申请/专利权人：恩智浦有限公司

申请日：2018-08-28

公开（公告）日：2023-08-01

公开（公告）号：CN109471092B

主分类号：G01S13/02

分类号：G01S13/02;G01S13/931;G01S7/40

优先权：["20170907 US 15/697,827"]

专利状态码：有效-授权

法律状态：2023.08.01#授权;2020.09.29#实质审查的生效;2019.03.15#公开

摘要：提供用于雷达装置和用于操作雷达装置的方法的实施例，所述雷达装置具有发射器和接收器，所述方法包括：产生噪声信号；将所述噪声信号与发射器输出射频RF信号混合以产生中间信号，其中所述发射器输出RF信号是一种版本的具有以线性方式增加的频率的本地振荡器LO信号；衰减所述中间信号以产生测试信号；将所述测试信号添加到接收器输入RF信号以产生组合的接收器输入RF信号；将所述组合的接收器输入RF信号的放大版本与所述LO信号降混以产生组合的低频信号；以及将所述组合的低频信号与所述噪声信号相关以产生错误检测信号。

主权项：1.一种用于操作雷达装置的方法，所述雷达装置具有发射器和接收器，其特征在于，所述方法包括：产生噪声信号；将所述噪声信号与发射器输出RF信号混合以产生中间信号，其中所述发射器输出RF信号是一种版本的具有以线性方式增加的频率的本地振荡器LO信号；衰减所述中间信号以产生测试信号；将所述测试信号添加到接收器输入RF信号以产生组合的接收器输入RF信号；将所述组合的接收器输入RF信号的放大版本与所述LO信号降混以产生组合的低频信号；以及将所述组合的低频信号与所述噪声信号相关以产生错误检测信号。

全文数据：使用噪声注入的RF雷达装置BIST技术领域本公开大体上涉及雷达系统，且更具体地说，涉及实施使用噪声注入的内置自检built-inself-test，BIST的雷达装置。背景技术车辆通常装配有电子控制系统来辅助驾驶员控制车辆。此类系统可以包括确定车辆周围环境中的物体的距离和速度的射频radiofrequency，RF雷达系统。RF雷达系统能够在RF雷达系统的运行时间操作期间检测和解决例如瞬时故障的各种故障机制是非常重要的，其中此类故障在汽车环境中可能尤其为灾难性的。发明内容根据本发明的第一方面，提供一种用于操作雷达装置的方法，所述雷达装置具有发射器和接收器，所述方法包括：产生噪声信号；将所述噪声信号与发射器输出射频RF信号混合以产生中间信号，其中所述发射器输出RF信号是一种版本的具有以线性方式增加的频率的本地振荡器LO信号；衰减所述中间信号以产生测试信号；将所述测试信号添加到接收器输入RF信号以产生组合的接收器输入RF信号；将所述组合的接收器输入RF信号的放大版本与所述LO信号降混以产生组合的低频信号；以及将所述组合的低频信号与所述噪声信号相关以产生错误检测信号。在一个或多个实施例中，所述错误检测信号指示所述组合的低频信号内的所述噪声信号的副本的幅值低于预期阈值的概率。在一个或多个实施例中，所述错误检测信号指示在所述组合低频信号与所述噪声信号之间存在弱相关度时检测到错误。在一个或多个实施例中，所述测试信号相比于所述LO信号包括频率偏移，并且所述组合的低频信号包括对应于所述频率偏移的分量频率。在一个或多个实施例中，所述方法进一步包括：将所述错误检测信号提供到功能安全逻辑，其中所述功能安全逻辑以通信方式耦合到汽车中央处理单元CPU，并且所述功能安全逻辑基于所述错误检测信号指示所述雷达装置的当前自检状态。在一个或多个实施例中，所述方法进一步包括：在发射天线上发射功能啁啾信号作为所述发射器输出RF信号，其中所述发射与所述混合所述噪声信号与所述发射器输出RF信号同时进行。在一个或多个实施例中，所述方法进一步包括：从接收天线接收所述发射器输出RF信号的回波信号作为所述接收器输入RF信号，其中所述接收与所述将测试信号添加到所述接收器输入RF信号同时进行。在一个或多个实施例中，所述方法进一步包括：处理所述组合的低频信号，其中所述处理与所述将所述组合的低频信号与所述噪声信号相关同时进行。在一个或多个实施例中，所述雷达装置实施调频连续波FMCW雷达。根据本发明的第二方面，提供一种雷达装置，包括：发射器，其被配置成发射输出射频RF信号，所述输出射频信号包括一种版本的具有以线性方式增加的频率的本地振荡器LO信号；接收器，其被配置成接收输入RF信号；噪声产生器，其被配置成产生噪声信号；反馈路径，其连接在所述发射器的输出与所述接收器的输入之间，所述反馈路径包括第一混频器和衰减器，所述第一混频器被配置成将所述输出RF信号与所述噪声信号混频来产生中间信号，而所述衰减器被配置成衰减所述中间信号来产生测试信号；组合器，其被配置成将所述测试信号与所述输入RF信号组合以产生组合的输入RF信号，其中：所述接收器包括第二混频器，所述第二混频器被配置成将所述组合的输入RF信号的经放大版本与所述LO信号降混以产生组合的低频信号；以及相关器，其被配置成基于所述组合的低频信号与所述噪声信号的相关度输出错误检测信号。在一个或多个实施例中，所述错误检测信号指示所述组合的低频信号内的所述噪声信号的副本的幅值低于预期阈值的概率。在一个或多个实施例中，所述相关器被配置成在所述组合的低频信号与所述噪声信号之间存在弱相关度时，输出低相关度值作为所述错误检测信号，其中所述低相关度值指示检测到错误。在一个或多个实施例中，所述测试信号相比于所述LO信号包括频率偏移，并且所述组合的低频信号包括对应于所述频率偏移的分量频率。在一个或多个实施例中，所述雷达装置进一步包括：以通信方式耦合到汽车中央处理单元CPU的功能安全逻辑，其中所述功能安全逻辑被配置成基于所述错误检测信号传达所述雷达装置的当前自检状态。在一个或多个实施例中，所述雷达装置进一步包括：耦合到所述发射器的控制逻辑，所述控制逻辑被配置成当所述第一混频器将所述功能啁啾信号与所述噪声信号混频时，同时控制所述发射器在发射天线上输出功能啁啾信号作为所述输出RF信号。在一个或多个实施例中，从接收天线接收所述输出RF信号的回波信号作为所述输入RF信号，以及所述接收器的所述输入接收所述回波信号与所述测试信号的所述组合。在一个或多个实施例中，所述功能安全逻辑被进一步配置成分析所述错误检测信号的当前值以确定是否指示所述雷达装置的特定错误。在一个或多个实施例中，所述错误检测信号包括具有一个或多个贡献分量的直流DC信号，所述一个或多个贡献分量对应于包括以下各项的一个或多个组：发射器输出功率、所述反馈路径的衰减和接收器增益。在一个或多个实施例中，所述功能安全逻辑被进一步配置成执行一组动作中的一个动作，包括：重新启动所述雷达装置、使所述雷达装置断电，将未就绪的状态传达给所述汽车CPU，将故障状态传达到所述汽车CPU，以及将切换到另一个雷达装置的指示传达到所述汽车CPU。在一个或多个实施例中，所述雷达装置进一步包括：功能评估电路，其被配置成将所述组合的低频信号处理和数字化成数字化低频信号；以及数字信号处理器，其在所述相关器比较所述组合的低频信号与所述噪声信号同时，处理所述数字化低频信号以确定距离和速度信息。本发明的这些和其它方面将根据下文中所描述的实施例显而易见，且参考这些实施例予以阐明。附图说明通过参考附图，可以更好地理解本发明，并且使得本领域的技术人员清楚本发明的多个目的、特征和优点。图1示出描绘示例RF雷达系统的框图。图2示出表示图1的RF雷达系统的操作的时间图。图3根据本公开的一些实施例示出描绘在其中实施本公开的具有内置自检BIST电路系统的示例RF雷达系统的框图。图4根据本公开的一些实施例示出表示具有图3的BIST电路系统的RF雷达系统的操作的时间图。图5根据本公开的一些实施例示出描绘在其中实施具有BIST电路系统的RF雷达系统的示例汽车系统的框图。图6根据本公开的一些实施例示出描绘操作具有BIST电路系统的RF雷达系统的示例方法的流程图。本发明借助于例子来进行说明且不受附图限制，在附图中，除非另外指出，否则相似的附图标记指示类似的元件。为简单和清晰起见，示出图中的元件，并且这些元件未必按比例绘制。具体实施方式以下内容阐述旨在说明本发明的各种实施例的详细描述，且不应视为限制性的。概述车辆中实施的电子控制系统必须满足严格的汽车安全标准来确保驾驶员安全。这些标准包括功能安全标准，其需要电子控制系统持续正确地操作，即使在故障模式状态下也是如此。举例来说，在电子控制系统，例如类似图1所示的射频RF雷达系统的功能操作期间，需要检测瞬时故障。图1中示出示例RF雷达系统100，并且其包括本地振荡器localoscillator，LO105、功率放大器poweramplifier，PA110和实施发射器的发射Tx天线115。雷达系统100还包括接收Rx天线120、低噪声放大器lownoiseamplifier，LNA125和实施接收器的混频器130。图1所示的组件还可被称作RF雷达系统100的RF块，其中雷达系统100还可以包括其它组件，例如逻辑控制、功能评估电路，和数字信号处理。在功能操作期间，发射器在Tx天线115上驱动输出信号，所述输出信号从雷达系统100范围内的物体反向散射，并且在Rx天线120上接收回波信号。因为回波信号在时间上相比于发射器输出信号延迟，所以RF块输出指示回波信号与发射器输出信号之间的关系的信号，其通过功能评估电路被处理并且被提供到数字信号处理以确定关于物体的信息。瞬时故障可能因RF雷达系统暴露于宇宙射线而出现，所述宇宙射线可能改变控制RF雷达系统的RF块的寄存器的内容例如转换存储在触发器中的位，从而改变发射器或接收器增益设定，或可能直接通过干扰其内部信号而影响RF块。在一些情况下，这些瞬时故障可能导致RF块提供引起RF雷达系统虚假解译的不准确的输出信号，从而可能导致未能检测到存在的物体、存在的物体的大小、距离或速度的不准确的测量结果，或对不存在的物体的虚假检测。校正此种虚假解译的一个方法包括运行常规内置自检。然而，如图2的时序图中所示出，常规内置自检通常在专用测试模式中运行，而不是在RF块的功能操作期间运行。时序图将RF块的功能操作显示为一系列若干时间块，在此期间，发射器用输出信号驱动Tx天线，所述信号也称为功能啁啾。专用测试模式在第M个功能啁啾后交叉，其中发射器用测试输出信号或测试啁啾驱动Tx，并执行内置自检例如以确定发射器和接收器路径是否仍然有效。因此，在自检期间无法执行物体检测。RF块的功能操作在执行内置自检之后恢复。其它校正虚假解译的方法包括执行RF块的输出信号的似真性检查，或者借助于简单地重复测量。然而，似真性检查可能因接受处于可接受容限内的不正确信号，或者因丢弃落在可接受容限以外的正确信号而易于出错，并且重复测量耗费时间。实际上，这些校正方法中的每一种都从RF块执行物体检测的功能操作中耗费掉时间。此外，因为这些校正方法突然出现并且持续时间较短例如几微秒，所以这些校正方法通常不能实时检测到瞬时故障，其中直到瞬态故障消失后的时间，这些校正方法甚至可能不会被触发。此类校正方法更好地适合于检测永久性故障，例如短路或断路的永久性错误状态例如因RF块中的不合需要的颗粒的存在而导致。本公开提供内置自检BIST解决方案，其能够在RF雷达系统的功能操作期间实时检测干扰。BIST电路系统包括从发射器的输出到接收器的输入的永久性反馈路径。反馈路径具有高衰减，其防止RF雷达系统的功能操作被干扰。发射器输出信号与确定性的相位噪声混合，并且被衰减以产生低幅值测试信号。在接收器输入处所接收的回波信号与测试信号重叠。BIST电路系统还包括被配置成将接收器输入信号其包括回波信号和测试信号两者与此相位噪声相关的相关器。相关的结果是直流电压，或错误检测信号，其与发射器输出功率、从发射器输出到接收器输入的反馈路径的衰减，以及接收器增益成正比。可能基于将错误检测信号当前值与预期值相比，检测发射器和接收器，包括它们的混频器和它们的数字控制电路的缺陷或故障。因为此类缺陷或故障通常导致发射器输出处或接收器输入处的阻抗错配，所以发射和接收天线的缺陷或故障也可以被检测到。这种错配改变发射器输出功率电平或接收器输入阻抗，其改变接收器输入处的重叠噪声信号的功率电平，并且继而改变错误检测信号的值。例子实施例图3示出描绘具有内置自检BIST电路系统的示例射频RF雷达系统200的框图。雷达系统200包括本地振荡器LO105、功率放大器PA110和实施发射器的发射Tx天线115。雷达系统200包括接收Rx天线120、低噪声放大器LNA125和实施接收器的混频器130。图3中所示出的组件还可被称作RF雷达系统200的RF块，或可被称为收发器。雷达系统200还包括实施BIST电路系统的噪声产生器235、混频器240、衰减器245和相关器260。如下文进一步论述，混频器240和衰减器245形成从发射器的输出到接收器的输入的永久性反馈路径。在示出的实施例中，Tx天线115和Rx天线120被实施为分离的天线，但在其它实施例中可使用充当Tx天线115和Rx天线120两者的单个天线其需要环行器或其它耦合装置来在发射相位期间将发射器输出连接到天线，以及在接收相位期间将接收器输入连接到天线。在一些实施例中，LO105被配置成输出LO信号xt，其实施图3的左上处示出的功能啁啾或啁啾信号xt。LO啁啾信号xt是具有以周期方式随时间以线性方式增加或减小的瞬态频率的正弦RF信号，其中频率改变提供用于时间参考的周期性循环。换句话说，LO啁啾信号是调频连续波frequency-modulatedcontinuous-wave，FMCWRF信号。在此类实施例中，如下文另外论述，LO啁啾信号xt被提供到PA110，并且也用于降混混频器130处所接收的回波信号，其应在混频器130的输出处提供低频或基频信号。如图3的左上所示出，LO105是使用压控振荡器voltagecontrolledoscillator，VCO102实施，所述压控振荡器102在一些实施例中还可以包括锁相回路phaselockedloop，PLL。VCOPLL102从逻辑控制335结合图5另外论述接收电压控制信号，其是随时间以线性方式增加或减小的周期性斜变控制信号。作为响应，VCOPLL102输出具有对应于斜变控制信号，以线性方式随时间增加或减小的瞬态频率的正弦RF信号xt。电压控制信号的例子包括但不限于锯齿形信号、三角形信号或其它合适的信号。在其它实施例中，LO105被配置成输出专用LO信号xt，其与IF信号进一步混合以产生啁啾信号ct，其在图3的左下处示出。响应于从逻辑控制335接收到的斜变电压控制信号而类似地通过VCOPLL102输出LO信号xt，其中专用LO信号xt是具有以周期方式随时间以线性方式增加或减小的频率的正弦RF信号，其中频率改变提供用于时间参考的周期性循环。可能例如通过功能信号发生器提供中频intermediatefrequency，IF信号。混频器104被配置成使用专用LO信号xt来将IF信号上混或上变频转换为RF啁啾信号ct，其被提供到PA110。专用LO信号xt同样用以降混混频器130处所接收的回波信号，其将在混频器130的输出处产生IF信号。周期性斜变信号的例子包括但不限于锯齿信号、三角形信号或其它合适的信号。在一些实施例中，LO105被配置成产生在23GHz到81GHz操作频率范围内信号，例如在约77GHz附近的操作频率频带中例如频率从77GHz斜升到77.5GHz或24GHz附近的操作频率频带中。示例啁啾信号可能在30μs微秒内扫过2GHz。LO105的一些实施例还可以包括滤波器例如带通滤波器，其从产生的啁啾信号滤除任何不合需要的方面，例如尖峰或谐波。PA110被配置成通过某个放大因数A，将可能为信号xt或者信号ct的低功率啁啾信号转换为较高功率输出信号，其标示为A·xt。PA110的输出被连接到Tx天线115，其中PA110驱动Tx天线115连续地辐射输出啁啾信号一定持续时间。雷达系统200范围内的周围环境中的物体反向散射输出信号的回波到Rx天线120。Rx天线120处的回波信号的信号功率大体上比Tx天线115处的输出信号的信号功率小得多。Rx天线120连接到LNA125的输入，其被配置成放大其输入节点255处的非常低功率的信号，而不使其信噪比signal-to-noiseratio，SNR明显降级。LNA125的输出连接到混频器130的第一输入，而LO105的输出连接到混频器130的第二输入。应注意在类似于图1所示的雷达系统的通常RF雷达系统中，回波信号被通过LNA125放大并且作为回波信号yt在混频器130的第一输入处被提供，而LO信号xt在混频器130的第二输入处被提供，其中信号xt和yt两者是RF信号。混频器130被配置成使用LO信号xt降混回波信号yt，其将回波信号yt降频转换成在频域中具有低频分量，也被称为直流分量的低频信号bt。此低频范围可以是从0Hz到某个更高频率的基频范围，其中信号bt被称为基频信号例如解调回波信号，或者此低频范围可以是中频IF信号或者在基频之上并且在可操作RF频带之下的更高频带。信号bt被提供给功能评估电路用于进一步滤波和处理，以准备确定周围环境中物体的距离和速度信息的数字信号处理。举例来说，因为回波信号yt已经从Tx天线115行进到物体并且回到Rx天线120，所以回波信号yt在时间上相比LO信号xt延迟一定时间差Δt。这也意味着在任何给定的时间，回波信号yt与LO信号xt之间存在瞬时的频率差Δf，其与到物体的距离成比例假设LO信号xt频率线性增加。也可以基于回波信号yt中是否也存在多普勒频率由物体的速度引起来获得物体的速度信息。回到图3，应注意RF雷达系统200的功能操作类似于RF雷达系统100其中RF雷达系统200包括RF雷达系统100的组件的功能操作，例如被类似地配置成使用啁啾信号降混回波信号以产生低频信号。然而，所公开的RF雷达系统200还包括BIST电路，所述BIST电路被配置成实施重叠在回波信号上的低幅值确定性相位噪声信号也称为测试信号，以便与雷达系统200的功能操作同时或同步执行自检，其中这种自检验证了发射器侧和接收器侧的正确操作。BIST电路系统在发射器的输出节点250与接收器的输入节点255之间实施永久性反馈路径。反馈路径包括具有连接到衰减器245的输出的混频器240。输出节点250连接到混频器240的第一输入。BIST电路系统还包括噪声产生器235，其具有连接到混频器240的第二输入的输出。噪声产生器235被配置成产生确定性相位噪声信号nt，其通常在关注的频带内的频域中具有平坦的功率谱密度powerspectraldensity，PSD，以及基本上小于LO信号xt的幅值，其可以是专用LO信号或LO啁啾信号。优选的是实施包括各种不同随机频率的噪声信号nt，这导致对应于横跨关注频带的频域中的分量频率的较宽的层的测试信号。噪声信号nt不与LO信号和啁啾信号相关，并且类似地不与所发射的输出信号和所接收的回波信号相关。混频器240被配置成将来自节点250的输出信号与噪声信号nt混频以产生中间信号。应注意的是，中间信号具有等于瞬时输出信号频率与瞬时噪声信号频率例如f1±f2的和以及差的分量频率，其有效地以低频偏移输出信号。此低频偏移可能在约0Hz到最高20MHz的范围内，例如约10kHz、约1MHz或约10MHz的频率偏移。衰减器245被配置成衰减中间信号以产生低幅值测试信号Nt，其也可以被称作低幅值确定性的相位噪声信号。在一些实施例中，测试信号Nt比节点250处的输出信号小40到60dB。在一些实施例中，可能通过简单的分压器网络实施衰减器245。在Rx天线120处接收到的回声信号被标示为yt，并且在输入节点255处与测试信号Nt重叠，输入节点255是被配置成将回波信号yt和测试信号Nt组合或相加在一起成为被提供到LNA125的组合的接收器输入信号的组合器。LNA125被配置成以一定的放大因数放大此组合的接收器输入信号，其标示为A[yt+Nt]。应注意除了回波信号yt之外，Rx天线120上也可能接收来自周围环境的额外噪声。因为LNA125被配置成将组合的接收器输入信号放大到高于一些本底噪声以致力于最小化从周围环境拾取的噪声，所以可能预期测试信号Nt处于高于本底噪声，但仍比回波信号yt低得多的一定电平。然而，因为产生的和所接收的噪声之间的长期相关度，所以这不是必需的。混频器130被配置成使用LO信号xt降混经放大的组合的输入信号，其将组合的输入信号降频转换成组合的低频信号bt+n′t。应注意，因为回波信号yt和LO信号xt具有相同调频，所以这些信号降混到低频信号bt中的直流分量，所述低频信号可以被认为是解调的回波信号bt。然而，因为测试信号Nt相比于LO信号xt被频率转换，所以这些信号降混到对应于频率偏移的信号n′t中的分量频率，其中信号n′t是噪声信号nt的一个版本或副本。撇号符号′用以确认随着噪声信号的副本沿反馈和接收器路径行进，噪声信号副本可能出现一定变形例如由混频器所引起的变形。所得分量频率可能落在将近0Hz到20MHz的范围中，例如约10kHz、1MHz或10MHz的频带中。组合的低频信号bt+n′t被提供相关器260和功能评估电路两者例如通过RF分离器或耦合器，其中相关器260在RF雷达系统200的功能操作期间执行自检。图4的时序图示出此自检随着一系列的若干时间块与功能操作同时执行，在其期间RF雷达系统200使用功能啁啾执行物体检测，即使产生测试噪声和将其引入RF雷达系统200中用于自检电是如此。因此，物体检测与自检同时执行。RF雷达系统的用于物体检测的其余组件的操作结合图5在下文另外论述。在一些实施例中，相关器260被配置成随着相关器260接收组合的低频信号和噪声信号两者的部分时，不断地对其进行缓冲。相关器260使用噪声信号作为在组合的低频信号内寻找的目标信号。相关器260对信号执行相关操作，例如放大信号的采样，其中每个放大的结果是指示组合的低频信号采样的振幅与所述位置处的噪声信号相似程度的相关度指标。相关度指标被求和以及归一化以产生相关度值，其具有指示两个信号之间的相关度的强度的直流值例如指示组合的低频信号内的噪声信号的副本的幅值类似于噪声信号幅值的概率。返回到图3，如下文结合图5另外论述，相关器260被配置成将组合的低频信号bt+n′t与噪声信号nt相关，并且输出直流电压作为错误检测信号，其被提供到功能安全逻辑315。错误检测信号的直流值对应于低频信号Bt+n′t与噪声信号nt之间的相关度值。应注意，信号n′t包括分量频率，其应与到噪声信号nt中的分量频率相关，从而致使相关器260产生指示这些信号之间存在强相关度的预期相关度值。然而，如果组合的低频信号中的噪声信号n′t的幅值太低其可能由沿反馈路径和接收器路径某处引起的额外衰减所引起，那么相关器260替代地产生弱相关度值，其表示这些信号之间存在弱相关度。预期最低阈值可以被设定成在一定容限内低于预期相关度值，所述容限考虑可能在RF雷达系统200的功能操作期间出现的正常噪声变化。错误检测信号指示当相关度值低于预期的最低阈值时检测到错误，这又指示组合的低频信号中的噪声信号的副本的幅值太低而不能与噪声信号nt准确相关。此错误检测信号立即指示RF雷达系统200已经历实时故障，其可以是错误地改变控制信号设定并且已经影响了噪声信号的副本的幅值的瞬时故障。在一些实施例中，预期最高阈值可以类似地被设定成高于预期相关度值，其中当相关度值超过预期最高阈值并且指示信号之间存在过强相关度时，错误检测信号指示检测到错误。这可以指示组合的低频信号中的噪声信号的副本的幅值过高，表明RF雷达系统200的增益设定或衰减设定已被错误地改变。图5示出在其中实施RF雷达系统200的示例汽车系统300。在示出的实施例中，图3中所示出的RF块组件被实施为雷达集成电路IC200，其包括BIST310其中BIST310包括噪声产生器235、相关器260，以及包括混频器240和衰减器245的发射器输出节点250与接收器输入节点255之间的反馈路径。可以将雷达IC200形成为半导体管芯或半导体基板的一部分。此雷达IC200可能被附接到底层载体基板上，例如微控制器板305，以形成雷达装置的部分，其中微控制器板305包括在非导电基板上使用聚酰亚胺或FR4或BT树脂形成的导电特征。RF雷达系统200还包括功能安全逻辑315、雷达警报逻辑325、逻辑控制335、功能评估电路340和数字信号处理DSP330，其可以被附接到微控制器板305上以形成雷达装置。DSP330实施雷达应用，例如实施调频连续波FMCW雷达。DSP330可能将数字控制字组输出到逻辑控制335，其又可以包括数模转换器digital-to-analog-converter，DAC，所述数模转换器将数字控制字组转换成模拟信号，例如电压控制信号。在一些实施例中，逻辑控制335将此电压控制信号提供到LO105的PLL或VCO以在LO输出处产生LO信号xt。逻辑控制335同样实施数个其它控制信号，其控制发射器和接收器的设定，例如增益或衰减。应注意，在一些实施例中，功能评估电路340和DSP330为被一起实施成雷达专用集成电路applicationspecificintegratedcircuit，ASIC。在一些实施例中，雷达ASIC还可以包括逻辑控制335、功能安全逻辑315和雷达警报逻辑325中的一种或多种。雷达IC200将组合的低频信号bt+n′t提供到被配置成处理用于DSP330的信号的功能评估电路340，其可以包括滤除不合需要的方面例如尖峰、谐波、噪声以及使用模数转换器analog-to-digital-converter，ADC数字化用于DSP330的信号。DSP330被配置成例如通过使用快速傅里叶变换FastFourierTransform，FFT或其它合适的算法执行计算以确定关于物体的距离和速度信息。DSP330以通信方式耦合到雷达警报逻辑325，其可能存储距离和速度信息以及跟踪在车辆附近检测到的各种物体。雷达警报逻辑325以通信方式耦合到汽车中央处理单元CPU320且被配置成将关于被跟踪物体的警报指示提供到汽车CPU320。汽车CPU320可能继而通过视觉显示器、音频警告或鸣响，以及驾驶员辅助例如使车辆减速或更改车辆线路，将关于被跟踪物体的警告传达给车辆驾驶员。BIST310执行组合的低频信号bt+n′t的相关，并且将所得错误检测信号提供到功能安全逻辑315，其同样以通信方式耦合到汽车CPU320。功能安全逻辑315被配置成将其它警报指示提供到汽车CPU320，例如基于错误检测信号提供雷达系统或装置当前自检状态。功能安全逻辑315还可以被配置成响应于错误检测信号而执行一系列动作。举例来说，功能安全逻辑315可以从错误检测信号确定RF雷达系统或雷达装置需要被重新启动，并且作为响应触发雷达系统或装置的重新启动。功能安全逻辑315也可以向汽车CPU传达未就绪状态，直到雷达系统或装置可操作为止。功能安全逻辑315也可以确定错误检测信号指示雷达系统或装置的不可修复的故障例如即使重新启动之后也不可修复，并且作为响应触发雷达系统或装置断电。功能安全逻辑315也可以将雷达系统或装置的故障状态传达到汽车CPU，并且可能另外传达汽车CPU需要切换到车辆上存在的另一雷达系统或装置的指示。功能安全逻辑315可能另外监控其它值，例如温度、电源电压、PLL锁定状态等等。在一些实施例中，所述功能安全逻辑315被配置成分析所述错误检测信号以及确定是否指示RF雷达系统200的特定错误。如上文所论述，错误检测信号是直流信号，其与发射器输出功率、反馈路径衰减和接收器增益成正比。因为这些方面中的每一个单独地影响直流信号，所以直流信号的改变可能指示这些方面中的一种已遭受干扰或故障，例如错误的增益设定、衰减设定、阻抗设定。举例来说，可基于与期望直流值相比错误检测信号的当前直流值，检测发射器和接收器，包括它们的混频器和它们的数字控制电路的缺陷或故障。因为这种缺陷或故障通常导致发射器输出处或接收器输入处的阻抗错配，所以发射和接收天线的缺陷或故障也可以被检测到。这种错配改变发射器输出功率电平或接收器输入阻抗，从而改变接收器输入处的重叠噪声信号的功率电平，并且继而改变错误检测信号的直流值。如上文所论述，图6示出描绘操作公开的具有BIST的RF雷达系统的示例方法的流程图。方法开始于操作405，其中在雷达系统的发射器Tx侧上产生噪声信号nt。操作405还可以包括同时在雷达系统的Tx侧上产生LO信号xt。在一些实施例中，LO信号xt可实施啁啾信号，而在其它实施例中LO信号xt用以实施啁啾信号ct。方法继续到操作410，其中混频噪声信号nt与LO信号xt的一个版本以产生中间测试信号，其中取决于实施例，LO信号xt的版本可以是LO晶片信号xt的经放大版本，或可以是使用专用LO信号xt上混的啁啾信号ct。操作410还可以包括同时在Tx天线上发射啁啾信号的经放大版本其取决于实施例可以是xt或ct。方法继续到操作415，其中使中间测试信号衰减以产生测试信号Nt。应注意操作410和415在Tx输出与Rx输入之间的反馈路径上实施。方法继续到操作420，其中将测试信号Nt通过反馈路径提供到Rx输入。操作420还可以包括同时在Rx天线上接收回波信号yt。应注意测试信号Nt被添加到回波信号yt或与其组合以在Rx输入处提供组合的Rx输入信号。方法继续到操作425，其中通过啁啾信号xt降混Rx输入信号yt+Nt的经放大版本以产生组合的低频信号bt+n′t。方法继续到操作430，其中使低频信号与噪声信号nt相关，以产生错误检测信号。操作430还可以包括通过处理低频以确定距离和速度信息来同时执行物体检测。方法继续到操作435，其中将错误检测信号提供到功能安全逻辑，其响应于错误检测信号而执行一个或多个动作以确保驾驶员安全。如上所述，雷达IC可以在半导体管芯或基板上实施，所述半导体管芯或基板可以是任何半导体材料或材料的组合，例如砷化镓、锗化硅、绝缘体上硅silicon-on-insulator，SOI、硅、单晶硅等以及以上材料的组合。有源电路系统使用应用于半导体晶片的一系列众多过程步骤形成于半导体管芯或基板上，所述过程步骤包括但不限于沉积包括介电材料和金属半导体材料，例如生长、氧化、溅镀和共形沉积、蚀刻半导体材料，例如使用湿性蚀刻剂或干性蚀刻剂、平坦化半导体材料，例如执行化学机械抛光或平坦化、执行用于图案化的光刻，包括沉积和移除光刻掩模或其它光阻材料、离子植入、退火等等。集成电路组件的例子包括但不限于处理器、存储器、逻辑、模拟电路、传感器、微机电系统microelectromechanicalsystem，MEMS装置、独立离散装置例如电阻器、电感器、电容器、二极管、功率晶体管等等。在一些实施例中，有源电路系统可以是上文所列的集成电路部件的组合，或可以是另一类型的微电子装置。如本文所用，“节点”意味着任何内部或外部参考点、连接点、接合点、信号线、导电元件等等，在“节点”处存在给定信号、逻辑电平、电压、数据模式、电流或量。此外，两个或更多个节点可通过一个物理元件实现并且即使在共用模式下接收或输出，也可对两个或更多个信号进行多路复用、调制或以其它方式区分。以下描述是指节点或特征被“连接”或“耦合”在一起。如本文中所使用，除非明确地陈述，否则“耦合”意指一个节点或特征直接或间接接合到另一节点或特征或与其直接或间接连通，且未必是以物理方式接合。如本文所使用，除非另外明确地陈述，否则“连接”意指一个节点或特征直接接合到另一节点或特征或与其直接连通。此外，尽管本文所示的各种示意图描绘元件的某些例子布置，但在实际实施例中也可存在额外介入元件、装置、特征或组件假设给定电路的功能不受不利影响。现在应该认识到，已经规定能够实时检测RF雷达系统中的干扰的内置自检BIST解决方案，其中BIST在RF雷达系统的功能操作期间同时执行，在此期间，RF雷达系统使用功能啁啾来执行物体检测，即使测试噪声被产生和引入到RF雷达系统200用于自检也是如此。在本公开的一个实施例中，提供用于操作雷达装置的方法的实施例，所述雷达装置具有发射器和接收器，所述方法包括：产生噪声信号；将所述噪声信号与发射器输出射频RF信号混合以产生中间信号，其中所述发射器输出RF信号是具有以线性方式增加的频率的本地振荡器LO信号的版本；衰减所述中间信号以产生测试信号；将所述测试信号添加到接收器输入RF信号以产生组合的接收器输入RF信号；将所述组合的接收器输入RF信号的放大版本与所述LO信号降混以产生组合的低频信号；以及将所述组合的低频信号与所述噪声信号相关以产生错误检测信号。上述实施例的一个方面规定，错误检测信号指示组合的低频信号内的噪声信号的副本的幅值低于预期阈值的概率。上述实施例的另一方面规定，当组合的低频信号与噪声信号之间存在微弱相关时，错误检测信号指示检测到错误。上述实施例的另一方面规定，与LO信号相比，测试信号包括频移，并且组合的低频信号包括对应于频移的分量频率。上述实施例的另一方面规定，所述方法另外包括：将错误检测信号提供给功能安全逻辑，其中功能安全逻辑通信地耦合到汽车中央处理单元CPU，并且功能安全逻辑基于错误检测信号指示雷达装置的当前自检状态。上述实施例的另一方面规定，所述方法还包括：在发射天线上发射功能啁啾信号作为发射器输出RF信号，其中发射与将噪声信号与发射器输出RF信号混合同时进行。上述实施例的另一方面规定，所述方法还包括：从接收天线接收所述发射器输出RF信号的回波信号作为所述接收器输入RF信号，其中所述接收与所述将测试信号添加到所述接收器输入RF信号同时进行。上述实施例的另一方面规定，所述方法还包括：处理组合的低频信号，其中所述处理与将组合的低频信号与噪声信号相关同时进行。上述实施例的另一方面规定，雷达装置实施调频连续波FMCW雷达。在本公开的另一个实施例中提供雷达装置，其包括：发射器，其被配置成发射包括具有线性增加的频率的本地振荡器LO信号的版本的输出射频RF信号；接收器，其被配置成接收输入RF信号；噪声产生器，其被配置成产生噪声信号；反馈路径，其连接在所述发射器的输出与所述接收器的输入之间，所述反馈路径包括第一混频器和衰减器，所述第一混频器被配置成将所述输出RF信号与所述噪声信号混频来产生中间信号，而所述衰减器被配置成衰减所述中间信号来产生测试信号；组合器，其被配置成将所述测试信号与所述输入RF信号组合以产生组合的输入RF信号，其中所述接收器包括被配置成将所述组合的输入RF信号的经放大版本与所述LO信号降混以产生组合的低频信号的第二混频器；以及相关器，其被配置成基于所述组合的低频信号与所述噪声信号的相关度输出错误检测信号。上述实施例的一个方面规定，所述错误检测信号指示组合的低频信号内的噪声信号的副本的幅值低于预期阈值的概率。上述实施例的另一方面规定，所述相关器被配置成在所述组合的低频信号与所述噪声信号之间存在较弱相关度时，输出较低相关度值作为所述错误检测信号，其中所述较低相关度值指示检测到错误。上述实施例的另一方面规定，与LO信号相比，测试信号包括频移，并且组合的低频信号包括对应于频移的分量频率。上述实施例的另一方面规定，所述雷达装置另外包括：以通信方式耦合到汽车中央处理单元CPU的功能安全逻辑，其中所述功能安全逻辑被配置成基于所述错误检测信号传达所述雷达装置的当前自检状态。上述实施例的另一方面规定，所述雷达装置另外包括：耦合到所述发射器的逻辑控制，所述逻辑控制被配置成当所述第一混频器将所述功能啁啾信号与所述噪声信号混频时，同时控制所述发射器在发射天线上输出功能啁啾信号作为所述输出RF信号。上述实施例的另一方面规定，从接收天线接收输出RF信号的回波信号作为输入RF信号，并且接收器的输入接收回波信号与测试信号的组合。上述实施例的另一个方面规定所述功能安全逻辑进一步被配置成分析所述错误检测信号的当前值以确定是否指示所述雷达装置的特定错误。上述实施例的又另一个方面规定所述错误检测信号包括具有一个或多个贡献分量的直流DC信号，所述一个或多个贡献分量对应于包括以下各项的一个或多个组：发射器输出功率、所述反馈路径的衰减和接收器增益。上述实施例的另一另外方面规定，所述功能安全逻辑被另外配置成执行一组动作中的一个动作，包括：重新启动所述雷达装置、使所述雷达装置断电，将未就绪的状态传达给所述汽车CPU，将故障状态传达到所述汽车CPU，以及将切换到另一个雷达装置的指示传达到所述汽车CPU。上述实施例的另一方面规定，所述雷达装置另外包括：功能评估电路，其被配置成将所述组合的低频信号处理和数字化成数字化低频信号；以及数字信号处理器，其在所述相关器比较所述组合的低频信号与所述噪声信号同时，处理所述数字化低频信号以确定距离和速度信息。因为实施本发明的设备在很大程度上是由本领域的技术人员已知的电子组件和电路形成，所以将不会以超过上文所说明的视为必需的任何程度解释电路细节，以了解和理解本发明的基础概念，且避免与本发明的传授内容混淆或分散。如本文所使用，术语“大体”和“大体上”意味着足以用切实可行的方式实现所陈述目的或值，这考虑由可在RF雷达装置的功能操作期间发生的常见和预期异常引起的任何轻微缺陷或偏差，如果存在的话，这些轻微缺陷或偏差对于所陈述目的或值并不显著。同样如本文所使用，术语“大致”和“约”意味着接近所指示值、量或质量的可接受范围或在其可接受范围内的值，所述值也包括准确指示的值本身。虽然本文中参考具体实施例描述了本发明，但是可以在不脱离如所附权利要求书中所阐述的本发明的范围的情况下进行各种修改和改变。举例来说，在图3中所示出的RF雷达系统中可能实施额外的或较少的发射信道。相应地，本说明书和图式应以说明性而非限制性意义看待，并且全部此类修改意图被包括于本发明的范围内。本文中对于具体实施例描述的任何优势、优点或问题解决方案并不意图被理解为任何或全部权利要求的重要的、需要的或基本特征或元素。此外，如本文中所使用，术语“一”被限定为一个或超过一个。而且，权利要求书中例如“至少一个”和“一个或多个”等介绍性短语的使用不应被解释为暗示由不定冠词“一”导入的另一权利要求要素将含有此导入的权利要求要素的任何特定权利要求限于仅含有一个此要素的发明，甚至是在同一权利要求包括介绍性短语“一个或多个”或“至少一个”和例如“一”等不定冠词时也是如此。上述同样适用于定冠词的使用。除非另外说明，否则例如“第一”和“第二”等术语用以任意地区别这些术语所描述的元件。因此，这些术语未必意图指示这些元件的时间优先级或其它优先级。

权利要求：1.一种用于操作雷达装置的方法，所述雷达装置具有发射器和接收器，其特征在于，所述方法包括：产生噪声信号；将所述噪声信号与发射器输出射频RF信号混合以产生中间信号，其中所述发射器输出RF信号是一种版本的具有以线性方式增加的频率的本地振荡器LO信号；衰减所述中间信号以产生测试信号；将所述测试信号添加到接收器输入RF信号以产生组合的接收器输入RF信号；将所述组合的接收器输入RF信号的放大版本与所述LO信号降混以产生组合的低频信号；以及将所述组合的低频信号与所述噪声信号相关以产生错误检测信号。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述错误检测信号指示所述组合的低频信号内的所述噪声信号的副本的幅值低于预期阈值的概率。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述错误检测信号指示在所述组合低频信号与所述噪声信号之间存在弱相关度时检测到错误。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测试信号相比于所述LO信号包括频率偏移，并且所述组合的低频信号包括对应于所述频率偏移的分量频率。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：将所述错误检测信号提供到功能安全逻辑，其中所述功能安全逻辑以通信方式耦合到汽车中央处理单元CPU，并且所述功能安全逻辑基于所述错误检测信号指示所述雷达装置的当前自检状态。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：在发射天线上发射功能啁啾信号作为所述发射器输出RF信号，其中所述发射与所述混合所述噪声信号与所述发射器输出RF信号同时进行。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：从接收天线接收所述发射器输出RF信号的回波信号作为所述接收器输入RF信号，其中所述接收与所述将测试信号添加到所述接收器输入RF信号同时进行。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：处理所述组合的低频信号，其中所述处理与所述将所述组合的低频信号与所述噪声信号相关同时进行。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述雷达装置实施调频连续波FMCW雷达。10.一种雷达装置，其特征在于，包括：发射器，其被配置成发射输出射频RF信号，所述输出射频信号包括一种版本的具有以线性方式增加的频率的本地振荡器LO信号；接收器，其被配置成接收输入RF信号；噪声产生器，其被配置成产生噪声信号；反馈路径，其连接在所述发射器的输出与所述接收器的输入之间，所述反馈路径包括第一混频器和衰减器，所述第一混频器被配置成将所述输出RF信号与所述噪声信号混频来产生中间信号，而所述衰减器被配置成衰减所述中间信号来产生测试信号；组合器，其被配置成将所述测试信号与所述输入RF信号组合以产生组合的输入RF信号，其中：所述接收器包括第二混频器，所述第二混频器被配置成将所述组合的输入RF信号的经放大版本与所述LO信号降混以产生组合的低频信号；以及相关器，其被配置成基于所述组合的低频信号与所述噪声信号的相关度输出错误检测信号。

百度查询： 恩智浦有限公司 使用噪声注入的RF雷达装置BIST

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