CN112799038A - 汽车超声测量系统的啁啾信号的信号成形 - Google Patents

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Abstract

一种汽车超声测量系统的啁啾信号的信号成形。本发明涉及用于操作超声传感器的方法，其包括将超声脉冲串作为一系列具有脉冲长度T1和脉冲间隔T2的超声脉冲进行发射。所述脉冲长度T1和所述脉冲间隔T2的总和表示脉冲周期长度T＝T1+T2。所述超声脉冲串在第一时间t1开始，并在第二时间t2结束。瞬时脉冲频率fm,NL＝1/T对应于瞬时脉冲长度T的倒数。所述瞬时脉冲频率fm,NL在第一时段Δtu期间经过第一频率范围Δfu，在随后的中间时段Δtc中经过中间频率范围Δfc，并在随后的第二时段Δt2中经过第二频率范围Δfl。所述中间时段Δtc的时间长度等于或大于所述第一时段Δtu和所述第二时段Δtl的总和。

Description

汽车超声测量系统的啁啾信号的信号成形
技术领域
本发明涉及用于利用啁啾信号操作超声传感器的方法。
背景技术
DE 10 2017 104 145 A1公开了已知一种用于通过膜片的改变的激励来操作机动车辆的超声传感器装置的方法以及相关的超声传感器装置、驾驶员辅助系统和机动车辆。DE 10 2017 104 145 A1的技术启示涉及一种用于操作机动车辆的超声传感器装置的方法，其中，激励第一超声传感器中的膜片以发射第一超声信号，并激励第二超声传感器中的膜片以发射第二超声信号，其中，第一超声传感器中的膜片和第二超声传感器中的膜片具有相同的谐振频率f，并且其中，利用比谐振频率f低预定频率差Δf的第一频率f1激励第一超声传感器中的膜片，并且利用比谐振频率f高预定频率差Δf的第二频率f2激励第二超声传感器中的膜片。此外，DE 10 2017 104 145 A1还公开了如下思想：根据被传送到第一超声传感器和第二超声传感器的控制信号而改变频率差Δf。DE 10 2017 104 145 A1同样公开了如下思想：来自第一超声传感器的第一超声信号的第一编码和/或来自第二超声传感器的第二超声信号的第二编码是通过频移键控、通过作为啁啾的相移键控和/或通过数字调制方法提供的。
DE 10 2017 123 049 B3、DE 10 2017 123 050 B3、DE 10 2017 123 052 B3和DE10 2017 123 051 B3也公开了啁啾信号的使用。在这些文献中，将术语“正啁啾(chirp-up)”解释为超声传输信号从较低的超声传输频率到较高的超声传输频率的严格单调的频率变化，并且将“负啁啾(chirp-down)”理解为超声传输信号从较高的超声传输频率到较低的超声传输频率的严格单调的频率变化。
所有这些文献的共同之处在于它们没有检查或公开啁啾信号的最佳编码。
如文献DE 10 2017 123 049 B3、DE 10 2017 123 050 B3、DE 10 2017 123 052B3和DE 10 2017 123 051 B3所阐释，正啁啾和负啁啾虽然表现出正交信号形状，但仅适用于非常大的带宽-时间乘积。为了改善正交性，啁啾信号也可以在不同的中心频率下操作，然而，这显著增加了带宽需求。
根据DE 10 2017 104 145 A1的技术启示，正啁啾信号和负啁啾信号虽然表现出正交信号形状，但仅适用于非常大的带宽-时间乘积的情况。特别地，由于超声换能器的窄带宽，带宽只能选择为非常小的(通常为7KHz，例如58Hz+/-3.5kHz)。因此，DE 10 2017 104145 A1的发明人在他们的专利申请中提出将两个超声发射器的啁啾信号的中心频率拉开，并从而减少频谱重叠。
在此描述的技术启示的公开的目的为在未将中心频率过远地分开的情况下，使超出现有技术的频谱重叠最小化，以使必要带宽最小化。
实际测试表明，DE 10 2017 104 145 A1的方法为无效的。因此为了发挥作用，两个超声发射器的两个超声信号(即，两个啁啾信号)的频谱实际上必须不重叠，这会导致信号变形和振幅减小，因为必要的中心频率的分开要求两个超声传感器以远低于超声传感器的谐振频率的频率进行操作，从而导致了很大的阻尼。这在图5中示出。
JP 2011-038 948 A公开了非线性啁啾的使用。根据JP 2011-038 948 A的技术启示，用于产生超声脉冲串的方法包括将超声脉冲串作为一系列超声脉冲来发射，其中，超声脉冲串的瞬时脉冲频率在脉冲串的开始和结束时是不同的，并且其中，瞬时脉冲频率的时间性变化在超声脉冲串的两个不同时间是不同的。
DE 2017 122 477 A1公开了超声脉冲串的瞬时脉冲频率在传输期间的连续线性变化。在DE 2017 122 477 A1的技术启示中，该变化用于能够从回波的接收频率推断出在传输阶段期间是否已经反射了多个回波中的至少一个或这是否是超越
Figure BDA0002776718080000021
关于术语“超声脉冲串(Ultraschall-Burst)”，在此示例性地参考DE 10 2018106 251 A1的第[0013]段中的解释。
在此，超声脉冲串被理解为由声波引起的气压的连续性波动。在此，超声脉冲串包括多个超声脉冲。超声脉冲的特征在于由声波引起的气压升高以及随后由声波引起的气压降低。
将具有超声脉冲序列频率的一系列这种超声脉冲在下文中称为超声脉冲串。在此，将由声波引起的气压上升与由声波引起的气压下降之间的时间间隔理解为脉冲长度T1。在此，将由声波引起的气压下降与由声波引起的气压上升之间的时间间隔理解为脉冲间隔T2。然后，时间性脉冲周期长度T＝T1+T2是脉冲长度T1和脉冲间隔T2的时间性总和。在此，瞬时脉冲频fm,NL＝1/T对应于脉冲周期长度T的倒数。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种解决方案，其不具有现有技术的上述缺点并具有其它优点。但是优点不限于此。
该目的通过本发明的保护主题来实现。
附图说明
图1示出了具有恒定的频率变化速度
Figure BDA0002776718080000031
的超声发射器的超声传输信号(即，线性啁啾信号)的示意性简化频谱以及具有非恒定的频率变化速度
Figure BDA0002776718080000032
的超声发射器的超声传输信号(即，非线性啁啾信号)的频谱。
图2示出了线性正啁啾脉冲的频谱(上升的非线性啁啾)和线性负啁啾脉冲的频谱(下降的非线性啁啾)。
图3示出了非线性正啁啾脉冲的频谱(上升的非线性啁啾)和非线性负啁啾脉冲的频谱(下降的非线性啁啾)。
图4示出了线性啁啾信号和非线性啁啾信号随时间的各自示例性频率曲线。
图5示出了实际上必须不重叠的两个超声发射器的两个超声信号(即，两个啁啾信号)的频谱。
图6示出了非线性正啁啾信号和非线性负啁啾信号的频率随时间的对应曲线。
在图7示出了对应于图6的示例性非线性负啁啾的超声脉冲串的瞬时脉冲频率fm,NL的时间曲线。
具体实施方式
首先，如DE 10 2017 123 049 B3、DE 10 2017 123 050 B3、DE 10 2017 123 052B3和DE 10 2017 123 051 B3所公开的，最简单、最明显的啁啾形状是线性啁啾，其中，每单位时间
Figure BDA0002776718080000041
的频率变化
Figure BDA0002776718080000042
(即，频率变化速度
Figure BDA0002776718080000043
)是恒定的。
现在，在确立本发明期间，已经认识到以非恒定的频率变化速度
Figure BDA0002776718080000044
Figure BDA0002776718080000045
代替恒定的频率变化速度
Figure BDA0002776718080000046
进行工作是有利的。
基本思想在于，对两个超声信号的频谱进行成形，以使它们变得更窄。因此，可以将中心频率的间隔选择为更小。在DE 10 2017 104 145 A1的技术启示中，提出了振幅加权以用于频谱成形和旁瓣减小。这将通过图1至7进行说明。
图1示出了具有恒定的频率变化速度
Figure BDA0002776718080000047
的超声发射器的超声传输信号(即，线性啁啾信号)的示意性简化频谱以及具有非恒定的频率变化速度
Figure BDA0002776718080000048
的超声发射器的超声传输信号(即，非线性啁啾信号)的频谱。可以容易地看出，非线性啁啾信号的频谱比线性啁啾信号的频谱更窄。下面将进一步说明优选的非线性啁啾信号。
现在，假设使用发射具有第一中心频率f1的线性啁啾信号的第一超声传感器以及发射具有第二中心频率f2的线性啁啾信号的第二超声传感器。第一中心频率f1和第二中心频率f2应具有中心频率间隔Df12＝f1-f2。
如果该中心频率间隔Df12在数值上小于线性啁啾信号的带宽，则它们将重叠。
这种情况在图2中示出。
如果在不同的起始频率下使用非线性啁啾信号，则两个非线性啁啾信号的更窄的频谱使得两个啁啾信号的重叠更小。
这种情况在图3中示出。图6示出了非线性正啁啾信号和非线性负啁啾信号的频率随时间的相应曲线。
图4示出了线性啁啾信号和非线性啁啾信号各自随时间的示例性频率曲线。它们对应于图2所示的信号曲线。
该方案可以总结为，通过使用非线性啁啾，可以将啁啾信号的频谱成形为具有更窄频带，从而在不降低信噪比的情况下显著降低了带宽需求。
因此，该方案说明了一种用于操作超声传感器的方法，该方法包括发射作为一系列超声脉冲的超声脉冲串的步骤。超声脉冲具有脉冲长度T1和脉冲间隔T2。在此，脉冲长度T1和脉冲间隔T2之和为脉冲周期长度T＝T1+T2。在此，超声脉冲串在第一时间t1开始，并且在第二时间t2结束。在此，瞬时脉冲频率fm,NL＝1/T对应于脉冲周期长度T的倒数。在此，第一时间t1的脉冲周期长度T以及因此的瞬时脉冲频率fm＝1/T不同于第二时间t2的脉冲周期长度T以及因此的瞬时脉冲频率fm＝1/T。
非线性啁啾脉冲在时间(t)的瞬时脉冲频率fm,NL(t)在此可以用以下方程式表示：
Figure BDA0002776718080000051
上述公式仅涉及第一时间t1和第二个时间t2之间超声脉冲分别开始的时间t，或仅涉及第一时间t1和第二时间t2之间超声脉冲分别结束的时间t。在这方面，上述公式未说明连续的曲线，而是在第一时间t1和第二时间t2之间的离散时间t的离散值。实际上，瞬时脉冲频率fm,NL(t)与该曲线的偏差在数值上可能小于10％，优选地小于5％，优选地小于2％，优选地小于1％，优选地小于0.5％。因此，瞬时脉冲频率fm,NL(t)仅基本上遵循上述公式。因此，非线性啁啾脉冲的瞬时脉冲频率变化
Figure BDA0002776718080000052
不是恒定的。在此，BL是线性部分的带宽系数，BC是非线性部分的带宽系数。
在此，至少在第一时间t1和第二时间t2之间的第三时间t3的瞬时脉冲频率变化
Figure BDA0002776718080000053
不同于在第一个时间t1和第二个时间t2之间的第四时间t4的瞬时脉冲频率变化
Figure BDA0002776718080000054
相反，线性啁啾脉冲在时间t的瞬时脉冲频率fm,L(t)用以下方程式表示：
Figure BDA0002776718080000061
因此，线性啁啾脉冲的瞬时脉冲频率变化
Figure BDA0002776718080000062
是恒定的。
图1示出了线性啁啾的频谱(线性啁啾)和非线性啁啾的频谱(非线性啁啾)。
替代地，该方案也可以具有以下特征：相对于线性啁啾超声脉冲串的关于与其频谱的振幅最大值相比的-3dB电平的频谱带宽，非线性啁啾超声脉冲串的关于与其相应频谱的振幅最大值相比的-3dB电平的频谱带宽减小多于25％和/或优选地减小多于30％和/或优选地减小多于35％。
图3示出了非线性正啁啾脉冲的频谱(上升的非线性啁啾)和非线性负啁啾脉冲的频谱(下降的非线性啁啾)。
作为所述的两个特征的替代，该方案的特征还可以在于，非线性正啁啾脉冲的在与非线性负啁啾脉冲频谱的交点处的频谱与最大值相比减小至少-12dB。同时，非线性负啁啾脉冲的在与非线性正啁啾脉冲频谱的交点处的频谱与最大值相比减小至少-12dB。
在这三个基本方法的一变形例中，非线性啁啾脉冲的瞬时脉冲频率变化
Figure BDA0002776718080000063
在第一时间t1和第二时间t2之间单调减小或单调增大。特别优选地，非线性啁啾脉冲的瞬时脉冲频率变化
Figure BDA0002776718080000064
在第一时间t1和第二时间t2之间严格单调减小或严格单调增大。
在这三个基本方法的第二变形例中，非线性啁啾脉冲的瞬时脉冲频率变化的时间性变化
Figure BDA0002776718080000065
(即，瞬时脉冲频率变化的时间变化率)在第一时间t1和第二时间t2之间单调减小或单调增大。特别优选地，非线性啁啾脉冲的瞬时脉冲频率变化的时间性变化
Figure BDA0002776718080000066
(即，非线性啁啾脉冲的瞬时脉冲频率变化
Figure BDA0002776718080000067
的时间变化率)在第一时间t1和第二时间t2之间严格单调减小或严格单调增大。
特别优选地，非线性啁啾脉冲在第一时间t1和第二时间t2之间的瞬时脉冲频率变化
Figure BDA0002776718080000068
的值的时间性曲线具有最小值。
在这三个基本方法的第三广泛变形例中，非线性啁啾脉冲在第一时间t1和第二时间t2之间的瞬时脉冲频率变化
Figure BDA0002776718080000069
的时间性变化
Figure BDA00027767180800000610
Figure BDA0002776718080000071
至少在第三时间t3(其中，t1<t3<t2)为恒定的，因此在该时间t3适用于
Figure BDA0002776718080000072
图7更好地示出了频率曲线。在图7中，仅示出了示例性非线性负啁啾的超声脉冲串的瞬时脉冲频率fm,NL的时间曲线。它对应于图6的负啁啾超声脉冲串。以下说明当然也以类似的方式适用于示例性非线性正啁啾的超声脉冲串，在此不再赘述。它对应于图6的正啁啾超声脉冲串。本发明所要求保护的方案还包括整体超声脉冲串形式的多个子超声脉冲串的时间顺序，在该整体超声脉冲串中至少一个子超声脉冲串是根据在此所述的超声脉冲串。
上述的用于操作超声传感器的方法也可以被不同地表征。另一特征强调，瞬时脉冲频率fm,NL在较长时间内仅与中间瞬时脉冲频率fc略有不同。频率偏差仅在超声脉冲串开始和结束时在较短的时间内较大。
特别优选地，超声脉冲串的中间瞬时脉冲频率fc不偏离所使用的超声发射器和/或超声换能器的频率。如果在超声脉冲串的传输期间瞬时脉冲频率fc仅在相对较短的时间内偏离该谐振频率，则超声发射器或超声换能器可以在超声脉冲串的传输时段内的相对较长的时段中以几乎最大发送功率进行发射。因此，在汽车的超声驻车辅助系统中使用时，将系统的范围被最大化，并显著超过具有线性啁啾的系统的范围。超声换能器或超声发射器的谐振频率与中间瞬时脉冲频率fc之间的这种对应关系可以定量地表达。在本发明的意义上，该频率可以被假定为超声换能器或超声发射器的谐振频率，来自相关超声换能器或相关超声发射器的声辐射的声功率在该频率处最大。因此，特别优选地，在此提出的超声脉冲串的发射方法中，超声脉冲串的中间瞬时脉冲频率fc与超声发射器的谐振频率或额定频率的偏差不超过10％和/或优选地不超过5％和/或优选地不超过2％和/或优选地不超过1％和/或优选地不超过0.5％和/或优选地不超过0.2％和/或优选地不超过0.1％和/或优选地不超过0.05％和/或优选地不超过0.02％和/或优选地不超过0.01％，并且/或者与超声换能器的谐振频率或额定频率的偏差不超过10％和/或优选地不超过5％和/或优选地不超过2％和/或优选地不超过1％和/或优选地不超过0.5％和/或优选地不超过0.2％和/或优选地不超过0.1％和/或优选地不超过0.05％和/或优选地不超过0.02％和/或优选地不超过0.01％。
如前所述，超声脉冲串的传输是作为具有脉冲长度T1和脉冲间隔T2的一系列超声脉冲的传输进行的。脉冲长度T1和脉冲间隔T2将脉冲周期长度T＝T1+T2表示为从一个脉冲开始到下一个脉冲的脉冲开始的时间总和。超声脉冲串在第一时间t1开始，并在第二时间t2结束。超声脉冲串的开始始于超声脉冲串中的第一个脉冲的开始。在本文意义上，在经过一段与超声脉冲串的最后一个脉冲和超声脉冲串的倒数第二个脉冲之间的脉冲间隔T2对应的时间后，超声脉冲串结束，其中，该时间的流逝是从超声脉冲串的最后一个脉冲的结束开始的。在本文的意义上，该时间流逝时的时间为第二时间t2。
因此，超声脉冲串在时间上具有超声脉冲串长度Δts＝t2-t1。在此，在超声脉冲串期间的时间t处(t1≤t≤t2)，瞬时脉冲频率fm,NL＝|1/T|在数值上对应于瞬时脉冲周期长度T的倒数。下文将第一时间t1的脉冲周期长度T以及因此的瞬时脉冲频率fm,NL＝|1/T|称为第一瞬时脉冲频率fu，并且并将第二时间t2的脉冲周期长度T以及因此的瞬时脉冲频率fm,NL＝|1/T|称为第二瞬时脉冲频率fl。优选地，第一瞬时脉冲频率fu不同于第二瞬时脉冲频率fl。如上所述，超声脉冲串具有中间瞬时脉冲频率fc＝|fu-fl|/2。在下文中，将瞬时脉冲频率fm,NL＝|1/T|在第一时间t1和第二时间t2之间的总变化称为总频率变化Δfs。在此，第一边界频率fcu是如下频率，该频率与第一瞬时脉冲频率fu的频率值间隔为其与第二瞬时脉冲频率fl的频率值间隔的一半。在此，第二边界频率fcl是如下频率，该频率与第二瞬时脉冲频率f1的频率值间隔为其与第一瞬时脉冲频率fu的频率值间隔的一半。在此优选地，瞬时脉冲频率fm,NL在第一边界时间tcu等于第一边界频率fcu。优选地，瞬时脉冲频率fm,NL在第二边界时间tcl等于第二边界频率fcl。第一边界时间tcu优选地在时间上在第一时间t1之后，并且第二边界时间tcl优选地在时间上在第一边界时间tcu之后，并且第二时间t2优选地在时间上在第二边界时间tcl之后。优选地，在从第一时间t1开始并在第一边界时间tcu结束的第一时段Δtu期间，瞬时脉冲频率fm,NL在第一瞬时脉冲频率fu和第一边界频率fcu之间的第一频率范围Δfu内处于第一瞬时脉冲频率fu和第一边界频率fcu之间。优选地，在从第一边界时间tcu开始并在第二边界时间tcl结束的中间时段Δtc期间，瞬时脉冲频率fm,NL在第一边界频率fcu和第二边界频率fcl之间的中间频率范围Δfc内处于第一边界频率fcu和第二边界频率fcl之间。优选地，在从第二边界时间tcl开始并在第二时间t2结束的第二时段Δtl期间，瞬时脉冲频率fm,NL在第二边界频率fcl和第二瞬时脉冲频率f1之间的第二频率范围Δfl内处于第二边界频率fcl和第二瞬时脉冲频率f1之间。在此决定性的是，中间时段Δtc的持续时间大于第一时段Δtu的持续时间与第二时段Δtl的持续时间之和，或者中间时段Δtc的持续时间等于第一时段Δtu的持续时间与第二时段Δtl的持续时间之和。由此，可以首先将声传输的焦点置于超声换能器或超声发射器的谐振频率上，从而使超声驻车辅助系统的范围最大化。
因此，优选地，第一时间t1和第二时间t2之间的至少第三时间t3的瞬时脉冲频率变化
Figure BDA0002776718080000092
不同于第一时间t1和第二时间t2之间的至少第四时间t4的瞬时脉冲频率变化
Figure BDA0002776718080000093
优选地，第一时间t1和第二时间t2之间的瞬时脉冲频率fm,NL(t)用以下方程式表示：
Figure BDA0002776718080000091
其中，BL是线性部分的带宽系数，BC是非线性部分的带宽系数。
优选地，瞬时脉冲频率变化
Figure BDA0002776718080000094
在第一时间t1和第二时间t2之间再次单调减小或单调增大。
优选地，瞬时脉冲频率变化的时间性变化
Figure BDA0002776718080000095
在第一时间t1和第二时间t2之间单调减小或单调增大。
然而，瞬时脉冲频率变化在第一时间t1和第二时间t2之间的时间性变化
Figure BDA0002776718080000096
也可以为恒定的。
瞬时脉冲频率变化在第一时间t1和第二时间t2之间的时间性变化的时间性变化
Figure BDA0002776718080000097
也可以为恒定的
优选地，相对于具有恒定瞬时脉冲频率变化
Figure BDA0002776718080000098
的超声脉冲串频谱的关于与其振幅最大值相比的-3dB电平的频谱的频谱宽度，超声脉冲串频谱的关于与振幅最大值相比的-3dB电平的超声脉冲串频谱的频谱宽度减小多于25％和/或优选地减小多于30％和/或优选地减小多于35％。
如上所述，整个超声脉冲串的传输也可以作为部分超声脉冲串的传输在时间上的直接排序而进行，其中，至少这些部分超声脉冲串中的部分超声脉冲串(优选，所有部分超声脉冲串)传输对应于其中一个上述方法。
优点
代替也降低信噪比的振幅加权，超声发射器系统的停留时间也可以针对各个瞬时脉冲频率fm进行优化，以使频谱最佳地成形。这导致了非线性啁啾的使用。实践测试表明，由此可以将两个不同的超声发射器的两个不同的超声脉冲串的频谱的中心频率之间的间隔例如从7kHz减小到4kHz。非线性啁啾信号甚至可以在此稍微重叠。信号振幅和信号波形(包括旁瓣减小)以及信噪比变得更好。
由于超声脉冲串的中间瞬时脉冲频率fc优选为不偏离所使用的超声发射器和/或超声换能器的频率，并且由于瞬时脉冲频率fc在超声脉冲串的传输期间仅在相对较短的时段内且仅略微地偏离了该谐振频率，因此超声发射器或超声换能器可以在超声脉冲串的传输时段内的相对较长时段中以几乎最大发射功率进行发射。因此，在汽车中的超声驻车辅助系统中应用时，该系统的范围被最大化，并显著超过具有线性啁啾的系统的范围。
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Claims (9)

1.一种用于操作超声传感器的方法，其包括：
将总超声脉冲串进行传输，作为部分超声脉冲串的传输在时间上的直接排序，
其中，所述部分超声脉冲串中的至少一个部分超声脉冲串的传输对应于包括将部分超声脉冲串作为一系列具有脉冲长度T1和脉冲间隔T2的超声脉冲进行传输的方法，
其中，所述脉冲长度T1和所述脉冲间隔T2的总和等于脉冲周期长度T＝T1+T2，并且
其中，所述部分超声脉冲串在第一时间t1开始，并在第二时间t2结束，并且
其中，瞬时脉冲频率fm,NL＝1/T对应于所述脉冲周期长度T的倒数，并且
其中，在所述第一时间t1的所述脉冲周期长度T以及因此的所述瞬时脉冲频率fm,NL＝1/T不同于在所述第二时间t2的所述脉冲周期长度T以及因此的所述瞬时脉冲频率fm,NL＝1/T，并且
其中，在所述第一时间t1和所述第二时间t2之间的至少第三时间t3的所述瞬时脉冲频率的变化
Figure FDA0002776718070000011
不同于在所述第一时间t1和所述第二时间t2之间的至少第四时间t4的所述瞬时脉冲频率的变化
Figure FDA0002776718070000012
2.一种用于操作超声传感器的方法，其包括：
将总超声脉冲串进行传输，作为部分超声脉冲串的传输在时间上的直接排序，
其中，所述部分超声脉冲串中的至少一个部分超声脉冲串的传输包括将部分超声脉冲串作为一系列具有脉冲长度T1和脉冲间隔T2的超声脉冲进行传输，
其中，所述脉冲长度T1和所述脉冲间隔T2的总和等于脉冲周期长度T＝T1+T2，并且
其中，所述部分超声脉冲串在第一时间t1开始，并在第二时间t2结束，并且
其中，所述部分超声脉冲串在时间上具有超声脉冲串长度Δts＝t2-t1，并且
其中，在所述部分超声脉冲串期间的时间t，瞬时脉冲频率fm,NL＝|1/T|对应于所述瞬时脉冲周期长度T的倒数，其中，t1≤t≤t2，并且
其中，将在所述第一时间t1的所述瞬时脉冲频率fm,NL＝|1/T|称为第一瞬时脉冲频率fu，并且
其中，将在所述第二时间t2的所述瞬时脉冲频率fm,NL＝|1/T|称为第二瞬时脉冲频率fl，并且
其中，所述第一瞬时脉冲频率fu不同于所述第二瞬时脉冲频率fl，并且
其中，所述部分超声脉冲串具有中间瞬时脉冲频率fc＝|fu-fl|/2，并且
其中，将所述瞬时脉冲频率fm,NL＝|1/T|在所述第一时间t1和所述第二时间t2之间的总变化称为总频率变化Δfs，并且
其中，第一边界频率fcu是与所述第一瞬时脉冲频率fu的频率间隔为与所述第二瞬时脉冲频率fl的频率间隔的一半的频率，并且
其中，第二边界频率fcl是与所述第二瞬时脉冲频率fl的频率间隔为与所述第一瞬时脉冲频率fu的频率间隔的一半的频率，并且
其中，在第一边界时间tcu的所述瞬时脉冲频率fm,NL等于所述第一边界频率fcu，并且
其中，在第二边界时间tcl的所述瞬时脉冲频率fm,NL等于所述第二边界频率fcl，并且
其中，所述第一边界时间tcu在所述第一时间t1之后，并且
其中，所述第二边界时间tcl在所述第一边界时间tcu之后，并且
其中，所述第二时间t2在所述第二边界时间tcl之后，并且
其中，在从所述第一时间t1开始并在所述第一边界时间tcu结束的第一时段Δtu期间，所述瞬时脉冲频率fm,NL在所述第一瞬时脉冲频率fu和所述第一边界频率fcu之间的第一频率范围Δfu内处于所述第一瞬时脉冲频率fu和所述第一边界频率fcu之间，并且
其中，在从所述第一边界时间tcu开始并在所述第二边界时间tcl结束的中间时段Δtc期间，所述瞬时脉冲频率fm,NL在所述第一边界频率fcu和所述第二边界频率fcl之间的中间频率范围Δfc内处于所述第一边界频率fcu和所述第二边界频率fcl之间，并且
其中，在从所述第二边界时间tcl开始并在所述第二时间t2结束的第二时段Δtl期间，所述瞬时脉冲频率fm,NL在所述第二边界频率fcl和所述第二瞬时脉冲频率f1之间的第二频率范围Δfl内处于所述第二边界频率fcl和所述第二瞬时脉冲频率f1之间，并且
其中，所述中间时段Δtc的长度大于所述第一时段Δtu的长度与所述第二时段Δtl的长度之和，或者其中，所述中间时段Δtc的长度等于所述所述第一时段Δtu的长度与所述第二时段Δtl的长度之和。
3.一种用于操作超声传感器的方法，其包括以下步骤：
将超声脉冲串作为一系列具有脉冲长度T1和脉冲间隔T2的超声脉冲进行传输，
其中，所述脉冲长度T1和所述脉冲间隔T2的总和表示脉冲周期长度T＝T1+T2，并且
其中，所述超声脉冲串在第一时间t1开始，并在第二时间t2结束，并且
其中，利用以下方程式描述瞬时脉冲频率fm,NL(t)：
Figure FDA0002776718070000031
其中，BL是线性部分的带宽的系数，并且BC是非线性部分的带宽的系数。
4.根据权利要求3所述的方法，
其中，所述瞬时脉冲频率的变化
Figure FDA0002776718070000032
在所述第一时间t1和所述第二时间t2之间单调减小或增大。
5.根据权利要求3或4所述的方法，
其中，所述瞬时脉冲频率的变化的时间性变化
Figure FDA0002776718070000033
在所述第一时间t1和所述第二时间t2之间单调减小或增大。
6.根据权利要求3或4所述的方法，
其中，在所述第一时间t1和所述第二时间t2之间，所述瞬时脉冲频率的变化的时间性变化
Figure FDA0002776718070000041
至少在时间t3为恒定的，使得
Figure FDA0002776718070000042
Figure FDA0002776718070000043
在所述时间t3处适用，其中t1<t3<t2。
7.一种用于操作超声传感器的方法，其包括以下步骤：
将超声脉冲串进行传输，作为部分超声脉冲串的传输在时间上的直接排序，
其中，所述部分超声脉冲串中的至少一个部分超声脉冲串的传输对应于根据权利要求3至6中任一项所述的方法。
8.一种用于操作超声传感器的方法，其包括以下步骤：
将超声脉冲串作为一系列具有脉冲长度T1和脉冲间隔T2的超声脉冲进行传输，
其中，所述脉冲长度T1和所述脉冲间隔T2的总和表示脉冲周期长度T＝T1+T2，并且
其中，所述超声脉冲串在第一时间t1开始，并在第二时间t2结束，并且
其中，所述超声脉冲串在时间上具有超声脉冲串长度Δts＝t2-t1，并且
其中，在所述超声脉冲串期间的时间t，瞬时脉冲频率fm,NL＝|1/T|对应于所述瞬时脉冲周期长度T的倒数，其中，t1≤t≤t2，并且
其中，下面将在所述第一时间t1的瞬时脉冲频率fm,NL＝|1/T|称为第一瞬时脉冲频率fu，并且
其中，下面将在所述第二时间t2的瞬时脉冲频率fm,NL＝|1/T|称为第二瞬时脉冲频率fl，并且
其中，所述第一瞬时脉冲频率fu不同于所述第二瞬时脉冲频率fl，并且
其中，所述超声脉冲串具有中间瞬时脉冲频率fc＝|fu-fl|/2，并且
其中，将所述瞬时脉冲频率fm,NL＝|1/T|在所述第一时间t1和所述第二时间t2之间的总变化称为总频率变化Δfs，并且
其中，第一边界频率fcu是与所述第一瞬时脉冲频率fu的频率间隔为与所述第二瞬时脉冲频率fl的频率间隔的一半的频率，并且
其中，第二边界频率fcl是与所述第二瞬时脉冲频率fl的频率间隔为与所述第一瞬时脉冲频率fu的频率间隔的一半的频率，并且
其中，在第一边界时间tcu的所述瞬时脉冲频率fm,NL等于所述第一边界频率fcu，并且
其中，在第二边界时间tcl的所述瞬时脉冲频率fm,NL等于所述第二边界频率fcl，并且
其中，所述第一边界时间tcu在所述第一时间t1之后，并且
其中，所述第二边界时间tcl在所述第一边界时间tcu之后，并且
其中，所述第二时间t2在所述第二边界时间tcl之后，并且
其中，在从所述第一时间t1开始并在所述第一边界时间tcu结束的第一时段Δtu期间，所述瞬时脉冲频率fm,NL在所述第一瞬时脉冲频率fu和所述第一边界频率fcu之间的第一频率范围Δfu内处于所述第一瞬时脉冲频率fu和所述第一边界频率fcu之间，并且
其中，在从所述第一边界时间tcu开始并在所述第二边界时间tcl结束的中间时段Δtc期间，所述瞬时脉冲频率fm,NL在所述第一边界频率fcu和所述第二边界频率fcl之间的中间频率范围Δfc内处于所述第一边界频率fcu和所述第二边界频率fcl之间，并且
其中，在从所述第二边界时间tcl开始并在所述第二时间t2结束的第二时段Δtl期间，所述瞬时脉冲频率fm,NL在所述第二边界频率fcl和所述第二瞬时脉冲频率f1之间处于所述第二边界频率fcl和所述第二瞬时脉冲频率f1之间的第二频率范围Δfl内，并且
其中，所述中间时段Δtc的长度大于所述第一时段Δtu的长度与所述第二时段Δtl的长度之和，或者其中，所述中间时段Δtc的长度等于所述所述第一时段Δtu的长度与所述第二时段Δtl的长度之和，并且
其中，利用以下方程式描述所述瞬时脉冲频率fm,NL(t)：
Figure FDA0002776718070000051
其中，BL是线性部分的带宽的系数，并且BC是非线性部分的带宽的系数。
9.一种用于操作超声传感器的方法，其包括以下步骤
将总超声脉冲串进行传输，以作为部分超声脉冲串的传输在时间上的直接排序，
其中，所述部分超声脉冲串中的至少一个部分超声脉冲串的传输对应于根据权利要求8所述的方法。
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