-
Stand der Technik
-
Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur berührungslosen
Erfassung einer Bewegung oder eines Drehwinkels, insbesondere eines
Drehwinkels an einem Objekt, wie zum Beispiel Achsen oder Wellen,
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und des Verfahrensanspruchs
11.
-
Beispielsweise
müssen zur Erfassung des auf eine Lenkradachse eines Kraftfahrzeuges
wirkenden Drehmomentes während der Drehung des Lenkrades
sehr kleine Winkeländerungen in beiden Drehrichtungen des
Lenkrades gemessen werden. Hierbei sind Inkrementalwinkelgeber anwendbar,
die eine Winkelstellung aufgrund der Auswertung von optisch, magnetisch
oder sonst wie durch die Drehung erzeugten und mit geeigneten Mitteln
detektierten Impulsen auswerten.
-
Es
sind hierzu berührungslose Verfahren zur Bestimmung des
Drehwinkels oder eines Weges mittels optischer oder magnetischer
Verfahren bekannt, bei denen beispielsweise mit optischen Verfahren
ein optisches Strichgitter auf dem zu messenden Objekt aufgebracht,
abgetastet und ausgewertet wird. Bei magnetischen Verfahren wird
typischerweise mit Hilfe eines Hall-Sensors eine auf dem zu messenden Objekt
aufgebrachte magnetische Codierung abgetastet und ausgewertet.
-
Solche
Messverfahren können, wie oben erwähnt, eine inkrementelle
Auswertung realisieren, bei denen während der Bewegung
die Position oder die Geschwindigkeit ermittelt wird. Eine weitere
Möglichkeit zur Durchführung solcher Messungen
ist die absolute Positionsmessung durch Aufbringen eines mehrstufigen
Codes auf dem Messobjekt und dem gleichzeitigen Auslesen des Codes
mit Hilfe mehrerer Sensoren, wie es beispielsweise zur Erfassung von
Winkeländerungen an einem Torsionselement in der
DE 100 41 095 A1 beschrieben
ist.
-
Zur
Erhöhung der Messgenauigkeit und insbesondere zur Messung
an einer drehenden Welle werden eine Mehrzahl solcher inkrementalen,
in der Regel periodisch auftretenden Messwerte ausgewertet, so dass
hier mehrere Phasenmesswerte auftreten, aus denen die zu messende
Größe, wie z. B. der Drehwinkel, eine Winkeldifferenz
oder der Abstand zu einem Ziel, zu bestimmen ist.
-
Zur
Auswertung solcher Phasenmesswerte wird im Fall von mehr als zwei
Phasensignalen beispielsweise ein in der
DE 101 42 449 A1 beschriebenes
Verfahren vorgeschlagen. Hier werden die gemessenen Phasenwerte
mittels einem linearen Transformationsverfahren rechnerisch umgeformt und
mit einer vorgegebenen Gewichtung ausgewertet. Hier ist somit ein
Verfahren beschrieben, das aus N mehrdeutigen, ev. auch gestörten
Phasenmesswerten einen hochgenauen, robusten und eindeutigen Phasenmesswert
erzeugt. Das Verfahren findet Anwendung z. B. bei einem optischen
Winkelsensor, wobei aber auch andere Sensorprinzipien, z. B. magnetisch
oder kapazitiv, möglich sind. Die Codespuren können
beispielsweise auch bei einem Wegsensor, anstatt auf einem Zylinder
auf einer Ebene aufgebracht sein.
-
Bekannt
ist außerdem aus der
DE 195 06 938 A1 , dass die Phasensignale
durch die einfache oder auch mehrfache Anwendung eines klassischen oder
modifizierten Noniusverfahrens ausgewertet werden können.
-
Aus
der
DE 103 46 816
A1 ist darüber hinaus für sich gesehen
bekannt, dass berührungslose Messungen an Objekten zur
Abtastung von Oberflächeninformationen mittels eines Mikrowellenradars
vorgenommen werden. Hier können aus Laufzeitinformationen
und den Phasen des am Objekt reflektierten Signals Rückschlüsse
auf die Beschaffenheit der Oberfläche des Objekts geschlossen
werden.
-
Weiterhin
ist noch aus der
DE
103 50 553 A1 als bekannt zu entnehmen, dass zur Auswertung
solcher mit einem Mikrowellenradar erzeugten Signale empfangsseitige
Auswerteschaltungen zur Erfassung auch kleiner Phasenunterschiede
im Empfangssignal mit einem Mischer nach der IQ (Inphase-Quadratur)
Methode versehen sind.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung der linearen Bewegung
oder des Drehwinkels von bewegten Objekten mit mindestens einer Codespur
auf dem Objekt, die berührungslos von einer Sensoranordnung
abtastbar ist und mit der ein von der Bewegung des Objekts relativ
zur Sensoranordnung generiertes Signal auswertbar ist. Gemäß der
Erfindung besteht in vorteilhafter Weise die mindestens eine Codespur
aus einem Relief mit in der Bewegungsrichtung sich ändernder
Oberflächenstruktur hinsichtlich Vertiefungen und/oder
Erhöhungen und es ist mindestens ein Sender und ein Empfänger
eines Mikrowellenradars in der Sensoranordnung zur Abtastung der
Oberflächenstruktur vorhanden.
-
Mit
dem erfindungsgemäßen Mikrowellenradar ist ein
Dauerstrichsignal (CW-Signal) einer vorgegebenen Arbeitsfrequenz
oder Wellenlänge λ in Richtung des Objekts sendbar
und eine Phasenänderung ΔΦ des reflektierten
Signals ist aufgrund der sich ändernden Oberflächenstruktur
mit den Vertiefungen oder Erhöhungen mit der Tiefe oder
Höhe v nach der Beziehung ΔΦ = v/λ·180° ermittelbar.
Die Maße des Reliefs mit den Vertiefungen oder Erhöhungen
werden dabei auf einfache Weise in Abhängigkeit von den
vorgegebenen Antennenparametern des Senders des Mikrowellenradars
bemessen. Zum Beispiel können bei vorgegebenen Antennenparametern
und einer Arbeitsfrequenz des Mikrowellenradars im Bereich von 122
GHz Vertiefungen im Bereich von 0,2 bis 100 μm Tiefe im
Abstand von ca. 1 mm mit einer Breite von ca. 1 mm angeordnet werden.
-
Die
Sensoranordnung enthält dabei bevorzugt einen sogenannten
Radar-Chip, der in unmittelbarer Nähe des zu messenden
Objekts angebracht und von dem das Dauerstrich (CW-Signal) in Richtung
des Objektes abgestrahlt, von dort reflektiert und wieder vom Radar-Chip
empfangen wird. Durch eine Bewegung des auszumessenden Objekts gegenüber
dem Radar-Chip kann die Codierung durch die Vertiefungen oder Erhöhungen
als Phasendifferenz zwischen den Bergen und Tälern erkannt
und anschließend ausgewertet werden. Durch Zählen
der gemessenen Impulse des Empfangssignals ist so eine inkrementelle
Messung der Bewegung möglich.
-
Das
Relief kann mit den Vertiefungen oder Erhöhungen in das
Objekt selbst eingraviert werden, z. B. mittels Fräsen
oder Laserbearbeitung, oder als zusätzliches Element aufgebracht
werden. Die Oberfläche des Objekts besteht bevorzugt aus
Metall, Kunststoff oder an der Oberfläche metallisiertem Kunststoff.
Bei Kunststoff ist jedoch eine relative Permittivität (Polarisierbarkeit) ξr > 2 notwendig, um eine eindeutige
Reflexionsstelle am Relief zu gewährleisten. Die Sensoranordnung
weist weiterhin gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform
eine Auswerteschaltung mit einem an sich bekannten IQ-Demodulator
auf.
-
Bei
einer relativen Codierung des zu erfassenden Objekts kann die absolute
Positionsbestimmung lediglich von einer bekannten Position aus erfolgen,
z. B. der Nullposition beim Einschalten der Sensoranordnung oder
nach einer Referenzbewegung auf eine bekannte Position. Eine Positionsbestimmung
kann beispielsweise mit Hilfe eines regelmäßigen
Musters im Relief erfolgen, indem ein Zähler die Anzahl
der Wechsel im Muster des Reliefs zählt. Durch eine absolute
Codierung der Position des Objekts mit mehreren Codeelementen oder
einem eindeutig, beispielsweise durch ein vorgegebenes eindeutiges
Relief, codierten Codeelement bzw. einem eindeutigen, zum Beispiel
polarisationsauflösenden Messverfahren kann die Positionsbestimmung
jedoch sofort geschehen, d. h. die Sensoranordnung liefert direkt
nach dem Einschalten eine eindeutige Position und eine Referenzbewegung
ist nicht notwendig.
-
Besonders
vorteilhaft ist die Erfindung einsetzbar, wenn mehrere n Codespuren
mit einer vorgegebenen Anzahl von m Codeelementen, d. h. hier Vertiefungen
oder Erhöhungen, zur Bildung eines Coderaums m^n vorhanden
sind. Zur Erfassung der Bewegungsrichtung können dabei
die Codespuren in der Bewegungsrichtung um einen vorgegebenen Betrag
gegeneinander versetzt sein. Die Codespuren können alternativ
dazu auch jeweils in der Bewegungsrichtung beispielsweise Vertiefungen
oder Erhöhungen mit unterschiedlicher Ausdehnung, unterschiedlichen
Abmessungen und/oder Abständen aufweisen.
-
Wird
ein bestimmter Messbereich bzw. ein bestimmter Bewegungsbereich
des Objekts gefordert, so ist für die Positionsbestimmung
ein entsprechend großer Coderaum vorteilhaft, um jede Position eindeutig
zuordnen zu können. Bei einer üblichen binären
Codierung mit n parallel angebrachten Sensoren und Codespuren ergibt
sich ein Coderaum von 2^n zuordbaren Positionen. Eine mehrstufige
Codierung bietet hier einen wesentlich größeren
Coderaum von m^n Elementen bei m Stufenwerten und n parallel angebrachten
Sensorelementen oder Codespuren. Dies ermöglicht einen größeren
Bewegungsbereich oder eine bessere Auflösung der Position
gegenüber einer binaren Codierung.
-
Gemäß eines
vorteilhaften Verfahrens zur Erfassung der linearen Bewegung oder
des Drehwinkels des bewegten Objekts wird mit einer zuvor beschriebenen
erfindungsgemäßen Vorrichtung die Erfassung mittels
einer relativen Codierung und/oder einer absoluten Codierung auf
dem Objekt vorgenommen. Die Erfassung mit einer absoluten Codierung
kann dabei derart vorgenommen werden, dass das Objekt einen vorgegebenen
Bereich an der Sensoranordnung vorbeibewegt wird und daraus ein
Referenzsignal ermittelt wird, zum Beispiel dadurch, dass im empfangenen
Referenzsignal die minimale gemessene Phase ausgewertet wird.
-
Es
ist auch möglich, dass der Sender des Mikrowellenradars über
derartig unterschiedliche Abstrahlgeometrien der Antenne ausstrahlt,
dass daraus ein Summen- und ein Differenzsignal gebildet wird, wobei
beim Differenzsignal die entsprechende Vertiefung ausgeblendet wird.
Alternativ kann die Positionsbestimmung mit dem Mikrowellenradar
auch über unterschiedliche Polarisationen des reflektierten Signals
mittels entsprechender horizontal oder vertikal ausgerichteter Stege
in den Vertiefungen oder Erhöhungen vorgenommen werden.
-
Für
die zuverlässige Erfassung der absoluten Codierung des
Messobjektes ist somit, wie zuvor beschrieben, ein Referenzsignal
notwendig. Dies kann durch die Bewegung des Messobjektes gegenüber
dem Sensor geschehen, indem aus dem Empfangssignal während
der Bewegung ein Referenzwert ermittelt (z. B. die minimale gemessene
Phase des Empfangssignals) und festgehalten wird. Alternativ kann
aber auch durch ein umschaltbares Antennendiagramm (Summations-
und Differenzdiagramm) oder mit Hilfe einer polarisationsaufgelösten Messung
eine Referenz ohne einen zusätzlichen Verfahrweg ermittelt
werden.
-
Eine
Mischung zwischen relativer und absoluter Positionsmessung ist ebenfalls
möglich. Dadurch wird eine hohe Positionsgenauigkeit der
relativen Messung mittels eines feinmaschigen Musters mit der eindeutigen
Positionsbestimmung im groben Raster zusammengefügt.
-
Die
vorliegende Erfindung ermöglicht somit je nach Ausführungsform,
im Vergleich zu den bekannten optischen oder magnetischen Verfahren,
mit sichereren Methoden eine inkrementelle oder absolute Bestimmung
der Position oder des Drehwinkels eines Objekts, da hier insbesondere
im Gegensatz zu optischen Verfahren zum Beispiel eine Verschmutzungsempfindlichkeit
nicht vorhanden ist. Ein vorteilhafte Anwendung ergibt sich bei
allen Drehwinkel- oder Weglängenmessungen, wobei als konkrete
Anwendungen zum Beispiel eine Messung der Hubhöhe von hydraulischen
oder pneumatischen Zylindern, der Messung der Position von Kraftfahrzeugrädern, der
Messung des Lenkwinkels von Kraftfahrzeugen oder der Messungen der
Position von mechanischen Stellern sowie von Wellen zur Steuerung
mechanischer Abläufe im Kraftfahrzeug, in Frage kommen.
-
Als
Vorteile gegenüber den bisher bekannten Verfahren und Vorrichtungen
ergeben sich insbesondere die Unempfindlichkeit gegen Schmutz, Staub, Druck,
Licht und anderen Umwelteinflüssen. Das Messprinzip lässt
sich dabei auch in flüssigen Medien einsetzen, beispielsweise
innerhalb eines mit Öl gefüllten Zylinders. Die
Sensoranordnung mit dem Mikrowellenradar als Hochfrequenzschaltung
lässt sich sehr gut auf der Basis eines Radar-Chips (Ein-Chip-Radar)
integrieren, wobei das Antennenelement des Mikrowellenradars auf
der integrierten Schaltung auch zusammen mit externen Elementen realisiert
werden kann. Im Gegensatz zu optischen oder magnetischen Messvorrichtungen
lassen sich die Hochfrequenzbauteile sehr gut auf Silizium-Standard-Prozessen
(CMOS oder SiGe) realisieren. Damit kann die notwendige Auswerteschaltung
ebenfalls auf derselben Halbleiterschaltung realisiert werden. Ferner
lassen sich hohe Betriebstemperaturen ohne relevante Reduzierung
der Lebensdauer der Schaltung realisieren, was bei optischen und
auch magnetischen Bauelementen problematisch ist.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnung
-
Ausführungsbeispiele
der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden anhand
der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
-
1 eine
schematische Darstellung eines bewegten mit einer Codespur versehenen
Objekts und eines Mikrowellenradars als Sensoranordnung,
-
2 eine
Ansicht auf eine als Relief in der Oberflächenstruktur
ausgebildeten Codespur,
-
3 einen
Verlauf der Phase des in der Sensoranordnung empfangenen Mikrowellensignals in
Abhängigkeit von der Oberflächenstruktur des bewegten
Objekts nach der 1,
-
4 ein
Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung zum Betrieb
einer Vorrichtung zur Erfassung der Bewegung eines mit einer Codespur versehenen
Objekts nach der 1 mit einem Mikrowellenradar,
-
5 ein
Ausführungsbeispiel eines Objekts mit mehreren gegeneinander
in der Bewegungsrichtung versetzten Codespuren,
-
6 ein
Ausführungsbeispiel eines Objekts mit mehreren Codespuren,
die eine unterschiedliche Tiefe aufweisen,
-
7 einen
Verlauf der Phase des in der Sensoranordnung empfangenen Mikrowellensignals in
Abhängigkeit von der Oberflächenstruktur des bewegten
Objekts nach der 6,
-
8 und 9 Ausführungsbeispiele
eines Objekts mit Codespuren, die Elemente mit unterschiedlicher
Tiefe oder Höhe aufweisen,
-
10 ein Ausführungsbeispiel eines
Objekts und eines Mikrowellenradars mit unterschiedlicher Antennencharakteristik
zur Summen- und Differenzbildung zur Erfassung absoluter Codierungsinformationen
am Objekt und
-
11 ein anderes Ausführungsbeispiel
eines Objekts mit polarisierenden Stegen in der Oberflächenstruktur
des Objekts zur Erfassung absoluter Codierungsinformationen am Objekt.
-
Ausführungsformen
der Erfindung
-
In
der 1 ist ein prinzipieller Aufbau eines bewegten
mit einer Codespur aus Vertiefungen 1 versehenen Objekts 2 und
eines Mikrowellenradars gezeigt, bestehend aus einem an sich bekannten
Radar-Chip 3 als Bestandteil einer nachfolgend noch erläuterten
Sensoranordnung. Die Codespur besteht hier beispielsweise aus einem
Relief der aufeinanderfolgenden Vertiefungen 1 mit einer
Tiefe von ca. 0,2 bis 100 μm, maximal entsprechend der
halben Wellenlänge (maximal 360° entspr. 2,5 mm/2
= 1,2 mm bei 122 GHz). Der Radar-Chip 3 ist in einer Entfernung 4 (ca.
1 mm) in unmittelbarer Nähe des zu erfassenden Objekts 2 angebracht.
Vom Radar-Chip 3 wird ein Dauerstrichsignal (CW-Signal)
in Richtung des Objektes 2 gemäß der Abstrahlcharakteristik 5 abgestrahlt,
von dort reflektiert und wieder vom Radar-Chip 3 empfangen.
-
Die
notwendige Länge und Breite des Reliefs mit den Vertiefungen 1 wird
im wesentlichen durch die Antennenparameter des Radar-Chips 3 bestimmt.
Für eine Arbeitsfrequenz von 122,5 GHz und einem Abstand 4 zum
Objekt von etwa 1 mm ist beispielsweise mit Abmessungen von 1 × 1
mm der Vertiefungen 1 zu rechnen und der minimale Abstand zwischen
zwei Vertiefungen 1 beträgt ebenfalls etwa 1 mm.
Aus 2 ist noch eine Draufsicht auf eine Reihe solcher
Vertiefungen 1, die in der Bewegungsrichtung 6 des
Objekts 2 angebracht sind, erkennbar.
-
Das
am Objekt 2 zur Codierung angebrachte Relief mit den Vertiefungen 1 erzeugt
am Radar-Chip 3 der Sensoranordnung ein Empfangssignal 7,
dessen Phasenänderung ΔΦ über
dem Weg s aus 3 ersichtlich ist. Das Dauerstrichsignal
(CW-Signal) des Radar-Chips 3 der Sensoranordnung erzeugt
dabei mit einer vorgegebenen Arbeitsfrequenz oder Wellenlänge λ des
Radar-Chips in Richtung des Objekts 2 eine Phasenänderung ΔΦ des
reflektierten Signals aufgrund der sich ändernden Oberflächenstruktur
mit den Vertiefungen 1 oder ggf. Erhöhungen mit
der Tiefe oder Höhe v nach der Beziehung ΔΦ = v/λ·180°.
-
Die
Vertiefungen 1 können in das Objekt 2 selbst
eingraviert werden, z. B. mittels Fräsen oder Laserbearbeitung,
oder als zusätzliches Element aufgebracht werden und die
Oberfläche des Objekts 2 kann aus Metall, aus
einem Kunststoff mit metallisierter Oberfläche oder nur
aus Kunststoff selbst bestehen. Bei einer nur aus Kunststoff bestehenden
Oberfläche ist allerdings eine relative Permittivität
(Polarisierbarkeit) ξr > 2
notwendig, um eine eindeutige Reflexionsstelle am Relief mit den
Vertiefungen 1 zu gewährleisten.
-
Mit
einer Sensoranordnung
10 nach
4 wird ein
allgemein bekanntes Mikrowellenradar als sogenanntes CW-Radar mit
einem IQ-Demodulator zur Anordnung in der erfindungsgemäßen
Vorrichtung vorgeschlagen, dessen prinzipielle Funktion aus der
in der Beschreibungseinleitung erwähnten
DE 103 50 553 A1 bekannt
ist. Es ist hier ein Mikrowellensender
11 mit einer Antennenanordnung
12 vorhanden,
die auf das Objekt
2 mit den Vertiefungen
1 ein
Sendesignal mit einer festen Frequenz abstrahlt und die Reflexionen
empfängt. Das Empfangssignal wird in Mischern
13 und
14 mit
dem Sendesignal und dem um 90° (
15) phasenverschobenen
Sendesignal gemischt und dann jeweils über Filter
16 (Signal
I) und
17 (Signal Q) einer Auswerteschaltung
18 zur
Ermittlung der Phasenbeziehung zwischen Sende- und Empfangssignal
zugeführt. Als Ausgangssignal
19 kann nun ein
der Oberflächenstruktur des Objekts
2 weitgehend
entsprechendes Signal weiterverarbeitet werden.
-
Durch
die Bewegung des Objekts 2 gegenüber dem Radar-Chip 3 in
der Bewegungsrichtung 6 kann somit das Relief als Codespur
mit den Vertiefungen 1 als Phasendifferenz zwischen den
Bergen und Tälern der Vertiefungen 1 erkannt und
anschließend ausgewertet werden, so dass durch Zählen
der gemessenen Impulse, also Minima und Maxima, des Ausgangssignals 19 eine
inkrementelle Messung der Bewegung möglich ist. Die Auflösung
der Wegmessung kann noch erhöht werden, wenn die Phasenwerte
zwischen den Minima und Maxima ebenfalls zur Positionsbestimmung
verwendet werden, wobei vorausgesetzt wird, dass die Phasenwerte
jeweils einen monotonen und stetigen Verlauf zwischen den Minima
und Maxima aufweisen.
-
Im
Folgenden wird anhand weiterer Ausführungsbeispiele erläutert,
wie sich mit mehreren Codespuren 20 und 21 nach 5 sowie 20 bis 22 nach 6 die
Bewegungsrichtung 6 oder die absolute Position des Objekts 2 während
der Bewegung ermitteln lässt. Hier sind dann die an sich
bekannten, z. B. aus den im eingangs erwähnten Stand der
Technik bekannten mehrdimensionalen Noniusverfahren anwendbar.
-
Für
eine zuverlässige Erfassung der Codespuren 20 bis 22 des
Objekts 2 ist in der Regel ein Referenzsignal notwendig.
Dies kann durch die Bewegung des Objektes 2 gegenüber
dem Radar-Chip 3 geschehen, indem aus dem Empfangssignal
während der Bewegung ein Referenzwert ermittelt, z. B. die
minimale gemessene Phase des Empfangssignals, und festgehalten wird.
Eine mehrstufige Codierung mit den Codespuren 20 bis 22 nach
den 5 oder 6 bietet hier einen wesentlich
größeren Coderaum von m^n Elementen bei m Stufenwerten
und n parallel angebrachten Codespuren 20 bis 22 sowie jeweils
zugeordneten Radar-Chips 3 als Bestandteil der Sensoranordnung.
-
Eine
Richtungsauswertung kann nach der 5 mit Hilfe
der entlang der Bewegungsrichtung 6 leicht gegenüber
der Codespur 20 versetzten Codespur 21 vorgenommen
werden, aus der erkennbar ist, dass eine Vertiefung 1 der
Codespur 21 zeitlich der Vertiefung 1 der Codespur 20 nachfolgt.
-
Aus
der 6 ist in Verbindung mit dem Schnitt und dem Phasenverlauf
nach 7 erkennbar, wie beispielsweise in der Codespur 22 Vertiefungen 1, 1' und 1'' mit
unterschiedlicher Tiefe (hier unterschiedlich schraffiert) hintereinander
angeordnet sind. Anhand des Phasenwertes des Empfangssignals 23 nach
der 7 kann somit die eincodierte Tiefe der Vertiefungen 1, 1' oder 1'' ermittelt
werden und einer genaueren Positionsbestimmung des Objekts 2 zugeordnet
werden. Mit Hilfe mehrerer Codespuren 20 bis 22 mit
ebenfalls unterschiedlicher Tiefe der Vertiefungen 1 nach
der 6 kann somit ein relativ großer Coderaum
zur Codierung der Position des Objekts 2 an seiner Oberfläche
eingeprägt werden. In 8 ist ein
Schnitt durch ein Objekt 2 mit solchen Vertiefungen 1, 1' und 1'' wie
in der 7 und in 9 ist ein
Schnitt durch ein Objekt 2 mit Erhöhungen 24, 24' und 24'' gezeigt.
-
Für
eine mehrstufige Codierung der Position des Objekts 2 ist
in der Regel eine Referenzbildung notwendig, damit das Empfangssignal 23 nach
der 7 eine eindeutige Abbildung der Vertiefungen 1, 1' und 1'' in
dem auszuwertenden Code darstellt. In 10 ist
eine Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem eine erste Antennencharakteristik 30 einer
sogenannten Monopulsantenne des Radar-Chips 3 so ausgebildet
ist, dass sich mit Hilfe des an sich bekannten Monopuls-Verfahrens
einmal ein Summendiagramm (links) und umgeschaltet mit einer anderen Antennencharakteristik 31, 32 ein
Differenzdiagramm (rechts) ausbildet. Dies kann durch eine geeignete
geometrische Anordnung der Antenne zum Objekt 2 hin vorgesehen
werden. Mittels des Differenzdiagramms kann die Codierung bzw. die
jeweilige Vertiefung 1 am Objekt 2 ausgeblendet
werden, so dass das so erhaltene Empfangssignal damit als Referenzwert
dient.
-
Alternativ
kann auch mit Hilfe einer polarisationsaufgelösten Messung
ein Referenzsignal ohne eine zusätzliche Bewegung des Objekts 2 gemäß 11 ermittelt werden. Dabei wird die Codierung der
Vertiefungen 1 derart vorgenommen, dass ein Unterschied
zwischen einer vertikalen Polarisierung mittels eines Stegs 33 (11 links) und einer horizontalen Polarisierung
mittels eines Steges 34 (11 rechts)
erzeugt wird. Die Stege 33 und 34 haben ein unterschiedliches
Empfangssignal mit horizontaler und vertikaler Polarisation zur
Folge. Die Differenz der beiden Empfangssignale kann dann auch dazu
eingesetzt werden, eine mehrstufige Codierung eindeutig zu erkennen.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 10041095
A1 [0004]
- - DE 10142449 A1 [0006]
- - DE 19506938 A1 [0007]
- - DE 10346816 A1 [0008]
- - DE 10350553 A1 [0009, 0038]