一種頻率校正的方法及裝置的製作方法
2023-05-11 16:36:21 1
專利名稱：一種頻率校正的方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及電子技術領域，尤其涉及一種頻率校正的方法及裝置。
背景技術：
隨著電子技術不斷的發展，雷達傳感器已經被廣泛運用到對目標速度和距離的測量，例如:對公路上車輛的車速進行探測、對物體液位進行測量等，雷達傳感器內部集成了VCO (Voltage-Controlled Oscillator,壓控振蕩器)、環形器、混頻器等微波器件,其高度集成化使得用戶只需提供電源與調製信號，提高了雷達傳感器使用的便捷性。由於雷達傳感器自身設計的原因，使得內置的VCO發出的振蕩信號的線性度較差，以致在進行距離測量時，其測量精度很難達到較高標準，又因其VCO部件全部集成於雷達傳感器內部，因而難以通過直接修改VCO的方式來提高VCO發出的振蕩信號的線性度。
發明內容
本發明實施例提供一種頻率校正的方法及裝置，可以提高雷達傳感器中VCO發出的振蕩信號的線性度，提升雷達傳感器的測量精度。為了解決上述技術問題，本發明實施例提供了一種頻率校正的方法，包括:向雷達傳感器發送基準信號，並接收所述雷達傳感器返回所述雷達傳感器的振蕩信號和所述基準信號的差頻信號；採用所述雷達傳感器的振蕩信號和所述基準信號的差頻信號，對所述雷達傳感器的振蕩信號進行頻率校正；控制所述雷達傳感器輸出調整後的振蕩信號。相應地，本發明實施例還提供了一種頻率校正的裝置，包括:信號收發模塊，用於向雷達傳感器發送基準信號，並接收所述雷達傳感器返回所述雷達傳感器的振蕩信號和所述基準信號的差頻信號；頻率校正模塊，用於採用所述雷達傳感器的振蕩信號和所述基準信號的差頻信號，對所述雷達傳感器的振蕩信號進行頻率校正；控制輸出模塊，用於控制所述雷達傳感器輸出調整後的振蕩信號。實施本發明實施例，具有如下有益效果:通過向雷達傳感器發送基準信號，並根據接收雷達傳感器返回的雷達傳感器的振蕩信號和所述基準信號的差頻信號，校正雷達傳感器發出的振蕩信號，提高了雷達傳感器中VCO發出的振蕩信號的線性度，提升了雷達傳感器的測量精度。
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹， 顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本發明實施例提供的一種頻率校正的方法的流程示意圖；圖2是本發明實施例提供的另一種頻率校正的方法的流程示意圖；圖3是本發明實施例提供的一種頻率校正的裝置的結構示意圖；圖4是本發明實施例提供的信號收發模塊的結構示意圖；圖5是本發明實施例提供的頻率校正模塊的結構示意圖。
具體實施例方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。在本發明實施例中，所述雷達傳感器在進行振蕩信號的線性校正的同時，也會向目標物體發射振蕩信號，因此輸入到所述雷達傳感器的混頻器中的信號可以包括所述振蕩信號以及與所述目標物體根據所述振蕩信號反射回來的回波信號，所述振蕩信號為所述雷達傳感器中的VCO發出的包含特定頻率的信號，所述雷達傳感器可以為平面微帶天線雷達傳感器。請參見圖1，為本發明實施例提供一種頻率校正的方法的流程示意圖。如圖1所示，本發明實施例的所述方法包括以下步驟:S101,向雷達傳感器發送 基準信號，並接收所述雷達傳感器返回所述雷達傳感器的振蕩信號和所述基準信號的差頻信號；具體的，所述基準信號可以為包含一預設頻率的信號，頻率校正裝置向所述雷達傳感器的混頻器發射基準信號，此時，輸入到所述雷達傳感器的混頻器中的信號包括:所述振蕩信號、所述回波信號和所述基準信號，所述雷達傳感器將該三種信號的頻率兩兩作差，並且還將該三種信號的頻率兩兩作和，因此從所述雷達傳感器的混頻器中輸出的信號集包括:所述雷達傳感器的振蕩信號與所述雷達傳感器的回波信號的差頻信號、所述雷達傳感器的振蕩信號與所述基準信號的差頻信號、所述雷達傳感器的回波信號與所述基準信號的差頻信號，以及所述雷達傳感器的振蕩信號與所述雷達傳感器的回波信號的和頻信號、所述雷達傳感器的振蕩信號與所述基準信號的和頻信號、所述雷達傳感器的回波信號與所述基準信號的和頻信號，由於雷達傳感器內部的設置，上述三種和頻信號可以自動被所述雷達傳感器濾除。所述頻率校正裝置可以包含帶通濾波器，對所述信號集進行濾波處理，獲得所述雷達傳感器的振蕩信號與所述基準信號的差頻信號。其中，所述雷達傳感器的振蕩信號與所述雷達傳感器的回波信號的差頻信號為所述振蕩信號的頻率與所述回波信號的頻率的差值所對應的信號；所述雷達傳感器的振蕩信號和所述基準信號的差頻信號為所述振蕩信號的頻率與所述基準信號的頻率的差值所對應的信號；所述雷達傳感器的回波信號與所述基準信號的差頻信號為所述回波信號的頻率與所述基準信號的頻率的差值所對應的信號。S102，採用所述雷達傳感器的振蕩信號和所述基準信號的差頻信號，對所述雷達傳感器的振蕩信號進行頻率校正；具體的，所述頻率校正裝置可以包含鎖相環電路，其中，所述鎖相環電路中的VCO已經集成在所述雷達傳感器中，所述頻率校正裝置將獲得的所述雷達傳感器的振蕩信號和所述基準信號的差頻信號，輸入到所述鎖相環電路中進行頻率校正，校正過程包括:1、對所述雷達傳感器的振蕩信號和所述基準信號的差頻信號進行N值分頻，所述N值可以通過MCU (Micro Control Unit,微控制單元)進行設定；2、對所述分頻後的所述雷達傳感器的振蕩信號和所述基準信號的差頻信號與所述頻率校正裝置中的參考信號進行鑑相，檢測該分頻後的差頻信號和參考信號的頻率和相位是否一致；3、如果所述分頻後的差頻信號和所述參考信號的頻率和相位不一致，則持續調整輸入到所述雷達傳感器的直流電壓，通過改變直流電壓控制所述雷達傳感器調整VCO輸出的振蕩信號的頻率，接著再重新執行校正過程，直至所述分頻後的差頻信號與所述參考信號的相位和頻率相一致；4、如果所述分頻後的差頻信號和所述參考信號的頻率和相位一致，即所述雷達傳感器的振蕩信號和所述基準信號的差頻信號的頻率為所述參考信號的頻率的N倍，則保持輸入到所述雷達傳感器的直流電壓恆定不變。S103，控制所述雷達傳感器輸出調整後的振蕩信號；具體的，所述頻率校正裝置根據調整輸出的恆定不變的直流電壓控制所述雷達傳感器中的VCO發射振蕩信號。在本發明實施例中，頻率校正裝置通過向雷達傳感器發送基準信號，並根據接收雷達傳感器返回的雷達傳感器的 振蕩信號和所述基準信號的差頻信號，校正雷達傳感器發出的振蕩信號，提高了雷達傳感器中VCO發出的振蕩信號的線性度，從而提升了雷達傳感器的測量精度。請參見圖2，為本發明實施例提供另一種頻率校正的方法的流程示意圖。如圖2所示，本發明實施例的所述方法包括以下步驟:S201，向雷達傳感器發送基準信號，接收所述雷達傳感器返回的信號集，所述信號集包括所述雷達傳感器的振蕩信號與所述雷達傳感器的回波信號的差頻信號、所述雷達傳感器的振蕩信號與所述基準信號的差頻信號，以及所述雷達傳感器的回波信號與所述基準信號的差頻信號；具體的，所述基準信號可以為包含一預設頻率的信號，頻率校正裝置向所述雷達傳感器的混頻器發射基準信號，此時，輸入到所述雷達傳感器的混頻器中的信號包括:所述振蕩信號、所述回波信號和所述基準信號，所述雷達傳感器將該三種信號的頻率兩兩作差，並且還將該三種信號的頻率兩兩作和，因此從所述雷達傳感器的混頻器中輸出的信號集包括:所述雷達傳感器的振蕩信號與所述雷達傳感器的回波信號的差頻信號、所述雷達傳感器的振蕩信號與所述基準信號的差頻信號、所述雷達傳感器的回波信號與所述基準信號的差頻信號，以及所述雷達傳感器的振蕩信號與所述雷達傳感器的回波信號的和頻信號、所述雷達傳感器的振蕩信號與所述基準信號的和頻信號、所述雷達傳感器的回波信號與所述基準信號的和頻信號，由於雷達傳感器內部的設置，上述三種和頻信號可以自動被所述雷達傳感器濾除。所述頻率校正裝置接收所述雷達傳感器返回的所述信號集。
其中，所述雷達傳感器的振蕩信號與所述雷達傳感器的回波信號的差頻信號為所述振蕩信號的頻率與所述回波信號的頻率的差值所對應的信號；所述雷達傳感器的振蕩信號和所述基準信號的差頻信號為所述振蕩信號的頻率與所述基準信號的頻率的差值所對應的信號；所述雷達傳感器的回波信號與所述基準信號的差頻信號為所述回波信號的頻率與所述基準信號的頻率的差值所對應的信號。S202，對所述信號集進行濾波處理，獲得所述雷達傳感器的振蕩信號與所述基準信號的差頻信號；具體的，所述頻率校正裝置可以包含帶通濾波器，對所述信號集進行濾波處理，獲得所述雷達傳感器的振蕩信號與所述基準信號的差頻信號。S203，對所述雷達傳感器的振蕩信號和所述基準信號的差頻信號進行分頻，並將所述分頻後的差頻信號與參考信號進行鑑相；具體的，所述頻率校正裝置對所述雷達傳感器的振蕩信號和所述基準信號的差頻信號進行N值分頻，所述N值可以通過MCU進行設定，所述頻率校正裝置對所述分頻後的所述雷達傳感器的振蕩信號和所述基準信號的差頻信號與所述頻率校正裝置中的參考信號進行鑑相，檢測該分頻後的差頻信號和參考信號的頻率和相位是否一致。S204，根據鑑相後的結果控制所述雷達傳感器調整振蕩信號的頻率；具體的，如果所述分頻後的差頻信號與所述參考信號的相位和頻率不一致，則所述頻率校正裝置調整輸入到所述雷達傳感器的直流電壓，以控制所述雷達傳感器調整振蕩信號的頻率，直至所述 分頻後的差頻信號與所述參考信號的相位和頻率相一致；如果所述分頻後的差頻信號與所述參考信號的相位和頻率相一致，則所述頻率校正裝置保持所述輸入到所述雷達傳感器的直流電壓恆定。S205，採用所述恆定的直流電壓控制所述雷達傳感器輸出振蕩信號；具體的，所述頻率校正裝置根據調整輸出的恆定不變的直流電壓控制所述雷達傳感器中的VCO發射振蕩信號。在本發明實施例中，頻率校正裝置通過向雷達傳感器發送基準信號，並根據接收雷達傳感器返回的雷達傳感器的振蕩信號和所述基準信號的差頻信號，校正雷達傳感器發出的振蕩信號，提高了雷達傳感器中VCO發出的振蕩信號的線性度，從而提升了雷達傳感器的測量精度。請參見圖3，為本發明實施例提供一種頻率校正的裝置的結構示意圖。如圖3所示，本發明實施例中的所述裝置I包括:信號收發模塊11，用於向雷達傳感器發送基準信號，並接收所述雷達傳感器返回所述雷達傳感器的振蕩信號和所述基準信號的差頻信號；具體實現中，所述信號收發模塊11向所述雷達傳感器的混頻器發射基準信號，並接收所述雷達傳感器返回的信號集，所述信號收發模塊11對所述信號集進行濾波處理，獲得所述雷達傳感器的振蕩信號和所述基準信號的差頻信號。具體的，請一併參見圖4，為本發明實施例提供信號收發模塊的結構示意圖。如圖4所示，所述信號收發模塊11包括:信號收發單元111，用於向雷達傳感器發送基準信號，接收所述雷達傳感器返回的信號集，所述信號集包括所述雷達傳感器的振蕩信號與所述雷達傳感器的回波信號的差頻信號、所述雷達傳感器的振蕩信號與所述基準信號的差頻信號，以及所述雷達傳感器的回波信號與所述基準信號的差頻信號；具體實現中，所述基準信號可以為包含一預設頻率的信號，所述信號收發單元111向所述雷達傳感器的混頻器發射基準信號，此時，輸入到所述雷達傳感器的混頻器中的信號包括:所述振蕩信號、所述回波信號和所述基準信號，所述雷達傳感器將該三種信號的頻率兩兩作差，並且還將該三種信號的頻率兩兩作和，因此從所述雷達傳感器的混頻器中輸出的信號集包括:所述雷達傳感器的振蕩信號與所述雷達傳感器的回波信號的差頻信號、所述雷達傳感器的振蕩信號與所述基準信號的差頻信號、所述雷達傳感器的回波信號與所述基準信號的差頻信號，以及所述雷達傳感器的振蕩信號與所述雷達傳感器的回波信號的和頻信號、所述雷達傳感器的振蕩信號與所述基準信號的和頻信號、所述雷達傳感器的回波信號與所述基準信號的和頻信號，由於雷達傳感器內部的設置，上述三種和頻信號可以自動被所述雷達傳感器濾除。所述信號收發單元111接收所述雷達傳感器返回的所述信號集。其中，所述雷達傳感器的振蕩信號與所述雷達傳感器的回波信號的差頻信號為所述振蕩信號的頻率與所述回波信號的頻率的差值所對應的信號；所述雷達傳感器 的振蕩信號和所述基準信號的差頻信號為所述振蕩信號的頻率與所述基準信號的頻率的差值所對應的信號；所述雷達傳感器的回波信號與所述基準信號的差頻信號為所述回波信號的頻率與所述基準信號的頻率的差值所對應的信號。信號濾波單元112，用於對所述信號集進行濾波處理，獲得所述雷達傳感器的振蕩信號與所述基準信號的差頻信號；具體實現中，所述信號濾波單元112可以包含帶通濾波器，對所述信號集進行濾波處理，獲得所述雷達傳感器的振蕩信號與所述基準信號的差頻信號。頻率校正模塊12，用於採用所述雷達傳感器的振蕩信號和所述基準信號的差頻信號，對所述雷達傳感器的振蕩信號進行頻率校正；具體實現中，所述頻率校正模塊12可以包含鎖相環電路，其中，所述鎖相環電路中的VCO已經集成在所述雷達傳感器中，所述頻率校正模塊12將獲得的所述雷達傳感器的振蕩信號和所述基準信號的差頻信號，輸入到所述鎖相環電路中進行頻率校正。具體的，請一併參見圖5，為本發明實施例提供頻率校正模塊的結構示意圖。如圖5所示,所述頻率校正模塊12包括:信號鑑相單元121，用於對所述雷達傳感器的振蕩信號和所述基準信號的差頻信號進行分頻，並將分頻後的差頻信號與參考信號進行鑑相；具體實現中，所述信號鑑相單元121對所述雷達傳感器的振蕩信號和所述基準信號的差頻信號進行N值分頻，所述N值可以通過MCU進行設定，所述信號鑑相單元121對所述分頻後的所述雷達傳感器的振蕩信號和所述基準信號的差頻信號與所述頻率校正裝置中的參考信號進行鑑相，檢測該分頻後的差頻信號和參考信號的頻率和相位是否一致。頻率調整單元122，用於根據鑑相後的結果控制所述雷達傳感器調整振蕩信號的頻率；
具體實現中，所述頻率調整單元122根據所述信號鑑相單元121檢測的結果控制所述雷達傳感器調整振蕩信號的頻率。具體的，所述頻率調整單元122可以包括:第一調整子單元，用於如果所述分頻後的差頻信號與所述參考信號的相位和頻率不一致，則調整輸入到所述雷達傳感器的直流電壓，以控制所述雷達傳感器調整振蕩信號的頻率，直至所述分頻後的差頻信號與所述參考信號的相位和頻率相一致；具體實現中，如果所述信號鑑相單元121檢測到所述分頻後的差頻信號和所述參考信號的頻率和相位不一致，則所述第一調整子單元持續調整輸入到所述雷達傳感器的直流電壓，通過改變直流電壓控制所述雷達傳感器調整VCO輸出的振蕩信號的頻率，接著再重新執行校正過程，直至所述分頻後的差頻信號與所述參考信號的相位和頻率相一致。第二調整子單元，用於如果所述分頻後的差頻信號與所述參考信號的相位和頻率相一致，則保持所述輸入到所述雷達傳感器的直流電壓恆定；具體實現中，如果所述信號鑑相單元121檢測到所述分頻後的差頻信號和所述參考信號的頻率和相位一致，即所述雷達傳感器的振蕩信號和所述基準信號的差頻信號的頻率為所述參考信號的頻率的N倍，則所述第二調整子單元保持輸入到所述雷達傳感器的直流電壓恆定不變。控制輸出模塊13，用於控制所述雷達傳感器輸出調整後的振蕩信號；具體實現中，所述控制輸出模塊13根據所述頻率調整單元122中的第二調整子單元調整輸出的恆定不變的直流電壓控制所述雷達傳感器中的VCO發射振蕩信號。在本發明實施例中，頻率校正裝置通過向雷達傳感器發送基準信號，並根據接收雷達傳感器返回的雷 達傳感器的振蕩信號和所述基準信號的差頻信號，校正雷達傳感器發出的振蕩信號，提高了雷達傳感器中VCO發出的振蕩信號的線性度，從而提升了雷達傳感器的測量精度。本領域普通技術人員可以理解實現上述實施例方法中的全部或部分流程，是可以通過電腦程式來指令相關的硬體來完成，所述的程序可存儲於一計算機可讀取存儲介質中，該程序在執行時，可包括如上述各方法的實施例的流程。其中，所述的存儲介質可為磁碟、光碟、只讀存儲記憶體(Read-Only Memory, ROM)或隨機存儲記憶體(Random AccessMemory, RAM)等。以上所揭露的僅為本發明較佳實施例而已，當然不能以此來限定本發明之權利範圍，因此依本發明權利要求所作的等同變化，仍屬本發明所涵蓋的範圍。
權利要求
1.一種頻率校正的方法，其特徵在於，包括: 向雷達傳感器發送基準信號，並接收所述雷達傳感器返回所述雷達傳感器的振蕩信號和所述基準信號的差頻信號； 採用所述雷達傳感器的振蕩信號和所述基準信號的差頻信號，對所述雷達傳感器的振蕩信號進行頻率校正； 控制所述雷達傳感器輸出調整後的振蕩信號。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述接收所述雷達傳感器返回所述雷達傳感器的振蕩信號和所述基準信號的差頻信號，包括: 接收所述雷達傳感器返回的信號集，所述信號集包括所述雷達傳感器的振蕩信號與所述雷達傳感器的回波信號的差頻信號、所述雷達傳感器的振蕩信號與所述基準信號的差頻信號，以及所述雷達傳感器的回波信號與所述基準信號的差頻信號； 對所述信號集進行濾波處理，獲得所述雷達傳感器的振蕩信號與所述基準信號的差頻信號。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，所述採用所述雷達傳感器的振蕩信號和所述基準信號的差頻信號，對所述雷達傳感器的振蕩信號進行頻率校正，包括: 對所述雷達傳感器的振蕩信號和所述基準信號的差頻信號進行分頻，並將所述分頻後的差頻信號與參考信號進行鑑相； 根據鑑相後的結果控制所述雷達傳感器調整振蕩信號的頻率。
4.根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述根據鑑相後的結果控制所述雷達傳感器調整振蕩信號的頻率，包括: 如果所述分頻後的差頻信號與所述參考信號的相位和頻率不一致，則調整輸入到所述雷達傳感器的直流電壓，以控制所述雷達傳感器調整振蕩信號的頻率，直至所述分頻後的差頻信號與所述參考信號的相位和頻率相一致； 如果所述分頻後的差頻信號與所述參考信號的相位和頻率相一致，則保持所述輸入到所述雷達傳感器的直流電壓恆定。
5.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述控制所述雷達傳感器輸出調整後的振蕩信號，包括: 採用所述恆定的直流電壓控制所述雷達傳感器輸出振蕩信號。
6.一種頻率校正的裝置，其特徵在於，包括: 信號收發模塊，用於向雷達傳感器發送基準信號，並接收所述雷達傳感器返回所述雷達傳感器的振蕩信號和所述基準信號的差頻信號； 頻率校正模塊，用於採用所述雷達傳感器的振蕩信號和所述基準信號的差頻信號，對所述雷達傳感器的振蕩信號進行頻率校正； 控制輸出模塊，用於控制所述雷達傳感器輸出調整後的振蕩信號。
7.根據權利要求6所述的裝置，其特徵在於，所述信號收發模塊包括: 信號收發單元，用於向雷達傳感器發送基準信號，接收所述雷達傳感器返回的信號集，所述信號集包括所述雷達傳感器的振蕩信號與所述雷達傳感器的回波信號的差頻信號、所述雷達傳感器的振蕩信號與所述基準信號的差頻信號，以及所述雷達傳感器的回波信號與所述基準信號的差頻信號；信號濾波單元，用於對所述信號集進行濾波處理，獲得所述雷達傳感器的振蕩信號與所述基準信號的差頻信號。
8.根據權利要求6或7所述的裝置，其特徵在於，所述頻率校正模塊包括: 信號鑑相單元，用於對所述雷達傳感器的振蕩信號和所述基準信號的差頻信號進行分頻，並將分頻後的差頻信號與參考信號進行鑑相； 頻率調整單元，用於根據鑑相後的結果控制所述雷達傳感器調整振蕩信號的頻率。
9.根據權利要求8所述的裝置，其特徵在於，所述頻率調整單元包括: 第一調整子單元，用於如果所述分頻後的差頻信號與所述參考信號的相位和頻率不一致，則調整輸入到所述雷達傳感器的直流電壓，以控制所述雷達傳感器調整振蕩信號的頻率，直至所述分頻後的差頻信號與所述參考信號的相位和頻率相一致； 第二調整子單元，用於如果所述分頻後的差頻信號與所述參考信號的相位和頻率相一致，則保持所述輸入到所述雷達傳感器的直流電壓恆定。
10.根據權利要求9所述的裝置，其特徵在於，所述控制輸出模塊具體用於採用所述恆定的直流電壓控制所述雷達傳感器輸出振蕩信號。
全文摘要
本發明實施例公開一種頻率校正的方法及裝置，其中方法包括如下步驟向雷達傳感器發送基準信號，並接收所述雷達傳感器返回所述雷達傳感器的振蕩信號和所述基準信號的差頻信號；採用所述雷達傳感器的振蕩信號和所述基準信號的差頻信號，對所述雷達傳感器的振蕩信號進行頻率校正；控制所述雷達傳感器輸出調整後的振蕩信號。可以提高雷達傳感器中VCO發出的振蕩信號的線性度，提升雷達傳感器的測量精度。
文檔編號G01S7/40GK103235293SQ20131009727
公開日2013年8月7日 申請日期2013年3月25日 優先權日2013年3月25日
發明者張暄, 王鐘鳴, 杜勁, 王小麗 申請人:深圳市華儒科技有限公司