WO2013117277A1 - Radar sensor with monitoring circuit - Google Patents

Radar sensor with monitoring circuit Download PDF

Info

Publication number
WO2013117277A1
WO2013117277A1 PCT/EP2012/075760 EP2012075760W WO2013117277A1 WO 2013117277 A1 WO2013117277 A1 WO 2013117277A1 EP 2012075760 W EP2012075760 W EP 2012075760W WO 2013117277 A1 WO2013117277 A1 WO 2013117277A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
circuit
signal
radar sensor
measured
oscillator
Prior art date
Application number
PCT/EP2012/075760
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Christian Waldschmidt
Dirk Steinbuch
Raik SCHNABEL
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Priority to CN201280069450.5A priority Critical patent/CN104303074B/en
Priority to EP12812573.9A priority patent/EP2812725A1/en
Publication of WO2013117277A1 publication Critical patent/WO2013117277A1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/03Details of HF subsystems specially adapted therefor, e.g. common to transmitter and receiver
    • G01S7/032Constructional details for solid-state radar subsystems
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/40Means for monitoring or calibrating
    • G01S7/4004Means for monitoring or calibrating of parts of a radar system
    • G01S7/4017Means for monitoring or calibrating of parts of a radar system of HF systems
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G01S2013/9321Velocity regulation, e.g. cruise control
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G01S2013/9325Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles for inter-vehicle distance regulation, e.g. navigating in platoons

Definitions

  • the invention relates to a radar sensor for motor vehicles, comprising a monolithic integrated microwave circuit (MMIC) comprising an oscillator for generating a transmission signal and a mixer for generating an intermediate frequency signal from a reception signal.
  • MMIC monolithic integrated microwave circuit
  • Radar sensors are used, for example, in motor vehicles for detecting the surroundings of the vehicle and for locating vehicles in front.
  • driver assistance systems are known that have comfort functions, for example, a distance and / or cruise control, such as a cruise control.
  • an ACC system Adaptive Cruise Control
  • Safety systems or driver assistance systems with safety functions based on the evaluation of radar sensor signals such as e.g. an automatic emergency brake (AEB).
  • AEB automatic emergency brake
  • DE 10 2010 002 638 A1 describes a radar sensor with an interface and with an integrated MMIC component, which comprises a transmitting and receiving device for a radar signal, a control device and an interface unit. Information received via the interface and evaluated by the interface unit can effect adjustment of parameters of the transmitting and receiving device via digital / analog converters of the control device. Conversely, operating states of the transmitting and receiving device can be interrogated via the interface unit via analog / digital converters provided in the control device.
  • the object of the invention is to provide a radar sensor which enables improved system security.
  • This object is achieved by a radar sensor of the type mentioned, in which the monolithic microwave integrated circuit further comprises at least one sensor and a monitoring circuit which is adapted to compare a measured by the sensor measured variable with a desired state of the measured large.
  • the monolithic microwave integrated circuit further comprises at least one sensor and a monitoring circuit which is adapted to compare a measured by the sensor measured variable with a desired state of the measured large.
  • This allows very low latency and / or higher accuracy monitoring than when using external monitoring components.
  • a faster error detection and thus a lower error tolerance time can be made possible.
  • an at least partially self-sufficient monitoring can be realized within the MMIC.
  • the desired state of the measured variable may, for example, consist of a desired value of the measured variable or comprise a setpoint range of the measured variable.
  • the measured variable is preferably an in-circuit measured variable of the MMIC, in particular a measured variable related to a respective measuring point.
  • the measured quantity may be, for example, a temperature, a measured variable characterizing a property of an oscillating signal, wherein the at least one oscillating signal may comprise a transmission signal, a received signal and / or an intermediate frequency signal, and / or an electrical measured variable. Examples are given in claim 4.
  • a time course of the measured variable can be taken into account.
  • the monitoring circuit can be set up to compare a value, determined on the basis of a time profile of a measured signal, of a measured variable with a desired state of the measured variable characterizing a time characteristic of the signal.
  • the MMIC may include one or more sensors and one or more monitoring circuits configured to compare a measured variable measured by the sensor or a plurality of measured variables measured by one or more sensors with a desired state of the measured variable (s), in particular, for example to compare with a respective nominal state of the respective measured variable. So In particular, the nominal state of a measured variable may be dependent on the value of another measured measured variable.
  • a sensor can be set up to measure a plurality of measured variables, for example a temperature at a plurality of measuring points.
  • the MMIC may comprise a switching device for connecting a sensor to one of different measuring points of the monolithic microwave integrated circuit.
  • the monitoring circuit can be set up, for example, to control the switching device.
  • the at least one sensor may have, for example, an A / D converter (analog / digital converter), for example an A / D converter for the relevant measured variable.
  • the measured variable may also be a measured variable measured on an A / D-converted signal.
  • the sensor may comprise an A / D converter and a measuring unit in the form of a digital circuit or a program algorithm for a program-controlled processing unit for determining the measured variable based on the A / D-converted signal.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of a radar sensor for motor vehicles;
  • FIG. 2 shows a control circuit for a power of a buffer amplifier;
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of a radar sensor for motor vehicles;
  • FIG. 2 shows a control circuit for a power of a buffer amplifier;
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of a radar sensor for motor vehicles;
  • FIG. 2 shows a control circuit for a power of a buffer amplifier;
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of a radar sensor for motor vehicles;
  • FIG. 2 shows a control circuit for a power of a buffer amplifier;
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of a radar sensor for motor vehicles;
  • FIG. 2 shows a control circuit for a power of a buffer amplifier;
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of a radar sensor for motor vehicles;
  • FIG. 2 shows a control circuit for a power of a buffer amplifier;
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of a radar sensor
  • FIG. 3 shows a further control circuit for a power of a buffer amplifier; a block diagram of a circuit part of the radar sensor for evaluating an intermediate frequency signal;
  • Fig. 5 shows a block diagram of a circuit part of the radar sensor for monitoring the processing of a control command
  • Fig. 6 is a block diagram of a transmission / reception channel of the radar sensor
  • FIG. 7 shows a control circuit for a phase position of a signal
  • FIG. 11 is a block diagram of a circuit part of the radar sensor for monitoring an antenna element
  • Fig. 12 is a block diagram of another example of a transmission / reception channel
  • FIG. 13 shows a block diagram of a circuit part of the radar sensor for monitoring the relative phase position of a plurality of channels.
  • Fig. 1 shows a radar sensor for motor vehicles with a monolithic microwave integrated circuit (MMIC) 10 and antenna elements 12.
  • the radar sensor is connected to an evaluation circuit 14 for the evaluation of intermediate frequency signals IF (intermediate frequency) of the radar sensor.
  • the MMIC 10 includes a voltage controlled oscillator 16 (VCO) for generating a radar transmit signal, and a plurality of transmit / receive channels 18 connected to respective antenna elements 12 and a mixer 20 for generating an intermediate frequency signal IF, respectively a radar received signal.
  • VCO voltage controlled oscillator
  • the operating frequency of the oscillator 16 is for example about 77 GHz.
  • the intermediate frequency signals IF of the channels 18 are applied to inputs of the evaluation circuit 14.
  • the basic structure of such a transmitting / receiving part of a radar sensor for motor vehicles is known.
  • the radar sensor 10 and the evaluation circuit 14 may be part of a driver assistance system for example. be in control of the vehicle.
  • the radar sensor has at least one channel 18, for example four channels 18.
  • the MMIC 10 comprises an analog circuit part 10a, a digital circuit part 10b and an interface 22 for driving the analog circuit part 10a and for communication with the digital circuit part 10b.
  • the analog circuit part 10a comprises the oscillator 16 and the channels 18. A control input of the oscillator 16 can be controlled via the interface 22.
  • the interface 22 is connected, for example, via a phase-locked loop (PLL) 24 for controlling the oscillator 16 to its control input, wherein an output of the oscillator 16 is connected via a frequency divider 26 to an input of the phase locked loop 24.
  • the frequency divider 26 may, for example, be in the form of variable divider chains or comprise a mixer for downmixing the output signal of the oscillator 16 by means of a reference oscillator and comprises, for example, the reference oscillator.
  • the interface 22 comprises an A / D converter 28 which is connectable to the output of the frequency divider 26 and allows A / D conversion of the output signal of the oscillator 16.
  • a processing unit 30 of the digital circuit part 10b is configured, for example, to measure the frequency of the A / D converted output signal and thus to monitor the frequency of the output signal, for example to compare it with a desired value.
  • the processing unit 30 may be a programmable or hard-coded processing unit 30.
  • the processing unit 30 forms a monitoring circuit and, together with the frequency divider 26 and the A / D converter 28, a sensor for measuring the frequency of the output signal of the oscillator 16.
  • a part of the processing unit 30 belonging to the sensor can be used, for example, as a measuring unit 32 in FIG Form of a program algorithm be formed.
  • the processing unit 30 is connected to a memory 34 and includes this.
  • the monitoring circuit is configured to transmit an alarm signal AL (alarm) to the evaluation circuit 14 upon detection of a malfunction of the oscillator 16 of the MMIC.
  • the processing unit 30 is additionally connected to a non-volatile FLASH memory 36.
  • the non-volatile memory 36 is set up to store control commands, operating parameters or values of measured variables. These are then also after an interruption of the power supply, such as a defect, a shutdown of the sensor and / or the vehicle still ready.
  • a monitoring circuit formed by the processing unit 30, in particular a monitoring circuit according to one of the examples described in this application, may for example be configured to control a circuit part taking into account at least one data value stored in the nonvolatile memory 36, for example at least one control command, operating parameter and / or at least one previous value of a measurand.
  • a control command or operating parameter may, for example, define a desired state of a measured variable. This allows, for example, a controlled by the monitoring device self-calibration of the measurement variable influencing circuit part.
  • a monitoring circuit formed by the processing unit 30, in particular a monitoring circuit according to one of the examples described in this application, can for example be set up to compare a measured variable measured by a sensor with a desired state taking into account at least one previous value of a measured variable stored in the memory 36 , This allows, for example, the monitoring of degradation effects, in which a deviation from the target state gradually increases.
  • a monitoring device formed by the processing unit 30 may be configured to log values of a measured parameter or of an operating parameter in the nonvolatile memory 36. This allows for improved diagnostics options in the event of a fault. For example, logging can occur at regular intervals and / or when a malfunction is detected.
  • the non-volatile memory 36 optionally includes a tuning characteristic of the oscillator 16, which indicates a voltage-dependent frequency response of the oscillator 16.
  • the above-mentioned monitoring circuit is configured, for example, on the basis of a memory 34 stored in the nonvolatile memory 36 Characteristic of the oscillator 16 and on the basis of the comparison result to drive the oscillator 16 according to a predetermined frequency or to control according to a predetermined frequency ramp, ie to modulate its frequency accordingly.
  • a control voltage for the oscillator 16 corrected for the characteristic curve or for a reference oscillator of the phase locked loop 24 is determined.
  • the interface 22 may comprise one or more A / D converters 28, which, for example by means of a multiplexer, can be connected to different measuring points of the analog circuit part 10a in order to enable the monitoring of respective measured variables.
  • a / D converter 28 is shown for the sake of illustration.
  • the analog circuit part 10a comprises at least one temperature sensor 38, which is connected to the interface 22 and, for example, to the same or another A / D converter 28 is connectable.
  • the processing unit 30 optionally forms a monitoring circuit for the temperature measured by the temperature sensor 38.
  • the temperature sensor 38 is configured to measure a temperature in the vicinity of the oscillator 16.
  • the monitoring circuit is configured, for example, to control the oscillator 16 as a function of the measured temperature, for example via the control voltage of the oscillator 16 or a reference oscillator of the phase-locked loop 24.
  • the frequency of the output signal of the oscillator 16 can in turn be monitored by the processing unit 30.
  • the monitoring circuit is configured to transmit an alarm signal AL (alarm) to the evaluation circuit 14 upon detection of a malfunction of the oscillator 16 of the MMIC, such as failure to reach a setpoint frequency.
  • AL alarm
  • a temperature characteristic curve (temperature response) may also be taken into account when controlling the oscillator 16, which characterizes a temperature-dependent frequency response of the oscillator 16 and is stored, for example, in the nonvolatile memory 36.
  • the analog circuit part 10a further comprises a buffer amplifier or buffer 40 for variably amplifying the output signal of the oscillator 16. A part of the output signal is fed to the frequency divider 26, another part to the buffer 40.
  • the buffer 40 in particular its output power, is can be controlled via the interface 22.
  • the output signal of the buffer 40 is supplied as an LO (local oscillator) signal to the transmission / reception channels 18.
  • the analog circuit part 10 a optionally includes a power sensor 42 for measuring the power of the LO signal connected to the interface 22.
  • the processing unit 30 forms, for example, a monitoring circuit for comparing the power measured by the power sensor 42 with a desired state.
  • the monitoring circuit is set up to control the buffer 40 on the basis of the measured power P act and a setpoint value P set, and in particular to regulate the power of the LO signal.
  • a temperature sensor 38 may be configured to measure a temperature dependent on the temperature of the buffer 40. It may, for example, be arranged in the vicinity of the buffer 40. Several temperature sensors 38 can be provided at different measuring points of the analog circuit part 10a, for example within the respective channels 18. This allows more accurate temperature measurements in temperature-critical areas.
  • processing unit 30 may be configured to measure a temperature by interpolation or extrapolation based on measured temperatures of a plurality of temperature sensors 38. Thereby, temperatures may also be determined for circuit points where a temperature sensor can not be located directly.
  • FIG 3 shows a control loop formed by the monitoring circuit for controlling the output power P act of the buffer 40 based on a temperature T act measured by a temperature sensor 38, a set value of the temperature T set and an initial value of the power P start .
  • This makes it possible to provide a desired output power of the buffer 40 for any operating states of the radar sensor. Since the control loops are implemented internally in the MMIC, an improved control behavior can be achieved compared to the use of external sensors. If a desired output power of the buffer 40 is not reached and / or an admissible maximum temperature is exceeded (limit of a setpoint range), the monitoring circuit detects a malfunction and transmits a corresponding alarm signal to the evaluation circuit 14.
  • the evaluation circuit 14 is connected to the MMIC 10 via the interface 22.
  • An output of the oscillator 16 is connected to the channels 18 to provide each of the channels 18 with a reference signal "test".
  • a part of the buffer 40 supplied to the output signal of the oscillator 16 is coupled.
  • the reference test signal has a frequency of about 77 GHz.
  • the reference test signal may be coupled to the LO signal.
  • FIG. 4 shows an optional monitoring circuit formed by the processing unit 30 for monitoring a measured variable which identifies an intermediate frequency signal of one or more channels 18.
  • a sensor for measuring such a measured variable comprises, for example, an A / D converter 28 of the interface 22 and a measuring unit 32 of the processing unit 30.
  • the sensor is configured, for example, to provide an intermediate frequency signal IF of one or more of the channels 18 by means of the A / D converter 28 to digitize and based on the digitized signal to measure the measurand.
  • the measured variable may be any desired variable relevant to the reliability of the radar sensor, for example a DC voltage component of the intermediate frequency signal IF.
  • the DC voltage component can be compared, for example, with a nominal value range of the DC voltage component. For example, when leaving the setpoint range, an alarm signal AL can be transmitted to the evaluation circuit 14.
  • Fig. 5 shows schematically a circuit part of the radar sensor for controlling a circuit part of the analog circuit part 10a, generally indicated by reference numeral 50.
  • the interface 22 comprises an interface 44, which is connected to the processing processing unit 30, for example, a serial three-wire interface in the form of a serial peripheral interface bus (SPI bus) with lines for a selection signal CS (Chip Select), a clock signal CLK (Clock) and a data signal SISO (Signal In - Signal Out) on ,
  • SPI interface 44 is configured to write control commands and / or operating parameters to at least one shift register 46 of the interface 22 and to read it from the shift register 46.
  • the interface 22 comprises at least one D / A converter 48 for controlling the circuit part 50 based on control commands / operating parameters transmitted by the processing unit 30.
  • the at least one D / A converter 48 is connected or connectable, for example, to a circuit part 50.
  • the circuit part 50 can be, for example, the phase locked loop 24, the oscillator 16, the buffer 40, a modulation device for the transmission frequency or the frequency of the oscillator 16, or one of the circuit parts controllable via the interface 22 or the processing unit 30, described below act.
  • a control command may, for example, consist of a value of a control variable for the circuit part 50, for example a value of a control voltage of the oscillator 16.
  • a sensor in the form of an A / D converter 28 of the interface 22 is connectable to the circuit part 50 and adapted to measure a control command or operating parameter of the circuit part 50, i. to digitize and transfer to the shift register 46 for readout by the processing unit 30.
  • the processing unit 30 is optionally configured to monitor the control command / operating parameter measured by the A / D converter 28 and to compare it with a target value, for example the previously issued control command / operating parameter. Thereby, it can be monitored whether the control command / operating parameter has been correctly converted by the D / A converter 48 and the circuit part 50.
  • the processing unit 30 may be configured to transmit the relevant control command / operating parameter again to the circuit part 50 and / or a result of an operation to be controlled by the control command / operating parameter Discard MMIC 10.
  • the interface 22 may optionally have a further SPI interface for connection to the evaluation circuit 14.
  • the evaluation circuit 14 may form a monitoring circuit for monitoring a transmitted to the circuit part 50 control command / operating parameter. It can, for example, assume the described functions of the processing unit 30.
  • Fig. 6 shows schematically a block diagram of a channel 18 and its connection to the interface 22 and antenna elements 12.
  • the channel 18 is supplied with the LO signal from the buffer 40 and the reference test signal "Test". 6 shows an example of an operation of a channel 18 with at least one transmit / receive antenna element 12, which serves both to emit the transmit signal and to receive a receive signal.
  • the LO signal is supplied to the mixer 20 via an optional phase shifter 52.
  • the phase shifter 52 is arranged to adjust the phase of the signal applied to the mixer and thus allows the heterodyne operation of the channel 18.
  • the LO signal is supplied to the antenna element 12 as a transmission signal via an optional amplifier 54 and an optional phase shifter 56.
  • the amplifier 54 and the phase shifters 52, 56 can be controlled via the interface 22.
  • An optional phase detector 58 forms a sensor for measuring the phase position of the signal supplied to the mixer 20 of the phase shifter 52.
  • a monitoring circuit formed by the processing unit 30 is adapted to the phase position measured by the phase detector 58. to compare with a desired state.
  • the phase detector 58 is connectable to the output of the phase shifter 52.
  • the same or a further phase detector 58 can be connected to the output of the phase shifter 56.
  • a power sensor 42 is also connectable to the output of the phase shifter 56 or to the output of the amplifier 54.
  • the processing unit 30 forms, for example, a monitoring circuit for comparing a phase position of the output signal of the phase shifter 56 measured by the phase detector 58 and / or for comparing a power of the transmission signal measured by the power sensor 42 with a desired state.
  • the effective phase position and the amplitude of the transmission signal can be measured internally in the MM IC 10 and monitored.
  • phase position (p act of an output signal of the phase shifter 52 or 56, based on a setpoint value ( pset)) which controls the respective phase shifter 52, 56 based on the measured phase position and thus to regulate the phase position.
  • FIG. 8 shows a control circuit for the power of the transmission signal, in particular the output power of the amplifier 54, which comprises the monitoring circuit.
  • the monitoring circuit is set up to control the amplifier 54 based on the output power P act measured by the power sensor 42 and thus the output power based on a Setpoint P set to regulate.
  • phase and / or amplitude ratios between the channels 18 and with respect to the LO signal can be adjusted. This may allow monitoring, control or regulation of a field of view of the radar sensor.
  • FIG. 9 shows a control loop with a temperature sensor 38 for detecting a temperature in the vicinity of the amplifier 54 of a channel 18.
  • the processing unit 30 forms a monitoring circuit for a temperature measured by the temperature sensor 38 and is adapted to to regulate the output power of the amplifier 54 and thus the transmission power channel individually in consideration of the temperature.
  • Fig. 10 shows a control circuit for a duty cycle of the transmission signal or the LO signal.
  • a monitoring circuit formed by the processing unit 30 is configured to measure by means of a temperature sensor 38 a dependent of the temperature of the oscillator 16 temperature T act .
  • the monitoring circuit is configured to compare the measured temperature T act with a desired value T set and to control the oscillator 16 based on the comparison result, in particular to control a control device 60 for controlling the duty cycle and frequency modulation of the oscillator 16.
  • the duty cycle can be optimized taking into account the temperature at a given transmission power, optionally taking into account a selectable operating mode "mode", such as an energy-saving operating mode or a sports mode.
  • controlling the duty cycle may include setting a length of a pause between two transmit phases, each including at least one frequency ramp.
  • FIG. 6 further shows an antenna monitoring device 62, which is set up for monitoring an antenna parameter characterizing the functionality of an antenna element 12.
  • the antenna parameter may be, for example, a measured variable characterizing the coupling of the antenna element 12 to the MMIC 10, for example an electrical resistance or an impedance, for example a difference between a channel-side impedance and an antenna-side impedance.
  • the antenna monitoring device 62 forms a sensor for measuring at least one antenna parameter and transmitting it via the interface 22 to the processing unit 30.
  • the processing unit 30 detects the presence of a malfunction of an antenna element 12 or the coupling of the antenna element.
  • the processing unit 30 outputs a corresponding alarm signal AL to the evaluation circuit 14.
  • the MMIC 10 can thus independently detect any fault of the antenna or the antenna coupling and, for example, an interrupt in the evaluation circuit 14 via the alarm signal AL trigger.
  • An alarm line of the processing unit 30 is connected to an interrupt input IRQ of the evaluation circuit 14, as shown in FIG. 11.
  • Fig. 12 shows a block diagram of a transmission / reception channel 18 in which separate antenna elements 12 are provided for transmission and reception.
  • the antenna elements 12 are respectively monitored by associated antenna monitoring devices 62 "RX sense” or “TX sense", which monitor antenna parameters of the antenna elements 12 in a corresponding manner. Otherwise, the circuits of the channels 18 in FIG. 6 and in FIG. 12 correspond to one another.
  • the antenna element 12 configured for reception is connected to the mixer 20 in order to supply the received signal.
  • the received signal is also supplied to a phase detector 64, which forms a sensor for the phase position of the received signal.
  • the processing unit 30 forms a monitoring circuit for comparing the phase position measured by the phase detector 64 with a desired state.
  • the channel 18 further comprises an offset detection / compensation unit 66, which is configured to measure and / or compensate for a DC voltage component at the intermediate frequency signal output of the mixer 20. It forms, for example, a sensor for the DC component.
  • the processing unit 30 forms, for example, a monitoring circuit for comparing the measured DC voltage component with the nominal value zero and is set up, for example, to actuate the offset detection / compensation unit 66 to compensate for the DC voltage component, for example by injecting an opposing direct current into the DC depending on the result of the comparison Mixer. Additionally or alternatively, the monitoring circuit may be configured to compare the DC voltage component measured by the offset detection / compensation unit 66 with the desired value and, based on the comparison result, to control the phase position of the LO signal supplied to the mixer 20. The processing unit 30 can control the phase shifter 52 for this purpose. By changing the phase relationship between the LO signal and the received signal, the DC component of the intermediate frequency signal IF at the output of the mixer 20 can be minimized.
  • the DC voltage component can be measured, for example, by measuring a DC-coupled intermediate frequency signal.
  • the processing unit 30 may be configured to perform a Fourier transformation of an intermediate frequency signal IF digitized via an A / D converter 28 and determination of the DC voltage component. It thus forms together with the A / D converter 28 a sensor for the DC voltage component.
  • the channel 18 circuitry shown in FIGS. 6 and 12 optionally includes a built-in self-test (BIST) test signal generator 68 configured to generate a test signal based on the supplied reference test signal "test.” to create. This is fed via an optional controllable buffer amplifier 70 and an optional controllable phase shifter 72 an input of the mixer 20 to simulate the reception case during a self-test.
  • the test signal generator 68 can be formed, for example, by a modulator or by an oscillator coupled to the reference test signal.
  • the analog circuit part 10a includes a power sensor 42 for measuring the power of the test signal, which is connectable to the buffer amplifier 70, for example, and a phase detector 58 (sensor) for measuring the phase position of the test signal.
  • a temperature sensor 38 is disposed in the vicinity of the signal generator 68 and / or the buffer amplifier 70.
  • the processing unit 30 forms monitoring circuits for monitoring the output power of the test signal measured by the power sensor 42, the phase position of the test signal measured by the phase detector 58 and / or the temperature measured by the temperature sensor 38. According to the examples of FIGS. 7, 8 and 9, the monitoring circuits are set up to regulate the power P act of the buffer amplifier 70 as a function of a measured value P set and / or the temperature or the phase position of the test signal (p act in response to a setpoint (p set by controlling the phase shifter 72 to regulate.
  • the processing unit 30 thus forms a monitoring circuit for monitoring the mixer 20 by means of a test signal supplied to the mixer 20 and is adapted, when the test signal is supplied, to ensure the functionality of the mixer. schers 20 characteristic measured variable and to compare with a nominal state.
  • the measured variable may be, for example, a frequency, an amplitude and / or a phase position of the intermediate frequency signal IF at the output of the mixer 20.
  • the test signal generators 68 of the channels 18 are individually controllable by the processing unit 30, i. for example, activated and deactivated.
  • a measurement and monitoring of the phase positions of the received signals of the channels 18 can be carried out by the phase detectors 64.
  • the processing unit 30 may form a monitoring circuit to monitor the received signals by measuring their relative phase angles and comparing them with setpoints.
  • the setpoints may be stored in non-volatile memory 36, for example. In this way, for example, the deviation from a desired characteristic of the reception branch can be determined.
  • the monitoring The switching circuit can be set up, for example, to control the phase shifter 52 as a function of the comparison result in order to calibrate the phase position of the received signals.
  • the MMIC 10 comprises at least one monitoring circuit which is set up to compare a measured variable measured by a sensor of the MMIC 10 with a desired state and, if appropriate, a function of the comparison result Circuit part of the MMIC 10 to control.
  • the respective monitoring circuit can be set up, for example, to automatically regulate the relevant measured variable into its nominal state as part of an MMIC-internal control loop.
  • the respective monitoring circuit can also be set up to output an alarm signal AL upon detection of a malfunction which, for example, prevents reaching the desired state.
  • an alarm signal AL indicating the type of malfunction can be output.
  • the alarm signal AL may have about a coding for the cause of the error or the malfunction.
  • an alarm signal is preferably output which identifies an error and is canceled only after a successful monitoring of the relevant measured variable. This can ensure that in case of an internal defect not malfunctioning is signaled.
  • the time for monitoring can be determined internally in the MMIC 10, so that the control of the processes is simplified.
  • an internal detection of a malfunction allows a corrective measure by a circuit part of the MMIC 10 is controlled via the interface 22 in dependence of the comparison result of the measured variable with the desired state, for example by transmitting a control command or operating parameter or by triggering a reset of the circuit part.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

The invention relates to a radar sensor for motor vehicles, having a monolithic, integrated microwave circuit (10) which comprises an oscillator (16) to generate a transmission signal and a mixer (20) to generate an intermediate frequency signal (IF) from a received signal, the monolithic, integrated microwave circuit (10) further comprising at least one sensor (28; 32; 38; 42; 58; 62; 64; 66) and a monitoring circuit (30; 62) which is configured to compare a measurement variable measured by the sensor to a desired state of the measurement variable, wherein the monitoring circuit (30) can be configured to control a circuit part (50) of the monolithic, integrated microwave circuit (10) on the basis of the result of the comparison.

Description

RADARSENSOR MIT ÜBERWACHUNGSSCHALTUNG  RADAR SENSOR WITH MONITORING
Die Erfindung betrifft einen Radarsensor für Kraftfahrzeuge, mit einem monolithischen integrierten Mikrowellenschaltkreis (MMIC, monolithic integrated microwave circuit), der einen Oszillator zum Erzeugen eines Sendesignals und einem Mischer zum Erzeugen eines Zwischenfrequenzsignals aus einem Empfangssignal umfasst. The invention relates to a radar sensor for motor vehicles, comprising a monolithic integrated microwave circuit (MMIC) comprising an oscillator for generating a transmission signal and a mixer for generating an intermediate frequency signal from a reception signal.
STAND DER TECHNIK STATE OF THE ART
Radarsensoren werden beispielsweise in Kraftfahrzeugen zur Erfassung des Umfelds des Fahrzeugs und zur Ortung vorausfahrender Fahrzeuge eingesetzt. Es sind beispielsweise Fahrerassistenzsysteme bekannt, die Komfortfunktionen aufweisen, bei- spielsweise einen Abstands- und/oder Fahrgeschwindigkeitsregler wie z.B. ein ACC- System (Adaptive Cruise Control). Es werden zunehmend Sicherheitssysteme oder Fahrerassistenzsysteme mit Sicherheitsfunktionen eingesetzt, die auf der Auswertung von Radarsensorsignalen basieren, wie z.B. eine automatische Notbremse (AEB, au- tomatic emergency braking). DE 10 2010 002 638 A1 beschreibt einen Radarsensor mit einer Schnittstelle und mit einem integrierten MMIC-Bauelement, das eine Sende- und Empfangseinrichtung für ein Radarsignal, eine Steuereinrichtung und eine Schnittstelleneinheit umfasst. Über die Schnittstelle empfangene und von der Schnittstelleneinheit ausgewertete Informationen können über Digital/Analog-Wandler der Steuereinrichtung eine Einstellung von Parametern der Sende- und Empfangseinrichtung bewirken. Umgekehrt können über in der Steuereinrichtung vorgesehene Analog/Digital-Wandler Betriebszustände der Sende- und Empfangseinrichtung über die Schnittstelleneinheit abgefragt werden. Radar sensors are used, for example, in motor vehicles for detecting the surroundings of the vehicle and for locating vehicles in front. For example, driver assistance systems are known that have comfort functions, for example, a distance and / or cruise control, such as a cruise control. an ACC system (Adaptive Cruise Control). Safety systems or driver assistance systems with safety functions based on the evaluation of radar sensor signals, such as e.g. an automatic emergency brake (AEB). DE 10 2010 002 638 A1 describes a radar sensor with an interface and with an integrated MMIC component, which comprises a transmitting and receiving device for a radar signal, a control device and an interface unit. Information received via the interface and evaluated by the interface unit can effect adjustment of parameters of the transmitting and receiving device via digital / analog converters of the control device. Conversely, operating states of the transmitting and receiving device can be interrogated via the interface unit via analog / digital converters provided in the control device.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG DISCLOSURE OF THE INVENTION
Bei Sicherheitssystemen, die aktiv in das Fahrverhalten des Fahrzeugs eingreifen, sind besonders hohe Anforderungen an die Zuverlässigkeit des Systems zu stellen. In safety systems that actively intervene in the driving behavior of the vehicle, particularly high demands are placed on the reliability of the system.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Radarsensor zu schaffen, der eine verbesserte Systemsicherheit ermöglicht. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Radarsensor der eingangs genannten Art, bei dem der monolithische integrierte Mikrowellenschaltkreis weiter wenigstens einen Sensor und eine Überwachungsschaltung umfasst, die dazu eingerichtet ist, eine vom Sensor gemessene Messgröße mit einem Sollzustand der Mess- große zu vergleichen. Dadurch wird eine Überwachung mit sehr kurzer Latenzzeit und/oder höherer Genauigkeit ermöglicht als bei Verwendung externer Überwachungskomponenten. So kann beispielsweise eine schnellere Fehlererkennung und somit eine geringere Fehlertoleranzzeit ermöglicht werden. Zudem kann eine zumindest teilweise autarke Überwachung innerhalb des MMIC realisiert werden. Somit kann die Sicherheit von aktiv in das Fahrverhalten eingreifenden Sicherheitssystemen entscheidend verbessert werden. Der Sollzustand der Messgröße kann beispielsweise in einem Sollwert der Messgröße bestehen oder einen Sollwertebereich der Messgröße umfassen. Vorzugsweise ist die Messgröße eine schaltkreisinterne Messgröße des MMIC, insbesondere eine auf einen jeweiligen Messpunkt bezogene Messgröße. Bei der Messgröße kann es sich beispielsweise um eine Temperatur, eine eine Eigenschaft eines oszillierendes Signals kennzeichnende Messgröße, wobei das wenigstens eine oszillierende Signal ein Sendesignal, ein Empfangssignal und/oder ein Zwischen- frequenzsignal umfassen kann, und/oder um eine elektrische Messgröße handeln. Beispiele sind in Anspruch 4 angegeben. Bei dem Vergleichen der gemessenen Messgröße mit dem Sollzustand kann beispielsweise ein zeitlicher Verlauf der Messgröße berücksichtigt werden. Die Überwachungsschaltung kann beispielsweise dazu eingerichtet sein, einen auf der Basis eines zeitlichen Verlaufes eines gemessenen Signals bestimmten Wert einer Messgröße mit einem einen zeitlichen Verlauf des Signals kennzeichnenden Sollzustand der Mess- große zu vergleichen. The object of the invention is to provide a radar sensor which enables improved system security. This object is achieved by a radar sensor of the type mentioned, in which the monolithic microwave integrated circuit further comprises at least one sensor and a monitoring circuit which is adapted to compare a measured by the sensor measured variable with a desired state of the measured large. This allows very low latency and / or higher accuracy monitoring than when using external monitoring components. Thus, for example, a faster error detection and thus a lower error tolerance time can be made possible. In addition, an at least partially self-sufficient monitoring can be realized within the MMIC. Thus, the safety of actively engaging in driving behavior safety systems can be significantly improved. The desired state of the measured variable may, for example, consist of a desired value of the measured variable or comprise a setpoint range of the measured variable. The measured variable is preferably an in-circuit measured variable of the MMIC, in particular a measured variable related to a respective measuring point. The measured quantity may be, for example, a temperature, a measured variable characterizing a property of an oscillating signal, wherein the at least one oscillating signal may comprise a transmission signal, a received signal and / or an intermediate frequency signal, and / or an electrical measured variable. Examples are given in claim 4. When comparing the measured variable measured with the desired state, for example, a time course of the measured variable can be taken into account. By way of example, the monitoring circuit can be set up to compare a value, determined on the basis of a time profile of a measured signal, of a measured variable with a desired state of the measured variable characterizing a time characteristic of the signal.
Der MMIC kann einen oder mehrere Sensoren und eine oder mehrere Überwachungsschaltungen umfassen, die dazu eingerichtet ist/sind, eine vom Sensor gemessene Messgröße oder mehrere von einem oder mehreren Sensoren gemessene Messgrößen mit einem Sollzustand der Messgröße(n) zu vergleichen, insbesondere beispiels- weise mit einem jeweiligen Sollzustand der jeweiligen Messgröße zu vergleichen. So kann insbesondere der Sollzustand einer Messgröße von dem Wert einer anderen gemessenen Messgröße abhängig sein. Es kann ein Sensor dazu eingerichtet sein, mehrere Messgrößen zu messen, beispielsweise eine Temperatur an mehreren Messpunkten. Insbesondere kann der MMIC eine Umschalteinrichtung zum Verbinden eines Sensors mit einem von unterschiedlichen Messpunkten des monolithischen integrierten Mikrowellenschaltkreises aufweisen. Die Überwachungsschaltung kann beispielsweise dazu eingerichtet sein, die Umschalteinrichtung zu steuern. The MMIC may include one or more sensors and one or more monitoring circuits configured to compare a measured variable measured by the sensor or a plurality of measured variables measured by one or more sensors with a desired state of the measured variable (s), in particular, for example to compare with a respective nominal state of the respective measured variable. So In particular, the nominal state of a measured variable may be dependent on the value of another measured measured variable. A sensor can be set up to measure a plurality of measured variables, for example a temperature at a plurality of measuring points. In particular, the MMIC may comprise a switching device for connecting a sensor to one of different measuring points of the monolithic microwave integrated circuit. The monitoring circuit can be set up, for example, to control the switching device.
Der wenigstens eine Sensor kann beispielsweise einen A/D-Wandler (Analog/Digital- Wandler) aufweisen, etwa einen A/D-Wandler für die betreffende Messgröße. Bei der Messgröße kann es sich aber auch um eine an einem A/D-gewandelten Signal gemessene Messgröße handeln. Beispielsweise kann der Sensor einen A/D-Wandler und eine Messeinheit in Form einer digitalen Schaltung oder eines Programmalgorithmus für eine programmgesteuerte Verarbeitungseinheit zur Bestimmung der Messgröße basierend auf dem A/D-gewandelten Signal aufweisen. KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN The at least one sensor may have, for example, an A / D converter (analog / digital converter), for example an A / D converter for the relevant measured variable. However, the measured variable may also be a measured variable measured on an A / D-converted signal. For example, the sensor may comprise an A / D converter and a measuring unit in the form of a digital circuit or a program algorithm for a program-controlled processing unit for determining the measured variable based on the A / D-converted signal. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Preferred embodiments of the invention are explained below with reference to the drawings.
Es zeigen: Show it:
Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild eines Radarsensors für Kraftfahrzeuge; Fig. 2 einen Regelkreis für eine Leistung eines Buffer-Verstärkers; Fig. 1 is a schematic block diagram of a radar sensor for motor vehicles; FIG. 2 shows a control circuit for a power of a buffer amplifier; FIG.
Fig. 3 einen weiteren Regelkreis für eine Leistung eines Buffer-Verstärkers; ein Blockschaltbild eines Schaltungsteils des Radarsensors zur Auswertung eines Zwischenfrequenzsignals; 3 shows a further control circuit for a power of a buffer amplifier; a block diagram of a circuit part of the radar sensor for evaluating an intermediate frequency signal;
Fig. 5 ein Blockschaltbild eines Schaltungsteils des Radarsensors zur Überwa- chung der Verarbeitung eines Steuerbefehls; Fig. 6 ein Blockschaltbild eines Sende-/Empfangskanals des Radarsensors; 5 shows a block diagram of a circuit part of the radar sensor for monitoring the processing of a control command; Fig. 6 is a block diagram of a transmission / reception channel of the radar sensor;
Fig. 7 einen Regelkreis für eine Phasenlage eines Signals; FIG. 7 shows a control circuit for a phase position of a signal; FIG.
Fig. 8 einen Regelkreis für eine Leistung eines Signals; 8 shows a control circuit for a power of a signal;
Fig. 9 einen weiteren Regelkreis für eine Leistung eines Signals; Fig. 10 einen Regelkreis für einen Arbeitszyklus eines Sendesignals; 9 shows a further control circuit for a power of a signal; 10 shows a control circuit for a duty cycle of a transmission signal;
Fig. 11 ein Blockschaltbild eines Schaltungsteils des Radarsensors zur Überwachung eines Antennenelements; 11 is a block diagram of a circuit part of the radar sensor for monitoring an antenna element;
Fig. 12 ein Blockschaltbild eines weiteren Beispiels eines Sende-/Empfangskanals; Fig. 12 is a block diagram of another example of a transmission / reception channel;
und Fig. 13 ein Blockschaltbild eines Schaltungsteils des Radarsensors zur Überwachung der relativen Phasenlage mehrerer Kanäle.  and FIG. 13 shows a block diagram of a circuit part of the radar sensor for monitoring the relative phase position of a plurality of channels.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN DESCRIPTION OF EMBODIMENTS
Fig. 1 zeigt einen Radarsensor für Kraftfahrzeuge mit einem monolithischen integrierten Mikrowellenschaltkreis (MMIC) 10 und Antennenelementen 12. Der Radarsensor ist mit einer Auswerteschaltung 14 zur Auswertung von Zwischenfrequenzsignalen IF (intermediate frequency) des Radarsensors verbunden. Der MMIC 10 umfasst einen spannungsgesteuerten Oszillator 16 (VCO, voltage controlied oscillator) zum Erzeugen eines Radar-Sendesignals, und mehrere Sende-/Empfangskanäle 18, die mit jeweiligen Antennenelementen 12 verbunden sind und jeweils einen Mischer 20 zum Erzeu- gen eines Zwischenfrequenzsignals IF aus einem Radar-Empfangssignal umfassen. Die Arbeitsfrequenz des Oszillators 16 liegt beispielsweise bei etwa 77 GHz. Fig. 1 shows a radar sensor for motor vehicles with a monolithic microwave integrated circuit (MMIC) 10 and antenna elements 12. The radar sensor is connected to an evaluation circuit 14 for the evaluation of intermediate frequency signals IF (intermediate frequency) of the radar sensor. The MMIC 10 includes a voltage controlled oscillator 16 (VCO) for generating a radar transmit signal, and a plurality of transmit / receive channels 18 connected to respective antenna elements 12 and a mixer 20 for generating an intermediate frequency signal IF, respectively a radar received signal. The operating frequency of the oscillator 16 is for example about 77 GHz.
Die Zwischenfrequenzsignale IF der Kanäle 18 liegen an Eingängen der Auswerteschaltung 14 an. Der grundsätzliche Aufbau eines derartigen Sende-/Empfangsteils eines Radarsensors für Kraftfahrzeuge ist bekannt. Der Radarsensor 10 und die Aus- werteschaltung 14 können beispielsweise Teil eines Fahrerassistenzsystems zum Ein- griff in die Fahrzeugführung sein. Der Radarsensor weist wenigstens einen Kanal 18, beispielsweise vier Kanäle 18 auf. The intermediate frequency signals IF of the channels 18 are applied to inputs of the evaluation circuit 14. The basic structure of such a transmitting / receiving part of a radar sensor for motor vehicles is known. The radar sensor 10 and the evaluation circuit 14 may be part of a driver assistance system for example. be in control of the vehicle. The radar sensor has at least one channel 18, for example four channels 18.
Der MMIC 10 umfasst einen analogen Schaltungsteil 10a, einen digitalen Schaltungsteil 10b und eine Schnittstelle (Interface) 22 zum Ansteuern des analogen Schaltungs- teils 10a und zur Kommunikation mit dem digitalen Schaltungsteil 10b. Der analoge Schaltungsteil 10a umfasst den Oszillator 16 und die Kanäle 18. Ein Steuereingang des Oszillators 16 ist über die Schnittstelle 22 steuerbar. The MMIC 10 comprises an analog circuit part 10a, a digital circuit part 10b and an interface 22 for driving the analog circuit part 10a and for communication with the digital circuit part 10b. The analog circuit part 10a comprises the oscillator 16 and the channels 18. A control input of the oscillator 16 can be controlled via the interface 22.
Die Schnittstelle 22 ist beispielsweise über eine Phasenregelschleife (PLL, phase lo- cked loop) 24 zum Regeln des Oszillators 16 mit dessen Steuereingang verbunden, wobei ein Ausgang des Oszillators 16 über einen Frequenzteiler 26 mit einem Eingang der Phasenregelschleife 24 verbunden ist. Der Frequenzteiler 26 kann beispielsweise in Form von variablen Teilerketten ausgeführt sein oder einen Mischer zum Heruntermischen des Ausgangssignals des Oszillators 16 mittels eines Referenzoszillators aufweisen und umfasst beispielsweise den Referenzoszillator. Die Schnittstelle 22 umfasst einen A/D-Wandler 28, der mit dem Ausgang des Frequenzteilers 26 verbindbar ist und eine A/D-Wandlung des Ausgangssignals des Oszillators 16 gestattet. Eine Verarbeitungseinheit 30 des digitalen Schaltungsteils 10b ist beispielsweise dazu eingerichtet, die Frequenz des A/D-gewandelten Ausgangssignals zu messen und so die Frequenz des Ausgangssignals zu überwachen, beispielsweise mit einem Sollwert zu vergleichen. Bei der Verarbeitungseinheit 30 kann es sich beispielsweise um eine programmierbare oder fest programmierte Verarbeitungseinheit 30 handeln. Die Verarbeitungseinheit 30 bildet eine Überwachungsschaltung und, zusammen mit dem Frequenzteiler 26 und dem A/D-Wandler 28, einen Sensor zur Messung der Frequenz des Ausgangssignals des Oszillators 16. Ein zum Sensor gehören- der Teil der Verarbeitungseinheit 30 kann beispielsweise als Messeinheit 32 in Form eines Programmalgorithmus ausgebildet sein. Die Verarbeitungseinheit 30 ist mit einem Speicher 34 verbunden und umfasst diesen. Die Überwachungsschaltung ist dazu eingerichtet, bei Erkennung einer Fehlfunktion des Oszillators 16 des MMIC ein Alarmsignal AL (Alarm) an die Auswerteschaltung 14 zu übermitteln. Die Verarbeitungseinheit 30 ist zusätzlich mit einem nichtflüchtigen FLASH-Speicher 36 verbunden. Der nichtflüchtige Speicher 36 ist zur Speicherung von Steuerbefehlen, Betriebsparametern oder Werten von Messgrößen eingerichtet. Diese stehen dann auch nach einer Unterbrechung der Spannungsversorgung, etwa durch einen Defekt, ein Abschalten des Sensors und/oder des Fahrzeugs weiterhin bereit. Eine von der Verarbeitungseinheit 30 gebildete Überwachungsschaltung, insbesondere eine Überwachungsschaltung gemäß einem der in dieser Anmeldung beschriebenen Beispiele, kann beispielsweise dazu eingerichtet sein, einen Schaltungsteil zu steuern unter Berücksichtigung wenigstens eines im nichtflüchtigen Speicher 36 gespeicherten Daten- wertes, beispielsweise wenigstens eines Steuerbefehls, Betriebsparameters und/oder wenigstens eines früheren Wertes einer Messgröße. Ein Steuerbefehl oder Betriebsparameter kann beispielsweise einen Sollzustand einer Messgröße definieren. Dies ermöglicht beispielsweise eine durch die Überwachungseinrichtung gesteuerten Selbstkalibration eines die Messgröße beeinflussenden Schaltungsteils. Eine von der Verarbeitungseinheit 30 gebildete Überwachungsschaltung, insbesondere eine Überwachungsschaltung gemäß einem der in dieser Anmeldung beschriebenen Beispiele, kann beispielsweise dazu eingerichtet sein, eine von einem Sensor gemessene Messgröße mit einem Sollzustand unter Berücksichtigung wenigstens eines im Speicher 36 gespeicherten, früheren Wertes einer Messgröße zu vergleichen. Dies ermöglicht beispielsweise die Überwachung von Degradationseffekten, bei denen eine Abweichung vom Sollzustand allmählich zunimmt. The interface 22 is connected, for example, via a phase-locked loop (PLL) 24 for controlling the oscillator 16 to its control input, wherein an output of the oscillator 16 is connected via a frequency divider 26 to an input of the phase locked loop 24. The frequency divider 26 may, for example, be in the form of variable divider chains or comprise a mixer for downmixing the output signal of the oscillator 16 by means of a reference oscillator and comprises, for example, the reference oscillator. The interface 22 comprises an A / D converter 28 which is connectable to the output of the frequency divider 26 and allows A / D conversion of the output signal of the oscillator 16. A processing unit 30 of the digital circuit part 10b is configured, for example, to measure the frequency of the A / D converted output signal and thus to monitor the frequency of the output signal, for example to compare it with a desired value. For example, the processing unit 30 may be a programmable or hard-coded processing unit 30. The processing unit 30 forms a monitoring circuit and, together with the frequency divider 26 and the A / D converter 28, a sensor for measuring the frequency of the output signal of the oscillator 16. A part of the processing unit 30 belonging to the sensor can be used, for example, as a measuring unit 32 in FIG Form of a program algorithm be formed. The processing unit 30 is connected to a memory 34 and includes this. The monitoring circuit is configured to transmit an alarm signal AL (alarm) to the evaluation circuit 14 upon detection of a malfunction of the oscillator 16 of the MMIC. The processing unit 30 is additionally connected to a non-volatile FLASH memory 36. The non-volatile memory 36 is set up to store control commands, operating parameters or values of measured variables. These are then also after an interruption of the power supply, such as a defect, a shutdown of the sensor and / or the vehicle still ready. A monitoring circuit formed by the processing unit 30, in particular a monitoring circuit according to one of the examples described in this application, may for example be configured to control a circuit part taking into account at least one data value stored in the nonvolatile memory 36, for example at least one control command, operating parameter and / or at least one previous value of a measurand. A control command or operating parameter may, for example, define a desired state of a measured variable. This allows, for example, a controlled by the monitoring device self-calibration of the measurement variable influencing circuit part. A monitoring circuit formed by the processing unit 30, in particular a monitoring circuit according to one of the examples described in this application, can for example be set up to compare a measured variable measured by a sensor with a desired state taking into account at least one previous value of a measured variable stored in the memory 36 , This allows, for example, the monitoring of degradation effects, in which a deviation from the target state gradually increases.
Optional kann eine von der Verarbeitungseinheit 30 gebildete Überwachungseinrichtung dazu eingerichtet sein, Werte einer gemessenen Messgröße oder eines Betriebsparameters im nichtflüchtigen Speicher 36 zu protokollieren. Dieses erlaubt verbesser- te Diagnosemöglichkeiten im Fehlerfall. Eine Protokollierung kann beispielsweise in regelmäßigen Abständen und/oder bei der Erkennung einer Fehlfunktion erfolgen. Optionally, a monitoring device formed by the processing unit 30 may be configured to log values of a measured parameter or of an operating parameter in the nonvolatile memory 36. This allows for improved diagnostics options in the event of a fault. For example, logging can occur at regular intervals and / or when a malfunction is detected.
Der nichtflüchtige Speicher 36 enthält optional eine Tuning-Kennlinie des Oszillators 16, die einen spannungsabhängigen Frequenzgang des Oszillators 16 kennzeichnet. Die oben genannte Überwachungsschaltung ist beispielsweise dazu eingerichtet, auf der Basis einer im Speicher 34 oder dem nichtflüchtigen Speicher 36 gespeicherten Kennlinie des Oszillators 16 und auf der Basis des Vergleichsergebnisses den Oszillator 16 entsprechend einer vorgegebenen Frequenz anzusteuern oder entsprechend einer vorgegebenen Frequenzrampe anzusteuern, d.h. seine Frequenz entsprechend zu modulieren. Dazu wird beispielsweise für eine gewünschte Frequenz des Aus- gangssignals des Oszillators 16 eine unter Berücksichtigung der Kennlinie korrigierte Steuerspannung für den Oszillator 16 oder für einen Referenzoszillator der Phasenre- gelschleife 24 bestimmt. Eine Überwachung der Frequenz des Ausgangssignals des Oszillators erfolgt, wie beschrieben, über den A/D-Wandler 28 und die Messeinheit 32. The non-volatile memory 36 optionally includes a tuning characteristic of the oscillator 16, which indicates a voltage-dependent frequency response of the oscillator 16. The above-mentioned monitoring circuit is configured, for example, on the basis of a memory 34 stored in the nonvolatile memory 36 Characteristic of the oscillator 16 and on the basis of the comparison result to drive the oscillator 16 according to a predetermined frequency or to control according to a predetermined frequency ramp, ie to modulate its frequency accordingly. For this purpose, for example, for a desired frequency of the output signal of the oscillator 16, a control voltage for the oscillator 16 corrected for the characteristic curve or for a reference oscillator of the phase locked loop 24 is determined. A monitoring of the frequency of the output signal of the oscillator, as described, via the A / D converter 28 and the measuring unit 32nd
Die Schnittstelle 22 kann einen oder mehrere A/D-Wandler 28 aufweisen, die, etwa mittels eines Multiplexers, mit verschiedenen Messpunkten des analogen Schaltungsteils 10a verbindbar sind, um die Überwachung jeweiliger Messgrößen zu ermöglichen. In Fig. 1 ist zur Veranschaulichung lediglich ein A/D-Wandler 28 dargestellt. The interface 22 may comprise one or more A / D converters 28, which, for example by means of a multiplexer, can be connected to different measuring points of the analog circuit part 10a in order to enable the monitoring of respective measured variables. In Fig. 1, only an A / D converter 28 is shown for the sake of illustration.
Optional umfasst der analoge Schaltungsteil 10a wenigstens einen Temperatursensor 38, der mit der Schnittstelle 22 verbunden ist und beispielsweise mit demselben oder einem weiteren A/D-Wandler 28 verbindbar ist. Optionally, the analog circuit part 10a comprises at least one temperature sensor 38, which is connected to the interface 22 and, for example, to the same or another A / D converter 28 is connectable.
Die Verarbeitungseinheit 30 bildet optional eine Überwachungsschaltung für die von dem Temperatursensor 38 gemessene Temperatur. Der Temperatursensor 38 ist dazu eingerichtet, eine Temperatur in der Nähe des Oszillators 16 zu messen. Die Überwachungsschaltung ist beispielsweise dazu eingerichtet, den Oszillator 16 in Abhängigkeit der gemessenen Temperatur zu steuern, etwa über die Steuerspannung des Oszillators 16 oder eines Referenzoszillators der Phasenregelschleife 24. Die Frequenz des Ausgangssignals des Oszillators 16 kann wiederum von der Verarbeitungseinheit 30 überwacht werden. Die Überwachungsschaltung ist dazu eingerichtet, bei Erkennung einer Fehlfunktion des Oszillators 16 des MMIC, etwa einem Nichterreichen einer Soll- frequenz, ein Alarmsignal AL (Alarm) an die Auswerteschaltung 14 zu übermitteln. The processing unit 30 optionally forms a monitoring circuit for the temperature measured by the temperature sensor 38. The temperature sensor 38 is configured to measure a temperature in the vicinity of the oscillator 16. The monitoring circuit is configured, for example, to control the oscillator 16 as a function of the measured temperature, for example via the control voltage of the oscillator 16 or a reference oscillator of the phase-locked loop 24. The frequency of the output signal of the oscillator 16 can in turn be monitored by the processing unit 30. The monitoring circuit is configured to transmit an alarm signal AL (alarm) to the evaluation circuit 14 upon detection of a malfunction of the oscillator 16 of the MMIC, such as failure to reach a setpoint frequency.
Anstelle oder zusätzlich zur Tuning-Kennlinie kann entsprechend auch eine Temperatur-Kennlinie (Temperaturgang) bei der Ansteuerung des Oszillators 16 berücksichtigt werden, die einen temperaturabhängigen Frequenzgang des Oszillators 16 kennzeichnet und beispielsweise im nichtflüchtigen Speicher 36 gespeichert ist. Durch die Be- rücksichtigung der Tuning-Kennlinie und/oder der Temperatur-Kennlinie kann ein verbessertes Regelverhalten der Phasenregelschleife 24 erreicht werden. Instead of or in addition to the tuning characteristic curve, a temperature characteristic curve (temperature response) may also be taken into account when controlling the oscillator 16, which characterizes a temperature-dependent frequency response of the oscillator 16 and is stored, for example, in the nonvolatile memory 36. Through the Considering the tuning characteristic and / or the temperature characteristic, an improved control behavior of the phase-locked loop 24 can be achieved.
Der analoge Schaltungsteil 10a umfasst weiter einen Buffer-Verstärker oder Buffer 40 zur variablen Verstärkung des Ausgangssignals des Oszillators 16. Ein Teil des Aus- gangssignals wird dem Frequenzteiler 26 zugeführt, ein weiterer Teil dem Buffer 40. Der Buffer 40, insbesondere seine Ausgangsleistung, ist über die Schnittstelle 22 ansteuerbar. Das Ausgangssignal des Buffers 40 wird als LO-Signal (local Oszillator) den Sende-/Empfangskanälen 18 zugeführt. Der analoge Schaltungsteil 10a umfasst optional einen Leistungssensor 42 zur Messung der Leistung des LO-Signals, der mit der Schnittstelle 22 verbunden ist. Die Verarbeitungseinheit 30 bildet beispielsweise eine Überwachungsschaltung zum Vergleichen der von dem Leistungssensor 42 gemessenen Leistung mit einem Sollzustand. The analog circuit part 10a further comprises a buffer amplifier or buffer 40 for variably amplifying the output signal of the oscillator 16. A part of the output signal is fed to the frequency divider 26, another part to the buffer 40. The buffer 40, in particular its output power, is can be controlled via the interface 22. The output signal of the buffer 40 is supplied as an LO (local oscillator) signal to the transmission / reception channels 18. The analog circuit part 10 a optionally includes a power sensor 42 for measuring the power of the LO signal connected to the interface 22. The processing unit 30 forms, for example, a monitoring circuit for comparing the power measured by the power sensor 42 with a desired state.
Die Überwachungsschaltung ist entsprechend dem in Fig. 2 gezeigten Regelkreis dazu eingerichtet, auf der Basis der gemessenen Leistung Pact und einem Sollwert Pset den Buffer 40 zu steuern und insbesondere die Leistung des LO-Signals zu regeln. According to the control circuit shown in FIG. 2, the monitoring circuit is set up to control the buffer 40 on the basis of the measured power P act and a setpoint value P set, and in particular to regulate the power of the LO signal.
Beispielsweise kann ein Temperatursensor 38 dazu eingerichtet sein, einen von der Temperatur des Buffers 40 abhängige Temperatur zu messen. Er kann beispielsweise in der Nähe des Buffers 40 angeordnet sein. Es können mehrere Temperatursensoren 38 an verschiedenen Messpunkten des analogen Schaltungsteils 10a vorgesehen sein, beispielsweise innerhalb der jeweiligen Kanäle 18. Dies ermöglicht genauere Temperaturmessungen in temperaturkritischen Bereichen. Die Verarbeitungseinheit 30 kann beispielsweise dazu eingerichtet sein, eine Temperatur zu messen durch Interpolation oder Extrapolation auf der Basis gemessener Temperaturen mehrerer Temperatursensoren 38. Dadurch können Temperaturen auch für Schaltungspunkte bestimmt werden, an denen ein Temperatursensor nicht unmittelbar angeordnet werden kann. For example, a temperature sensor 38 may be configured to measure a temperature dependent on the temperature of the buffer 40. It may, for example, be arranged in the vicinity of the buffer 40. Several temperature sensors 38 can be provided at different measuring points of the analog circuit part 10a, for example within the respective channels 18. This allows more accurate temperature measurements in temperature-critical areas. For example, processing unit 30 may be configured to measure a temperature by interpolation or extrapolation based on measured temperatures of a plurality of temperature sensors 38. Thereby, temperatures may also be determined for circuit points where a temperature sensor can not be located directly.
Fig. 3 zeigt einen von der Überwachungsschaltung gebildeten Regelkreis zur Regelung der Ausgangsleistung Pact des Buffers 40 basierend auf einer von einem Temperatursensor 38 gemessenen Temperatur Tact, einem Sollwert der Temperatur Tset und einem Anfangswert der Leistung Pstart. Dies ermöglicht es, für beliebige Betriebszustände des Radarsensors eine Soll- Ausgangsleistung des Buffers 40 bereitzustellen. Da die Regelschleifen intern im MMIC realisiert sind, lässt sich ein gegenüber der Verwendung externer Sensoren verbessertes Regelverhalten erzielen. Bei Nichterreichen einer Soll-Ausgangsleistung des Buffers 40 und/oder bei Überschreiten einer zulässigen Höchsttemperatur (Grenze eines Sollwertbereichs) erkennt die Überwachungsschaltung eine Fehlfunktion und übermittelt ein entsprechendes Alarmsignal an die Auswerteschaltung 14. 3 shows a control loop formed by the monitoring circuit for controlling the output power P act of the buffer 40 based on a temperature T act measured by a temperature sensor 38, a set value of the temperature T set and an initial value of the power P start . This makes it possible to provide a desired output power of the buffer 40 for any operating states of the radar sensor. Since the control loops are implemented internally in the MMIC, an improved control behavior can be achieved compared to the use of external sensors. If a desired output power of the buffer 40 is not reached and / or an admissible maximum temperature is exceeded (limit of a setpoint range), the monitoring circuit detects a malfunction and transmits a corresponding alarm signal to the evaluation circuit 14.
Die Auswerteschaltung 14 ist über die Schnittstelle 22 mit dem MMIC 10 verbunden. The evaluation circuit 14 is connected to the MMIC 10 via the interface 22.
Ein Ausgang des Oszillators 16 ist mit den Kanälen 18 verbunden, um den Kanälen 18 jeweils ein Referenzsignal "Test" zur Verfügung zu stellen. Beispielsweise wird dazu ein Teils des dem Buffer 40 zugeführten Ausgangssignals des Oszillators 16 ausgekoppelt. Das Referenztestsignal hat beispielsweise eine Frequenz von etwa 77 GHz. Beispielsweise kann das Referenztestsignal mit dem LO-Signal gekoppelt sein. An output of the oscillator 16 is connected to the channels 18 to provide each of the channels 18 with a reference signal "test". For example, a part of the buffer 40 supplied to the output signal of the oscillator 16 is coupled. For example, the reference test signal has a frequency of about 77 GHz. For example, the reference test signal may be coupled to the LO signal.
Fig. 4 zeigt eine optionale, von der Verarbeitungseinheit 30 gebildete Überwachungs- Schaltung zur Überwachung einer Messgröße, die ein Zwischenfrequenzsignal eines oder mehrerer Kanäle 18 kennzeichnet. Ein Sensor zum Messen einer solchen Messgröße umfasst beispielsweise einen A/D-Wandler 28 der Schnittstelle 22 und eine Messeinheit 32 der Verarbeitungseinheit 30. Der Sensor ist beispielsweise dazu eingerichtet, ein Zwischenfrequenzsignal IF eines oder mehrerer der Kanäle 18 mittels des A/D-Wandlers 28 zu digitalisieren und basierend auf dem digitalisierten Signal
Figure imgf000011_0001
die Messgröße zu messen. Bei der Messgröße kann es sich um eine beliebige, für die Funktionssicherheit des Radarsensors relevante Messgröße handeln, beispielsweise einen Gleichspannungsanteil des Zwischenfrequenzsignals IF. Der Gleichspannungsanteil kann beispielsweise mit einem Sollwertebereich des Gleichspannungsanteils verglichen werden. Beispielsweise kann beim Verlassen des Sollwertbereichs ein Alarmsignal AL an die Auswerteschaltung 14 übermittelt werden.
FIG. 4 shows an optional monitoring circuit formed by the processing unit 30 for monitoring a measured variable which identifies an intermediate frequency signal of one or more channels 18. A sensor for measuring such a measured variable comprises, for example, an A / D converter 28 of the interface 22 and a measuring unit 32 of the processing unit 30. The sensor is configured, for example, to provide an intermediate frequency signal IF of one or more of the channels 18 by means of the A / D converter 28 to digitize and based on the digitized signal
Figure imgf000011_0001
to measure the measurand. The measured variable may be any desired variable relevant to the reliability of the radar sensor, for example a DC voltage component of the intermediate frequency signal IF. The DC voltage component can be compared, for example, with a nominal value range of the DC voltage component. For example, when leaving the setpoint range, an alarm signal AL can be transmitted to the evaluation circuit 14.
Fig. 5 zeigt schematisch einen Schaltungsteil des Radarsensors zur Steuerung eines allgemein mit der Bezugsziffer 50 dargestellten Schaltungsteils des analogen Schaltungsteils 10a. Die Schnittstelle 22 umfasst eine Schnittstelle 44, die mit der Verarbei- tungseinheit 30 verbunden ist, beispielsweise eine serielle Dreileiterschnittstelle in Form eines Serial Peripheral Interface Bus (SPI-Bus) mit Leitungen für ein Auswahlsignal CS (Chip Select), ein Taktsignal CLK (Clock) und ein Datensignal SISO (Signal In - Signal Out) auf. Die SPI-Schnittstelle 44 ist dazu eingerichtet, Steuerbefehle und/oder Betriebsparameter in ein wenigstens ein Schieberegister 46 der Schnittstelle 22 zu schreiben und aus dem Schieberegister 46 auszulesen. Die Schnittstelle 22 um- fasst wenigstens einen D/A-Wandler 48 zum Steuern des Schaltungsteils 50 basierend auf von der Verarbeitungseinheit 30 übermittelten Steuerbefehlen/Betriebsparametern. Der wenigstens eine D/A-Wandler 48 ist beispielsweise mit einem Schaltungsteil 50 verbunden oder verbindbar. Bei dem Schaltungsteil 50 kann es sich beispielsweise um die Phasenregelschleife 24, den Oszillator 16, den Buffer 40, eine Modulationseinrichtung für die Sendefrequenz oder die Frequenz des Oszillators 16, oder einen der weiter unten beschriebenen, über die Schnittstelle 22 oder die Verarbeitungseinheit 30 steuerbare Schaltungsteile handeln. Ein Steuerbefehl kann beispielsweise aus einem Wert einer Steuergröße für den Schaltungsteil 50 bestehen, beispielsweise einem Wert einer Steuerspannung des Oszillators 16. Fig. 5 shows schematically a circuit part of the radar sensor for controlling a circuit part of the analog circuit part 10a, generally indicated by reference numeral 50. The interface 22 comprises an interface 44, which is connected to the processing processing unit 30, for example, a serial three-wire interface in the form of a serial peripheral interface bus (SPI bus) with lines for a selection signal CS (Chip Select), a clock signal CLK (Clock) and a data signal SISO (Signal In - Signal Out) on , The SPI interface 44 is configured to write control commands and / or operating parameters to at least one shift register 46 of the interface 22 and to read it from the shift register 46. The interface 22 comprises at least one D / A converter 48 for controlling the circuit part 50 based on control commands / operating parameters transmitted by the processing unit 30. The at least one D / A converter 48 is connected or connectable, for example, to a circuit part 50. The circuit part 50 can be, for example, the phase locked loop 24, the oscillator 16, the buffer 40, a modulation device for the transmission frequency or the frequency of the oscillator 16, or one of the circuit parts controllable via the interface 22 or the processing unit 30, described below act. A control command may, for example, consist of a value of a control variable for the circuit part 50, for example a value of a control voltage of the oscillator 16.
Ein Sensor in Form eines A/D-Wandlers 28 der Schnittstelle 22 ist mit dem Schaltungsteil 50 verbindbar und dazu eingerichtet, einen Steuerbefehl oder Betriebsparameter des Schaltungsteils 50 zu messen, d.h. zu digitalisieren, und in das Schieberegister 46 zum Auslesen durch die Verarbeitungseinheit 30 zu übertragen. Die Verarbeitungseinheit 30 ist optional dazu eingerichtet, den von dem A/D-Wandler 28 gemessenen Steuerbefehl/Betriebsparameter zu überwachen und mit einem Sollwert zu vergleichen, beispielsweise dem zuvor ausgegebenen Steuerbefehl/Betriebsparameter. Dadurch kann überwacht werden, ob der Steuerbefehl/Betriebsparameter von dem D/A-Wandler 48 und dem Schaltungsteil 50 korrekt umgesetzt wurde. A sensor in the form of an A / D converter 28 of the interface 22 is connectable to the circuit part 50 and adapted to measure a control command or operating parameter of the circuit part 50, i. to digitize and transfer to the shift register 46 for readout by the processing unit 30. The processing unit 30 is optionally configured to monitor the control command / operating parameter measured by the A / D converter 28 and to compare it with a target value, for example the previously issued control command / operating parameter. Thereby, it can be monitored whether the control command / operating parameter has been correctly converted by the D / A converter 48 and the circuit part 50.
Wenn beim Vergleich eines Sollwertes mit einem ausgelesenen Wert eine unzulässige Abweichung festgestellt wird, kann die Verarbeitungseinheit 30 dazu eingerichtet sein, den betreffenden Steuerbefehl/Betriebsparameter erneut an den Schaltungsteil 50 zu übermitteln und/oder ein Ergebnis einer von dem Steuerbefehl/Betriebsparameter zu steuernden Operation des MMIC 10 zu verwerfen. Die Schnittstelle 22 kann optional eine weitere SPI-Schnittstelle zur Verbindung mit der Auswerteschaltung 14 aufweisen. Die Auswerteschaltung 14 kann eine Überwachungsschaltung zur Überwachung eines an den Schaltungsteil 50 übermittelten Steuerbefehls/Betriebsparameters bilden. Sie kann beispielsweise die beschriebenen Funk- tionen der Verarbeitungseinheit 30 übernehmen. Ein wie oben anhand von Fig. 5 beschriebener Aufbau einer Schnittstelle zwischen einem Schaltungsteil 50 eines MMIC und einer im MMIC integrierten digitalen Verarbeitungseinheit 30 und/oder einer Auswerteschaltung 14 stellt auch unabhängig von den übrigen beschriebenen Komponenten und Merkmalen des Radarsensors eine eigenständige Erfindung dar. Eine Über- wachung der Übertragung eines Steuerbefehls/Betriebsparameters kann dabei beispielsweise auch erfolgen, indem nach dem Übermitteln eines Steuerbefehls/Betriebsparameters über den D/A-Wandler 48 an ein Schaltungsteil 50 der Steuerbefehl/Betriebsparameter wieder aus dem Schieberegister 46 ausgelesen wird. Dadurch kann ein Vergleich mit dem ursprünglichen Wert erfolgen. Zusätzlich ist gewähr- leistet, dass sich die Registerinformationen im Schieberegister 46 seit dem Beschreiben nicht geändert haben. If an impermissible deviation is detected when comparing a desired value with a read-out value, the processing unit 30 may be configured to transmit the relevant control command / operating parameter again to the circuit part 50 and / or a result of an operation to be controlled by the control command / operating parameter Discard MMIC 10. The interface 22 may optionally have a further SPI interface for connection to the evaluation circuit 14. The evaluation circuit 14 may form a monitoring circuit for monitoring a transmitted to the circuit part 50 control command / operating parameter. It can, for example, assume the described functions of the processing unit 30. A structure of an interface between a circuit part 50 of an MMIC and a digital processing unit 30 integrated in the MMIC and / or an evaluation circuit 14, as described above with reference to FIG. 5, also represents an independent invention independently of the other components and features of the radar sensor described It is also possible to monitor the transmission of a control command / operating parameter, for example, by reading out the control command / operating parameter again from the shift register 46 via the D / A converter 48 via a D / A converter 48 to a circuit section 50. This allows a comparison to the original value. In addition, it is ensured that the register information in the shift register 46 has not changed since writing.
Fig. 6 zeigt schematisch ein Blockschaltbild eines Kanals 18 und seiner Verbindung mit der Schnittstelle 22 und Antennenelementen 12. Dem Kanal 18 werden das LO-Signal vom Buffer 40 und das Referenztestsignal "Test" zugeführt. Fig. 6 zeigt ein Beispiel für einen Betrieb eines Kanals 18 mit wenigstens einem Sen- de-/Empfangs-Antennenelement 12, das sowohl zur Abstrahlung des Sendesignals als auch zum Empfang eines Empfangssignals dient. Das LO-Signal wird dem Mischer 20 über einen optionalen Phasenschieber 52 zugeführt. Der Phasenschieber 52 ist zur Einstellung der Phase des dem Mischer zugeführten Signals eingerichtet und gestattet somit den heterodynen Betrieb des Kanals 18. Das LO-Signal wird dem Antennenelement 12 als Sendesignal über einen optionalen Verstärker 54 und einen optionalen Phasenschieber 56 zugeführt. Der Verstärker 54 und die Phasenschieber 52, 56 sind über die Schnittstelle 22 ansteuerbar. Ein optionaler Phasendetektor 58 bildet einen Sensor zur Messung der Phasenlage des dem Mischer 20 zugeführten Signals des Phasenschiebers 52. Eine von der Verarbeitungseinheit 30 gebildete Überwachungsschaltung ist dazu eingerichtet, die von dem Phasendetektor 58 gemessene Phasenla- ge mit einem Sollzustand zu vergleichen. Der Phasendetektor 58 ist mit dem Ausgang des Phasenschiebers 52 verbindbar. Derselbe oder ein weiterer Phasendetektor 58 ist mit dem Ausgang des Phasenschiebers 56 verbindbar. Ein Leistungssensor 42 ist ebenfalls mit dem Ausgang des Phasenschiebers 56 oder mit dem Ausgang des Verstärkers 54 verbindbar. Die Verarbeitungseinheit 30 bildet beispielsweise eine Überwachungsschaltung zum Vergleich einer von dem Phasendetektor 58 gemessenen Phasenlage des Ausgangssignals des Phasenschiebers 56 und/oder zum Vergleich einer von dem Leistungssensor 42 gemessenen Leistung des Sendesignals mit einem Sollzustand. Somit kann die effektive Phasenlage und die Amplitude des Sendesignals intern im MM IC 10 gemessen werden und überwacht werden. Fig. 6 shows schematically a block diagram of a channel 18 and its connection to the interface 22 and antenna elements 12. The channel 18 is supplied with the LO signal from the buffer 40 and the reference test signal "Test". 6 shows an example of an operation of a channel 18 with at least one transmit / receive antenna element 12, which serves both to emit the transmit signal and to receive a receive signal. The LO signal is supplied to the mixer 20 via an optional phase shifter 52. The phase shifter 52 is arranged to adjust the phase of the signal applied to the mixer and thus allows the heterodyne operation of the channel 18. The LO signal is supplied to the antenna element 12 as a transmission signal via an optional amplifier 54 and an optional phase shifter 56. The amplifier 54 and the phase shifters 52, 56 can be controlled via the interface 22. An optional phase detector 58 forms a sensor for measuring the phase position of the signal supplied to the mixer 20 of the phase shifter 52. A monitoring circuit formed by the processing unit 30 is adapted to the phase position measured by the phase detector 58. to compare with a desired state. The phase detector 58 is connectable to the output of the phase shifter 52. The same or a further phase detector 58 can be connected to the output of the phase shifter 56. A power sensor 42 is also connectable to the output of the phase shifter 56 or to the output of the amplifier 54. The processing unit 30 forms, for example, a monitoring circuit for comparing a phase position of the output signal of the phase shifter 56 measured by the phase detector 58 and / or for comparing a power of the transmission signal measured by the power sensor 42 with a desired state. Thus, the effective phase position and the amplitude of the transmission signal can be measured internally in the MM IC 10 and monitored.
Fig. 7 zeigt einen die Überwachungsschaltung umfassenden Regelkreis für die Phasenlage (pact eines Ausgangssignals des Phasenschiebers 52 oder 56, basierend auf einem Sollwert (pset. Die Überwachungsschaltung ist dazu eingerichtet, den betreffenden Phasenschieber 52, 56 basierend auf der gemessenen Phasenlage zu steuern und somit die Phasenlage zu regeln. 7 shows a control circuit for the phase position (p act of an output signal of the phase shifter 52 or 56, based on a setpoint value ( pset)) which controls the respective phase shifter 52, 56 based on the measured phase position and thus to regulate the phase position.
Fig. 8 zeigt einen die Überwachungsschaltung umfassenden Regelkreis für die Leistung des Sendesignals, insbesondere die Ausgangsleistung des Verstärkers 54. Die Überwachungsschaltung ist dazu eingerichtet, basierend auf der von dem Leistungssensor 42 gemessenen Ausgangsleistung Pact den Verstärker 54 anzusteuern und so die Ausgangsleistung basierend auf einem Sollwert Pset zu regeln. FIG. 8 shows a control circuit for the power of the transmission signal, in particular the output power of the amplifier 54, which comprises the monitoring circuit. The monitoring circuit is set up to control the amplifier 54 based on the output power P act measured by the power sensor 42 and thus the output power based on a Setpoint P set to regulate.
Somit lassen sich definierte Phasen- und/oder Amplitudenverhältnisse zwischen den Kanälen 18 und in Bezug auf das LO-Signal einstellen. Dies kann eine Überwachung, Steuerung oder Regelung eines Sichtbereichs des Radarsensors ermöglichen. Thus, defined phase and / or amplitude ratios between the channels 18 and with respect to the LO signal can be adjusted. This may allow monitoring, control or regulation of a field of view of the radar sensor.
Fig. 9 zeigt einen Regelkreis mit einem Temperatursensor 38 zur Erfassung einer Temperatur in der Nähe des Verstärkers 54 eines Kanals 18. Entsprechend dem Beispiel der Fig. 3 bildet die Verarbeitungseinheit 30 eine Überwachungsschaltung für eine von dem Temperatursensor 38 gemessene Temperatur und ist dazu eingerichtet, die Ausgangsleistung des Verstärkers 54 und somit die Sendeleistung kanalindividuell unter Berücksichtigung der Temperatur zu regeln. Fig. 10 zeigt einen Regelkreis für einen Arbeitszyklus des Sendesignals oder des LO- Signals. Eine von der Verarbeitungseinheit 30 gebildete Überwachungsschaltung ist dazu eingerichtet, mittels eines Temperatursensors 38 eine von der Temperatur des Oszillators 16 abhängige Temperatur Tact zu messen. Die Überwachungsschaltung ist dazu eingerichtet, die gemessene Temperatur Tact mit einem Sollwert Tset zu vergleichen und basierend auf dem Vergleichsergebnis den Oszillator 16 anzusteuern, insbesondere eine Steuereinrichtung 60 zur Steuerung des Arbeitszyklus (Duty Cycle) und zur Frequenzmodulation des Oszillators 16 anzusteuern. Somit kann der Arbeitszyklus unter Berücksichtigung der Temperatur bei vorgegebener Sendeleistung optimiert wer- den, optional unter Berücksichtigung eines wählbaren Betriebsmodus "Mode", etwa einem energiesparenden Betriebsmodus oder einem Sportmodus. Das Steuern des Arbeitszyklus kann beispielsweise das Einstellen einer Länge einer Pause zwischen zwei Sendephasen umfassen, die jeweils wenigstens eine Frequenzrampe umfassen. 9 shows a control loop with a temperature sensor 38 for detecting a temperature in the vicinity of the amplifier 54 of a channel 18. According to the example of FIG. 3, the processing unit 30 forms a monitoring circuit for a temperature measured by the temperature sensor 38 and is adapted to to regulate the output power of the amplifier 54 and thus the transmission power channel individually in consideration of the temperature. Fig. 10 shows a control circuit for a duty cycle of the transmission signal or the LO signal. A monitoring circuit formed by the processing unit 30 is configured to measure by means of a temperature sensor 38 a dependent of the temperature of the oscillator 16 temperature T act . The monitoring circuit is configured to compare the measured temperature T act with a desired value T set and to control the oscillator 16 based on the comparison result, in particular to control a control device 60 for controlling the duty cycle and frequency modulation of the oscillator 16. Thus, the duty cycle can be optimized taking into account the temperature at a given transmission power, optionally taking into account a selectable operating mode "mode", such as an energy-saving operating mode or a sports mode. For example, controlling the duty cycle may include setting a length of a pause between two transmit phases, each including at least one frequency ramp.
Fig. 6 zeigt weiter eine Antennenüberwachungseinrichtung 62, die zur Überwachung eines die Funktionstüchtigkeit eines Antennenelements 12 kennzeichnenden Antennenparameters eingerichtet ist. Bei dem Antennenparameter kann es sich beispielsweise um eine die Ankopplung des Antennenelements 12 an den MMIC 10 kennzeichnende Messgröße handeln, beispielsweise einen elektrischen Widerstand oder eine Impedanz, beispielsweise einen Unterschied zwischen einer kanalseitigen Impedanz und einer antennenseitigen Impedanz. FIG. 6 further shows an antenna monitoring device 62, which is set up for monitoring an antenna parameter characterizing the functionality of an antenna element 12. The antenna parameter may be, for example, a measured variable characterizing the coupling of the antenna element 12 to the MMIC 10, for example an electrical resistance or an impedance, for example a difference between a channel-side impedance and an antenna-side impedance.
Wie in Fig. 11 gezeigt ist, bildet die Antennenüberwachungseinrichtung 62 einen Sensor, um wenigstens einen Antennenparameter zu messen und über die Schnittstelle 22 an die Verarbeitungseinheit 30 zu übermitteln. In Abhängigkeit des Ergebnisses eines Vergleichs der gemessenen Messgröße mit einem Sollzustand des betreffenden An- tennenparameters erkennt die Verarbeitungseinheit 30 das Vorliegen einer Fehlfunktion eines Antennenelements 12 bzw. der Ankopplung des Antennenelements. Bei Erkennung einer Fehlfunktion gibt die Verarbeitungseinheit 30 ein entsprechendes Alarmsignal AL an die Auswerteschaltung 14 aus. Der MMIC 10 kann somit selbständig einen etwaigen Fehler der Antenne oder der Antennenankopplung detektieren und über das Alarmsignal AL beispielsweise einen Interrupt in der Auswerteschaltung 14 auslösen. Eine Alarmleitung der Verarbeitungseinheit 30 ist dazu mit einem Interrupteingang IRQ der Auswerteschaltung 14 verbunden, wie in Fig. 11 dargestellt ist. As shown in FIG. 11, the antenna monitoring device 62 forms a sensor for measuring at least one antenna parameter and transmitting it via the interface 22 to the processing unit 30. Depending on the result of a comparison of the measured variable with a desired state of the relevant antenna parameter, the processing unit 30 detects the presence of a malfunction of an antenna element 12 or the coupling of the antenna element. Upon detection of a malfunction, the processing unit 30 outputs a corresponding alarm signal AL to the evaluation circuit 14. The MMIC 10 can thus independently detect any fault of the antenna or the antenna coupling and, for example, an interrupt in the evaluation circuit 14 via the alarm signal AL trigger. An alarm line of the processing unit 30 is connected to an interrupt input IRQ of the evaluation circuit 14, as shown in FIG. 11.
Fig. 12 zeigt ein Blockschaltbild eines Sende-/Empfangskanals 18, bei den getrennte Antennenelemente 12 zum Senden und zum Empfangen vorgesehen sind. Die Anten- nenelemente 12 werden jeweils von zugeordneten Antennenüberwachungseinrichtungen 62 "RX Sense" bzw. "TX Sense" überwacht, die in entsprechender Weise Antennenparameter der Antennenelemente 12 überwachen. Im übrigen entsprechen die Schaltungen der Kanäle 18 nach Fig. 6 und nach Fig. 12 einander. Fig. 12 shows a block diagram of a transmission / reception channel 18 in which separate antenna elements 12 are provided for transmission and reception. The antenna elements 12 are respectively monitored by associated antenna monitoring devices 62 "RX sense" or "TX sense", which monitor antenna parameters of the antenna elements 12 in a corresponding manner. Otherwise, the circuits of the channels 18 in FIG. 6 and in FIG. 12 correspond to one another.
Bei den Beispielen der Fig. 6 und Fig. 12 ist das zum Empfang eingerichtete Anten- nenelement 12 mit dem Mischer 20 verbunden, um das Empfangssignal zuzuführen. Das Empfangssignal wird außerdem einem Phasendetektor 64 zugeführt, der einen Sensor für die Phasenlage des Empfangssignals bildet. Die Verarbeitungseinheit 30 bildet eine Überwachungsschaltung zum Vergleich der von dem Phasendetektor 64 gemessenen Phasenlage mit einem Sollzustand. Der Kanal 18 umfasst weiter eine Offseterfassungs-/Kompensationseinheit 66, die dazu eingerichtet ist, einen Gleichspannungsanteil am Zwischenfrequenzsignalausgang des Mischers 20 zu messen und/oder zu kompensieren. Sie bildet beispielsweise einen Sensor für den Gleichspannungsanteil. Die Verarbeitungseinheit 30 bildet beispielsweise eine Überwachungsschaltung zum Vergleich des gemessenen Gleichspan- nungsanteils mit dem Sollwert Null und ist beispielsweise dazu eingerichtet, in Abhängigkeit des Ergebnisses des Vergleichs die Offseterfassungs-/Kompensationseinheit 66 zur Kompensierung des Gleichspannungsanteils anzusteuern, beispielsweise durch Einspeisen eines entgegengerichteten Gleichstroms in den Mischer. Zusätzlich oder alternativ kann die Überwachungsschaltung dazu eingerichtet sein, den von der Offse- terfassungs-/Kompensationseinheit 66 gemessenen Gleichspannungsanteil mit dem Sollwert zu vergleichen und, basierend auf dem Vergleichsergebnis, die Phasenlage des dem Mischer 20 zugeführten LO-Signals zu steuern. Die Verarbeitungseinheit 30 kann dazu den Phasenschieber 52 ansteuern. Durch Veränderung der Phasenbeziehung zwischen dem LO-Signal und dem Empfangssignal kann der Gleichspannungs- anteil des Zwischenfrequenzsignals IF am Ausgang des Mischers 20 minimiert werden. Der Gleichspannungsanteil kann beispielsweise gemessen werden durch Messung eines gleichspannungsgekoppelten Zwischenfrequenzsignals. Alternativ kann die Verarbeitungseinheit 30 zur Durchführung einer Fourier-Transformation eines über einen A/D-Wandler 28 digitalisierten Zwischenfrequenzsignals IF und Bestimmung des Gleichspannungsanteils eingerichtet sein. Sie bildet somit zusammen mit dem A/D- Wandler 28 einen Sensor für den Gleichspannungsanteil. In the examples of FIGS. 6 and 12, the antenna element 12 configured for reception is connected to the mixer 20 in order to supply the received signal. The received signal is also supplied to a phase detector 64, which forms a sensor for the phase position of the received signal. The processing unit 30 forms a monitoring circuit for comparing the phase position measured by the phase detector 64 with a desired state. The channel 18 further comprises an offset detection / compensation unit 66, which is configured to measure and / or compensate for a DC voltage component at the intermediate frequency signal output of the mixer 20. It forms, for example, a sensor for the DC component. The processing unit 30 forms, for example, a monitoring circuit for comparing the measured DC voltage component with the nominal value zero and is set up, for example, to actuate the offset detection / compensation unit 66 to compensate for the DC voltage component, for example by injecting an opposing direct current into the DC depending on the result of the comparison Mixer. Additionally or alternatively, the monitoring circuit may be configured to compare the DC voltage component measured by the offset detection / compensation unit 66 with the desired value and, based on the comparison result, to control the phase position of the LO signal supplied to the mixer 20. The processing unit 30 can control the phase shifter 52 for this purpose. By changing the phase relationship between the LO signal and the received signal, the DC component of the intermediate frequency signal IF at the output of the mixer 20 can be minimized. The DC voltage component can be measured, for example, by measuring a DC-coupled intermediate frequency signal. Alternatively, the processing unit 30 may be configured to perform a Fourier transformation of an intermediate frequency signal IF digitized via an A / D converter 28 and determination of the DC voltage component. It thus forms together with the A / D converter 28 a sensor for the DC voltage component.
Die in Fig. 6 und Fig. 12 gezeigte Schaltung eines Kanals 18 umfasst optional einen Testsignalgenerator 68 für einen eingebauten Selbsttest (BIST, Built-In-Self-Test), der dazu eingerichtet ist, basierend auf dem zugeführten Referenztestsignal "Test" ein Testsignal zu erzeugen. Dieses ist über einen optionalen steuerbaren Bufferverstärker 70 und einen optionalen steuerbaren Phasenschieber 72 einem Eingang des Mischers 20 zuführbar, um während eines Selbsttests den Empfangsfall zu simulieren. Der Testsignalgenerator 68 kann beispielsweise durch einen Modulator oder durch einen mit dem Referenztestsignal gekoppelten Oszillator gebildet werden. Der analoge Schaltungsteil 10a enthält einen Leistungssensor 42 zur Messung der Leistung des Testsignals, der beispielsweise mit dem Bufferverstärker 70 verbindbar ist, und einen Phasendetektor 58 (Sensor) zur Messung der Phasenlage des Testsignals. Ein Temperatursensor 38 ist in der Nähe des Signalgenerators 68 und/oder des Bufferverstärkers 70 angeordnet. Die Verarbeitungseinheit 30 bildet Überwachungs- Schaltungen zur Überwachung der von dem Leistungssensor 42 gemessenen Ausgangsleistung des Testsignals, der von dem Phasendetektor 58 gemessenen Phasenlage des Testsignals und/oder der von dem Temperatursensor 38 gemessenen Temperatur. Die Überwachungsschaltungen sind entsprechend den Beispielen der Fig. 7, Fig. 8 bzw. Fig. 9 dazu eingerichtet, in Abhängigkeit der jeweils gemessenen Messgrö- ße die Leistung Pact des Bufferverstärkers 70 in Abhängigkeit eines Sollwertes Pset und/oder der Temperatur zu regeln bzw. die Phasenlage des Testsignals (pact in Abhängigkeit von einem Sollwert (pset durch Ansteuern des Phasenschiebers 72 zu regeln. The channel 18 circuitry shown in FIGS. 6 and 12 optionally includes a built-in self-test (BIST) test signal generator 68 configured to generate a test signal based on the supplied reference test signal "test." to create. This is fed via an optional controllable buffer amplifier 70 and an optional controllable phase shifter 72 an input of the mixer 20 to simulate the reception case during a self-test. The test signal generator 68 can be formed, for example, by a modulator or by an oscillator coupled to the reference test signal. The analog circuit part 10a includes a power sensor 42 for measuring the power of the test signal, which is connectable to the buffer amplifier 70, for example, and a phase detector 58 (sensor) for measuring the phase position of the test signal. A temperature sensor 38 is disposed in the vicinity of the signal generator 68 and / or the buffer amplifier 70. The processing unit 30 forms monitoring circuits for monitoring the output power of the test signal measured by the power sensor 42, the phase position of the test signal measured by the phase detector 58 and / or the temperature measured by the temperature sensor 38. According to the examples of FIGS. 7, 8 and 9, the monitoring circuits are set up to regulate the power P act of the buffer amplifier 70 as a function of a measured value P set and / or the temperature or the phase position of the test signal (p act in response to a setpoint (p set by controlling the phase shifter 72 to regulate.
Die Verarbeitungseinheit 30 bildet somit eine Überwachungsschaltung zur Überwachung des Mischers 20 mittels eines dem Mischer 20 zugeführten Testsignals und ist dazu eingerichtet, bei zugeführtem Testsignal eine die Funktionstüchtigkeit des Mi- schers 20 kennzeichnende Messgröße zu messen und mit einem Sollzustand zu vergleichen. Bei der Messgröße kann es sich beispielsweise um eine Frequenz, eine Amplitude und/oder eine Phasenlage des Zwischenfrequenzsignals IF am Ausgang des Mischers 20 handeln. Indem die Temperatur überwacht wird und die Leistung des Testsignals in Abhängigkeit der gemessenen Temperatur gesteuert wird, wird die Vorgabe einer Solltemperatur für den Selbsttest ermöglicht. So kann durch die Regelung der Ausgangsleistung des Bufferverstärkers 70 die Temperatur des betreffenden Teils der Schaltung des Kanals 18 erhöht werden, bis die Solltemperatur erreicht ist. Dadurch kann beispielsweise ein Selbsttest nahe einer Spezifikationsgrenze durchgeführt werden. The processing unit 30 thus forms a monitoring circuit for monitoring the mixer 20 by means of a test signal supplied to the mixer 20 and is adapted, when the test signal is supplied, to ensure the functionality of the mixer. schers 20 characteristic measured variable and to compare with a nominal state. The measured variable may be, for example, a frequency, an amplitude and / or a phase position of the intermediate frequency signal IF at the output of the mixer 20. By monitoring the temperature and controlling the power of the test signal as a function of the measured temperature, it is possible to specify a setpoint temperature for the self-test. Thus, by regulating the output power of the buffer amplifier 70, the temperature of the relevant part of the circuit of the channel 18 can be increased until the setpoint temperature is reached. As a result, for example, a self-test near a specification limit can be performed.
Die Testsignalgeneratoren 68 der Kanäle 18 sind durch die Verarbeitungseinheit 30 individuell steuerbar, d.h. beispielsweise aktivierbar und deaktivierbar. Die verstellbaren Bufferverstärker 70 und Phasenschieber 72 erlauben eine kanalindividuelle Einstellung der Amplitude und der Phase des jeweiligen Testsignals, wobei die eingestellten Werte durch die Sensoren 42, 58 überwacht und verifiziert werden können. Fig. 13 zeigt beispielhaft, dass die von der Verarbeitungseinheit 30 gebildete Überwachungsschaltung dazu eingerichtet sein kann, die Phasenlagen des Testsignals der einzelnen Kanäle 18 in Abhängigkeit von den gemessenen Phasenlagen der Testsignale der einzelnen Kanäle 18 zu steuern, so dass vorgegebene Soll-Phasenlagen φ (mit n = 4) relativ zu der Phase des LO-Signals eingestellt werden können. In entsprechender Weise lassen sich auch die Amplitudenbeziehungen der Testsignale relativ zum LO- Signal regeln. Somit können gezielt gewünschte Ablagefrequenzen im Spektrum des Zwischenfrequenzsignals erzeugt werden. The test signal generators 68 of the channels 18 are individually controllable by the processing unit 30, i. for example, activated and deactivated. The adjustable buffer amplifiers 70 and phase shifters 72 allow a channel-specific adjustment of the amplitude and the phase of the respective test signal, wherein the set values can be monitored and verified by the sensors 42, 58. 13 shows by way of example that the monitoring circuit formed by the processing unit 30 can be set up to control the phase positions of the test signal of the individual channels 18 as a function of the measured phase positions of the test signals of the individual channels 18, so that predetermined desired phase positions φ (FIG. with n = 4) relative to the phase of the LO signal. In a corresponding manner, the amplitude relationships of the test signals can also be regulated relative to the LO signal. Thus, specifically desired storage frequencies in the spectrum of the intermediate frequency signal can be generated.
In entsprechender Weise kann eine Messung und Überwachung der Phasenlagen der Empfangssignale der Kanäle 18 durch die Phasendetektoren 64 erfolgen. Die Verarbeitungseinheit 30 kann beispielsweise eine Überwachungsschaltung bilden, um die Empfangssignale zu überwachen, indem ihre relativen Phasenlagen gemessen und mit Sollwerten verglichen werden. Die Sollwerte können beispielsweise im nichtflüchtigen Speicher 36 gespeichert sein. Auf diese Weise kann beispielsweise die Abweichung von einer Soll-Charakteristik des Empfangszweigs bestimmt werden. Die Überwa- chungsschaltung kann beispielsweise dazu eingerichtet sein, in Abhängigkeit des Vergleichsergebnisses den Phasenschieber 52 zu steuern, um eine Kalibrierung der Phasenlage der Empfangssignale vorzunehmen. In a corresponding manner, a measurement and monitoring of the phase positions of the received signals of the channels 18 can be carried out by the phase detectors 64. For example, the processing unit 30 may form a monitoring circuit to monitor the received signals by measuring their relative phase angles and comparing them with setpoints. The setpoints may be stored in non-volatile memory 36, for example. In this way, for example, the deviation from a desired characteristic of the reception branch can be determined. The monitoring The switching circuit can be set up, for example, to control the phase shifter 52 as a function of the comparison result in order to calibrate the phase position of the received signals.
Wie anhand der Beispiele der Fig. 1 bis Fig. 13 dargestellt wurde, umfasst der MMIC 10 wenigstens eine Überwachungsschaltung, die dazu eingerichtet ist, eine von einem Sensor des MMIC 10 gemessene Messgröße mit einem Sollzustand zu vergleichen und ggf. in Abhängigkeit des Vergleichsergebnisses einen Schaltungsteil des MMIC 10 anzusteuern. Die jeweilige Überwachungsschaltung kann beispielsweise dazu eingerichtet sein, als Teil eines MMIC-internen Regelkreises die betreffende Messgröße au- tomatisch in ihren Sollzustand zu regeln. Die jeweilige Überwachungsschaltung kann ferner dazu eingerichtet sein, bei Erkennung einer Fehlfunktion, die beispielsweise ein Erreichen des Sollzustandes verhindert, ein Alarmsignal AL auszugegeben. Die Betriebssicherheit des Radarsensors wird durch die MMIC-interne Überwachung somit entscheidend verbessert. Beispielsweise kann ein die Art einer Fehlfunktion kenn- zeichnendes Alarmsignal AL ausgegeben werden. Das Alarmsignal AL kann etwa eine Kodierung für die Fehlerursache oder die Fehlfunktion aufweisen. Vorzugsweise wird im Einschaltzustand zunächst ein Alarmsignal ausgegeben, welches einen Fehler kennzeichnet und erst nach einer erfolgten Überwachung der betreffenden Messgröße aufgehoben wird. Dadurch kann gewährleistet werden, dass bei einem internen Defekt nicht fälschlich Funktionstüchtigkeit signalisiert wird. As was illustrated with reference to the examples of FIGS. 1 to 13, the MMIC 10 comprises at least one monitoring circuit which is set up to compare a measured variable measured by a sensor of the MMIC 10 with a desired state and, if appropriate, a function of the comparison result Circuit part of the MMIC 10 to control. The respective monitoring circuit can be set up, for example, to automatically regulate the relevant measured variable into its nominal state as part of an MMIC-internal control loop. The respective monitoring circuit can also be set up to output an alarm signal AL upon detection of a malfunction which, for example, prevents reaching the desired state. The reliability of the radar sensor is thus significantly improved by the internal MMIC monitoring. For example, an alarm signal AL indicating the type of malfunction can be output. The alarm signal AL may have about a coding for the cause of the error or the malfunction. In the switch-on state, an alarm signal is preferably output which identifies an error and is canceled only after a successful monitoring of the relevant measured variable. This can ensure that in case of an internal defect not malfunctioning is signaled.
Durch eine integrierte Überwachungsschaltung kann der Zeitpunkt für eine Überwachung intern im MMIC 10 bestimmt werden, so dass sich die Steuerung der Abläufe vereinfacht. Zudem gestattet eine interne Erkennung einer Fehlfunktion beispielsweise eine Korrekturmaßnahme, indem ein Schaltungsteil des MMIC 10 über die Schnittstelle 22 in Abhängigkeit des Vergleichsergebnisses der Messgröße mit dem Sollzustand gesteuert wird, beispielsweise durch Übermitteln eines Steuerbefehls oder Betriebsparameters oder durch Auslösen eines Reset des Schaltungsteils. Somit können bestimmte Situationen mit fehlerhaften Messgrößen intern aufgelöst werden, ohne dass eine Fehlfunktion an die Auswerteschaltung 14 gemeldet wird. By means of an integrated monitoring circuit, the time for monitoring can be determined internally in the MMIC 10, so that the control of the processes is simplified. In addition, an internal detection of a malfunction, for example, allows a corrective measure by a circuit part of the MMIC 10 is controlled via the interface 22 in dependence of the comparison result of the measured variable with the desired state, for example by transmitting a control command or operating parameter or by triggering a reset of the circuit part. Thus, certain situations with erroneous measured variables can be resolved internally, without a malfunction is reported to the evaluation circuit 14.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
Radarsensor für Kraftfahrzeuge, mit einem monolithischen integrierten Mikrowellenschaltkreis (10), der einen Oszillator (16) zum Erzeugen eines Sendesignals und einen Mischer (20) zum Erzeugen eines Zwischenfrequenzsignals (IF) aus einem Empfangssignal umfasst, wobei der monolithische integrierte Mikrowellenschaltkreis weiter wenigstens einen Sensor (28; 32; 38; 42; 58; 62; 64; 66) und eine Überwachungsschaltung (30; 62) umfasst, die dazu eingerichtet ist, eine vom Sensor gemessene Messgröße mit einem Sollzustand der Messgröße zu vergleichen. A vehicular radar sensor comprising a monolithic microwave integrated circuit (10) including an oscillator (16) for generating a transmit signal and a mixer (20) for generating an intermediate frequency signal (IF) from a receive signal, the monolithic microwave integrated circuit further comprising at least one sensor (28; 32; 38; 42; 58; 62; 64; 66) and a monitoring circuit (30; 62) arranged to compare a measured variable measured by the sensor with a desired state of the measured variable.
Radarsensor nach Anspruch 1 , wobei der monolithische integrierte Mikrowellenschaltkreis (10) eine digitale, programmgesteuerte Verarbeitungseinheit (30) aufweist, die zumindest einen Teil der Überwachungsschaltung (30; 62) bildet. A radar sensor according to claim 1, wherein the monolithic microwave integrated circuit (10) comprises a digital program-controlled processing unit (30) forming at least part of the monitoring circuit (30; 62).
Radarsensor nach Anspruch 1 oder 2, wobei der monolithische integrierte Mikrowellenschaltkreis (10) wenigstens einen Analog/Digital-Wandler (28) aufweist. A radar sensor according to claim 1 or 2, wherein said monolithic microwave integrated circuit (10) comprises at least one analogue to digital converter (28).
Radarsensor nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Messgröße wenigstens eine von einer Temperatur, einer Frequenz und/oder Phasenlage wenigstens eines oszillierenden Signals, einer Amplitude, einer Leistung und/oder einem Gleichspannungsanteil wenigstens eines oszillierenden Signals, einer Leistung eines Verstärkers (40; 54; 70), einem elektrischen Strom, einer elektrischen Spannung, einem Widerstand, einer Impedanz, einem Betriebsparameter eines Schaltungsteils (50), und einem Antennenparameter eines Antennenelements (12) des Radarsensors umfasst. Radar sensor according to one of the preceding claims, wherein the measured variable at least one of a temperature, a frequency and / or phase of at least one oscillating signal, an amplitude, a power and / or a DC component of at least one oscillating signal, a power of an amplifier (40; 70), an electrical current, an electrical voltage, a resistance, an impedance, an operating parameter of a circuit part (50), and an antenna parameter of an antenna element (12) of the radar sensor.
Radarsensor nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Überwachungsschaltung (30) weiter dazu eingerichtet ist, basierend auf dem Vergleichsergebnis einen Schaltungsteil (50) des monolithischen integrierten Mikrowellenschaltkreises (10) zu steuern, insbesondere einen zur Beeinflussung der Messgröße eingerichteten Schaltungsteil (50). Radarsensor nach Anspruch 5, wobei der Schaltungsteil (50) wenigstens einen von einem Oszillator (16; 68), einem Verstärker (40; 54; 70), einem Phasenschieber (52; 56; 72), einer Steuereinrichtung (60) für einen Arbeitszyklus eines Oszillators (16) und einer Offsetkompensationseinheit (66) zum Kompensieren eines Gleichspannungsanteils des Zwischenfrequenzsignals (IF) umfasst. Radar sensor according to one of the preceding claims, wherein the monitoring circuit (30) is further adapted to control based on the comparison result, a circuit part (50) of the monolithic microwave integrated circuit (10), in particular a set up for influencing the measured variable circuit part (50). A radar sensor according to claim 5, wherein the circuit portion (50) comprises at least one of an oscillator (16; 68), an amplifier (40; 54; 70), a phase shifter (52; 56; 72), a duty cycle controller (60) an oscillator (16) and an offset compensation unit (66) for compensating a DC component of the intermediate frequency signal (IF).
Radarsensor nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Überwachungsschaltung (30) dazu eingerichtet ist, den Schaltungsteil (50) zu steuern unter Berücksichtigung wenigstens eines im nichtflüchtigen Speicher (36) gespeicherten Datenwertes. A radar sensor according to claim 5 or 6, wherein the monitoring circuit (30) is arranged to control the circuit part (50) considering at least one data value stored in the nonvolatile memory (36).
Radarsensor nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Oszillator (16) über einen Frequenz- oder Phasenregelkreis (24) geregelt ist, und wobei der Radarsensor zusätzlich zu dem Frequenz- oder Phasenregelkreis (24) den wenigstens einen, in dem monolithischen integrierten Mikrowellenschaltkreis (10) integrierten Sensor (28; 32; 38; 42; 58; 62; 64; 66) und die in dem monolithischen integrierten Mikrowellenschaltkreis (10) integrierte Überwachungsschaltung (30; 62) aufweist. Radar sensor according to one of the preceding claims, wherein the oscillator (16) via a frequency or phase-locked loop (24) is controlled, and wherein the radar sensor in addition to the frequency or phase locked loop (24) the at least one, in the monolithic microwave integrated circuit (10 integrated sensor (28; 32; 38; 42; 58; 62; 64; 66) and the monitoring circuit (30; 62) integrated in the monolithic microwave integrated circuit (10).
Radarsensor nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Überwachungsschaltung (30; 62) dazu eingerichtet ist, basierend auf dem Vergleichsergebnis eine Fehlfunktion zu erkennen und im Falle einer erkannten Fehlfunktion ein Alarmsignal auszugeben. Radar sensor according to one of the preceding claims, wherein the monitoring circuit (30; 62) is adapted to detect a malfunction based on the comparison result and to output an alarm signal in the event of a detected malfunction.
Radarsensor nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der monolithische integrierte Mikrowellenschaltkreis (10) einen nichtflüchtigen Speicher (36) umfasst und die Überwachungsschaltung (30; 62) dazu eingerichtet ist, eine vom Sensor (28; 32; 38; 42; 58; 62; 64; 66) gemessene Messgröße unter Berücksichtigung wenigstens eines zu einem früheren Zeitpunkt gemessenen und in dem nichtflüchtigen Speicher (36) gespeicherten Wertes der Messgröße mit einem Sollzustand der Messgröße zu vergleichen. A radar sensor according to any one of the preceding claims, wherein the monolithic microwave integrated circuit (10) comprises a nonvolatile memory (36) and the monitoring circuit (30; 62) is adapted to receive a signal from the sensor (28; 32; 38; 42; 58; 62; 64; 66) measured variable, taking into account at least one measured at an earlier time and in the non-volatile memory (36) stored value of the measured variable with a desired state of the measured variable to compare.
PCT/EP2012/075760 2012-02-10 2012-12-17 Radar sensor with monitoring circuit WO2013117277A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201280069450.5A CN104303074B (en) 2012-02-10 2012-12-17 Radar sensor with monitoring circuit
EP12812573.9A EP2812725A1 (en) 2012-02-10 2012-12-17 Radar sensor with monitoring circuit

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012201990.1A DE102012201990B4 (en) 2012-02-10 2012-02-10 Radar sensor with monitoring circuit
DE102012201990.1 2012-02-10

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013117277A1 true WO2013117277A1 (en) 2013-08-15

Family

ID=47520924

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2012/075760 WO2013117277A1 (en) 2012-02-10 2012-12-17 Radar sensor with monitoring circuit

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP2812725A1 (en)
CN (1) CN104303074B (en)
DE (1) DE102012201990B4 (en)
WO (1) WO2013117277A1 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015221803A1 (en) 2015-11-06 2017-05-11 Robert Bosch Gmbh Radar sensor, method for operating a radar sensor and motor vehicle with radar sensor
DE102015224782A1 (en) 2015-12-10 2017-06-14 Robert Bosch Gmbh Method for operating a radar device for a motor vehicle
KR20170086592A (en) * 2014-11-18 2017-07-26 로베르트 보쉬 게엠베하 Electronic control device for radar sensors
CN110879383A (en) * 2018-09-05 2020-03-13 英飞凌科技股份有限公司 Radar device, monitoring device, and phase adjustment circuit
WO2021079789A1 (en) * 2019-10-21 2021-04-29 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 Ranging device
CN112771400A (en) * 2018-09-27 2021-05-07 罗伯特·博世有限公司 Radar sensor with synchronized high-frequency modules
CN112771400B (en) * 2018-09-27 2024-05-28 罗伯特·博世有限公司 Radar sensor with synchronized high-frequency module

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013111512A1 (en) * 2013-10-18 2015-04-23 Hella Kgaa Hueck & Co. Radar device and method for operating a radar device
DE102013111517A1 (en) * 2013-10-18 2015-04-23 Hella Kgaa Hueck & Co. Radar device and method for operating a radar device
DE102013113806A1 (en) * 2013-12-11 2015-06-11 Hella Kgaa Hueck & Co. Radar device and method therefor
DE102016202112A1 (en) * 2016-02-12 2017-08-17 Robert Bosch Gmbh Radar sensor for driver assistance systems in motor vehicles
US10641866B2 (en) * 2016-08-05 2020-05-05 Texas Instruments Incorporated Failure detection in a radar system
DE102017113730A1 (en) 2017-06-21 2018-12-27 Infineon Technologies Ag RADAR FRONTEND WITH HF OSCILLATOR MONITORING
DE102018203117A1 (en) * 2018-03-01 2019-09-05 Robert Bosch Gmbh Radar sensor system and method for operating a radar sensor system
DE102018203465A1 (en) * 2018-03-08 2019-09-12 Robert Bosch Gmbh Radar sensor system and method for operating a radar sensor system
EP3611485B1 (en) * 2018-08-14 2023-06-14 NXP USA, Inc. Temperature sensor system for radar device
KR20200079717A (en) * 2018-12-26 2020-07-06 삼성전자주식회사 Method and apparatus for adjusting a signal level in a wirelss communication system
JP7317539B2 (en) * 2019-03-25 2023-07-31 古河電気工業株式会社 Radar device and target detection method
DE102019208217A1 (en) 2019-06-05 2020-12-10 Volkswagen Aktiengesellschaft Method and device for monitoring a sensor for detecting surroundings
DE102020103101B4 (en) * 2020-02-06 2022-07-28 Audi Aktiengesellschaft Method for operating a radar sensor in a motor vehicle and motor vehicle
DE102020203366A1 (en) 2020-03-17 2021-09-23 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Radar sensor with synchronized high-frequency components

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6587072B1 (en) * 2002-03-22 2003-07-01 M/A-Com, Inc. Pulse radar detection system
DE10355796A1 (en) * 2003-11-28 2005-06-09 Robert Bosch Gmbh Integrated circuit for distance and / or speed measurement of objects
DE102010002638A1 (en) 2010-03-08 2011-09-08 Robert Bosch Gmbh Radar sensor and method for controlling a radar sensor
DE102010030628A1 (en) * 2010-06-29 2011-12-29 Robert Bosch Gmbh Radar sensor for motor vehicles

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19948025A1 (en) * 1999-10-06 2001-04-12 Bosch Gmbh Robert Asymmetric, multi-beam radar sensor
DE102004059332A1 (en) * 2004-12-09 2006-06-14 Robert Bosch Gmbh Radar transceiver
DE102010002635A1 (en) 2009-03-08 2010-10-14 Stefan Dr. Brosig Use of sulfur in high-temperature-solarthermal power station, acts as working medium for driving turbines that are manufactured from or coated with ceramic materials

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6587072B1 (en) * 2002-03-22 2003-07-01 M/A-Com, Inc. Pulse radar detection system
DE10355796A1 (en) * 2003-11-28 2005-06-09 Robert Bosch Gmbh Integrated circuit for distance and / or speed measurement of objects
DE102010002638A1 (en) 2010-03-08 2011-09-08 Robert Bosch Gmbh Radar sensor and method for controlling a radar sensor
DE102010030628A1 (en) * 2010-06-29 2011-12-29 Robert Bosch Gmbh Radar sensor for motor vehicles

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SAUNDERS D ET AL: "A single-chip 24 GHz SiGe BiCMOS transceiver for FMCW automotive radars", RADIO FREQUENCY INTEGRATED CIRCUITS SYMPOSIUM, 2009. RFIC 2009. IEEE, IEEE, PISCATAWAY, NJ, USA, 7 June 2009 (2009-06-07), pages 459 - 462, XP031480316, ISBN: 978-1-4244-3377-3 *
WOLFGANG LEHBRINK: "Radar-Chips aus SiGe", HANSER AUTOMOTIVE - ELECTRONICS + SYSTEMS, 30 April 2008 (2008-04-30), XP055058032 *

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170086592A (en) * 2014-11-18 2017-07-26 로베르트 보쉬 게엠베하 Electronic control device for radar sensors
CN107076846A (en) * 2014-11-18 2017-08-18 罗伯特·博世有限公司 Electronic-controlled installation for radar sensor
JP2017533432A (en) * 2014-11-18 2017-11-09 ローベルト ボッシュ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Electronic controller for radar sensors.
KR102354821B1 (en) * 2014-11-18 2022-01-24 로베르트 보쉬 게엠베하 Radar sensors
DE102015221803A1 (en) 2015-11-06 2017-05-11 Robert Bosch Gmbh Radar sensor, method for operating a radar sensor and motor vehicle with radar sensor
DE102015224782A1 (en) 2015-12-10 2017-06-14 Robert Bosch Gmbh Method for operating a radar device for a motor vehicle
JP2017142228A (en) * 2015-12-10 2017-08-17 ローベルト ボッシュ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Method for operating radar system for automobile
US10495729B2 (en) 2015-12-10 2019-12-03 Robert Bosch Gmbh Method for operating a radar device for a motor vehicle
CN110879383A (en) * 2018-09-05 2020-03-13 英飞凌科技股份有限公司 Radar device, monitoring device, and phase adjustment circuit
CN112771400A (en) * 2018-09-27 2021-05-07 罗伯特·博世有限公司 Radar sensor with synchronized high-frequency modules
CN112771400B (en) * 2018-09-27 2024-05-28 罗伯特·博世有限公司 Radar sensor with synchronized high-frequency module
WO2021079789A1 (en) * 2019-10-21 2021-04-29 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 Ranging device

Also Published As

Publication number Publication date
EP2812725A1 (en) 2014-12-17
DE102012201990A1 (en) 2013-08-14
CN104303074B (en) 2017-06-06
CN104303074A (en) 2015-01-21
DE102012201990B4 (en) 2023-02-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102012201990B4 (en) Radar sensor with monitoring circuit
EP3414593B1 (en) Radar sensor for driver assistance systems in motor vehicles
EP2783237B1 (en) Radar device with channel-failure identification, and a method for identifying a channel-failure of a radar device
EP3692343B1 (en) Level gauge with radar system
EP3279619B1 (en) Radar fill level measuring device
EP3139139B1 (en) Fill level measuring device with detection mode for interfering signals
WO2013117276A1 (en) Radar sensor
DE102008050117A1 (en) Calibration of a radar unit with device-specific correction curves
DE102005009747A1 (en) signal processor
DE102009044475A1 (en) Test module and test system
DE102007047263B4 (en) System for generating a programmable tuning voltage
DE102013111512A1 (en) Radar device and method for operating a radar device
EP3914904A1 (en) Testing device for determining a dielectric value
EP3418699B1 (en) Fill level radar device with controlled transmission power
EP3255392A1 (en) Fill level radar for beam forming using parallel plls from the transmitter side
DE112018007553T5 (en) RADAR DEVICE, RADAR DEVICE CONTROL CIRCUIT AND RADAR DEVICE STORAGE MEDIUM
EP3762737A1 (en) Radar sensor system and method for operating a radar sensor system
DE102021106428A1 (en) END-OF-LINE PHASE CALIBRATION OF RADAR EQUIPMENT
DE102020111638A1 (en) Semiconductor device and method for controlling an amplitude of a signal in the semiconductor device
EP3746753A1 (en) Method for detecting potential faulty states on an fmcw-based filling level measuring apparatus
EP1369702B1 (en) Driver circuit for a microwave oscillator
EP4045999B1 (en) Method for specifying a power limit of a processor
DE102017210383A1 (en) Level gauge with optimized energy absorption
DE102010014978A1 (en) Transmitter with self-test capability
DE102020129764A1 (en) level gauge

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12812573

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2012812573

Country of ref document: EP