DE102008034572A1 - Kostengünstiges Nahbereichsradar - Google Patents

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Abstract

Ein kostengünstiges Radarsystem, das die Monopulsstrahlformung nutzt, um Objekte auf der Fahrbahn sowohl in Bezug auf die Höhe als auch in Bezug auf den Azimut zu detektieren. In einer nicht einschränempfängerarchitektur eine erste Strahlformungsvorrichtung und mehrere Antennen, die mit der ersten Strahlformungsvorrichtung gekopppelt sind, und eine zweite Strahlformungsvorrichtung und mehrere Antennen, die mit der zweiten Strahlformungsvorrichtung gekoppelt sind. Die erste und die zweite Strahlformungsvorrichtung sind unter 90° relativ zueinander orientiert, sodass die durch die erste Strahlformungsvorrichtung gelieferten Empfangsstrahlen Objekte in Bezug auf den Azimut und die durch die zweite Strahlfomungsvorrichtung gelieferten Empfangsstrahlen Objekte in Bezug auf die Höhe detektieren. Es ist ein erster Schalter vorgesehen, um das Summenmustersignal von der ersten und von der zweiten Strahlformungsvorrichtung wahlweise mit einer Ausgangsleitung zu koppeln, und es ist ein zweiter Schalter vorgesehen, um die Differenzmustersignale von der dersten und von der zweiten Strahlformungsvorrichtung wahlweise mit einer weiteren Ausgangsleitung zu koppeln.

Description

  • QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
    • Diese Anmeldung beansprucht die Priorität des Anmeldedatums der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 60/951,131, eingereicht am 20. Juli 2007, mit dem Titel ”Low Cost Short Range Radar”.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Radarsystem für Kraftfahrzeuganwendungen und insbesondere auf ein kostengünstiges Radarsystem für Kraftfahrzeuganwendungen, das einen Transceiver nutzt, der einen Empfänger mit einem Monopulsstrahlformer enthält, wobei der Transceiver eine Signalverarbeitung sowohl in Bezug auf den Azimut als auch in Bezug auf die Höhe bereitstellt.
  • 2. Erläuterung des Standes der Technik
  • Es ist bekannt, dass in Fahrzeugen in Verbindung mit verschiedenen Systemen wie etwa adaptiven Geschwindigkeitsregelungssystemen (ACC-Systemen), Kollisionsminderungs- und Kollisionswarnsystemen, automatischen Bremssystemen usw. Radarsysteme verwendet werden. Gegenwärtig werden Radarsysteme in Fahrzeugen verwendet, um eine Objektdetektierung und -warnung zu liefern, wobei sie für zukünftige Systeme in Fahrzeugen wie etwa für ACC-Systeme und Kollisionsvermeidungssysteme untersucht werden.
  • Für jene Fahrzeugsysteme, bei denen das Radarsystem Objekte vor dem Fahrzeug detektieren muss, wie etwa, um eine automatische Bremsung oder Warnungen bereitzustellen, um eine Kollision zu verhindern, ist es notwendig, dass das Radarsystem sowohl eine Objektdetektierung in der Azimutrichtung (von einer Seite zur anderen) als auch eine Objektdetektierung in der Höhenrichtung (nach oben und unten) bereitstellt, um erfolgreich zu arbeiten. Bisher war es eine Entwurfsherausforderung, ein Kraftfahrzeugradarsystem zu schaffen, das kostengünstig ist und erwünschte Objekte detektieren kann, aber andere Objekte über einer bestimmten Höhe wie etwa Überführungen, Brücken, hängende Verkehrszeichen usw., die die Fahrzeugfahrt nicht stören würden, ignoriert. Im Gebiet sind hochkomplexe und fortgeschrittene Radarsysteme wie etwa phasengesteuerte Antennengruppen, die mehrere Antennenelemente nutzen, die Phasenschieber und eine komplexe Signalverarbeitung enthalten, bekannt, die Objekte über einer bestimmten Höhe detektieren und eliminieren können. Allerdings sind solche komplexen Radarsysteme wegen ihrer Kosten und Komplexität üblicherweise zur Verwendung in Fahrzeugen nicht geeignet.
  • Im Gebiet ist vorgeschlagen worden, ein einfaches Radarsystem für Fahrzeuge zu schaffen, das alle Ziele, die feststehend sind, ignoriert, sodass erhöhte feststehende Ziele von dem System nicht verarbeitet werden. Allerdings müsste ein wünschenswertes adaptives Geschwindigkeitsregelungs- oder Kollisionsvermeidungssystem viele Typen feststehender Objekte detektieren, um wirksam zu sein. Außerdem ist es möglich, den nutzbaren Bereich von Radarstrahlen in Bezug auf die Höhe so zu begrenzen, dass das System, da es nur einen begrenzten Teil des divergierenden Strahls verwendet, Objekte über einer bestimmten Höhe nicht erfasst oder verarbeitet. Allerdings ist es in vielen dieser Systeme erwünscht, bestimmte Objekte auf der Fahrbahn zu detektieren, die sich in einer wesentlichen Entfernung vor dem Fahrzeug befinden. Ferner ist im Gebiet vorgeschlagen worden, einen Sensorzusammenschluss bereitzustellen, bei dem die Radardetektierung mit anderen Detektierungsvorrichtungen wie etwa Kameras zusammengeschlossen wird, um jene Objekte, die sich über einer bestimmten Höhe befinden, die über der Fahrbahn verläuft, zu beseitigen. Allerdings sind solche Systeme ebenfalls sehr komplex und üblicherweise für Kraftfahrzeuganwendungen nicht geeignet.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • In Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Erfindung wird ein kostengünstiges Radarsystem offenbart, das die Monopulsstrahlformung nutzt, um Objekte auf der Fahrbahn sowohl in Bezug auf die Höhe als auch in Bezug auf den Azimut zu detektieren. In einer nicht einschränkenden Ausführungsform enthält eine Strahlformungsempfängerarchitektur eine erste Strahlformungsvorrichtung und mehrere Antennen, die mit der ersten Strahlformungsvorrichtung gekoppelt sind, und eine zweite Strahlformungsvorrichtung und mehrere Antennen, die mit der zweiten Strahlformungsvorrichtung gekoppelt sind. Die erste und die zweite Strahlformungsvorrichtung sind unter 90° relativ zueinander orientiert, sodass die durch die erste Strahlformungsvorrichtung gelieferten Empfangsstrahlen Objekte in Bezug auf den Azimut und die durch die zweite Strahlformungsvorrichtung gelieferten Empfangsstrahlen Objekte in Bezug auf die Höhe detektieren. Es ist ein erster Schalter vorgesehen, um das Summenmustersignal von der ersten und von der zweiten Strahlformungsvorrichtung wahlweise mit einer Ausgangsleitung zu koppeln, und es ist ein zweiter Schalter vorgesehen, um die Differenzmustersignale von der ersten und von der zweiten Strahlformungsvorrichtung wahlweise mit einer weiteren Ausgangsleitung zu koppeln. Auf diese Weise kann ein einzelner Satz von Empfängerelektronik, der mit den Summen- und Differenzmuster-Ausgangsleitungen verbunden ist, verwendet werden, um sowohl Azimut- als auch Höheninformationen zu erhalten. In dieser Anordnung ist nur ein einzelner fester Sendestrahl notwendig, um die Szene zu beleuchten.
  • Zusätzliche Merkmale der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung und aus den beigefügten Ansprüchen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen hervor.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine schematische Draufsicht eines Radarempfängers, der einen herkömmlichen analogen Summen- und Differenzstrahlformer nutzt, um Monopuls-Summen- und -Differenzstrahlmuster zu liefern, wobei zwischen den Eingangskanälen des Monopulsstrahlformers eine zusätzliche Phasenverschiebung hinzugefügt wird, um die Strahlen von der Hauptstrahlrichtung wegzulenken;
  • 2 ist eine schematische Draufsicht eines Radarempfängers, der einen Digitalprozessor nutzt, um die Monopuls-Summen- und -Differenzstrahlmuster mit zusätzlicher Phasenverschiebung zu erzeugen, um die Summen- und Differenzmuster von der Hauptstrahlrichtung wegzulenken.
  • 3 ist eine Draufsicht einer Empfängerarchitektur für ein Radarsystem, das zwei Strahlformungseinheiten, eine für den Azimut und eine für Höhe, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält;
  • 4 ist eine Draufsicht einer Empfängerarchitektur für ein Radarsystem, das vier Antennen und vier Strahlformer zur Bereitstellung einer Monopulssignalverarbeitung sowohl in Bezug auf den Azimut als auch in Bezug auf die Höhe gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält;
  • 5 ist eine Draufsicht einer Senderarchitektur für ein Radarsystem, das eine erste Antennenanordnung für einen ersten Strahl und eine zweite Antennenanordnung für einen zweiten Strahl, die eine Objektdetektierung in Bezug auf die Höhe bereitstellen, gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nutzt;
  • 6 ist eine Draufsicht einer Senderarchitektur für ein Radarsystem, das einen Phasenschieber zum Lenken eines Strahls zur Bereitstellung einer Objektdetektierung in Bezug auf die Höhe gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält; und
  • 7 ist eine Draufsicht einer Sendearchitektur für ein Radarsystem, das einen analogen Monopulsstrahlformer, der Summen- und Differenzstrahlen bereitstellt, die ein Objekt in Bezug auf die Höhe detektieren, gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Die folgende Diskussion der Ausführungsformen der Erfindung, die auf ein kostengünstiges Radarsystem für Kraftfahrzeuganwendungen, die einen Monopulsstrahlformer in einem Empfänger mit einem einfachen einzelnen Strahlsender nutzen und eine Objektdetektierung sowohl in Bezug auf den Azimut als auch in Bezug auf die Höhe bereitstellen, gerichtet ist, ist dem Wesen nach lediglich beispielhaft und soll die Erfindung oder ihre Anwendungen oder Verwendungen in keiner Weise einschränken.
  • 1 ist ein Blockschaltplan einer Empfängerarchitektur 10 für einen Radar-Transceiver, der für Kraftfahrzeuganwendungen anwendbar ist. Für bestimmte Radar-Transceiver ist es erwünscht, den Sender zu einer einfachen Sendevorrichtung zu machen und die Komplexität für die Signalverarbeitung in der Empfängerarchitektur anzuordnen. Die Empfängerarchitektur 10 enthält einen herkömmlichen analogen Summen- und Differenzstrahlformer 12, der eine analoge Monopulsstrahlformung von von zwei Antennen 14 und 16 empfangenen Empfangssignalen bereitstellt. In Abhängigkeit von der geforderten Antennenbandbreite könnten die Antennen 14 und 16 aus einem oder aus mehreren einzelnen Elementen bestehen. Von den Antennen 14 und 16 empfangene Signale werden über Phasenschieber 18 bzw. 20, die die Phase der Empfangssignale für eine Monopulsverarbeitung in einer im Folgenden ausführlich diskutierten Weise ändern, an einen herkömmlichen Monopulsstrahlformer 12 gesendet.
  • Die Radarmonopulssignalverarbeitung enthält das Vergleichen von Empfangsstrahlen, die von wenigstens zwei Antennen erzeugt werden, wenn die von den Antennen empfangenen Signale phasengleich und um 180° phasenverschoben sind. Wenn die Empfangssignale phasengleich kombiniert werden, werden die Empfangsstrahlen entlang einer Antennenhauptstrahlrichtung gerichtet, die üblicherweise direkt vor dem Fahrzeug ist. Wenn die Signale um 180° phasenverschoben sind, gibt es entlang des Antennenhauptstrahls null, wobei die Phasendifferenz aber beiderseits der Hauptstrahlrichtung Strahlseitenkeulen erzeugt. Wenn die von Zielen empfangenen Signale zwischen den Empfangsstrahlen, die phasengleich (Summenmuster) in Bezug auf den Empfangsstrahl kombiniert werden, und die phasenverschoben (Differenzmuster) kombiniert werden, verglichen werden, kann die Richtung des Ziels relativ zur Hauptstrahlrichtung bestimmt werden. Es sind die relative Amplitude und Phase der Signale, die die spezifische Richtung des Ziels relativ zur Antennenhauptstrahlrichtung liefern. Der herkömmliche Strahlformer 12 kann die geforderten Zielmonopulssignale liefern, indem er die von jeder Antenne empfangenen Strahlen teilt und sie sowohl mit einer Phasenverschiebung von 0 Grad als auch mit einer Phasenverschiebung von 180 Grad kombiniert, um das Summen- und das Differenzmuster zu erzeugen. Durch Addieren einer zusätzlichen relativen Phasenverschiebung zwischen den Signalen von den zwei Antennen können das Summen- und das Differenzmuster auf Winkel außerhalb der Hauptstrahlrichtung abgetastet werden, um die Winkelgenauigkeit für Ziele außerhalb der Hauptstrahlrichtung zu verbessern.
  • 2 ist ein Blockschaltplan einer Empfängerarchitektur 24, die einen Digitalprozessor 26 zum Ausführen der Monopulsstrahlformung und zum Lenken in dem Digitalbereich enthält. Von den Antennen 28 und 30 werden Signale empfangen, die durch Abwärtsumsetzer 32 bzw. 34 abwärts umgesetzt werden. Wie zuvor erwähnt wurde, könnten die Antennen 28 und 30 in Abhängigkeit von der geforderten Antennenbandbreite aus mehreren Anordnungselementen bestehen. Die Empfangssignale werden durch Analog/Digital-Umsetzer 36 und 38 in Digitalsignale umgesetzt, wobei die Digitalsignale an den Digitalprozessor 26 gesendet werden. Der Prozessor 26 kann die Monopulssignalverarbeitung unter Verwendung von Signalen von den Antennen 28 und 30 ausführen, um die Summen- und Differenzstrahlen zu liefern, die daraufhin verglichen werden, um Ziele entlang oder in der Nähe der Hauptstrahlrichtung der Antennen 28 und 30 zu identifizieren. Außerdem kann die relative Phasenverschiebung zwischen dem Signal von den Antennen 28 und 30 angewendet werden, um die Summen- und Differenzmuster in dem digitalen Bereich von der Hauptstrahlrichtung weg zu lenken.
  • Die Empfängerarchitekturen 10 und 24 schaffen eine einfache Technik, um den Monopulsprozess zu verwenden, um ein Ziel mit höherer Genauigkeit als die herkömmliche Monopulsvorgehensweise zu detektieren, da die Summen- und Differenzmuster von der Hauptstrahlrichtung weggelenkt werden können. Allerdings liegt die Zieldetektierungsrichtung lediglich in einer einzelnen Ebene wie etwa in der Azimutebene. Um eine Monopulsverarbeitung sowohl in Bezug auf den Azimut als auch in Bezug auf die Höhe bereitzustellen, die für Kraftfahrzeuganwendungen erwünscht ist, können zusätzliche Antennen und Strahlformer notwendig sein.
  • 3 ist eine Draufsicht einer Empfängerarchitektur 46, die eine erste Antennenanordnung und einen ersten Strahlformer 48 und eine zweite Antennenanordnung und einen zweiten Strahlformer 50 enthält, die auf der Grundlage der herkömmlichen Monopulstechniken mit einer zusätzlichen Phasenverschiebung zum Lenken des Summen- und Differenzmusters, wie sie oben beschrieben wurde, arbeiten. In dieser Ausführungsform schaffen die Antennenanordnung und der Strahlformer 48 eine Monopulsverarbeitung in der Azimutrichtung und schaffen die Antennenanordnung und der Strahlformer 50 eine Monopulsverarbeitung in der Höhenrichtung.
  • Die Antennenanordnung und der Strahlformer 48 enthalten vier Antennen 52, 54, 56 und 58 und einen Strahlformer 60, der entweder ein analoger Strahlformer oder ein digitaler Strahlformer des oben diskutierten Typs sein kann. Die Antennen 52 und 56 wirken zusammen, um einen Strahl zu bilden, und die Antennen 54 und 58 wirken zusammen, um einen weiteren Strahl zu bilden, um die zwei Strahlen für die Monopulsverarbeitung zu liefern. Die Antennen 52 und 56 sind durch eine Übertragungsleitung 62 mit dem Strahlformer 60 gekoppelt und die Antennen 54 und 58 sind durch eine Übertragungsleitung 64 mit dem Strahlformer 60 gekoppelt.
  • Die Antennenanordnung und der Strahlformer 50 enthalten Antennen 68, 70, 72 und 74 und einen Strahlformer 76. Die Antennen 68 und 72 wirken zusammen, um einen Strahl zu bilden, und die Antennen 70 und 74 wirken zusammen, um einen weiteren Strahl zu bilden, um die zwei Strahlen für die Monopulsverarbeitung zu liefern. Die Antennen 68 und 72 sind durch eine Übertragungsleitung 78 mit dem Strahlformer 76 gekoppelt und die Antennen 70 und 74 sind durch eine Übertragungsleitung 80 mit dem Strahlformer 76 gekoppelt.
  • Die Antennenanordnung und der Strahlformer 48 liefern auf der Übertragungsleitung 82 bzw. auf der Übertragungsleitung 84 die Zielsignale der Summen- und Differenzmuster in der horizontalen Ebene. Gleichfalls liefern die Antennenanordnung und der Strahlformer 50 auf der Übertragungsleitung 86 bzw. auf der Übertragungsleitung 88 die Zielsignale der Summen- und Differenzmuster in der vertikalen Ebene. In Abhängigkeit davon, in welcher Richtung, Azimut oder Höhe, das Radarsystem gegenwärtig detektiert, schaltet ein Schalter 90 den Summenstrahl in der Azi mutrichtung und in der Höhenrichtung zu einer Ausgangsübertragungsleitung 92 und schaltet ein Schalter 94 den Differenzstrahl in der Azimut- und in der Höhenrichtung zu einer Ausgangsübertragungsleitung 96. Auf diese Weise kann ein einzelner Satz von Monopulsempfängerelektronik verwendet werden, um mit einem einzelnen festen Sendestrahl sowohl Azimut- als auch Höheninformationen über das Ziel zu bestimmen.
  • 4 ist eine Draufsicht einer Antenne und eines Strahlformers 100 für ein Radarsystem, das eine Anordnung von vier Antennen 102, 104, 106 und 108 und vier Strahlformer 110, 112, 114 und 116 enthält. Durch Bereitstellung der vier Strahlformer 110, 112, 114 und 116 können die Anordnungen der Antennen 102, 104, 106 und 108 in dieser Ausführungsform unter Verwendung der Monopulsverarbeitung sowohl Empfangsstrahlen in Bezug auf den Azimut als auch Empfangsstrahlen in Bezug auf die Höhe liefern. Die Antennen 102 und 104 liefern auf der Übertragungsleitung 120 bzw. 122 Zielsignale an den Strahlformer 110. Der Strahlformer 110 liefert auf der Übertragungsleitung 124 die Summenstrahlzielsignale und auf der Übertragungsleitung 126 die Differenzstrahlzielsignale. Gleichfalls werden die von den Antennen 106 und 108 empfangenen Zielsignale auf den Übertragungsleitungen 128 bzw. 130 an den Strahlformer 114 gesendet. Der Strahlformer 114 liefert auf der Übertragungsleitung 132 die Summenstrahlzielsignale und auf der Übertragungsleitung 134 die Differenzstrahlzielsignale. Die Summenstrahlsignale auf den Übertragungsleitungen 124 und 132 werden an den Strahlformer 112 gesendet, der auf der Übertragungsleitung 140 die Summenstrahlsignale für das Höhendifferenzstrahlsignal auf der Übertragungsleitung 142 liefert. Gleichfalls werden die Differenzstrahlsignale auf den Übertragungsleitungen 126 und 134 an den Strahlformer 116 gesendet, der auf der Übertragungsleitung 144 (dem Summenanschluss des Strahlformers 116) die Azimutdifferenzstrahlsignale liefert. Unter Verwendung eines einzelnen Satzes von Monopulsempfangselektronik, der mit dem Summenstrahlsignal 140 verbunden ist und zwischen den Differenzstrahlmustern der Höhe 142 und des Azimut 144 umschaltet, kann sowohl die Azimut- als auch die Höhenposition eines Ziels mit einem einzelnen Sender mit festem Strahl bestimmt werden.
  • 5 ist eine Draufsicht einer Senderarchitektur 150, die in verschiedenen Richtungen zwei getrennte Strahlen 152 und 154 liefert, um unter zwei verschiedenen Höhenwinkeln eine Szenebeleuchtung zu liefern. In dieser Ausführungsform könnte ein Empfänger wie etwa der entweder in 1 oder in 2 gezeigte Typ verwendet werden, der zusammen mit dem oben erwähnten dualen Höhenstrahlsender eine Monopulsverarbeitung von Signalen in einer Azimutrichtung bereitstellen kann, um sowohl Azimut- als auch Höheninformationen über die Ziele zu erhalten. Die Senderarchitektur 150 enthält eine erste Antenne 156, die den Strahl 152 erzeugt, und eine zweite Antenne 158, die den Strahl 154 erzeugt. Der Sender 156 enthält mehrere Planare Antennenelemente 160, die entlang einer Übertragungsleitung 162 positioniert sind, wobei die Entfernung zwischen den Antennenelementen 160 die Phasenbeziehung zwischen den Antennenelementen 160 und somit die Richtung des Strahls 152 definiert. Je mehr Antennenelemente in dem Sender oder in dem Empfänger verwendet werden, desto schmaler ist der Strahl in einer bestimmten Richtung und desto höher ist seine Leistung.
  • Außerdem enthält der Sender 158 mehrere Antennenelemente 164, die entlang einer Übertragungsleitung 166 positioniert sind, wobei die Entfernung zwischen den Antennenelementen 164 die Phasenbeziehung zwischen den Antennenelementen 164 definiert und die Richtung des Strahls 154 liefert. Somit kann der Strahl 152 entlang der Hauptstrahlrichtung des Fahrzeugs in Bezug auf die Höhe gerichtet werden und kann der Strahl 154 in Richtung des Bodens gerichtet werden, um zu bestimmen, ob ein detektiertes Objekt auf dem Boden ist. Die Transceiver-Architektur 150 enthält einen Schalter 168, der zwischen den Sendern 156 und 158 umschaltet, sodass ein Sendesignal auf einer Übertragungseingangsleitung 170 durch die Sender 156 oder 158 gesendet wird.
  • 6 ist eine Draufsicht einer Senderarchitektur 180, die das Prinzip der Senderarchitektur 150, jedoch mit einer einzelnen Antenne 182, nutzt. Die Senderarchitektur 180 könnte in einem Transceiver mit einem reinen Azimutmonopulsempfänger wie etwa dem in 1 und 2 gezeigten Typ verwendet werden, um sowohl Azimut- als auch Höheninformationen zu erhalten. Der Sender 182 enthält eine Anzahl von Antennenelementen 184 (wobei drei gezeigt sind), die mit einer Übertragungsleitung 186 gekoppelt sind, und eine weitere Anzahl von Antennenelementen 188 (wobei drei gezeigt sind), die mit einer Übertragungsleitung 190 gekoppelt sind. Die Übertragungsleitung 186 und die Übertragungsleitung 188 sind mit einer gemeinsamen Eingangsübertragungsleitung 192 gekoppelt. In der Übertragungsleitung 186 ist ein Phasenschieber 194 vorgesehen, um zwischen den Antennenelementen 184 und den Antennenelementen 188 eine steuerbare Phasenverschiebung bereitzustellen, die ermöglicht, dass ein Strahl 196 in Abhängigkeit von der Größe der Antennenelemente 184 und 188 in Bezug auf die Höhe über einem begrenzten Winkel gelenkt wird.
  • 7 ist eine Draufsicht einer Senderarchitektur 200, die Signale in Abhängigkeit von der Stellung eines Schalters 216, der so positioniert ist, dass er eine Differenzszenebeleuchtung in Bezug auf die Höhe liefern kann, entweder in einem Summen- oder in einem Differenzmuster senden kann. Die Senderarchitektur 200 könnte in einem Transceiver mit einem reinen Azimutmonopulsempfänger wie etwa dem in 1 und 2 gezeigten verwendet werden, um sowohl Azimut- als auch Höheninformationen zu erhalten. Die Senderarchitektur 200 enthält einen Sender 202 mit Antennenelementen 204, die mit einer Übertragungsleitung 206 gekoppelt sind, und mit Antennenelementen 208, die mit einer weiteren Übertragungsleitung 210 gekoppelt sind. Zwischen den Übertragungsleitungen 206 und 210 ist ein analoger Monopulsstrahlformer 212 vorgesehen. Auf einer Eingangsübertragungsleitung 214 wird ein zu sendendes Signal geliefert. Der Schalter 216 schaltet zwischen einem Phasengleich-Anschluss 218 und einem Phasenverschoben-Anschluss 220 des Strahlformers 212 um. Wenn der Schalter 216 auf den Phasengleich-Anschluss 220 geschaltet ist, liefert der Sender 202 einen Strahl 222, der parallel zu dem Boden vor dem Fahrzeug ist. Wenn der Schalter 216 auf den Phasenverschoben-Anschluss 218 geschaltet ist, erzeugt der Sender 202 zwei Strahlen 224 und 226 mit null dazwischen. Somit können im Ergebnis des Umschaltens zwischen dem Summen- und dem Differenzstrahlmuster Ziele vor dem Fahrzeug in Bezug auf die Höhe detektiert werden.
  • Die vorstehende Diskussion offenbart und beschreibt lediglich beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Der Fachmann auf dem Gebiet erkennt aus dieser Diskussion und aus den beigefügten Zeichnungen und Ansprüchen leicht, dass daran verschiedene Änderungen, Abwandlungen und Veränderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Erfindungsgedanken und Umfang der Erfindung, wie sie in den folgenden Ansprüchen definiert sind, abzuweichen.

Claims (20)

  1. Empfängerarchitektur, die umfasst: einen ersten Empfänger, der eine erste Strahlformungsvorrichtung und mehrere Antennen, die mit der ersten Strahlformungsvorrichtung gekoppelt sind, enthält, wobei die mehreren Antennen in dem ersten Empfänger wenigstens zwei Strahlen in einer ersten Richtung liefern; einen zweiten Empfänger, der eine zweite Strahlformungsvorrichtung und mehrere Antennen, die mit der zweiten Strahlformungsvorrichtung gekoppelt sind, enthält, wobei der zweite Empfänger unter 90° relativ zu dem ersten Empfänger orientiert ist und wenigstens zwei Strahlen in einer zweiten Richtung liefert; einen ersten Schalter, der wahlweise phasengleiche Strahlen von der ersten und von der zweiten Strahlformungsvorrichtung mit einer ersten Ausgangsleitung koppelt; und einen zweiten Schalter, der wahlweise phasenverschobene Strahlen von der ersten und von der zweiten Strahlformungsvorrichtung mit einer zweiten Ausgangsleitung koppelt.
  2. Empfängerarchitektur nach Anspruch 1, bei der die erste und die zweite Strahlformungsvorrichtung aus der Gruppe ausgewählt sind, die analoge Strahlformer und digitale Strahlformer umfasst.
  3. Empfängerarchitektur nach Anspruch 1, bei der der erste Empfänger und der zweite Empfänger jeweils vier Antennen enthalten, wobei zwei der Antennen zusammenwirken, um einen Strahl zu bilden, und zwei der Antennen zusammenwirken, um einen weiteren Strahl zu bilden.
  4. Empfängerarchitektur nach Anspruch 1, bei der die Antennen Patch-Antennen sind.
  5. Empfängerarchitektur nach Anspruch 1, bei der der erste Empfänger Strahlen in einer Azimutrichtung liefert und der zweite Empfänger Strahlen in einer Höhenrichtung liefert.
  6. Empfängerarchitektur nach Anspruch 5, bei der die Empfängerarchitektur Teil eines Radarsystems in einem Fahrzeug ist.
  7. Empfängerarchitektur nach Anspruch 1, bei der die erste Strahlformungsvorrichtung und die zweite Strahlformungsvorrichtung den phasengleichen und den phasenverschobenen Strahl durch Monopulsverarbeitung erzeugen.
  8. Empfängerarchitektur, die umfasst: wenigstens zwei Antennen, die Strahlen relativ zu einer Antennenhauptstrahlrichtung liefern; und wenigstens eine Strahlformungsvorrichtung, die Monopulsstrahlformung nutzt, wobei die Strahlformungsvorrichtung Signale verarbeitet, die von den Antennen empfangen werden, wobei die Strahlformungsvorrichtung ein Ausgangssignal liefert, wenn die von zwei Antennen gelieferten Strahlen zueinander phasengleich sind, und ein weiteres Ausgangssignal liefert, wenn die Strahlen der zwei Antennen um 180° gegeneinander phasenverschoben sind.
  9. Empfängerarchitektur nach Anspruch 8, bei der die wenigstens eine Strahlformungsvorrichtung aus der Gruppe ausgewählt ist, die analoge Strahlformungsvorrichtungen und digitale Strahlformungsvorrichtungen umfasst.
  10. Empfängerarchitektur nach Anspruch 8, bei der die wenigstens zwei Antennen vier Antennen sind, wobei zwei der Antennen zusammenwirken, um einen Strahl zu liefern, und zwei der Antennen zusammenwirken, um einen weiteren Strahl zu liefern.
  11. Empfängerarchitektur nach Anspruch 8, bei der die Antennen Patch-Antennen sind.
  12. Empfängerarchitektur nach Anspruch 8, bei der die wenigstens zwei Antennen und die wenigstens eine Strahlformungsvorrichtung vier Antennen und eine Strahlformungsvorrichtung in einem Empfänger sind, der eine Monopulsverarbeitung in einer ersten Richtung bereitstellt, und vier Antennen und eine Strahlformungsvorrichtung in einem weiteren Empfänger sind, der eine Monopulsverarbeitung in einer zweiten Richtung bereitstellt.
  13. Empfängerarchitektur nach Anspruch 8, bei der die wenigstens zwei Antennen vier Antennen sind und die wenigstens eine Strahlformungsvorrichtung vier Strahlformungsvorrichtungen sind, die zusammenwirken, um eine Signaldetektierung in zwei Richtungen bereitzustellen.
  14. Empfängerarchitektur nach Anspruch 8, bei der die Empfängerarchitektur Teil eines Radarsystems in einem Fahrzeug ist.
  15. Empfänger für ein Radarsystem in einem Fahrzeug, wobei der Empfänger umfasst: mehrere Antennen, die wenigstens zwei Strahlen relativ zu einer Antennenhauptstrahlrichtung bereitstellen; und mehrere Strahlformungsvorrichtungen, die Monopulsstrahlformung nutzen, wobei der Empfänger veranlasst, dass die Strahlen phasengleich sind und entlang der Antennenhauptstrahlrichtung zusammenwirken, und um 180° phasenverschoben sind, um Seitenkeulen relativ zu der Antennenhauptstrahlrichtung zu liefern, sodass wenigstens eine Strahlformungsvorrichtung phasengleiche und phasenverschobene Signale in einer Azimutrichtung liefert und wenigstens eine Strahlformungsvorrichtung phasengleiche und phasenverschobene Signale in einer Höhenrichtung liefert.
  16. Empfänger nach Anspruch 15, bei dem die mehreren Strahlformungsvorrichtungen aus der Gruppe ausgewählt sind, die analoge Strahlformungsvorrichtungen und digitale Strahlformungsvorrichtungen umfasst.
  17. Empfänger nach Anspruch 15, bei dem die mehreren Antennen vier Antennen sind, wobei zwei der Antennen zusammenwirken, um einen Strahl zu liefern, und zwei der Antennen zusammenwirken, um einen weiteren Strahl zu liefern.
  18. Empfänger nach Anspruch 15, bei dem die mehreren Antennen Patch-Antennen sind.
  19. Empfänger nach Anspruch 15, bei dem die mehreren Antennen und die mehreren Strahlformungsvorrichtungen vier Antennen und eine Strahlformungsvorrichtung sind, die eine Monopulsverarbeitung in einer ersten Richtung bereitstellt, und vier Antennen und eine Strahlformungsvorrichtung sind, die eine Monopulsverarbeitung in einer zweiten Richtung bereitstellt.
  20. Empfänger nach Anspruch 15, bei dem die mehreren Antennen vier Antennenelemente sind und die mehreren Strahlformungsvorrichtungen vier Strahlformungsvorrichtungen sind, die zusammenwirken, um eine Signaldetektierung in zwei Richtungen bereitzustellen.
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