(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーダーシステム用の同相／直交位相（Ｉ／Ｑ）ミキサにおいて、
ＲＦ信号を受信するための高周波（ＲＦ）入力と、
ＬＯ信号を受信するための局部発振器（ＬＯ）入力と、
選択可能な位相シフトをＬＯ信号に適用してＬＯ信号の第１の位相シフトされた信号およびＬＯ信号の第２の位相シフトされた信号を生成する複数の位相シフタであって、ＬＯ信号の第１および第２の位相シフトされた信号の位相が直交位相である複数の位相シフタと、
選択可能な位相シフトをＬＯ信号に選択的に適用するように制御可能な第１のスイッチのセットと、
第１のミキサユニットの第１の入力でＲＦ信号を受信する第１のミキサユニットと、
第２のミキサユニットの第１の入力でＲＦ信号を受信する第２のミキサユニットと、
ＬＯ信号の第１および第２の位相シフトされた信号の一方を、第１のミキサユニットの第２の入力および第２のミキサユニットの第２の入力の一方に適用すること、および、ＬＯ信号の第１および第２の位相シフトされた信号の他方を、第１のミキサユニットの第２の入力および第２のミキサユニットの第２の入力の他方に適用することを制御可能とする第２のスイッチのセットと、
前記第１および第２のスイッチのセットの状態を経て配列決定されるカウントを生成する２ビットのバイナリアップダウンカウンタと、を備え、
前記複数の位相シフタは、２つの固定位相シフタと、４５度の進み位相シフトおよび４５度の遅れ位相シフトを与えるＩ／Ｑ位相シフタとを備え、一方の固定位相シフタは０度の位相シフトを与え、他方の固定位相シフタは１８０度の位相シフトを与え、前記Ｉ／Ｑ位相シフタは、直交位相となるＬＯ信号の第１および第２の位相シフトされた信号を生成し、
前記第１のスイッチのセットは、２つの固定位相シフタに接続されていて、２つの固定位相シフタのうち１つの位相シフトをＬＯ信号に選択的に適用するように、前記カウントの最上位ビットに基づいて切り替えられ、
前記第２のスイッチのセットは、Ｉ／Ｑ位相シフタに接続されていて、ＬＯ信号の第１および第２の位相シフトされた信号を第１のミキサユニットまたは第２のミキサユニットに転送するように、前記カウントの最下位ビットに基づいて切り替えられ、
当該Ｉ／Ｑミキサは、ホモダインレーダーシステムの一部であり、
前記第１および第２のスイッチのセットの状態を経た配列決定は、ＬＯ信号の第１および第２の位相シフトされた信号に合成ドップラーシフトを導入し、
前記合成ドップラーシフトを用いて、レーダーシステム内のエラーであってレーダーシステムの送受信回路間のリークを含むエラーが検出され、
前記検出されたエラーを用いてレーダーシステムがキャリブレーションされることを特徴とするＩ／Ｑミキサ。
【請求項２】
請求項１に記載のＩ／Ｑミキサにおいて、当該Ｉ／Ｑミキサは、レーダーシステムのビルトインセルフテスト（ＢＩＳＴ）要素であることを特徴とするＩ／Ｑミキサ。
【請求項３】
レーダーシステムにおける信号処理方法であって、該方法は、
ＲＦ入力で高周波（ＲＦ）信号を受信し、
局部発振器（ＬＯ）信号およびＬＯ入力を受信し、
複数の位相シフタにより選択可能な位相シフトをＬＯ信号に適用することによって、ＬＯ信号の第１の位相シフトされた信号とＬＯ信号の第２の位相シフトされた信号とを生成し、ＬＯ信号の第１および第２の位相シフトされた信号の位相を直交位相とし、
選択可能な位相シフトをＬＯ信号に選択的に適用するように第１のスイッチのセットを制御し、
第１のミキサユニットの第１の入力でＲＦ信号を受信し、
第２のミキサユニットの第１の入力でＲＦ信号を受信し、
ＬＯ信号の第１および第２の位相シフトされた信号の一方を、第１のミキサユニットの第２の入力および第２のミキサユニットの第２の入力の一方に適用し、ＬＯ信号の第１および第２の位相シフトされた信号の他方を、第１のミキサユニットの第２の入力および第２のミキサユニットの第２の入力の他方に適用するように、第２のスイッチのセットを制御し、
第１および第２のスイッチのセットの状態を経て配列決定されるカウントを２ビットのバイナリアップダウンカウンタで生成し、
前記複数の位相シフタは、２つの固定位相シフタと、４５度の進み位相シフトおよび４５度の遅れ位相シフトを与えるＩ／Ｑ位相シフタとを備え、一方の固定位相シフタは０度の位相シフトを与え、他方の固定位相シフタは１８０度の位相シフトを与え、前記Ｉ／Ｑ位相シフタは、直交位相となるＬＯ信号の第１および第２の位相シフトされた信号を生成し、
前記第１のスイッチのセットは、２つの固定位相シフタに接続されていて、２つの固定位相シフタのうち１つの位相シフトをＬＯ信号に選択的に適用するように、前記カウントの最上位ビットに基づいて切り替えられ、
前記第２のスイッチのセットは、Ｉ／Ｑ位相シフタに接続されていて、ＬＯ信号の第１および第２の位相シフトされた信号を第１のミキサユニットまたは第２のミキサユニットに転送するように、前記カウントの最下位ビットに基づいて切り替えられ、
当該レーダーシステムは、ホモダインシステムであり、
前記第１および第２のスイッチのセットの状態を経た配列決定は、ＬＯ信号の第１および第２の位相シフトされた信号に合成ドップラーシフトを導入し、
前記合成ドップラーシフトを用いて、レーダーシステム内のエラーであってレーダーシステムの送受信回路間のリークを含むエラーを検出し、
前記検出されたエラーを用いてレーダーシステムをキャリブレーションすることを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項３に記載の方法において、
第１のミキサユニットは、ＲＦ信号と、第１のミキサユニットの第２の入力で受信されたＬＯ信号の第１および第２の位相シフトされた信号の一方とを混合することによって、第１の同相出力信号ΙＯＵＴを生成し、
第２のミキサユニットは、ＲＦ信号と、第２のミキサユニットの第２の入力で受信されたＬＯ信号の第１および第２の位相シフトされた信号の他方とを混合することによって、第１の直交位相出力信号ＱＯＵＴを生成することを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法において、エラーおよびリーク測定の訂正にＩＯＵＴおよびＱＯＵＴを用いてレーダーシステムをキャリブレーションすることをさらに含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の技術分野】
【０００１】
本特許出願は、車両用レーダーシステムに関し、特に、車両用レーダーシステム用のエラー検出、キャリブレーションおよびビルトインセルフテスト（ＢＩＳＴ）を提供するシステムおよび方法に関する。
【関連技術の説明】
【０００２】
従来の車両用レーダーシステムは、典型的には、アンテナ素子のアレイを含んでいて、各アンテナ素子は、レーダー信号の発生（送信）回路および／または受信回路に接続されている。レーダー周波（ＲＦ）電力が供給されると、各送信アンテナ素子は放射し、各受信アンテナ素子は、受信信号を生成することによって、適切な周波数の入射放射線に応答する。従来のホモダインレーダーシステムでは、受信信号は、送信信号と同じ局部発振器（ＬＯ）信号と混合されることで、ベースバンド信号にダウンコンバートされる。
【０００３】
レーダーシステムは、ホスト車両周辺の対象物の誤った検出および／または識別が結果的にもたらすエラーを生じやすい。したがって、車両用レーダーシステムの性能を向上させたり、改善された安全性を車両の運転者および同乗者に提供したりするためには、レーダーシステムをテスト可能にしてエラーの可能性のある発生源を識別できるようにすることが好ましい。また、検出されたエラーに基づいて、適切な訂正動作を実施することが好ましい。訂正動作は、エラーを補償するためにレーダーシステムをキャリブレーションすることを含んでよい。
【発明の概要】
【０００４】
一態様によれば、レーダーシステム用の同相／直交位相（Ｉ／Ｑ）ミキサが提供される。Ｉ／Ｑミキサは、ＲＦ信号を受信するための高周波（ＲＦ）入力と、ＬＯ信号を受信するための局部発振器（ＬＯ）入力とを含む。複数の位相シフタは、ＬＯ信号の第１の位相シフトされたバージョンと、ＬＯ信号の第２の位相シフトされたバージョンとを生成するために、選択可能な位相シフトをＬＯ信号に適用し、ＬＯ信号の第１および第２の位相シフトされたバージョンを直交位相とする。第１のスイッチのセットは、選択可能な位相シフトをＬＯ信号に選択的に適用するように制御可能である。第１のミキサユニットは、第１のミキサの第１の入力でＲＦ信号を受信する。第２のミキサユニットは、第２のミキサユニットの第１の入力でＲＦ信号を受信する。第２のスイッチのセットは、ＬＯ信号の第１および第２の位相シフトされたバージョンの一方を、第１のミキサユニットの第２の入力および第２のミキサユニットの第２の入力の一方に適用するように、および、ＬＯ信号の第１および第２の位相シフトされたバージョンの他方を、第１のミキサユニットの第２の入力および第２のミキサユニットの第２の入力の他方に適用するように制御可能である。カウンタは、第１および第２のスイッチのセットの状態を経て配列決定されるカウントを発生する。
【０００５】
いくつかの例示的な実施形態では、Ｉ／Ｑミキサはホモダインレーダーシステムの一部である。
【０００６】
いくつかの例示的な実施形態では、複数の位相シフタは、２つの固定位相シフタを備え、一方の固定位相シフタは０度の位相シフトを与え、他方の固定位相シフタは１８０度の位相シフトを与える。いくつかの例示的な実施形態では、第１のスイッチのセットは、２つの固定位相シフタのうち１つの位相シフトをＬＯ信号に選択的に適用するように制御できる。
【０００７】
いくつかの例示的な実施形態では、複数の位相シフタはＩ／Ｑ位相シフタを備え、Ｉ／Ｑ位相シフタは、直交位相となるＬＯ信号の第１および第２の位相シフトされたバージョンを生成するために、４５度の進み位相シフトと４５度の遅れ位相シフトを与える。
【０００８】
いくつかの例示的な実施形態では、カウンタは、２ビットのバイナリアップダウンカウンタである。
【０００９】
いくつかの例示的な実施形態では、位相シフタ、スイッチおよびカウンタは、レーダーシステムのビルトインセルフテスト（ＢＩＳＴ）要素である。
【００１０】
いくつかの例示的な実施形態では、第１および第２のスイッチのセットの状態を経た配列決定は、ＬＯ信号の第１および第２の位相シフトされたバージョンに合成ドップラーシフトを導入する。いくつかの例示的な実施形態では、合成ドップラーシフトは、レーダーシステムでのエラーを検出するために用いられる。いくつかの例示的な実施形態では、エラーは、レーダーシステムの送受信回路間のリークを含む。いくつかの例示的な実施形態では、検出されたエラーは、レーダーシステムをキャリブレーションするために用いられる。
【００１１】
別の態様によれば、レーダーシステムでの信号処理方法が提供される。この方法は、ＲＦ入力で高周波（ＲＦ）信号を受信し、局部発振器（ＬＯ）信号およびＬＯ入力を受信し、複数の位相シフタによりＬＯ信号の第１の位相シフトされたバージョンとＬＯ信号の第２の位相シフトされたバージョンとを生成するために、選択可能な位相シフトをＬＯ信号に適用して、第１および第２の位相シフトされたバージョンを直交位相とし、選択可能な位相シフトをＬＯ信号に選択的に適用するように第１のスイッチのセットを制御し、第１のミキサユニットの第１の入力でＲＦ信号を受信し、第２のミキサユニットの第１の入力でＲＦ信号を受信し、ＬＯ信号の第１および第２の位相シフトされたバージョンの一方を、第１のミキサユニットの第２の入力および第２のミキサユニットの第２の入力の一方に適用し、ＬＯ信号の第１および第２の位相シフトされたバージョンの他方を、第１のミキサユニットの第２の入力および第２のミキサユニットの第２の入力の他方に適用するように、第２のスイッチのセットを制御し、第１および第２のスイッチのセットの状態を経て配列決定されるカウントをカウンタで生成する。
【００１２】
いくつかの例示的な実施形態では、複数の位相シフタは２つの固定位相シフタを備え、一方の固定位相シフタは０度の位相シフトを与え、他方の固定位相シフタは１８０度の位相シフトを与える。
【００１３】
いくつかの例示的な実施形態では、第１のスイッチのセットは、２つの固定位相シフタのうち１つの位相シフトをＬＯ信号に選択的に適用するように制御可能である。
【００１４】
いくつかの例示的な実施形態では、複数の位相シフタは、直交位相となるＬＯ信号の第１および第２の位相シフトされたバージョンを生成するために、４５度の進み位相シフトと４５度の遅れ位相シフトを与えるＩ／Ｑ位相シフタを備える。
【００１５】
いくつかの例示的な実施形態では、カウンタは２ビットのバイナリアップダウンカウンタである。いくつかの例示的な実施形態では、レーダーシステムはホモダインシステムである。
【００１６】
いくつかの例示的な実施形態では、第１のミキサユニットは、ＲＦ信号と、第１のミキサユニットの第２の入力で受信されたＬＯ信号の第１および第２の位相シフトされたバージョンの一方とを混合することによって、第１の同相出力信号ＩＯＵＴを生成する。第２のミキサユニットは、ＲＦ信号と、第２のミキサユニットの第２の入力で受信されたＬＯ信号の第１および第２の位相シフトされたバージョンの他方とを混合することによって、第１の直交位相出力信号ＱＯＵＴを生成する。
【００１７】
いくつかの例示的な実施形態では、本方法は、レーダーシステムをキャリブレーションするために、エラーおよびリーク測定の訂正にＩＯＵＴおよびＱＯＵＴを用いることを含む。
【００１８】
いくつかの例示的な実施形態では、第１および第２のスイッチのセットの状態を経た配列決定は、ＬＯ信号の第１および第２の位相シフトされたバージョンに合成ドップラーシフトを導入する。いくつかの例示的な実施形態では、合成ドップラーシフトは、レーダーシステムでのエラーを検出するために用いられる。いくつかの例示的な実施形態では、エラーは、レーダーシステムの送受信回路間のリークを含む。いくつかの例示的な実施形態では、検出されたエラーは、レーダーシステムをキャリブレーションするために用いられる。
【００１９】
上述の他の特徴および利点は、異なる図面を通して同一部分を指す参照符号を含む添付図面に示されるように、好ましい実施形態のより詳細な説明から明らかになる。図面は必ずしも一定の比率ではなく、その代わりに本発明の概念の原理を例示することに重点が置かれている。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】いくつかの例示的な実施形態による、車両用レーダー信号を処理するためのレーダーシステムの概略的なブロック図である。
【図２】例示的な実施形態による、図１の位相シフトおよび信号スプリッタ回路の詳細を示す、レーダーシステムの一部の概略的な詳細なブロック図である。
【図３】例示的な実施形態による、合成ドップラーシフトを有さない典型的なＬＯ信号に対する周波数スペクトルのプロットを含む図である。
【図４】例示的な実施形態による、合成ドップラーシフトを有する典型的なＬＯ信号に対する周波数スペクトルのプロットを含む図である。
【図５】例示的な実施形態による、合成ドップラーシフトを有する典型的なＬＯ信号に対する他の周波数スペクトルのプロットと、ＩおよびＱ型ミキサで見られる不完全な振幅および位相バランスの影響とを含む図である。
【図６】図５に示すスペクトルのＬＯに基づくΙＯＵＴおよびＱＯＵＴ信号のプロットを含む図である。
【発明の詳細な説明】
【００２１】
図１は、いくつかの例示的な実施形態による、車両用レーダー信号を処理するレーダーシステム１０の概略的なブロック図である。図１を参照すると、レーダーシステム１０は、レーダー送受信信号を処理することによりホスト車両のレーダー操作および機能を実行する。ホスト車両は、１つ以上の安全性および／または前方衝突警報、死角検出、駐車支援などの支援特徴や他の特徴を提供する。
【００２２】
レーダーシステム１０は、レーダーシステム１０の監視するホスト車両に隣接する領域にレーダー信号を発生し送信する。信号の発生および送信は、ＲＦ信号発生器１２、レーダー送信回路１４および送信アンテナ４０により達成される。レーダー送信回路１４は、一般に、任意の回路を含む。この回路は、送信アンテナ４０を介して送信された信号を発生するために必要な回路であり、パルス整形回路、送信トリガ回路、ＲＦスイッチ回路、またはレーダーシステム１０によって用いられる任意の他の適切な送信回路としてよい。
【００２３】
またレーダーシステム１０は、反射したレーダー信号を、受信アンテナ３８を介してレーダー受信回路１８で受信する。レーダー受信回路１８は、一般に、任意の回路を含む。この回路は、受信アンテナ３８を介して受信された信号を発生する必要な回路であり、低雑音アンプ、受信トリガ回路、ＲＦスイッチ回路、ＲＦ信号スプリッタ回路、またはレーダーシステム１０によって用いられる任意の他の適切な受信回路としてよい。レーダー受信回路１８内のＲＦ信号スプリッタ回路は、入力ＲＦ信号を２つのＲＦ信号に分離し、２つのＲＦ信号の各々を、ＲＦミキサ、ミキサユニット、すなわちミキサユニット２０および２２の各々の１つの第１の入力に送る。
【００２４】
上述したように、ＲＦ信号発生器１２は、レーダー送信回路１４および送信アンテナ４０を介して送信されたＲＦレーダー信号を発生する。いくつかの例示的な実施形態では、ＲＦ信号発生器１２はまた、ＬＯ信号を発生し、位相シフトおよび信号スプリッタ回路１６にＬＯ信号を印加する。回路１６は、ＬＯ信号を２つのＬＯ信号経路に分離し、２つのＬＯ信号が直交位相、すなわち９０度の位相差を有するように、分離されたＬＯ信号の一方または両方に位相シフトを適用する。分離および位相シフトされたＬＯ信号の各々は、ＲＦミキサ、ミキサユニット、すなわちミキサユニット２０および２２の各々の１つの第２の入力に印加される。
【００２５】
位相シフトおよび信号スプリッタ回路１６は、ＲＦ信号発生器１２からＬＯ信号を任意のアンプ２３で受信できる。アンプ２３は、後続処理のために必要とされるＬＯ信号を増幅できる。増幅されたＬＯ信号は、位相シフタおよび信号スプリッタ１７に印加される。位相シフタおよび信号スプリッタ１７は、増幅されたＬＯ信号を２つのＬＯ信号に分離し、さらに分離されたＬＯ信号の各々に所望の位相シフトを適用し、分離および位相シフトされた２つのＬＯ信号が直角位相になるようにする。位相シフタおよび信号スプリッタ１７の一方の側は、受信され分離されたＬＯ信号の位相を＋４５度進める。位相シフタおよび信号スプリッタ１７の他方の側は、受信され分離されたＬＯ信号の位相を−４５度遅らせる。このようにして、分離および位相シフトされたＬＯ信号間の所望の９０度の位相差が得られる。進められた位相を有する、分離および位相シフトされたＬＯ信号の１つは、必要に応じて他の任意のアンプ１９を介してミキサ２０に印加される。遅らされた位相を有する、分離および位相シフトされたＬＯ信号の１つは、必要に応じて他の任意のアンプ２１を介してミキサ２２に印加される。
【００２６】
ＲＦミキサ２０および２２の各々は、レーダー受信回路１８からのそれぞれ分離されたＲＦ信号に、位相シフトおよび信号スプリッタ回路１６からのそれぞれ分離および位相シフトされたＬＯ信号を混合する。いくつかの例示的な実施形態において、レーダーシステム１０は、ホモダインシステムである。したがって、分離されたＲＦ信号と分離および位相シフトされたＬＯ信号とは、ミキサ２０および２２で生成される２つの差分信号がベースバンド信号であるように、実質的に同じ周波数である。これら２つの信号は、ベースバンドＩ（同相）およびＱ（直交位相）信号と称され、ΙＯＵＴおよびＱＯＵＴはそれぞれ、フィルタリングおよび／または増幅のためにさらに必要な任意のフィルタリングおよびアンプ回路２４に印加可能である。その結果として生じるベースバンドＩおよびＱ信号は、つぎにアナログ‐デジタル変換回路（ＡＤＣ）２６でデジタル化される。デジタル化されたベースバンドＩおよびＱ信号は、つぎにレーダー信号処理用のプロセッサ２８に転送される。
【００２７】
プロセッサ２８は、レーダーシステム１０のレーダー動作および機能を提供するために、デジタル化されたベースバンドＩおよびＱ信号の処理を実行可能な様々なタイプのプロセッサの１つとすることができる。そのため、プロセッサ２８は、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラまたは他のそのようなデバイスとすることができる。そのレーダー信号処理機能を実行するために、プロセッサ２８は、システムバス３０を介して１つ以上の他の必要な回路に接続されている。他の必要な回路とは、参照符号３２によって通常識別される１つ以上のタイプのメモリの１つ以上のメモリデバイス３２、参照符号３４によって通常識別される必要とされる任意の周辺回路、および、参照符号３６によって通常識別される必要とされる任意の入出力回路である。
【００２８】
図２は、例示的な実施形態による、図１の位相シフトおよび信号スプリッタ回路の詳細を示す、レーダーシステム１００の一部の概略的な詳細なブロック図である。図２を参照すると、図１のレーダーシステム１０に関連して詳細に説明されたレーダーシステム１００の要素は、図２には示されていない。それらのような要素の詳細な説明は省略する。
【００２９】
図２を参照すると、入力されたＲＦ信号ＲＦ  ＩＮは、受信アンテナ３８により受信され、レーダー受信回路１８に転送される。レーダー受信回路１８内のＲＦ信号スプリッタ回路は、入力ＲＦ信号を２つのＲＦ信号に分離し、２つの分離された信号の各々を、ＲＦミキサ、混合ユニットすなわちミキサユニット２０および２２の各々の１つの第１の入力に送る。
【００３０】
位相シフトおよびＲＦ信号スプリッタ回路１１６は、ＲＦ信号発生器１２（図１）からのＬＯ信号ＬＯ  ＩＮを受信する。回路１１６は、ＬＯ信号を２つの信号に分離し、２つの分離されたＬＯ信号に所定の位相シフトを導入し、２つの位相シフトおよび分離されたＬＯ信号をそれぞれ、必要に応じて任意のアンプ１９および２１を介して２つのミキサユニット２０および２２に転送する。
【００３１】
位相シフトおよびＲＦ信号スプリッタ回路１１６は、受信したＬＯ信号に必要とされる増幅を行う任意のアンプ１２３を必要に応じて含む。いくつかの実施形態によれば、ＲＦスイッチ１１２または１１４の状態に依存する固定位相シフタ１２０または１１８によって、０度または１８０度の位相シフトのいずれかが、受信されたＬＯ信号にそれぞれ導入される。いくつかの例示的な実施形態によれば、ＲＦスイッチ１１２および１１４は、２つの可能な状態のいずれか１つに設定され得る。図２に示す設定では、スイッチ１１２および１１４の両方が第１の状態であり、受信されたＬＯ信号は、位相シフタ１２０に転送される。位相シフタ１２０は、０度の位相シフト（すなわち位相シフトしない）をＬＯ信号に導入する。またスイッチ１１２および１１４は、第２の状態に設定でき、この第２の状態ではＬＯ信号が位相シフタ１１８に転送される。位相シフタ１１８は、１８０度の位相シフトをＬＯ信号に導入する。
【００３２】
ＬＯ信号は、スイッチ１１２から位相シフタおよび信号スプリッタ１７まで転送される。位相シフタおよび信号スプリッタ１７は、ＬＯ信号を２つの分離されたＬＯ信号に分離し、分離されたＬＯ信号の各々に所望の位相シフトを適用し、分離および位相シフトされ直交位相となる２つのＬＯ信号を発生する。位相シフタおよび信号スプリッタ１７の一方の側は、その受信され分離されたＬＯ信号の位相を＋４５度進める。位相シフタおよび信号スプリッタ１７の他方の側は、その受信され分離されたＬＯ信号の位相を−４５度遅らせる。このようにして、分離および位相シフトされたＬＯ信号間の所望の９０度の位相差が得られる。進められた位相を有する、分離および位相シフトされたＬＯ信号の１つは、スイッチ１０８の入力に印加される。遅らされた位相を有する、分離および位相シフトされたＬＯ信号の１つは、スイッチ１０４の入力に印加される。
【００３３】
いくつかの例示的な実施形態によれば、スイッチ１０２、１０４、１０６および１０８は、分離および位相シフトされたＬＯ信号を適切なミキサユニット２０または２２に転送するために、２つの可能な状態のうちの１つに設定される。スイッチ１０２、１０４、１０６および１０８の第１の状態では、図２に示されるように、＋４５度進んだ位相を有する、分離および位相シフトされたＬＯ信号の１つは、スイッチ１０８および１０６、必要に応じて任意のアンプ１９を介してミキサ２０に転送される。また第１の状態では、−４５度遅れた位相を有する、分離および位相シフトされたＬＯ信号の１つは、スイッチ１０４および１０２、必要に応じて任意のアンプ２１を介してミキサ２２に転送される。スイッチ１０２、１０４、１０６および１０８の第２の状態、すなわち図２に示された反対の状態では、＋４５度進んだ位相を有する、分離および位相シフトされたＬＯ信号の１つは、スイッチ１０８および１０２、必要に応じて任意のアンプ２１を介してミキサ２２に転送される。また第２の状態では、−４５度遅れた位相を有する、分離および位相シフトされたＬＯ信号の１つは、スイッチ１０４および１０６、必要に応じて任意のアンプ１９を介してミキサ２０に転送される。
【００３４】
そのため、スイッチ１０２、１０４、１０６、１０８、１１２および１１４の状態は、ミキサユニット２０および２２により出力されるＩＯＵＴおよびＱＯＵＴ信号の相対位相を、それぞれ決定する。スイッチ１０２、１０４、１０６、１０８、１１２および１１４の各々は、２つの可能な状態のいずれかをとることができる。１組のスイッチ１１２および１１４は、両方のスイッチに実質的に同時に印加される１つの制御信号の制御下で同時に切替えられ、そのようにして、両方のスイッチが図２に示した状態、または、スイッチの２つの可能な状態のうちの他の状態のいずれかに設定可能とされる。４つのスイッチ１０２、１０４、１０６および１０８は、４つすべてのスイッチに実質的に同時に印加される他の１つの制御信号の制御下で同時に切替えられ、そのようにして、４つすべてのスイッチが図２に示した状態、または、４つすべてのスイッチの２つの可能な状態のうちの他の状態のいずれかに設定可能とされる。
【００３５】
上述したように、スイッチ１１２および１１４は、１つの制御信号の制御下で２つの可能な状態間で切り替わる。同様に、スイッチ１０２、１０４、１０６および１０８は、他の１つの制御信号の制御下で２つの可能な状態間で切り替わる。いくつかの例示的な実施形態では、制御信号は、２ビットのアップ／ダウンバイナリカウンタ１１０によって生成され、ＥＮ／ＲＥＳＥＴ入力信号によってリセットおよび有効とされ、入力クロック信号ＣＬＫの制御下でカウントされる。いくつかの例示的な実施形態では、カウンタ１１０は、カウンタ１１０に印加されるＵＰ／ＤＯＷＮ入力信号の状態に応じて、カウントアップまたはカウントダウンを順次行う。カウントアップでのカウンタ１１０の出力値は、通常の２進数列００、０１、１０、１１、００などに従う。カウントダウンでのカウンタ１１０の出力値は、通常の２進数列１１、１０、０１、００、１１などに従う。
【００３６】
カウントアップおよびカウントダウンの両方において、カウンタ１１０のカウントの最下位ビット（ＬＳＢ）は、入力クロック信号ＣＬＫの周波数で０と１の状態の間で切り替わる。一方、最上位ビット（ＭＳＢ）は、入力クロック信号ＣＬＫの半分の周波数で０と１の状態の間で切り替わる。図２に示すように、いくつかの例示的な実施形態において、スイッチ１０２、１０４、１０６および１０８の状態を制御するために用いられる制御信号は、カウンタ１１０のカウント値のＬＳＢである。したがって、カウンタ１１０がカウントしているとき、分離および位相シフトされたＬＯ信号の各々が印加されるミキサユニット２０、２２の１つは、入力クロック信号ＣＬＫの周波数で交代する。図２に示すように、いくつかの例示的な実施形態において、スイッチ１１２および１１４の状態を制御するために用いられる制御信号は、カウンタ１１０のカウント値のＭＳＢである。したがって、カウンタ１１０がカウントしているとき、固定位相シフタ１１８および１２０によってＬＯ  ＩＮ信号に導入される位相シフト量は、入力クロック信号ＣＬＫの半分の周波数で、０度と１８０度の間で交代する。ミキサ毎に位相は、順次進んで３６０度を通して９０度増減する。分離された信号の相対位相は、常に直交位相している。
【００３７】
この連続的な位相シフトは、ＬＯ信号に導入されている合成ドップラーシフトの結果得られたＬＯ信号に適用する。このドップラーシフトは、カウンタ１１０がカウントアップまたはカウントダウンしているかどうかに応じて、正または負のいずれかで行うことができる。ドップラーシフトは、入力ＲＦ信号の周波数からＬＯ信号の周波数を遠ざけるように移動させる。このことは、ＲＦ入力とＬＯ信号とが実質的に同一周波数であるホモダインシステムで特に有用である。このようなシステムでは、送受信回路間のリークなどの要因によるエラーは、ＤＣである。そしてＤＣであるエラーは、ミキサＤＣオフセットと区別できないため、検出および修正が困難である。例示的な実施形態によれば、ＬＯ信号に導入されたドップラーシフトによって、リークによるエラーは、ＤＣから遠ざかるようにシフトされ、より容易に検出、測定および補償すなわち補正できる。したがって、ＬＯ信号に適用される回転位相シフトベクトルを生成することによって合成ドップラーシフトをＬＯ信号に導入するという、本発明の概念のこのアプローチは、送信／受信リークのレベルを決定するアプローチ、さらにはビルトインセルフテスト（ＢＩＳＴ）およびシステムキャリブレーションの手段も提供する。
【００３８】
図３は、図３のスペクトルを有するＬＯ信号に適用される例示的な実施形態による、合成ドップラーシフトを有さない典型的なＬＯ信号に対する周波数スペクトルのプロットを含む図である。図３を参照すると、典型的なＬＯ信号に対するスペクトルの公称周波数およびピークが２５．０００ＧＨｚで示されている。
【００３９】
図４は、例示的な実施形態による、合成ドップラーシフトを有する典型的なＬＯ信号に対する周波数スペクトルのプロットを含む図である。図４を参照すると、周波数シフト量は、カウンタ１１０（図２）への入力クロック信号ＣＬＫの周波数と、２進数列すなわち、００、０１、１０、１１を通したサイクル全体の結果として生じる周波数とで決定される。この詳細な例示的な図では、クロック信号ＣＬＫの周波数は、５．０ＭＨｚであり、したがって２進計数数列を通したサイクル全体の周波数は、１．２５ＭＨｚである。図４では、例示的な実施形態による合成ドップラーによって、スペクトルの公称ピーク周波数が１．２５ＭＨｚ〜２５．００１２５ＧＨｚにシフトアップされたことが分かる。
【００４０】
図５は、例示的な実施形態による、合成ドップラーシフトを有する典型的なＬＯ信号に対する他の周波数スペクトルのプロットを含む図である。図５を参照すると、プロットは、典型的な振幅および位相誤差を有するシフトされたＬＯを示している。プロセッサ２８（図１）による、このスペクトルのＬＯに基づくベースバンドΙＯＵＴおよびＱＯＵＴ信号の分析によって、キャリブレーションおよび誤差の除去が可能となる。本発明の概念による誤差の除去は、誤差が誤った対象物としてレーダーシステム１００に表示される可能性を排除する。図６は、図５に示すスペクトルのＬＯに基づくΙＯＵＴおよびＱＯＵＴ信号のプロットを含む図である。
【００４１】
本発明の概念は、その好ましい実施形態を参照して説明してきたが、形態および詳細における種々の変更が、以下の特許請求の範囲によって定義される本発明の概念の精神および範囲から逸脱することなくなされ得ることが当業者によって理解される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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