CN117849728A - 用于自监控的方法和雷达传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于雷达传感器的自监控(10)的方法，该雷达传感器根据位于工作频率范围(53)中的测量信号(28)通过测量过程(14)执行对象检测，并且通过在该测量过程(14)期间借助具有至少一个预给定的测试频率(52)的测试信号(34)所执行的自监控来监控该雷达传感器，其中，该测试频率(52)位于该测量信号(28)的工作频率范围(53)中。此外，本发明涉及一种雷达传感器。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于自监控的方法。本发明此外还涉及一种雷达传感器。
背景技术
在DE 10 2010 002 759 A1中描述一种雷达传感器，该雷达传感器具有用于产生发送信号的本地的振荡器，具有带有在发送路径与接收路径之间的直接耦合的发送和接收装置，具有用于通过发送信号的一部分与在接收路径中接收的信号的混合产生中间频率信号的混合器，具有用于分析处理该中间频率信号的分析处理装置，并且具有自测试装置。该自测试装置构造用于替代发送信号的一部分将测试信号馈入混合器中，该测试信号具有测试频率，该测试频率相对于发送信号频率错开固定的数值。该自测试相对于该测试频率来分析处理中间频率信号。该测试信号不存在于正常的测量运行中。
在DE 10 2020 117 748 A1中描述一种雷达系统，在该雷达系统中，将HF测试信号调制到HF信号上并且叠加给接收的天线信号，以便将该天线信号借助混合器传输到基带中。测试信号具有测试频率，该测试频率位于用于对象检测的工作频率范围之外。
为了提高雷达传感器的功能上的安全性，自监控是符合目的的。
发明内容
根据本发明提出一种用于雷达传感器的自监控的方法，该雷达传感器根据位于工作频率范围中的测量信号通过测量过程执行对象检测，并且通过在该测量过程期间借助具有至少一个预给定的测试频率的测试信号所执行的自监控来监控该雷达传感器，其中，该测试频率位于该测量信号的工作频率范围中。由此能够更均匀地和更准确地实现自监控。能够更可靠地和更密集地监控雷达传感器。可以更好地识别雷达传感器的存在的和涉及工作频率范围的与频率相关的干扰。能够降低雷达传感器的能耗，并且功率密度在测试频率情况下可以更均匀。雷达传感器的功能上的安全性被提高。
雷达传感器可以静止地布置，特别是在交通基础设施设备上或者在交通运输工具——优选道路车辆、轨道车辆、空中交通运输工具或水路交通运输工具——上。雷达传感器可以被用于车辆的部分自主的或自主的运行。通过测量过程对对象进行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/或部分自主的或自主的行驶系统。
对象可以是生命，特别是人员，或者是物品、建筑物或其他交通工具。对象可以是交通基础设施或者交通基础设施的一部分、例如路牌。
优选将对雷达传感器自身的功能、可靠性、精度或可类比的特性的监控理解为自监控。自监控可以用于提高雷达传感器的功能上的安全性。
雷达传感器可以检测作为在雷达传感器与对象之间的距离的对象距离，检测作为对象相对于雷达传感器的相对速度的对象速度，检测在该雷达传感器的检测区域中的方位角和/或仰角。
测量信号和/或测试信号可以是高频信号。测试信号可以是基带信号、优选由至少两个高频信号的解调和/或叠加产生。
雷达传感器可以具有用于发出发送信号以形成测量信号的至少一个天线。雷达传感器可以具有用于接收由对象反射的发送信号以形成测量信号的至少一个天线。用于发出的天线和用于接收的天线可以是相互不同的或者通过相同的构件形成。
可以通过发送路径将待发出的发送信号提供给天线。可以从该天线出发通过接收路径传输所接收的接收信号。
测试信号可以叠加给待发出的发送信号。测试信号可以是与待发出的发送信号分离的。测试信号可以叠加给接收的接收信号。测试信号可以是与接收的接收信号分离的。
用于自监控的方法可以实现对发送路径和/或接收路径的监控。测试信号可以基于高频信号或基带信号构建。
在本发明的一种优选实施方案中有利的是，测量信号穿过频率滤波器，该频率滤波器具有带通频率范围和抑制频率范围。该频率滤波器可以直接地连接在对接收信号进行接收的天线之后。
测试信号附加地也可以位于测量信号的工作频率范围之外。
在本发明的一种优选实施方案中设置，频率滤波器是低通滤波器，并且在频率维度中，带通频率范围位于抑制频率范围之下。由此能够滤除测量信号中的高频信号分量。
在本发明的一种特殊实施方案中有利的是，测试频率位于带通频率范围中和/或抑制频率范围中。工作频率范围优选完全地位于带通频率范围内。
在本发明的一种特殊实施方案中有利的是，在测试频率的情况下，测试信号的幅度分别大于测量信号的最大预期幅度。由此，测试信号也能够在测量信号具有相同频率的情况下可靠地被分辨。可以如此设定测试信号的幅度，使得实现预给定的测量精度。测量精度可以表述为误差矢量幅度(Error Vector Magnitude，EVM)。
在本发明的一种特殊实施方案中有利的是，测试频率位于工作频率范围的上半部分中。可以根据硬件而与最大测试信号幅度相关地选择测试信号的位置(Lage)。
在本发明的一种特殊实施方案中有利的是，在自监控中分析处理测试信号的幅度和/或测试信号的相位。在自监控中，测试信号的频率响应可以是可分析处理的。
在本发明的一种优选的实施方案中设置，测试信号是经编码的。由此能够相对于干涉信号来区分测试信号。也能够降低测试信号的幅度，并且尽管如此仍能在相同频率的情况下进行相对于测量信号的可靠区分。
在本发明的一种特殊实施方案中有利的是，测量信号具有至少一个斜坡频率，所述至少一个斜坡频率具有多个在时间上周期性的频率斜坡。所述频率斜坡可以具有优选线性地变化的频率。多普勒位移可以通过斜坡序列的采样来检测。在时间上彼此相继的频率斜坡之间的时间错位优选小于多普勒频率的半周期持续时间。
根据本发明，此外提出一种用于通过测量过程根据位于工作频率范围中的测量信号来检测对象的雷达传感器，其中，该雷达传感器具有自监控单元，该自监控单元用于执行根据本发明的用于自监控的方法。该雷达传感器可以是MIMO(Multiple Input MultipleOutput，多输入多输出)雷达传感器。该雷达传感器可以是FMCW(Frequency ModulatedContinuous Wave，调频连续波)雷达传感器，在该FMCW雷达传感器中，具有斜坡序列的发送信号是经调频的和连续的。
本发明的另外的优点和有利构型从附图说明中得出。
附图说明
以下参照附图详细描述本发明。分别示出：
图1：在本发明的一种特殊实施方式中的用于自监控的方法；
图2：在本发明的另一特殊实施方式中的用于自监控的方法；
图3：在本发明的另一特殊实施方式中的用于自监控的方法；
图4：在本发明的一种特殊实施方式中的雷达传感器的频率相关的幅度图；和
图5：在本发明的另一特殊实施方式中的雷达传感器的频率相关的幅度图。
具体实施方式
图1示出在本发明的一种特殊实施方式中的用于自监控的方法。用于雷达传感器的自监控10的该方法特别是执行用于监控雷达传感器的功能、可靠性和精度。雷达传感器使得能够实现对对象12通过测量过程14进行检测并且包括用于通过天线20发出发送信号18的发送路径16和至少一个接收路径22，该接收路径用于通过所述天线20或另外的天线26接收所发出的并且由对象12返回的发送信号18作为接收信号24。
发送信号18和接收信号24形成用于对象检测的测量信号28。发送信号18通过信号生成器30产生，该信号生成器输出具有例如77GHz频率的高频信号32。
在自监控中，测试信号34通过测试信号生成器36产生并且连同在发送路径16之后分支出的发送信号18一起被传输给测试信号调制器38。该测试信号调制器将测试信号34调制到直接在天线20之前分支出的发送信号18上。经调制的测试信号34‘叠加给接收的接收信号24并且通过解调器40与载波信号分离并且被传输给信号分析处理装置42，该信号分析处理装置分析处理经调制的测试信号34‘。
该自监控与测量过程14同时地运行。用于对象检测的测量信号28的频率位于工作频率范围中。测试信号34具有预给定的测试频率，该预给定的测试频率位于该工作频率范围中。由此能够更好地识别雷达传感器的存在的并且涉及该工作频率范围的与频率相关的干扰。
该自监控使得能够实现对发送路径16和接收路径22以及频率转换通过解调器40进行监控。
图2示出在本发明的另一特殊实施方式中的用于自监控的方法。用于自监控10的该方法利用与发送信号18分离的、通过测试信号生成器36产生的测试信号34，该测试信号通过测试信号调制器38被调制在信号生成器30的高频信号32上。经调制的测试信号34叠加给接收的接收信号24并且还在接收路径22之前通过解调器40被解调并且通过接收路径22被传输给信号分析处理装置42用于分析处理。
该自监控使得能够实现对接收路径22的监控。
图3示出在本发明的另一特殊实施方式中的用于自监控的方法。用于自监控10的该方法利用基带中的测试信号34，该基带中的测试信号叠加给接收信号24并且通过接收路径22被传递给信号分析处理装置42。
该自监控使得能够实现对基带中的接收路径22的监控。
图4示出在本发明的一种特殊实施方式中的雷达传感器的与频率相关的幅度图。该幅度图的双对数的表示一方面示明处理测量信号28的频率滤波器的传递函数44，以及还示明在对象检测时测量信号28的最大幅度的与频率相关的幅度变化曲线46。测量信号28的最大幅度随着增大的频率而降低。
频率滤波器实施为低通滤波器，并且带通频率范围48位于抑制频率范围50之下。测试信号34的测试频率52位于带通频率范围48和工作频率范围53内。工作频率范围53优选完全地位于带通频率范围48内。由此能够更好地识别雷达传感器的存在的并且涉及工作频率范围53的与频率相关的干扰。在测试频率52的情况下，测试信号34的幅度A1比测量信号28的最大预期幅度A2大一个幅度距离54。
通过在对象检测期间存在的测试信号34必要时在测试频率52的两侧都产生互调幅度56。互调幅度56通常在相同频率的情况下比测量信号28具有更小的幅度。
图5示出在本发明的另一特殊实施方式中的雷达传感器的与频率相关的幅度图。测试信号34由分别具有不同的测试频率52的多个同时的单个测试信号34构建。不同的测试频率52可以与测量信号28同样地位于频率滤波器的带通频率范围48中并且可选地附加地位于其抑制频率范围中。为了使表示更清楚，已省去可能的互调幅度。
Claims (10)
1.一种用于雷达传感器的自监控(10)的方法，所述雷达传感器根据位于工作频率范围(53)中的测量信号(28)通过测量过程(14)执行对象检测，并且通过在所述测量过程(14)期间借助具有至少一个预给定的测试频率(52)的测试信号(34)所执行的自监控来监控所述雷达传感器，
其特征在于，
所述测试频率(52)位于所述测量信号(28)的工作频率范围(53)中。
2.根据权利要求1所述的用于自监控(10)的方法，其特征在于，所述测量信号(28)穿过频率滤波器，所述频率滤波器具有带通频率范围(48)和抑制频率范围(50)。
3.根据权利要求2所述的用于自监控(10)的方法，其特征在于，所述频率滤波器是低通滤波器，并且，在频率维度中，所述带通频率范围(48)位于所述抑制频率范围(50)之下。
4.根据权利要求2或3所述的用于自监控(10)的方法，其特征在于，所述测试频率(52)位于所述带通频率范围(48)中和/或所述抑制频率范围(50)中。
5.根据上述权利要求之一所述的用于自监控(10)的方法，其特征在于，在所述测试频率(52)的情况下，所述测试信号(34)的幅度(A1)分别大于所述测量信号(28)的最大预期幅度(A2)。
6.根据上述权利要求之一所述的用于自监控(10)的方法，其特征在于，所述测试频率(52)位于所述工作频率范围(53)的上半部分中。
7.根据上述权利要求之一所述的用于自监控(10)的方法，其特征在于，在所述自监控中分析处理所述测试信号(34)的幅度(A1)和/或所述测试信号(34)的相位。
8.根据上述权利要求之一所述的用于自监控(10)的方法，其特征在于，所述测试信号(34)是经编码的。
9.根据上述权利要求之一所述的用于自监控(10)的方法，其特征在于，所述测量信号(28)具有至少一个斜坡频率，所述至少一个斜坡频率具有多个在时间上周期性的频率斜坡。
10.一种用于通过测量过程(14)根据位于工作频率范围(53)中的测量信号(28)来检测对象(12)的雷达传感器，其中，所述雷达传感器具有自监控单元，所述自监控单元用于执行根据上述权利要求中任一项所述的用于自监控(10)的方法。
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