JP7499254B2 - デジタルビームフォーミングレーダシステムにおける位相ノイズ補償 - Google Patents
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Description
レーダシステムは、その近傍における物体の距離および/または速度を測定するために用いることができる。レーダシステムは、1つまたは複数の変調されたパルスを送信することによって動作する。パルスの経路内の任意の物体は、送信されたパルスの少なくとも一部をレーダに反射して戻す。レーダシステムは、レーダが反射されたパルスを受信するタイミングに基づいて物体の距離および/または速度を判定することができる。例えば、レーダパルスは、レーダシステムにより近い物体と比較して、レーダシステムからより遠い物体に到達する(およびそこから戻る)のに時間がより長くかかり得る。したがって、レーダシステムは、物体から反射されるパルスの往復時間(RTT)に基づいて物体の距離を判定することができる。
本概要は、以下で詳細な説明においてさらに説明される概念の選択を簡略化された形で紹介するために提供される。本概要は、特許請求される主題の主要な特徴または本質的な特徴を識別することを意図するものではなく、特許請求される主題の範囲を限定することを意図するものでもない。
例示的な実施形態は、例として示されており、添付の図面によって限定されることを意図していない。図面および明細書全体を通して、同様の参照番号は同様の要素を示す。
以下の説明では、本開示の完全な理解のために、特定の構成要素、回路、およびプロセスの例など、多数の具体的な詳細が記載される。本明細書で使用される「結合される」という用語は、直接結合されるか、または1つもしくは複数の介在する構成要もしくは回路を介して結合されることを意味する。また、以下の説明では、説明の目的のため、具体的な名称および/または詳細が、例示的な実施形態の完全な理解のために記載される。しかしながら、当業者には、これらの具体的な詳細は、例示的な実施形態を実施するのに必要ではない場合があることは明白であろう。他の事例では、周知の回路および装置は、本開示を不明瞭にすることを避けるためにブロック図形式で示される。本明細書で説明するさまざまなバス上で与えられる信号のいずれも、他の信号と時間多重化され得、1つまたは複数の共通のバス上で与えられ得る。さらに、回路要素またはソフトウェアブロック間の相互接続は、バスまたは単一の信号線として示され得る。バスの各々は、代替的に単一の信号線とすることができ、単一の信号線の各々は、代替的にバスとすることができ、単一の線またはバスは、構成要素間の通信のための無数の物理的または論理的なメカニズムのいずれか1つまたは複数を表すことができる。例示的な実施形態は、本明細書に記載される特定の例に限定されると解釈されるべきではなく、むしろ、特許請求の範囲によって定義されるすべての実施形態をそれらの範囲内に含むと解釈されるべきである。
Claims (11)
- レーダシステムであって、
パルスのシーケンスを送信するように構成された送信機を備え、前記送信機は、クロック信号に応答して前記パルスのシーケンスを生成するよう、複数のデジタルアナログ変換器(DAC)を含み、前記レーダシステムはさらに、
前記送信されたパルスシーケンスの反射を受信するように構成された受信機を備え、前記受信機は、前記クロック信号に応答して、前記反射されたパルスをサンプリングするよう、複数のアナログデジタル変換器(ADC)を含み、前記レーダシステムはさらに、
前記送信されたパルスのシーケンスおよび前記反射されたパルスに少なくとも部分的に基づいて、前記送信されたパルスのシーケンスの経路における第1の物体の速度を判定する速度検出回路を備え、前記第1の物体が移動物体であり、
前記反射されたパルスが、前記送信されたパルスのシーケンスの経路内における第2の物体からの反射を含む場合、前記クロック信号における位相ノイズは、前記第2の物体からの反射されたパルスの少なくとも一部のパルスの周波数を、前記第1の物体から反射されたパルスの周波数に重畳させ、
前記速度検出回路は、前記送信されたパルスのシーケンスの周波数と前記反射されたパルスの周波数との間のドップラーシフトを検出し、前記第2の物体が静止物体である場合に、前記送信されたパルスのシーケンスの周波数をフィルタリングして前記第2の物体からの前記反射されたパルスをフィルタリングし、前記ドップラーシフトに少なくとも部分的に基づいて前記第1の物体の速度を判定する、レーダシステム。 - 前記DACと前記ADCとは同一の前記クロック信号に同期して動作することにより、前記ADCは前記DACと同相でロックされる、請求項1に記載のレーダシステム。
- 前記DACのうちの少なくとも1つは、前記クロック信号の第1の遷移に応答して前記パルスのシーケンスの第1のパルスを生成するように構成され、前記ADCのうちの少なくとも1つは、前記クロック信号の前記第1の遷移に応答して前記パルスのシーケンスの前記第1のパルスの反射をサンプリングするように構成される、請求項1または2に記載のレーダシステム。
- 前記クロック信号における位相ノイズは、前記送信されたパルスのシーケンスの周波数における変動および前記反射されたパルスの周波数における対応する変動を引き起こし、前記受信機は、前記反射されたパルスをサンプリングするときに、前記反射されたパルスの周波数における変動を、前記送信されたパルスのシーケンスの周波数における変動に一致させるように構成される、請求項1に記載のレーダシステム。
- さらに、前記複数のDACおよび前記複数のADCに供給される前記クロック信号を生成するように構成されたクロック生成器回路を備え、前記位相ノイズは、前記クロック生成器回路の1つまたは複数の構成要素によって生成される近傍(close-in)位相ノイズに対応する、請求項1に記載のレーダシステム。
- さらに、前記ADCに供給される前記クロック信号を、前記パルスのシーケンスのそれぞれのパルスの送信と前記それぞれのパルスの反射の受信との間の往復時間に少なくとも部分的に基づく遅延量だけ遅延させるように構成される遅延素子を備える、請求項1に記載のレーダシステム。
- デジタルビームフォーミング技術を用いて、前記送信機は前記パルスのシーケンスを送信し、前記受信機は前記送信されたパルスの反射を受信するように構成される、請求項1に記載のレーダシステム。
- レーダシステムを動作させる方法であって、
クロック信号に応答して複数のデジタルアナログ変換器(DAC)を介してパルスのシーケンスを生成することと、
前記パルスのシーケンスを送信することと、
前記クロック信号に応答して複数のアナログデジタル変換器(ADC)を介して前記送信されたパルスのシーケンスの反射をサンプリングすることと、
前記送信されたパルスのシーケンスおよび前記反射されたパルスに少なくとも部分的に基づいて、前記送信されたパルスのシーケンスの経路における第1の物体の速度を判定することとを含み、前記第1の物体が移動物体であり、
前記反射されたパルスが、前記送信されたパルスのシーケンスの経路内における第2の物体からの反射を含む場合、前記クロック信号における位相ノイズは、前記第2の物体からの反射されたパルスの少なくとも一部のパルスの周波数を前記第1の物体からの反射されたパルスの周波数に重畳させ、
前記判定することは、
前記送信されたパルスのシーケンスの周波数と前記反射されたパルスの周波数との間のドップラーシフトを検出することと、
前記第2の物体が静止物体である場合に、前記送信されたパルスのシーケンスの周波数をフィルタリングして、前記第2の物体からの前記反射されたパルスをフィルタリングすることと、
前記ドップラーシフトに少なくとも部分的に基づいて前記第1の物体の速度を判定することとを含む、
方法。 - 前記DACと前記ADCとは同一の前記クロック信号に同期して動作することにより、前記ADCは前記DACと同相でロックされ、前記DACのうちの少なくとも1つは、前記クロック信号の第1の遷移に応答して前記パルスのシーケンスの第1のパルスを生成するように構成され、前記ADCのうちの少なくとも1つは、前記クロック信号の前記第1の遷移に応答して前記パルスのシーケンスの前記第1のパルスの反射をサンプリングするように構成される、請求項8に記載の方法。
- 前記クロック信号における位相ノイズは、前記送信されたパルスのシーケンスの周波数における変動および前記反射されたパルスの周波数における対応する変動を引き起こし、前記サンプリングすることは、
前記反射されたパルスの周波数における変動を、前記送信されたパルスのシーケンスの周波数における変動に一致させることを含む、請求項8に記載の方法。 - さらに、
クロック生成器回路を介して前記クロック信号を生成することであって、前記位相ノイズは前記クロック生成器回路の1つまたは複数の構成要素によって生成される近傍(close-in)位相ノイズに対応すること、または、
前記ADCに供給される前記クロック信号を、前記パルスのシーケンスのそれぞれのパルスの送信と前記それぞれのパルスの反射の受信との間の往復時間に少なくとも部分的に基づく遅延量だけ遅延させることを含む、請求項8に記載の方法。
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