DE10152811A1

DE10152811A1 - Radar-Sicherungssystem

Info

Publication number: DE10152811A1
Application number: DE2001152811
Authority: DE
Inventors: Andreas Theil; Hendrik Ardner; Horst Nowak
Original assignee: Delphi Technologies Inc
Current assignee: Delphi Technologies Inc
Priority date: 2001-10-25
Filing date: 2001-10-25
Publication date: 2003-05-08

Abstract

Ein Radar-Sicherungssystem, insbesondere für Kraftfahrzeuge, umfasst eine Einrichtung zur Erzeugung eines einer Sendeantenne zugeführten impulsförmigen Radar-Sendeimpulses und eine mit einer Empfangsantrenne für den Empfang reflektierter Radarsignale verbundene Signalerfassungs- und -auswerteeinrichtung. Die Signalerfassungs- und -auswerteeinrichtung umfasst eine mit der Empfangsantenne verbundene Abtastschaltung, die über ein Abtastsignal ansteuerbar ist, das durch das Ausgangssignal einer vom Sendeimpuls beaufschlagten Verzögerungsleitung gebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Radar-Sicherungssystem insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines einer Sendeantenne zugeführten impulsförmigen Radar-Sendeimpulses und einer mit einer Empfangsantenne für den Empfang reflektierter Radarsignale verbundenen Signalerfassungs- und -auswerteeinrichtung. Dabei kann es sich insbesondere um ein Kurzdistanz-Radarsystem (SDR = Short Distance Radar) beispielsweise für einen Innenraumschutz handeln.
Bei einem solchen Radar-Sicherungssystem werden nach dem Aussenden eines jeweiligen Impulses die empfangenen reflektierten Radarsignale analysiert oder ausgewertet. Dabei wird nach einer bestimmten, den Überwachungsbereich deimierenden Zeit nach dem Aussenden des Sendeimpulses mittels eines durch einen Abtastimpuls angesteuerten Hochfrequenz-Schalters die Empfangsantennenspannung abgetastet, verstärkt und analysiert oder ausgewertet. Das betreffende Radar-Sicherungssystem ist insbesondere als Antidiebstahlsicherung einsetzbar. Im letzteren Fall kann bei sich entsprechend ändernden reflektierten Radarsignalen ein Alarm ausgelöst werden.
Eines der wesentlichen Merkmale des Kurzdistanz-Radars ist der erfasste Überwachungsbereich. Dieser ergibt sich durch die zeitliche Differenz zwischen dem Aussenden des Sendeimpulses und dem Zeitpunkt der Abtastung der empfangenen reflektierten Radarsignale.
Bei den bisher bekannten Radar-Sicherungssystemen der eingangs genannten Art ist für die erforderliche zeitliche Abstimmung ein relativ hoher Aufwand erforderlich.
Zur Störsignalunterdrückung sowie für eine höhere Effizienz sind zwei Signalerfassungskanäle für zwei verschiedene Überwachungsbereiche erforderlich. Bei den bisher bekannten Radar-Sicherungssystemen der eingangs genannten Art wurden dazu die folgenden beiden Möglichkeiten in Betracht gezogen: Zum einen wurden zwei voneinander vollständig unabhängige Kanäle verwendet, was relativ kostspielig ist, relativ viel Platz beansprucht und einen relativ hohen Stromverbrauch mit sich bringt. Zum anderen war ein Chopper-Betrieb vorgesehen, bei dem beispielsweise zwischen verschiedenen Überwachungsbereichen umgeschaltet wurde. Zu den Nachteilen dieser Vorgehensweise zählen unter anderem der Informationsverlust während des Umschaltens, der Bedarf an zusätzlichen Bauteilen zum Umschalten, der höhere Strombedarf aufgrund des Umschaltens sowie der relativ hohe Steuerungs- und Software-Aufwand.
Ziel der Erfindung ist es, ein verbessertes Radar-Sicherungssystem der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die zuvor genannten Nachteile beseitigt sind. So soll auf möglichst einfache und kostengünstige Weise insbesondere eine stabile, zuverlässige zeitliche Abstimmung gewährleistet sein. Überdies soll die Möglichkeit geschaffen werden, auf möglichst wirtschaftliche Weise zwei vollständig parallele Signalerfassungskanäle zu verwirklichen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Radar-Sicherungssystem insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines einer Sendeantenne zugeführten impulsförmigen Radar- Sendeimpulses und einer mit einer Empfangsantenne für den Empfang reflektierter Radarsignale verbundenen Signalerfassungs- und -auswerteeinrichtung, wobei die Signalerfassungs- und -auswerteeinrichtung eine mit der Empfangsantenne verbundene Abtastschaltung umfasst, die über ein Abtastsignal ansteuerbar ist, das durch das Ausgangssignal einer vom Sendeimpuls beaufschlagten Verzögerungsleitung gebildet ist.
Aufgrund dieser Ausbildung wird zunächst auf relativ einfache und entsprechend kostengünstige Weise eine stabile, zuverlässige zeitliche Abstimmung zur Festlegung des jeweiligen Überwachungsbereichs gewährleistet. So ist im betreffenden Empfangsteil beispielsweise keine SRD- Einheit (SRD = Step Recovery Diode) erforderlich. Aufgrund des Wegfalls einer solchen SRD-Einheit ergibt sich auch ein geringerer Stromverbrauch. Das Signalrauschen wird reduziert. So treten keine durch eine digitale Verzögerungsschaltung auftretenden Signalschwankungen auf. Das erfindungsgemäße Radar-Sicherungssystem besitzt einen einfachen, kostengünstigen Aufbau, der beispielsweise auch ohne Mikrocontroller verwirklicht werden kann. Zudem besteht nunmehr die Möglichkeit, auf wirtschaftliche Weise zwei vollständig parallele Signalerfassungskanäle zu verwirklichen. Die beiden Kanäle lassen sich nicht nur kostengünstiger verwirklichen, sie nehmen z. B. aufgrund der Einsparung von Bauteilen insgesamt auch weniger Platz in Anspruch. Der Stromverbrauch ist auch hier entsprechend reduziert. Dabei ist insbesondere ein feststehender oder festgelegter zweiter Signalerfassungskanal möglich. Der Unterschied oder Abstand zwischen den beiden betreffenden Überwachungsbereichen kann relativ groß sein.
Bei einer zweckmäßigen praktischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radar-Sicherungssystems umfasst die Abtastschaltung einen Schottky-Dioden-Schaltkreis.
Die Verzögerungsleitung kann beispielsweise wenigstens ein Koaxialkabel umfassen oder durch eine gedruckte Schaltung, wie z. B. einen Mikrostrip oder dergleichen, gebildet sein.
Die Verzögerungsleitung kann einteilig oder auch mehrteilig ausgeführt sein. Sie kann beispielsweise auch durch diskrete Bauteile gebildet sein. In bestimmten Fällen ist es zweckmäßig, wenn die Verzögerungsleitung mit Abgriffen versehen ist, über die bestimmte Verzögerungszeiten wählbar sind.
Bei einer zweckmäßigen praktischen Ausführungsform sind der Verzögerungsleitung zur Einstellung unterschiedlicher Verzögerungszeiten elektronische Schalter zugeordnet. Diese elektronischen Schalter können beispielsweise über einen Mikrocontroller ansteuerbar sein.
Ist die Verzögerungsleitung mehrteilig ausgeführt, so können unterschiedliche Verzögerungszeiten beispielsweise auch über Leitungsbrücken oder dergleichen vorgebbar sein.
So ist es beispielsweise möglich, bereits bei der Herstellung mit Leitungsbrücken unterschiedliche Verzögerungszeiten zu kodieren und damit unterschiedliche Überwachungsbereiche zu verwirklichen.
Bei einer zweckmäßigen praktischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radar-Sicherungssystems sind die Ausgangssignale der Abtastschaltung, vorzugsweise nach einer erfolgten Verstärkung, zur Auswertung einem Mikrocontroller mit zugeordnetem A/D-Wandler zugeführt.
Gemäß einer einfacheren Ausführungsform können die Ausgangssignale der Abtastschaltung, vorzugsweise nach einer erfolgten Verstärkung, zur Auswertung jedoch auch einem analogen Komparator zugeführt werden. Der Mikrocontroller sowie der A/D-Wandler können in diesem Fall also entfallen.
Gemäß einer bevorzugten praktischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radar-Sicherungssystems ist die mit der Verzögerungsleitung verbundene und durch den entsprechend verzögerten Sendeimpuls beaufschlagte Abtastschaltung zusätzlich zu einer davon getrennten Abtasteinrichtung vorgesehen, um einen zweiten Signalerfassungskanal für einen zweiten Überwachungsbereich zu bilden. Dabei sind die beiden Signalerfassungskanäle vorzugsweise unterschiedlichen Überwachungsbereichen zugeordnet.
Auf wirtschaftliche Weise lassen sich somit zwei vollständig parallele Signalerfassungskanäle für zwei unterschiedliche Überwachungsbereiche verwirklichen. Es ergeben sich ein reduzierter Platzbedarf sowie ein geringerer Stromverbrauch. Der zweite Überwachungsbereich kann festgelegt sein und es ist ein größerer Unterschied zwischen den beiden Überwachungsbereichen möglich. Der erzeugte Sendeimpuls kann zweifach genutzt werden. So kann er einmal der Sendeantenne zugeführt und zum anderen, nach einer Verzögerung durch die Verzögerungsleitung, zur Festlegung des zusätzlichen zweiten Überwachungsbereiches verwendet werden. Zur Bildung des ersten Signalerfassungskanals kann beispielsweise eine herkömmliche Abtastschaltung eingesetzt werden. Dabei kann der betreffende Überwachungsbereich einstellbar sein.
Den beiden Signalerfassungskanälen sind vorzugsweise getrennte Verstärker zugeordnet.
Wie bereits erwähnt, kann der durch die getrennte Abtasteinrichtung definierte erste Überwachungsbereich variabel einstellbar sein.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigen:
Fig. 1 eine rein schematische Darstellung eines Radar-Sicherungssystems, bei dem der Überwachungsbereich durch eine Verzögerungsleitung definiert ist, und
Fig. 2 eine rein schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels des Radar-Sicherungssystems mit zwei parallelen Signalerfassungskanälen, bei dem der zweite Signalerfassungskanal und entsprechend der zweite Überwachungsbereich durch eine Verzögerungsleitung definiert ist.
Fig. 1 zeigt in rein schematischer Darstellung ein Radar-Sicherungssystem 10 insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei denen es sich im Vorliegenden Fall insbesondere um ein Kurzdistanz-Radarsystem (SDR = Short Distance Radar) handeln kann.
Das Radar-Sicherungssystem 10 umfasst eine Einrichtung 12 zur Erzeugung eines einer Sendeantenne 14 zugeführten impulsförmigen Radar- Sendeimpulses und eine mit einer Empfangsantenne 16 für den Empfang reflektierter Radarsignale verbundene Signalerfassungs- und auswerteeinrichtung 18.
Die Signalerfassungs- und -auswerteeinrichtung 18 besitzt eine mit der Empfangsantenne 16 verbundene Abtastschaltung 20, die über ein Abtastsignal 22 ansteuerbar ist. Das Abtastsignal 22 ist durch das Ausgangssignal einer vom Sendeimpuls beaufschlagten Verzögerungsleitung 24 gebildet.
Die Abtastschaltung 20 kann insbesondere einen Schottky-Dioden- Schaltkreis umfassen.
Die Verzögerungsleitung 24 kann beispielsweise durch wenigstens ein Koaxialkabel oder durch eine gedruckte Schaltung, beispielsweise einen Mikrostrip oder dergleichen, gebildet sein. Sie kann einteilig oder auch mehrteilig ausgeführt sein. Sie kann beispielsweise auch durch diskrete Bauteile gebildet sein.
Um verschiedene Verzögerungszeiten einstellen zu können, kann die Verzögerungsleitung 24 beispielsweise mit entsprechenden Abgriffen versehen sein. Zur Einstellung unterschiedlicher Verzögerungszeiten können der Verzögerungsleitung 24 beispielsweise auch elektronische Schalter zugeordnet sein. Die Ansteuerung solcher elektronischer Schalter kann beispielsweise über einen Mikrocontroller 26 erfolgen.
Im Fall einer mehrteiligen Verzögerungsleitung 24 können die unterschiedlichen Verzögerungszeiten beispielsweise über Leitungsbrücken oder dergleichen vorgebbar sein.
Die Ausgangssignale der Abtastschaltung 20 können nach einer Verstärkung durch einen Verstärker 28 zur Auswertung beispielsweise dem Mikrocontroller 26 mit zugeordnetem A/D-Wandler zugeführt werden.
Alternativ ist es jedoch beispielsweise auch möglich, die durch den Verstärker 28 verstärkten Ausgangssignale der Abtastschaltung 20 zur Auswertung einem analogen Komparator 30 zuzuführen. In diesem Fall können der Mikrocontroller 26 sowie der diesem zugeordnete A/D-Wandler also entfallen.
Die Einrichtung 12 zur Erzeugung des der Sendeantenne 14 sowie der Verzögerungsleitung 24 zugeführten Sendeimpulses kann beispielsweise einen Taktgeber 32, einen von diesem beaufschlagten Pulsformer 34, einen diesem Pulsformer 34 nachgeschaltetem Treiber 36 sowie eine dem Treiber 36 nachgeschaltete, den Sendeimpuls an die Empfangsantenne 14 und die Verzögerungsleitung 24 liefernde Einheit 38 ("SRD"-Einheit; SRD = Step Recovery Diode) umfassen. Die impulserzeugende Einheit 38 kann grundsätzlich auch auf einem anderen Bauteil als einer SRD-Einheit basieren.
Fig. 2 zeigt in rein schematischer Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel des Radar-Sicherungssystems 10 mit zwei parallelen Signalerfassungskanälen, bei dem der zweite Signalerfassungskanal und entsprechend der zweite Überwachungsbereich durch eine Verzögerungsleitung 24 definiert ist. Auch im vorliegenden Fall kann es sich insbesondere wieder um ein Kurzdistanz-Radarsystem (SDR = Short Distance Radar) handeln.
Dazu ist die mit der Verzögerungsleitung 24 verbundene und durch den entsprechend verzögerten Sendeimpuls beaufschlagte Abtastschaltung 20 zusätzlich zu einer davon getrennten Abtasteinrichtung 40 vorgesehen, um einen zweiten Signalerfassungskanal für einen zweiten Überwachungsbereich zu bilden. Dabei sind die beiden Signalerfassungskanäle vorzugsweise unterschiedlichen Überwachungsbereichen zugeordnet.
Wie anhand der Fig. 2 zu erkennen ist, können den beiden Signalerfassungskanälen insbesondere auch getrennte Verstärker 18 bzw. 42 zugeordnet sein.
Bei der getrennten Abtasteinrichtung 40 kann es sich z. B. um eine herkömmliche Abtasteinrichtung handeln. Der durch diese getrennte Abtasteinrichtung 40 definierte Überwachungsbereich ist vorzugsweise variabel einstellbar.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst die Abtasteinrichtung 40 beispielsweise eine der Einstellung des betreffenden Überwachungsbereiches dienende Einheit 44, einen durch diese Einheit 44 beaufschlagten Pulsformer 46, einen vom Pulsformer 46 beaufschlagten Treiber 48, eine einen entsprechenden Impuls liefernde Einheit 50 ("SRD"-Einheit), eine von dieser impulserzeugenden Einheit 50 beaufschlagte, mit der Empfangsantenne 16 verbundene Abtastschaltung 52 sowie den dieser Abtastschaltung 52 nachgeschalteten Verstärker 42. Die Abtastschaltung 52 kann insbesondere wieder wenigstens einen Schottky-Dioden-Schaltkreis umfassen.
Die Einrichtung 12 zur Erzeugung des der Sendeantenne 14 sowie der Verzögerungsleitung 24 zugeführten Sendeimpulses umfasst wieder einen Pulsformer 34, einen von diesem beaufschlagten Treiber 36 sowie eine diesem nachgeschaltete, den Sendeimpuls erzeugende Einheit 38 ("SRD"- Einheit).
Die mit der Empfangsantenne 16 verbundene Abtastschaltung 20 ist wieder über ein Abtastsignal 22 ansteuerbar, das durch das Ausgangssignal der vom Sendeimpuls beaufschlagten Verzögerungsleitung 24 gebildet ist. Bezugszeichenliste 10 Radar-Sicherungssystem
12 Einrichtung zur Erzeugung eines Sendeimpulses
14 Sendeantenne
16 Empfangsantenne
18 Signalerfassungs- und -auswerteeinrichtung
20 Abtastschaltung
22 Abtastsignal
24 Verzögerungsleitung
26 Mikrocontroller
28 Verstärker
30 analoger Komparator
32 Taktgeber
34 Pulsformer
36 Treiber
38 Einheit zur Erzeugung des Sendeimpulses, "SRD"-Einheit
40 getrennte Abtasteinrichtung
42 Verstärker
44 Einheit zur Einstellung des Überwachungsbereichs
46 Pulsformer
48 Treiber
50 impulserzeugende Einheit, "SRD"-Einheit
52 Abtastschaltung

Claims

1. Radar-Sicherungssystem (10) insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer Einrichtung (12) zur Erzeugung eines einer Sendeantenne (14) zugeführten impulsförmigen Radar-Sendeimpulses und einer mit einer Empfangsantenne (16) für den Empfang reflektierter Radarsignale verbundenen Signalerfassungs- und -auswerteeinrichtung (18), wobei die Signalerfassungs- und -auswerteeinrichtung (18) eine mit der Empfangsantenne (16) verbundene Abtastschaltung (20) umfasst, die über ein Abtastsignal (22) ansteuerbar ist, das durch das Ausgangssignal einer vom Sendeimpuls beaufschlagten Verzögerungsleitung (24) gebildet ist.

2. Radar-Sicherungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtastschaltung (20) einen Schottky-Dioden-Schaltkreis umfasst.

3. Radar-Sicherungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungsleitung (24) zumindest ein Koaxialkabel umfasst.

4. Radar-Sicherungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungsleitung (24) durch eine gedruckte Schaltung gebildet ist.

5. Radar-Sicherungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungsleitung (24) durch einen Mikrostrip oder dergleichen gebildet ist.

6. Radar-Sicherungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungsleitung (24) einteilig ausgeführt ist.

7. Radar-Sicherungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungsleitung (24) mehrteilig ausgeführt ist.

8. Radar-Sicherungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungsleitung (24) durch diskrete Bauteile gebildet ist.

9. Radar-Sicherungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungsleitung (24) mit Abgriffen versehen ist.

10. Radar-Sicherungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verzögerungsleitung (24) elektronische Schalter zugeordnet sind, über die unterschiedliche Verzögerungszeiten einstellbar sind.

11. Radar-Sicherungssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronischen Schalter über einen Mikrocontroller (26) ansteuerbar sind.

12. Radar-Sicherungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungsleitung (24) mehrteilig ausgeführt ist und unterschiedliche Verzögerungszeiten über Leitungsbrücken vorgebbar sind.

13. Radar-Sicherungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangssignale der Abtastschaltung (20), vorzugsweise nach einer erfolgten Verstärkung, zur Auswertung einem Mikrocontroller (26) mit zugeordnetem A/D-Wandler zugeführt sind.

14. Radar-Sicherungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangssignale der Abtastschaltung (20), vorzugsweise nach einer erfolgten Verstärkung, zur Auswertung einem analogen Komparator (30) zugeführt werden.

15. Radar-Sicherungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der Verzögerungsleitung (24) verbundene und durch den entsprechend verzögerten Sendeimpuls beaufschlagte Abtastschaltung (20) zusätzlich zu einer davon getrennten Abtasteinrichtung (40) vorgesehen ist, um einen zweiten Signalerfassungkanal für einen zweiten Überwachungsbereich zu bilden.

16. Radar-Sicherungssystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Signalerfassungkanäle unterschiedlichen Überwachungsbereichen zugeordnet sind.

17. Radar-Sicherungssystem nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass den beiden Signalerfassungkanälen getrennte Verstärker (18, 42) zugeordnet sind.

18. Radar-Sicherungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der durch die getrennte Abtasteinrichtung (40) definierte Überwachungsbereich variabel einstellbar ist.