DE102008009596A1 - Radar system for detecting surrounding of motor vehicle, has oscillator modulating frequency of power, and digital-analog-converter producing discrete control signal values, such that discretization errors are concentrated on blocking zone - Google Patents

Radar system for detecting surrounding of motor vehicle, has oscillator modulating frequency of power, and digital-analog-converter producing discrete control signal values, such that discretization errors are concentrated on blocking zone Download PDF

Info

Publication number
DE102008009596A1
DE102008009596A1 DE102008009596A DE102008009596A DE102008009596A1 DE 102008009596 A1 DE102008009596 A1 DE 102008009596A1 DE 102008009596 A DE102008009596 A DE 102008009596A DE 102008009596 A DE102008009596 A DE 102008009596A DE 102008009596 A1 DE102008009596 A1 DE 102008009596A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
frequency
control signal
discrete control
radar system
signal values
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102008009596A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102008009596B4 (en
Inventor
Arnold Herb
Markus Wintermantel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ADC Automotive Distance Control Systems GmbH
Original Assignee
ADC Automotive Distance Control Systems GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ADC Automotive Distance Control Systems GmbH filed Critical ADC Automotive Distance Control Systems GmbH
Priority to DE102008009596.6A priority Critical patent/DE102008009596B4/en
Publication of DE102008009596A1 publication Critical patent/DE102008009596A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102008009596B4 publication Critical patent/DE102008009596B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06Systems determining position data of a target
    • G01S13/08Systems for measuring distance only
    • G01S13/32Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
    • G01S13/34Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal
    • G01S13/343Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal using sawtooth modulation
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/50Systems of measurement based on relative movement of target
    • G01S13/58Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
    • G01S13/583Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems using transmission of continuous unmodulated waves, amplitude-, frequency-, or phase-modulated waves and based upon the Doppler effect resulting from movement of targets
    • G01S13/584Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems using transmission of continuous unmodulated waves, amplitude-, frequency-, or phase-modulated waves and based upon the Doppler effect resulting from movement of targets adapted for simultaneous range and velocity measurements
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/35Details of non-pulse systems
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/40Means for monitoring or calibrating
    • G01S7/4004Means for monitoring or calibrating of parts of a radar system
    • G01S7/4008Means for monitoring or calibrating of parts of a radar system of transmitters
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G01S2013/9321Velocity regulation, e.g. cruise control

Abstract

The system has a transmission unit for directed transmission of a transmission power, and a receiving unit for receiving the transmission power reflected at objects. A voltage-controlled oscillator (VCO) modulates the frequency of the transmission power, and a digital-analog-converter (DAC) produces a sequence of discrete control signal values, where a control signal of the oscillator is generated from the signal values with analog low-pass filtering. The signal values are produced in such a manner that discretization errors are concentrated on a blocking zone of a V-tune-filter. An independent claim is also included for a method for controlling frequency ramps in a radar system for detecting surrounding.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Frequenzmodulation des Sendesignals in einem Radarsystem. Radarsysteme werden z. B. zur Umfelderfassung in Kraftfahrzeugen eingesetzt.The The invention relates to an apparatus and a method for frequency modulation of the transmission signal in a radar system. Radar systems are z. B. used for environment detection in motor vehicles.

Kraftfahrzeuge werden zunehmend mit Fahrerassistenzsystemen ausgerüstet, welche mit Hilfe von Sensorsystemen die Umgebung erfassen und aus der so erkannten Verkehrssituation automatische Reaktionen des Fahrzeugs ableiten und/oder den Fahrer instruieren, insbesondere warnen. Dabei unterscheidet man zwischen Komfort- und Sicherheitsfunktionen.motor vehicles are increasingly being equipped with driver assistance systems, which with the help of sensor systems to capture the environment and out of the sun recognized traffic situation automatic reactions of the vehicle derive and / or instruct the driver, in particular warn. there one distinguishes between comfort and safety functions.

Im Bereich der Komfortfunktionen spielt momentan FSRA (Full Speed Range Adaptive Cruise Control) die wichtigste Rolle. Das Fahrzeug regelt die Eigengeschwindigkeit auf die vom Fahrer vorgegebene Wunschgeschwindigkeit ein, sofern die Verkehrssituation dies zulässt, andernfalls wird die Eigengeschwindigkeit automatisch an die Verkehrssituation angepasst.in the The range of comfort functions currently plays FSRA (Full Speed Range Adaptive Cruise Control) the most important role. The vehicle regulates the airspeed to the desired speed specified by the driver if the traffic situation allows, otherwise the airspeed will be automatically adapted to the traffic situation.

Bei den Sicherheitsfunktionen steht die Reduzierung des Bremsweges in Notsituationen im Mittelpunkt. Das Spektrum der entsprechenden Fahrerassistenzfunktionen reicht von einem automatischen Vorfällen der Bremse zur Reduktion der Bremslatenz (Prefill), über einen verbesserten Bremsassistenten (BAS+) bis hin zur autonomen Notbremsung.at The safety functions include reducing the braking distance Emergency situations in the center. The spectrum of the corresponding driver assistance functions ranges from an automatic incident of the brake to the reduction the brake latency (prefill), about an improved brake assistant (BAS +) up to the autonomous Emergency braking.

Für Fahrerassistenzsysteme der oben beschriebenen Art werden heute vorwiegend Radarsensoren eingesetzt. Diese arbeiten auch bei schlechten Wetterbedingungen zuverlässig und können neben dem Abstand von Objekten auch direkt deren Relativgeschwindigkeit über den Dopplereffekt messen. Da Radarsensoren aber immer noch relativ teuer sind, findet man solche Fahrerassistenzsysteme vorwiegend in hochpreisigen Fahrzeugen.For driver assistance systems The types described above are now predominantly radar sensors used. These work well in bad weather conditions reliable and can in addition to the distance of objects also directly their relative velocity over the Measure Doppler effect. Because radar sensors are still relatively expensive are found, such driver assistance systems mainly in high-priced Vehicles.

Um mit Radarsensoren die Entfernung von Objekten messen zu können, ist eine Modulation des Sendesignals notwenig. Während früher hauptsächlich die Sendeamplitude pulsförmig moduliert wurde, rücken heute Verfahren mit Modulation der Sendefrequenz in den Vordergrund. Sie haben den Vorteil einer höheren Reichweite und einer geringeren Störanfälligkeit, wobei letzteres bei einer zunehmenden Verbreitung von raderbasierten Fahrerassistenzsystemen ein immer wichtigeres Kriterium wird.Around with radar sensors to be able to measure the distance of objects is a modulation of the transmission signal necessary. While in the past mainly the transmission amplitude modulated in a pulse shape was, move Today method with modulation of the transmission frequency in the foreground. They have the advantage of a higher one Range and a lower susceptibility to interference, the latter at an increasing use of radar-based driver assistance systems becomes an increasingly important criterion.

Die Frequenzmodulation wird heute typischerweise mit Hilfe von Phasenregelkreisen (PLL) realisiert, welche aber zum einen relativ aufwändig und teuer sind, und zum anderen auch bei sehr schneller Modulation Probleme mit vollständigem Einrasten haben können. Existierende Ansätze ohne Phasenregelkreise stellen entweder hohe Anforderungen an die Linearität und Stabilität der Frequenzabhängigkeit des Oszillators von seiner Steuergröße oder resultieren bei vertretbaren Kosten in einer reduzierten Performance hinsichtlich Detektionsqualität und -sicherheit von Objekten, was für viele Fahrerassistenzfunktionen aber nicht akzeptabel ist.The Frequency modulation today is typically using phase locked loops (PLL) realized, which, however, for a relatively complex and are expensive, and on the other hand, even with very fast modulation problems with full engagement can have. Existing approaches without phase locked loops either place high demands on the linearity and stability the frequency dependence of the oscillator of its control size or result in reasonable Cost in a reduced performance in terms of detection quality and safety of objects, what for many driver assistance functions but is not acceptable.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zur Frequenzmodulation anzugeben, womit eine Frequenzmodulation einfach, kostengünstig und mit großer Präzision erreicht wird.task The invention is an improved method and an improved Specify device for frequency modulation, whereby a frequency modulation simple, inexpensive and with big ones precision is reached.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.These The object is achieved by the features of the independent claims.

Es wird ein Radarsystem zur Umfelderfassung mit Sendemitteln zur gerichteten Abstrahlung von Sendeleistung, Empfangsmitteln zum gerichteten Empfang von an Objekten reflektierter Sendeleistung und Signalverarbeitungsmitteln zur Prozessierung der empfangenen Leistung und zur Ansteuerung der Sendemittel angegeben. Die Frequenz der Sendeleistung wird unter Verwendung eines steuerbaren Oszillators moduliert, wobei für die Frequenz der Sendeleistung ein Sollverlauf vorgegeben ist. Das Steuersignal des Oszillators, das den Oszillator ansteuert, wird aus einer Folge von diskreten Steuersignalwerten mit anschließender analoger Tiefpassfilterung generiert. Es steht nur ein endlicher Satz diskreter Steuersignalwerte zur Verfügung, was zu Diskretisierungsfehlern und damit zu einer Abweichung zwischen Ist- und Sollverlauf der Frequenz der Sendeleistung führt. Die Folge von diskreten Steuersignalwerten und der analoge Tiefpass sind derart ausgestaltet, dass die sich vor der analogen Filterung ergebenden Diskretisierungsfehler spektral gesehen auf den Sperrbereich des analogen Tiefpasses konzentriert sind, was zu einer signifikanten Reduzierung der Diskretisierungsfehler nach der analogen Filterung und damit zu einer Reduzierung der Abweichung zwischen Ist- und Sollverlauf der Frequenz führt. Insbesondere hat der analoge Tiefpass einen so breiten Durchlassbereich, dass die Ansteuerung der Sollfunktion im Wesentlichen durchkommt.It is a radar system for Umfeldfassung with transmitting means to the directed Transmission of transmission power, receiving means for directional reception reflected by objects transmitted power and signal processing means for processing the received power and for controlling the Sender specified. The frequency of the transmission power is below Using a controllable oscillator modulated, wherein for the frequency of the Transmit power a target course is specified. The control signal of Oscillator, which drives the oscillator, becomes a sequence of discrete control signal values followed by analog low-pass filtering generated. There is only a finite set of discrete control signal values to disposal, which leads to discretization errors and thus to a deviation between Actual and target course of the frequency of the transmission power leads. The Sequence of discrete control signal values and the analogue lowpass are designed so that the before the analog filtering resulting discretization error spectrally on the stopband of the analog low pass are concentrated, resulting in a significant Reduction of discretization errors after analog filtering and thus to a reduction of the deviation between actual and Target course of the frequency leads. In particular, the analog low pass has such a wide passband, that the control of the desired function substantially comes through.

In einer alternativen Formulierung sind die Steuersignalwerte und der analoge Tiefpass derart ausgestaltet, dass die sich vor der analogen Filterung ergebenden Diskretisierungsfehler spektral gesehen auf den Durchlassbereich des analogen Tiefpasses oder Teilbereiche davon minimal sind. Dies wird z. B. dadurch erreicht, dass Summe des Diskretisierungsfehlers zu einer Mehrzahl von Steuersignalwerten minimiert wird. Insbesondere hat der analoge Tiefpass einen so breiten Durchlassbereich, dass die Ansteuerung der Sollfunktion im Wesentlichen durchkommt Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren und Ausführungsbeispielen näher erläutert.In an alternative formulation, the control signal values and the analogue low-pass filter are designed in such a way that the discretization errors resulting before the analogue filtering are spectrally minimal on the passband of the analog low-pass filter or partial sections thereof. This is z. B. achieved in that the sum of the discretization error is minimized to a plurality of control signal values. In particular, the analog low-pass filter has such a wide passband that the control of the desired function essentially comes through The invention will be explained in more detail with reference to figures and embodiments.

1: Blockschaltbild eines Radarsystems mit Mitteln zur Frequenzmodulation 1 : Block diagram of a radar system with means for frequency modulation

2: Sendesignal als Folge linearer Frequenzrampen 2 : Transmission signal as a result of linear frequency ramps

3a: Wahl der DAC-Werte so, dass der Diskretisierungsfehler zu jedem Zeitpunkt minimal wird 3a : Choice of DAC values so that the discretization error becomes minimal at all times

3b: Wahl der DAC-Werte so, dass die Summe des Diskretisierungsfehlers zu jedem Zeitpunkt minimal wird 3b : Choice of DAC values so that the sum of the discretization error becomes minimal at all times

4: diskreter Signalflussgraph zur Bestimmung der DAC-Werte so, das Diskretisierungsfehler zu jedem Zeitpunkt minimal wird 4 : Discrete signal flow graph for determining the DAC values so that the discretization error becomes minimal at each time point

5: allgemeiner diskreter Signalflussgraph zur Bestimmung der DAC-Werte 5 : general discrete signal flow graph for determining the DAC values

6: Betrag der Fehlerübertragungsfunktion He(z) = – (1 – z–1)2 6 : Amount of error transfer function H e (z) = - (1 - z -1 ) 2

n 1 ist ein Blockschaltbild eines Radarsystems gezeigt. Mit Hilfe eines spannungsgesteuerten Oszillators (VCO) wird ein frequenzmoduliertes Sendesignal erzeugt, das über eine Kopplerstruktur einer Antenne zugeführt wird. Gleichzeitig wird das Oszillatorsignal an einen Mischer geführt, an dem es mit dem Empfangssignal gemischt wird. Als Sendesignal wird eine Folge linearer Frequenzrampen verwendet (siehe 2, durchgezogene Linie), deren Frequenzhub pro Zeiteinheit so groß ist, dass die Differenzfrequenz zwischen Sendesignal und Empfangssignal fast ausschließlich von der Laufzeit und damit von der Entfernung zum Objekt, an dem die Reflektion stattfindet, abhängt und nur zu einem viel geringeren Teil von der Relativgeschwindigkeit. Somit erhält man aus einer einzelnen Rampe die Entfernungsinformation, wobei die Frequenz des Basisbandsignals proportional zur Entfernung ist. Durch die Auswertung der Phasenänderung zwischen den Rampen ergeben sich die Dopplerfrequenz und damit die Relativgeschwindigkeit. Die Berechnung der Entfernung und der Relativgeschwindigkeit kann somit mit Hilfe einer zweidimensionalen Fouriertransformation erfolgen, welche als zweistufige FFT realisiert ist.n 1 a block diagram of a radar system is shown. By means of a voltage-controlled oscillator (VCO), a frequency-modulated transmission signal is generated, which is supplied via a coupler structure of an antenna. At the same time, the oscillator signal is fed to a mixer, where it is mixed with the received signal. The transmission signal used is a sequence of linear frequency ramps (see 2 , solid line), the frequency deviation per unit time is so large that the difference frequency between the transmit signal and received signal almost exclusively on the duration and thus the distance to the object at which the reflection takes place, and only to a much lesser part of the relative speed , Thus, the distance information is obtained from a single ramp, the frequency of the baseband signal being proportional to the distance. By evaluating the phase change between the ramps, the Doppler frequency and thus the relative velocity result. The calculation of the distance and the relative speed can thus be carried out with the aid of a two-dimensional Fourier transformation, which is realized as a two-stage FFT.

Die Frequenzrampen müssen sehr präzise, also insbesondere hochlinear sein, da es andernfalls zu unscharfen Abbildungen in der Entfernung und damit auch zum Verdecken kleinerer Ziele, zu Störlinien im Entfernungsspektrum und damit zu Fehldetektionen sowie zu erhöhtem Rauschen kommen kann.The Frequency ramps need very precise, so especially highly linear, otherwise it will lead to blurred images in the distance and thus also to cover smaller targets, to interference lines in Distance spectrum and thus misdetections and increased noise can come.

Wegen der extrem kurzen Dauer der Frequenzrampen von z. B. 18 μs wäre die Verwendung eines Phasenregelkreises sehr kritisch, da dieser dann Probleme mit dem Einrasten hätte. Stattdessen wird der Oszillator über einen Digital-Analog-Konverter (DAC) mit nachfolgender analoger Tiefpassfilterung (V-Tune-Filter) angesteuert. Das V-Tune-Filter hat etwa eine Bandbreite von z. B. 1 MHz und lässt die Frequenzrampen – von einer tolerierbaren Verzögerung abgesehen – näherungsweise unverzerrt durch.Because of the extremely short duration of the frequency ramps of z. B. 18 μs would be the use of a Phase locked loop very critical, since this then problems with the Snapping into place. Instead, the oscillator is over a digital-to-analog converter (DAC) with subsequent analogue Low pass filtering (V-tune filter) activated. The V-tune filter has about a bandwidth of z. B. 1 MHz and leaves the frequency ramps - from one tolerable delay apart - approximately undistorted by.

Die Erfindung ist jedoch ohne Einschränkung auch für Frequenzrampen mit einer längeren Dauer einsetzbar.The However, the invention is also unlimited for frequency ramps with a longer one Duration applicable.

Zusätzlich zum oben beschriebenen Hauptpfad ist ein Rückmesspfad vorgesehen, mit dessen Hilfe die Abhängigkeit der Oszillatorfrequenz von der Steuerspannung vermessen wird. Dazu sind ein Frequenzteiler, ein Bandpassfilter und ein Multiplexer vorgesehen. Dieser Pfad ist während der eigentlichen Umfeldmessung deaktiviert, um eine Einkopplung auf den Empfangspfad zu vermeiden. Er wird in jedem Sensorzyklus (z. B. 66 ms) einige Millisekunden lang aktiv geschaltet. Dabei wird über den DAC stufenweise die VCO-Ansteuerspannung erhöht und jeweils die zugehörige Frequenz des Oszillatorsignals bestimmt. Es werden die Oszillatorfrequenzen zu allen DAC-Werten vermessen, welche für die Generierung der Frequenzrampen zur Umfeldmessung benutzt werden (eine Vermessung nur einzelner DAC-Werte mit anschließender Gewinnung der dazwischenliegenden DAC-Werten durch Interpolation würde zu nicht akzeptablen Fehlern führen, da der DAC Nichtlinearitäten aufweist, insbesondere differentieller Art). Um die Frequenzmessgenauigkeit zu erhöhen werden die über aufeinanderfolgende Zyklen gewonnenen Oszillatorfrequenzen zu den einzelnen DAC-Werten gefiltert.In addition to The main path described above, a Rückmesspfad is provided with whose help is dependency the oscillator frequency is measured by the control voltage. To a frequency divider, a bandpass filter and a multiplexer are provided. This path is during the actual environment measurement deactivated to a coupling to avoid the reception path. He will be in every sensor cycle (eg 66 ms) are activated for a few milliseconds. there will over the DAC gradually increases the VCO drive voltage and the associated frequency the oscillator signal determined. It will be the oscillator frequencies all DAC values measured, which for the generation of the frequency ramps used for environmental measurement (a measurement of only individual DAC values with following Obtaining the intervening DAC values by interpolation would not lead to acceptable errors, since the DAC non-linearities has, in particular differential type). To the frequency measurement accuracy to increase be the over successive cycles won oscillator frequencies to the individual DAC values filtered.

Im Folgenden wird die Messung der Oszillatorfrequenzen zu den verwendeten DAC-Werten beschrieben. Das Oszillatorsignal wird zuerst heruntergeteilt, dann mit einem Bandpass gefiltert und mit einem Analog-Digital-Wandler abgetastet. Das digitalisierte Signal wird mit einer geeigneten Fensterfunktion multipliziert und anschließend wird eine FFT gerechnet. Hier kann die gleiche FFT wie bei der Zielverarbeitung verwendet werden, was vor allem bei der Realisierung auf einem FPGA einen großen Vorteil bietet. Das Rückmesssignal bildet sich entsprechend seiner Frequenz als Leistungsspitze bei einer bestimmten Linienposition im Spektrum ab. Die Form dieser Leistungsspitze ist durch das Spektrum der Fensterfunktion gegeben. Die Linienposition der höchsten Leistungsspitze allein führt nur zu einer sehr ungenauen Frequenzangabe. Deshalb wird die Leistung der höchsten Linie sowie die Leistung ihres linken und rechten Nachbarn verwendet, um unter Berücksichtigung der Fensterfunktion die exakte Linienposition zu interpolieren. Dies kann entweder mittels eines Lookup-Tables oder einer Approximationsfunktion erfolgen. Ebenso kann die Interpolation erst auf einem FPGA grob berechnet und dann auf einer MCU mittels einer Korrekturfunktion verfeinert werden. Dadurch, dass das Rückmesssignal über einen separaten Pfad innerhalb des Sensors gemessen wird, erhält man ein sehr gutes Signal-zu-Rauschverhältnis, wodurch die Interpolation der Linienposition sehr genau erfolgen kann.The following describes the measurement of the oscillator frequencies versus the DAC values used. The oscillator signal is first divided down, then filtered with a bandpass and sampled with an analog-to-digital converter. The digitized signal is multiplied by a suitable window function and then an FFT is calculated. Here, the same FFT as in the target processing can be used, which offers a great advantage especially when implemented on an FPGA. The return measurement signal is formed according to its frequency as a peak power at a specific line position in the spectrum. The shape of this peak power is given by the spectrum of the window function. The line position of the highest power peak alone only leads to a very inaccurate frequency indication. Therefore, the power of the highest line as well as the power of its left and right neighbors is used to under Considering the window function to interpolate the exact line position. This can be done either by means of a lookup table or an approximation function. Likewise, the interpolation can first be roughly calculated on an FPGA and then refined on an MCU by means of a correction function. The fact that the feedback signal is measured via a separate path within the sensor, gives a very good signal-to-noise ratio, whereby the interpolation of the line position can be done very accurately.

Das Bandpassfilter im Rückmesspfad ist insbesondere so ausgelegt, dass die Harmonischen, die bei der Frequenzteilung entstehen, sehr stark gedämpft werden, da sie sich nach der Abtastung im gleichen Frequenzbereich wie das Rückmesssignal selbst befinden können, was zu einer Verfälschung der gemessenen Frequenz führen würde.The Bandpass filter in the feedback path is particularly designed so that the harmonics, which in the Frequency division arise, are very much attenuated, as they follow the sampling in the same frequency range as the return measurement signal itself can be located what a falsification of lead measured frequency would.

Da das Rückmesssignal ein reelles Signal ist, bildet es sich im Spektrum symmetrisch ab. Außerdem wiederholt sich das Spektrum eines abgetasteten Signals periodisch mit der Abtastfrequenz. Liegen nun die Umhüllenden der Leistungsspitzen, die durch das Spektrum der Fensterfunktion gegeben sind, zu nahe beieinander, so dass Leistungsanteile der einen Leistungsspitze noch beim Maximum der anderen Leistungsspitze zu finden sind, so führt dies ebenfalls zu einer Verfälschung der gemessenen Frequenz. Daher sind zum einen der Teilerfaktor K1 und die Abtastfrequenz fAOC so aufeinander abzustimmen, dass die Frequenz des Rückmesssignals insbesondere bei

Figure 00070001
(k = 0, 1, 2 ..) liegt (Übertastung für k > 0). Zum anderen ist die Fensterfunktion geeignet zu wählen, so dass für die sich ergebenden relevanten Frequenzbereiche, in denen die Leistungsspitzen zu liegen kommen können, das Spektrum des Fensters schon so weit abgeklungen ist, dass sich die Leistungsspitzen gegenseitig nicht mehr beeinflussen.Since the return measurement signal is a real signal, it forms symmetrically in the spectrum. In addition, the spectrum of a sampled signal repeats periodically with the sampling frequency. If the envelopes of the power peaks, which are given by the spectrum of the window function, are too close to each other, so that power components of one power peak are still to be found at the maximum of the other power peak, this likewise leads to a falsification of the measured frequency. Therefore, on the one hand, the divider factor K 1 and the sampling frequency f AOC are to be matched to one another in such a way that the frequency of the return measurement signal is in particular at
Figure 00070001
(k = 0, 1, 2 ..) (over-sampling for k> 0). On the other hand, the window function is suitable to choose, so that for the resulting relevant frequency ranges in which the power peaks can come to lie, the spectrum of the window has already subsided so far that the power peaks no longer affect each other.

Mit den so vermessenen Oszillatorfrequenzen können nun durch eine entsprechende Ansteuersequenz des DACs die linearen Frequenzrampen mit der Sollfrequenz fSoll(t) erzeugt werden. Der DAC wird z. B. mit der Frequenz fA = 80 MHz getaktet, d. h., er wird alle TA = 12,5 ns mit einem neuen Digitalwert geladen, dessen zugehörige Spannung er dann am Ausgang einstellt.With the oscillator frequencies thus measured, the linear frequency ramps with the desired frequency f Soll (t) can now be generated by a corresponding drive sequence of the DAC. The DAC is z. B. clocked at the frequency f A = 80 MHz, ie, it is all T A = 12.5 ns loaded with a new digital value, the associated voltage then he sets the output.

Der einfachste Ansatz zur Erzeugung der Frequenzrampen wäre, zu jedem Zeitpunkt nTA denjenigen DAC-Wert einzustellen, dessen Oszillatorfrequenz fdis am nächsten an der Sollfrequenz fSoll(n) zu diesem Zeitpunkt nTA liegt; dies ist in 3a dargestellt. Dadurch, dass die Sollfrequenz fSoll(n) nicht exakt eingestellt werden kann, entsteht ein Diskretisierungsfehler e(n). Dieses Verfahren, welches den Diskretisierungsfehler zu jedem Zeitpunkt minimal macht, würde ein weißes Leistungsdichtespektrum des Fehlers erzeugen, wenn aufeinanderfolgende Werte von fSoll(n) unkorreliert wären; Hintergrund ist, dass dieses Verfahren nicht den Fehler zu einem Zeitpunkt mit Fehlern zu anderen Zeitpunkten in Verbindung setzt und damit implizit keine Frequenz des Fehlers bevorzugt. Für die resultierende Steuerspannung des Oszillators spielen nur die Frequenzen des Fehlers e(n) eine Rolle, welche vom Tiefpass (V-Tune-Filter) nach dem DAC durchgelassen werden; die Bandbreite dieses Tiefpasses liegt z. B. bei 1 MHz. Obwohl damit der Großteil des Diskretisierungsfehlers unterdrückt wird, reicht dies bei Verwendung kostengünstiger DACs typischerweise immer noch nicht, um eine genügend gute Qualität der Frequenzrampen zu erzeugen – es wären DACs mit hoher Bitzahl nötig, welche aber teuer sind.The simplest approach for generating the frequency ramps would be to set at each instant nT A that DAC value whose oscillator frequency f dis is closest to the setpoint frequency f Soll (n) at this time nT A ; this is in 3a shown. Because the desired frequency f Soll (n) can not be set exactly, a discretization error e (n) arises. This method, which minimizes the discretization error at all times, would produce a white power density spectrum of the error if consecutive values of f set (n) were uncorrelated; The background is that this method does not connect the error at one time with errors at other times, and thus implicitly does not prefer a frequency of the error. For the resulting control voltage of the oscillator, only the frequencies of the error e (n), which are passed by the low-pass filter (V-tune filter) after the DAC, play a role; the bandwidth of this low pass is z. At 1 MHz. Although this suppresses most of the discretization error, using low-cost DACs typically still does not suffice to produce enough good quality of the frequency ramps-DACs with high numbers of bits would be needed, but they are expensive.

Um diesen Nachteil zum umgehen, kann man die Folge der DAC-Werte so bestimmen, dass im Durchlassbereich des Tiefpasses der Diskretisierungsfehler möglicht geringe spektrale Anteile hat. Ein Ansatz dazu ist, dass man nicht zu jedem Zeitpunkt den Diskretisierungsfehler e(n) minimal macht, sondern wie in 3B dargestellt die Summe über die Diskretisierungsfehler bis zu einem vorgegebenen Zeitpunkt bzw. ein vorgegebenes Messintervall. In 3b ist die Summe des Diskretisierungsfehlers die zu jedem Messzeitpunkt n (n = 1, 2, ..N) minimal wird aufgetragen. Durch die Summenbildung wird der Effekt stark reduziert, dass sich über mehrere aufeinanderfolgende Zeitpunkte Fehler gleichen Vorzeichens wiederholen können, welche sich im Leistungsdichtespektrum des Fehlers bei kleinen Frequenzen abbilden.In order to avoid this disadvantage, one can determine the sequence of DAC values such that the discretization error in the passband of the low-pass filter has as small as possible spectral components. One approach is not to minimize the discretization error e (n) at all times, but to do so as in 3B represents the sum over the discretization errors up to a given time or a predetermined measurement interval. In 3b is the sum of the discretization error that is minimized at each measurement time n (n = 1, 2, ..N). Due to the summation, the effect is greatly reduced that repeated errors of the same sign can be repeated over several consecutive times, which are reflected in the power density spectrum of the error at low frequencies.

Dafür können sich bei diesem Verfahren hochfrequente Fehler stärker ausbilden, welche aber vom Tiefpass unterdrückt werden. Die Folge der DAC-Werte DAC(n), n = 1...N, ist dann z. B. iterativ nach folgendem Vorgehen zu bilden – der zugehörige diskrete Signalflussgraph ist in 4 dargestellt:

  • a) Bestimmung des Frequenzsollwerts fSoll(n) zum Zeitpunkt nTa
  • b) Bestimmung der Größe f2(n) als die diskrete Frequenz fdis(n – 1) zum zurückliegenden DAC-Werts DAC(n – 1), wobei die Anfangsbedingung fdis(0) = 0 ist (fdis bezeichnet jeweils die stationäre diskrete Oszillatorfrequenz, welche sich im eingeschwungenen Zustand bei dem jeweiligen DAC-Wert ergibt),
  • c) Bestimmung der Größe f3(n), indem vom Frequenzsollwert fSoll(n) die Größe f2(n) subtrahiert wird,
  • d) Bestimmung der Größe f4(n) durch Addition der Größe f3(n) zum vorhergehenden Wert f4(n – 1), wobei die Anfangsbedingung f4(0) = 0 ist; f4(n) ist damit die Summe über alle vorausliegenden Diskretisierungsfehler e(n – k) = fSoll(n – k) – fdis(n – k) plus der aktuellen Sollfrequenz,
  • e) Bestimmung des DAC-Werts DAC(n) so, dass die zugehörige Frequenz fdis(n) möglichst wenig von der Größe f4(n) abweicht; der Diskretisierungsfehler e(n) = f4(n) – fdis(n) ist im Signalflussgraphen nach 4 im Block ,Diskretisierung' als subtrahiertes Signal berücksichtigt. 13.02.2008
For this, high-frequency errors can form stronger in this method, which are suppressed by the low-pass filter. The sequence of DAC values DAC (n), n = 1... N, is then z. B. iteratively to form the following procedure - the corresponding discrete signal flow graph is in 4 shown:
  • a) Determination of the frequency setpoint f Soll (n) at time nT a
  • b) determining the quantity f 2 (n) as the discrete frequency f dis (n-1) with respect to the past DAC value DAC (n-1), the initial condition f dis (0) = 0 (f dis denotes the respective stationary discrete oscillator frequency, which results in the steady state at the respective DAC value),
  • c) determining the quantity f 3 (n) by subtracting the quantity f 2 (n) from the frequency setpoint f Soll (n),
  • d) determining the quantity f 4 (n) by adding the quantity f 3 (n) to the previous value f 4 (n-1), wherein the initial condition f4 (0) = 0; f is 4 (n) so that the sum over all preceding discretization errors e (n-k) = f setpoint (n-k) -f dis (n-k) plus the current setpoint frequency,
  • e) determining the DAC value DAC (n) such that the associated frequency f dis (n) differs as little as possible from the size f 4 (n); the discretization error e (n) = f 4 (n) -f dis (n) is in the signal flow graph 4 considered in the block, discretization 'as a subtracted signal. 13/02/2008

Die Übertragungsfunktion vom Fehler e(n) zum Ausgang fdis(n) errechnet sich zu He(z) = – (1 – z–1), was einem Hochpass entspricht, der sogenannten erste Differenz. Wenn der Diskretisierungsfehler e(n) ein weißes Rauschen darstellt (für alle Frequenzen gleiche Leistungsdichte), dann ist der Fehler im Ausgangssignal fdis(n) nicht weiß, sondern hat hauptsächlich hochfrequente Anteile, welche durch den nachfolgenden Tiefpass unterdrückt werden.The transfer function from the error e (n) to the output f dis (n) is calculated as H e (z) = - (1 - z -1 ), which corresponds to a high pass, the so-called first difference. If the discretization error e (n) represents white noise (same power density for all frequencies), then the error in the output signal f dis (n) is not white, but mainly has high frequency components which are suppressed by the subsequent low pass.

Die diesem Ansatz zugrundeliegende Idee, den Diskretisierungsfehler spektral zu höheren Frequenzen hin zu verschieben, indem man bei der Diskretisierung auch frühere Diskretisierungsfehler geeignet mit berücksichtigt, kann nun verallgemeinert werden; der zugehörige diskrete Signalflussgraph ist in 5 dargestellt. Es gibt im Rückwärts- und Vorwärtspfad jeweils ein Filter mit der Übertragungsfunktion HR(z) und Hv(z). Für die Übertragungsfunktion He(z) vom Fehler e(n) zum Ausgang fdis(n) wird eine bestimmte Hochpassfunktion gewählt. Zusammen mit der Forderung, dass die Übertragungsfunktion vom Eingang fSoll(n) zum Ausgang fdis(n) ohne die Diskretisierung den Wert 1 haben soll, damit die Form der Frequenzrampe nicht verzerrt wird, ergeben sich die Übertragungsfunktionen der beiden Filter zu HR(z) = 1 + He(z) und Hv(z) = – 1/He(z). Randbedingung bei der Wahl der Fehlerübertragungsfunktion He(z) ist, dass im Signalflussgraphen keine Schleife ohne Verzögerungsglied entstehen darf.The idea underlying this approach of shifting the discretization error spectrally to higher frequencies by taking into account earlier discretization errors in the discretization can now be generalized; the associated discrete signal flow graph is in 5 shown. There are in each case a filter with the transfer function H R (z) and H v (z) in the backward and forward paths. For the transfer function H e (z) from the error e (n) to the output f dis (n) a certain high-pass function is selected. Together with the requirement that the transfer function from the input f Soll (n) to the output f dis (n) should have the value 1 without the discretization, so that the shape of the frequency ramp is not distorted, the transfer functions of the two filters to H R (z) = 1 + H e (z) and H v (z) = - 1 / H e (z). The boundary condition for the choice of the error transfer function H e (z) is that no loop without a delay element may occur in the signal flow graph.

Diese Randbedingung ist z. B. stets dann erfüllt, wenn He(z) ein nichtrekursives Filter der Form He(z) = – 1 + a1z–1 +...+ aKz–K darstellt.This boundary condition is z. B. is always satisfied if H e (z) represents a non-recursive filter of the form H e (z) = - 1 + a 1 z -1 + ... + a K z -K .

Im Ausführungsbeispiel wurde die zweite Fehlersumme minimiert, was einer Wahl der Fehlerübertragungsfunktion He(z) = –(1 – z–1)2 entspricht – dies ist die sogenannte zweite Differenz. Der Betrag ihrer Übertragungsfunktion ist in 6 dargestellt. Dadurch wird der Diskretisierungsfehler zum aller größten Teil in den Sperrbereich des Tiefpasses ,gedrückt' (der Sperrbereich des Tiefpasses fängt bei etwa f = 1 MHz an, was mit fA = 80 MHz der normierten Frequenz f/fA = 0,0125 entspricht).In the exemplary embodiment, the second error sum was minimized, which corresponds to a choice of the error transfer function H e (z) = - (1-z -1 ) 2 - this is the so-called second difference. The amount of their transfer function is in 6 shown. As a result, the discretization error is for the most part 'pushed' into the stop band of the low pass (the stop band of the low pass starts at approximately f = 1 MHz, which corresponds to the normalized frequency f / f A = 0.0125 with f A = 80 MHz) ,

Dadurch benötigt der DAC etwa 6Bits weniger als bei dem einfachsten Ansatz, welcher zu jedem Zeitpunkt den Diskretisierungsfehler minimiert.Thereby needed the DAC is about 6 bits less than the simplest approach, which minimizes the discretization error at any time.

Um sicherzustellen, dass der Diskretisierungsfehler in jedem Fall weiß ist, kann man vor der Diskretisierung noch ein weißes Rauschen aufaddieren (dadurch werden beispielweise Artefakte durch periodisch wiederkehrende Verhältnisse vermieden).Around to ensure that the discretization error is in any case white add a white noise before discretization (thereby For example, artifacts through periodically recurring conditions avoided).

Es sei betont, dass dieser Ansatz voraussetzt, dass die Taktfrequenz des DACs deutlich höher als die Bandbreite des analogen Tiefpasses (V-Tune-Filter) ist.It It should be emphasized that this approach requires that the clock frequency of the DAC significantly higher than the bandwidth of the analog low-pass filter (V-tune filter) is.

Claims (13)

Radarsystem zur Umfelderfassung mit – Sendemitteln zur gerichteten Abstrahlung von Sendeleistung, – Empfangsmitteln zum gerichteten Empfang von an Objekten reflektierter Sendeleistung und – Signalverarbeitungsmitteln zur Prozessierung der empfangenen Leistung und zur Ansteuerung der Sendemittel, wobei a) die Frequenz der Sendeleistung unter Verwendung eines steuerbaren Oszillators moduliert wird, wobei für die Frequenz ein Sollverlauf vorgegeben ist und b) ein Steuersignal des Oszillators aus einer Folge von diskreten Steuersignalwerten mit anschließender analoger Tiefpassfilterung generiert wird, wobei nur ein endlicher Satz diskreter Steuersignalwerte zur Verfügung steht, was zu Diskretisierungsfehlern und damit zu einer Abweichung zwischen einem tasächlichen Ist- und dem Sollverlauf der Frequenz führt, dadurch gekennzeichnet, dass die Folge von diskreten Steuersignalwerten und der analoge Tiefpass so ausgestaltet sind, – dass die sich vor der analogen Filterung ergebenden Diskretisierungsfehler spektral gesehen auf den Durchlassbereich des analogen Tiefpasses oder Teilbereiche davon minimiert ist.Radar system for environment detection with - transmitting means for directional emission of transmission power, - receiving means for the directional reception of object-reflected transmission power and - signal processing means for processing the received power and for controlling the transmission means, wherein a) the frequency of the transmission power is modulated using a controllable oscillator , wherein a desired course is predetermined for the frequency and b) a control signal of the oscillator is generated from a sequence of discrete control signal values with subsequent analog low-pass filtering, whereby only a finite set of discrete control signal values is available, resulting in discretization errors and thus in a deviation between a tasächlichen actual and the desired course of the frequency leads, characterized in that the sequence of discrete control signal values and the analog low-pass filter are designed so - that arise before the analog filtering the discretization error is spectrally minimized to the passband of the analog low pass or portions thereof. Radarsystem nach Anspruch 1, wobei eine Summe des Diskretisierungsfehlers zu einer Mehrzahl von Steuersignalen im Durchlassbereich des analogen Tiefpasses minimiert wird.Radar system according to claim 1, wherein a sum of the Discretization error to a plurality of control signals in Passband of the analog low pass is minimized. Radarsystem nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem die Folge der diskreten Steuersignalwerte durch einen Digital-Analog-Konverter generiert wird, wobei seine Taktfrequenz zum einen deutlich höher als die Bandbreite des analogen Tiefpassfilters und zum anderen auch deutlich höher als die Bandbreite desjenigen Oszillatorsteuersignals ist, welches exakt den Sollverlauf der Frequenz generieren würde.A radar system according to claim 1 or 2, wherein the Sequence of discrete control signal values through a digital-to-analog converter is generated, with its clock frequency for a significantly higher than the bandwidth of the analog low-pass filter and on the other hand significantly higher than the bandwidth of that oscillator control signal which is exactly generate the desired course of the frequency. Radarsystem nach einem der obigen Ansprüche, beim welchem die Folge von diskreten Steuersignalwerten s(n), n = 1...N, iterativ nach folgendem Vorgehen berechnet wird: a) Bestimmung des Frequenzsollwerts fSoll(n) zum Zeitpunkt nTa, wobei Ta die Taktzeit des Digital-Analogwandlers ist, b) Bestimmung der Größe f2(n) aus den stationären diskreten Frequenzen fdis(n – 1), fdis(n – 2), ... zu den zurückliegenden diskreten Steuersignalwerten s(n – 1), s(n – 2), ... durch ein Filter mit der Übertragungsfunktion HR(z), welches aus einem Hochpassfilter mit der Übertragungsfunktion He(z) gemäß der Vorschrift HR(z) = 1 + He(z) gebildet ist (fdis(.) ist also die Oszillatorfrequenz, welche sich im stationären Zustand bei Anlegen des jeweiligen diskreten Steuersignalwertes s(.) ergibt), c) Bestimmung der Größe f3(n), indem vom Frequenzsollwert fSoll(n) die Größe f2(n) subtrahiert wird, d) Bestimmung der Größe f4(n) aus der Größe f3(n) durch ein Filter mit der Übertragungsfunktion Hv(z), welches aus dem Hochpass mit der Übertragungsfunktion He(z) gemäß der Vorschrift Hv(z) = – 1/He(z) gebildet ist, e) Bestimmung des diskreten Steuersignalwertes s(n) so, dass die zugehörige stationäre Oszillatorfrequenz fdis(n) möglichst wenig von der Größe f4(n) abweicht; die Zustandsvariablen der Filter sind dabei geeignet zu initialisieren, z. B. alle zu Null.Radar system according to one of the above claims, wherein the sequence of discrete control signal values s (n), n = 1 ... N, is iteratively calculated according to the following procedure: a) Determining the frequency setpoint f Soll (n) for Time nT a , where T a is the clock time of the digital-to-analog converter, b) determination of the size f 2 (n) from the stationary discrete frequencies f dis (n-1), f dis (n-2), ... to the previous discrete control signal values s (n-1), s (n-2),... through a filter with the transfer function H R (z), which consists of a high-pass filter with the transfer function H e (z) according to the instruction H R (z) = 1 + H e (z) is formed (f dis (.) So is the oscillator frequency, which results in the steady state when applying the respective discrete control signal value s (.)), c) determining the size f 3 ( n) by subtracting the quantity f 2 (n) from the desired frequency value f Soll (n), d) determining the quantity f 4 (n) from the quantity f 3 (n) by a filter having the transfer function H v (z) which is formed from the high pass with the transfer function H e (z) according to the instruction H v (z) = - 1 / H e (z), e) determination of the discrete control signal value s ( n) so that the associated stationary oscillator frequency f dis (n) deviates as little as possible from the size f 4 (n); the state variables of the filters are suitable to initialize, z. For example, all to zero. Radarsystem nach Anspruch 4, wobei vor dem letzten Schritt e) ein stochastisches Signal, z. B. aus einem weißen Rauschprozess, zur Größe f4(n) addiert wird, damit der Diskretisierungsfehler in Schritt e) möglichst unkorreliert ist, so dass beispielweise Artefakte durch periodisch wiederkehrende Verhältnisse vermieden werden.Radar system according to claim 4, wherein before the last step e) a stochastic signal, for. B. from a white noise process, the size f 4 (n) is added so that the discretization error in step e) is as uncorrelated as possible, so that, for example, artifacts are avoided by periodically recurring conditions. Radarsystem nach einem der Ansprüche 3–4, bei welchem das Hochpassfilter He(z) nichtrekursiv ist und die Form He(z) = – 1 + a1z–1 +...+ aKz–K aufweist.A radar system according to any one of claims 3-4, wherein the high pass filter H e (z) is non-recursive and has the form H e (z) = -1 + a 1 z -1 + ... + a K z -K . Radarsystem nach einem der obigen Ansprüche, wobei die Folge diskreter Steuersignalwerte s(n) so gewählt wird, dass die M-te Fehlersumme (M ≥ 1) der zugehörigen stationären Oszillatorfrequenzenfolge fdie(n) gegenüber der Frequenzsollwertfolge fSoll(n) minimal wird, was einer Wahl des Hochpasses He(z) = –(1 – z–1)M entspricht.Radar system according to one of the above claims, wherein the sequence of discrete control signal values s (n) is chosen so that the M-th error sum (M ≥ 1) of the associated stationary oscillator frequency sequence f the (n) with respect to the frequency setpoint sequence f soll (n) is minimal , which corresponds to a choice of the high pass H e (z) = - (1 - z -1 ) M. Radarsystem nach einem der obigen Ansprüche, welches bei Bestimmung der Folge von diskreten Steuersignalwerten s(n) die Verzerrungen und insbesondere die Verzögerung durch die analoge Tiefpassfilterung berücksichtigt.Radar system according to one of the above claims, which when determining the sequence of discrete control signal values s (n) the Distortions and in particular the delay due to the analogue low-pass filtering considered. Radarsystem nach einem der obigen Ansprüche, bei welchem – die Folge der diskreten Steuersignalwerte s(n) durch einen Digital-Analog-Konverter generiert wird und – bei der Bestimmung der Folge s(n) Verzögerungen beim Umschaltverhalten des Digital-Analog-Konverters berücksichtigt werden (z. B. unterschiedliche Schaltseiten beim Setzen und Rücksetzen einzelner Bits).Radar system according to one of the above claims, at wherein - the Sequence of the discrete control signal values s (n) through a digital-to-analogue converter is generated and - at the determination of the sequence s (n) delays in switching behavior of the digital-to-analog converter (eg different switching sides when setting and resetting single bits). Radarsystem nach einem der obigen Ansprüche, bei welchem die Modulation der Sendefrequenz sehr kurze lineare Rampen aufweist.Radar system according to one of the above claims, at which the modulation of the transmission frequency very short linear ramps having. Radarsystem nach einem der obigen Ansprüche, bei welchem für jeden zur Frequenzmodulation benutzten diskreten Steuersignalwert die zugehörige stationäre Oszillatorfrequenz vermessen wird und diese Vermessung mindestens folgende Schritte beinhaltet: – Abtastung des Oszillatorsignals oder eines durch Frequenzteilung daraus gewonnenen Signals, gegebenenfalls nach geeigneter Vorverarbeitung, während der jeweilige diskrete Steuersignalwert angelegt ist und sich der Oszillator im eingeschwungenen Zustand befindet, – Fensterung des abgetasteten Signals und – Frequenzbestimmung für das gefensterte Signal durch eine hochauflösende Spektralanalyse.Radar system according to one of the above claims, at which for each discrete control signal value used for frequency modulation the associated stationary oscillator frequency is measured and this survey at least the following steps includes: - Scanning the oscillator signal or a frequency division obtained therefrom Signal, optionally after appropriate preprocessing, during the respective discrete control signal value is applied and the oscillator is in the steady state, - Windowing of the scanned Signals and - Frequency determination for the windowed signal through a high-resolution spectral analysis. Verfahren zur Steuerung von Frequenzrampen in einem Radarsystem zur Umfelderfassung mit – Sendemitteln zur gerichteten Abstrahlung von Sendeleistung, – Empfangsmitteln zum gerichteten Empfang von an Objekten reflektierter Sendeleistung und – Signalverarbeitungsmitteln zur Prozessierung der empfangenen Leistung und zur Ansteuerung der Sendemittel, wobei c) die Frequenz der Sendeleistung unter Verwendung eines steuerbaren Oszillators moduliert wird, wobei für die Frequenz ein Sollverlauf vorgegeben ist und d) ein Steuersignal des Oszillators aus einer Folge von diskreten Steuersignalwerten mit anschließender analoger Tiefpassfilterung generiert wird, wobei nur ein endlicher Satz diskreter Steuersignalwerte zur Verfügung steht, was zu Diskretisierungsfehlern und damit zu einer Abweichung zwischen einem tasächlichen Ist- und dem Sollverlauf der Frequenz führt, dadurch gekennzeichnet, dass die Folge von diskreten Steuersignalwerten und der analoge Tiefpass so ausgestaltet sind, – dass die sich vor der analogen Filterung ergebenden Diskretisierungsfehler spektral gesehen auf den Durchlassbereichbereich des analogen Tiefpasses oder Teilbereiche davon minimiert ist.Method for controlling frequency ramps in one Radar system for environment detection with - Sending means to the directed Emission of transmission power, - Receiving means to the directed Reception of transmitted power reflected on objects and - Signal processing means for processing the received power and for controlling the transmission means, in which c) the frequency of the transmit power using a controllable Oscillator is modulated, wherein for the frequency of a desired course is given and d) a control signal from the oscillator a sequence of discrete control signal values followed by analogue Low pass filtering is generated, with only a finite set of discrete Control signal values available stands, what to Diskretisierungsfehlern and thus to a deviation between a real thing Actual and the nominal course of the frequency leads, characterized, that the sequence of discrete control signal values and the analog Low pass are designed, - that is in front of the analog Filtering discretization error spectrally the passband range of the analogue lowpass or subranges of which is minimized. Verfahren nach Anspruch 12, wobei eine Summe des Diskretisierungsfehlers zu einer Mehrzahl von Steuersignalwerten minimiert wird.The method of claim 12, wherein a sum of the Discretization error to a plurality of control signal values is minimized.
DE102008009596.6A 2008-02-15 2008-02-15 Radar system for environment detection with means for frequency modulation of the transmission signal Active DE102008009596B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008009596.6A DE102008009596B4 (en) 2008-02-15 2008-02-15 Radar system for environment detection with means for frequency modulation of the transmission signal

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008009596.6A DE102008009596B4 (en) 2008-02-15 2008-02-15 Radar system for environment detection with means for frequency modulation of the transmission signal

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102008009596A1 true DE102008009596A1 (en) 2009-08-20
DE102008009596B4 DE102008009596B4 (en) 2022-11-10

Family

ID=40874071

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102008009596.6A Active DE102008009596B4 (en) 2008-02-15 2008-02-15 Radar system for environment detection with means for frequency modulation of the transmission signal

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102008009596B4 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014218160A1 (en) 2014-09-11 2016-03-17 Conti Temic Microelectronic Gmbh radar system
CN105553467A (en) * 2015-12-08 2016-05-04 北京无线电计量测试研究所 Adjusting method and device of stepped frequency signal
US9720074B2 (en) 2014-02-05 2017-08-01 Nxp Usa, Inc. Circuitry for and method of generating a frequency modulated radar transmitter signal, a radar transceiver circuit and a radar system
CN110651198A (en) * 2017-05-05 2020-01-03 康蒂-特米克微电子有限公司 Radar system with function of monitoring frequency modulation of same kind of transmitting signal sequence

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6621449B1 (en) * 1998-11-11 2003-09-16 Siemens Aktiengesellschaft Method for detection and correction of nonlinearities in radio-frequency voltage controlled oscillators
DE69730416T2 (en) * 1997-06-27 2005-09-08 Eads Deutschland Gmbh Level measurement radar
EP1739841A1 (en) * 2004-02-25 2007-01-03 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Waveform generation method, radar device, and oscillator for radar device

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE60318452T2 (en) 2002-08-26 2009-01-02 Mitsubishi Denki K.K. WAVEFORM GENERATION PROCESS, WAVEFORM GENERATION PROGRAM, WAVEFORM GENERATION CIRCUIT AND RADAR EQUIPMENT

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69730416T2 (en) * 1997-06-27 2005-09-08 Eads Deutschland Gmbh Level measurement radar
US6621449B1 (en) * 1998-11-11 2003-09-16 Siemens Aktiengesellschaft Method for detection and correction of nonlinearities in radio-frequency voltage controlled oscillators
EP1739841A1 (en) * 2004-02-25 2007-01-03 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Waveform generation method, radar device, and oscillator for radar device

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9720074B2 (en) 2014-02-05 2017-08-01 Nxp Usa, Inc. Circuitry for and method of generating a frequency modulated radar transmitter signal, a radar transceiver circuit and a radar system
DE102014218160A1 (en) 2014-09-11 2016-03-17 Conti Temic Microelectronic Gmbh radar system
CN105553467A (en) * 2015-12-08 2016-05-04 北京无线电计量测试研究所 Adjusting method and device of stepped frequency signal
CN105553467B (en) * 2015-12-08 2018-09-07 北京无线电计量测试研究所 A kind of method of adjustment and equipment of stepped frequency signal
CN110651198A (en) * 2017-05-05 2020-01-03 康蒂-特米克微电子有限公司 Radar system with function of monitoring frequency modulation of same kind of transmitting signal sequence
US11822006B2 (en) 2017-05-05 2023-11-21 Conti Temic Microelectronic Gmbh Radar system with monitoring of the frequency modulation of a sequence of similar transmission signals
CN110651198B (en) * 2017-05-05 2024-02-09 康蒂-特米克微电子有限公司 Radar system with function of monitoring frequency modulation of same kind of transmitting signal sequence

Also Published As

Publication number Publication date
DE102008009596B4 (en) 2022-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1797449B1 (en) Radar sensor for motor vehicles
EP0727051B1 (en) Radar device and process for operating it
EP2057480B1 (en) Radar system for detecting surroundings with compensation of interfering signals
EP2483706B1 (en) Radar sensor comprising two oscillators, two i/q transmit mixers and two i/q-receive mixers
EP3538922A1 (en) Radar sensor for motor vehicles
DE102008050117A1 (en) Calibration of a radar unit with device-specific correction curves
DE102016117254A1 (en) Radar device, signal processing device for radar device and speed measuring method for radar device
DE102017211558A1 (en) RADAR SYSTEMS AND RELATED METHODS
DE3028076A1 (en) RADAR SYSTEM FOR VEHICLES
EP1141744A1 (en) Method for detecting and correcting non-linearities of high-frequency voltage-controlled oscillators
WO2002014902A1 (en) Method for pulse width modulation of a radar system
DE102017207604B4 (en) Radar system with frequency modulation monitoring of a series of similar transmission signals
WO1992018876A1 (en) Process and arrangement for retroreflective measurement of distance
WO2018202257A1 (en) Radar system with monitoring of the frequency position of a sequence of similar transmission signals
DE2905023A1 (en) DIGITAL PHASE DETECTOR AND METHOD FOR DETECTING A PHASE DIFFERENCE
DE69922428T2 (en) Continuous wave radar receiver with frequency hopping
DE102008009596B4 (en) Radar system for environment detection with means for frequency modulation of the transmission signal
EP1643265B1 (en) Radar system for automobiles
DE102010040890A1 (en) Radar sensor for use in automatic cruise control or pre-crash system in motor car for measuring e.g. distance of preceding car, has evaluation circuits provided for evaluation of reaction of filter circuit to test frequency signal
EP1635188A1 (en) Method and device for distance and speed measurement
DE102009045677A1 (en) Frequency modulated continuous wave radar sensor for use in motor vehicle for measuring e.g. distance of ahead driving vehicles in surrounding of vehicle, has filter and window function generator for compensating power output in time signal
DE3033504A1 (en) ANTI-BLOCKING DEVICE
EP1782092B1 (en) Monitoring the function of a motor vehicle radar sensor by transforming back and comparing the digital fft data
EP3906421A1 (en) Method for operating a testing apparatus for testing a distance sensor operating by means of electromagnetic waves and corresponding testing apparatus
DE102012100427A1 (en) Device with a voltage-controlled oscillator and a circuit arrangement for driving the oscillator

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
R012 Request for examination validly filed
R012 Request for examination validly filed

Effective date: 20150116

R084 Declaration of willingness to licence
R084 Declaration of willingness to licence
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final