CN117471399A - 雷达传感器设备和用于自检的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种雷达传感器设备，具有：通过雷达波检测对象的雷达传感器；在对象的方向上传输发送信号发送路径，其具有雷达传感器的用于发射发送信号的发送天线器件；将从对象反射的发送信号作为接收信号传输的至少一个接收路径，其具有雷达传感器的用于接收接收信号的接收天线器件；测试信号路径，其传输用于雷达传感器的自检的测试信号，测试信号路径在发送路径的第一耦合部位与接收路径的第二耦合部位之间延伸，其中，第一耦合部位在去往对象的方向上布置在发送天线器件后方或者紧邻地布置在发送天线器件前方，第二耦合部位在从对象来的方向上布置在接收天线器件前方或者紧邻地布置在接收天线器件后方。本发明还涉及一种用于自检的方法。

Description

雷达传感器设备和用于自检的方法
技术领域
本发明涉及一种雷达传感器设备，所述雷达传感器设备具有：用于通过雷达波检测对象的雷达传感器；发送路径，所述发送路径在所述对象的方向上传输发送信号，所述发送路径具有所述雷达传感器的发送天线器件，所述发送天线器件用于发射所述发送信号；至少一个接收路径，所述接收路径将从所述对象反射的发送信号作为接收信号传输，所述接收路径具有所述雷达传感器的接收天线器件，所述接收天线器件用于接收所述接收信号；测试信号路径，所述测试信号路径传输用于所述雷达传感器的自检的测试信号，并且所述测试信号路径至少在所述发送路径的第一耦合部位与所述接收路径的第二耦合部位之间延伸。另外，本发明涉及一种用于雷达传感器设备的自检的方法。
背景技术
在DE 10 2020 117 748 A1中描述一种具有监控功能的雷达系统。该雷达系统包括产生高频信号的信号源、产生测试信号的调制器、产生测试信号的调制器、产生发送信号的发送通道和接收天线信号和该测试信号的接收通道，以便执行雷达系统的自测试。
发明内容
根据本发明，提出一种雷达传感器设备。所述雷达传感器设备具有：用于通过雷达波检测对象(14)的雷达传感器(12)；发送路径(32)，所述发送路径在所述对象(14)的方向上传输发送信号(24)，所述发送路径具有所述雷达传感器(12)的发送天线器件(22)，所述发送天线器件用于发射所述发送信号(24)；至少一个接收路径(38)，所述接收路径将从所述对象反射的发送信号(24)作为接收信号(36)传输，所述接收路径具有所述雷达传感器(12)的接收天线器件(40)，所述接收天线器件用于接收所述接收信号(36)；测试信号路径(46)，所述测试信号路径传输用于所述雷达传感器(12)的自检的测试信号(48)，并且所述测试信号路径至少在所述发送路径(32)的第一耦合部位(50)与所述接收路径(38)的第二耦合部位(52)之间延伸，其特征在于，所述第一耦合部位(50)在去往所述对象的方向上布置在所述发送天线器件(22)后方或者紧邻地布置在所述发送天线器件(22)前方，所述第二耦合部位(52)在从所述对象来的方向上布置在所述接收天线器件(40)前方或者紧邻地布置在所述接收天线器件(40)后方。
由此可以借助自检监控雷达传感器设备的较大的传输区域。可以更好地且在更大的检测区域中识别出可能的污染，尤其是通过焊球或者环境影响造成的污染。
雷达传感器可以布置在车辆中或者上，该车辆优选是道路车辆、飞行器或者水运工具。雷达传感器可以适用于车辆的部分自主的或者自主的运行。对象的对象检测可以配属于车辆的环境监控。对象检测可以配属于车辆的驾驶员辅助系统和/或部分自主的或者自主的驾驶系统。
对象可以是生物、尤其是人，可以是建筑物或者可以是别的交通器件。对象可以是交通基础设施或者交通基础设施的一部分，例如路标。对象可以出现在车辆的周围环境中。
优选地，自检被理解为对雷达传感器的功能、可靠性、精度或者类似性能的检查。
在雷达传感器的检测场中，雷达传感器可以检测对象间距作为雷达传感器与对象之间的间距，可以检测对象速度作为对象相对于雷达传感器的相对速度，可以检测对象的方位角和/或仰角。
优选地，发送信号、接收信号和/或测试信号是高频信号。
发送路径可以包括至少一个波导。接收路径可以包括至少一个波导。波导可以至少区段地以波导管结构方式(Hohlleiterbauweise)实施。波导中的至少一个波导可以在波导元件中实施。波导元件可以是波导天线。
发送天线器件可以实施为发送天线。接收天线器件可以实施为接收天线。发射可以是到波导元件的周围环境中的发射。接收可以是从波导元件的周围环境中的接收。
发送信号可以是能够通过高频构件产生的。测试信号可以是能够通过高频构件产生的，优选通过也产生发送信号的高频构件。测试信号可以叠加在发送信号上，并且能够实现被动的自检。
测试信号可以是能够与发送信号并行地产生和/或传输的，并且能够实现主动的自检。测试信号可以是能够与发送信号无关地通过测试信号元件产生的。测试信号元件可以开启或者关断测试信号。测试信号元件可以调设测试信号的极性、频率、相位、振幅和/或调制。测试信号元件可以产生经调制的测试信号。测试信号元件可以实施为主动标签(active tag)。测试信号元件可以是能够通过控制装置调设的。测试信号元件可以是MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit，微波单片集成电路)和/或SoC(System onChip，片上系统)。
测试信号的频率可以与发送信号的频率相同或者不同。测试信号路径可以具有频率滤波器件，所述频率滤波器件用于频率选择性地放行测试信号。发送天线器件可以具有频率滤波器件，所述频率滤波器件用于频率选择性地放行发送信号。测试信号的频率可以位于雷达传感器的运行范围之外。
测试信号可以具有与发送信号不同的场波类型。
在本发明的一种优选的实施方案中有利的是，测试信号具有第一极性，发送信号具有与第一极性不同的第二极性。第一极性可以垂直于第二极性。由此，测试信号可以更简单地且更可靠地与发送信号分开。
在本发明的一种特定实施方案中有利的是，测试信号路径具有与极性相关的传输器件，所述传输器件允许经由测试信号路径对具有第一极性的测试信号的传输并且禁阻经由测试信号路径对具有第二极性的发送信号的传输。由此可以实现对测试信号的与第一和第二极性有关的传输。传输器件可以薄膜状地实施。传输器件可以具有至少一个极化薄膜。
在本发明的一种有利的实施方案中设置，测试信号和发送信号来源于共同的信号源。信号源可以是高频构件或者天线，尤其是偶极天线或者四分之一波结构。信号源可以借助范阿塔原理、EBG(electromagnetic bandgap，电磁带隙)结构或者其他类型的极化结构、尤其是滤波器产生第一和/或第二极性。
在本发明的一种特定实施方案中有利的是，第一和/或第二耦合部位布置在雷达传感器内。由此可以进行位于雷达传感器内的区域的自检。第一和/或第二耦合部位可以布置在波导元件内。
在本发明的一种优选实施方案中设置，测试信号路径至少区段地实施为以波导管结构方式实施的波导，以用于传输测试信号。测试信号路径可以具有用于测试信号的相位移动的延迟路径。波导可以包括该延迟路径。
本发明的一种优选构型是有利的，在该优选构型中，测试信号路径至少区段地在雷达传感器的保护套中延伸。保护套可以是雷达传感器的雷达罩(天线罩(Radom))。
在本发明的一种优选实施方案中有利的是，第一和/或第二耦合部位布置在雷达传感器之外。由此，自检也可以包括在雷达传感器之外的传输区域。
在本发明的一种特定实施方案中设置，雷达传感器布置在车辆中，并且测试信号路径至少区段地延伸直至车辆的包覆元件。第一和/或第二耦合部位可以布置在车辆的包覆元件中。包覆元件可以是内部空间包覆或者车身包覆，尤其是保险杠。
自检可以包含高频构件与保护套之间的检查区域。检查区域可以延伸直至包覆元件。测试信号路径可以在高频构件与车辆内部、尤其是保护套或者天线的辐射区域之间或者在高频构件与最外侧的车辆区域、尤其是车辆外壳之间延伸。
本发明的一种优选构型是有利的，在该优选构型中，测试信号路径具有与发送天线器件并行地起作用的另外的发送天线器件和/或与接收天线器件并行地起作用的另外的接收天线器件，所述另外的发送天线器件用于发射测试信号，所述另外的接收天线器件用于从雷达传感器接收测试信号。由此，测试信号可以是能够与发送信号和/或接收信号无关地产生和/或处理的。
另外，根据本发明提出一种用于根据上述实施方式之一所述的雷达传感器设备的自检的方法，所述方法包括对所述测试信号的分析处理，其方式是，在所述接收信号与接收到的测试信号之间形成信号关联(Signalzusammenhang)，并且根据所述信号关联检测所述信号传输的干扰。如果接收信号相应于预给定的参考信号并且接收到的测试信号相应于预给定的测试参考信号，则可以排除对信号传输的干扰。如果在接收信号与参考信号之间并且在接收到的信号与测试参考信号之间存在偏差，则可以推断出对信号传输的干扰。干扰的影响可以与与参考信号和/或测试参考信号的偏差有关。
自检可以在用于对象检测的正常运行期间或者与雷达传感器设备的正常运行分开地执行。
由附图说明和附图得出本发明的其他优点和有利构型方案。
附图说明
下面参考附图详细描述本发明。附图详细示出：
图1示出在本发明的一种特定实施方式中的雷达传感器设备。
图2至7分别示出在本发明的另一种特定实施方式中的雷达传感器设备。
图8示出在本发明的另一种特定实施方式中的用于自检的方法。
具体实施方式
图1示出在本发明的一种特定实施方式中的雷达传感器设备。雷达传感器设备10包括用于通过雷达波检测对象14的雷达传感器12。优选地，雷达传感器12布置在车辆16上(在这里布置在机动车上)，并且通过保护套18保护，以免受到外部天气影响和负载的影响。保护套18实施为雷达罩(天线罩)。对象可以存在于车辆16的周围环境中并且可以通过雷达传感器12来检测。
雷达传感器12包括用于产生高频信号的高频构件20，通过雷达传感器12的发送天线器件22发射的发送信号24以该高频信号为基础。高频构件20可以是MMIC和/或SoC，MMIC和/或SoC布置在载体板26(PCB)上。载体板26具有波导元件28。
雷达传感器设备10包括发送设备30和接收设备34，该发送设备附接到发送路径32上，该发送路径在对象14的方向上传输发送信号24，该接收设备附接到接收路径38上，该接收路径将从对象14反射的发送信号24作为接收信号36传输，该接收路径具有雷达传感器12的接收天线器件40，该接收天线器件用于接收接收信号36。高频构件20包括发送设备30和接收设备34。发送天线器件22和接收天线器件40在周围环境侧布置在波导元件28上。波导元件28包括以波导管结构方式实施的波导，一方面包括用于在高频构件20与发送天线器件22之间传输发送信号24的波导42并且包括用于在高频构件20或者另外的高频构件与接收天线器件40之间传输接收信号36的另外的波导44。
雷达传感器设备10包括测试信号路径46，该测试信号路径传输用于雷达传感器12的自检的测试信号48，并且该测试信号路径在发送路径32的第一耦合部位50与接收路径38的第二耦合部位52之间延伸。第一耦合部位50在去往对象14的方向上紧邻地布置在发送天线器件22前方，第二耦合部位52在从对象14来的方向上紧邻地布置在接收天线器件40后方。第一和第二耦合部位50、52在雷达传感器12内布置在波导元件28中。
测试信号48和发送信号25来源于共同的信号源54，该共同的信号源在此是高频构件20。测试信号48在此叠加在发送信号24上。测试信号48具有第一极性，发送信号24具有与第一极性不同的第二极性。第一极性尤其垂直于第二极性，由此信号可以更简单地彼此分开。
测试信号路径46具有与极性相关的传输器件56，所述传输器件允许对具有第一极性的测试信号48的传输并且禁阻经由测试信号路径46对具有第二极性的发送信号24的传输。由此可以经由测试信号路径46选择性地传输测试信号48。
替代地或者附加地，测试信号路径46可以具有用于测试信号48的相位移动的延迟路径58。波导42尤其包括延迟路径58。
图2至7分别示出在本发明的另一种特定实施方式中的雷达传感器设备。除了下述区别之外，图2中的雷达传感器设备10构造得与图1中的雷达传感器设备相同。具有所叠加的测试信号48的发送信号24经由作为发送天线的发送天线器件22输出。保护套18具有与极性相关的传输器件56，所述传输器件允许对具有第一极性的测试信号48的传输并且禁阻经由测试信号路径46对具有第二极性的发送信号24的传输。因此，测试信号48经由发送路径32和传输器件56到达接收路径38。第一和第二耦合部位50、52位于波导元件28之外并且位于雷达传感器12的保护套18中。自检覆盖高频构件20与保护套18之间的检查区域60。
除了下述区别之外，图3中的雷达传感器设备10构造得与图1中的雷达传感器设备相同。具有所叠加的测试信号48的发送信号24经由作为发送天线的发送天线器件22输出。车辆16的包覆元件62具有与极性相关的传输器件56，所述传输器件允许对具有第一极性的测试信号48的传输并且禁阻经由测试信号路径46对具有第二极性的发送信号24的传输。因此，测试信号48经由发送路径32和传输器件56到达接收路径38。第一和第二耦合部位50、52位于波导元件28之外并且位于雷达传感器12之外。检查区域60延伸直至包覆元件62。
除了下述区别之外，图4中的雷达传感器设备10构造得与图1中的雷达传感器设备相同。测试信号路径46具有与发送天线器件22并行地起作用的另外的发送天线器件63和与接收天线器件40并行地起作用的另外的接收天线器件64，该另外的发送天线器件用于从波导元件28发射测试信号48，该另外的接收天线器件用于将测试信号48接收到波导元件28中。与极性相关的传输器件56可以布置在雷达传感器12的保护套18中和/或布置在包覆元件62中。
除了下述区别之外，图5中的雷达传感器设备10构造得与图1中的雷达传感器设备相同。测试信号48经由测试信号路径46从发送路径32传输至测试信号元件66，并且从测试信号元件66或者另外的测试信号元件66传输至接收路径38。由此可以进行主动的自检。测试信号元件66可以实施为主动标签(active tag)。由此，发送路径32或者接收路径38可以以与极性无关的方式设计。
除了下述区别之外，图6中的雷达传感器设备10构造得与图2中的雷达传感器设备相同。测试信号48通过测试信号元件66经由测试信号路径46从发送路径32出发传输至接收路径38，该测试信号元件经由控制装置68来调设。测试信号元件66布置在保护套18中。测试信号元件66可以是主动极化的反射器70，该反射器经由测试信号元件66在发送路径32与接收路径38之间传输测试信号48，该测试信号与发送信号24一起发射并且具有与发送信号24的第二极性不同的第一极性，该测试信号元件形成或者控制主动的传输器件56。测试信号48也可以具有与发送信号24不同的频率，该频率经由测试信号元件66滤波并且经由测试信号路径46传输。替代地或者附加地，测试信号48可以被调制。
除了下述区别之外，图7中的雷达传感器设备10构造得与图6中的雷达传感器设备相同。测试信号元件66和传输器件56布置在包覆元件62中。
图8示出在本发明的另一种特定实施方式中的用于自检72的方法。在图8a)和b)中画出在传输路程中不存在干扰的情况下的两个信号传输，在图8c)和d)中画出在传输路程中存在干扰的情况下的两个信号传输。
在用于自检72的方法中，将测试信号48的分析处理被包括在内，其方式是，在接收信号36与如图8b所示的接收到的测试信号48之间形成信号关联74，该接收信号如图8a)所示与发送信号24有关并且作为参考信号76被预先检测，该接收到的测试信号经由传输器件56在发送路径32与接收路径38之间传输并且作为测试参考信号78被预先检测。
如图8c)所示，在存在干扰80的情况下，接收信号36被干扰80削弱，并且因此与图8中的参考信号76不同。另外，如图8d)所示，接收到的测试信号48相对于图8b)中的测试参考信号78被削弱。因此，在存在干扰80的情况下在接收信号36与接收到的测试信号48之间的信号关联74与在参考信号76与测试参考信号78之间的信号关联74不同。因此，根据信号关联74可以识别出干扰80，并且可以计算干扰80的影响。

Claims (11)

1.一种雷达传感器设备(10)，所述雷达传感器设备具有：
用于通过雷达波检测对象(14)的雷达传感器(12)，
发送路径(32)，所述发送路径在所述对象(14)的方向上传输发送信号(24)，所述发送路径具有所述雷达传感器(12)的发送天线器件(22)，所述发送天线器件用于发射所述发送信号(24)，
至少一个接收路径(38)，所述接收路径将从所述对象反射的发送信号(24)作为接收信号(36)传输，所述接收路径具有所述雷达传感器(12)的接收天线器件(40)，所述接收天线器件用于接收所述接收信号(36)，
测试信号路径(46)，所述测试信号路径传输用于所述雷达传感器(12)的自检的测试信号(48)，并且所述测试信号路径至少在所述发送路径(32)的第一耦合部位(50)与所述接收路径(38)的第二耦合部位(52)之间延伸，
其特征在于，
所述第一耦合部位(50)在去往所述对象的方向上布置在所述发送天线器件(22)后方或者紧邻地布置在所述发送天线器件(22)前方，所述第二耦合部位(52)在从所述对象来的方向上布置在所述接收天线器件(40)前方或者紧邻地布置在所述接收天线器件(40)后方。
2.根据权利要求1所述的雷达传感器设备(10)，其特征在于，所述测试信号(48)具有第一极性，所述发送信号(24)具有与所述第一极性不同的第二极性。
3.根据权利要求1或2所述的雷达传感器设备(10)，其特征在于，所述测试信号路径(46)具有与极性相关的传输器件(56)，所述传输器件允许经由所述测试信号路径(46)对具有所述第一极性的测试信号(48)的传输，并且禁阻经由所述测试信号路径(46)对具有所述第二极性的发送信号(24)的传输。
4.根据上述权利要求中任一项所述的雷达传感器设备(10)，其特征在于，所述测试信号(48)和所述发送信号(24)来源于共同的信号源(54)。
5.根据上述权利要求中任一项所述的雷达传感器设备(10)，其特征在于，所述第一和/或第二耦合部位(50，52)布置在所述雷达传感器(12)内。
6.根据上述权利要求中任一项所述的雷达传感器设备(10)，其特征在于，所述测试信号路径(46)至少区段地实施为以波导管结构方式实施的波导(42)，以用于传输所述测试信号(48)。
7.根据上述权利要求中任一项所述的雷达传感器设备(10)，其特征在于，所述测试信号路径(46)至少区段地在所述雷达传感器(12)的保护套(18)中延伸。
8.根据上述权利要求中任一项所述的雷达传感器设备(10)，其特征在于，所述第一和/或第二耦合部位(50，52)布置在所述雷达传感器(12)之外。
9.根据上述权利要求中任一项所述的雷达传感器设备(10)，其特征在于，所述雷达传感器(12)布置在车辆中，并且所述测试信号路径至少区段地延伸直至所述车辆的包覆元件(62)。
10.根据上述权利要求中任一项所述的雷达传感器设备(10)，其特征在于，所述测试信号路径(46)具有与所述发送天线器件(22)并行地起作用的另外的发送天线器件(63)和/或与所述接收天线器件(40)并行地起作用的另外的接收天线器件(64)，所述另外的发送天线器件用于发射所述测试信号(48)，所述另外的接收天线器件用于从所述雷达传感器(12)接收所述测试信号(48)。
11.一种用于根据上述权利要求中任一项所述的雷达传感器设备(10)的自检(72)的方法，所述方法包括对所述测试信号(48)的分析处理，其方式是，在所述接收信号(36)与接收到的测试信号(48)之间形成信号关联(74)，并且根据所述信号关联(74)检测所述信号传输的干扰(80)。
CN202310943398.1A 2022-07-28 2023-07-28 雷达传感器设备和用于自检的方法 Pending CN117471399A (zh)

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