DE102006039517A1 - A method of operating a radar system and the radar system - Google Patents

A method of operating a radar system and the radar system

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DE102006039517A1
DE102006039517A1 DE200610039517 DE102006039517A DE102006039517A1 DE 102006039517 A1 DE102006039517 A1 DE 102006039517A1 DE 200610039517 DE200610039517 DE 200610039517 DE 102006039517 A DE102006039517 A DE 102006039517A DE 102006039517 A1 DE102006039517 A1 DE 102006039517A1
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Martin Dr. Kunert
Maximilian Dr. Tschernitz
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Radarsystems sowie ein Radarsystem, wobei mindestens ein Sendepuls ausgesendet wird und wobei die Frequenz des Sendepulses moduliert wird, und der Sendepuls nach seiner Reflexion an einem Objekt empfangsseitig einem von mehreren so genannten Range Gates (3, 4) zugeordnet wird. The invention relates to a method of operating a radar system and a radar system, at least one transmission pulse is transmitted and wherein the frequency of the transmission pulse is modulated, and the transmission pulse after reflection on an object at the receiving end one of several so-called range gates (3, 4) is assigned.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Radarsystems sowie ein Radarsystem. The invention relates to a method of operating a radar system and a radar system.
  • Die Radartechnik ist für den Einsatz im Automobilbereich oder in der Industrietechnik für die berührungslose Erfassung von Objekten (Entfernung, Geschwindigkeit, Beschaffenheit, Anwesenheit) besonders geeignet. The radar technique is particularly suitable for use in the automotive industry or in the industrial technology for the contactless detection of objects (distance, speed, condition, presence). Dabei sind zur Abstandsmessung zwei unterschiedliche Standard-Modulationsverfahren weit verbreitet: Pulsmodulation und Frequenzmodulation. Two different standard modulation methods are widely used for distance measurement: pulse modulation and frequency modulation.
  • Bei dem Pulslaufzeitverfahren unter Verwendung der Pulsmodulation wird ein kurzer Radarpuls in Richtung des Messobjektes ausgesendet und nach einer Laufzeit T als reflektierter Puls wieder empfangen. In the pulse transit time method using the pulse modulation, a short radar pulse is emitted in the direction of the measured object and received as a reflected pulse after a running time T again. Die Laufzeit des Radarpulses ist direkt proportional dem Abstand zum Messobjekt. The duration of the radar pulse is directly proportional to the distance to the measurement object. Bei dem Frequenzmodulationsverfahren (FMCW, Frequency Modulated Continous Wave) hingegen wird ein frequenzmoduliertes Radarsignal ausgesendet, das Phasen- bzw. frequenzverschoben empfangen wird. In the frequency modulation (FMCW, Frequency Modulated Continuous Wave), however, a frequency modulated radar signal is transmitted, the phase or frequency-shifted is received. Die gemessene Phasen- bzw. Frequenzdifferenz (typisch im kHz-Bereich) ist dabei proportional zum Objektabstand. The measured phase or frequency difference (typically in the kilohertz range) is proportional to the object distance. Sowohl FMCW-Radarsysteme als auch Puls-Doppler-Radare unter Verwendung des Pulslaufzeitverfahrens werden zur Objektdetektion im Automobilbereich verwendet. Both FMCW radar systems and pulse Doppler radars using the pulse transit time method used for object detection in the automotive sector. In jüngerer Zeit sind auch Ultra-Breitband Impulssysteme im Frequenzbereich von ca. 24 GHz zur Nahbereichsdetektion bei Kfz-Anwendungen zum Einsatz gekommen. More recently, ultra-wideband pulse systems in the frequency range of about 24 GHz short-range detection in automotive applications have been used.
  • Dabei hängen Funktionalität, Messgenauigkeit und Kosten von Radarsensoren wesentlich von den verwendeten Modulationsverfahren sowie von dem Design der zugehörigen Radar-Signalverarbeitung ab. Here hang functionality, accuracy and cost of radar sensors significantly from the modulation method used, as well as the design of the associated radar signal processing from. Diese wird bei dem häufig zur Abstandsmessung verwendeten FMCW-Radarprinzip durchgängig auf der digitalen Rechenebene realisiert. This is implemented continuously in the frequently used for distance measurement on the principle of FMCW radar digital computing level. Hierdurch wird eine Digitalisierung der als kontinuierliche Funktion anliegenden Radarsignale erforderlich, wozu üblicherweise ein A/D-Wandler verwendet wird. In this way, digitizing the applied as a continuous function radar signals is required, for which usually a A / D converter is used.
  • Die Detektierbarkeit der von Objekten reflektierten Radarstrahlung hängt von mehreren Faktoren ab. The detectability of the light reflected from objects radar radiation depends on several factors. Die Reflektivität des beobachteten Objektes, ausgedrückt als Radarquerschnitt oder RCS (Radar Cross Section), hängt von den Objekteigenschaften ab und variiert mit dem Betrachtungswinkel. The reflectivity of the observed object, in terms of radar cross section or RCS (Radar Cross Section), depends on the object properties and will vary with the viewing angle. Durch Superposition und damit verbundener bzw. gegenseitiger Verstärkung bzw. Auslöschung von aus Mehrwegausbreitungen herrührenden Radarsignalen entstehen darüber hinaus Amplitudenschwankungen, die allgemein als Fading bezeichnet werden. By superposition and related and mutually reinforcing or canceling stemming from multipath propagation radar signals amplitude variations that are commonly referred to as fading occur beyond. Letztendlich ist die absolute Sendeleistung ausschlaggebend für die maximale Reichweite eines Radarsystems bei vorgegebener Reflektivität und Fading. Ultimately the absolute transmission power crucial for the maximum range of a radar system at a given reflectivity and fading.
  • Spezielle Ausführungsformen von frequenzmodulierten (FM) Radarsystemen sind in den europäischen Patentanmeldungen Specific embodiments of frequency-modulated (FM) radar systems are described in European patent applications EP 1051639 A1 EP 1051639 A1 und and EP 1449008 A1 EP 1449008 A1 dargestellt. shown. In den genannten Schriften wird ein Radarsystem beschrieben, dass nicht kontinuierlich (dh FMCW) sondern getaktet die Frequenz der emittierten elektromagnetischen Strahlung moduliert. In said publications, a radar system is described that is not continuous (ie FMCW) clocked but the frequency of the emitted electromagnetic radiation modulated. Diese Modulationsform bezeichnet man als gepulstes Frequenzsprungverfahren (engl. Pulsed Frequency Hopping). This form of modulation is called pulsed frequency hopping (Engl. Pulsed Frequency Hopping). In dieser Betriebsart werden zur korrekten Signalaufnahme im Empfangszweig des Radarsystems sogenannte Sample-Tore benötigt, die synchron zum Sendetaktpuls geschaltet werden. In this mode, called sample gates are required for proper signal reception in the receiving branch of the radar system, which are switched synchronously with the transmit clock pulse. Durch das zusätzliche Takten des FM modulierten Sendesignals ist es möglich, mit wesentlich geringerer mittlerer Sendeleistung etwa die gleiche Reichweite wie bei einem kontinuierlich arbeitenden FMCW Radarsystem zu erreichen. The additional measures of the FM modulated transmit signal, it is possible to achieve with a much lower average transmit power about the same range as in a continuous FMCW radar system. Die Reduzierung der mittleren Sendeleistung entspricht dabei exakt dem Taktverhältnis der Pulstaktung (dh An-zu-Aus Taktverhältnis). The reduction of the mean transmission power corresponds exactly to the clock pulse ratio of the timing (ie, on-to-off duty cycle).
  • Wie in den genannten Schriften beschrieben, liegen die typischen Pulsdauern der Sendesignal-Taktung zwischen 50 ns und ca. 200 ns, was einem über die Signallaufzeit bestimmten Messbereich von ca. 8 m bis 32 m entspricht (1 m entspricht ca. 3 ns Signallaufzeit). As described in the documents mentioned, the typical pulse durations of the transmission signal timing are between 50 ns and 200 ns, which corresponds to a particular about the signal propagation time measurement range from about 8 m to 32 m (1 m corresponds to approximately 3 ns signal propagation time) , In der In the EP 1449008 A1 EP 1449008 A1 wird weiterhin beschrieben, wie durch eine Verkürzung des Sendetaktpulses die maximale Reichweite limitiert werden kann. is further described, as can be limited by shortening the transmit clock pulse, the maximum range. Dadurch werden Rückfaltungseffekte im Frequenzspektrum, die bei Überreichweite von sehr großen Zielen oder wegen der endlichen Steilheit des verwendeten Anti-Aliasing Filters entstehen, weitestgehend vermieden. This will refolding effects on the frequency spectrum resulting from overreach of very large targets or because of the finite steepness of used anti-aliasing filter, largely avoided. Durch stufenweisen oder kontinuierlichen Wechsel der Sendeimpulszeit können somit beliebige Entfernungsbereichsgrenzen erzeugt werden. By stepwise or continuous change of the transmission pulse time any distance range limits can thus be generated.
  • Darüber hinaus ist eine Verkürzung des Sendeimpulses mit erheblichen Vorteilen im Hinblick auf die geltenden Zulassungsvorschriften verbunden, da mit gleicher mittlerer Sendeleistung eine höhere Reichweite oder die gleiche maximale Reichweite mit noch geringerer mittlerer Sendeleistung des Radarsystems realisiert werden kann. In addition, a reduction of the transmit pulse with significant benefits in terms of the applicable licensing requirements connected because with the same mean transmission power can be achieved with even lower average transmission power of the radar system a longer range or the same maximum range. Eine Verkürzung des Sendeimpulses auf zB 12 ns würde jedoch die maximale Reichweite auf unter 2 m reduzieren. A reduction of the transmit pulse at eg 12 ns, however, would reduce the maximum range to below 2 m.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Radarsystem und ein Verfahren zum Betreiben eines Radarsystems anzugeben, die bzw. das es ermöglicht, auch unter Verwendung kurzer Radarpulse die oben genannte Einschränkungen hinsichtlich der maximalen Reichweite zu überwinden. It is an object of the present invention to provide a radar system and a method of operating a radar system or vehicle makes it possible to overcome the above-mentioned limitations on the maximum coverage even using short radar pulses.
  • Diese Aufgabe wird durch das Verfahren mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen sowie durch das Radarsystem mit den in Anspruch 21 angegebenen Merkmalen gelöst. This object is achieved by the method having the specified in claim 1 and by the radar system with the stated in claim 21 characteristics. Die Unteransprüche beziehen sich auf vorteilhafte Weiterbildungen und Varianten der Erfindung. The subclaims relate to advantageous refinements and variants of the invention.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines Radarsystems zeigt die Merkmale, dass mindestens ein Sendepuls ausgesendet wird, wobei die Frequenz des Sendepulses moduliert wird, und dass der Sendepuls nach seiner Reflexion an einem Objekt empfangsseitig einem von mehreren sogenannten "Range Gates" bzw. Entfernungstoren zugeordnet wird. The inventive method of operating a radar system showing the features that a transmission pulse is transmitted at least, wherein the frequency of the transmission pulse is modulated, and that the transmitted pulse at the receiving end is assigned to one of a plurality of so-called "range gates" or distance gates after reflection on an object , Die Betriebsfrequenz des Radarsystems kann dabei insbesondere im Bereich von 24 GHz liegen; The operating frequency of the radar system can lie in particular in the range of 24 GHz; die Erfindung ist jedoch nicht auf diesen Frequenzbereich beschränkt. However, the invention is not limited to this frequency range.
  • Dabei wird unter einem Range Gate eine Schaltung verstanden, die für ein bestimmtes Zeitintervall Messwerte erfasst und speichert. In this case, under a range gate circuitry understood that detects measurement values ​​for a certain time interval and stores. Jedes Zeitintervall korrespondiert in diesem Zusammenhang mit einem entsprechenden Entfernungsbereich. Each time interval corresponds in this context with a corresponding distance range. Hierbei wird zum Erfassen der Messwerte ein Sample & Hold-Modul verwendet, das ist insbesondere ein Kondensatorschaltung, die mit einer bestimmten Zyklusdauer aufgeladen wird, wobei die Spannung am Kondensator für jeden Zyklus abgefragt wird. Here, a sample and hold module for detecting the measured values ​​used which is in particular a capacitor circuit that is charged with a certain cycle time, wherein the voltage across capacitor is queried for each cycle. Die Zyklusdauer entspricht dabei dem Zeitintervall, während dem das Range Gate Messwerte erfasst, also der Länge des jeweiligen Range Gates. The cycle time corresponds to the time interval during which detects the range gate measured values, ie the length of the respective range gates.
  • Der besondere Vorteil des Sample & Holdmoduls im Range Gate liegt darin, dass kurze Signalpulse mit einem hohen Signalpegel bzw. einer hohen Signalleistung durch die Integration über die Zyklusdauer mit einem ausreichen hohen Signal-Rausch-Verhältnis erkannt werden können. The particular advantage of Sample & Hold module in the range gate is that short signal pulses can be detected with a high signal level and a high signal power by the integration over the cycle time with a sufficient high signal-to-noise ratio.
  • Ein Vorteil dieser Vorgehensweise liegt dabei darin, dass mit vergleichsweise kurzen Sendeimpulsen ein beliebig skalierbarer Messbereich hinsichtlich der minimalen und maximalen Reichweite erzeugt werden kann. An advantage of this approach lies in the fact that with comparatively short transmission pulses, an arbitrarily scalable measurement range can be generated with respect to the minimum and maximum range. Der maximale Messbereich hängt dabei lediglich von der Anzahl der eingesetzten Range Gates ab. The maximum measuring range depends solely on the number of Range Gates used. Dabei ist die Ausgestaltung und Anzahl der Range Gates beim gepulsten Frequenzsprungverfahren nur durch die technische Machbarkeit der Schaltung um den damit verbundenen Aufwand (dh Integration) begrenzt. The configuration and number of range gates when pulsed frequency hopping only by the technical feasibility of the circuit to the associated costs (ie, integration) is limited. Die Range Gates dienen hierbei lediglich der Erhöhung der maximalen Reichweite eines Radarsystems bei der Verwendung von sehr kurzen Sendepulsen, wodurch es – wie oben bereits angesprochen – erleichtert wird, gesetzliche Auflagen im Hinblick auf die Zulassung eines Radarsystems zu erfüllen. The range gates in this case serve only to increase the maximum range of a radar system in the use of very short transmission pulses, which makes it - as already mentioned above - is easier to comply with legal requirements relating to the approval of a radar system.
  • Das oben beschriebene Verfahren gestattet es darüber hinaus, bei einem gepulsten frequenzmodulierten Radar mit Range Gates sowohl die Entfernungs- als auch die Geschwindigkeitsinformation durch digitale Signalverarbeitung direkt aus dem Signalspektrum (im Frequenzbereich) zu gewinnen, wie es auch beim kontinuierlichen FMCW Verfahren mit dreiecksförmiger Frequenzmodulation der Fall ist. The above described method allows moreover to win in a pulsed frequency modulated radar range gates of both the removing as well as the speed information by digital signal processing directly from the signal spectrum (in the frequency domain), as is the case of continuous FMCW method with triangular frequency modulation is the case.
  • Nachfolgend werden einige Ausführungsformen der Erfindung anhand der Hereinafter, some embodiments of the invention with reference to the 1 1 - - 9 9 exemplarisch erörtert. exemplarily discussed. Es zeigen Show it
  • 1 1 ein exemplarisches Radarsystem an exemplary radar system
  • 2 2 eine detailliertere Darstellung der verbundenen Auswerteeinheit a more detailed representation of the connected evaluation unit 5 5
  • 3 3 eine erste Modifikation des Radarsystems a first modification of the radar system
  • 4 4 zwei mögliche Varianten der Modulation des Sendepulses two possible variants of the modulation of the transmission pulse
  • 5 5 eine erste mögliche Betriebsart des Radarsystems a first possible mode of the radar system
  • 6 6 - - 9 9 weitere mögliche Betriebsarten des Radarsystems Another possible operating modes of the radar system
  • In In 1 1 ist ein exemplarisches Radarsystem dargestellt, das von der Lehre der vorliegenden Erfindung Gebrauch macht. an exemplary radar system is shown which makes use of the teachings of the present invention use. Das erfindungsgemäße Radarsystem zeigt eine Steuereinheit The radar system of the invention showing a control unit 1 1 mit einer Auswerteeinheit an evaluation unit 5 5 , wobei die Steuereinheit Wherein the control unit 1 1 mit einer Sendeeinheit with a transmitting unit 2 2 verbunden ist. connected is. Weiterhin ist die Steuereinheit Further, the control unit 1 1 mit der Empfangseinheit to the receiving unit 6 6 verbunden. connected. Die Sendeeinheit The transmission unit 2 2 umfasst einen spannungsgesteuerten Oszillator (Voltage Controlled Oscillator, VCO) comprises a voltage controlled oscillator (Voltage Controlled Oscillator, VCO) 21 21 , einen Pulsschalter , A pulse switch 22 22 sowie eine Sendeantenne and a transmitting antenna 23 23 . , Die von dem spannungsgesteuerten Oszillator The voltage controlled by the oscillator 21 21 gelieferte Ausgangsfrequenz wird dabei von der Steuereinheit output frequency is supplied from the control unit 1 1 über das Steuersignal m(t) eingestellt. set via the control signal m (t). Der Pulsschalter The pulse switch 22 22 wird von der Steuereinheit is by the control unit 1 1 über das Signal a(t) getriggert. triggered by the signal a (t). Die Sendeeinheit The transmission unit 2 2 sendet aufgrund der beschriebenen Ansteuerung durch die Signale m(t) und a(t) kurze frequenzmodulierte Radarpulse über die Sendeantenne sends a result of the described control by the signals m (t) and a (t) short frequency modulated radar pulses via the transmitting antenna 23 23 aus. out. Die reflektierten Signale werden von der Empfangseinheit The reflected signals are from the receiving unit 6 6 über die Empfangsantenne via the receiving antenna 61 61 aufgenommen und dem Mischer was added and the mixer 62 62 zugeführt, wo sie heruntergemischt werden. supplied where they are mixed down. Zur Entfernungszuordnung der von der Empfangsantenne To remove the assignment of the receiving antenna 61 61 aufgenommenen Signale sind die beiden Range Gates recorded signals are the two range gates 3 3 und and 4 4 mit Sample & Hold Modulen with sample & hold modules 31 31 bzw. or. 41 41 , 1/R 4 -Gliedern , 1 / R 4 -Gliedern 32 32 bzw. or. 42 42 sowie Analog/Digital-Wandlern and analog / digital converters 33 33 bzw. or. 43 43 vorgesehen. intended. Dabei können die reflektierten Signale auch über mehrere Empfangsantennen aufgenommen werden; Here, the reflected signals can be received via a plurality of receiving antennas; in diesem Fall können insbesondere zwei Range Gates Signale unterschiedlicher Empfangsantennen zugeführt werden, wodurch sich wie bei dem üblichen Monopuls-Verfahren die Möglichkeit einer Winkelbestimmung des erfassten Zieles ergibt. in this case, two range gates receiving antennas of different signals may be fed in particular, whereby as in the conventional monopulse method, the possibility of the angle determination of the detected target is obtained.
  • Auch die Verwendung zweier oder mehr unterschiedlicher Sende- und Empfangsantennen ist als Alternative denkbar; Also, the use of two or more different transmitting and receiving antennas is conceivable as an alternative; insbesondere kann dabei das Prinzip der Range Gates auf mindestens zwei unterschiedliche Sende- und Empfangsantennen angewendet werden. in particular the principle of the range gates can then be applied to at least two different transmitting and receiving antennas.
  • 2 2 zeigt ausschnittsweise eine detailliertere Darstellung der mit den Range Gates partially shows a more detailed representation of the range gates 3 3 und and 4 4 verbundenen Auswerteeinheit associated evaluation unit 5 5 . , Dabei können – abweichend von der Darstellung in Here can - other than as shown in 2 2 – selbstverständlich mehr als zwei Range Gates zur Anwendung kommen. - more than two range gates are of course used. Für die meisten automobilen Anwendungen dürften 4-10 Range Gates eine angemessene Anzahl darstellen. For most automotive applications 4-10 range gates are likely to be a reasonable number. Die Auswerteeinheit the evaluation unit 5 5 enthält dabei die Signalverarbeitungseinheiten it contains the signal processing units 51 51 bzw. or. 52 52 sowie die den Signalverarbeitungseinheiten nachgeschaltete Entfernungszonenfusionseinheit and the signal processing units downstream distance zone fusion unit 53 53 , in der in einem nachfolgenden Signalverarbeitungsschnitt eine Entfernungszonenfusion mittels digitaler Signalverarbeitung vorgenommen wird. In which a distance zone fusion is made by means of digital signal processing in a subsequent signal processing section. Dabei kann die Signalverarbeitung in vorteilhafter Weise eine Spektralanalyse umfassen. The signal processing may include a spectral analysis in an advantageous manner. In der in In the in 2 2 dargestellten Systemkonfiguration ist jedem Range Gate System configuration shown is each RangeGate 3 3 bzw. or. 4 4 genau eine Signalverarbeitungseinheit exactly a signal processing unit 51 51 bzw. or. 52 52 zugeordnet, dh dass für jedes der beiden Range Gates associated with, which means that for each of the two range gates 3 3 bzw. or. 4 4 eine separate Signalverarbeitung erfolgt. a separate signal processing is performed.
  • Ein modifiziertes Konzept ist in A modified concept is in 3 3 dargestellt. shown. Die in In the 3 3 dargestellte Systemkonfiguration unterscheidet sich von der in System configuration shown differs from that in 2 2 dargestellten dadurch, dass für die beiden Range Gates illustrated by the fact that for the two range gates 3 3 und and 4 4 eine zusätzliche gemeinsame Signalverarbeitung in der Signalverarbeitungseinheit an additional common signal processing in the signal processing unit 51 51 erfolgt. he follows. Darüber hinaus sind in den Range Gates In addition, in the range gates 3 3 und and 4 4 die zusätzlichen Multiplexer the additional multiplexer 34 34 bzw. or. 44 44 vorhanden, die zur Umschaltung zwischen den verschiedenen Empfangszweigen dienen. present, are used to switch between the various reception branches.
  • 4 4 zeigt zwei mögliche Varianten der Modulation des Sendepulses. shows two possible variants of the modulation of the transmission pulse. Dabei ist in It is in 4a 4a der Fall einer kontinuierlichen Modifikation der Frequenz des Sendepulses dargestellt, wohingegen in der in the case of a continuous modification of the frequency of the transmission pulse shown, whereas in the in 4b 4b dargestellten Variante die Frequenz des Sendepulses in diskreten Stufen moduliert wird. Variant shown the frequency of the transmission pulse is modulated in discrete steps.
  • In In 5 5 ist eine erste mögliche Betriebsart des Radarsystems dargestellt. a first possible mode of the radar system is shown. Dabei ist das Steuersignal m(t) in den beiden in In this case, the control signal m (t) is in both in 4 4 gezeigten Varianten im Zeitbereich für einen Frequenzwert aufgetragen. Variants shown plotted in the time domain for a frequency value. In der in In the in 5 5 gezeigten Variante sind zwei Range Gates im Zeitbereich ohne Überlappungen unmittelbar aneinander aktiv, wie aus den Kurven p1(t) und p2(t) ersichtlich ist. Variant shown are two range gates in the time domain without overlapping one another directly active, as shown by the curves p1 (t) and p2 (t) can be seen. Die Kurve a(t) stellt dabei das Triggersignal des Pulsschalters mit der Länge τ a dar. Die Ranges Gates sind dabei für einen Zeitraum τ a , welcher der Länge eines Sendepulses entspricht, aktiv. The curve a (t) is thereby the trigger signal of the pulse switch of length τ a. The Gates Ranges are for a period τ a, which corresponds to the length of a transmission pulse, active. Die Länge eines Sendepulses τ a und damit die aktive Zeit der Range Gates kann beispielsweise 20 ns betragen. The length of a transmission pulse τ a and thus the active time of the range gates, for example, 20 ns. Unter der Annahme, dass 4 bzw. 10 Range Gates zur Anwendung kommen, lassen sich so Messbereiche von ca. 13 m bzw. 33 m (10 Range Gates) erreichen. Assuming that 4 or 10 range gates are used, can be so ranges of approximately 13 m and 33 m reach (10 range gates).
  • 6 6 zeigt den Fall, dass beide Range Gates für einen Zeitraum, welcher von der Länge eines Sendepulses abweicht, aktiv sind. shows the case that both range gates are for a period which is different from the length of a transmission pulse, active. Dabei kann der Zeitraum, in denen die Range Gates aktiv sind oder auch die Lage der Aktivität der Range Gates zueinander im Zeitbereich variabel gewählt werden. Provided that the period in which the range gates are active or even the location of the activity of the range gates can be mutually selected variable in the time domain. Auf diese Weise kann beispielsweise die aktuelle Konfiguration des Radarsystems an die aktuell herrschende Verkehrssituation angepasst werden. In this way, the current configuration of the radar system, for example, be adapted to the currently prevailing traffic conditions.
  • Ebenso ist es denkbar, dass beispielsweise zwei Range Gates im Zeitbereich mindestens teilweise überlappend aktiv sind, woraus sich die Möglichkeit eines interpolierenden Überganges zwischen den den Range Gates korrespondierenden Entfernungs bereichen ergibt. It is also conceivable that, for example, two range gates are at least partially overlapping active in the time domain, resulting in the possibility of an interpolating the transition between the range gates the distance corresponding results areas. Der entsprechende Fall ist in The corresponding case in 7 7 dargestellt. shown. Umgekehrt kann es für manche Anwendungen auch vorteilhaft sein, wenn zwischen den Aktivitätszeiten mindestens zweier Range Gates im Zeitbereich eine Lücke besteht (nicht dargestellt). Conversely, it may also be advantageous for some applications when the activity times between at least two range gates in the time domain, there is a gap (not shown). Diese Variante ist insbesondere zur Ausblendung von stark reflektierenden Zielen oder "uninteressanten" (dh für die jeweilige Anwendung nicht wichtigen) Messbereichen vorteilhaft. This variant is particularly for extraction of highly reflective targets or "uninteresting" (ie, for each application not important) ranges beneficial.
  • 8 8th zeigt den Fall, dass beide Range Gates mehrfach pro Sendepuls aktiv sind, wodurch sich die Möglichkeit einer statistischen Mittelung eröffnet; shows the case that both range gates are multiple active per transmit pulse, thereby increasing the possibility of a statistical averaging opened; ebenso können wie in as well as in can 9 9 dargestellt zwei Range Gates synchron aktiv sein. presented two range gates be synchronous active. In diesem Fall wird es bei Verwendung einer Sendeantenne und zweier Empfangsantennen möglich, eine horizontale Winkelauflösung des empfangenen Signals zu erreichen. In this case, it is possible when using a transmitting antenna and two receiving antennas to obtain a horizontal angular resolution of the received signal. Die Empfangssignale der beiden Empfangsantennen werden dabei auf die parallel betriebenen Range Gates geführt. The received signals of the two receiving antennas are guided to the parallel operating range gates. Diese Variante ist für eine Betriebsart mit Monopuls-Auswertung vorteilhaft einsetzbar. This variant is advantageously used for an operating mode with monopulse evaluation.
  • 1 1
    Empfangseinheit receiver unit
    2 2
    Sendeeinheit transmission unit
    3 3
    Range Gate RangeGate 1 1
    4 4
    Range Gate RangeGate 2 2
    5 5
    Auswerteeinheit evaluation
    6 6
    Empfangseinheit receiver unit
    21 21
    VCO (Voltage Controlled Oscillator) VCO (Voltage Controlled Oscillator)
    22 22
    Pulsschalter pulse switch
    23 23
    Sendeantenne transmitting antenna
    31 31
    Sample & Hold Modul Sample & Hold Module
    32 32
    1/R 4 Glied 1 / R 4 member
    33 33
    Analog/Digital-Wandler Analog / digital converter
    34 34
    Multiplexer multiplexer
    41 41
    Sample & Hold Modul Sample & Hold Module
    42 42
    1/R 4 Glied 1 / R 4 member
    43 43
    Analog/Digital-Wandler Analog / digital converter
    44 44
    Multiplexer multiplexer
    51 51
    Signalverarbeitungseinheit Signal processing unit
    52 52
    Signalverarbeitungseinheit Signal processing unit
    53 53
    Entfernungszonenfusionseinheit Distance zone fusion unit
    61 61
    Empfangsantennen receiving antennas
    62 62
    Mischer mixer

Claims (26)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Radarsystems, wobei mindestens ein Sendepuls ausgesendet wird, wobei die Frequenz des Sendepulses moduliert wird, dadurch gekennzeichnet , dass der Sendepuls nach seiner Reflexion an einem Objekt empfangsseitig einem von mehreren Range Gates ( A method of operating a radar system, at least one transmission pulse is emitted, wherein the frequency of the transmission pulse is modulated, characterized in that the transmit pulse at the receiving end one (after reflection on an object of a plurality of range gates 3 3 , . 4 4 ) zugeordnet wird. is assigned).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Modulation der Frequenz des Sendepulses kontinuierlich erfolgt. A method according to claim 1, characterized in that the modulation of the frequency of the transmission pulse is continuous.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Modulation der Frequenz des Sendepulses in diskreten Stufen erfolgt. A method according to claim 1, characterized in that the modulation of the frequency of the transmission pulse is done in discrete steps.
  4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge eines Sendepulses ca. 20 ns beträgt. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the length of a transmit pulse is approximately 20 ns.
  5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Range Gates ( Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least two range gates ( 3 3 , . 4 4 ) im Zeitbereich ohne Überlappungen unmittelbar aneinander aktiv sind. ) Are directly adjacent active in the time domain without overlapping.
  6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Range Gates ( Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least two range gates ( 3 3 , . 4 4 ) im Zeitbereich mindestens teilweise überlappend aktiv sind. ) Are overlapping active in the time domain at least partially.
  7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Aktivitätszeiten mindestens zweier Range Gates ( Method according to one of the preceding claims, characterized in that (among the activity times of at least two range gates 3 3 , . 4 4 ) im Zeitbereich eine Lücke besteht. ) There is a gap in the time domain.
  8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage der Ak tivität der Range Gates ( Method according to one of the preceding claims, characterized in that the position of Ak tivity of range gates ( 3 3 , . 4 4 ) zueinander im Zeitbereich variabel gewählt wird. ) To each other is chosen to be variable in the time domain.
  9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Range Gate ( Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least one range gate ( 3 3 , . 4 4 ) für einen Zeitraum, welcher der Länge eines Sendepulses entspricht, aktiv ist. ) Is active for a period corresponding to the length of a transmission pulse.
  10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Range Gate ( Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least one range gate ( 3 3 , . 4 4 ) für einen Zeitraum, welcher von der Länge eines Sendepulses abweicht, aktiv ist. ) For a period of time which is different from the length of a transmission pulse, active.
  11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitraum, in denen die Range Gates ( Method according to one of the preceding claims, characterized in that the period in which the range gates ( 3 3 , . 4 4 ) aktiv sind, variabel gewählt wird. ) Are active, is selected variable.
  12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass 4-10 Range Gates ( Method according to one of the preceding claims, characterized in that 4-10 range gates ( 3 3 , . 4 4 ) verwendet werden. ) be used.
  13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Range Gate ( Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least one range gate ( 3 3 , . 4 4 ) mehrfach pro Sendepuls aktiv ist. ) Is multiple active per transmit pulse.
  14. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für mindestens ein Range Gate ( Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least one gate for Range ( 3 3 , . 4 4 ) eine separate Signalverarbeitung erfolgt. ) Has a separate signal processing is performed.
  15. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Entfernungszonenfusion in einem nachfolgenden Signalverarbeitungsschritt vorgenommen wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that a removal zone fusion is made in a subsequent signal processing stage.
  16. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für mindestens zwei Range Gates ( Method according to one of the preceding claims, characterized in that (for at least two range gates 3 3 , . 4 4 ) eine gemeinsame Signalverarbeitung erfolgt. ) Have a common signal processing is performed.
  17. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Range Gates ( Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least two range gates ( 3 3 , . 4 4 ) Signale unterschiedlicher Empfangsantennen ( ) Signals of different receive antennas ( 61 61 ) zugeführt werden. ) Are supplied.
  18. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Range Gates ( Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least two range gates ( 3 3 , . 4 4 ) Signale derselben Empfangsantenne ( ) Signals of the same receive antenna ( 61 61 ) zugeführt werden. ) Are supplied.
  19. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Range Gates ( Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least two range gates ( 3 3 , . 4 4 ) synchron aktiv sind. ) Are synchronously active.
  20. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei unterschiedliche Sende- und Empfangsantennen ( Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least two different transmitting and receiving antennas ( 23 23 bzw. or. 61 61 ) verwendet werden. ) be used.
  21. Radarsystem mit einer Sendeeinheit ( The radar system (with a transmitting unit 2 2 ), einer Empfangseinheit ( (), A receiving unit 6 6 ), einer Steuereinheit ( (), A control unit 1 1 ) und einer Auswerteeinheit ( ) And an evaluation unit ( 5 5 ), wobei die Sendeeinheit ( ), Wherein the transmission unit ( 2 2 ) geeignet ist, kurze frequenzmodulierte Radarpulse auszusenden, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Range Gates ( is suitable) to emit short frequency modulated radar pulses, characterized in that at least two range gates ( 3 3 , . 4 4 ) zur Entfernungszuordnung vorhanden sind. ) Are available for the removal assignment.
  22. Radarsystem nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einem Range Gate ( Radar system according to claim 21, characterized in that at least one range gate ( 3 3 , . 4 4 ) genau eine Signalverarbeitungseinheit ( ) Precisely a signal processing unit ( 51 51 , . 52 52 ) zugeordnet ist. ) assigned.
  23. Radarsystem nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Range Gates eine gemeinsame Signalverarbeitungseinheit ( Radar system according to claim 21, characterized in that at least two range gates (a common signal processing unit 51 51 , . 52 52 ) zugeordnet ist. ) assigned.
  24. Radarsystem nach einem der Ansprüche 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens einen Signalverarbeitungseinheit ( Radar system according to one of claims 22 or 23, characterized in that the at least one signal processing unit ( 51 51 , . 52 52 ) eine Entfernungszonenfusionseinheit ( ) Is a distance zone fusion moiety ( 53 53 ) nachgeschaltet ist. ) Is connected downstream.
  25. Radarsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Empfangsantennen ( Radar system according to one of the preceding claims 21 to 24 that a plurality of receiving antennas ( 61 61 ) vorhanden sind. ) available.
  26. Radarsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche 21 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Rage Gate ( Radar system according to one of the preceding claims (21 to 25, characterized in that at least one gate Rage 3 3 , . 4 4 ) eine Sample & Hold Schaltung aufweist. ) A sample and hold circuit has.
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