号相同，且所述斜坡信号的副本延迟(或提前)90度。当通过混合器使直接LO输出与接收到的原始信号混合时，这产生I信号，而当使移位90°的LO输出与接收到的原始信号混合时，产生Q信号。在模拟域中，延迟从未正好是90度，且类似地，模拟增益在I信号路径与Q信号路径之间从未完全匹配。

发明内容

在用于FMCW雷达的IQ失配校正的描述方法中，IQ FMCW接收器包含同相(I)信道，包括被耦合成接收和混合啁啾本地振荡器信号(啁啾LO信号)和接收到的散射啁啾雷达信号(啁啾雷达信号)的第一混合器和用于输出同相(I)数据的第一模/数(A/D)转换器；和正交(Q)信道，包含用于使所述啁啾LO信号相移以提供相移啁啾LO信号的移相器、被耦合成接收和混合所述啁啾雷达信号和所述相移啁啾LO信号的第二混合器和用于输出Q相位(Q)数据的第二A/D转换器。基于所述啁啾LO信号的频率的斜率动态地生成IQ相位校正参数值(P[n])和IQ增益校正参数值(G[n])，包含在所述啁啾LO信号的每个线性调频脉冲的多个间隔期间生成不同值。将所述P[n]和所述G[n]耦合到IQ失配(IQMM)校正电路，其具有被耦合成接收来自所述I信道的所述I数据的第一IQMM输入和用于接收来自所述Q信道的所述Q数据的第二IQMM输入。所述IQMM校正电路提供校正的Q(Q')数据和校正的I(I')数据。使用信号处理算法处理所述I'数据和Q'数据以确定至少一个雷达参数。

附图说明