專利名稱：用于減小數(shù)字信號對hf雷達(dá)信號的串?dāng)_的雷達(dá)傳感器及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雷達(dá)傳感器，其具有用于產(chǎn)生雷達(dá)信號的發(fā)射與接收裝置、控制裝置和用于數(shù)字接口的接口單元，所述數(shù)字接口用于控制雷達(dá)傳感器。此外，本發(fā)明還涉及一種用于控制這種雷達(dá)傳感器的方法。
背景技術(shù)：
雷達(dá)傳感器例如在機(jī)動(dòng)車中用于檢測車輛的周圍環(huán)境和用于定位在前行駛的車輛。雷達(dá)傳感器可以用作獨(dú)立的間距警告系統(tǒng)或者也是駕駛輔助系統(tǒng)的一部分。出于位置、重量和成本的原因，雷達(dá)傳感器在機(jī)動(dòng)車中通常實(shí)施為集成的雷達(dá)傳感器組件，所謂的單片微波集成電路(麗1C)，其中用于雷達(dá)信號的發(fā)射與接收裝置與控制 裝置和運(yùn)行雷達(dá)傳感器所需的其他電路部分共同集成地構(gòu)造在一個(gè)芯片上。由于多個(gè)調(diào)節(jié)可能性并且出于進(jìn)行監(jiān)視的運(yùn)行狀態(tài)的安全原因，幾乎不可能模擬地通過集成雷達(dá)傳感器組件的單獨(dú)的端子(引腳)來實(shí)現(xiàn)運(yùn)行參數(shù)的調(diào)節(jié)以控制傳感器以及運(yùn)行狀態(tài)的讀取。因此，為了控制和為了讀取適于將接口單元一起集成到雷達(dá)傳感器模塊中并且通過數(shù)字接口交換控制和狀態(tài)信息。在此，串行接口特別適合于將雷達(dá)傳感器組件的殼體上的引腳的數(shù)量保持得盡可能少。利用三個(gè)或四個(gè)引腳來實(shí)現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)交換的串行外圍接口總線(SPI總線)例如是合適的接口。為了運(yùn)行數(shù)字串行接口，具有數(shù)百千赫茲(KHz)至數(shù)兆赫茲(MHz)范圍中的頻率的典型數(shù)字信號例如作為時(shí)鐘信號和作為數(shù)據(jù)信號。由于雷達(dá)傳感器的集成構(gòu)造，數(shù)字信號串?dāng)_到雷達(dá)傳感器的發(fā)射與接收裝置中是不可避免的。這導(dǎo)致在數(shù)字接口運(yùn)行時(shí)在所輻射的雷達(dá)信號的頻譜中出現(xiàn)干擾性的邊線或邊帶。因?yàn)檫厧挥趯τ诶走_(dá)發(fā)射器而言允許的頻帶以外，所以可能由于邊帶而出現(xiàn)超過所允許的輻射邊界值。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的任務(wù)是實(shí)現(xiàn)一種雷達(dá)傳感器，其具有發(fā)射與接收裝置、控制裝置和用于數(shù)字接口的接口單元，所述數(shù)字接口用于控制發(fā)射與接收裝置，其中通過接口引起的邊線上的發(fā)射功率輻射盡可能小。本發(fā)明的另一任務(wù)在于實(shí)現(xiàn)一種用于控制雷達(dá)傳感器的方法，其中這種邊線上的干擾輻射盡可能小。所述任務(wù)通過具有獨(dú)立權(quán)利要求的相應(yīng)特征的雷達(dá)傳感器和方法來解決。其他有利的改進(jìn)方案和擴(kuò)展方案在相應(yīng)的從屬權(quán)利要求中說明。根據(jù)本發(fā)明的雷達(dá)傳感器的特征在于數(shù)據(jù)接口的線路中的一個(gè)與控制裝置連接，其中控制裝置被構(gòu)造用于在所述線路上存在預(yù)先確定的電平時(shí)降低發(fā)射與接收裝置的輸出功率。通過輸出功率與數(shù)據(jù)接口的線路中的一個(gè)上的電平的直接耦合，實(shí)現(xiàn)了在使用用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)字接口來控制雷達(dá)傳感器或讀取雷達(dá)傳感器的運(yùn)行狀態(tài)時(shí)直接減小發(fā)射與接收裝置的輸出功率。隨著輸出功率的減小，干擾性的邊帶中的福射功率也降低。因此干擾性的邊帶一如既往地出現(xiàn)，但由于輸出功率減小可以容易地遵循邊界值。通過接口的線路對于接口本身和功率降低的雙重使用，還可以節(jié)省否則降低輸出功率所需的端子引腳。在一個(gè)優(yōu)選的改進(jìn)方案中，雷達(dá)傳感器的數(shù)字接口是具有用于選擇信號、時(shí)鐘信號和至少一個(gè)數(shù)據(jù)信號的線路的串行接口。用于選擇信號的線路為了降低發(fā)射與接收裝置的輸出功率與控制裝置連接。選擇線路通常用于激活接口用于數(shù)據(jù)傳輸。特別優(yōu)選的是，如此選擇用于選擇信號的線路上的預(yù)先確定的電平(在所述電平時(shí)降低發(fā)射與接收裝置的輸出功率)，使得其相應(yīng)于激活接口以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾娖健０l(fā)射與接收裝置的輸出功率的降低與選擇信號的耦合確保在接口的每次運(yùn)行期間實(shí)現(xiàn)降低。



以下根據(jù)實(shí)施例借助兩個(gè)附圖進(jìn)一步闡述本發(fā)明。

圖I :根據(jù)本發(fā)明的雷達(dá)傳感器的框圖；以及圖2 :用于控制雷達(dá)傳感器的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式圖I以電路框圖示出實(shí)施為集成的MMIC組件10的雷達(dá)傳感器。所述雷達(dá)傳感器包括用于高頻雷達(dá)信號的發(fā)射與接收裝置11、控制裝置12和接口單元13。發(fā)射與接收裝置11例如可以包括高頻振蕩器、接收放大器以及用于產(chǎn)生中頻的混頻器。這種發(fā)射與接收裝置11的結(jié)構(gòu)是已知的并且不是本申請的主題。本發(fā)明可以與準(zhǔn)確的結(jié)構(gòu)無關(guān)地以出現(xiàn)雷達(dá)傳感器的接口的數(shù)字信號串?dāng)_的任意雷達(dá)傳感器來實(shí)現(xiàn)。尤其是，由于緊湊的構(gòu)造方式而在單片集成的雷達(dá)傳感器中是這種情況。作為端子引腳，從MMIC組件10中引出了用于供給雷達(dá)傳感器的電流端子20，例如接地線路GND和正的供電線路Vc。此外，引出了高頻端子21，在此例如用于輻射雷達(dá)信號的發(fā)射線路Tx和用于接收所反射的雷達(dá)信號的接收線路Rx。高頻端子21的數(shù)量在此是示例性的，也可考慮例如結(jié)合所謂的相位陣列天線裝置來設(shè)置多個(gè)發(fā)射線路Tx和/或多個(gè)接收線路Rx。也可考慮，在集成的雷達(dá)模塊中應(yīng)用本發(fā)明，其僅僅具有發(fā)射單元但不具有接收
>j-U ρ α裝直。麗IC組件10的其他端子是數(shù)字接口 23的端子，這些端子引向接口單元13。示例性地，接口 23實(shí)施為所謂的三線接口，其是串行外圍接口總線(SPI總線)的特別實(shí)施方式。接口 23具有用于選擇信號CS (chip select :芯片選擇)的線路、用于時(shí)鐘信號CLK( clock 時(shí)鐘)的線路和用于數(shù)據(jù)信號SISO (signal in/signal out信號進(jìn)/信號出)的線路。在MMIC組件10內(nèi)，接口單元13通過內(nèi)部連接24與控制裝置12連接，并且控制裝置12又通過內(nèi)部連接25與發(fā)射與接收裝置11連接。通常通過接口 23的選擇信號CS的電平變換來通知接口單元13待處理的數(shù)據(jù)傳輸。隨后接通時(shí)鐘信號CLK，通常是數(shù)百千赫茲(kHz)至數(shù)兆赫茲(MHz)范圍中的(對稱的)矩形信號，并且緊接著是關(guān)于數(shù)據(jù)信號SISO的信息的傳輸。所接收的和由接口單元13分析處理的信息通過內(nèi)部連接24例如實(shí)現(xiàn)發(fā)射與接收裝置11的發(fā)射與接收參數(shù)的調(diào)節(jié)。為此目的，在控制裝置12中可以存在數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，所述數(shù)/模轉(zhuǎn)換器的輸出端通過內(nèi)部連接25作用到發(fā)射與接收裝置11上。相反地，通過在控制裝置12中設(shè)置的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器通過接口單元13查詢發(fā)射與接收裝置11的運(yùn)行狀態(tài)。在根據(jù)本發(fā)明的雷達(dá)傳感器中，選擇信號CS通過另一內(nèi)部連接26附加地直接輸送給控制裝置12?？刂蒲b置12被構(gòu)造用于在存在選擇信號CS的電平(其也激活接口單元13用于數(shù)據(jù)傳輸)時(shí)直接通過內(nèi)部連接25降低發(fā)射與接收裝置11的輸出功率。在此可以設(shè)置通過轉(zhuǎn)換器將內(nèi)部連接25的用于輸出功率的相應(yīng)控制線路設(shè)置到預(yù)給定的值上。所述值在此可以是固定地預(yù)給定的。在替代的改進(jìn)方案中可以設(shè)置控制裝置12具有單獨(dú)的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，其輸出端提供用于調(diào)節(jié)降低的輸出功率的預(yù)給定的值。在所述情況下，可以通過數(shù)字接口 23調(diào)節(jié)降低的輸出功率的 量(必要時(shí)在一定的邊界內(nèi))。降低的輸出功率的量在任何情況下具有如此大小，使得在作為由雷達(dá)信號和接口23的串?dāng)_的數(shù)字信號的重疊形成的和頻帶和差頻帶的邊帶中輻射的功率低于允許的邊界值。也可考慮降低到零輸出功率，即關(guān)斷發(fā)射器。然而，僅僅減小的輸出功率提供如下優(yōu)點(diǎn)不中斷以連續(xù)的雷達(dá)信號為前提的應(yīng)用，如自適應(yīng)巡航控制(Adaptive Cruise Control)或?qū)ο蟾?Object Tracking)。但是，由于減小的輸出功率引起的短時(shí)間較差的信號質(zhì)量通常是可忍受的。在另一替代的改進(jìn)方案中也可考慮，提取時(shí)鐘信號CLK用于輸出功率的降低。在這種情況下，可以通過電平識別或邊沿識別起動(dòng)單穩(wěn)態(tài)的時(shí)間元件，使得可以由時(shí)鐘信號CLK導(dǎo)出在施加時(shí)鐘信號CLK的持續(xù)時(shí)間內(nèi)具有恒定的電平并且通過內(nèi)部連接26輸送給用于控制輸出功率的控制裝置12的信號。圖2示出根據(jù)本發(fā)明的用于控制雷達(dá)傳感器的方法的流程圖，所述方法例如可以結(jié)合在圖I中示出的MMIC組件10實(shí)施。以下使用的附圖標(biāo)記表示與結(jié)合圖I描述的相同或作用相同的要素。在第一步驟SI中，施加用于激活接口 23的、具有預(yù)先確定的電平的選擇信號CS。根據(jù)所使用的邏輯協(xié)定，所述選擇信號CS例如可以相應(yīng)于邏輯O或邏輯I。在接下來的步驟S2中，識別所述預(yù)先確定的電平，并且使雷達(dá)傳感器的輸出功率P降低到預(yù)先確定的值上。所述降低直接進(jìn)行并且無需通過接口 23的數(shù)據(jù)傳輸。在下一步驟S3中，接通時(shí)鐘信號CLK。緊接著，在步驟S4中，借助于接口 23的數(shù)據(jù)信號SISO進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。所述數(shù)據(jù)交換可以用于調(diào)節(jié)運(yùn)行參數(shù)或者讀取雷達(dá)傳感器的運(yùn)行狀態(tài)。對于不降低輸出功率的正常運(yùn)行狀態(tài)，雷達(dá)傳感器的輸出功率P的改變也是可能的。但不會立即實(shí)現(xiàn)輸出功率P的這種改變。相應(yīng)的編程命令首先僅僅改變相應(yīng)的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器的輸出信號，所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出確定正常運(yùn)行狀態(tài)中的輸出功率P。在具有降低的輸出功率的運(yùn)行狀態(tài)結(jié)束并且又調(diào)節(jié)正常的運(yùn)行狀態(tài)之后才進(jìn)行所述輸出功率P的實(shí)際調(diào)節(jié)。在隨后的步驟S5和S6中，首先由接口 23的相應(yīng)線路接收時(shí)鐘信號CLK并且隨后將選擇信號CS重置到初始的電平上，在所述初始的電平中接口單元13未激活。在隨后的步驟S7中，探測到選擇信號CS的初始的電平，并且將雷達(dá)傳感器的輸出功率置于用于正常運(yùn)行狀態(tài)的值上。輸出功率或者相應(yīng)于在所述方法開始之前存在的值或者相應(yīng)于在數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆懂犞杏刹襟ES4重新調(diào)節(jié)的值。
權(quán)利要求
1.雷達(dá)傳感器，其具有用于產(chǎn)生具有可調(diào)節(jié)的輸出功率(P)的雷達(dá)信號的發(fā)射與接收裝置(11)、控制裝置(12)和具有用于控制所述發(fā)射與接收裝置(11)的數(shù)字接口(23)的接口單元(13)，其特征在于，所述接口(23)的線路中的一個(gè)與所述控制裝置(12)連接并且所述控制裝置(12)被構(gòu)造用于在所述線路上存在預(yù)先確定的電平時(shí)降低所述發(fā)射與接收裝置(11)的輸出功率(P)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雷達(dá)傳感器，其中，所述接口(23)是具有用于選擇信號(CS)、時(shí)鐘信號(CLK)和至少一個(gè)數(shù)據(jù)信號(SISO)的線路的串行接口，其中，用于所述選擇信號(CS)的線路為了降低所述發(fā)射與接收裝置(11)的輸出功率(P)與所述控制裝置(12)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雷達(dá)傳感器，其中，用于所述選擇信號(CS)的線路上的所述預(yù)先確定的電平相應(yīng)于所述接口單元(13 )激活用于通過所述接口( 23 )的數(shù)據(jù)傳輸時(shí)的電平，在所述預(yù)先確定的電平時(shí)降低所述發(fā)射與接收裝置(11)的輸出功率(P)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的雷達(dá)傳感器，其中，所述發(fā)射與接收裝置(11)的輸出功率(P)降低到一個(gè)預(yù)給定的值上。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一項(xiàng)所述的雷達(dá)傳感器，所述雷達(dá)傳感器集成地實(shí)施為MMIC 組件(10)。
6.用于通過數(shù)字接口(23)來控制具有發(fā)射與接收裝置(11)的雷達(dá)傳感器以產(chǎn)生具有可調(diào)節(jié)的輸出功率(P)的發(fā)射信號(Tx)的方法，其特征在于，在激活用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕涌?23)時(shí)通過選擇信號(CS)降低所述發(fā)射與接收裝置(11)的輸出功率(P)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，僅僅當(dāng)所述接口(23)通過所述選擇信號(CS)激活用于數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，才將時(shí)鐘信號(CLK)施加到所述接口(23)上。
全文摘要
雷達(dá)傳感器具有用于產(chǎn)生具有可調(diào)節(jié)的輸出功率(P)的雷達(dá)信號的發(fā)射與接收裝置(11)、控制裝置(12)和接口單元(13)。通過所述接口單元(13)和所述控制裝置(12)可以通過所述數(shù)字接口(23)來控制所述發(fā)射與接收裝置(11)。所述雷達(dá)傳感器的特征在于，所述接口(23)的線路中的一個(gè)與所述控制裝置(12)連接，其中，所述控制裝置(12)被構(gòu)造用于在所述線路上存在預(yù)先確定的電平時(shí)降低所述發(fā)射與接收裝置(11)的輸出功率(P)。
文檔編號G01S7/40GK102792180SQ201180012832
公開日2012年11月21日 申請日期2011年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月8日
發(fā)明者A·希默爾施托斯, D·施泰因布赫 申請人:羅伯特·博世有限公司