DE102011082915A1

DE102011082915A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Erfassen von Signalen mit stark unterschiedlichen Amplituden

Info

Publication number: DE102011082915A1
Application number: DE102011082915A
Authority: DE
Inventors: Johannes Steffens; Luke Cirillo
Original assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Current assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Priority date: 2011-09-19
Filing date: 2011-09-19
Publication date: 2013-03-21

Abstract

Das Verfahren dient zum Messen eines ersten Signals (211) und zumindest eines zweiten Signals (212) mittels eines Analog-/Digital-Wandlers, der direkt oder indirekt mit einem einstellbaren Dämpfungsglied verbunden ist. Wenn die zumindest beiden Signale (211, 212) dem Analog-/Digital-Wandler über das einstellbare Dämpfungsglied zugeführt werden wird zu Beginn der Messvorgang gestartet. Im Weiteren wird die variable Dämpfung (41) innerhalb des Dämpfungsglieds derart eingestellt, dass die maximale Amplitude des ersten Signals (211) dem Referenzpegel des Analog/Digital-Wandlers entspricht. Im Anschluss daran wird die variable Dämpfung (41) innerhalb des Dämpfungsglieds derart eingestellt, dass die maximale Amplitude des zumindest einen zweiten Signals (212) dem Referenzpegel des Analog/Digital-Wandlers entspricht, sobald das erste Signal (211) innerhalb des Messvorgangs gemessen wurde. Schlussendlich wird der Messvorgang beendet, sobald das zumindest eine zweite Signal (212) gemessen wurde.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erfassen von Signalen mit stark unterschiedlichen Amplituden ohne dass die Signale abgeschnitten (engl. clipping) werden, oder sich der Dynamikbereich verschlechtert.
Häufig müssen bei Messapplikationen Signale mit unterschiedlicher Amplitude von einem Analog-/Digital-Wandler gemessen werden. Wird die Messschaltung dabei so dimensioniert, dass die Signale mit der höchsten Amplitude den Analog-/Digital-Wandler voll aussteuern, also so hoch sind wie die Referenzspannung des Analog-/Digital-Wandlers, dann können Signale mit einer niedrigen Amplitude nur sehr ungenau gemessen werde. Für den Fall, dass die Messschaltung derart dimensioniert ist, dass ein Signal mit einer niedrigen Amplitude den Analog-/Digital-Wandler voll aussteuert, kann dieses zwar mit einer hohen Auflösung gemessen werden, allerdings werden Signale mit einer noch höheren Amplitude abgeschnitten.
Aus der US 2003/0156666 A1 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren für eine Messapplikation bekannt, in welcher ein einstellbares Dämpfungsglied vor den Analog-/Digital-Wandler geschaltet ist. Eine Auswerteschaltung ermittelt den digitalisierten Abtastwert am Ausgang des Analog-/Digital-Wandlers und stellt die Dämpfung des Dämpfungsglieds abwechselnd derart ein, dass sowohl Impulse mit einer niedrigen, als auch mit einer hohen Amplitude gleichermaßen den Analog-/Digital-Wandler aussteuern.
Nachteilig an der US 2003/0156666 A1 ist, dass nur die Messwerte in einer Speichereinheit aufgezeichnet werden, die einen Schwellwert überschreiten und damit einen Impuls darstellen. Die Bereiche zwischen den einzelnen Impulsen werden nicht aufgezeichnet, sodass keine Aussage bezüglich einer Phasenkohärenz zwischen zwei Impulsen möglich ist.
Es ist daher die Aufgabe des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung, eine Lösung zu schaffen um eine Vielzahl an Signalen derart aufzuzeichnen, dass die Phasenkohärenz zwischen ihnen erhalten bleibt.
Die Aufgabe wird bezüglich des Verfahrens durch die Merkmale des Anspruchs 1 und bezüglich der Vorrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 9 gelöst. Der Anspruch 7 beinhaltet ein Computerprogramm mit Programmcode-Mitteln, um sämtliche Verfahrensschritte ausführen zu können, wenn das Programm auf einem Computer oder einem digitalen Signalprozessor ausgeführt wird. Der Anspruch 8 enthält ein Computerprogramm-Produkt mit insbesondere auf einem maschinenlesbaren Träger gespeicherten Programmcode-Mitteln, um alle Verfahrensschritte durchführen zu können, wenn das Programm auf einem Computer oder einem digitalen Signalprozessor ausgeführt wird. In den jeweiligen Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung angegeben.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Messen eines ersten Signals und zumindest eines zweiten Signals mittels eines Analog-/Digital-Wandlers, der direkt oder indirekt mit einem einstellbaren Dämpfungsglied verbunden ist, wobei die zumindest beiden Signale dem Analog-/Digital-Wandler über das einstellbare Dämpfungsglied zugeführt werden, umfasst mehrere Verfahrensschritte. Zu Beginn wird der Messvorgang gestartet. In einem weiteren Verfahrensschritt wird die variable Dämpfung innerhalb des Dämpfungsglieds derart eingestellt, dass die maximale Amplitude des ersten Signals dem Referenzpegel des Analog-/Digital-Wandlers entspricht. Sobald das erste Signal innerhalb des Messvorgangs gemessen wurde, wird die variable Dämpfung in einem weiteren Verfahrensschritt innerhalb des Dämpfungsglieds derart eingestellt, dass die maximale Amplitude des zumindest einen zweiten Signals dem Referenzpegel des Analog-/Digital-Wandlers entspricht. Schlussendlich wird in einem weiteren Verfahrensschritt der Messvorgang beendet, sobald das zumindest eine zweite Signal gemessen wurde.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es besonders vorteilhaft, dass die Messung zwischen dem Erfassen des ersten Signals und dem zumindest einem zweiten Signal nicht unterbrochen wird, sodass die Phasenkohärenz zwischen den zumindest beiden Signalen nicht verloren geht und ermittelt werden kann. Dies ist beispielsweise gerade in Radaranwendungen von Bedeutung, wo das erste Signal den Sendeimpuls darstellt, der direkt in die Messelektronik einkoppelt und das zumindest eine zweite Signal ein Empfangsimpuls von dem an Objekten reflektierten Sendeimpuls darstellt. Mittels der Phasenkohärenz zwischen dem ersten Signal und dem zumindest einen zweiten Signal, also der Phasenbeziehung zwischen dem direkt eingekoppelten Sendeimpuls und dem zumindest einen Empfangsimpuls, sind Rückschlüsse bezüglich des Mediums möglich, aus dem sich das Objekt zusammensetzt, an dem das erste Signal, bzw. der Sendeimpuls reflektiert wird. Besteht das Objekt beispielsweise aus einem Metall, so liegt eine Phasenverschiebung von 180° vor, wohingegen sich die Phasenverschiebung bei Kunststoffen zu der von Metall unterscheidet.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Messen von einem ersten Signal und zumindest einem zweiten Signal weist einen Analog-/Digital-Wandler auf, der direkt oder indirekt mit einem einstellbaren Dämpfungsglied verbunden ist, wobei die zumindest beiden Signale dem Analog-/Digital-Wandler über das einstellbare Dämpfungsglied zugeführt werden und wobei das einstellbare Dämpfungsglied mit einer Steuereinheit verbunden ist. Nach dem Starten und vor dem Beenden des Messvorgangs stellt die Steuereinheit die variable Dämpfung innerhalb des Dämpfungsglieds derart ein, dass die maximale Amplitude des ersten Signals dem Referenzpegel des Analog-/Digital-Wandlers entspricht. Im Anschluss daran stellt die Steuereinheit, sobald das erste Signal innerhalb des Messvorgangs gemessen ist, die variable Dämpfung innerhalb des Dämpfungsglieds derart ein, dass die maximale Amplitude des zumindest einen zweiten Signals dem Referenzpegel des Analog-/Digital-Wandlers entspricht.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es besonders vorteilhaft, dass die Messung zwischen dem Erfassen von dem ersten Signal und dem zumindest einen zweiten Signal nicht unterbrochen wird, sodass die Phasenkohärenz zwischen den zumindest beiden Signalen ermittelt werden kann. Dies ist beispielsweise gerade in Radaranwendungen von Bedeutung, wo das erste Signal den Sendeimpuls darstellt, der direkt in die Messelektronik einkoppelt, und das zumindest eine zweite Signal ein Empfangsimpuls von dem an Objekten reflektierten Sendeimpuls darstellt. Mittels der Phasenkohärenz zwischen dem ersten Signal und dem zumindest einen zweiten Signal, also der Phasenbeziehung zwischen dem Sendeimpuls und dem zumindest einen Empfangsimpuls, sind Rückschlüsse bezüglich des Mediums möglich, aus dem das Objekt besteht, an dem das erste Signal, bzw. der Sendeimpuls reflektiert wird.
Weiterhin liegt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Vorteil vor, wenn zwischen dem einstellbaren Dämpfungsglied und dem Analog-/Digital-Wandler in Reihe noch ein Mischer und ein einstellbarer Verstärker geschaltet sind und in einem Verfahrensschritt die variable Dämpfung innerhalb des Dämpfungsglieds derart eingestellt wird, dass die maximale Amplitude des ersten Signals und des zumindest einen zweiten Signals dem Eingangspegel des Mischers entspricht. Anschließend wird in einem weiteren Verfahrensschritt der Verstärker derart eingestellt, dass die maximale Amplitude des heruntergemischten ersten Signals und des heruntergemischten zumindest einen zweiten Signals dem Referenzpegel des Analog-/Digital-Wandler entspricht. Dies erlaubt, dass auch Impulse mit sehr hohen Frequenzen, auf die Daten moduliert sind, noch genau analysiert werden können. Gerade durch das Einstellen des Dämpfungsglieds, sodass das erste Signal und/oder das zumindest eine zweite Signal dem Eingangspegel des Mischers und damit der Höhe der lokalen Oszillatorfrequenz entsprechen, liegt am Ausgang des Mischer ein qualitativ hochwertiges Signal vor, was sehr gut weiterverarbeitet werden kann.
Zusätzlich besteht bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Vorteil, wenn das erste Signal und das zumindest eine zweite Signal nacheinander auftreten und sich wiederholen und wenn es sich bei dem ersten Signal und bei dem zumindest einen zweiten Signals um Impulse handelt. Hierbei wird in einem weiteren Verfahrensschritt eine Vormessung ausgeführt, um die Höhe der Amplitude des ersten Signals und des zumindest einen zweiten Signals zu erfassen oder es wird die Höhe der Amplitude des ersten Signals und des zumindest einen zweiten Signals geladen. In einem anschließenden Verfahrensschritt wird ein Referenzpegelmusters erzeugt, dessen zeitlicher Verlauf an die Verläufe der nacheinander auftretenden Amplituden des ersten Signals und des zumindest einen zweiten Signals angepasst ist. In einem abschließenden Verfahrensschritt wird die variable Dämpfung innerhalb des Dämpfungsglieds gemäß dem zeitlichen Verlauf des Referenzpegelmusters eingestellt.
Besonders vorteilhaft ist, dass sich die Signale sich wiederholen und mittels einer Vormessung deren Amplitude ermittelt werden kann, anhand derer ein Referenzpegelmusters erzeugt wird, welches im Anschluss dazu verwendet wird, das Dämpfungsglied derart einzustellen, dass die am Analog-/Digital-Wandler anliegenden Signale diesen vollumfänglich aussteuern. Dadurch kann jedes ankommende Signal bestmöglich analysiert werden, ohne dass ein Teil des Signals abgeschnitten oder mit einer zu geringen Auflösung abgetastet wird.
Auch besteht bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Vorteil, wenn in einem weiteren Verfahrensschritt die Differenz des Maximums der Amplitude des ersten Signals und des zumindest einen zweiten Signals zu dem korrespondierenden Teil des Verlaufs des Referenzpegelmusters bestimmt wird. Im Anschluss daran wird ein einem zusätzlichen Verfahrensschritt der Verlauf des Referenzpegelmusters an die maximale Amplitude des ersten Signals und des zumindest einen zweiten Signals derart angepasst, sodass der Verlauf des Referenzpegelmusters um einen einstellbaren Schwellwert jeweils über der maximalen Amplitude des ersten Signals und des zumindest einen zweiten Signals liegt. Dies erlaubt, dass beispielsweise bei Radaranwendungen dem Umstand Rechnung getragen wird, dass bei einem sich näherenden Objekt das reflektierte zumindest eine zweite Signal eine ansteigende Amplitude aufweist, wobei das Referenzpegelmuster an die beispielswese ansteigende Amplitude angepasst wird, sodass eine weiter ansteigende Amplitude nicht zum Abscheiden eines Teils des zumindest einen zweiten Signals bei der Digitalisierung innerhalb des Analog-/Digital-Wandlers führt.
Weiterhin besteht bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein Vorteil, wenn es sich bei dem ersten Signal um einen Sendeimpuls und bei dem zumindest einen zweiten Signal um einen Empfangsimpuls handelt und wenn die Steuereinheit den Messvorgang startet, sobald die Steuereinheit einen Triggerimpuls von einer Sendeeinheit empfängt. Dies erlaubt, dass zu Beginn eine stärkere Dämpfung eingestellt wird, weil der Sendeimpuls vor dem reflektierten Empfangsimpulsen in die Messeinrichtung einkoppelt und weniger stark gedämpft ist. Außerdem kann direkt nach dem Empfang des Sendeimpulses die Dämpfung verringert werden, sodass das in ihrer Amplitude kleinere reflektierte zumindest eine zweite Signal den Analog-/Digital-Wandler ebenfalls voll aussteuert.
Schlussendlich besteht bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung noch ein Vorteil, wenn die Datenerfassung beim Messen des ersten Signals und des zumindest einen zweiten Signals nicht unterbrochen wird, sodass die Phasenkohärenz zwischen dem ersten Signal und dem zumindest einen zweiten Signal erhalten bleibt und/oder wenn es sich bei dem ersten Signal und bei dem zumindest einen zweiten Signal um Radarsignale handelt, wobei das erste Signal der Sendeimpuls und das zumindest eine zweite Signal der Empfangsimpuls ist und/oder wenn die Amplituden des ersten Signals und des zumindest einen zweiten Signals unterschiedlich sind und/oder wenn sich das erste Signal und das zumindest eine zweite Signal nicht überlappen und/oder wenn die Steuereinheit aus der Tendenz von vorangegangenen Messergebnissen für das erste Signal und das zumindest eine zweite Signal Werte für die zukünftige Höhe der Amplitude des ersten Signals und des zumindest einen zweiten Signals interpoliert, um dadurch den Verlauf des Referenzpegelmusters zu optimieren und/oder wenn während der Messvorgang gestartet ist, die Werte des Analog-/Digital-Wandlers durch die Steuereinheit in einer Speichereinheit gespeichert werden.
Besonders vorteilhaft ist, dass die Steuereinheit eine Tendenz berechnen kann, aus der abgeleitet werden kann, wie stark sich die Amplitude der sich wiederholenden Signale ändern können. Das Referenzpegelmuster kann in diesem Fall deutlich feiner eingestellt werden, sodass bessere Messergebnisse erzielt werden können.
Verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielhaft beschrieben. Gleiche Gegenstände weisen dieselben Bezugszeichen auf. Die entsprechenden Figuren der Zeichnung zeigen im Einzelnen:
1 ein Ausführungsbeispiel eines Blockschaltbilds, das die erfindungsgemäße Vorrichtung näher beschreibt;
2 ein Ausführungsbeispiel eines Blockschaltbilds, das eine Empfangseinheit und eine Steuereinheit innerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung näher beschreibt;
3A ein Ausführungsbeispiel, wie die erfindungsgemäße Vorrichtung ein Signal mit einer hohen Amplitude verarbeitet;
3B ein Ausführungsbeispiel, wie die erfindungsgemäße Vorrichtung ein Signal mit einer niedrigen Amplitude verarbeitet;
4 ein Ausführungsbeispiel, wie innerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung verschiedene Signale mit unterschiedlichen Amplituden gemessen werden;
5A ein Ausführungsbeispiel, wie die erfindungsgemäße Vorrichtung auf schwankende Signale reagiert;
5B ein weiteres Ausführungsbeispiel, wie die erfindungsgemäße Vorrichtung auf schwankende Signale reagiert;
6 ein Ausführungsbeispiel, das beschreibt, wie die erfindungsgemäße Vorrichtung ein Trendverhalten für verschiedene Signale ermittelt;
7 ein Ausführungsbeispiel, das ein Flussdiagramm zum Betreiben der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschreibt;
8 ein weiteres Ausführungsbeispiel, das ein Flussdiagramm zum Betreiben der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschreibt;
9 ein weiteres Ausführungsbeispiel, das ein Flussdiagramm zum Betreiben der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschreibt;
10 ein Ausführungsbeispiel, das ein Flussdiagramm zum Erzeugen eines Referenzpegelmusters beschreibt; und
11 ein Ausführungsbeispiel, das ein Flussdiagramm zum dynamischen Anpassen eines Referenzpegelmusters beschreibt.
1 zeigt ein Blockschaltbild, das ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 näher beschreibt. In dem Ausführungsbeispiel aus 1 besteht die erfindungsgemäße Vorrichtung aus einer Steuereinheit 2, einer Empfangseinheit 3, einer Sendeeinheit 4 und einer Eingabeeinheit 5. Beispielsweise kann es sich bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 um eine Radareinheit handeln. In diesem Fall ist die Sendeeinheit 4 mit einer Sendeantenne 6 und die Empfangseinheit 3 mit einer Empfangsantenne 7 verbunden.
Innerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 sind sowohl die Empfangseinheit 3, als auch die Sendeinheit 4 und die Eingabeeinheit 5 mit der Steuereinheit 2 verbunden. Über die Steuereinheit 2 können beispielsweise die Sendeeinheit 4 und die Empfangseinheit 3 gesteuert und aktiviert werden.
Diverse Einstellungen für die Sendeeinheit 4 und die Empfangseinheit 3 können ebenfalls durch die Steuereinheit 2 übermittelt werden. Diese Einstellungen können von einem Benutzer über die Eingabeeinheit 5 geändert werden. In gleichem Maße, wie die Steuereinheit 2 zur Steuerung der Empfangseinheit 3 und der Sendeeinheit 4 verwendet wird, können die Empfangseinheit 3 und die Sendeeinheit 4 verschiedene Statusinformationen an die Steuereinheit 2 übertragen. Beispielsweise kann die Sendeeinheit 4 ein Triggersignal an die Steuereinheit 2 dann ausgeben, sobald die Sendeeinheit 4 einen Impuls über die Sendeantenne 6 aussendet. Die Amplitude mit welcher die Sendeinheit 4 zumindest ein erstes Signal aussendet, kann durch die Steuereinheit 2 eingestellt werden.
2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Blockschaltbilds, das das Zusammenspiel zwischen der Steuereinheit 2 und der Empfangseinheit 3 innerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 näher beschreibt. Die Empfangseinheit 3 besteht aus einem einstellbaren Dämpfungsglied 20, welches mit der Steuereinheit 2 verbunden ist. Das einstellbare Dämpfungsglied 20 ist bevorzugt aus einer Vielzahl von Schalttransistoren aufgebaut mit deren Hilfe ein Teil des dem einstellbaren Dämpfungsglied 20 zugeführten Signals gegen Masse abgeführt werden kann. Um sehr kurze Schaltzeiten zu realisieren können die verwendeten Schalttransistoren, bei welchen es sich bevorzugt um Feldeffekt-Transistoren handelt, innerhalb des Halbleiterchips, auf welchem sie integriert sind, mit einer zusätzlichen Lichtquelle bestrahlt werden. Der Aufbau einer solchen Schaltungsstruktur ist beispielsweise aus der DE 102 28 810 A1 bekannt, deren Inhalt vollumfänglich in die Beschreibung der vorliegenden Anmeldung aufgenommen wird.
Der Eingang des einstellbaren Dämpfungsglieds 20 ist mit der Empfangsantenne 7 verbunden. Für den Fall, dass es sich bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1, wie in 1 gezeigt, um eine Radaranlage handelt, werden Reflexionen des von der Sendeantenne 6 ausgesendeten Signals von der Empfangsantenne 7 empfangen. Je nach Entfernung und Größe der Rückstrahlfläche und in Abhängigkeit von der Amplitude des durch die Sendeantenne 6 ausgesendeten Sendeimpulses hat das empfangende reflektierte Signal eine große oder eine kleine Amplitude. Gleichzeitig kann der durch die Sendeantenne 6 ausgesendete Sendeimpuls je nach Antennencharakteristik mehr oder weniger stark direkt in die Empfangsantenne 7 einkoppeln. Das bedeutet, dass nach Aussenden eines Sendeimpulses durch die Sendeantenne 6 die Empfangsantenne 7 und damit die Empfangseinheit 3 ein erstes Signal 21 ₁ empfängt, bei welchem es sich um den direkt eingekoppelten Sendeimpuls bzw. das direkt in die Empfangsantenne 7 eingekoppelte Sendesignal handelt. Dabei wird zeitlich beabstandet dazu zumindest ein zweites Signal 21 ₂, bei welchem es sich um den an einem entfernten Objekt reflektierten Sendimpuls, bzw. um das reflektierte Sendesignal 21 ₁ handelt, von der Empfangsantenne 7 empfangen.
Dem einstellbaren Dämpfungsglied 20 werden somit ein erstes Signal 21 ₁ und zeitlich beabstandet dazu zumindest ein zweites Signal 21 ₂ zugeführt. Der Ausgang des einstellbaren Dämpfungsglieds 20 ist in dem Ausführungsbeispiel aus 2 mit einem Mischer 22 verbunden. Dem Mischer 22 wird in einem weiteren Eingang ein lokales Oszillatorsignal zugeführt, sodass der Mischer 22 das gedämpfte erste Signal 21 ₁ und das gedämpfte zumindest eine zweite Signal 21 ₂ auf die Zwischenfrequenz (engl. Intermediate frequency) heruntermischt.
Der Ausgang des Mischers 22 ist in dem Ausführungsbeispiel aus 2 mit einem einstellbaren Verstärker 23 verbunden. Der einstellbare Verstärker 23 ist ebenfalls mit der Steuereinheit 2 verbunden. Über die Steuereinheit 2 kann die Verstärkung des Verstärkers 23 variiert werden. Der Verstärker 23 verstärkt das durch den Mischer 22 auf die Zwischenfrequenz heruntergemischte gedämpfte erste Signal 21 ₁ und das gedämpfte zumindest eine zweite Signal 21 ₂. Der Ausgang des einstellbaren Verstärkers 23 ist in dem Ausführungsbeispiel aus 2 mit einem Filter 24 verbunden. Bei dem Filter 24 handelt es sich bevorzugt um einen Bandpass um unerwünschte Spielgelfrequenzen, die in dem Mischer 22 entstehen, oder unerwünschte Intermodulationsprodukte, die in dem einstellbaren Verstärker 23 entstehen, herauszufiltern.
Der Ausgang des Filters 24 ist mit einem Analog-/Digital-Wandler 25 verbunden. Dem Analog-/Digital-Wandler 25 wird weiterhin zumindest eine Referenzspannung zugeführt, gegenüber der er die an seinem Eingang anliegenden Signale 21 ₁, 21 ₂ vergleicht. Am Ausgang des Analog-/Digital-Wandlers 25 steht ein digitaler Datenstrom bereit, der gemäß der Auflösung des Analog-/Digital-Wandlers 25 beschreibt, welchen Wert das an seinem Eingang anliegende Signal 21 ₁, 21 ₂ in Bezug auf die Referenzspannung aufweist. Das an seinem Eingang anliegende Signal wird dabei zu diskreten Abtastzeitpunkten abgetastet.
Der Ausgang des Analog-/Digital-Wandlers 25 ist mit einem digitalen Abwärtsmischer 26 (DDC; engl. Digital Down Converter) verbunden. Dieser digitale Abwärtsmischer 26 mischt das digitale Signal am Ausgang des Analog-/Digital-Wandlers 25 des hochabgetasteten, analogen Signals 21 ₁, 21 ₂ in das Basisband herunter. Aufgrund der Tatsache, dass es sich bei dem durch die Sendeantenne 6 ausgesendeten Signals, bzw. des ausgesendeten Signalimpulses um ein digital moduliertes Signal handelt, kann mit dem digitalen Abwärtsmischer 26 die auf der Inphase (dt. gleichphasig) und der Quadraturphase übertragenen Informationen wiederhergestellt werden.
Der Ausgang des digitalen Abwärtsmischers 26 ist mit zumindest einer Speichereinheit 27 verbunden. Bei der zumindest einen Speichereinheit 27 handelt es sich um eine besonders schnelle Speichereinheit, mit der ein hoher Datenstrom am Ausgang des digitalen Abwärtsmischers 26 gespeichert werden kann, wie dies z.B. bei einem Arbeitsspeicher (RAM; engl. Random Access Memory) der Fall ist.
Wie bereits beschrieben können die empfangenen Signale 21 ₁, 21 ₂ deutlich voneinander verschiedene Amplituden haben. Damit eine optimale Analyse der empfangenen Signale 21 ₁, 21 ₂ möglich ist, muss dafür gesorgt werden, dass die maximale Amplitude innerhalb des ersten Signals 21 ₁ und innerhalb des zumindest einen zweiten Signal 21 ₂ ungefähr der dem Analog-/Digital-Wandler 25 zugeführen Referenzspannung entspricht, der Analog-/Digital-Wandler 25 also vollumfänglich ausgesteuert wird. Hierzu wird das variable Dämpfungsglied 20 durch die Steuereinheit 2, wie später noch ausführlich beschrieben wird, derart angesteuert, dass das erste Signal 21 ₁ und das zumindest eine zweite Signal 21 ₂ derart gedämpft werden, dass es dem Eingangspegel des Mischers 22 entspricht. Der Mischer 22 arbeitet stets optimal, wenn die Amplitude des gedämpften ersten Signals 21 ₁ und des gedämpften zumindest einen zweiten Signals 21 ₂ in etwa gleich hoch ist, wie die Amplitude des im zugeführten lokalen Oszillatorsignals.
Der einstellbare Verstärker 23 wird von der Steuereinheit 2, wie später noch ausführlich beschrieben wird, derart angesteuert, dass das in die Zwischenfrequenz heruntergemischte gedämpfte erste Signal 21 ₁ und das zumindest eine zweite Signal 21 ₂ derart in ihrer Amplitude verstärkt werden, dass die maximale Amplitude in etwa der dem Analog-/Digital-Wandler 25 zugeführten Referenzspannung entspricht. Erst dadurch kann der gesamte Dynamikbereich des Analog-/Digital-Wandlers 25 ausgenutzt werden.
Es ist darauf hinzuweisen, dass es sich bei 2 einzig um ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Empfangseinheit 3 handelt. Es ist überdies auch möglich, dass das einstellbare Dämpfungsglied 20 direkt über den Filter 24 mit dem Analog-/Digital-Wandler 25 verbunden werden kann. In diesem Fall steuert die Steuereinheit 2 das einstellbare Dämpfungsglied 20 derart, dass die maximale Amplitude des gedämpften ersten Signals 21 ₁ und des gedämpften zumindest einen zweiten Signals 21 ₂ dem Referenzpegel 32, also der Referenzspannung des Analog-/Digital-Wandlers 25 entspricht.
Der Steuereinheit 2 werden überdies noch ein Triggerimpuls 40 und ein Referenzpegelmuster 30 zugeführt. Die Steuereinheit 2 lädt dabei das Referenzpegelmuster 30 bevorzugt aus der zumindest einen Speichereinheit 27. Der Triggerimpuls 40 wird, wie später noch ausführlich beschrieben wird, der Steuereinheit 2 durch die Sendeinheit 4 zugeführt. Sobald die Steuereinheit 2 einen Triggerimpuls 40 empfängt, liest sie für fortlaufende diskrete Zeitpunkte den Wert für das Referenzpegelmuster 30 ein und stellt die Dämpfung 41 des Dämpfungsglieds 20 derart ein, dass der eingelesene Wert für das Referenzpegelmuster 30 am Ausgang des Dämpfungsglieds 20 dem Eingangspegel 31 des Mischers 22 entspricht. Für den Fall, dass die Empfangseinheit 3 keinen Mischer 22 und keinen einstellbaren Verstärker 23 aufweist, stellt die Steuereinheit 2 das Dämpfungsglied 20 derart ein, dass jeder eingelesene Wert des Referenzpegelmusters 30 am Ausgang des Dämpfungsglieds 20 in etwa dem Referenzpegel 32 des Analog-/Digital-Wandlers 25 entspricht.
3A zeigt ein Ausführungsbeispiel, wie die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 ein Signal 21 ₁, 21 ₂ mit einer hohen Amplitude verarbeitet. In 3A ist hierzu auf der Ordinate die Amplitude des ersten Signals 21 ₁ oder des zumindest einen zweiten Signals 21 ₂ dargestellt, wobei es sich bei beiden Signalen 21 ₁, 21 ₂ um Hochfrequenzsignale handelt. Weiterhin ist der maximale Eingangspegel eingezeichnet, dessen Überschreitung durch eines der beiden Signale 21 ₁, 21 ₂ zur Zerstörung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 führen könnte. Unterhalb des maximalen Eingangspegels ist das Referenzpegelmuster 30 eingezeichnet. Das Referenzpegelmuster 30 wird von der Steuereinheit 2 aus der zumindest einen Speichereinheit 27 geladen oder es wird durch einen Benutzer über die Eingabeeinheit 5 eingegeben. Das Referenzpegelmuster 30 weist dabei mindestens den gleichen Wert auf, wie die maximale Amplitude des ersten Signals 21 ₁ oder des zweiten Signals 21 ₂, wobei das Referenzpegelmuster 30 bevorzugt etwas größer ist, wie die maximale Amplitude der beiden Signale 21 ₁, 21 ₂. Weiterhin ist noch der Mischerpegel 31 und der Eingangspegel 32 für den Analog-/Digital-Wandler 25 eingezeichnet. Ein Signal 21 ₁, 21 ₂ dessen maximale Amplitude in etwa dem Referenzpegelmuster 30 entspricht, wird durch das einstellbare Dämpfungsglied 20 derart in seiner Amplitude gedämpft, dass es an dessen Ausgang in etwa dem Mischerpegel 31 entspricht. Der Steuereinheit 2 ist das Referenzpegelmuster 30 bekannt, sodass es das einstellbare Dämpfungsglied 20 derart ansteuern kann, dass ein Signal 21 ₁, 21 ₂ am Eingang des einstellbaren Dämpfungsglied 20, welches die Höhe des Referenzpegelmusters 30 aufweist, derart dämpft, dass dieses am Ausgang des einstellbaren Dämpfungsglieds 20 die Höhe des Mischerpegels 31 aufweist.
Der Steuereinheit 2 ist neben der Höhe des Mischerpegels 31 auch die Höhe des Eingangspegels 32 für den Analog-/Digital-Wandler 25 bekannt. Die Höhe des Eingangspegels 32 für den Analog-/Digital-Wandler 25 bestimmt sich nach der angelegten Referenzspannung, bzw. nach dem Wert der Referenzspannung, die der Analog-/Digital-Wandler 32 für die Digitalisierung ausgewählt hat. Die Steuereinheit 2 steuert daher den einstellbaren Verstärker 23 derart an, dass dieser den Signalpegel am Ausgang des Mischers 22 auf den Eingangspegel 32 des Analog-/Digital-Wandlers 25 anhebt. Die Verstärkungsleistung des einstellbaren Verstärkers 23 kann durch die Steuereinheit 2 beliebig dem Eingangspegel 32 des Analog-/Digital-Wandlers 25 angepasst werden. Die Steuereinheit 2 steuert das einstellbare Dämpfungsglied 20 und den einstellbaren Verstärker 23 derart, dass ein Signal 21 ₁, 21 ₂ welches am Eingang des einstellbaren Dämpfungsglieds 20 anliegt, am Ausgang des einstellbaren Verstärkers 23 und des darauffolgenden Filters 24 den Analog-/Digital-Wandler 25 voll aussteuert.
Im Weiteren ist es auch mögliche, dass die Steuereinheit 2 das einstellbare Dämpfungsglied 20 und den einstellbaren Verstärker 23 derart ansteuert, dass ein am Eingang des einstellbaren Dämpfungsglieds 20 anliegendes Signal 21 ₁, 21 ₂, dessen Amplitude dem Referenzpegelmuster 30 entspricht, den Analog-/Digital-Wandler 25 nicht voll aussteuert, sodass nach oben hin noch ein leichtes Spiel besteht, für den Fall, dass im weiteren Verlauf die Amplitude des Signals 21 ₁, 21 ₂ wider Erwarten das Referenzpegelmuster 30 überschreiten sollte.
3B zeigt ein Ausführungsbeispiel, wie die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 ein weiteres Signal 21 ₁, 21 ₂ mit einer niedrigen Amplitude verarbeitet. Zu erkennen ist, dass der maximale Eingangspegel, der Mischerpegel 31 und der Eingangspegel 32 des Analog-/Digital-Wandlers 25 unverändert sind. Einzig das Referenzpegelmuster 30 ist in seiner Höhe reduziert, weil im Folgenden ein Signal 21 ₁, 21 ₂ erwartet wird, dessen Amplitude geringer ist. Die Steuereinheit 2 steuert folglich das einstellbare Dämpfungsglied 20 derart an, dass das am Eingang des einstellbaren Dämpfungsglied 20 anliegende Signal 21 ₁, 21 ₂ in seiner Amplitude weniger stark gedämpft wird, sodass es am Ausgang des einstellbaren Dämpfungsglieds 20 in etwa dem Mischerpegel 31 entspricht. Die Einstellungen für den einstellbaren Verstärker 23 sind in dem Ausführungsbeispiel aus 3B gegenüber dem Ausführungsbeispiel aus 3A nicht verändert. Der einstellbare Verstärker 23 verstärkt das am Ausgang des Mischers 22 anliegende Signal derart, dass es nach dem Filter 24 in etwa dem Eingangspegel des Analog-/Digital-Wandlers 25 entspricht.
Das Ausführungsbeispiel aus 3A zeigt beispielsweise wie die erfindungsgemäße Empfangseinheit 3 und in dieser das einstellbare Dämpfungsglied 20 und der einstellbare Verstärker 23 eingestellt werden müssen, damit ein Signal 21 ₁ optimal gemessen werden kann, welches beispielsweise direkt von der Sendeantenne 6 in die Empfangsantenne 7 einkoppelt. Dahingegen zeigt das Ausführungsbeispiel aus 3B wie die erfindungsgemäße Empfangseinheit 3 und innerhalb dieser das einstellbare Dämpfungsglied 20 und der einstellbare Verstärker 23 eingestellt werden müssen, damit ein von der Sendeantenne 6 ausgesandtes Signal, welches an einem entfernten Objekt reflektiert wird und durch die Freiraumdämpfung stark in seiner Amplitude verkleinert über die Empfangsantenne 7 in die Empfangseinheit 3 einkoppelt, optimal gemessen werden kann.
Es ist festzuhalten, dass sowohl in dem Ausführungsbeispiel aus 3A, als auch in dem Ausführungsbeispiel aus 3B die Steuereinheit 2 das einstellbare Dämpfungsglied 20 auch derart ansteuern kann, dass bei Wegfall des Mischers 22 sowie des einstellbaren Verstärkers 23 das am Eingang des einstellbaren Dämpfungsglied 20 anliegende Signal 21 ₁, 21 ₂ durch dieses direkt auf den Eingangspegel 32 des Analog-/Digital-Wandlers 25 gebracht werden kann.
4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, wie innerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 verschiedene Signale 21 ₁, 21 ₂ mit unterschiedlichen Amplituden gemessen werden. Dargestellt sind zwei Diagramme, wobei bei dem ersten Diagramm auf der Ordinate die Höhe der Amplitude der einzelnen Hochfrequenzsignale 21 ₁, 21 ₂ dargestellt sind, wohingegen die Abszisse ein Maßstab für die Zeit ist. In dem zweiten Diagramm ist auf der Ordinate die Dämpfung für das einstellbare Dämpfungsglied 20 angegeben und auf der Abszisse ebenfalls die Zeit. Beide Diagramme sind zeitlich synchron zueinander abgebildet. Zu erkennen ist innerhalb des ersten Diagramms ein erstes Signal 21 ₁, bzw. ein erster Impuls 21 ₁ mit einer hohen Amplitude. Weiterhin ist zeitlich beabstandet zu dem ersten Signal 21 ₁ zumindest ein weiteres zweites Signal 21 ₂ mit einer deutlich geringeren Amplitude dargestellt. Zu erkennen ist, dass das Referenzpegelmuster 30 ebenfalls über die Zeit schwankt. Die Höhe des Referenzpegelmusters 30 ist derart gewählt, dass dieses mindestens so groß ist, wie die Amplitude der einzelnen Signale 21 ₁, 21 ₂, bevorzugt jedoch etwas höher. Allerdings ist das Referenzpegelmuster 30 auch so gewählt, dass dieses die Amplitude der einzelnen Signale 21 ₁, 21 ₂ nicht beliebig weit überschreitet.
In dem Ausführungsbeispiel aus 4 handelt es sich bei dem ersten Signal 21 ₁ um den Sendeimpuls 21 ₁ und bei dem zumindest einen zweiten Signal 21 ₂ um den Empfangsimpuls 21 ₂. Gut zu erkennen ist, dass das erste Signal 21 ₁ und das zumindest eine zweite Signal 21 ₂ nacheinander auftreten und sich dabei nicht überlappen. Beide Signale 21 ₁, 21 ₂ wiederholen sich und treten bevorzugt periodisch auf. Gut zu erkennen ist, dass die Amplituden der beiden Signale 21 ₁ und 21 ₂ unterschiedlich hoch sind. Bei dem ersten Signal 21 ₁ kann es sich um die direkte Einkopplung des Sendeimpulses in die Empfangsantenne 7 handeln. Bei dem zumindest einen zweiten Signal 21 ₂ kann es sich um den Teil des durch die Sendeantenne 6 gesendeten Signals handeln, welcher an einem entfernten Objekt reflektiert wird und durch die Freiraumdämpfung gedämpft an der Empfangsantenne 7 empfangen wird.
Zu erkennen ist weiterhin noch der Zeitpunkt, in welchem die Steuereinheit 2 den Triggerimpuls 40 von der Sendeeinheit 4 empfängt. Die Sendeeinheit 4 gibt den Triggerimpuls 40 an die Steuereinheit 2 in dem Moment aus, in welchem sie ein Signal über die Sendeantenne 6 aussendet. In dem Zeitraum zwischen zwei solchen Triggerimpulsen 40 kann die Steuereinheit 2 eine Vormessung starten, um die Höhe der Amplitude des ersten Signals 21 ₁ und die des zumindest einen zweiten Signals 21 ₂ zu erfassen. Dies gelingt beispielsweise mit einem in der Vorrichtung 1 installierten oder mit einem mit der Vorrichtung 1 verbundenen Spektrumanalysator oder Netzwerkanalysator. Auch ein Oszilloskop kann hierfür verwendet werden. Aus dieser Vormessung kann das Referenzpegelmuster 30 erzeugt werden.
Eine andere Möglichkeit das Referenzpegelmuster zu erzeugen besteht darin, dass ein Benutzer dieses über die Eingabeeinheit 5 eingibt. Die Steuereinheit 2 lädt das erzeugte oder eingegebene Referenzpegelmuster 30 aus der zumindest einen Speichereinheit 27. Es ist auch möglich, das Referenzpegelmuster 30 zu erzeugen, indem zu Beginn eine hohe Dämpfung in dem einstellbaren Dämpfungsglied 20 eingestellt wird, um zu analysieren zu welchen Zeitpunkten nach dem Triggerimpuls 40 die verschiedenen Signale 21 ₁, 21 ₂ anliegen. Dies geschieht, indem fortlaufend mit dem Analog-/Digital-Wandler 25 Werte gemessen werden. Die Dämpfung kann dann schrittweise verringert werden, sodass sich das Referenzpegelmuster 30 an die einzelnen Signal 21 ₁, 21 ₂ anpasst. Es ist darauf zu achten, dass der Analog-/Digital-Wandler 25 nie voll ausgesteuert sein sollte, weil es sonst zum Abschneiden von Signalanteilen kommen kann. Die in dieser Art von Vormessung gemessenen, bzw. digitalisierten Signale 21 ₁, 21 ₂ sollten für eine weitere Verarbeitung, also z.B. für die digitale Demodulation nicht verwendet werden.
Im Übrigen können beliebig viele weitere Signale 21 ₂ auf ein erstes Signal 21 ₁ folgen. Zu Beginn sollte daher die Zeitdauer zwischen zwei Sendeimpulsen 21 ₁ durch die Steuereinheit 2 derart eingestellt werden, dass die weiteren Signale 21 ₂, also die Reflexionen des Sendeimpulses an entfernten Objekten, die durch die Empfangsantenne 7 und die Empfangseinheit 3 erfasst werden, stets dem richtigen Sendeimpuls zugeordnet werden können.
Zu erkennen ist in 4, dass der Messvorgang unmittelbar beginnt, nachdem die Steuereinheit 2 den Triggerimpuls 40 empfängt. Der Messvorgang und damit die Datenerfassung läuft ununterbrochen bis zu dem Zeitpunkt, in dem alle Signale 21 ₁, 21 ₂ und auch die Zeitpunkte dazwischen gemessen und in der zumindest einen Speichereinheit 27 gespeichert sind. Zu erkennen ist, dass, sobald das erste Signal 21 ₁ erfasst wurde, das einstellbare Dämpfungsglied 20 gemäß den Vorgaben des Referenzpegelmusters 30 die Dämpfung reduziert. Aus diesem Grund wird auch das zumindest eine zweite Signal 21 ₂, dessen Amplitude reduziert ist, gemäß 3B auf den Mischerpegel 31 gebracht, bzw. bei Fehlen eines Mischers 22 und eines einstellbaren Verstärkers 23 direkt auf den Eingangspegel 32 des Analog-/Digital-Wandlers 25 gebracht. Dadurch, dass der Messvorgang erst endet, nachdem alle Signale 21 ₁, 21 ₂ gemessen worden sind, ist sichergestellt, dass die Phasenkohärenz zwischen dem ersten Signal 21 ₁ und dem zumindest einen zweiten Signal 21 ₂ erhalten bleibt. Dies ist gerade bei Radaranwendungen wichtig, weil dadurch ein Rückschluss darauf möglich ist, ob das entfernte Objekt aus einem Leiter oder beispielsweise einem Dielektrikum besteht. Besteht das entfernte Objekt aus einem Leiter, also beispielsweise aus einem Metall, so findet ein Phasensprung um 180 Grad statt. Besteht das entfernte Objekt allerdings aus einem Dielektrikum, dann fällt der Phasensprung anders aus.
In 4 ist gut zu erkennen, dass die Signale 21 ₁ und 21 ₂ um die Zeitdauer t₂ nacheinander auftreten und sich nicht überlappen. Mit einer Periodendauer von t₁ wiederholt sich das erste Signal 21 ₁. Die Amplitude des zumindest einen zweiten Signals 21 ₂ und der zeitliche Abstand des zumindest einen zweiten Signals 21 ₂ zu dem ersten Signal 21 ₁ kann sich allerdings ändern. Dies kommt beispielsweise dann vor, wenn sich das entfernte Objekt, an dem der durch die Sendeantenne 6 ausgesendete Sendeimpuls reflektiert wird, auf die Empfangsantenne 7 zubewegt oder wegbewegt.
Zu erkennen ist in 4 ebenfalls, wie der Verlauf der Dämpfung 41 für das Dämpfungsglied 20 über die Zeit eingestellt werden muss. Für den Fall, dass ein Signal 21 ₁ mit einer hohen Amplitude erwartet wird, wird ein großer Wert für den Verlauf der Dämpfung 41 gewählt. In dem Moment, wo ein niedriger Wert für die Amplitude des Signals 21 ₂ erwartet wird, also das Referenzpegelmuster 30 einen niedrigeren Wert annimmt, wird die Dämpfung 41 innerhalb des einstellbaren Dämpfungsglieds 20 durch die Steuereinheit 2 verändert. Hierzu ist eine Schaltdauer t₃ notwendig. Innerhalb der Schaltdauer t₃ werden derart viele Schalttransitoren innerhalb des Dämpfungsglieds 20 hinzu oder weggeschalten, dass ein Signal 21 ₁, 21 ₂, dessen Amplitude in etwa dem Referenzpegelmuster 30 entspricht, auf den Mischerpegel 31 angepasst wird, oder für den Fall, dass kein Mischer 22 und kein einstellbarer Verstärker 23 vorhanden sind, auf den Eingangspegel 32 des Analog-/Digital-Wandlers 25 angepasst wird. Der Schaltzeitpunkt sollte derart gewählt werden, dass innerhalb diesem kein zu messende Signal 21 ₁, 21 ₂ auftritt.
Das für zumindest eine Periode des ersten Signals 21 ₁ aufgezeichnete Referenzpegelmuster 30 wird immer dann zur Einstellung des einstellbaren Dämpfungsglieds 20 verwendet, sobald die Steuereinheit 2 einen Triggerimpuls 40 sendet. Änderungen im zeitlichen Auftreten der einzelnen Signale 21 ₁, 21 ₂ können berücksichtigt werden, sodass stets ein aktualisiertes Referenzpegelmuster 30 in der zumindest einen Speichereinheit 27 gespeichert und aus dieser wieder geladen werden kann.
Für den Fall, dass innerhalb eines Messvorgangs ein weiteres Signal erfasst wird, weil beispielsweise ein weiteres entferntes Objekt in Reichweite der Radarimpulse der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 tritt, wird das Referenzpegelmuster 30 durch die erfindungsgemäße Steuereinheit 2 angepasst.
5A zeigt ein Ausführungsbeispiel, das beschreibt, wie die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 auf schwankende Signale 21 ₁, 21 ₂ reagiert. Zu erkennen ist das Referenzpegelmuster 30 und ein erstes Signal 21 ₁. Die Amplitude des ersten Signals 21 ₁ ist um den Faktor ∆S geringer als das Referenzpegelmuster 30. Die Steuereinheit 2 bestimmt dabei die Differenz des Maximums der Amplitude des ersten Signals 21 ₁ und die des zumindest einen zweiten Signals 21 ₂ zu dem korrespondierenden Teil des Verlaufs des Referenzpegelmusters 30. Aus dieser bestimmten Differenz ∆S passt die Steuereinheit 2 den Verlauf des Referenzpegelmusters 30 an die maximale Amplitude des ersten Signals 21 ₁ oder des zumindest einen zweiten Signals 21 ₂ derart an, dass der Verlauf des Referenzpegelmusters 30 um einen einstellbaren Schwellwert ∆W jeweils über der maximalen Amplitude des ersten Signals 21 ₁ und des zumindest einen zweiten Signals 21 ₂ liegt. Dies soll sicherstellen, dass stets auch weitere Signale 21 ₁, 21 ₂ detektiert werden können, deren Amplitude über der maximalen Amplitude des vorherigen Signals 21 ₁, 21 ₂ liegt. In 5A erfasst die Steuereinheit 2 diese Differenz ∆S.
5B zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, das beschreibt, wie die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 auf schwankende Signale 21 ₁, 21 ₂ reagiert. In 5B hat die Steuereinheit 2 die in 5A erfasste Differenz ∆S bestimmt und darauf das Referenzpegelmuster 30 derart angepasst, dass das Referenzpegelmuster 30 um einen einstellbaren Schwellwert ∆W jeweils über der maximalen Amplitude des ersten Signals 21 ₁ liegt. Der Wert für das Referenzpegelmuster 30 wurde in 5B für den Teil innerhalb des Referenzpegelmusters 30, der zu dem ersten Signal 21 ₁ korrespondiert, entsprechend verringert. Die in 5A und 5B beschriebenen Schritte werden für alle Signale 21 ₁, 21 ₂ ausgeführt. Dies stellt sicher, dass die Signale 21 ₁, 21 ₂ mit einer ausreichend hohen Auflösung gemessen werden können, sodass das Demodulieren der digital modulierten Signale 21 ₁, 21 ₂ keine Schwierigkeiten bereitet und dass auch für den Fall, dass sich die Amplituden der nachfolgenden Signale 21 ₁, 21 ₂ erhöhen, eine weiterhin ausreichend genaue Erfassung möglich ist.
6 zeigt ein Ausführungsbeispiel, das beschreibt, wie die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 ein Trendverhalten für verschiedene Signale 21 ₁, 21 ₂ ermittelt. In dem Diagramm aus 6 ist auf der Ordinate wieder die Amplitude für die hochfrequenten Signale 21 ₁, 21 ₂ aufgetragen. Die Abszisse stellt einen Maßstab für die Zeitachse dar. Zu erkennen ist, dass sich das Signal 21 ₁ mit einer Periodendauer von t₁ wiederholt. Die Amplitude des Signals 21 ₁ ist dabei höher als die Amplitude des Signals 21 ₂. Die Signale 21 ₁ und 21 ₂ überlappen sich dabei nicht. Zu erkennen ist, dass sich die Amplitude für das erste Signal 21 ₁ über vier Beobachtungszeiträume nicht ändert, dA/dt also gleich Null ist. Aus diesen in diesem Beispiel vier Beobachtungszeiträumen interpoliert die Steuereinheit 2 für das erste Signal 21 ₁ Werte für den zukünftigen Wert der Amplitude, um dadurch den Verlauf des Referenzpegelmusters 30 zu optimieren. Da sich für vier gemessene Werte die Höhe der Amplitude nicht ändert wird für das zukünftig erwartete Signal 21 ₁ ein Wert ermittelt, der dem der vorherigen Signale 21 ₁ entspricht. Dieser Wert für das zukünftig erwartete Signal 21 ₁ ist in 6 durch einen gepunkteten Kreis gekennzeichnet.
Anders sieht es für das zumindest eine zweite Signal 21 ₂ aus. Für das zumindest eine zweite Signal 21 ₂ wurden durch die erfindungsgemäße Empfangseinheit 3 bisher drei Verläufe ermittelt. Dabei ist anzumerken, dass ein Kreis für das erste Signal 21 ₁ und ein Andreaskreuz für das zweite Signal 21 ₂ nicht dahingehend zu interpretieren sind, dass der Analog-/Digital-Wandler 25 nur einen digitalisierten Wert gemessen hat, sondern dass die entsprechenden Symbole den Verlauf der Signale 21 ₁, 21 ₂ nur grob nachbilden und dieser aus mehreren tausend Abtastwerten bestehen kann. Zu erkennen ist, dass die Amplitude für das zweite Signal 21 ₂ angestiegen ist, also dA/dt größer Null ist. Die Steuereinheit 2 interpoliert folglich aus den in diesem Beispiel vorangegangen drei Messergebnissen für das zumindest eine zweite Signal 21 ₂, Werte für die zukünftige Höhe der Amplitude des zumindest einen zweiten Signal 21 ₂, um dadurch ebenfalls des Verlauf des Referenzpegelmusters optimieren zu können. Gut zu erkennen ist, dass der Wert für das zukünftig zumindest eine zweite Signal 21 ₂, über dem gemessenen Wert für das letzte zumindest eine zweite Signal 21 ₂ liegt und durch ein gepunktetes Andreaskreuz dargestellt ist.
Besonders vorteilhaft ist die Berechnung eines solchen Trendverhaltens deshalb, weil für den Fall, dass die Amplitude zwischen zwei Signalen 21 ₁, 21 ₂ schneller ansteigt, als der eingestellte Schwellwert ∆W, das Referenzpegelmuster 30 derart eingestellt wird, dass stets die Signale 21 ₁ und 21 ₂ sicher erfasst werden können, ohne dass ein zu großer Dynamikbereich des Analog-/Digital-Wandlers 25 nicht genutzt wird.
Das Trendverhalten kann einerseits dadurch berechnet werden, dass es den Mittelwert von einer bestimmten Anzahl der vorherigen Signale 21 ₁, 21 ₂ berechnet und diesen als neuen Wert annimmt. Weiterhin kann das Trendverhalten auch durch eine Interpolation berechnet werden, indem beispielsweise die Änderungen für die Amplitude von den letzten Signalverläufen linear fortgeführt werden. Andere Interpolationsarten eigenen sich ebenfalls ausdrücklich für die hier vorliegende Erfindung.
In dem zweiten Diagramm in 6 ist das dazugehörige neu erzeugte Referenzpegelmuster 30 dargestellt. Auf der Ordinate ist ebenfalls die Höhe der Amplitude des Referenzpegelmusters 30 eingezeichnet. Die Abszisse dient zur Anzeige der Zeit.
7 zeigt ein Ausführungsbeispiel, das ein Flussdiagramm zum Betreiben der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 beschreibt. Hierzu wird ein Analog-/Digital-Wandler 25 direkt oder indirekt mit einem einstellbaren Dämpfungsglied 20 verbunden. Dem einstellbaren Dämpfungsglied 20 wird ein erstes Signal 21 ₁ und zumindest ein zweites Signal 21 ₂ zugeführt. Im Folgenden wird der Verfahrensschritt S₁ ausgeführt. In dem Verfahrensschritt S₁ wird der Messvorgang gestartet. Im Weiteren wird der Verfahrensschritt S₂ ausgeführt. In dem Verfahrensschritt S₂ wird die variable Dämpfung innerhalb des Dämpfungsglieds 20 durch die Steuereinheit 2 derart eingestellt, dass die maximale Amplitude des ersten Signals 21 ₁ dem Referenzpegel bzw. dem Eingangspegel 32 des Analog-/Digital-Wandlers 25 entspricht. Im Anschluss daran wird der Verfahrensschritt S₃ ausgeführt. In dem Verfahrensschritt S₃ wird die variable Dämpfung innerhalb des Dämpfungsglieds 20 durch die Steuereinheit 2 derart eingestellt, dass die maximale Amplitude des zumindest einen zweiten Signals 21 ₂ dem Referenzpegel, bzw. dem Eingangspegel 32 des Analog-/Digital-Wandlers 25 entspricht, sobald das erste Signal 21 ₁ innerhalb des Messvorgangs gemessen wurde oder gemäß dem Referenzpegelmuster 30 gemessen worden sein sollte.
Schlussendlich wird der Verfahrensschritt S₄ ausgeführt. Innerhalb des Verfahrensschritts S₄ wird der Messvorgang beendet, sobald das zumindest eine zweite Signal 21 ₂ gemessen wurde. Besonders vorteilhaft ist, dass die Datenerfassung beim Messen des ersten Signals 21 ₁ und des zumindest einen zweiten Signals 21 ₂ nicht unterbrochen wird, sodass die Phasenkohärenz zwischen dem ersten Signal 21 ₁ und dem zumindest einen zweiten Signal 21 ₂ erhalten bleibt. Dies erlaubt bei dem Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 innerhalb einer Radaranlage, dass festgestellt werden kann, aus welchem Material das entfernte Objekt aufgebaut ist, an welchem der durch die Sendeantenne 6 ausgesendete Sendeimpuls zur Empfangsantenne 7 reflektiert wird.
8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, das ein Flussdiagramm zum Betreiben der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 beschreibt. In diesem Fall ist zwischen dem einstellbaren Dämpfungsglied 20 und dem Analog-/Digital-Wandler 25 in Reihe noch ein Mischer 22, ein einstellbarer Verstärker 23 und ein Filter 24 geschaltet. Im Weiteren wird der Verfahrensschritt S₅ ausgeführt. Der Verfahrensschritt S₅ wird bevorzugt anstelle des Verfahrensschritts S₂ ausgeführt. In dem Verfahrensschritt S₅ wird die variable Dämpfung innerhalb des Dämpfungsglieds 20 durch die Steuereinheit 2 derart eingestellt, dass die maximale Amplitude des ersten Signals 21 ₁ und des zumindest einen zweiten Signals 21 ₂ dem Eingangspegel bzw. dem Mischerpegel 31 des Mischers 22 entspricht.
Im Weiteren wird der Verfahrensschritt S₆ ausgeführt, der nach dem Verfahrensschritt S₅ ausgeführt wird. Innerhalb des Verfahrensschritts S₆ wird der einstellbare Verstärker 23 derart eingestellt, dass die maximale Amplitude des heruntergemischten ersten Signals 21 ₁ und des heruntergemischten zumindest einen zweiten Signals 21 ₂ dem Referenzpegel, bzw. dem Eingangspegel 32 des Analog-/Digital-Wandlers 25 entspricht.
Innerhalb des Verfahrensschritts S₅ wird dadurch sichergestellt, dass der Mischer 22 optimal betrieben wird. Das Signal am Ausgang des Mischers 22 wird dabei durch den einstellbaren Verstärker 23 optimal verstärkt, sodass es auch nach dem Filter 24 in etwa der Referenzspannung des Analog-/Digital-Wandlers 25 entspricht, sodass dieser bestmöglich ausgesteuert wird und sein gesamter Dynamikbereich nutzbar ist.
9 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, das ein Flussdiagramm zum Betreiben der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 beschreibt. Hierzu wird der Unterverfahrensschritt S_{1_1} innerhalb des Verfahrensschritts S₁ ausgeführt. In dem Unterverfahrensschritt S_{1_1} wird der Messvorgang erst dann gestartet, sobald ein Triggerimpuls 40 durch die Steuereinheit 2 von der Sendeeinheit 4 empfangen wird. Dadurch wird sichergestellt, dass der notwendige Messvorgang einzig auf den Zeitraum beschränkt wird, in welchem die Signale 21 ₁, 21 ₂ gemessen werden können.
10 zeigt ein Ausführungsbeispiel, das ein Flussdiagramm zum Erzeugen eines Referenzpegelmusters 30 beschreibt. Hierzu wird der Unterverfahrensschritt S_{1_2} bevorzugt nach dem Unterverfahrensschritt S_{1_1} ausgeführt. Innerhalb des Unterverfahrensschritts S_{1_2} startet die Steuereinheit 2 eine Vormessung, um die Höhe der Amplitude des ersten Signals 21 ₁ und des zumindest einen zweiten Signals 21 ₂ zu erfassen, oder die Steuereinheit 2 lädt die Höhe der Amplitude des ersten Signals 21 ₁ und des zumindest einen zweiten Signals 21 ₂ aus einer Speichereinheit 27. Die einzelnen Signale 21 ₁, 21 ₂ treten dabei nacheinander auf und wiederholen sich. Die Vormessung kann mittels eines Spektrumanalysators oder eines Signalanalysators durchgeführt werden. Es kann auch der Analog-/Digital-Wandler 25 aus der Empfangseinheit 3 verwendet werden, wobei das Dämpfungsglied 20 zu Beginn einen hohen Dämpfungswert aufweisen sollte, welcher dann solange verringert wird, bis die Amplitude des ersten Signals 21 ₁ und des zumindest einen zweiten Signals 21 ₂ in ihrer Höhe ungefähr bestimmt werden können.
Im Anschluss daran wird der Unterverfahrensschritt S_{1_3} ausgeführt. In dem Unterverfahrensschritt S_{1_3} wird durch die Steuereinheit 2 ein Referenzpegelmuster 30 erzeugt, dessen zeitlicher Verlauf an die Verläufe der nacheinander auftretenden Amplituden des ersten Signals 21 ₁ und des zumindest einen zweiten Signals 21 ₂ angepasst ist.
Im Anschluss daran wird der Unterverfahrensschritt S_{1_4} ausgeführt. Innerhalb des Unterverfahrensschritts S_{1_4} stellt die Steuereinheit 2 die variable Dämpfung innerhalb des Dämpfungsglieds 20 gemäß dem zeitlichen Verlauf des Referenzpegelmusters 30 ein.
11 zeigt ein Ausführungsbeispiel, das ein Flussdiagramm zum dynamischen Anpassen eines Referenzpegelmusters 30 beschreibt. Hierzu wird der Verfahrensschritt S₇ ausgeführt. Der Verfahrensschritt S₇ wird bevorzugt nach dem Verfahrensschritt S₆ ausgeführt. Innerhalb des Verfahrensschritts S₇ bestimmt die Steuereinheit die Differenz des Maximums der Amplitude des ersten Signals 21 ₁ und des zumindest einen zweiten Signals 21 ₂ zu dem korrespondierenden Teil des Verlaufs des Referenzpegelmusters 30. Bei dieser Differenz handelt es sich um ∆S, wie dies in 5A dargestellt ist.
Im Anschluss daran wird der Verfahrensschritt S₈ ausgeführt. Innerhalb des Verfahrensschritts S₈ passt die Steuereinheit 2 den Verlauf des Referenzpegelmusters 30 an die maximale Amplitude des ersten Signals 21 ₁ und des zumindest einen zweiten Signals 21 ₂ derart an, dass der Verlauf des Referenzpegelmusters 30 um einen einstellbaren Schwellwert ∆W jeweils über der maximalen Amplitude des ersten Signals 21 ₁ und des zumindest einen zweiten Signals 21 ₂ liegt. Dadurch ist sichergestellt, dass auch bei späteren Signalen 21 ₁, 21 ₂ deren Amplitude über dem Maximum der vorherigen Signale 21 ₁, 21 ₂ liegt, diese dennoch vollständig und möglichst genau durch den Analog-/Digital-Wandler 25 erfasst werden können. Weiterhin wird der Analog-/Digital-Wandler 25 stets in seinem Dynamikbereich optimal ausgesteuert, sodass eine digitale Demodulation der digitalisieren Signale 21 ₁, 21 ₂ ohne Probleme möglich ist.
Die Vorrichtung 1 eignet sich nicht nur zum Einsatz in Radaranlagen, sondern auch zum Messen von allen anderen Signalen, die sich wiederholen und nicht überlappen. Im Rahmen der Erfindung sind alle beschriebenen und/oder gezeichneten Merkmale beliebig miteinander kombinierbar. Insbesondere können die Unteransprüche das Verfahren betreffend auch mit den Vorrichtungsansprüchen die Vorrichtung betreffend und umgekehrt kombiniert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2003/0156666 A1 [0003, 0004]
DE 10228810 A1 [0035]

Claims

Verfahren zum Messen eines ersten Signals (21 ₁) und zumindest eines zweiten Signals (21 ₂) mittels eines Analog-/Digital-Wandlers (25), der direkt oder indirekt mit einem einstellbaren Dämpfungsglied (20) verbunden ist, wobei die beiden Signale (21 ₁, 21 ₂) dem Analog-/Digital-Wandler (25) über das einstellbare Dämpfungsglied (20) zugeführt werden, gekennzeichnet durch, folgende Verfahrensschritte: – Starten (S₁) eines Messvorgangs; – Einstellen (S₂) einer variablen Dämpfung (41) des Dämpfungsglieds (20) derart, dass die maximale Amplitude des ersten Signals (21 ₁) in etwa einem Referenzpegel (32) des Analog/Digital-Wandlers (25) entspricht; – Einstellen (S₃) der variablen Dämpfung (41) des Dämpfungsglieds (20) derart, dass die maximale Amplitude des zumindest einen zweiten Signals (21 ₂) in etwa dem Referenzpegel (32) des Analog/Digital-Wandlers (25) entspricht, sobald das erste Signal (21 ₁) innerhalb des Messvorgangs gemessen wurde; – Beenden (S₄) des Messvorgangs, nachdem das zumindest eine zweite Signal (21 ₂) gemessen wurde.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem einstellbaren Dämpfungsglied (20) und dem Analog/Digital-Wandler (25) in Reihe noch ein Mischer (22) und ein einstellbarer Verstärker (23) geschaltet sind, mit folgenden Verfahrensschritten: – Einstellen (S₅) der variablen Dämpfung (41) des Dämpfungsglieds (25) derart, dass die maximale Amplitude des ersten Signals (21 ₁) und des zumindest einen zweiten Signals (21 ₂) einem Eingangspegel (31) des Mischers (22) entspricht; – Einstellen (S₆) des Verstärkers (23) derart, dass die maximale Amplitude des heruntergemischten ersten Signals (21 ₁) und des heruntergemischten zumindest einen zweiten Signals (21 ₂) dem Referenzpegel (32) des Analog/Digital-Wandlers (25) entspricht.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem ersten Signal (21 ₁) um einen Sendeimpuls (21 ₁) und bei dem zumindest einen zweiten Signal (21 ₂) um einen Empfangsimpuls (21 ₂) handelt, mit dem nachfolgenden Verfahrensschritt: – Starten (S_{1_1}) des Messvorgangs, sobald ein Triggerimpuls (40) erfasst wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Signal (21 ₁) und das zumindest eine zweite Signal (21 ₂) nacheinander auftreten und sich wiederholen und dass es sich bei dem ersten Signal (21 ₁) und bei dem zumindest einen zweiten Signals (21 ₂) um Impulse handelt, mit den folgenden Verfahrensschritten: – Starten (S_{1_2}) einer Vormessung, um den Wert der Amplitude des ersten Signals (21 ₁) und des zumindest einen zweiten Signals (21 ₂) zu erfassen oder Laden des Werts der Amplitude des ersten Signals (21 ₁) und des zumindest einen zweiten Signals (21 ₂); – Erzeugen (S_{1_3}) eines Referenzpegelmusters (30) dessen zeitlicher Verlauf an die Verläufe der nacheinander auftretenden Amplituden des ersten Signals (21 ₁) und des zumindest einen zweiten Signals (21 ₂) angepasst ist; – Einstellen (S_{1_4}) der variablen Dämpfung (41) innerhalb des Dämpfungsglieds (25) gemäß dem zeitlichen Verlauf des Referenzpegelmusters (30).
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch, folgende Verfahrensschritte: – Bestimmen (S₇) der Differenz (∆S) des Maximums der Amplitude des ersten Signals (21 ₁) und des zumindest einen zweiten Signals (21 ₂) zu dem korrespondierenden Teil des Verlaufs des Referenzpegelmusters (30); – Anpassen (S₈) des Verlaufs des Referenzpegelmusters (30) an die maximale Amplitude des ersten Signals (21 ₁) und des zumindest einen zweiten Signals (21 ₂) derart, dass der Verlauf des Referenzpegelmusters (30) um einen einstellbaren Schwellwert (∆W) jeweils über der maximalen Amplitude des ersten Signals (21 ₁) und des zumindest einen zweiten Signals (21 ₂) liegt.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenerfassung beim Messen des ersten Signals (21 ₁) und des zumindest einen zweiten Signals (21 ₂) nicht unterbrochen wird, sodass die Phasenkohärenz zwischen dem ersten Signal (21 ₁) und dem zumindest einen zweiten Signal (21 ₂) erhalten bleibt, und/oder dass es sich bei dem ersten Signal (21 ₁) und bei dem zumindest einen zweiten Signal (21 ₂) um Radarsignale handelt, wobei das erste Signal (21 ₁) der Sendeimpuls (21 ₁) und das zumindest eine zweite Signal (21 ₂) der Empfangsimpuls (21 ₂) ist und/oder dass die Amplituden des ersten Signals (21 ₁) und des zumindest einen zweiten Signals (21 ₂) unterschiedlich sind und/oder dass sich das erste Signal (21 ₁) und das zumindest eine zweite Signal (21 ₂) nicht überlappen und/oder dass aus der Tendenz von vorangegangenen Messergebnissen für das erste Signal (21 ₁) und das zumindest eine zweite Signal (21 ₂) zukünftige Werte der Amplitude des ersten Signals (21 ₁) und des zumindest einen zweiten Signals (21 ₂) interpoliert werden, um dadurch den Verlauf des Referenzpegelmusters (30) zu optimieren und/oder dass während der Messvorgang läuft die Werte des Analog-/Digital-Wandlers (25) in einer Speichereinheit (27) gespeichert werden.
Computerprogramm mit Programmcode-Mitteln, um alle Schritte gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 durchführen zu können, wenn das Programm auf einem Computer oder einem digitalen Signalprozessor ausgeführt wird.
Computerprogramm-Produkt mit insbesondere auf einem maschinenlesbaren Träger gespeicherten Programmcode-Mitteln, um alle Schritte gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 durchführen zu können, wenn das Programm auf einem Computer oder einem digitalen Signalprozessor ausgeführt wird.
Vorrichtung (1) zum Messen eines ersten Signals (21 ₁) und zumindest eines zweiten Signals (21 ₁) mittels eines Analog-/Digital-Wandlers (25), der direkt oder indirekt mit einem einstellbaren Dämpfungsglied (20) verbunden ist, wobei die beiden Signale (21 ₁, 21 ₂) dem Analog-/Digital-Wandler (25) über das einstellbare Dämpfungsglied (20) zugeführt sind und wobei das einstellbare Dämpfungsglied (20) mit einer Steuereinheit (2) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Starten und vor dem Beenden des Messvorgangs die Steuereinheit (2) die variable Dämpfung (41) des Dämpfungsglieds (20) derart einstellt, dass die maximale Amplitude des ersten Signals (21 ₁) einem Referenzpegel (32) des Analog-/Digital-Wandlers (25) in etwa entspricht und dass die Steuereinheit (2) die variable Dämpfung (41) des Dämpfungsglieds (20) derart einstellt, dass die maximale Amplitude des zumindest einen zweiten Signals (21 ₂) dem Referenzpegel (32) des Analog-/Digital-Wandlers (25) in etwa entspricht, nachdem das erste Signal (21 ₁) innerhalb des Messvorgangs gemessen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem einstellbaren Dämpfungsglied (20) und dem Analog-/Digital-Wandler (25) in Reihe noch ein Mischer (22) und ein einstellbarer Verstärker (23) geschaltet sind und dass die Steuereinheit (2) die variable Dämpfung (41) des Dämpfungsglieds (20) derart einstellt, dass die maximale Amplitude des ersten Signals (21 ₁) und des zumindest einen zweiten Signals (21 ₂) einem Eingangspegel (31) des Mischers (22) entspricht und dass die Steuereinheit (2) die Verstärkung des Verstärkers (23) derart einstellt, dass die maximale Amplitude des heruntergemischten ersten Signals (21 ₁) und des heruntergemischten zumindest einen zweiten Signals (21 ₂) dem Referenzpegel (32) des Analog-/Digital-Wandlers (25) entspricht.
Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem ersten Signal (21 ₁) um einen Sendeimpuls (21 ₁) und bei dem zumindest einen zweiten Signal (21 ₂) um einen Empfangsimpuls (21 ₂) handelt und dass die Steuereinheit (2) den Messvorgang startet, sobald die Steuereinheit (2) einen Triggerimpuls (40) von einer Sendeeinheit (4) empfängt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Signal (21 ₁) und das zumindest eine zweite Signal (21 ₂) nacheinander auftreten und sich wiederholen und dass es sich bei dem ersten Signal (21 ₁) und bei dem zumindest einen zweiten Signals (21 ₂) um Impulse handelt und dass die Steuereinheit (2) eine Vormessung startet, um die Werte der Amplitude des ersten Signals (21 ₁) und des zumindest einen zweiten Signals (21 ₂) zu erfassen oder dass die Steuereinheit (2) die Werte der Amplitude des ersten Signals (21 ₁) und des zumindest einen zweiten Signals (21 ₁) aus einer mit der Steuereinheit (2) verbundenen Speichereinheit (27) lädt und dass die Steuereinheit (2) ein Referenzpegelmuster (30) erzeugt, dessen zeitlicher Verlauf an die Verläufe der nacheinander auftretenden Amplituden des ersten Signals (21 ₁) und des zumindest einen zweiten Signals (21 ₂) angepasst ist, und dass die Steuereinheit (2) die variable Dämpfung (41) des Dämpfungsglieds (20) gemäß dem zeitlichen Verlauf des Referenzpegelmusters (30) einstellt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (2) die Differenz (∆S) des Maximums der Amplitude des ersten Signals (21 ₁) und des zumindest einen zweiten Signals (21 ₂) zu dem korrespondierenden Teil des Verlaufs des Referenzpegelmusters (30) bestimmt und dass die Steuereinheit (2) den Verlauf des Referenzpegelmusters (30) an die maximale Amplitude des ersten Signals (21 ₁) und des zumindest einen zweiten Signals (21 ₂) derart anpasst, dass der Verlauf des Referenzpegelmusters (30) um einen einstellbaren Schwellwert (∆W) jeweils über der maximalen Amplitude des ersten Signals (21 ₁) und des zumindest einen zweiten Signals (21 ₂) liegt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (2) die Vorrichtung jeweils so steuert dass die Datenerfassung beim Messen des ersten Signals (21 ₁) und des zumindest einen zweiten Signals (21 ₂) nicht unterbrochen wird, sodass die Phasenkohärenz zwischen dem ersten Signal (21 ₁) und dem zumindest einen zweiten Signal (21 ₂) erhalten bleibt, und/oder dass es sich bei dem ersten Signal (21 ₁) und bei dem zumindest einen zweiten Signal (21 ₂) um Radarsignale handelt, wobei das erste Signal (21 ₁) der Sendeimpuls (21 ₁) und das zumindest eine zweite Signal (21 ₂) der Empfangsimpuls (21 ₂) ist und/oder dass die Amplituden des ersten Signals (21 ₁) und des zumindest einen zweiten Signals (21 ₂) unterschiedlich sind und/oder dass sich das erste Signal (21 ₁) und das zumindest eine zweite Signal (21 ₂) nicht überlappen und/oder dass die Steuereinheit (21 ₂) aus der Tendenz von vorangegangenen Messergebnissen für das erste Signal (21 ₁) und das zumindest eine zweite Signal (21 ₂) zukünftige Werte der Amplitude des ersten Signals (21 ₁) und des zumindest einen zweiten Signals (21 ₂) interpoliert, um dadurch den Verlauf des Referenzpegelmusters (30) zu optimieren und/oder dass während der Messvorgang gestartet ist die Werte des Analog-/Digital-Wandlers (25) durch die Steuereinheit (2) in einer Speichereinheit (27) gespeichert werden.