雷達系統的信號線性化裝置及方法制造方法及圖紙

本發明專利技術提供一種雷達系統的信號線性化裝置及方法，包括：選擇開關，隨著聯機校準模式和運用模式的選擇性切換形成轉換路徑；PLL環路路徑形成部，根據所述選擇開關的聯機校準模式的轉換控制形成PLL環路路徑；數字-模擬變換器，將數字信號變換成模擬而發生線性調頻信號；模擬-數字變換器，將從所述PLL環路形成部的測定控制電壓轉換成數字；MCU，在運用模式將頻率控制電壓傳遞給所述數字-模擬變換器，在聯機校準模式下對從所述模擬-數字變換器的控制電壓實施更新。本發明專利技術在線性調頻信號生成和采集接收信息之后可以通過PLL對運用之前生成的需求頻率電壓的查找表進行更新，實時校準頻率，不管構件陳舊或環境變化均可以保持線性。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及雷達系統的系統線性化裝置及方法，具體是對于FMCW雷達系統的頻率發生，利用聯機（On-line）校準實施開放型頻率控制，在溫度和各種環境的變化下保持優秀頻率線性的雷達系統的信號線性化裝置及方法。
技術介紹
眾所周知，線性調頻（Chirp）信號的線性是FMCW(Frequency?Modulated?Continuous?Wave)中決定目標分辨率和檢測距離的重要因素，而且若想實現高分辨率的雷達，必須在更快時間內生成寬頻帶的線性調頻信號。為改善這些線性調頻信號的線性，曾提出過各種方法，但在實際運用中，按照各種方法都難以形成完整的結構。圖1是傳統的生成普通線性調頻信號的PLL（Phase?Locked?Loop）電路結構示意圖。如圖1所示，傳統的PLL電路是接收參考時鐘輸入，生成頻率達到參考時鐘N倍的輸出時鐘作為輸出，包括相位頻率檢測器10（PFD;?Phase?Frequency?Detector）、電荷（Charge）泵12、環路濾波器14、電壓控制振蕩器16（VCO;?Voltage?Controlled?Oscillator）、分頻器18。首先，相位頻率檢測器10是對從參考時鐘和電壓控制振蕩器16分配的輸出時鐘之間相位及頻率差異進行比較，生成上升/下降（Up/Down）脈沖，由電荷泵12和環路濾波器14將分離式上升/下降脈沖轉換成可控制所述電壓控制振蕩器16的模擬電壓，使所述電壓振蕩器16的輸出頻率最終成為參考時鐘頻率的N倍。通過所述PLL生成頻率通過負反饋控制，經過較長時間后可以生成所需頻率，但如線性調頻停留（Chirp?Dwell）時間快，由負反饋環的響應特性決定線性。圖2是傳統PLL線路中對線性調頻信號的線性錯誤狀態示意圖，圖3是在傳統PLL線路中的鋸齒波形中發生的頻率失真狀態示意圖。圖2是表示環路響應快和慢時因趨勢線的線性調頻錯誤，經過環路響應特性改善，線性會得到改善，但停留（Dwell）時間快或線性調頻形狀為鋸齒波形非三角波而一些區段的變化量大時如圖3所示，對于鋸齒波形響應的頻率失真特性較突出顯示。圖4是傳統的利用普通數字-模擬轉換器的開放型頻率控制線路的結構示意圖。如圖4所示，傳統的利用數字-模擬轉換器的開放型頻率控制線路包括MCU20、數字-模擬轉換器22（DAC）、電壓控制振蕩器24（VCO），對電壓控制振蕩器24的電壓直接控制進行控制而非通過負反饋控制頻率，因此只要準確掌握所述電壓控制振蕩器24電壓的頻率響應特性，就可以實施線性控制。所述傳統的利用數字-模擬轉換器的開放型頻率控制電路是其性能絕對取決于所述電壓控制振蕩器24的響應特性，電壓控制振蕩器24的特性是所有各運用溫度的查找（Lookup）表操作比較重要，表作業是在離線（Off-line）狀態下進行。因為沒有如負反饋結構的延遲時間而不會發生如圖3的頻率失真，但電壓控制振蕩器24因時間而從物理性質上發生變化時，與現有查找表發生較大誤差，為校準誤差需更新查找表，但在實際運用中難以掌握誤差程序，也不能校準查找表。圖5是傳統的普通直接數字頻率合成器（DDS）電路結構示意圖，圖6是傳統的直接數字頻率合成器電路中數字相位頻率關系的示意圖。如圖5所示，直接數字頻率合成器（DDS;?Direct?Digital?Synthesizer）電路包括合成器30、相位寄存器32、相位變換器34、數字-模擬變換器36，但與現有模擬方式不同，將存儲于相位寄存器32里的相位的電壓值通過數字-模擬變換器36輸出而發生信號。此時用數字組合隨時間發生的相位變化而生成所需的頻率信號。采用數字生成信號的方式的直接數字頻率合成器電路的線性絕對優于圖1和圖4中分別圖示的模擬方式，但如圖6所示因帶內（In-Band）發生的寄生信號而出現探測錯誤，因頻率極限而主要用于低頻帶，因此需加裝上變頻器才能在毫米波段應用。韓國公開專利第2011-0076511號（調頻連續波信號發生裝置及具備該裝置的距離測定裝置）（2011.07.06）專利公開上述相關的
技術實現思路
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技術實現思路
如上所述，傳統的信號線性裝置是根據溫度在離線狀態下對于電壓控制振蕩器電壓的頻率輸出特性實施查找表化后制定，查找表一旦被制定之后在運用中不可能被修改，利用溫度傳感器測定溫度之后即使發現誤差也需要根據該表值控制頻率。本專利技術的目的在于提供一種對于運用之前生成的需求頻率電壓的查找(Lookup)表，在線性調頻(Chirp)信號生成和采集接收信息之后也可以通過PLL進行更新，以實時進行頻率校準，不管構件陳舊或環境變化，均可保持線性的雷達系統的信號線性化裝置及方法，從而改善所述傳統技術上存在的問題。本專利技術一方面提供一種雷達系統的信號線性化裝置，包括：選擇開關，隨著聯機（On-line）校準模式和運用模式的選擇性切換形成轉換路徑；PLL環路路徑形成部，根據所述選擇開關的聯機校準模式的轉換控制形成PLL環路路徑，按頻率步進類別測定控制電壓而生成和更新查找表；數字-模擬變換器，根據所述選擇開關的運用模式的轉換控制，將數字信號變換成模擬而發生線性調頻信號；模擬-數字變換器，將從所述PLL環路形成部的測定控制電壓轉換成數字；以及MCU，根據模式狀態控制所述選擇開關，在運用模式將頻率控制電壓傳遞給所述數字-模擬變換器，在聯機校準模式下對從所述模擬-數字變換器的控制電壓實施更新。所述PLL環路路徑形成部包括：電壓控制振蕩器，輸出通過所述選擇開關輸出的輸入電壓的頻率信號；偶合器，為負反饋環路控制，對恒定量的輸出信號電力實施分配；分配器，分配從所述偶合器負反饋的輸出頻率；參考電壓控制振蕩器，發生與所述分配頻率比較相位的參考頻率；相位檢測器，發生與所述分配器的負反饋信號分配頻率和所述參考電壓控制振蕩器的參考頻率之間的頻率之差的相應的電荷；環路濾波器，將所述相位檢測器的發生電荷轉換成電壓，消除高頻帶的寄生（Spurious）信號。所述相位檢測器是頻率被鎖定（Lock）時向所述MCU傳送鎖定狀態；所述MCU是根據鎖定狀態的傳送，存儲從模擬-數字轉換器的數字電壓值。本專利技術另一方面提供一種雷達系統的信號線性化方法，該方法實施步驟包括：在聯機校準模式下隨著根據選擇開關的PLL環路路徑形成，按頻率步進類別測定控制電壓而生成查找表；所述查找表的生成完成時MCU轉換成運用模式發生線性調頻信號；所述MCU在一個周期的運算時間內轉換為聯機校準模式按一個周期的校準數量測定控制電壓，根據測定控制電壓更新查找表。所述生成查找表的步驟包括：相位檢測器檢測控制電壓的頻率被鎖定（Lock）的狀態傳送給所述MCU，所述MCU將所述控制電壓存儲為數字值。所述更新查找表的步驟中，所述MCU在每一個周期的運算時間按最大的頻率步進數反復更新所述查找表。本專利技術具有的有益效果在于：提升線性調頻信號的線性，以提升雷達分辨率以及檢測距離，提升分辨率和檢測距離而為駕駛者提供更廣闊視野，不需進行脫機校準而工藝簡化且節省成本。附圖說明圖1是傳統的一般生成線性調頻本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
2012.11.07 KR 10-2012-01257201.一種雷達系統的信號線性化裝置，其特征在于，包括：
選擇開關，隨著聯機校準模式和運用模式的選擇性切換形成轉換路徑；
PLL環路路徑形成部，根據所述選擇開關的聯機校準模式的轉換控制形成PLL環路路徑，按頻率步進類別測定控制電壓而生成和更新查找表；
數字-模擬變換器，根據所述選擇開關的運用模式的轉換控制，將數字信號變換成模擬而發生線性調頻信號；
模擬-數字變換器，將從所述PLL環路形成部測定的控制電壓轉換成數字；以及
MCU，根據模式狀態控制所述選擇開關，在運用模式將頻率控制電壓傳遞給所述數字-模擬變換器，在聯機校準模式下對從所述模擬-數字變換器的控制電壓實施更新。
2.根據權利要求1所述的雷達系統的信號線性化裝置，其特征在于，
所述PLL環路路徑形成部包括：
電壓控制振蕩器，輸出通過所述選擇開關輸出的輸入電壓的頻率信號；
偶合器，為負反饋環路控制，對恒定量的輸出信號電力實施分配；
分配器，分配從所述偶合器負反饋的輸出頻率；
參考電壓控制振蕩器，發生與所述分配頻率比較相位的參考頻率；
相位檢測器，發生與所述分配器...

【專利技術屬性】
技術研發人員：裵晟瑚，
申請(專利權)人：現代摩比斯株式會社，
類型：發明
國別省市：