知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
▶ テキサス インスツルメンツ インコーポレイテッドの特許一覧 ▶ 日本テキサス・インスツルメンツ株式会社の特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-12-03
(45)【発行日】2024-12-11
(54)【発明の名称】レーダシステム
(51)【国際特許分類】
G01S 13/58 20060101AFI20241204BHJP
【ＦＩ】
G01S13/58 200
【請求項の数】
20
(21)【出願番号】P 2021557605
(86)(22)【出願日】2020-03-25
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2022-04-12
(86)【国際出願番号】 US2020024586
(87)【国際公開番号】W WO2020198290
(87)【国際公開日】2020-10-01
【審査請求日】2023-03-16
(31)【優先権主張番号】16/363,719
(32)【優先日】2019-03-25
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】507107291
【氏名又は名称】テキサス インスツルメンツ インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】230129078
【弁護士】
【氏名又は名称】佐藤 仁
(73)【特許権者】
【識別番号】390020248
【氏名又は名称】日本テキサス・インスツルメンツ合同会社
(72)【発明者】
【氏名】カーティク スッブラジ
(72)【発明者】
【氏名】サンディープ ラオ
(72)【発明者】
【氏名】スリラム ムラリ
(72)【発明者】
【氏名】カーティク ラマスブラマニアン
【審査官】藤脇 昌也
(56)【参考文献】
【文献】特表２０１４－５１４５６７（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１５／０３３１０９６（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２００５／０１７９５８２（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０００－２３５０７２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－０３５４４０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２００９－５４１７２４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｓ ７／００ － ７／４２
１３／００ － １３／９５
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
レーダーシステムであって、レーダートランシーバユニットであって、
１つ又は複数のチャープ制御信号を生成するように構成可能なタイミングエンジンと、
前記タイミングエンジンに結合される局部発振器であって、
前記１つ又は複数のチャープ制御信号を受け取り、
前記１つ又は複数のチャープ制御信号に従って第１のチャープのシーケンスを含むフレームを生成する、
ように構成される、前記局部発振器と、
前記局部発振器に結合される変調器であって、前記フレームが前記第１のチャープのシーケンスと第１の周波数値だけオフセットされた第２のチャープのシーケンスとを含むように、前記第２のチャープのシーケンスを生成するために前記第１のチャープのシーケンスを変調するように構成される、前記変調器と、
処理要素であって、
レンジドップラーアレイに基づいて前記レーダーシステムの視野内のオブジェクトに対する第１の速度推定を計算し、
前記第１のチャープのシーケンスに対する第１のレンジドップラーアレイにおける少なくとも１つのピークの位相と前記第２のチャープのシーケンスに対する第２のレンジドップラーアレイにおける少なくとも１つのピークの位相との間の差に基づいて前記オブジェクトに対する第２の速度推定を計算し、
前記第１の速度推定と前記第２の速度推定とに基づいて前記オブジェクトの最終速度推定を計算する、
ように構成される、前記処理要素と、
を含む、前記レーダートランシーバユニットを含む、レーダーシステム。
【請求項2】
請求項１に記載のレーダーシステムであって、前記レーダートランシーバユニットが、
前記タイミングエンジンと前記変調器とに結合される制御モジュールであって、
前記チャープ制御信号の生成を少なくとも部分的に制御するように１つ又は複数のパラメータ値を前記タイミングエンジンに送信し、
前記第１のチャープのシーケンスの変調を少なくとも部分的に制御するように１つ又は複数の信号を前記変調器に送信する、
ように構成される、前記制御モジュールを更に含む、レーダーシステム。
【請求項3】
請求項１に記載のレーダーシステムであって、前記レーダートランシーバユニットが、
前記オブジェクトによって反射された前記第１のチャープのシーケンスと前記第２のチャープのシーケンスとを含む反射されたチャープのフレームを受け取り、
前記反射されたチャープのフレームに対応するデジタル中間周波数（ＩＦ）信号を生成し、
前記第１のチャープのシーケンスに対応する第１の復調されたデジタルＩＦ信号と前記第２のチャープのシーケンスに対応する第２の復調されたデジタルＩＦ信号とを取得するために前記デジタルＩＦ信号を復調する、
ように構成される、レーダーシステム。
【請求項4】
請求項３に記載のレーダーシステムであって、前記処理要素が、
前記第１の復調されたデジタルＩＦ信号に対する第１のレンジアレイと前記第２の復調されたデジタルＩＦ信号に対する第２のレンジアレイとを生成するために、前記第１の復調されたデジタルＩＦ信号と前記第２の復調されたデジタルＩＦ信号とに対してレンジ高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を実施し、
前記第１のレンジアレイに対応する前記第１のレンジドップラーアレイと前記第２のレンジアレイに対応する前記第２のレンジドップラーアレイとを生成するために、前記第１のレンジアレイと前記第２のレンジアレイとに対してドップラーＦＦＴを実施する、
ように更に構成される、レーダーシステム。
【請求項5】
請求項１に記載のレーダーシステムであって、前記第１のチャープのシーケンスを含むフレームが、前記第１のチャープのシーケンスの周期性と前記チャープの開始周波数に対応する波長とに依存する第１の最大測定可能速度に関連し、前記第１のチャープのシーケンスと前記第２のチャープのシーケンスとを含む前記フレームが、前記第１の最大測定可能速度より大きい、前記第２のチャープのシーケンスの周期性と前記チャープの開始周波数に対応する波長とに依存する第２の最大測定可能速度に関連する、レーダーシステム。
【請求項6】
請求項１に記載のレーダーシステムであって、前記レーダートランシーバユニットが、前記レーダートランシーバユニットの受信チャネルの間の位相オフセットを判定するように構成され、前記位相オフセットが、前記オブジェクトの速度を判定する際に用いられる、レーダーシステム。
【請求項7】
請求項１に記載のレーダーシステムであって、前記第１のチャープのシーケンスと前記第２のチャープのシーケンスとが、同じアンテナを用いて送信される、レーダーシステム。
【請求項8】
レーダーシステムの視野におけるオブジェクトの概算速度を判定するための方法であって、送信チャネルを介して、第１のチャープのシーケンスと前記第１のチャープのシーケンスから或る周波数（Δｆ）だけオフセットされた第２のチャープのシーケンスとを有するチャープのフレームの送信を開始することと、
受信チャネルを介して、反射されたチャープのフレームを受信することであって、前記反射されたチャープが前記レーダーシステムの視野内のオブジェクトによって反射された前記第１のチャープのシーケンスと前記第２のチャープのシーケンスとを含む、前記受信することと、
前記受信チャネルを介して、前記反射されたチャープのフレームに対応するデジタル中間周波数（ＩＦ）信号を生成することと、
プロセッサを介して、前記第１のチャープのシーケンスに対応する第１の復調されたＩＦ信号と前記第２のチャープのシーケンスに対応する第２の復調されたＩＦ信号とを形成するために前記デジタルＩＦ信号を復調することと、
前記プロセッサを介して、前記第１の復調されたＩＦ信号と前記第２の復調されたＩＦ信号とに少なくとも部分的に従って前記概算速度を判定することであって、
第１のレンジドップラーアレイ又は第２のレンジドップラーアレイの少なくとも１つに基づいて前記オブジェクトに対する第１の速度推定を計算することと、
前記第１のレンジドップラーアレイのピークと前記第２のレンジドップラーアレイのピークとの位相差に基づいて前記オブジェクトに対する第２の速度推定を計算することと、
前記第１の速度推定と前記第２の速度推定とに基づいて前記オブジェクトの概算速度を計算することと、
を含む、前記判定することと、
を含む、方法。
【請求項9】
請求項８に記載の方法であって、前記第１の復調されたＩＦ信号と前記第２の復調されたＩＦ信号とに少なくとも部分的に従って前記概算速度を判定することが、
前記第１の復調されたＩＦ信号に対応する第１のレンジアレイと前記第２の復調されたＩＦ信号に対応する第２のレンジアレイとを生成するために前記第１の復調されたＩＦ信号と前記第２の復調されたＩＦ信号とに対してレンジ高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を実施することと、
前記第１のレンジドップラーアレイと前記第２のレンジドップラーアレイとを生成するために前記第１のレンジアレイと前記第２のレンジアレイとに対してドップラーＦＦＴを実施することと、
を更に含む、方法。
【請求項10】
請求項８に記載の方法であって、レーダートランシーバの受信チャネルの間の位相オフセットを判定することであって、前記位相オフセットが前記オブジェクトの概算速度を判定する際に用いられる、前記位相オフセットを判定することを更に含む、方法。
【請求項11】
請求項８に記載の方法であって、前記第１のチャープのシーケンスと第２のチャープのシーケンスとを有するチャープのフレームの送信を開始することが、
チャープパラメータ値に従って１つ又は複数のチャープ制御信号を生成することと、
前記１つ又は複数のチャープ制御信号に従って前記第１のチャープのシーケンスを含むフレームを生成することであって、前記フレームが、前記第１のチャープのシーケンスを含み、前記第１のチャープのシーケンスの周期性と前記チャープの開始周波数に対応する波長とに依存する第１の最大測定可能速度に関連している、前記フレームを生成することと、
前記フレームが前記第１のチャープのシーケンスと前記Δｆだけオフセットされた前記第２のチャープのシーケンスとを含むように、前記第２のチャープのシーケンスを生成するために前記第１のチャープのシーケンスを変調することであって、前記フレームが、前記第１の最大測定可能速度より大きい、前記第２のチャープのシーケンスの周期性と前記チャープの開始周波数に対応する波長とに依存する第２の最大測定可能速度に関連している、前記変調することと、
を含む、方法。
【請求項12】
請求項８に記載の方法であって、復調の前に、前記第２のチャープのシーケンスが前記デジタルＩＦ信号において前記第１のチャープのシーケンスからΔｆだけオフセットされている、方法。
【請求項13】
レーダーシステムにおける速度を判定するための方法であって、処理要素を介して、第１のチャープのシーケンスと前記第１のチャープのシーケンスから或る周波数（Δｆ）だけオフセットされた第２のチャープのシーケンスとを含むチャープのフレームを送信することに基づいて取得される少なくとも１つのレンジドップラーアレイに基づいて第１の速度推定を計算することと、
前記処理要素を介して、前記少なくとも１つのレンジドップラーアレイにおける第１のピークと前記第１のピークに対応する少なくとも第２のレンジドップラーアレイにおける第２のピークとの位相差に基づいて第２の速度推定を計算することであって、前記少なくとも第２のレンジドップラーアレイが、前記第１のチャープのシーケンスと前記第１のチャープのシーケンスから前記Δｆだけオフセットされた前記第２のチャープのシーケンスとを有する前記チャープのフレームを送信することに基づいて取得される、前記第２の速度推定を計算することと、
前記処理要素を介して、前記第１の速度推定と前記第２の速度推定とに基づいて前記速度を計算することと、
を含む、方法。
【請求項14】
請求項１３に記載の方法であって、Ｉ／Ｑ変調器を用いて信号１＋ｅｊ２πΔｆｔに基づいて前記第１のチャープのシーケンスを変調することによって前記第２のチャープのシーケンスが前記第１のチャープのシーケンスからオフセットされ、ｔが時間を表す、方法。
【請求項15】
請求項１４に記載の方法であって、前記第１のチャープのシーケンスを変調することが、前記レーダーシステムの最大測定可能速度を約Ｔｃ／ΔＴのファクタだけ増加させ、Ｔｃが前記第１のチャープのシーケンスと前記第２のチャープのシーケンスとの周期性であり、ΔＴ＝Δｆ／ｓであり、ｓが前記第１のチャープのシーケンスの勾配である、方法。
【請求項16】
請求項１３に記載の方法であって、前記第１の速度推定と前記第２の速度推定とに基づいて前記速度を計算することが、
前記第１の速度推定と前記第２の速度推定とに関連する曖昧性を判定することと、
前記第１の速度推定と前記第２の速度推定と前記判定された曖昧性とに基づいて前記レーダーシステムの視野におけるオブジェクトの前記速度を計算することと、
を含む、方法。
【請求項17】
レーダートランシーバであって、
第１のチャープのシーケンスを含むフレームを生成するように構成される局部発振器と、
前記局部発振器に結合されるＩ／Ｑ変調器であって、前記フレームが前記第１のチャープのシーケンスと第１の周波数値Δｆだけオフセットされた第２のチャープのシーケンスとを含むように、前記第２のチャープのシーケンスを生成するために信号１＋ｅ ｊ２πΔｆｔ に基づいて前記第１のチャープのシーケンスを変調するように構成され、ｔが時間を表す、前記Ｉ／Ｑ変調器と、
を含む、レーダートランシーバ。
【請求項18】
請求項１７に記載のレーダートランシーバであって、
処理要素であって、
第１のレンジドップラーアレイ又は第２のレンジドップラーアレイに基づいて視野内の物体に対する第１の速度推定を計算し、
前記第１のチャープのシーケンスに対する前記第１のレンジドップラーアレイにおける少なくとも１つのピークの位相と前記第２のチャープのシーケンスに対する前記第２のレンジドップラーアレイにおける少なくとも１つのピークの位相との間の差に基づいて前記物体に対する第２の速度推定を計算し、
前記第１の速度推定と前記第２の速度推定とに基づいて前記物体に対する最終速度推定を計算する、
ように構成される、前記処理要素を更に含む、レーダートランシーバ。
【請求項19】
請求項１７に記載のレーダートランシーバであって、
１つ又はそれ以上のチャープ制御信号を生成するように構成されるタイミングエンジンと、
前記タイミングエンジンと前記Ｉ／Ｑ変調器とに結合される制御モジュールであって、
前記１つ又はそれ以上のチャープ制御信号の生成を少なくとも部分的に制御するために１つ又はそれ以上のパラメータ値を前記タイミングエンジンに送信し、
前記第１のチャープのシーケンスの変調を少なくとも部分的に制御するために前記信号１＋ｅ ｊ２πΔｆｔ を前記Ｉ／Ｑ変調器に送信する、
ように構成される、前記制御モジュールと、
を更に含み、
前記局部発振器が、前記１つ又はそれ以上の制御信号に従って前記フレームを生成するように構成される、レーダートランシーバ。
【請求項20】
請求項１７に記載のレーダートランシーバであって、
前記レーダートランシーバが、
前記物体によって反射された前記第１のチャープのシーケンスと前記第２のチャープのシーケンスとを含む反射されたチャープのフレームを受信し、
前記反射されたチャープのフレームに対応するデジタル中間周波数（ＩＦ）信号を生成し、
前記第１のチャープのシーケンスに対応する第１の復調されたデジタルＩＦ信号と前記第２のチャープのシーケンスに対応する第２の復調されたデジタルＩＦ信号とを得るために前記デジタルＩＦ信号を復調する、
ように構成される、レーダートランシーバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）レーダシステムの様々な例が、産業用応用例、オートモティブ応用例等の複数の利用応用例に埋め込まれ得る。例えば、埋め込みＦＭＣＷレーダシステムが車両に含まれて、アダプティブクルーズコントロール、衝突警告、死角支援／警告、車線変更支援、駐車支援等に用いられるデータを提供し得る。他の例において、産業用応用例における埋め込みＦＭＣＷレーダシステムは、工場における自律機器のナビゲート、移動の追跡等に役立つデータを提供し得る。
【発明の概要】
【0002】
本開示の態様は、レーダシステムを提供する。一例において、レーダシステムはレーダトランシーバ集積回路（ＩＣ）を含む。レーダトランシーバＩＣは、タイミングエンジン、タイミングエンジンに結合される局部発振器、及び局部発振器に結合される変調器を含む。タイミングエンジンは、１つ又は複数のチャープ制御信号を生成するように構成される。局部発振器は、１つ又は複数のチャープ制御信号を受信し、１つ又は複数のチャープ制御信号に従ってチャープの第１のシーケンスを含むフレームを生成するように構成される。変調器は、フレームがチャープの第１のシーケンスと、第１の周波数値によってオフセットされたチャープの第２のシーケンスとを含むように、チャープの第１のシーケンスを変調してチャープの第２のシーケンスを生成するように構成される。
【0003】
本開示の他の態様は、レーダシステムにおいて概算速度を判定するための方法を提供する。一例において、この方法は、送信チャネルを介して、チャープの第１のシーケンスと、チャープの第１のシーケンスから或る周波数（Δｆ）だけオフセットされたチャープの第２のシーケンスとを有するチャープのフレームの送信を開始することを含む。この方法は、受信チャネルを介して、反射されたチャープのフレームを受信することを更に含み、反射されたチャープは、レーダシステムの視野内のオブジェクトによって反射されたチャープの第１のシーケンス及びチャープの第２のシーケンスを含む。この方法は、受信チャネルを介して、反射されたチャープのフレームに対応するデジタル中間周波数（ＩＦ）信号を生成することを更に含む。この方法は、プロセッサを介してデジタルＩＦ信号を復調して、チャープの第１のシーケンスに対応する第１の復調されたＩＦ信号及びチャープの第２のシーケンスに対応する第２の復調されたＩＦ信号を生成すること、及びプロセッサを介して、第１の復調されたＩＦ信号及び第２の復調されたＩＦ信号に少なくとも部分的に従って概算速度を判定することを更に含む。
【0004】
本開示の他の態様は、レーダシステムにおいて速度を判定するための方法を提供する。一例において、この方法は、処理要素を介して、チャープの第１のシーケンスとチャープの第１のシーケンスからΔｆだけオフセットされたチャープの第２のシーケンスとを有するチャープのフレームを送信することに基づいて取得された少なくとも１つのレンジドップラーアレイに基づいて第１の速度推定を計算することを含む。この方法は更に、処理要素を介して、少なくとも１つのレンジドップラーアレイ及び少なくとも第２のレンジドップラーアレイにおける第１のピークの位相差に基づいて、第２の速度推定を計算することを更に含み、少なくとも第２のレンジドップラーアレイは、チャープの第１のシーケンスと、チャープの第１のシーケンスからΔｆだけオフセットされたチャープの第２のシーケンスとを有するチャープのフレームを送信することに基づいて取得される。この方法は、処理要素を介して、第１の速度推定及び第２の速度推定に基づいて速度を計算することを更に含む。
【図面の簡単な説明】
【0005】
種々の例の詳細な説明について、添付の図面を参照する。
【0006】
【図1】例示的なチャープ送信の波長を示す。
【0007】
【図2】例示的な周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）レーダシステムのブロック図を示す。
【0008】
【図3】例示的なレーダトランシーバ集積回路（ＩＣ）のブロック図を示す。
【0009】
【図4】ＦＭＣＷレーダに対する例示的な方法のフローチャートを示す。
【0010】
【図5】例示的なレンジドップラーアレイの図を示す。
【0011】
【図6】チャープのフレームの送信を開始するための例示的な方法のフローチャートを示す。
【0012】
【図7】ＦＭＣＷレーダシステムによって検出されたオブジェクトの速度を判定するための例示的な方法のフローチャートを示す。
【0013】
【図8】ＦＭＣＷレーダシステムを較正するための例示的な方法のフローチャートを示す。
【0014】
【図9】ＦＭＣＷレーダシステムを較正するための例示的な方法のフローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【0015】
周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）レーダシステムの少なくとも幾つかの例は、チャープと呼ばれる一連の周波数ランプを含むフレームを送信する。これらのチャープは、対象オブジェクトによって反射され得、ＦＭＣＷレーダシステムに戻され得る。反射されたチャープを含む信号を受信した後、ＦＭＣＷレーダシステムは、受信した信号のダウンコンバート、デジタル化、及び処理を行って、対象オブジェクトの特性を判定し得る。これらの特性は、対象オブジェクトがＦＭＣＷレーダシステムの視野内にあるときの対象オブジェクトのレンジ、速度、到来角度等を含み得る。ＦＭＣＷレーダシステムの少なくとも幾つかの例は、対象オブジェクトの速度を最大限に明確な速度まで正確に推定することができる。最大限に明確な速度より大きい速度を有する対象オブジェクトでは、対象オブジェクトの速度は、ＦＭＣＷレーダシステムによって測定される場合、速度の大きさ及び／又は符号の一方又は両方において不正確になり得る。
【0016】
少なくとも幾つかのＦＭＣＷレーダシステムにおいて、チャープの複数のシーケンス（例えば、等間隔のチャープの連続シーケンス等）が送信され、これらのチャープの反射が受信されて、レーダ信号を生成する。チャープの各シーケンスの後、反射されたチャープから生じるレーダ信号の処理を可能にするために、或る程度のアイドル時間（例えば、フレーム間アイドル時間）が存在し得る。チャープのシーケンスの取得時間及び後続のフレーム間アイドル時間が一緒になって、レーダフレームを形成する。少なくとも１つの例において、ＦＭＣＷレーダシステムの各アンテナによって受信された反射信号は、送信信号と混合されて、中間周波数（ＩＦ）信号を生成し、中間周波数（ＩＦ）信号はフィルタリング及びデジタル化される。その後、結果として生じたデジタルＩＦ信号（例えば、ＦＭＣＷレーダシステムにおいて受信アンテナ毎に１つ）に信号処理が実施されて、レーダの視野における潜在的なオブジェクトのレンジ、速度、及び／又は角度の任意の１つ又は複数を抽出し得る。
【0017】
少なくとも１つの例において、各受信チャネル（例えば、ＦＭＣＷレーダシステム及び／又は関連する処理ハードウェアにおける受信アンテナ）について、データを時間ドメインから周波数ドメインに変換するために、各反射されたチャープのデジタル化されたサンプルに対してレンジ高速フーリエ変換（ＦＦＴ）が実施される。結果の周波数ドメインアレイにおける少なくとも幾つかのピーク値は、潜在的オブジェクトのレンジ（距離）に対応する。幾つかの例において、レンジＦＦＴの結果は、例えば、更なる処理のために、メモリに保存される。幾つかの例において、ＦＭＣＷレーダシステムは、ＦＭＣＷレーダシステムにおける各受信アンテナに対して１セットのレンジＦＦＴ結果（例えば、１つのレンジアレイ（又はレンジマトリクス））を生成し得る。少なくとも１つの例において、或るチャープにＮ個の時間サンプルがある場合、各々特定のレンジビンに対応するＮ個のレンジ結果がチャープに対してストアされる。同様に、チャープシーケンスにおいてＭ個のチャープがある場合、Ｍ×Ｎ個のレンジ値のアレイがレンジＦＦＴによって生成され、そこでは、Ｎ個の列は、Ｍ個のチャープを介する対応するレンジビンのための信号値である。
【0018】
少なくとも１つの例において、各レンジアレイについて、チャープシーケンスにおけるチャープの対応するレンジ値の各々に対してドップラーＦＦＴが実施される。例えば、Ｍ×Ｎ個のアレイのＮ列の各々に対してドップラーＦＦＴが実施される。結果のＭ×Ｎ個のレンジドップラー平面における少なくとも幾つかのピーク値は、レンジドップラーアレイ又はレンジドップラースライスとも呼ばれ、レーダの視野における潜在的オブジェクトのレンジ及び相対速度（例えば、速度）に対応する。少なくとも１つの例において、ＦＭＣＷレーダシステムは、ＦＭＣＷレーダシステムの各受信アンテナに対して、１つのレンジドップラーアレイを生成する。
【0019】
少なくとも幾つかの例において、ＦＭＣＷレーダシステムは、その後、レンジドップラーアレイを処理して、レーダの視野における少なくとも幾つかの潜在的オブジェクトの情報を判定する。各々が受信アンテナに接続された複数のレシーバが用いられる場合、反射信号は各々、信号を反射するオブジェクトの角度に応じて、異なる遅延を有し得る。少なくとも１つの例において、レーダの視野における潜在的オブジェクトは、レンジドップラーアレイにおけるピークを考慮することによって検出される。潜在的オブジェクトに関する情報は、その後、オブジェクト追跡、オブジェクトの移動の速度、移動の方向等のアプリケーション固有処理のために用いられ得る。オートモティブの文脈において、オブジェクトデータは、例えば、車線変更支援、駐車支援、死角検出、後方衝突警告、緊急ブレーキ、及び／又はクルーズコントロール等の任意の１つ又は複数のために用いられ得る。
【0020】
少なくとも１つの例において、ＦＭＣＷレーダシステムは、連続して受信されたチャープ間の位相差を測定することによって、レーダの視野における潜在的オブジェクトの速度を推定する。幾つかの例において、大きなチャープ周期性（Ｔｃ）（例えば、チャープのシーケンスにおける１つのチャープの開始から次のチャープの開始までの経過時間）が、推定された速度における誤差を引き起こす位相ロールオーバーを生じさせ得る。少なくとも１つの例において、ＦＭＣＷレーダシステムによって達成可能な最大限に明確な速度（νｍａｘ）は、Ｔｃに反比例する。少なくとも１つの例において、νｍａｘ＝λ／４Ｔｃであり、ここで、λはチャープの開始周波数に対応する波長である。しかしながら、種々の要因が、最小達成可能Ｔｃを制限し得、従って、達成可能νｍａｘを制限する。例えば、そのような要因には、チャープがまたがる帯域幅、チャープの勾配、及び、幾つかのＦＭＣＷレーダシステムでは、シーケンスに送信する複数のトランスミッタが含まれ得る。
【0021】
幾つかの例において、チャープの帯域幅はレンジ分解能に影響を与える（例えば、チャープの帯域幅が大きくなると、レンジ分解能が良好になる）。しかしながら、レンジ分解能を改善するためにチャープ帯域幅を増加させることは、同様に、Ｔｃを増加させ、νｍａｘを減少させる。また、チャープの最大勾配は、チャープ生成回路要素の帯域幅、受信チャネルのＩＦ帯域幅、及びレーダによってサポートされる最大距離によって制限され得る。チャープの勾配が減少すると、Ｔｃが、チャープがまたがる所与の帯域幅に対して増加し、νｍａｘを減少させる。時分割多重多入力及び多出力（ＴＤＭ－ＭＩＭＯ）動作モード（例えば、それは角度分解能を改善し得る）を提供するＦＭＣＷレーダシステムにおいて、複数のトランスミッタが順に送信し、これは、有効なＴｃを増加させ得、νｍａｘを減少させ得る。ＴＤＭ－ＭＩＭＯの文脈において、Ｔｃは、同じトランスミッタの１つのチャープの開始から次のチャープの開始までの経過時間として定義される。従って、ＦＭＣＷレーダシステムに存在し、最小達成可能Ｔｃによって課せられる制限内でνｍａｘを増加させる際に困難が生じる。
【0022】
本開示の少なくとも幾つかの態様は、ＦＭＣＷレーダシステム等のレーダシステムのνｍａｘを増加させることを提供する。少なくとも幾つかの例において、ＦＭＣＷレーダシステムは、チャープを送信し、反射されたチャープを受信するために、１つ又は複数のアンテナ（例えば、送信及び／又は受信アンテナ）に結合するように構成されるレーダトランシーバ集積回路（ＩＣ）を実装する。例えば、レーダトランシーバＩＣは等間隔のチャープのフレームを生成し、チャープのそのフレームを、送信のために、少なくとも１つの送信アンテナに送信する。少なくとも幾つかの例において、チャープのフレームを送信アンテナに提供する前に、レーダトランシーバＩＣは、フレームにおけるチャープを変調して、チャープの単一シーケンスを、周波数Δｆによって分離されたチャープの２つのシーケンスに転換する。少なくとも幾つかの例において、レーダトランシーバＩＣの帯域幅の観点において、Δｆは比較的小さい。例えば、幾つかの実装におけるΔｆは、およそ０．０１ギガヘルツ（Ｇｈｚ）であり、例えば、或るシステムにおいては、第１のチャープが７９．１Ｇｈｚから８０．１Ｇｈｚの周波数レンジにわたり、第１のチャープからΔｆだけ分離された第２のチャープが７９．１１Ｇｈｚから８０．１１Ｇｈｚの周波数レンジにわたる。他の例において、Δｆは任意の適切な値を取る。図１に示されるように、第１のシーケンスにおける第１のチャープが時間ｔ及び周波数αにおいて開始し得る。ここで、横軸は時間を表し、縦軸は周波数を表す。第２のシーケンスにおける第１のチャープが、同じ時間ｔ及び周波数α＋Δｆにおいて開始し得る。同様に、第１のシーケンスにおける第２のチャープが、時間ｔ＋ＴＣ及び周波数αにおいて開始し得る。第２のシーケンスにおける第２のチャープが、同じ時間ｔ＋ＴＣ及び周波数α＋Δｆにおいて開始し得る。このように、少なくとも幾つかの例において、対応するチャープ（例えば、第１及び第２のシーケンスの同じチャープ）は、任意の所与の時間ｔにおいて、周波数Δｆだけ周波数において分離され、任意の所与の周波数ｆにおいて、時間ΔＴだけ、時間において分離される。ここで、ΔＴ＝Δｆ／ｓであり、Ｓはチャープの勾配である。
【0023】
Δｆによってオフセットされた２つのチャープの２つのシーケンスのみを含むフレームを有するものとして示されているが、本開示のＦＭＣＷレーダシステムは、２つより多くのチャープのシーケンス及び／又は各々が２つより多くのチャープを含むシーケンスを含むフレームを有するように適合され得る。ここで、チャープの各シーケンスは、或る周波数によってオフセットされており、そのような例は本開示の範囲内に含まれる。一例において、最小達成可能Ｔｃによって課せられる制限に対して、少なくとも部分的に補償するために、フレームにおけるチャープが変調されて、およそνｍａｘ＝λ／４Ｔｃの開示されたＦＭＣＷレーダシステムのνｍａｘを促進する。少なくとも一例において、フレームにおけるチャープのシーケンスとその対応する変調されたチャープのシーケンスの時間分離を減少させることは、単一のレーダトランシーバＩＣを用いながら、ＦＭＣＷレーダシステムのνｍａｘを増加させる。ΔＴがＴｃよりはるかに小さい１つの例において、ＦＭＣＷレーダシステムのνｍａｘは、およそＴｃ／ΔＴの規模によって与えられるファクタだけ増加される。一例において、Δｆの大きさの値は、ＦＭＣＷレーダシステムから最も遠いオブジェクトまでとＦＭＣＷレーダシステムに戻るまでの最大往復遅延より、対応するΔＴが大きくなるように選択され得る。一例において、これは、チャープの第１のシーケンスに対応する反射を提供し、周波数ドメインにおいてチャープの第２のシーケンスに対応する反射とオーバーラップしない。一例において、反射のこの段状化（staggering）は、更に、反射の分離を可能にして、反射に対して実施されるべきデジタル処理を可能にする。チャープの第３のシーケンスも存在する例において、チャープシーケンスの任意のペア間の時間差は、上述の往復遅延より大きい。一例において、最も遠いオブジェクトとは、ＦＭＣＷレーダシステムにおいて受信される、かなりの強さの反射信号を生成する能力があるオブジェクト（存在する場合）を指す。そのかなりの強さとは、反射信号が、チャープの他のシーケンスに対応する信号のＦＭＣＷレーダシステムによる検出を破壊することが可能であるか、又は、反射信号が、チャープの複数のシーケンスからのそのような他の反射信号の存在によって破壊される可能性がある強さである。最も遠いオブジェクトがＴｆａｒｔｈｅｓｔの往復遅延に対応する場合、Ｆｆａｒｔｈｅｓｔ＝Ｓ×Ｔｆａｒｔｈｅｓｔは、ＦＭＣＷレーダシステムの推定最大ＩＦ周波数であり得る。
【0024】
図２を参照すると、例示的なＦＭＣＷレーダシステム２００のブロック図が示されている。少なくとも１つの例において、ＦＭＣＷレーダシステム２００は、レーダトランシーバＩＣ２０５及び処理ユニット２１０を含む。幾つかの例において、ＦＭＣＷレーダシステム２００は、送信アンテナ２１５及び受信アンテナ２２０を更に含む。一方、他の例においてＦＭＣＷレーダシステム２００は、送信アンテナ２１５及び受信アンテナ２２０を含まないが、それらに結合するように構成される。レーダトランシーバＩＣ２０５の例示的なアーキテクチャが図３に図示され、下記に説明される。
【0025】
少なくとも１つの例において、レーダトランシーバＩＣ２０５は、ＦＭＣＷレーダシステム２００のフロントエンドと呼ばれ得、処理ユニット２１０は、ＦＭＣＷレーダシステム２００のバックエンドと呼ばれ得る。少なくとも１つの例において、レーダトランシーバＩＣ２０５及び処理ユニット２１０は別々に実装され、ともに結合されるように構成され得る。一方、他の例において、レーダトランシーバＩＣ２０５及び処理ユニット２１０は、例えば、単一チップパッケージにおいて又はシステムオンチップ（ＳｏＣ）（例えば、単一の集積回路）上で、ともに実装される。レーダトランシーバＩＣ２０５及び処理ユニット２１０がＳｏＣ上に実装されている例において、レーダトランシーバＩＣ２０５は、ＳｏＣを形成するＩＣのサブ回路に対応し得る。少なくとも１つの例において、処理ユニット２１０は、任意の適切な通信方法（例えば、シリアルインタフェース又はパラレルインタフェース）を促進し得るインタフェース２２５を介してレーダトランシーバＩＣ２０５に結合され、レーダトランシーバＩＣ２０５からデータを受信及び／又はレーダトランシーバＩＣ２０５にデータを送信するように構成される。
【0026】
少なくとも１つの例において、インタフェース２２５は、低電圧差動信号（ＬＶＤＳ）インタフェース等の高速シリアルインタフェースであり得る。別の例において、インタフェース２２５は、シリアルペリフェラルインタフェース（ＳＰＩ）等の低速インタフェースであり得る。少なくとも１つの例において、レーダトランシーバＩＣ２０５は、受信アンテナ２２０を介して受信した反射されたチャープから１つ又は複数のデジタルＩＦ信号（あるいは、デチャープされた信号、ビート信号、又は生レーダ信号と呼ばれ得る）を生成する機能を含む。また、少なくとも１つの例において、レーダトランシーバＩＣ２０５は、レーダトランシーバＩＣ２０５において受信したレーダ信号（例えば、反射されたチャープ及び／又はデジタルＩＦ信号）の信号処理の少なくとも一部を実施し、この信号処理の結果を、インタフェース２２５を介して処理ユニット２１０に提供する機能を含む。少なくとも１つの例において、レーダトランシーバＩＣ２０５は、レーダトランシーバＩＣ２０５の各受信したフレーム（例えば、フレームのチャープの各シーケンス）に対してレンジＦＦＴを実施する。少なくとも幾つかの例において、レーダトランシーバＩＣ２０５はまた、レーダトランシーバＩＣ２０５（例えば、実施後及びレンジＦＦＴの結果に対して）の各々受信したフレームに対してドップラーＦＦＴを実施する。
【0027】
少なくとも１つの例において、処理ユニット２１０は、レーダトランシーバＩＣ２０５から受信したデータを処理して、例えば、ＦＭＣＷレーダシステム２００によって検出された任意のオブジェクトの距離、速度及び／又は角度の任意の１つ又は複数を判定する機能を含む。幾つかの例において、処理ユニット２１０は、更に又は代替として、オブジェクトを追跡すること、移動の速度及び方向を判定すること等、検出されたオブジェクトに関する情報の後処理を実施する機能を含み得る。少なくとも１つの例において、処理ユニット２１０は、例えば、ＦＭＣＷレーダシステム２００の増加したνｍａｘを提供する本開示の態様に従って、検出されたオブジェクトの速度を判定する。種々の例において、処理ユニット２１０は、レーダトランシーバＩＣ２０５から受信したデータを処理するため、及び／又はレーダトランシーバＩＣ２０５にデータを提供するために必要な、任意の１つ又は複数の適切なプロセッサ又はプロセッサの組み合わせを含む。例えば、処理ユニット２１０は、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、マイクロコントローラ、ＤＳＰ及びマイクロコントローラ処理の両方を組み合わせたシステムオンチップ（ＳＯＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、又は上述の任意の組み合わせの１つ又は複数を含み得る。
【0028】
図３を参照すると、例示的なレーダトランシーバＩＣ３００のブロック図が示されている。少なくとも幾つかの例において、レーダトランシーバＩＣ３００は、図２のＦＭＣＷレーダシステム２００のレーダトランシーバＩＣ２０５としての実装に適している。他の例において、レーダトランシーバＩＣ３００は、他のレーダシステムに実装するために適している。少なくとも１つの例において、レーダトランシーバＩＣは、１つ又は複数の送信チャネル３０４及び１つ又は複数の受信チャネル３０２Ａ～３０２Ｎ（Ｎは任意の正の整数）を含む。送信チャネル３０４及び受信チャネル３０２Ａ～３０２Ｎの各々は、それぞれ、図３には図示されていないが図２に関して上述したように、送信アンテナ２１５又は受信アンテナ２２０等の送信アンテナ又は受信アンテナに結合され得る。簡略化のために、２つの受信チャネル３０２Ａ及び３０２Ｎ、及び１つの送信チャネル３０４を含むように図示されているが、種々の例において、レーダトランシーバＩＣ３００は、任意の適切な数の受信チャネル３０２Ｎ及び／又は任意の適切な数の送信チャネル３０４を含み得る。また、受信チャネル３０２Ｎの数及び送信チャネル３０４の数は異なる数であり得る。
【0029】
少なくとも１つの例において、送信チャネル３０４は、送信アンテナ（図示されない）とＩ／Ｑ変調器３５０との間に結合されて、第１の送信アンテナを介して送信するためＩ／Ｑ変調器３５０の出力を増幅するためのパワーアンプ（ＰＡ）３０７を含む。少なくとも幾つかの例において、各々付加的な送信チャネル３０４が、実質的に類似し得、それ自体のそれぞれの送信アンテナ（図示されない）に又は同じ送信アンテナに結合し得る。
【0030】
少なくとも１つの例において、第１の受信チャネル３０２Ａが、受信アンテナ（図示されない）とミキサ３０６Ａとの間に結合される低ノイズアンプ（ＬＮＡ）３０３Ａを含み、低ノイズアンプ（ＬＮＡ）３０３Ａは、受信アンテナを介して受信された無線周波数（ＲＦ）信号（例えば、反射されたチャープ）を増幅し、その後、増幅された信号をミキサ３０６Ａに提供する。少なくとも１つの例において、ミキサ３０６Ａは、クロック乗算器３４０に結合され、例えば、受信したＲＦ信号と混合してＩＦ信号を生成するために、クロック乗算器３４０からクロック信号を受信するように構成される。少なくとも１つの例において、ベースバンドバンドパスフィルタ３１０Ａが、ミキサ３０６Ａに結合され、ＩＦ信号をフィルタリングするように構成され、可変利得アンプ（ＶＧＡ）３１４Ａが、ベースバンドバンドパスフィルタ３１０Ａに結合され、フィルタリングされたＩＦ信号を増幅するように構成され、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）３１８Ａが、ＶＧＡ３１４Ａに結合され、アナログＩＦ信号をデジタルＩＦ信号に変換するように構成される。それぞれの受信チャネル３０２Ａのベースバンドバンドパスフィルタ３１０Ａ、ＶＧＡ３１４Ａ、及びＡＤＣ３１８Ａは、集合的に、アナログベースバンド、ベースバンドチェーン、複素ベースバンド、又はベースバンドフィルタチェーンと呼ばれ得る。また、ベースバンドバンドパスフィルタ３１０Ａ及びＶＧＡ３１４Ａは、集合的に、ＩＦアンプ（ＩＦＡ）と呼ばれ得る。少なくとも幾つかの例において、各付加的な受信チャネル３０２Ｎが、第１の受信チャネル３０２Ａに実質的に類似し得、それ自体のそれぞれの受信アンテナ（図示されない）に又は同じ受信アンテナに結合し得る。例えば、各受信チャネル３０２Ｎは、ＬＮＡ３０３Ｎ、ミキサ２０６Ｎ、ベースバンドバンドパスフィルタ３１０Ｎ、ＶＧＡ３１４Ｎ及びＡＤＣ３１８Ｎを含み得る。少なくとも１つの例において、ＡＤＣ３１８Ａは、例えば、デジタルＩＦ信号をＤＦＥ３２２に提供するために、デジタルフロントエンド（ＤＦＥ）３２２に結合される。ＤＦＥ３２２は、デジタルベースバンドとも呼ばれ得るが、少なくとも１つの例において、例えば、デジタルＩＦ信号のデータ転送速度を低減するために、デジタルＩＦ信号に対して、デシメーションフィルタリング又は他の処理動作を実施する機能を含み得る。種々の例において、ＤＦＥ３２２はまた、デジタルＩＦ信号に対して、直流（ＤＣ）オフセット除去、及び／又は、レシーバ間利得不均衡非理想性、レシーバ間位相不均衡非理想性等の受信チャネル３０２Ａ～３０２Ｎにおける非理想性の補償（例えば、デジタル補償）等、他の動作を実施し得る。少なくとも１つの例において、ＤＦＥ３２２は、信号プロセッサ３４４に結合され、ＤＦＥ３２２の出力を信号プロセッサ３４４に提供するように構成される。
【0031】
少なくとも１つの例において、信号プロセッサ３４４は、受信したレーダフレームから生じるデジタルＩＦ信号に対する信号処理の少なくとも一部を実施し、この信号処理の結果を端子３５２及び／又は端子３５４を介して送信するように構成される。少なくとも１つの例において、信号プロセッサ３４４は、信号処理の結果を、図２に関して説明された処理ユニット２１０等の処理ユニット（図示されない）に送信する。種々の例において、これらの結果は、信号プロセッサ３４４から、それぞれ、高速インタフェース３２４及び／又はＳＰＩ３２８を介して端子３５２及び／又は端子３５４に提供される。少なくとも１つの例において、信号プロセッサ３４４は、受信したレーダフレームにおけるチャープの各シーケンスに対して、レンジＦＦＴを実施する。少なくとも１つの例において、信号プロセッサ３４４はレンジＦＦＴの結果に対してドップラーＦＦＴを更に実施する。
【0032】
信号プロセッサ３４４は、任意の適切なプロセッサ又はプロセッサの組み合わせを含み得る。例えば、信号プロセッサ３４４は、ＤＳＰ、マイクロコントローラ、ＦＦＴエンジン、ＤＳＰプラスマイクロコントローラプロセッサ、ＦＰＧＡ、又は特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）であり得る。少なくとも１つの例において、信号プロセッサ３４４は、例えば、デジタルＩＦ信号に対して実施される信号処理の部分の中間結果をメモリ３４８にストアするように、及び／又は、信号プロセッサ３４４による実行のためメモリ３４８から命令を読み出すように、メモリ３４８に結合される。
【0033】
メモリ３４８は、少なくとも１つの例において、オンチップストレージ（例えば、非一時的コンピュータ可読媒体）を提供し、オンチップストレージは、例えば、レーダトランシーバＩＣ３００の種々の構成要素間でデータを通信するため、プロセッサによりレーダトランシーバＩＣ３００上で実行されるソフトウェアプログラムをストアするため等に用いられ得る。メモリ３４８は、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）及び／又はランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）（例えば、スタティックＲＡＭ等）の任意の適切な組み合わせを含み得る。少なくとも１つの例において、ダイレクトメモリアクセス（ＤＭＡ）構成要素３４６が、メモリ３４８に結合されて、メモリ３４８から高速インタフェース３２４及び／又はＳＰＩ３２８へのデータ転送を実施する。
【0034】
少なくとも１つの例において、ＳＰＩ３２８は、レーダトランシーバＩＣ３００と他のデバイス（例えば、図２の処理ユニット２１０等の処理ユニット）との間の端子３５４を介した通信のためのインタフェースを提供する。例えば、レーダトランシーバＩＣ３００は、例えば、チャープのタイミング及び周波数、出力電力レベル、監視機能のトリガー等の制御情報を、ＳＰＩ３２８を介して受信し得る。少なくとも１つの例において、レーダトランシーバＩＣ３００は、ＳＰＩ３２８を介してテストデータを、例えば、処理ユニット２１０に送信し得る。
【0035】
少なくとも１つの例において、制御モジュール３２６は、レーダトランシーバＩＣ３００の動作の少なくとも一部を制御する機能を含む。制御モジュール３２６は、例えば、ファームウェアを実行してレーダトランシーバＩＣ３００の動作を制御するマイクロコントローラを含み得る。制御は、例えば、レーダトランシーバＩＣ３００の他の構成要素にデータパラメータを提供すること、及び／又はレーダトランシーバＩＣ３００の他の構成要素に制御信号を提供することであり得る。
【0036】
少なくとも１つの例において、プログラマブルタイミングエンジン３４２は、レーダフレームにおけるチャープのシーケンスに対するチャープパラメータ値を制御モジュール３２６から受け取り、パラメータ値に基づいて或るフレームにおけるチャープの送受信を制御するチャープ制御信号を生成する機能を含む。幾つかの例において、チャープパラメータは、レーダシステムアーキテクチャによって定義され、例えば、どの送信チャネルがイネーブルであるべきかを指示するためのトランスミッタイネーブルパラメータ、チャープ周波数開始値、チャープ周波数勾配、ＡＤＣサンプリング時間、ランプ終了時間、トランスミッタ開始時間等を含み得る。
【0037】
少なくとも１つの例において、無線周波数シンセサイザ（ＲＦＳＹＮＴＨ）３３０は、プログラマブルタイミングエンジン３４２から受信したチャープ制御信号に基づく送信のための信号（例えば、チャープ及び／又はチャープシーケンス）を生成する機能を含む。幾つかの例において、ＲＦＳＹＮＴＨ３３０は、電圧制御発振器（ＶＣＯ）を備える位相同期ループ（ＰＬＬ）を含む。少なくとも１つの例において、ＲＦＳＹＮＴＨ３３０は局部発振器（ＬＯ）と呼ばれ得る。
【0038】
少なくとも１つの例において、マルチプレクサ３３２は、ＲＦＳＹＮＴＨ３３０及び入力バッファ３３６に結合され、外部構成要素（図示されない）からの入力バッファ３３６から受信された信号と、ＲＦＳＹＮＴＨ３３０によって生成された信号との間で選択するように構成可能である。少なくとも１つの例において、出力バッファ３３８は、マルチプレクサ３３２に結合され、例えば、マルチプレクサ３３２によって選択された信号を、別のレーダトランシーバＩＣ（図示されない）の入力バッファに提供し得る。少なくとも１つの例において、マルチプレクサは選択信号を介して制御モジュール３２６によって制御される。
【0039】
少なくとも１つの例において、クロック乗算器３４０は、マルチプレクサ３３２の出力（例えば、ＲＦＳＹＮＴＨ３３０の出力等）の周波数を、ミキサ３０６Ａの動作の周波数に増加させる。少なくとも１つの例において、クリーンアップＰＬＬ３３４は、レーダトランシーバＩＣ３００によって受信した外部低周波数基準クロック（図示されない）の信号の周波数をＲＦＳＹＮＴＨ３３０の周波数まで増加させ、基準クロック信号から基準クロック位相ノイズをフィルタ除去するように構成される。
【0040】
少なくとも１つの例において、Ｉ／Ｑ変調器３５０は、クロック乗算器３４０の出力（例えば、チャープ及び／又はチャープのシーケンス）を受信し、制御モジュール３２６から受信したデータに基づいてクロック乗算器３４０を変調して、クロック乗算器３４０の出力の周波数シフトされたレプリカを生成する。少なくとも１つの例において、Ｉ／Ｑ変調器は、デジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）３５６及びＤＡＣ３５８に更に結合され、ＤＡＣ３５６及びＤＡＣ３５８の各々は、制御モジュール３２６に結合され得る。少なくとも１つの例において、ＤＡＣ３５６は、制御モジュール３２６から１＋ｅｊ２πΔｆｔの実数成分を受け取り、ＤＡＣ３５８は、制御モジュール３２６から１＋ｅｊ２πΔｆｔの虚数成分を受け取る。ここで、ｔはアナログ信号における連続（例えば、実）時間であり、デジタル信号における所与のデジタルサンプルを表す。ＤＡＣ３５６及びＤＡＣ３５８の各々は、それぞれの受信した信号をアナログ値に変換し、アナログ値をＩ／Ｑ変調器３５０に提供する。例えば、ＤＡＣ３５６は、そのアナログ値出力をＩ／Ｑ変調器３５０の実数成分入力に提供し得、ＤＡＣ３５８は、そのアナログ値出力を、Ｉ／Ｑ変調器３５０の同相成分入力に提供し得る。
【0041】
少なくとも１つの例において、Ｉ／Ｑ変調器３５０は、クロック乗算器３４０から受信したクロック信号の同相（Ｉ）及び直交（Ｑ）成分を生成し、それぞれ、ＤＡＣ３５６及びＤＡＣ３５８から受け取ったアナログ値によって、Ｉ及びＱクロック成分を乗算し、信号をＰＡ３０７に提供する前に、結果の乗算値を合計する。この乗算は、少なくとも幾つかの例において、クロック乗算器３４０を変調して、例えば、図１に関連して図示及び説明されたように、クロック乗算器３４０の出力の周波数シフトされたレプリカを含む、結果の信号を生成する。図１において、実線はクロック乗算器３４０の出力を表し、破線はクロック乗算器３４０の出力の周波数シフトされた（例えば、変調された）レプリカを表す。上述のように、Ｉ／Ｑ変調器３５０は、チャープの第１のシーケンス及びチャープの第２のシーケンスを含む複素数値変調信号を生成し得、チャープの第２のシーケンスはチャープの第１のシーケンスに関してΔｆだけ周波数シフトされている。複素数値変調信号は、複素数値信号の実数部に対応する同相成分及び複素数値信号の虚数部に対応する直交位相成分を含み得る。
【0042】
受信チャネル３０２Ａは、図３において実数受信チャネルとして示されている。実数受信チャネルは、少なくとも１つの例において、０から２Δｆの帯域幅を有する（例えば、ベースバンドバンドパスフィルタ３１０Ａ、ＶＧＡ３１４Ａ、及びＡＤＣ３１８Ａの帯域幅は、少なくとも０から２Δｆであり得る）。他の図示されていない例において、受信チャネル３０２Ａは、複素数受信チャネルとして実装され得る。複素数受信チャネルは、少なくとも１つの例において、ＬＮＡ３０３Ａ、ミキサ３０６Ａ、ベースバンドバンドパスフィルタ３１０Ａ、ＶＧＡ３１４Ａ、及び／又はＡＤＣ３１８Ａの少なくとも幾つかの複製（図示されない）を含む。複素数受信チャネルは、少なくとも１つの例において、－ΔｆからΔｆの帯域幅を有する。受信チャネル３０２Ａが複素数受信チャネルとして実装されるとき、ミキサ３０６Ａはクロック乗算器３４０によって生成されるクロック信号のＩ成分を受け取り得、ミキサ３０６Ａの複製は、クロック乗算器３４０によって生成されるクロック信号のＱ成分を受け取り得、そのため、ミキサ３０６Ａとミキサ３０６Ａの複製とが９０度位相差で動作するようにする。種々の例において、クロック信号のＩ及びＱ成分は、クロック乗算器３４０によって生成されるクロック信号を受信するＩ／Ｑスプリッタ（図示されない）によって生成され得る。Ｉ／Ｑスプリッタは、例えば、それらの間に９０度位相差を有する信号を生成する。Ｉ／Ｑスプリッタは、幾つかの例においてレーダトランシーバＩＣ３００の個別の構成要素として実装され、他の例においてＩ／Ｑ変調器３５０の一部として実装される。
【0043】
ここで図４を参照すると、νｍａｘを増加させ得る例示的なＦＭＣＷレーダ方法４００のフローチャートが図示されている。少なくとも幾つかの例において、方法４００は、図２のＦＭＣＷレーダシステム２００等のＦＭＣＷレーダシステムによって実装され、例えば、図２のレーダトランシーバＩＣ２０５及び／又は図３のレーダトランシーバＩＣ３００等のレーダトランシーバＩＣによって少なくとも部分的に実装される。
【0044】
動作４０５において、ＦＭＣＷレーダシステムは、チャープの第１のシーケンスと、チャープの第１のシーケンスからΔｆだけオフセットされたチャープの第２のシーケンスとを有するチャープのフレームの送信を開始する。チャープのフレームの送信を開始するプロセスは、図６に関してこれ以降に更に説明される。
【0045】
動作４１０において、ＦＭＣＷレーダシステムは、チャープの反射されたフレームを受信し、ＦＭＣＷレーダシステムの各受信アンテナに対してデジタルＩＦ信号を生成する。少なくとも１つの例において、ＦＭＣＷレーダシステムは、受信したチャープのフレームを、クロック乗算器３４０により出力されたチャープと組み合わせること（例えば、混合すること又は多重化すること）によって、デジタルＩＦ信号を生成する。例えば、ミキサを用いること、組み合わされた信号をフィルタリングすること、フィルタリングされた信号を増幅すること、及びフィルタリングされた信号をアナログ形式からデジタル形式に変換することによって、デジタルＩＦ信号を形成する。幾つかの例において、レーダシステムは、Ｉ／Ｑ復調器を含み得、Ｉ／Ｑ復調器は、クロック乗算器３４０によって出力されたチャープを用いて受信したチャープのフレームを復調してデジタルＩＦ信号の同相成分を生成し、また、受信したチャープのフレームを更に、クロック乗算器３４０によって出力されたチャープの９０度位相シフトされたバージョンを用いて復調してデジタルＩＦ信号の直交成分を生成する。デジタルＩＦ信号の同相及び直交位相成分は、一緒になって、複素数値のデジタルＩＦ信号を生成し得る。
【0046】
動作４１５において、ＦＭＣＷレーダシステムはデジタルＩＦ信号を復調する。例えば、ＦＭＣＷレーダシステムによって送信され（例えば、動作４０５において）、その後、反射されたチャープのフレームとして受信された（例えば、動作４１０において）チャームのフレームが、Δｆだけオフセットされたチャープの２つのシーケンスを含むとき、デジタルＩＦ信号は、同様に、２つのシーケンスに対応し、デジタルＩＦ信号においてΔｆだけ分離されている反射されたチャープデータを含み得る。チャープの両方のシーケンスからのデータにアクセスするために、ＦＭＣＷレーダシステムは、少なくとも１つの例において、デジタルＩＦ信号を復調し、及び／又は、デジタルＩＦ信号に対して第１のＦＦＴを実施して、元々チャープの第１のシーケンスに所属しているチャープからデータを取得する。少なくとも幾つかの例において、ＦＭＣＷレーダシステムは更に、ΔｆによってデジタルＩＦ信号を復調して（又は等価のＦＦＴ処理を実施して）、Δｆの周波数オフセットを補償し、チャープの第１のシーケンスからΔｆだけオフセットされたチャープの第２のシーケンスに元々所属していたチャープからデータを取得する。少なくとも１つの例において、ＦＦＴ及び／又は復調は、ＦＭＣＷレーダシステムのレーダトランシーバＩＣの信号プロセッサにおいて実施される。別の例において、デジタルＩＦ信号は、ＦＦＴ及び／又は復調を実施するＦＭＣＷレーダシステムの処理ユニットと通信する。一例において、復調及びＦＦＴは、動作４１５の別個のサブセットとして実装され、他の例において、復調は、１つ又は複数のＦＦＴの実施及び／又は１つ又は複数のＦＦＴビンの処理を含む。
【0047】
一例において、デジタルＩＦ信号は、チャープの第１及び第２のシーケンスの両方に対応するオブジェクトからの反射に対応する信号の合計を含む。デジタルＩＦ信号において、チャープの第１及び第２のシーケンスに対応する信号は、Δｆの周波数だけオフセットされる。任意選択的に、チャープの第２のシーケンスに対応するデジタルＩＦ信号の新バージョンがデジタル処理（例えば、時間ドメインデジタルデータにｅ－ｊ２πΔｆｔを乗算すること（周波数シフティングとも呼ばれる））を介して生成され得る。デジタルＩＦ信号の新バージョンにおいて、チャープの第２のシーケンスに対応する信号は、デジタルＩＦ信号の元のバージョンにおけるチャープの第１のシーケンスに対応するものと同じ周波数レンジを占める。更なるデジタル処理（例えば、レンジ次元ＦＦＴの実施等）を可能にするため、デジタルＩＦ信号の新バージョンは、対象の周波数（例えば、０からＦｆａｒｔｈｅｓｔ）を超える周波数成分を抑制するためにデジタルフィルタを介して通過され得る。デジタルフィルタの出力において生成されるデジタルＩＦ信号の新バージョンは、チャープの第２のシーケンスに対応する復調されたデジタルＩＦ信号と呼ばれ得る。元のデジタルＩＦ信号それ自体は、対象の実際の周波数を超える周波数成分を抑制するために同様のデジタルフィルタを介して（例えば、周波数シフテト無しに）通過され得、チャープの第１のシーケンスの復調されたバージョンと呼ばれ得る（又はチャープの第１のシーケンスに対応する復調されたデジタルＩＦ信号と呼ばれ得る）。チャープの任意の第３のシーケンスは、存在する場合、Δｆがチャープの第１のシーケンスとチャープの第３のシーケンスとの間の対応する周波数差によって置き換わられる以外は、チャープの第２のシーケンスと同様の処理を受け得る。幾つかの例において、チャープの第２の（及び／又は後続の）シーケンスに対する復調されたデジタルＩＦ信号は、チャープの第１のシーケンスに対応する復調されたデジタルＩＦ信号のサンプリングと比べてΔＴ（又はΔＴの整数倍）の遅延を用いてサンプリングされる。幾つかの例において、サンプリングにおけるこの遅延は、チャープの第１、第２、及び任意の後続のシーケンスの復調されたデジタルＩＦ信号を実質的に同じ開始ＲＦ周波数に対応させるためである。本明細書に記載される復調されたデジタルＲＦ信号は、この遅延に従ってサンプリングされる。
【0048】
動作４２０において、ＦＭＣＷレーダシステムは、復調されたデジタルＩＦ信号の各々にレンジＦＦＴを実施して、復調されたデジタルＩＦ信号の各々に対してレンジアレイを生成する。例えば、レーダシステムは、第１の復調されたデジタルＩＦ信号に対して第１のレンジＦＦＴを実施し得、第２の復調されたデジタルＩＦ信号に対して第２のレンジＦＦＴを実施し得る。第２の復調されたデジタル信号は、第１のデジタル復調信号の周波数シフトバージョンである。各レンジＦＦＴ動作がＭ×Ｎ個のレンジアレイ（又はレンジマトリクス）を生成し得、ここで、Ｍはチャープシーケンスにおけるチャープの数であり、Ｎはチャープを受け取るための時間サンプルの数である。Ｎはレンジアレイにおけるレンジビンの数にも対応し得る。幾つかの例において、レンジＦＦＴ動作は、ＦＭＣＷレーダシステムの受信アンテナの各々によって受信されるチャープの各シーケンスに対して実施され得る。少なくとも１つの例において、それぞれのレンジＦＦＴは、ＦＭＣＷレーダシステムのレーダトランシーバＩＣの信号プロセッサにおいて実施され、その結果のレンジアレイは、ＦＭＣＷレーダシステムの処理ユニットに通信される。別の例において、復調されたデジタルＩＦ信号は、レンジＦＦＴを実施するＦＭＣＷレーダシステムの処理ユニットに通信される。
【0049】
別の例において、デジタルＩＦ信号は、上述のように復調を実施することなく直接レンジＦＦＴを実施するように用いられ得る。そのような例において、（例えば、チャープの第１及び第２のシーケンスの両方に対応する情報を保持するために）ＦＦＴの長さが二倍にされ得る。そのような例において、例えば、０からＦｆａｒｔｈｅｓｔの周波数に対応するレンジＦＦＴビンには、チャープの第１のシーケンスに対応するレンジＦＦＴ値を含まれる。同じ例において、例えばΔｆからΔｆ＋Ｆｆａｒｔｈｅｓｔの周波数に対応するレンジＦＦＴビンには、チャープの第２のシーケンスに対応するレンジＦＦＴ値が含まれる。任意の第３のシーケンスは、同様に、２Δｆから２Δｆ＋Ｆｆａｒｔｈｅｓｔに対応する（例えば、チャープの第１、第２、及び第３のシーケンスに対応する情報を保持するためにはレンジＦＦＴが３倍長くなる必要がある）。
【0050】
動作４２５において、ＦＭＣＷレーダシステムは、動作４２０において生成されたレンジアレイの各々に対してドップラーＦＦＴを実施して、対応するレンジドップラーアレイ（又はレンジドップラーマトリクス）を生成する。例えば、ドップラーＦＦＴが、動作４２０において生成される各レンジアレイのＮ列の各々に対して実施される。幾つかの例において、動作４２５は、チャープの第１のシーケンスに対応する第１のレンジドップラーアレイ、及びチャープの第２のシーケンスに対応する第２のレンジドップラーアレイを生成し得る。
【0051】
動作４３０において、ＦＭＣＷレーダシステムは、各レンジドップラーアレイに従って、ＦＭＣＷレーダシステムの視野における潜在的オブジェクトの速度を判定する。少なくとも１つの例において、レンジドップラーアレイにおけるピークは潜在的オブジェクトを示し、これらの潜在的オブジェクトの速度は、レンジドップラーアレイにおけるそれぞれのピークの位置から判定される。レンジドップラーアレイの例が、図５に示されている。この例において、Ｍ×Ｎ個のアレイ５００は、受け取ったレーダフレームからのチャープの第１のシーケンスに対応するレンジドップラーアレイを表し、Ｍ×Ｎ個のアレイ５０２は、受け取ったレーダフレームからのチャープの第２のシーケンスに対応するレンジドップラーアレイを表す。少なくとも幾つかの例において、アレイ５００及びアレイ５０２の斜線のボックスは、ＦＭＣＷレーダシステムの視野における潜在的オブジェクトに対応するそれぞれのアレイにおけるピークを示す。少なくとも１つの例において、レンジドップラーアレイにおけるピークの行及び列数は、ＦＭＣＷレーダシステムの視野における潜在的オブジェクトの速度及びレンジにそれぞれ対応する。少なくとも１つの例において、潜在的オブジェクトの速度は、例えば、図７に関連してこれ以降に説明されるように、レンジドップラーアレイにおけるピークの位相間の差を見つけることによって更に改良される。復調を実施する代わりに、一層長いＦＦＴ（例えば、２ＮポイントＦＦＴ）が実施される例において、アレイ５００は、一層長いＦＦＴの前半（例えば、０からＮ－１）に対応するビンを抽出することによって生成され得、アレイ５０２は、一層長いＦＦＴの後半（例えば、Ｎから２Ｎ－１）に対応するビンを抽出することによって生成され得る。チャープの第２のシーケンス（及び後続のチャープのシーケンス）に対応する復調されたデジタルＩＦ信号のサンプリングを、ΔＴ（又はΔＴの整数倍）だけ遅延させるために、一例において、アレイ５０２の各レンジビンの値の位相は、２×π×ＩＦ×ΔＴを加算することによって変更され、ここで、ＩＦは、Ｆｓ×ｎ／Ｎによって与えられるレンジビンに対応する周波数値の値であり、Ｆｓはサンプリングレートであり、Ｎはチャープ当たりのサンプリングの数であり、ｎは０からＮ－１のレンジビンインデックスである。
【0052】
一例において、レンジドップラーアレイの行数にのみ従って判定される場合のＦＭＣＷレーダシステムの視野における潜在的オブジェクトの最大限に明確な速度はＶ１であり得、ＦＭＣＷレーダシステムは、－ｖ１／２からｖ１／２の間の速度を推定する。オブジェクトが、ｐ×Ｖ１＋νの速度で、ＦＭＣＷレーダシステムの視野において存在する場合、ここでｐは整数（正又は負）であり、νは－ｖ１／２からｖ１／２であり、ＦＭＣＷレーダシステムは、ｐが非ゼロの時に、レンジドップラーアレイの行数に基づいて、オブジェクトの速度を誤ってνとして判定し得る。ＦＭＣＷレーダシステムは、その後、オブジェクトの実際の速度の近似値を判定する（これ以降に説明する式３等を介して）。ＦＭＣＷレーダシステムは、オブジェクトの実際の速度の近似値に最も近いｐの値に対してオブジェクトの速度を判定することによって、レンジドップラーアレイにおけるピークの位相間の差に従ってオブジェクトの速度の計算を更に改良させる。
【0053】
ここで図６を参照すると、チャープのフレームの送信を開始するための例示的な方法６００のフローチャートが示されている。少なくとも幾つかの例において、方法６００は、図２のＦＭＣＷレーダシステム２００等のＦＭＣＷレーダシステムによって実装され、例えば、少なくとも部分的に、図２のレーダトランシーバＩＣ２０５及び／又は図３のレーダトランシーバＩＣ３００等のレーダトランシーバＩＣによって実装される。
【0054】
動作６０５において、ＦＭＣＷレーダシステムの制御モジュール（或いは、レーダトランシーバＩＣ及び／又はＦＭＣＷレーダシステムの外部の構成要素）が、ＦＭＣＷレーダシステムによって送信するためのチャープを生成するためのパラメータ値をタイミングエンジンに送信する。幾つかの例において、タイミングエンジンは、チャープ制御信号を生成し、チャープ制御信号は、パラメータ値に基づいて、或るフレームにおけるＦＭＣＷレーダシステムによるチャープの送信及び／又は受信を制御する。幾つかの例において、チャープパラメータは、レーダシステムアーキテクチャによって定義され、例えば、チャープ周波数開始値、チャープ周波数勾配、ＡＤＣサンプリング時間、ランプ終了時間、トランスミッタ開始時間等をどの送信チャネルがイネーブルするのかを指示するための、トランスミッタイネーブルパラメータを含み得る。
【0055】
動作６１０において、タイミングエンジンは、１つ又は複数のチャープを生成するために、チャープ制御信号をＲＦＳＹＮＴＨに送信する。少なくとも幾つかの例において、ＲＦＳＹＮＴＨは、ＦＭＣＷレーダシステムの局部発振器であり得る。動作６１５において、１つ又は複数のチャープは乗算されて、１つ又は複数のチャープの周波数を増加させ、増幅されたチャープ（又は乗算されたチャープ又は変更されたチャープ）を生成し、例えば、ＦＭＣＷレーダシステムの成分を受信する動作の周波数をマッチングさせる。
【0056】
動作６２０において、増幅されたチャープは変調される。増幅されたチャープを変調することは、少なくとも１つの例において、周波数Δｆだけオフセットされた、増幅されたチャープの周波数シフトされたレプリカを生成する。少なくとも１つの例において、変調はＩ／Ｑ変調器によって実施される。少なくとも１つの実施形態において、Ｉ／Ｑ変調器は、増幅されたチャープを変調する際に用いられるための、信号１＋ｅｊ２πΔｆｔの実数成分及び信号１＋ｅｊ２πΔｆｔの虚数成分を受け取る。動作６２５において、変調されたチャープは、増幅され、１つ又は複数のアンテナを介して送信される。
【0057】
ここで図７を参照すると、ＦＭＣＷレーダシステムによって検出されたオブジェクトの速度を判定するための例示的な方法７００のフローチャートが示されている。少なくとも幾つかの例において、方法７００は、図２のＦＭＣＷレーダシステム２００等のＦＭＣＷレーダシステムによって実装され、例えば、図２のレーダトランシーバＩＣ２０５及び／又は図３のレーダトランシーバＩＣ３００等のレーダトランシーバＩＣによって、少なくとも部分的に実装される。
【0058】
動作７０５において、ＦＭＣＷレーダシステムは、レンジドップラーアレイに基づいて、ＦＭＣＷレーダシステムの視野における潜在的オブジェクトに対する第１の速度推定（νｅｓｔ１）を計算する。一例において、レンジドップラーアレイは、受信したレーダフレームのチャープの第１のシーケンスに対応する第１のレンジドップラーアレイか又は受信したレーダフレームのチャープの第２のシーケンスに対応する第２のレンジドップラーアレイの１つである。別の例において、レンジドップラーアレイは、受信したレーダフレームのチャープの第１のシーケンスに対応する第１のレンジドップラーアレイと受信したレーダフレームのチャープの第２のシーケンスに対応する第２のレンジドップラーアレイとの間又はそれらの組み合わせの平均又はその他の関係である。例えば、ＦＭＣＷレーダシステムは、上述のように、方法４００に従ってνｅｓｔ１を計算し、それは、潜在的オブジェクトに対応するレンジドップラーアレイにおけるピークの位置に基づいて判定され得る。上述のように、レンジドップラーアレイにおけるピークの行数は、潜在的オブジェクトの速度に対応する。少なくとも１つの例において、νｅｓｔ１はエイリアシングされ（ａｌｉａｓｅｄ）得る（例えば、νｅｓｔ１における誤差が最大測定可能速度（νｍａｘ）の整数倍になるように、位相ロールオーバーがあり得る）。
【0059】
少なくとも１つの例において、ＦＭＣＷレーダシステムに関するオブジェクトの相対運動は、反射されたチャープの受信したフレームにおける後続のチャープにわたり位相変化Φｄを導入する。ここで、位相変化は下記のように定義される。
Φｄ＝４πνＴｃ／λ （１）
ここで、νはオブジェクトの速度であり、Ｔｃはチャープ周期性であり、λはチャープの開始周波数に対応する波長である。フレームにおけるチャープを介して位相において線形漸進があるので、位相変化ΦｄはＦＦＴを用いて推定され得る。位相変化Φｄが推定されると、一例において、速度推定値νｅｓｔ１は、νｅｓｔ１を得るために式１を逆にすることによって下記のように推定され得る。
Ｖｅｓｔ１＝λΦｄ／４πＴｃ （２）
別の例において、νｅｓｔ１は、上述のようにドップラーＦＦＴを実施し、結果のレンジドップラーアレイにおける対象のオブジェクトに対応するピークの位置を見つけることによって推定される。νｍａｘｏｒｉｇ＝λ／４Ｔｃであり、オブジェクトの速度が＋／－０．５×νｍａｘｏｒｉｇを超える場合、νｅｓｔ１は、νｍａｘｏｒｉｇのおよそ整数倍である誤差を含み得る。νｍａｘｏｒｉｇは、これ以降に更に詳しく説明するように、νｅｓｔ２を用いることなく、チャープの第１のシーケンスのみ（又はチャープの第２のシーケンスのみ）を用いた場合に、一義的に検出可能な速度である。
Φｄ＝４πνＴｃ／λ （１）
ここで、νはオブジェクトの速度であり、Ｔｃはチャープ周期性であり、λはチャープの開始周波数に対応する波長である。フレームにおけるチャープを介して位相において線形漸進があるので、位相変化ΦｄはＦＦＴを用いて推定され得る。位相変化Φｄが推定されると、一例において、速度推定値νｅｓｔ１は、νｅｓｔ１を得るために式１を逆にすることによって下記のように推定され得る。
Ｖｅｓｔ１＝λΦｄ／４πＴｃ （２）
別の例において、νｅｓｔ１は、上述のようにドップラーＦＦＴを実施し、結果のレンジドップラーアレイにおける対象のオブジェクトに対応するピークの位置を見つけることによって推定される。νｍａｘｏｒｉｇ＝λ／４Ｔｃであり、オブジェクトの速度が＋／－０．５×νｍａｘｏｒｉｇを超える場合、νｅｓｔ１は、νｍａｘｏｒｉｇのおよそ整数倍である誤差を含み得る。νｍａｘｏｒｉｇは、これ以降に更に詳しく説明するように、νｅｓｔ２を用いることなく、チャープの第１のシーケンスのみ（又はチャープの第２のシーケンスのみ）を用いた場合に、一義的に検出可能な速度である。
【0060】
動作７１０において、ＦＭＣＷレーダシステムは、対応するレンジドップラーアレイ（例えば、チャープの第１のシーケンスに対応するレンジドップラーアレイ及びΔｆだけチャープの第１のシーケンスからオフセットされたチャープの第２のシーケンスに対応するレンジドップラーアレイ）における位相差に基づいてオブジェクトに対する第２の速度推定（νｅｓｔ２）を計算する。レンジドップラーアレイは、少なくとも１つの例において、上述されたように、少なくとも部分的に方法４００に従って生成される。位相差が判定されると（例えば、第２のレンジドップラーアレイのピークの位相から１つのレンジドップラーアレイのピークの位相を引くことによって）、速度推定値νｅｓｔ２は下記に従って推定され得る。
Ｖｅｓｔ２＝（ΔΦｋ／π）×νｍａｘｏｒｉｇ （３）
ここで、ΔΦは、レンジドップラーアレイにおけるピークの位相差（又は複数の位相差の平均）（例えば、ＦＭＣＷレーダシステムが複数の送信及び受信アンテナを有することを考慮するため）であり、Ｋ＝Ｔｃ／ΔＴ、νｍａｘｏｒｉｇ＝λ／４Ｔｃであり、λは、送信が開始された時点の（例えば、図４に関連して上述された、方法４００の動作４０５における）、ＦＭＣＷレーダシステムの送信の波長である。
Ｖｅｓｔ２＝（ΔΦｋ／π）×νｍａｘｏｒｉｇ （３）
ここで、ΔΦは、レンジドップラーアレイにおけるピークの位相差（又は複数の位相差の平均）（例えば、ＦＭＣＷレーダシステムが複数の送信及び受信アンテナを有することを考慮するため）であり、Ｋ＝Ｔｃ／ΔＴ、νｍａｘｏｒｉｇ＝λ／４Ｔｃであり、λは、送信が開始された時点の（例えば、図４に関連して上述された、方法４００の動作４０５における）、ＦＭＣＷレーダシステムの送信の波長である。
【0061】
動作７１５において、ＦＭＣＷレーダシステムは、νｅｓｔ１及びνｅｓｔ２に少なくとも部分的に従って、ＦＭＣＷレーダシステムによって検出されたオブジェクトの実際の、又は真の速度（νｔｒｕｅ）を計算する。例えば、ＦＭＣＷレーダシステムは、下記に従って、νｔｒｕｅを判定し得る。
νｔｒｕｅ＝νｅｓｔ１＋２ｎνｍａｘｏｒｉｇ （４）
ここで、ｎは、速度計算の曖昧性を推定する整数であり、ｎ＝（νｅｓｔ２－νｅｓｔ１）／２νｍａｘｏｒｉｇとして定義される。少なくとも幾つかの例において、ｎの計算された値は、オブジェクトの実際の速度を判定するために式４において用いる前に、最も近い整数に丸められ得る。別の例において、νｍａｘｏｒｉｇの種々の負及び正の（０を含む）整数倍がνｅｓｔ１に加算されて種々の合計を生成し得、νｅｓｔ２に数値的に最も近い合計がνｔｉｍｅとして選択される。
νｔｒｕｅ＝νｅｓｔ１＋２ｎνｍａｘｏｒｉｇ （４）
ここで、ｎは、速度計算の曖昧性を推定する整数であり、ｎ＝（νｅｓｔ２－νｅｓｔ１）／２νｍａｘｏｒｉｇとして定義される。少なくとも幾つかの例において、ｎの計算された値は、オブジェクトの実際の速度を判定するために式４において用いる前に、最も近い整数に丸められ得る。別の例において、νｍａｘｏｒｉｇの種々の負及び正の（０を含む）整数倍がνｅｓｔ１に加算されて種々の合計を生成し得、νｅｓｔ２に数値的に最も近い合計がνｔｉｍｅとして選択される。
【0062】
ここで図８を参照すると、ＦＭＣＷレーダシステムを較正するための例示的な方法８００のフローチャートが示されている。少なくとも幾つかの例において、方法８００は、ＦＭＣＷレーダシステムの較正動作モードの間、ＦＭＣＷレーダシステムによって実装される。少なくとも１つの例において、ＦＭＣＷレーダシステムは、図２のＦＭＣＷレーダシステム２００であり得、例えば、少なくとも部分的に、図２のレーダトランシーバＩＣ２０５及び／又は図３のレーダトランシーバＩＣ３００等のレーダトランシーバＩＣであり得る。
【0063】
動作８０５において、ＦＭＣＷレーダシステムは、チャープの第１のシーケンスと、チャープの第１のシーケンスからΔｆだけオフセットされたチャープの第２のシーケンスとを有するチャープのフレームの送信を開始することによって較正プロセスを開始する。チャープのフレームの送信の開始は、上述の方法４００の動作４０５と実質的に同様の手法でＦＭＣＷレーダシステムによって実施され得、その詳細はここでは繰り返さない。
【0064】
動作８１０において、ＦＭＣＷレーダシステムは、チャープの反射されたフレームを受信し、ＦＭＣＷレーダシステムの各受信アンテナに対してデジタルＩＦ信号を生成する。チャープの反射されたフレームの受信及びデジタルＩＦ信号の生成は、上述の方法４００の動作４１０と実質的に同様の手法でＦＭＣＷレーダシステムによって実施され得、その詳細はここでは繰り返さない。
【0065】
動作８１５において、ＦＭＣＷレーダシステムは、デジタルＩＦ信号を復調する。デジタルＩＦ信号の復調は、上述の方法４００の動作４１５と実質的に同様の手法でＦＭＣＷレーダシステムによって実施され得、その詳細はここでは繰り返さない。
【0066】
動作８２０において、ＦＭＣＷレーダシステムは、動作８１５の結果の各々に対してレンジＦＦＴを実施して、動作８１５の結果の各々に対してレンジアレイを生成する。レンジアレイの生成は、上述の方法４００の動作４２０と実質的に同様の手法でＦＭＣＷレーダシステムによって実施され得、その詳細はここでは繰り返さない。
【0067】
動作８２５において、ＦＭＣＷレーダシステムは、各レンジアレイに対してドップラーＦＦＴを実施して、レンジドップラーアレイを生成する。レンジドップラーアレイの生成は、上述の方法４００の動作４２５と実質的に同様の手法で、ＦＭＣＷレーダシステムによって実施され得、詳細はここでは繰り返さない。
【0068】
動作８３０において、ＦＭＣＷレーダシステムは、対応するレンジドップラーアレイにおけるオブジェクトのピークの位相差を計算する。ＦＭＣＷレーダシステムは、例えば、１つのレンジドップラーアレイ（例えば、チャープの第１のシーケンスのチャープに対応するレンジドップラーアレイ）におけるオブジェクトのピークの位相を、別のレンジドップラーアレイ（例えば、チャープの第１のシーケンスからΔｆだけオフセットされたチャープの第２のシーケンスに対応するもの）におけるオブジェクトのピークの位相を差し引くことによって位相差を計算する。少なくとも１つの例において、オブジェクトのピークを見つけるために、レンジドップラーアレイの各々において検索が実施され得る。静止オブジェクトは既知であるため、オブジェクトに対応する１つのピーク又は複数のピークのおよその位置は既知であり得る。従って、ピークを見つけるために、レンジドップラーアレイの各々のおよその領域において検索が実施され得る。更に、オブジェクトが大きい場合、オブジェクトに対応する多くピークがあり得る。複数のピークがある場合、任意のピークが用いられ得る。
【0069】
動作８３５において、計算された位相差は、ＦＭＣＷレーダシステムによってストアされ得る。少なくとも１つの例において、計算された位相差は、動作８１０において、チャープの反射されたフレームが受信された特定の受信チャネルに対する系統的位相オフセットと呼ばれ得る。少なくとも１つの例において、ＦＭＣＷレーダシステムは、ＦＭＣＷレーダシステムの通常動作の間（例えば、ＦＭＣＷレーダシステムが方法７００を実装しているとき等）に速度計算を実施する際に、方法８００の較正の間に判定された系統的位相オフセットを用い得る。
【0070】
例えば、オブジェクトに対する速度計算の一部として、系統的位相オフセットは、図７の方法に関連して説明されるように、νｅｓｔ２の計算において用いられ得る。少なくとも１つの例において、ＦＭＣＷレーダシステムが複数の受信チャネルを含む場合、位相差の平均を計算する前に、受信チャネルに対して計算された位相差から、受信チャネルに対する系統的位相オフセットが差し引かれる。系統的位相オフセットはまた、図４の方法に関連して説明されるように、オブジェクトに対する速度計算の一部としても用いられ得る。例えば、系統的位相オフセットは、レンジアレイをインターリーブする前に生成された対応するレンジアレイに適用され得る。
【0071】
ここで図９を参照すると、ＦＭＣＷレーダシステムを較正するための例示的な方法９００のフローチャートが示されている。少なくとも幾つかの例において、方法９００は、ＦＭＣＷレーダシステムの通常動作モードの間に、ＦＭＣＷレーダシステムによって実装される。種々の例において、方法９００は、周期的に、コマンドに対して、及び／又はレーダシステムが初期化されるときに実施され得る。少なくとも１つの例において、ＦＭＣＷレーダシステムは、図２のＦＭＣＷレーダシステム２００であり得る。例えば、少なくとも部分的に、図２のレーダトランシーバＩＣ２０５及び／又は図３のレーダトランシーバＩＣ３００等のレーダトランシーバＩＣであり得る。
【0072】
少なくとも１つの例において、較正プロセスは、レーダトランシーバＩＣによる、動作９０５におけるチャープのフレームの送信で開始する。チャープのフレームは、チャープの第１のシーケンスと、チャープの第１のシーケンスからΔｆ１だけオフセットされたチャープの第２のシーケンスとを含み得る。任意の適切な値のΔｆ１が用いられ得る。動作９１０において、反射されたチャープが受信されると、ＦＭＣＷレーダシステムの各受信チャネルに対してデジタルＩＦ信号が生成される。
【0073】
動作９１５において、デジタルＩＦ信号は復調され、動作９２０において、レンジドップラーアレイが各受信チャネルに対して計算される。レンジドップラーアレイが利用可能である場合、動作９２５において、レンジドップラーアレイにおけるオブジェクトのピークにおける位相差が計算される。例えば、各対応する受信チャネルペアに対して、チャープのフレームにおけるチャープの第１のシーケンスから生じるレンジドップラーアレイにおけるオブジェクトピークの位相と、チャープのフレームにおけるチャープの第２のシーケンスから生じるレンジドップラーアレイとの差が計算される（例えば、一方の位相値が他方の位相差から減算される）。
【0074】
動作９３０において、チャープの別のフレームの送信はレーダトランシーバＩＣによって開始される。チャープのフレームは、チャープの第１のシーケンスと、チャープの第１のシーケンスからΔｆ２だけオフセットされたチャープの第２のシーケンスを含み得る。任意の適切な値のΔｆ２が用いられ得る。動作９３５において、反射されたチャープが受信されると、ＦＭＣＷレーダシステムの各受信チャネルに対してデジタルＩＦ信号が生成される。
【0075】
動作９４０においてデジタルＩＦ信号が復調され、動作９４５において、各受信チャネルに対してレンジドップラーアレイが計算される。レンジドップラーアレイが利用可能である場合、動作９５０において、レンジドップラーアレイにおけるオブジェクトピークの位相差が計算される。例えば、各対応する受信チャネルペアに対して、チャープのフレームにおけるチャープの第１のシーケンスから生じるレンジドップラーアレイにおけるオブジェクトピークの位相と、チャープのフレームにおけるチャープの第２のシーケンスから生じるレンジドップラーアレイにおけるオブジェクトピークの位相との間の差が計算される（例えば、一方の位相値が他方の位相値から減算される）。
【0076】
動作９５５において、２つのオブジェクトピーク位相差に基づいて、静止オブジェクトがシーンに存在するか否かに関して判定が行われる。例えば、両方のレンジドップラーアレイに現れるオブジェクトピークの場合、周波数オフセットΔｆ１を用いてピークに対して判定された位相差の各位相差と、周波数オフセットΔｆ２を用いてピークに対して判定された位相差のそれぞれの位相差との間の差が、信号対ノイズ比によって判定される閾値と比較される。差の各々が閾値よりも小さい場合、ピークは静止オブジェクトに対応する。オブジェクトピークは、静止オブジェクトに対応するピークが見つかるまで、又は全てのオブジェクトピークが検討されるまで検索され得る。静止オブジェクトが存在しない場合、動作９６０において方法９００は終了する。
【0077】
静止オブジェクトに対応するピークが見つかった場合、動作９６５において、周波数オフセットΔｆ１を用いてピークに対して判定された位相差と周波数オフセットΔｆ２を用いてピークに対して判定された位相差とに基づいて、系統的位相オフセットが計算される。例えば、対応する位相差が平均されて、受信チャネルの各対応するペアに対して１つの系統的位相オフセットを判定する。系統的位相オフセットは、例えば、上述したようなＦＭＣＷレーダシステムの通常動作の間に実施される速度計算において用いるためにストアされる。
【0078】
幾つかの例において、複数のオブジェクトピークが静止オブジェクトに対応する場合、系統的位相オフセットは、これらのピークに対しても判定される。そのような実施形態において、ピーク全ての対応する系統的位相オフセットの平均を取ることによって最終的な系統的位相オフセットが判定される。
【0079】
実数レシーバの例では、チャープの第１及び第２のシーケンスはΔｆの周波数オフセットを有し得、デジタルＩＦ信号は、０からＦｆａｒｔｈｅｓｔにおいて第１のシーケンス情報を有し、ΔｆからΔｆ＋Ｆｆａｒｔｈｅｓｔにおいて第２のシーケンスを有する。複素数レシーバの例では、同じアプローチが追従されるか又は第１のシーケンスが０からＦｆａｒｔｈｅｓｔに対応し、第２のシーケンスが－Δｆから－Δｆ＋Ｆｆａｒｔｈｅｓｔに対応するようになされ得る。後者のアプローチは、幾つかの例において、複素数レシーバが自然な画像抑制を提供する（例えば、＋Ｘヘルツ（Ｈｚ）成分が、－Ｘ Ｈｚ周波数成分に影響を与えないか、又は、複素数レシーバによって有意な画像抑制が提供された後に影響を与える）という事実に依存することによって、複素数レシーバの帯域幅を節約する（例えば、実装領域及び電力消費を低減する）。
【0080】
本開示の種々の方法の動作を説明し、数値参照によって標示してきたが、種々の方法の各々は、本明細書において記載されていない付加的な動作を含み得る。本明細書に記載される動作の任意の１つ又は複数は１つ又は複数の副動作を含み得る。本明細書に記載される動作の任意の１つ又は複数は省略され得る。本明細書に記載される動作の任意の１つ又は複数は、本明細書に提示された順序以外の順（例えば、逆の順序で、実質的に同時に、重複しながら、等）で実施され得る。それらの全てが本開示の範囲に入ることを意図されている。
【0081】
前述の説明において、用語「含む」及び「包含する」は、制限のない用法で用いられ、従って、「を含むがそれらに限定されない」を意味するように解釈されるべきである。また、用語「結合する」は、間接的又は直接的な有線接続又はワイヤレス接続のいずれかを意味するように意図されている。従って、第１のデバイス、要素、又は構成要素が、第２のデバイス、要素、又は構成要素に結合する場合、その結合は、直接的結合を介してもよく、又は他のデバイス、要素、構成要素、及び接続を介する間接的結合を介してもよい。同様に、第１の構成要素又は位置と第２の構成要素又は位置との間に結合されるデバイス、要素、又は構成要素は、直接接続を介するか、又は、他のデバイス、要素、又は構成要素及び／又は結合を介する間接接続を介してもよい。或るタスク又は機能を実施するように「構成された」デバイスは、製造時に製造者によって、そのタスク又は機能を実施するように構成可能であり（例えば、プログラミングされる及び／又はハードワイヤードされる）、或いは、それらの機能及び／又はその他の付加的な又は代替的な機能を実施するように、製造後にユーザによって構成可能（又は再構成可能）であり得る。こういった構成は、デバイスのファームウェア及び／又はソフトウェアプログラミングを介してもよく、ハードウェア構成要素の構成及び／又はレイアウトを介してもよく、デバイスの相互接続を介してもよく、又はそれらの組み合わせを介してもよい。更に、或る構成要素を含むと言われる回路又はデバイスは、代わりに、それらの構成要素に結合するように構成されて、説明された回路要素又はデバイスを形成し得る。例えば、１つ又は複数の半導体要素（トランジスタ等）、１つ又は複数の受動要素（抵抗器、キャパシタ、及び／又はインダクタ等）、及び／又は１つ又は複数の源（電圧及び／又は電流源）を含むとして記載される構造は、その代わりに、単一の物理デバイス（例えば、半導体ダイ及び／又はＩＣパッケージ）内に半導体要素のみを含んでもよく、受動要素及び／又は源の少なくとも幾つかに結合するように構成されてもよく、それによって、製造時又は製造時以降の時点のいずれかで、例えばエンドユーザ及び／又は第三者によって、説明された構造を形成する。
【0082】
或る構成要素は、本明細書において、特定のプロセス技術（例えば、ＭＯＳＦＥＴ、ＮＭＯＳ、ＰＭＯＳ、等）のものであるとして説明されているが、これらの構成要素は、他のプロセス技術の構成要素と交換可能であり得る（例えば、ＭＯＳＦＥＴをバイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）に交換する、ＮＭＯＳをＰＭＯＳに交換する、又はその逆等）。交換された構成要素を含む再構成回路は、構成要素の交換の前に利用可能であった機能に少なくとも部分的に類似した所望の機能を提供する。また、前述の説明において、用語「接地電圧電位」の使用は、シャーシ接地、アース接地、浮動接地、仮想接地、デジタル接地、共通接地、及び／又は、本開示の教示に適用可能な、又は適した、接地接続の任意の他の形態を含むことを意図している。特に明記されていない限り、値の前の「約」、「およそ」、又は「実質的に」は、記載された値の＋／－１０パーセントを意味する。
【0083】
上記の説明は、本開示の原理及び種々の例を説明することを意味する。上記の開示が完全に理解されると、多くの変形及び変更が当業者に明らかになるであろう。本開示は、そのような全ての変形及び修正を包含すると解釈されることが意図されている。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】