專利名稱：混頻器監(jiān)控的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于檢驗(yàn)混頻器的功能性的方法以及一種根據(jù)權(quán)利要求9所述的電子電路裝置。
背景技術(shù)：
在雷達(dá)系統(tǒng)中，使用微波混頻器將高頻發(fā)送信號(hào)與接收到的反射信號(hào)進(jìn)行混頻， 并且通過(guò)所述方式獲得具有較低頻率的基帶信號(hào)，所述基帶信號(hào)盡管如此具有與反射信號(hào)相同的信息內(nèi)容。在安全重要的系統(tǒng)中，需要監(jiān)控混頻器功能。盡管如此，在現(xiàn)有技術(shù)中， 或者不使用混頻器監(jiān)控或者僅使用簡(jiǎn)單且不敏感的混頻器監(jiān)控。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于，說(shuō)明一種用于檢驗(yàn)混頻器的功能性的方法。所述任務(wù)通過(guò)具有權(quán)利要求1的特征的方法解決。本發(fā)明的任務(wù)還在于，提供一種用于檢驗(yàn)混頻器的功能性的電子電路裝置。所述任務(wù)通過(guò)具有權(quán)利要求9的特征的電子電路裝置解決。在從屬權(quán)利要求中說(shuō)明了一些優(yōu)選的擴(kuò)展方案。在根據(jù)本發(fā)明的用于檢驗(yàn)混頻器的功能性的方法中，將高頻信號(hào)輸送給混頻器， 以便產(chǎn)生基帶信號(hào)。在此，根據(jù)時(shí)間改變高頻信號(hào)的振幅。此外，分析處理由混頻器輸出的基帶信號(hào)的直流電壓分量，以便確定混頻器的功能性。有利地，所述方法適用于檢驗(yàn)無(wú)源的和有源的混頻器的功能性。所述方法可以在不增加成本的情況下實(shí)施，是EMV和EMC兼容的并且允許簡(jiǎn)單的控制和監(jiān)控。在一種擴(kuò)展方案中，除了高頻信號(hào)之外，還將高頻比較信號(hào)輸送給混頻器。根據(jù)一種實(shí)施方式，混頻器是雷達(dá)系統(tǒng)的一部分。在此，高頻信號(hào)被用作雷達(dá)系統(tǒng)的發(fā)送信號(hào)，而通過(guò)雷達(dá)系統(tǒng)接收的反射信號(hào)被用作比較信號(hào)。有利地，這允許雷達(dá)系統(tǒng)的混頻器的功能性的檢驗(yàn)，而不必為此改變混頻器的布線。優(yōu)選地，分析處理基帶信號(hào)的直流電壓分量的時(shí)間變化過(guò)程。為了確保不受其他影響，可以在頻譜中校驗(yàn)調(diào)制頻率及其振幅。根據(jù)所述方法的一種實(shí)施方式，以振幅調(diào)制頻率來(lái)調(diào)制高頻信號(hào)的振幅?？梢杂欣赝ㄟ^(guò)簡(jiǎn)單的方式通過(guò)具有可調(diào)節(jié)的放大因數(shù)的放大器或者另一可開(kāi)關(guān)的源來(lái)產(chǎn)生這樣的振幅調(diào)制。在所述方法的一種擴(kuò)展方案中，將基帶信號(hào)在高頻信號(hào)的振幅調(diào)制頻率時(shí)的信號(hào)電平的大小與一個(gè)確定的極限值進(jìn)行比較，并且如果超過(guò)所述極限值，則認(rèn)為混頻器能夠正常工作。有利地，在頻域中進(jìn)行這樣的分析處理時(shí)，消除例如通過(guò)雷達(dá)目標(biāo)引起的可能的干擾影響。在所述方法的一種附加的擴(kuò)展方案中，在第一時(shí)間間隔期間以第一振幅調(diào)制頻率調(diào)制高頻信號(hào)的振幅并且在第二時(shí)間間隔期間以第二振幅調(diào)制頻率調(diào)制高頻信號(hào)的振幅。 有利地，由此可以識(shí)別出振幅調(diào)制頻率與通過(guò)位于雷達(dá)系統(tǒng)的周圍環(huán)境中的物體上的反射產(chǎn)生的信號(hào)的偶然疊加。根據(jù)所述方法的另一種實(shí)施方式，高頻信號(hào)在第一時(shí)間間隔期間具有在時(shí)間上恒定的第一振幅，并且在第二時(shí)間間隔期間具有在時(shí)間上恒定的第二振幅。在此，如果在第二時(shí)間間隔中基帶信號(hào)的直流電壓分量具有與在第一時(shí)間間隔中不同的數(shù)值，則認(rèn)為混頻器能夠正常工作。有利地，在所述實(shí)施方式中還可以更簡(jiǎn)單地實(shí)施所述方法。根據(jù)本發(fā)明的電子電路裝置包括用于將高頻信號(hào)與高頻比較信號(hào)進(jìn)行混頻并且輸出基帶信號(hào)的混頻器。在此，設(shè)有用于根據(jù)時(shí)間來(lái)改變高頻信號(hào)的振幅的裝置。此外，設(shè)有分析處理電路，以便根據(jù)基帶信號(hào)的直流電壓分量的時(shí)間變化與高頻信號(hào)的振幅的時(shí)間變化的比較來(lái)評(píng)價(jià)混頻器的功能性。有利地，所述電路裝置適用于檢驗(yàn)無(wú)源的和有源的混頻器的功能性。所述電路裝置是EMV和EMC兼容的并且允許簡(jiǎn)單的控制和監(jiān)控。優(yōu)選地，所述混頻器是雷達(dá)系統(tǒng)的一部分。符合目的地，所述混頻器是二極管混頻器或吉爾伯特(Gilbert)單元。


現(xiàn)在根據(jù)附圖來(lái)詳細(xì)闡述本發(fā)明。在此，相同或起相同作用的部件使用統(tǒng)一的附圖標(biāo)記。附圖示出圖1 雷達(dá)系統(tǒng)的示意性電路圖，以及圖2 經(jīng)振幅調(diào)制的高頻信號(hào)以及基帶信號(hào)的時(shí)間變化過(guò)程的示意圖。
具體實(shí)施例方式圖1示出雷達(dá)系統(tǒng)100的示意圖。雷達(dá)系統(tǒng)100例如可以是頻率調(diào)制的連續(xù)波雷達(dá)。雷達(dá)系統(tǒng)100可以例如用于機(jī)動(dòng)車中的自適應(yīng)行駛速度調(diào)節(jié)。雷達(dá)系統(tǒng)100具有壓控振蕩器120。所述壓控振蕩器用于產(chǎn)生高頻信號(hào)210。高頻信號(hào)210可以例如具有77GHz數(shù)量級(jí)的頻率。優(yōu)選地，壓控振蕩器允許高頻信號(hào)210的頻率的調(diào)節(jié)。取代壓控振蕩器120，也可以設(shè)置用于產(chǎn)生高頻信號(hào)210的另一部件。此外，雷達(dá)系統(tǒng)100還包括具有可調(diào)節(jié)的放大因數(shù)的放大器130。放大器130具有放大器輸入端132、調(diào)制輸入端134和放大器輸出端136。放大器輸入端132與壓控振蕩器120連接并且接收高頻信號(hào)210。調(diào)制輸入端134接收調(diào)制信號(hào)220。通過(guò)施加在調(diào)制輸入端134的調(diào)制信號(hào)220，可以調(diào)節(jié)放大器130的放大因數(shù)。放大器130放大施加在放大器輸入端132的高頻信號(hào)210并且通過(guò)放大器輸出端136作為經(jīng)放大的高頻信號(hào)230輸出高頻信號(hào)210。如果施加在調(diào)制輸入端134上的調(diào)制信號(hào)220的大小根據(jù)時(shí)間變化，則施加在放大器輸入端132上的高頻信號(hào)210由放大器130附加地振幅調(diào)制并且作為經(jīng)振幅調(diào)制的、經(jīng)放大的高頻信號(hào)230輸出。如果在調(diào)制輸入端134上施加在時(shí)間上恒定的信號(hào)，則放大器130不實(shí)施振幅調(diào)制。雷達(dá)系統(tǒng)100還包括用于發(fā)送高頻信號(hào)230的天線150。天線150還可用于接收由雷達(dá)系統(tǒng)100的周圍環(huán)境中可能的物體反射的比較信號(hào)Mo。在所述情形中，在圖1中未示出的環(huán)形器將所發(fā)送的高頻信號(hào)230與所接收的比較信號(hào)240分開(kāi)。替換地，使用分開(kāi)的天線150進(jìn)行發(fā)送和接收，如在圖1中示出的那樣。此外，雷達(dá)系統(tǒng)100包括具有LO輸入端112、RF輸入端114和基帶輸出端116的混頻器110。混頻器110是用于頻率轉(zhuǎn)換的微波混頻器?；祛l器110可以是無(wú)源的二極管混頻器，或者是有源的混頻器，例如吉爾伯特單元。LO輸入端112與放大器輸出端136連接并且接收經(jīng)放大的高頻信號(hào)230。在RF輸入端114上施加比較信號(hào)M0。施加在LO輸入端112上的信號(hào)230和施加在RF輸入端114上的信號(hào)具有大致相同的頻率。混頻器110 可以是零差(homodyne)的或單差(monodyne)的混頻器。混頻器110將經(jīng)放大的高頻信號(hào)230與比較信號(hào)240相乘。即用比較信號(hào)240來(lái)調(diào)制經(jīng)放大的高頻信號(hào)230。由此，混頻器110產(chǎn)生通過(guò)基帶輸出端116輸出的基帶信號(hào) 250?；鶐盘?hào)250包含其頻率等于經(jīng)放大的高頻信號(hào)230的頻率與比較信號(hào)MO的頻率的差的信號(hào)分量。在雷達(dá)系統(tǒng)100正常運(yùn)行期間，在時(shí)間變化過(guò)程中斜坡?tīng)畹馗淖兏哳l信號(hào)的頻率并且相應(yīng)地也改變經(jīng)放大的高頻信號(hào)230的頻率。在放大器130的調(diào)制輸入端134上施加在時(shí)間上恒定的調(diào)制信號(hào)220，從而放大器130不對(duì)經(jīng)放大的高頻信號(hào)230進(jìn)行振幅調(diào)制。 通過(guò)天線150發(fā)送經(jīng)放大的高頻信號(hào)230。位于雷達(dá)系統(tǒng)100的周圍環(huán)境中的物體將經(jīng)放大的高頻信號(hào)230反射回天線150，所述高頻信號(hào)230在天線150處被作為比較信號(hào)MO 接收。由于經(jīng)放大的高頻信號(hào)230到反射物體以及返回天線150的傳播時(shí)間，經(jīng)放大的高頻信號(hào)230的頻率直到接收比較信號(hào)MO已發(fā)生變化，從而在經(jīng)放大的高頻信號(hào)230與所接收的比較信號(hào)240之間存在頻率差，所述頻率差取決于反射物體與雷達(dá)系統(tǒng)100的距離。 混頻器110產(chǎn)生基帶信號(hào)250，所述基帶信號(hào)250的頻率等于所述頻率差。隨后，分析處理電路由基帶信號(hào)250的頻率推斷出反射物體與雷達(dá)系統(tǒng)100的距離。為了補(bǔ)償由雷達(dá)系統(tǒng) 100與反射物體之間存在的相對(duì)速度引起的多普勒頻移，可以實(shí)施多個(gè)前后相繼的測(cè)量周期，其中，以不同的斜率進(jìn)行高頻信號(hào)210的頻率和經(jīng)放大的高頻信號(hào)230的頻率的時(shí)間變化。如果經(jīng)放大的高頻信號(hào)230與比較信號(hào)240之間的頻率差很小，則由混頻器110 產(chǎn)生的基帶信號(hào)250的頻率也很小。如果經(jīng)放大的高頻信號(hào)230和比較信號(hào)240具有相同的頻率，則混頻器110在基帶輸出端116上輸出直流電壓，或者基帶信號(hào)250具有直流電壓分量。在本發(fā)明中認(rèn)識(shí)到，在混頻器110正常工作時(shí)，基帶信號(hào)250中的直流電壓分量的大小取決于經(jīng)放大的高頻信號(hào)230的振幅，而這在有缺陷的混頻器110中情形不是這樣。在一種簡(jiǎn)化的實(shí)施方式中，不必將比較信號(hào)240輸送給混頻器110。即使在不施加比較信號(hào) 240的情況下，由混頻器110輸出的基帶信號(hào)250也具有直流電壓分量，所述直流電壓分量的大小在混頻器110正常工作的情形中取決于經(jīng)放大的高頻信號(hào)230的振幅。在這兩種情形中，可以從基帶信號(hào)250的直流電壓的大小與經(jīng)放大的高頻信號(hào) 230的振幅的相關(guān)性的存在來(lái)推斷混頻器110的功能性。為此目的，雷達(dá)系統(tǒng)100具有用于振幅調(diào)制的裝置160，所述裝置160與放大器130的調(diào)制輸入端134連接。所述用于振幅調(diào)制的裝置160輸出調(diào)制信號(hào)220，以便根據(jù)時(shí)間改變放大器130的放大因數(shù)并且由此調(diào)制通過(guò)放大器130輸出的經(jīng)放大的高頻信號(hào)230的振幅。此外，雷達(dá)系統(tǒng)100還具有分析處理電路140，所述分析處理電路140接收并且分析處理通過(guò)混頻器110輸出的基帶信號(hào) 250。分析處理電路140也與用于振幅調(diào)制的裝置160連接，以便控制振幅調(diào)制。分析處理電路140檢驗(yàn)基帶信號(hào)250的直流電壓分量是否根據(jù)通過(guò)用于振幅調(diào)制的裝置160實(shí)施的對(duì)經(jīng)放大的高頻信號(hào)230的振幅調(diào)制變化。如果是，則分析處理電路140推斷出混頻器110能夠正常工作。優(yōu)選地，在高頻信號(hào)210和經(jīng)放大的高頻信號(hào)230的頻率在時(shí)間上不變或幾乎不變的時(shí)間段期間這樣地檢驗(yàn)混頻器110的功能性。用于檢驗(yàn)混頻器110的功能性的測(cè)量周期例如可以持續(xù)1毫秒。隨后，切斷經(jīng)放大的高頻信號(hào)230的振幅調(diào)制，并且雷達(dá)系統(tǒng)100 又轉(zhuǎn)換到通常的運(yùn)行中?？梢栽跁r(shí)間上周期性地以振幅調(diào)制頻率來(lái)調(diào)制經(jīng)放大的高頻信號(hào)230的振幅。圖 2示例性地示出如此振幅調(diào)制的經(jīng)放大的高頻信號(hào)230的時(shí)間變化過(guò)程。同樣在圖2中示意性地示出基帶信號(hào)250在混頻器110正常工作情形中的預(yù)期時(shí)間變化過(guò)程?；鶐盘?hào) 250的直流電壓分量的大小同樣是以振幅調(diào)制頻率調(diào)制的。經(jīng)放大的高頻信號(hào)230與基帶信號(hào)250之間可能的相移在圖2中未考慮并且對(duì)進(jìn)一步分析處理不起作用。分析處理電路140例如可以在頻域中分析處理經(jīng)振幅調(diào)制的基帶信號(hào)250。為此， 分析處理電路140對(duì)所接收的基帶信號(hào)250實(shí)施傅里葉變換，以及檢驗(yàn)如此獲得的基帶信號(hào)250的頻譜是否在振幅調(diào)制頻率處具有最大值。有利地，由此消除其他頻率的可能的干擾影響。為了排除振幅調(diào)制頻率與基帶信號(hào)250中由雷達(dá)系統(tǒng)100的周圍環(huán)境中的物體上的反射引起的信號(hào)分量的偶然疊加，可以用不同的振幅調(diào)制頻率實(shí)施兩個(gè)或更多個(gè)前后相繼的周期。在本發(fā)明的一種替換的實(shí)施方式中，也可以通過(guò)分析處理電路140在時(shí)域中分析處理基帶信號(hào)250。在此，例如可以不周期性地調(diào)制經(jīng)放大的高頻信號(hào)230的振幅，而是僅僅在第一值與第二值之間轉(zhuǎn)換。在經(jīng)放大的高頻信號(hào)230的振幅的第一值與經(jīng)放大的高頻信號(hào)230的振幅的第二值之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)，在混頻器110正常工作時(shí)，基帶信號(hào)250的直流電壓分量的大小也應(yīng)當(dāng)變化。如果情形不是這樣，則可以推斷出混頻器110有缺陷。
權(quán)利要求
1.用于檢驗(yàn)混頻器(Iio)的功能性的方法，其中，將一高頻信號(hào)(230)輸送給所述混頻器(110)，以便產(chǎn)生基帶信號(hào)(250)，其中，根據(jù)時(shí)間改變所述高頻信號(hào)O30)的振幅，其中，分析處理由所述混頻器(110)輸出的基帶信號(hào)(250)的直流電壓分量，以便確定所述混頻器(110)的功能性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，除了所述高頻信號(hào)(230)之外，還將一高頻比較信號(hào)(MO)輸送給所述混頻器 (110)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述混頻器(110)是雷達(dá)系統(tǒng)(100)的一部分， 其中，將所述高頻信號(hào)(230)用作所述雷達(dá)系統(tǒng)(100)的發(fā)送信號(hào)， 其中，將通過(guò)所述雷達(dá)系統(tǒng)(100)接收的反射信號(hào)用作比較信號(hào)040)。
4.根據(jù)以上權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的方法，其中，分析處理所述基帶信號(hào)O50)的直流電壓分量的時(shí)間變化過(guò)程。
5.根據(jù)以上權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的方法，其中，以一振幅調(diào)制頻率來(lái)調(diào)制所述高頻信號(hào)O30)的振幅。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，將所述基帶信號(hào)(250)在所述高頻信號(hào)O30)的所述振幅調(diào)制頻率時(shí)的信號(hào)電平的大小與一確定的極限值進(jìn)行比較，并且其中，如果超過(guò)所述極限值，則認(rèn)為所述混頻器(110)能夠正常工作。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的方法，其中，在第一時(shí)間間隔期間以一第一振幅調(diào)制頻率調(diào)制所述高頻信號(hào)O30)的振幅， 而在第二時(shí)間間隔期間以一第二振幅調(diào)制頻率調(diào)制所述高頻信號(hào)O30)的振幅。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到4中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述高頻信號(hào)(230)在一第一時(shí)間間隔期間具有在時(shí)間上恒定的第一振幅并且在一第二時(shí)間間隔期間具有在時(shí)間上恒定的第二振幅，其中，如果在所述第二時(shí)間間隔中所述基帶信號(hào)O50)的直流電壓分量具有與在所述第一時(shí)間間隔中不同的數(shù)值，則認(rèn)為所述混頻器(110)能夠正常工作。
9.電子電路裝置，其具有混頻器(Iio)，其用于將一高頻信號(hào)(230)與一高頻比較信號(hào)(MO)進(jìn)行混頻并且輸出一基帶信號(hào)(250)， 其特征在于，設(shè)有一裝置(160)，用于根據(jù)時(shí)間來(lái)改變所述高頻信號(hào)Q30)的振幅， 設(shè)有一分析處理電路(140)，用于根據(jù)所述基帶信號(hào)Q50)的直流電壓分量的時(shí)間變化與所述高頻信號(hào)O40)的振幅的時(shí)間變化的比較來(lái)評(píng)價(jià)所述混頻器(110)的功能性。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電子電路裝置，其中，所述混頻器(110)是雷達(dá)系統(tǒng)(100)的一部分。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的電子電路裝置， 其中，所述混頻器(110)是二極管混頻器。
12.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的電子電路裝置， 其中，所述混頻器(110)是吉爾伯特單元。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于檢驗(yàn)混頻器(110)的功能性的方法，其中，將高頻信號(hào)(230)和高頻比較信號(hào)(240)輸送給混頻器(110)，以便產(chǎn)生基帶信號(hào)(250)。在此，根據(jù)時(shí)間改變所述高頻信號(hào)(230)的振幅。分析處理由混頻器(110)輸出的基帶信號(hào)(250)的直流電壓分量，以便確定混頻器(110)的功能性。
文檔編號(hào)G01S13/34GK102472813SQ201080029531
公開(kāi)日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月1日
發(fā)明者A·希默爾施托斯, M·沙博 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司