雷达收发器的制作方法

1.本公开涉及一种具有包括移相器的发射器的雷达收发器。


背景技术：

2.相位旋转器或移相器(ps)电路常常用于通信系统中，且更具体地说，用于收发器中。特别是在雷达系统中，移相器可放置在发射器路径中，从而实现波束成形，这提高了雷达分辨率。


技术实现要素：

3.根据第一方面，提供一种具有正常发射器操作模式和自测试操作模式的雷达收发器，所述收发器包括：
4.数字控制器，其被配置成提供指示相移的数字控制信号；
5.数模转换器，其被配置成接收所述数字控制信号并根据所述相移提供模拟信号；
6.移相器，其被配置成接收所述模拟信号并提供相移输出信号以供发射；
7.假负载，其被连接以从所述数模转换器接收所述模拟信号并提供模拟输出；
8.电阻网络，其连接在所述假负载的输出两端；
9.测试模块，其被配置成测量所述假负载的所述模拟输出；以及
10.控制器模块，其被配置成在所述自测试操作模式期间通过以下操作来控制所述假负载、测试模块和数字控制器的操作：
11.启用所述假负载；
12.操作所述数字控制器以将一系列数字控制信号提供到所述数模转换器；以及
13.操作所述测试模块以测量所述假负载的所述模拟输出，从而确定所述数模转换器的线性测量值。
14.所述假负载可以是所述移相器的复本。
15.所述控制器模块可以被配置成在操作所述数字控制器之前操作所述测试模块以提供通过所述电阻网络的电流并且测量所述电阻网络的电阻值。
16.所述控制器模块可以被配置成在所述正常发射器操作模式期间停用所述假负载。
17.所述假负载可以包括第一差分输出连接和第二差分输出连接，并且所述电阻网络可以包括：
18.第一电阻器，其连接在所述第一差分输出连接与共同节点之间；
19.第二电阻器，其连接在所述共同节点与所述第二差分输出连接之间。
20.所述测试模块可以被配置成测量所述第一差分输出连接和所述第二差分输出连接和所述共同节点中的任何两个之间的电压。
21.所述第一电阻器和所述第二电阻器可以是可变电阻器。
22.在生产自测试模式期间，所述控制器模块可以被配置成输出并存储表示所述数模转换器的所述线性测量值的第一数字代码。
23.在服务自测试模式期间，所述控制器模块可以被配置成输出表示所述数模转换器的所述线性测量值的第二数字代码，并将所述第二数字代码与所存储的第一数字代码进行比较。
24.所述收发器可以被配置成在所述第一输出数字代码与所述第二输出数字代码匹配的情况下以所述正常操作模式操作。
25.如果所述第一输出数字代码与所述第二输出数字代码不匹配，则所述收发器可以被配置成以故障安全模式操作，所述控制器可以输出错误标记，和/或所述控制器可以停用所述收发器的操作。
26.如果所述假负载被称为第一假负载并且所述电阻网络被称为第一电阻网络，则所述收发器可以另外包括被连接以接收所述模拟信号并将基带信号输出到所述收发器的接收器模块的第二假负载。
27.根据第二方面，提供一种测试根据第一方面的雷达收发器的方法，所述方法包括所述控制器模块进行以下操作：
28.启用所述收发器；
29.操作所述数字控制器以将数字控制信号提供到所述数模转换器；
30.操作所述测试模块以测量所述假负载的所述输出并提供数字代码作为所述数模转换器的线性测量值。
31.根据第三方面，提供一种计算机程序，其包括用于使计算机处理器(即，控制器模块)执行根据第二方面的方法的指令。
32.可提供计算机程序，当在计算机上运行时，所述计算机程序使计算机配置包括本文所公开的电路、控制器、传感器、滤波器或装置的任何设备或执行本文所公开的任何方法。作为非限制性例子，计算机程序可以是软件实施方案，且计算机可以被认为是任何适当的硬件，包括数字信号处理器、微控制器以及在只读存储器(rom)、可擦除可编程只读存储器(eprom)或电可擦除可编程只读存储器(eeprom)中的实施方案。软件实施方案可以是汇编程序。
33.所述计算机程序可在非暂时性计算机可读介质上提供，所述非暂时性计算机可读介质可以是物理计算机可读介质，例如光盘或存储器装置，或可体现为瞬态信号。此瞬态信号可以是网络下载，包括因特网下载。
34.本发明的这些以及其它方面将通过下文所描述的实施例显而易见，并且将参考下文所描述的实施例阐明本发明的这些以及其它方面。
附图说明
35.将参考图式仅作为例子描述实施例，其中：
36.图1是示例雷达收发器的示意性框图；
37.图2是具有假负载的示例雷达收发器的示意性框图；
38.图3是图2的示例雷达收发器的一部分连同相关联部件的示意性框图；
39.图4是示出对示例收发器执行自测试操作的示例方法的示意性流程图；并且
40.图5示出了在存在和不存在假负载的情况下psdac的i输出的差分(顶部曲线图)和积分(底部曲线图)线性的模拟结果。
41.应注意，图是图解说明且未按比例绘制。为在图式中清楚且方便，这些图的各部分的相对尺寸和比例已示出为在大小上放大或缩小。相同的附图标记一般用于指代在被修改的和不同的实施例中对应或相似的特征。
具体实施方式
42.图1示出了如us 10,418,972 b2中所公开的示例雷达装置100的简化框图。雷达装置100包括具有接收器模块102和发射器模块104的雷达收发器。可经由数字接口108从接收器模块102检索数据输出106。接收器模块102可包括例如耦合到接收器输入rx1且被配置成向基带模块112提供信号的毫米波前端(mmw fe)110，所述mmw fe 110由可变增益放大器和滤波器构成。可通过模数转换器(adc)114将由基带模块112传递的信号从模拟域转换到数字域以提供接收器模块102的数字输出。可经由数字接口108将接收器模块102的数字输出从雷达装置100导出。举例来说，数字接口108可包括缓冲器和数据格式转换器。
43.发射器104连接到数字控制器116。数字控制器116包括直接数字合成器(dds)118。通过数字控制器116向发射器模块104提供dds 118的输出。可经由∑-δ调制器120在数字控制器116的输出处提供来自dds 118的信号。
44.在数字控制器116的dds 118的控制下，由发射器模块104的移相器数模转换器(psdac)122产生供发射的信号的相位。psdac 122驱动移相器124。移相器124还接收来自锁相回路(pll)电路126的振荡器信号。
45.锁相回路电路126包括压控振荡器(vco)128和缓冲器130。移相器124向功率放大器(pa)132提供相移信号131。pa 132还接收数模转换器(dac)134的输出。dac 134以电流模式提供对pa 132的输出功率的控制。pa 132将发射信号136提供到发射器输出tx3以提供到天线。
46.在图1所示的例子中，发射器模块104和数字控制器116的相位控制可以电压模式或电流模式操作。可经由数字控制器116根据雷达装置100的状态来控制发射器模块104的模式。举例来说，在正常操作模式中，发射器模块104的相位控制可以电流模式操作。在内建自测试(bist)操作模式中。可以电压模式驱动接收器模块102。已发现发射器模块104的移相器124的电压操作模式与电流模式相比提供较高准确度，这适用于在bist程序期间测试接收器链的线性，下文提供其例子。通过在正常操作模式期间以电流模式驱动移相器124，正常操作中的发射器模块104的发射器功率噪声与使用电压模式驱动的相移器相比可降低。
47.在电压操作模式中，可经由∑-δ调制器120将dds 118的输出提供到移相器dac的输入。经由低通滤波器140向移相器124提供移相器dac 122在电压模式中的输出以移除带外信号。使用∑-δ(sd)调制器来驱动psdac 122可通过增加psdac 122的有效位数来提高所发射信号的相位准确度。以此方式，可降低所需的psdac复杂度，同时仍提供可接受的性能。
48.作为bist程序的部分，还通过回环模块142向接收器模块102的基带112的输入提供低通滤波器140在电压模式中的输出。在电压模式中，还经由回环模块142在接收器模块102的毫米波前端110的输入处提供移相器124的输出。在正常操作模式期间，当移相器124为电流驱动时，向移相器dac 122的输入直接提供dds 118的输出，且向移相器124直接提供
122。然后，可以通过使用atb 336和adc 337将数字输出信号338提供到控制器模块339而在所述范围内的每个点处进行测量来确定psdac的线性。
58.图4中示出了在自测试模式期间的示例操作方法。在第一步骤401中，由控制器模块339启用假负载240。在步骤402中，接着由控制器模块339操作数字控制器116以将一系列数字控制信号提供到psdac122。在可与步骤402同时进行的步骤403中，由控制器模块339操作测试模块335以测量输出(即，图3中的节点b和c处的信号)，从而确定psdac 122的线性测量值。所得的一系列数字信号可以在方法结束(步骤406)之前的生产自测试操作的情况下存储为数字代码(步骤404之后为405)，或在收发器处于使用中时的bist操作的情况下与先前存储的数字代码进行比较(步骤404之后为步骤407)。如果步骤407中的比较产生的数字代码不同于先前存储的数字代码，则确定psdac超出生产自测试线性而操作，且控制器模块339可随后以故障安全模式操作收发器或产生错误标记，这可能会使收发器被停用(步骤409)。如果数字代码中的比较结果与先前存储的代码匹配，则控制器模块339可允许收发器以正常模式操作(步骤408)。
59.模拟表明通过以本文中概述的方式使用假负载，当包括假负载路径时，且在假负载被启用，即，在自测试操作模式中，或在正常操作模式中被停用的情况下，从psdac 122到移相器124的i和q输出基本不变。i和q输出的积分和差分线性也基本上不受假负载的存在的影响，而不管所述假负载是被启用还是被停用，由此允许假负载240提供代表性负载以允许测量psdac 122的线性。作为例子，图5示出了在存在和不存在假负载的情况下psdac的i输出的差分(顶部)和积分(底部)线性的模拟结果。虚线指示有负载的结果，而实线指示无负载的结果。来自未示出的q输出的结果是类似的。结果之间的差足够小，使得可使用假负载来测量psdac的线性，而不会显著影响所述psdac的操作，从而实现确定在正常使用期间的准确线性测量值。
60.通过阅读本公开内容，本领域的技术人员将明白其它变化和修改。此类变化和修改可涉及在存储器系统的领域中已知的并且可代替或附加于本文所描述的特征而使用的等同和其它特征。
61.尽管所附权利要求书是针对特定特征组合，但应理解，本发明的公开内容的范围还包括本文中明确地或隐含地公开的任何新颖特征或任何新颖特征组合或其任何一般化形式，而不管其是否涉及与当前在任何权利要求中要求的发明相同的发明或其是否缓解与本发明所缓解的任一或全部技术问题相同的技术问题。
62.分别在多个实施例的情形中描述的特征也可以组合地提供于单个实施例中。相反，为了简洁起见，在单个实施例的情形中所描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合提供。申请人特此提醒，在审查本技术或由此衍生的任何另外的申请期间，可根据此类特征和/或此类特征的组合而制订新的权利要求。
63.为完整性起见，还规定术语“包括”不排除其它元件或步骤，术语“一”不排除多个，单个处理器或其它单元可满足在权利要求中叙述的若干构件的功能，且权利要求中的附图标记不应解释为限制权利要求的范围。