[发明专利]内置自测试雷达单元和用于其中的相移测量的方法

说明书

本发明描述一种内置自测试BIST雷达单元。所述BIST雷达单元包括：频率产生电路，所述频率产生电路被配置成产生mmW发射信号；发射器电路，所述发射器电路包括：被配置成将至少一个相移应用于所述mmW发射信号的至少一个移相器；以及至少一个反相器，所述至少一个反相器耦接到所述至少一个移相器且被配置成反转所述已移相mmW发射信号的相位。接收器被配置成接收并处理所述mmW发射信号的接收版本。所述至少一个反相器被配置成：旋转所述已移相mmW发射信号以将二次调制应用于所述mmW发射信号；且所述接收器被配置成接收并处理所述mmW发射信号的接收版本以基于所述mmW发射信号的所述接收版本的所述二次调制的所确定相移性能来确定所述BIST雷达单元的操作状态。

技术领域

本发明的领域涉及具有内置自测试BIST的雷达单元，和用于其中的相移测量的方法。本发明适用于但不限于具有内置自测试(built-in self-testing；BIST)系统的mmW雷达单元，其可以在芯片上进行，以允许测量mmW多重射频(radio frequency；RF)装置或电路的移相器性能。

背景技术

大部分的目前毫米波(millimetre wave；mmW)雷达单元是使用mmW集成电路(integrated circuit；IC)构造，其包括可遍及若干频道操作的多信道收发器(transceiver；TRX)。mmW IC还包括高频装置，例如，功率放大器、混频器、低噪声放大器(low noise amplifier；LNA)。在汽车雷达领域中，所支持的频率在27GHz和76到81GHz的频率频带中。

现代的汽车雷达系统使用多重发射器和接收器以允许所检测物体的角检测。具有关联的mmW相移器的多信道收发器允许使用多重进入-多重输出(multiple in-multipleout；MIMO)技术来增强角分辨率。这允许例如巡航控制(其依赖于限定雷达波束到汽车目前巡航的车道)，或例如盲角检测(其依赖于限定所述雷达波束到这一盲角)等应用。除多重信道以外，传输器信号的写码需要能够区别所发射的信号。具有m个发射器和n个接收器的MIMO雷达具有m×n个信道。信道的数目越高，就可以实现经识别的所接收信号的越高的角分辨率。

例如ISO 26262的汽车安全标准在安全性相关缺陷的状况下授权缓和措施的使用；这些缓和措施需要在规定时间间隔内完成，其足够小以防止可能对车辆内部或外部的个人产生危险的系统失效。可以使用在雷达单元中进行的合理性检查来检测汽车雷达系统的射频(RF)前端中的安全相关缺陷，其评估RF前端的输出信号并根据这一信号计算目标地图。如果这一目标地图示出例如突然出现或消失的目标，那么这将导致目标地图被分类为不合理，且将RF前端分类为可能有缺陷，使得所述单元可启动安全措施，例如，系统复位、重复测量循环，或通知驾驶员雷达系统需要被视为不安全的。

尽管这种合理性检查在安全攸关系统中极为常见，但是它们具有两个严重缺陷。第一缺陷直接关于安全，这是因为每一个合理性检查具有误报或漏报决策的风险。第二缺陷在于，需要针对包括瞬时故障的大量可能的故障实施、记录和验证这种合理性检查。所有这些程序耗时且易于出错。这两个缺陷使得期望避免对合理性检查的需要，以及在安全攸关元件本身中实施尽可能合理的的内置安全监控。因为瞬时故障是失灵的主要来源，所以期望能够测试它们。

在车辆雷达系统中，功能性安全是至关重要的，因为失灵可能导致危险情况，例如，因失灵的系统报告实际不存在的目标所导致的自动制动，或例如在未检测到存在的目标的情况下导致未能做出反应。对于这两种情况，中度系统性能下降通常是最差情况，因为完全的系统失效可以被立即检测到，而中度性能下降可能仅导致错误解释目标的大小、位置、运动方向等，这可能导致上述失灵情况之一。这对于多发射器车辆雷达系统的相移器的失灵来说尤其如此，因为这种失灵可能导致雷达波束被引导到与预期不同的角。