DE102013220131A1 - Imaging system with orthogonal transmit signals - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Ausleuchtung und Abbildung von Objekten mithilfe von Millimeterwellen. Gemäß einem Verfahrensaspekt der Erfindung senden mehrere Sendeantennen simultan Signale aus, wobei jede Antenne auf einer eigenen Sendefrequenz sendet und die Sendesignale zueinander orthogonal sind. Vom Objekt reflektierte Signale (806, 808) werden durch eine Mehrzahl von Empfangsantennen empfangen und hierauf basierend wird eine Abbildung des Objekts bestimmt.The present invention relates to a method and system for illuminating and imaging objects using millimeter waves. According to a method aspect of the invention, multiple transmit antennas simultaneously transmit signals, each antenna transmitting at its own transmit frequency and the transmit signals orthogonal to each other. Reflected signals from the object (806, 808) are received by a plurality of receive antennas and based thereon an image of the object is determined.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Ausleuchtung und Abbildung von Objekten mithilfe elektromagnetischer Millimeterwellenstrahlung. The present invention relates to a method and a system for illuminating and imaging objects by means of electromagnetic millimeter wave radiation.
Millimeterwellen- bzw. Mikrowellen-Systeme werden zunehmend in der zerstörungsfreien Materialprüfung und für Personenscanner eingesetzt. Millimeterwellen eignen sich bspw. zur Detektion metallischer wie auch nicht-metallischer Objekte, bspw. keramischer Objekte. Gleichzeitig sind Luft, Materialien, wie sie etwa für Kleidung verwendet werden, etc. transparent für derartige Strahlung. Somit eignen sich Millimeter- oder Mikrowellen wellen bspw. zur berührungslosen Detektion unter der Kleidung verborgener Gegenstände. Entsprechende Scanner können Metalldetektoren ergänzen oder ersetzen, etwa im Bereich von Sicherheitskontrollen an Flughäfen oder sicherheitsrelevanten öffentlichen Einrichtungen. Millimeter-wave and microwave systems are increasingly used in non-destructive testing and for personal scanners. Millimeter waves are suitable, for example, for the detection of metallic as well as non-metallic objects, for example ceramic objects. At the same time, air, materials such as those used for clothing, etc. are transparent to such radiation. Thus, millimeter or microwave waves, for example, are suitable for non-contact detection under the clothing of hidden objects. Corresponding scanners can complement or replace metal detectors, such as airport security or security-related public facilities.
Beim Betrieb eines derartigen Scanners wird ein Mikrowellensignal mit einer gegebenen Bandbreite erzeugt und von mindestens einer Antenne in Richtung eines menschlichen Körpers mit ggf. unter der Kleidung verborgenen Objekten ausgesendet. Die Mikrowellensignale werden vom Körper und von den versteckten Objekten reflektiert. Die Reflektionen werden von mindestens einer Antenne empfangen. Sende- und Empfangsantenne können separat vorgesehen sein. In the operation of such a scanner, a microwave signal of a given bandwidth is generated and emitted by at least one antenna in the direction of a human body with possibly hidden under the clothing objects. The microwave signals are reflected by the body and the hidden objects. The reflections are received by at least one antenna. Transmitting and receiving antenna can be provided separately.
Ein Scanner kann auch eine Vielzahl von Sende- und/oder Empfangsantennen umfassen. Ein derartiger Scanner kann bspw. in einem multistatischen Modus betrieben werden, bei dem eine Sendeantenne ein Signal aussendet und Reflektionen dieses Signals nach Amplitude und Phasenlage von mehreren oder allen Empfangsantennen empfangen werden. A scanner may also include a plurality of transmitting and / or receiving antennas. Such a scanner can, for example, be operated in a multistatic mode in which a transmitting antenna transmits a signal and reflections of this signal are received in amplitude and in phase position from a plurality or all of the receiving antennas.
Es können Verfahren der Apertursynthese zur Anwendung kommen, bspw. Verfahren der digitalen Keulenformung ("Digital Beamforming", DBF), bei denen eine Fokussierung der ausgesendeten und/oder der empfangenen Strahlung zur Objektabtastung ohne mechanische Bewegung der Antennen oder elektromagnetische Bündelung durch Linsen oder dgl. erfolgen kann. Stattdessen erfolgt eine Fokussierung nur durch gezielte Ansteuerung der Sendeantennen und/oder Auswertung der von den Empfangsantennen detektierten Signale. Bei letzteren wird bspw. durch einen softwarebasierten Algorithmus ein von einem gegebenen Raumpunkt in Richtung auf mehrere Antennen reflektiertes und dort empfangenes Signal entsprechend ausgewertet. Methods of aperture synthesis may be used, for example, digital beamforming (DBF) techniques which include focusing the emitted and / or received radiation for object scanning without mechanical movement of the antennas or electromagnetic focusing by lenses or the like can take place. Instead, focusing takes place only by targeted control of the transmitting antennas and / or evaluation of the signals detected by the receiving antennas. In the case of the latter, for example, by means of a software-based algorithm, a signal reflected from a given point in space in the direction of a plurality of antennas and received there is correspondingly evaluated.
Aus der
Zur Abbildung von Objekten, die sich in Bezug auf den Scanner bewegen, sollten die Messzeiten zur Belichtung bzw. Ausleuchtung des Objekts ausreichend kurz sein, um Bildunschärfen zu minimieren und so verwertbare Bilder zu erhalten. So werden bspw. im Bereich von Personenscannern üblicherweise Messzeiten von bis zu 15 Millisekunden, bevorzugt 10 Millisekunden, für ausreichend kurz angesehen, um verwertbare Bilder zu erhalten. To image objects moving in relation to the scanner, the exposure time for illuminating or illuminating the subject should be sufficiently short to minimize image blur and obtain usable images. Thus, for example, in the field of personal scanners usually measuring times of up to 15 milliseconds, preferably 10 milliseconds, are considered to be sufficiently short to obtain usable images.
Zur Realisierung derart kurzer Messzeiten sind allerdings für eine ausreichend hohe Abbildungsqualität (d.h. hohe Messdynamik) entsprechend leistungsfähige Hardware-Komponenten erforderlich und daher für praktische Implementierungen auch eine hohe Integrationsdichte des Systems. Hier bestehen allerdings Grenzen was die technische Machbarkeit und/oder die Systemkosten betrifft. To achieve such short measurement times, however, sufficiently high imaging quality (i.e., high dynamic range) requires correspondingly high-performance hardware components, and therefore, for practical implementations, also a high integration density of the system. However, there are limits as far as technical feasibility and / or system costs are concerned.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren bzw. System zur Abbildung eines Objekts im Mikrowellen- bzw. Millimeterwellenbereich vorzuschlagen, welches die konkurrierenden Anforderungen kurzer Messzeiten und praktisch erreichbarer hoher Integrationsdichte bei vertretbaren Kosten optimiert. An object of the present invention is to propose a method or system for imaging an object in the microwave or millimeter-wave range, which optimizes the competing requirements of short measurement times and practically achievable high integration density at a reasonable cost.
Die Aufgabe wird für den Verfahrensaspekt durch die Merkmale des Anspruchs 1 und für den Systemaspekt durch die Merkmale des Anspruchs 12 gelöst. The object is achieved for the method aspect by the features of claim 1 and for the system aspect by the features of claim 12.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Abbildung eines Objekts vorgeschlagen, welches die folgenden Schritte umfasst: Simultanes Aussenden von Signalen zur Objektausleuchtung im Mikrowellenbereich oder im Millimeterwellenbereich durch eine Mehrzahl von Sendeantennen, wobei jede der Mehrzahl von Sendeantennen auf einer eigenen Sendefrequenz sendet und die Sendefrequenzen so gewählt werden, dass die darauf gesendeten Sendesignale zueinander orthogonal sind; Empfangen vom Objekt reflektierter Signale durch eine Mehrzahl von Empfangsantennen; und Bestimmen einer Abbildung des Objekts basierend auf den von den Empfangsantennen empfangenen Signalen. According to the invention, a method for imaging an object is proposed, which comprises the following steps: Simultaneous emission of signals for object illumination in the microwave or millimeter-wave range by a plurality of transmit antennas, each of the plurality of transmit antennas transmitting on its own transmission frequency and the transmission frequencies are selected in that the transmission signals transmitted thereon are mutually orthogonal; Receiving from the object reflected signals by a plurality of receive antennas; and determining an image of the object based on the signals received by the receiving antennas.
Das System kann zur Ausleuchtung und Abbildung eines Objekts wie etwa eines Menschen oder auch eines Tieres oder unbelebten Objekts ausgelegt sein. Bestimmte Ausführungsformen des Systems haben den Verwendungszweck, am Körper eines Menschen unter dessen Kleidung verborgene Objekte zu detektieren, was nicht-metallische Objekte wie etwa keramische Waffen oder körpernah geformte Objekte aus plastischen Sprengstoffen einschließen kann. The system may be designed to illuminate and depict an object, such as a human or even an animal or inanimate object. Certain embodiments of the system have the purpose of detecting objects hidden on a person's body under their clothing which may include non-metallic objects such as ceramic weapons or sculpted plastic explosives objects.
Bei den Sende- und/oder Empfangsantennen kann es sich bspw. um Hornantennen handeln. Die elektromagnetische Strahlung kann etwa Mikrowellen umfassen, also bspw. Strahlung im Wellenlängenbereich von 1 Millimeter bis 10 Millimeter. Die Begriffe "Millimeterwellen" und "Mikrowellen" werden in dieser Offenbarung gelegentlich synonym verwendet. Bei einigen Ausführungsformen liegt eine Frequenz der ausgesendeten Signale bei 70 Gigahertz oder mehr, bspw. in einem Bereich von 70 Gigahertz bis 81 Gigahertz. The transmitting and / or receiving antennas may, for example, be horn antennas. The electromagnetic radiation may comprise microwaves, for example radiation in the wavelength range from 1 millimeter to 10 millimeters. The terms "millimeter waves" and "microwaves" are sometimes used synonymously in this disclosure. In some embodiments, a frequency of the transmitted signals is 70 gigahertz or more, for example, in a range of 70 gigahertz to 81 gigahertz.
Zur Objektausleuchtung können Signale in Richtung auf ein Objekt, bspw. bevorzugt in Richtung auf einen vorgegebenen Objekt- oder Messbereich hin ausgesendet und/oder empfangen werden. Zusätzlich oder alternativ kann bei bestimmten Ausführungsformen eine senderseitige und/oder empfangsseitige synthetische Fokussierung vorgenommen werden. Die Abbildung des Objekts kann etwa basierend auf einer synthetischen Fokussierung bestimmt werden, wie sie aus Verfahren der digitalen Keulenformung (DBF, "Digital Beam Forming") bekannt ist. For object illumination, signals can be transmitted and / or received in the direction of an object, for example, preferably in the direction of a predetermined object or measuring area. Additionally or alternatively, in certain embodiments, a transmitter-side and / or receiver-side synthetic focusing can be performed. The image of the object may be determined based on, for example, synthetic focusing, as known from digital beamforming (DBF) techniques.
Von mehreren Sendeantennen simultan ausgesendete Sendesignale sollen orthogonal zueinander sein; es kann sich bspw. um OFDM("Orthogonal Frequency Division Multiplex")-Signale handeln. Hierunter wird zunächst verstanden, dass innerhalb einer gegebenen Bandbreite im Frequenzbereich zwischen simultan ausgesendeten Signalen ein gegebener Frequenzversatz ∆f vorhanden ist, wie für FDM("Frequency Division Multiplex")-Systeme bekannt. Der Frequenzversatz ∆f soll darüber hinaus in spezieller Weise gewählt sein, nämlich so, dass sich die Frequenzen der simultan ausgesendeten Signale jeweils um ein ganzes Vielfaches (im Sinne der natürlichen Zahlen) einer Grundfrequenz unterscheiden. Werden bspw. zwei Signale mit Frequenzen f_1 und f_2 simultan ausgesendet, und sollen diese Signale (bzw. die entsprechenden, vom Objekt reflektierten Signale wie sie vom Empfänger empfangen werden) orthogonal zueinander sein, so muss für die Frequenzen gelten: f_1 = f_LO + m·f, f_2 = f_LO + n·f, wobei m, n natürliche Zahlen sind, f eine Grundfrequenz ist, bspw. ein Bruchteil einer Abtastfrequenz, und f_LO eine Umsetzungsfrequenz (LO, "Local Oscillator"), um welche ein Empfänger bei manchen Systemen ein Empfangssignal in ein zumeist niedrigeres Frequenzband, bspw. eine Zwischenfrequenz (ZF), umsetzt. Für ein System ohne Mischung, bspw. ohne Herabmischung auf ein ZF-Signal im Empfänger, wäre in den obigen Gleichungen f_LO = 0 in Einheiten von Hertz oder einer anderen Einheit zur Frequenzmessung. Transmit signals emitted simultaneously by multiple transmit antennas should be orthogonal to each other; it may, for example, be OFDM ("Orthogonal Frequency Division Multiplex") signals. By this it is first understood that within a given bandwidth in the frequency range between simultaneously transmitted signals a given frequency offset Δf is present, as known for FDM ("Frequency Division Multiplex") systems. The frequency offset Δf should moreover be chosen in a special way, namely in such a way that the frequencies of the signals transmitted simultaneously differ by a whole multiple (in the sense of the natural numbers) of a fundamental frequency. If, for example, two signals with frequencies f_1 and f_2 are sent out simultaneously, and if these signals (or the corresponding signals reflected by the object as received by the receiver) are orthogonal to one another, the following must apply to the frequencies: f_1 = f_LO + m · F, f_2 = f_LO + n · f, where m, n are natural numbers, f is a fundamental frequency, for example a fraction of a sampling frequency, and f_LO is a local oscillator (LO), around which a receiver in some Systems, a received signal in a mostly lower frequency band, for example. An intermediate frequency (IF), converts. For a system without mixing, for example, without down-mixing to an IF signal in the receiver, in the above equations, f_LO = 0 would be in units of Hertz or some other unit of frequency measurement.
Einige Ausführungsformen sehen vor, dass jede der Sendeantennen Signale gemäß einem eigenen Frequenzvektor aussendet. Der Frequenzvektor gibt eine Mehrzahl von Sendefrequenzen vor, also eine Folge oder Reihe von Sendefrequenzen. Mit diesen Frequenzen wird dann zeitlich nacheinander eine Folge oder Reihe von Sendesignalen ausgesendet. Bspw. kann für jede gemäß Frequenzvektor vorgesehene Frequenz genau einmal ein Sendesignal mit dieser Frequenz ausgesendet werden, wobei nach einem bestimmten Zeitraum, z.B. einem Messzeitintervall, gemäß Vorgabe durch den Frequenzvektor zur nächsten Sendefrequenz weitergeschaltet wird. Some embodiments provide that each of the transmit antennas emits signals according to its own frequency vector. The frequency vector specifies a plurality of transmission frequencies, ie a sequence or series of transmission frequencies. With these frequencies, a sequence or series of transmission signals is then transmitted in chronological succession. For example. For example, for each frequency provided according to the frequency vector, a transmission signal with this frequency can be emitted just once, after a certain period of time, e.g. a measurement time interval, as specified by the frequency vector to the next transmission frequency is incremented.
Bei bestimmten Ausführungsformen sind Gruppen von Sendeantennen vorgesehen. Die Gruppen unterscheiden sich dadurch, dass jeder Gruppe ein eigener Frequenzvektor zugeordnet ist, d.h. es gibt mindestens so viele unterschiedliche Frequenzvektoren wie Gruppen von Sendeantennen. Die Frequenzvektoren der unterschiedlichen Gruppen können gleich lang sein, oder können eine unterschiedliche Anzahl an Sendefrequenzen vorgeben. Bspw. können zu einem bestimmten Zeitpunkt nur die Sendeantennen einer Gruppe oder mehrerer Gruppen senden, während die Antennen einer anderen Gruppe oder mehrerer anderer Gruppen zu diesem Zeitpunkt nicht senden. In certain embodiments, groups of transmit antennas are provided. The groups differ in that each group is assigned its own frequency vector, i. There are at least as many different frequency vectors as groups of transmit antennas. The frequency vectors of the different groups may be the same length, or may specify a different number of transmission frequencies. For example. At one point in time, only the transmit antennas of one or more groups may transmit while the antennas of another group or more of other groups are not transmitting at that time.
Bei bestimmten Ausführungsformen unterscheiden sich die Frequenzvektoren in allen Frequenzpunkten, d.h. Sendefrequenzen, so dass jede Sendefrequenz nur genau einer Gruppe zugeordnet ist. Dies muss aber nicht zwingend so sein. Von Bedeutung ist lediglich, dass simultan mehrere Sendesignale interferenzfrei (d.h. orthogonal zueinander) ausgesendet werden. Bei manchen Ausführungsformen unterscheiden sich die Frequenzvektoren der unterschiedlichen Gruppen untereinander um jeweils nur mindestens eine Sendefrequenz oder nur einige Sendefrequenzen. Stimmen Sendefrequenzen zweier oder mehrerer Gruppen überein, müssen diese nicht zwingend zur selben Zeit ausgesendet werden. Stimmen die Sendefrequenzen zweier Vektoren für ein- und denselben Messzeitpunkt überein, ist dies äquivalent zu einer dynamischen Gruppierung, bei der eine Antenne oder mehrere oder alle Sendeantennen während des Messvorgangs unterschiedlichen Gruppen zugeordnet werden. Somit kann bei einem System mit mehreren Sendeantennen (zu einem bestimmten Messzeitpunkt) jede Sendeantenne genau einer Gruppe zugeordnet sein. Es ist aber auch denkbar, dass einige Sendeantennen eines Systems keiner Gruppe zugeordnet werden, bspw. werden diese Antennen generell oder für einen momentanen Messzeitpunkt nicht verwendet. Ist eine Antenne keiner Gruppe mit deren Frequenzvektoren zugeordnet und soll dennoch für den Messprozess verwendet werden, so muss für diese Antenne ein Frequenzvektor bereitgestellt werden, auch wenn dieser im Vergleich zu den anderen Frequenzvektoren bspw. nur einen einzigen Frequenzpunkt oder eine kleinere oder größere Anzahl an Frequenzpunkten aufweist. In certain embodiments, the frequency vectors differ in all frequency points, ie transmission frequencies, so that each transmission frequency is only assigned to exactly one group. But this does not necessarily have to be the case. It is only important that multiple transmit signals are transmitted simultaneously without interference (ie orthogonal to one another). In some embodiments, the frequency vectors of the different groups differ from each other by only at least one transmission frequency or only a few transmission frequencies. If the transmission frequencies of two or more groups match, they do not necessarily have to be transmitted at the same time. If the transmission frequencies of two vectors coincide for one and the same measurement time, this is equivalent to a dynamic grouping in which one or more or all of the transmit antennas are assigned to different groups during the measurement process. Thus, in a system with multiple transmit antennas (at a given time of measurement), each transmit antenna may be assigned to exactly one group. It However, it is also conceivable that some transmit antennas of a system are not assigned to a group, for example, these antennas are not used generally or for a current measurement time. If an antenna is not assigned to a group with its frequency vectors and is nevertheless to be used for the measuring process, a frequency vector must be provided for this antenna, even if it has, for example, only a single frequency point or a smaller or larger number than the other frequency vectors Having frequency points.
Mindestens ein Frequenzvektor kann eine Folge äquidistanter Sendefrequenzen umfassen, d.h. die Sendefrequenzen des Vektors unterscheiden sich um einen konstanten Frequenzabstand D_f oder ein Vielfaches davon. In einem Beispiel kann ein Frequenzvektor V_1 insgesamt 64 Frequenzen umfassen, wobei f_0 = 70 GHz (Gigahertz), f_1 = f_0 + D_f, f_2 = f_0 + 2D_f, ..., f_63 = f_0 + 63D_f, und D_f = 158,73 MHz (Megahertz). At least one frequency vector may comprise a sequence of equidistant transmission frequencies, i. the transmission frequencies of the vector differ by a constant frequency spacing D_f or a multiple thereof. In one example, a frequency vector V_1 may comprise a total of 64 frequencies, where f_0 = 70 GHz (gigahertz), f_1 = f_0 + D_f, f_2 = f_0 + 2D_f, ..., f_63 = f_0 + 63D_f, and D_f = 158.73 MHz (Mega Hertz).
Liegen bei manchen Ausführungsformen mehrere Sendergruppen vor, gibt es auch mehrere Frequenzvektoren, wobei die Frequenzvektoren etwa einen gegenseitigen Frequenzversatz ∆f oder ein Vielfaches davon aufweisen können, so dass einander entsprechende Sendefrequenzen unterschiedlicher Frequenzvektoren einen gegenseitigen Frequenzversatz ∆f aufweisen, d.h. etwa Sendefrequenzen auf gleichen Positionen innerhalb ihrer jeweiligen Frequenzvektoren. Für einen Frequenzversatz von bspw. ∆f = 16,67 MHz wären also die Sendefrequenzen für den obigen Beispielvektor Vf_1: f_100 = 70 GHz, ..., f_163 = 80 GHz; für einen um 1∆f versetzten Vektor Vf_2: f_200 = 70,01667 GHz, ..., f_263 = 80,01667 GHz; für einen um 2∆f versetzten Vektor Vf_3: f_300 = 70,03333 GHz, ..., f_363 = 80,03333 GHz, usw. In some embodiments, if there are multiple transmitter groups, there are also a plurality of frequency vectors, the frequency vectors may have a mutual frequency offset Δf or a multiple thereof, such that corresponding transmit frequencies of different frequency vectors have a mutual frequency offset Δf, i. about transmission frequencies at equal positions within their respective frequency vectors. For a frequency offset of, for example, Δf = 16.67 MHz, the transmission frequencies for the above example vector Vf_1 would be: f_100 = 70 GHz,..., F_163 = 80 GHz; for a vector Vf_2 offset by 1Δf: f_200 = 70.01667 GHz, ..., f_263 = 80.01667 GHz; for a vector Vf_3 offset by 2Δf: f_300 = 70.03333 GHz, ..., f_363 = 80.03333 GHz, etc.
Wie aus dem obigen Beispiel ersichtlich, können die Frequenzvektoren bspw. eine Messbandbreite von 10 GHz oder mehr abdecken. Wie weiterhin ersichtlich, kann insbesondere ein fester Frequenzversatz ∆f vorgesehen sein. Der Frequenzversatz ∆f kann bspw. so gewählt sein, dass parallel ausgesendete Signale unterschiedlicher Frequenzvektoren nicht nur orthogonal sind, sondern auch innerhalb einer Empfangsbandbreite der Empfangsantennen bzw. genauer von Empfangskanälen der nachgeschalteten Signalverarbeitung liegen, so dass simultan ausgesendete Signale mehrerer Sendeantennen simultan empfangen werden können, bspw. basierend auf einer Empfangsbandbreite wie sie sich aus einer Abtastrate im Empfänger ergibt. As can be seen from the above example, the frequency vectors may, for example, cover a measurement bandwidth of 10 GHz or more. As can further be seen, in particular a fixed frequency offset Δf can be provided. The frequency offset .DELTA.f can be selected, for example, such that signals transmitted in parallel from different frequency vectors are not only orthogonal, but also lie within a reception bandwidth of the reception antennas or, more precisely, reception channels of the downstream signal processing, so that simultaneously transmitted signals of several transmission antennas can be received simultaneously , for example, based on a reception bandwidth as it results from a sampling rate in the receiver.
Bei der Bestimmung des Abbildes des ausgeleuchteten Objekts können Verfahren der digitalen Signalverarbeitung zur Anwendung kommen. Bspw. können die empfangenen Signale einer diskreten Fourier-Transformation (DFT) unterzogen werden. Alternativ kann etwa ein digitales Abwärtsmischen durchgeführt und ein Mittelungsfilter angewendet werden. When determining the image of the illuminated object, methods of digital signal processing can be used. For example. For example, the received signals may be subjected to discrete Fourier transform (DFT). Alternatively, for example, digital down-conversion may be performed and an averaging filter applied.
Für eine Analog-Digital-Wandlung ist eine analoge Repräsentation eines empfangenen Signals abzutasten. Um hierbei parallel empfangene Signale mit einem Frequenzversatz ∆f trennen zu können, werden bei bestimmten Ausführungsformen die von den Empfangsantennen empfangenen Signale mit einer Anzahl N_sample von Abtastwerten abgetastet, wobei N_sample = 2·N_carrier + 2, wobei N_carrier die Zahl simultan aktiver Sendeantennen angibt. For an analog-to-digital conversion, an analog representation of a received signal is to be sampled. In order to be able to separate signals received in parallel with a frequency offset Δf, in certain embodiments the signals received by the receive antennas are sampled with a number N_sample of samples, where N_sample = 2 * N_carrier + 2, where N_carrier indicates the number of simultaneously active transmit antennas.
Bei einigen dieser Ausführungsformen wird der Frequenzversatz ∆f so gewählt, dass gilt ∆f = f_sample/N_sample = f_sample/(2·N_carrier + 2), wobei f_sample eine Abtastfrequenz der von den Empfangsantennen empfangenen Signale angibt. Ein derartiger Frequenzversatz ermöglicht eine effiziente Signaltrennung. In some of these embodiments, the frequency offset Δf is chosen such that Δf = f_sample / N_sample = f_sample / (2 * N_carrier + 2), where f_sample indicates a sampling frequency of the signals received by the receiving antennas. Such a frequency offset enables efficient signal separation.
Bei anderen Ausführungsformen werden die von den Empfangsantennen empfangenen Signale mit einer Anzahl N_sample von Abtastwerten abgetastet, wobei N_sample = 2·N_carrier + 1 ist (N_carrier gibt wieder die Zahl simultan aktiver Sendeantennen an). Hierbei kann der Frequenzversatz zu ∆f = f_sample/(2·N_carrier) gewählt werden, wenn f_sample wieder eine Abtastfrequenz der von den Empfangsantennen empfangenen Signale angibt. In other embodiments, the signals received by the receive antennas are sampled with a number N_sample of samples, where N_sample = 2 * N_carrier + 1 (N_carrier again indicates the number of simultaneously active transmit antennas). In this case, the frequency offset Δf = f_sample / (2 · N_carrier) can be selected when f_sample again indicates a sampling frequency of the received signals from the receiving antennas.
Bei einigen Ausführungsformen werden zur Bestimmung der Abbildung des Objekts vorgegebene Empfangssignale ausgeblendet. Bspw. werden bestimmte Empfangszeitpunkte maskiert, um ein Antennenübersprechen etwa von einer Sendeantenne auf eine benachbarte Empfangsantenne zu minimieren. In some embodiments, predetermined receive signals are masked to determine the image of the object. For example. For example, certain receive times are masked to minimize antenna crosstalk from, for example, a transmit antenna to an adjacent receive antenna.
Erfindungsgemäß wird weiterhin ein System zur Abbildung eines Objekts vorgeschlagen, welches umfasst: Eine Mehrzahl von Sendeantennen zur simultanen Aussendung von Signalen zur Objektausleuchtung im Mikrowellenbereich oder im Millimeterwellenbereich, wobei jede der Mehrzahl von Sendeantennen dazu ausgebildet ist, auf einer eigenen Sendefrequenz zu senden und wobei die Sendefrequenzen so gewählt sind, dass die darauf gesendeten Sendesignale zueinander orthogonal sind; eine Mehrzahl von Empfangsantennen zum Empfang vom Objekt reflektierter Signale; und eine Verarbeitungseinheit zur Bestimmung einer Abbildung des Objekts basierend auf den von den Empfangsantennen empfangenen Signalen. Bei dem System kann es sich bspw. um einen Personenscanner handeln. According to the invention, a system for imaging an object is proposed, which comprises: a plurality of transmission antennas for simultaneously emitting signals for object illumination in the microwave range or in the millimeter-wave range, wherein each of the plurality of transmission antennas is adapted to transmit at its own transmission frequency and wherein the Transmission frequencies are selected so that the transmitted signals are orthogonal to each other; a plurality of receiving antennas for receiving signals reflected from the object; and a processing unit for determining an image of the object based on the signals received by the receiving antennas. The system may, for example, be a personal scanner.
Das System kann eine Mehrzahl von Clustern mit jeweils einer Mehrzahl Sendeantennen umfassen. Alle Sendeantennen eines Clusters können genau einer Sendergruppe mit eigenem Frequenzvektor zugeordnet sein. Bei einigen Ausführungsformen des Systems umfassen die Cluster jeweils eine Mehrzahl von Empfangsantennen. Die Verarbeitungseinheit kann ausgebildet sein, um eine Abbildung des Objekts basierend auf den Signalen der Empfangsantennen unabhängig von deren Cluster- oder Gruppenzugehörigkeit zu bestimmen. Bspw. können die simultan ausgesendeten Sendesignale mehrerer Sendergruppen von allen Empfangsantennen des Systems empfangen werden. The system may include a plurality of clusters each having a plurality of transmit antennas. All transmit antennas of a cluster can be assigned to exactly one transmitter group with its own frequency vector. In some embodiments of the system, the clusters each include a plurality of receive antennas. The processing unit may be configured to determine an image of the object based on the signals of the receiving antennas, regardless of their cluster or group membership. For example. For example, the simultaneously transmitted transmission signals of several transmitter groups can be received by all receiving antennas of the system.
Das System kann zum simultanen Auslesen aller Empfangskanäle eines Clusters, mehrerer Cluster, oder aller Empfangskanäle des Systems ausgebildet sein. The system may be configured to simultaneously read all of the receive channels of a cluster, multiple clusters, or all receive channels of the system.
Mit der Erfindung werden Systeme und Verfahren zur Abbildung eines Objekts im Mikro- bzw. Millimeterwellenbereich bereitgestellt, die es ermöglichen, dass mehrere Sendeantennen simultan senden und die reflektierten Signale simultan vermessen werden können. Die Verarbeitung reflektierter Signale, d.h. insbesondere die Trennung paralleler Signale, kann bei Verwendung orthogonaler Sendesignale besonders effizient erfolgen. Auf diese Weise kann ein Messzeitgewinn realisiert werden, was zu einer Verringerung der Bewegungsunschärfe in den Abbildungen führt. Die Anforderungen an die Hardware bleiben dabei im Wesentlichen unverändert. The invention provides systems and methods for imaging an object in the micrometre or millimeter-wave range, which allow multiple transmit antennas to transmit simultaneously and simultaneously measure the reflected signals. The processing of reflected signals, i. in particular the separation of parallel signals, can be carried out particularly efficiently when using orthogonal transmission signals. In this way, a gain in measurement time can be realized, resulting in a reduction of the motion blur in the images. The hardware requirements remain essentially unchanged.
Der limitierten Empfangsbandbreite realistischer Hardware-Konzeptionen kann dadurch Rechnung getragen werden, dass die Sendeantennen in Gruppen eingeordnet werden, wobei jede Gruppe Sendesignale gemäß einem eigenen Frequenzvektor aussendet. Die Frequenzvektoren der Gruppen können auf geeignete Weise z.B. geringfügig so gegeneinander versetzt werden, dass empfangene Signale verschiedener Gruppen innerhalb der Empfangsbandbreite des Empfangskanals liegen. So ist einerseits ein paralleler Empfang und damit Messzeitgewinn möglich. Andererseits kann auch eine Signaltrennung mit einem minimalen Aufwand realisiert werden. Auf diese Weise können die Anforderungen an die Hardware minimiert werden. The limited reception bandwidth of realistic hardware designs can be accommodated by arranging the transmission antennas in groups, each group emitting transmission signals according to its own frequency vector. The frequency vectors of the groups may be suitably detected e.g. are slightly offset from each other so that received signals of different groups are within the receiving bandwidth of the receiving channel. Thus, on the one hand, a parallel reception and thus measuring time gain possible. On the other hand, a signal separation can be realized with minimal effort. In this way, the hardware requirements can be minimized.
Weitere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft beschrieben. Hierbei zeigen: Further aspects and advantages of the invention will be described below by way of example with reference to the accompanying drawings. Hereby show:
In
Auf dem Boden vor dem Rahmen
Das System
Eine Verarbeitungseinheit
Die Antennen
In
Bei der in
Ein Betriebsverfahren des Systems
In Schritt
Zur parallelen Ansteuerung der Antennen
In Schritt
Die Backend-Komponente
In einer Unterkomponente
In Schritt
Um für die Bildrekonstruktion die gewünschte laterale wie axiale Auflösung zu erreichen, kann jede Empfangsantenne
Eine beispielhafte Bildrekonstruktion kann auf einen spezialisierten Zweiton- oder allg. Mehrton-Algorithmus zurückgreifen. Alternativ können mithilfe eines Einton-Rekonstruktionsalgorithmus aus den getrennten Signalanteilen der verschiedenen Sendergruppen auch Teilbilder erstellt werden. Die Teilbilder sind ggf. getrennt zu kalibrieren. Allerdings kann die Messdatenaufnahme zur Freiraummessung und/oder Reflektormessung für die Kalibration mit allen Sendergruppen und simultan gesendeten orthogonalen Signalen durchgeführt werden, d.h. es sind keine separaten Messdatenaufnahmen für die Kalibrierung der Teilbilder erforderlich. Ggf. kann auch die Kalibration der Rohdaten basierend auf einem einzigen, vollständigen Datensatz erfolgen, d.h. dem Datensatz, der alle Messdaten aller Sendergruppen bzw. Frequenzpunkte der unterschiedlichen Frequenzvektoren umfasst. Eine Trennung der Messdaten muss erst an der Stelle im Prozess erfolgen, an der kein Zweiton-Rekonstruktionsalgorithmus mehr vorliegt, bspw. bei der Übergabe der kalibrierten bzw. korrigierten Messdaten an die Teilrekonstruktion der Teilbilder. An exemplary image reconstruction may resort to a specialized two-tone or multi-tone algorithm. Alternatively, sub-images can also be created using the single-tone reconstruction algorithm from the separate signal components of the various transmitter groups. The partial images may need to be calibrated separately. However, the measurement data acquisition for clearance measurement and / or reflector measurement for calibration can be performed with all transmitter groups and simultaneously transmitted orthogonal signals, i. no separate measurement data recordings are required for the calibration of the partial images. Possibly. Also, the calibration of the raw data may be based on a single, complete data set, i. the data set, which includes all measured data of all transmitter groups or frequency points of the different frequency vectors. A separation of the measurement data must first take place at the point in the process at which no two-tone reconstruction algorithm is no longer present, for example during the transfer of the calibrated or corrected measurement data to the partial reconstruction of the partial images.
Die kalibrierten Teilbilder sind dann zum Erhalt eines Gesamtbildes kohärent zu addieren. Der Frequenzversatz zwischen den Sendergruppen kann so gering gewählt sein, dass sich die Bildeigenschaften im Vergleich zu herkömmlichen Abbildungsverfahren mit nur einem Frequenzvektor nur unwesentlich ändern. Der Frequenzversatz wird unten im Detail diskutiert. The calibrated fields should then be added coherently to obtain an overall picture. The frequency offset between the transmitter groups can be chosen so small that the image properties change only insignificantly in comparison to conventional imaging methods with only one frequency vector. The frequency offset will be discussed in detail below.
Bei der Bildrekonstruktion in der Komponente
Bei einem herkömmlichen, strikt sequentiellen Messvorgang würden für eine gegebene Messfrequenz die Sendeantennen
Gemäß der schematischen Darstellung in
Die Antennen in der Reihe
Die zeitgleiche Aussendung und der parallele Empfang von Messsignalen erlaubt es, einen Messzeitgewinn zu realisieren, ohne dass es hierdurch zu Einbußen bei der Bildrekonstruktion kommt, etwa in Bezug auf eine axiale und/oder laterale Bildauflösung. Nach Aufnahme der Messwerte wird simultan zu der jeweils nächsten Senderantenne jeder Gruppe umgeschaltet. The simultaneous transmission and the parallel reception of measurement signals makes it possible to realize a gain in measurement time without resulting in any loss of image reconstruction, for example in relation to an axial and / or lateral image resolution. After recording the measured values, the system switches simultaneously to the next transmitter antenna of each group.
Alle oder einige der Empfangsantennen
Zur Erzielung einer geeigneten axialen Auflösung sendet jede Sendeantenne zeitlich nacheinander auf einer Mehrzahl unterschiedlicher Sendefrequenzen. Ein entsprechender Frequenzvektor Vf_1 für die Sendeantennen der Reihe
Bei einem herkömmlichen, strikt sequentiellen Messverfahren würde jede der z.B. 96 Sendeantennen des Clusters
Aus dieser Betrachtung ergibt sich bereits ein durch parallele Messungen erzielbarer Messzeitgewinn um einen Faktor 2. Allerdings ist die Voraussetzung hierfür, dass die reflektierten parallelen Signale auch empfangen werden können, d.h. von der nachgeschalteten Signalverarbeitung getrennt werden können. Die Signaltrennung wird weiter unten im Detail diskutiert, insbesondere in Bezug auf die Anforderung, dass die Komplexität der Signalverarbeitung nicht wesentlich höher sein sollte als bei einem strikt sequentiellem Messvorgang. In Bezug auf das hier anhand von
Bei der Sendergruppierung gemäß
Es können auch mehr als zwei Sendergruppen gebildet werden. So könnte eine erste Sendergruppe die Sendeantennen der unteren Hälfte von Reihe
Umfasst ein System eine Mehrzahl von Antennenclustern, so wie etwa das System
Alle Sendeantennen des Systems
Bei einem Messvorgang wird jeweils zeitgleich eine der Sendeantennen der Gruppe
Innerhalb eines Clusters
Jeder der beiden Gruppen
Nachfolgend werden Beispiele für parallele Aktivierungsmuster der Gruppen
Dadurch dass die Sendergruppen
Jeder der vier Gruppen
Auch die Sendergruppen
Generell gilt, dass sowohl innerhalb wie auch zwischen den Antennenclustern einer Gruppe eine Vielzahl unterschiedlicher Aktivierungsmuster denkbar ist. In general, both within and between the antenna clusters of a group, a large number of different activation patterns is conceivable.
Bei den hier geschilderten Ausführungsbeispielen sind die auf einer Gesamtapertur definierten Gruppen gleich groß, d.h. die Gruppen umfassen jeweils die gleiche Anzahl Cluster bzw. Sendeantennen. Für einen effizienten Messvorgang ist eine derartige Gruppierung vorteilhaft, allerdings nicht zwingend notwendig. Sind die Gruppen unterschiedlich groß, wird zu bestimmten Zeitpunkten z.B. statt eines Zweitonsignals nur ein Eintonsignal, oder statt eines Viertonsignals nur ein Drei-, Zwei-, oder Eintonsignal empfangen; es kann jedoch auch bei diesen Konfigurationen ein Messzeitgewinn erzielt werden. In the embodiments described here, the groups defined on a total aperture are the same size, i. the groups each comprise the same number of clusters or transmit antennas. For an efficient measuring process, such a grouping is advantageous, but not absolutely necessary. If the groups are of different sizes, at certain times e.g. only a single-tone signal instead of a two-tone signal, or only a three-tone, two-tone, or single-tone signal instead of a four-tone signal; However, it can be achieved in these configurations, a measuring time gain.
Der Frequenzvektor Vf_1 der Gruppe
Der Frequenzvektor Vf_2 der Gruppe
Die Frequenzvektoren Vf_1 und Vf_2 sind leicht gegeneinander versetzt, und zwar mit einem Frequenzversatz ∆f. Der Frequenzversatz ∆f ist so gewählt, dass die Sendefrequenzen der beiden Sendergruppen zu orthogonalen Sendesignalen führen, also dass bspw. die Sendesignale der Sendeantennen der Gruppe
Der Frequenzversatz ∆f kann kleiner gewählt werden als der spektrale Abstand D_f der Messpunkte eines Frequenzvektors. Der Grund hierfür wird weiter unten diskutiert. Im vorliegenden Beispiel kann der Frequenzversatz ∆f bspw. in einem Bereich zwischen 10 MHz und 50 MHz liegen. Es ergibt sich ein Frequenzraster welches grob dem Muster der Sendefrequenzen entspricht, wie es von einem einzelnen Frequenzvektor vorgegeben wird, wobei jedoch an Häufungspunkten
Die Orthogonalitätsbedingung muss nicht zwingend zwischen den Sendefrequenzen erfüllt sein, die in den beiden Vektoren Vf_1 bzw. Vf_2 die entsprechende Position belegen, d.h. es müssen nicht zwingend die Senderfrequenzen der Häufungspunkte sein, aus denen die orthogonalen Sendersignale hervorgehen; von Bedeutung ist nur, dass zeitgleich ausgesendete Sendersignale der unterschiedlichen Gruppen orthogonal zueinander sind. Jedoch wird in den Beispielen zu Zwecken der Diskussion davon ausgegangen, dass die zeitgleich ausgesendeten Signale jeweils mit den Frequenzen eines der Häufungspunkte ausgesendet werden. The orthogonality condition does not necessarily have to be fulfilled between the transmission frequencies which occupy the corresponding position in the two vectors Vf_1 and Vf_2, i. it is not absolutely necessary to be the transmitter frequencies of the accumulation points from which the orthogonal transmitter signals emerge; is important only that simultaneously emitted transmitter signals of the different groups are orthogonal to each other. However, in the examples for purposes of discussion, it is assumed that the signals transmitted at the same time are each emitted at the frequencies of one of the clustering points.
Dir Frequenzvektoren Vf_2, Vf_3 und Vf_4 der Gruppen
Es ist allerdings nicht zwingend erforderlich, dass bei mehr als zwei Frequenzvektoren benachbarte Vektoren um ein- und denselben festen Betrag gegeneinander versetzt sind. So kann etwa einer der vier Frequenzvektoren in
In dem in
Neben der Orthogonalitätsbedingung kann die spektrale Breite B_f der Häufungspunkte, die im Beispiel der
Durch die Belegung der gesamten Messbandbreite mit einem Frequenzraster mit Häufungspunkten, die durch jeweils geringfügig gegeneinander versetzte Frequenzvektoren entstehen, erhöht sich die Anzahl der Messpunkte im Spektrum entsprechend der Anzahl der vorgesehenen Sendergruppen. Allerdings bleibt insgesamt die Anzahl der gewonnenen Messwerte konstant, weil jede Sendeantenne nur ihren jeweils eigenen Frequenzvektor durchmisst. Der Unterschied zu einem herkömmlichen Messvorgang besteht dann darin, dass an einem gegebenen spektralen Punkt nicht nur mit einer einzigen Messfrequenz, sondern mit mehreren Messfrequenzen gemessen wird, die leicht gegeneinander versetzt sind; also etwa um ∆f im Beispiel der
Ein Messzeitgewinn kann deshalb realisiert werden, weil die Messfrequenzen in geeigneter Weise gegeneinander versetzt sind, nämlich so, dass die resultierenden Sendesignale orthogonal sind, somit durch eine geeignete Signalverarbeitung effizient voneinander getrennt werden und daher gleichzeitig ausgesendet werden können. Darüber hinaus kann ein Frequenzversatz zwischen den Vektoren, etwa wie der in den
Eine Signalverarbeitung zur Signaltrennung kann im Digitalteil des Empfängers erfolgen wie in
Alternativ zu DFT-Verfahren kann auch bspw. in einer Filterbank in einer Reihe paralleler Kanäle jeweils eine digitale Abwärtsmischung mit nachgeschalteter Filterung durchgeführt werden. Als Filter kann hier etwa ein Mittelungsfilter ("averaging filter") verwendet werden. As an alternative to DFT methods, it is also possible, for example, to carry out a digital downwards mixing with downstream filtering in a filter bank in a series of parallel channels. The filter used here can be an averaging filter.
Zur effizienten Messdatenaufnahme sollte eine möglichst kurze Abtastzeit bzw. ein Filter möglichst geringer Ordnung verwendet werden. Die Anzahl N_sample der erforderlichen Abtastwerte ("samples") erhöht sich mit der Zahl N_carrier der Signale oder Träger ("carrier"), die zu trennen sind. Für bestimmte Ausführungsbeispiele gilt:
Für die Abtastung von Eintonsignalen sind hier also 4 Abtastwerte erforderlich, für Zweiton- bzw. Viertonsignale sind jedoch 6 bzw. 10 Abtastwerte erforderlich, d.h. die erforderlichen Messzeiten verlängern sich entsprechend. Der Messzeitgewinn durch paralleles Aussenden und Vermessen orthogonaler Signale wird also durch die für die Trennung von Mehrtonsignalen längere Empfangszeit wieder aufgehoben, allerdings nur teilweise. So müssen die Empfangsantennen bei einer typischen Implementierung für Zweitonsignale nur zwei Abtastperioden länger aktiv sein als für Eintonsignale, das entspricht bei einer Abtastfrequenz von f_sample = 100 MHz einer zusätzlichen Abtastzeit von etwa 20 Nanosekunden. For sampling one-tone signals, 4 samples are required here, but for 2-tone and 4-tone signals, 6 and 10 samples, respectively, are required; The required measuring times are extended accordingly. The measurement time gain by parallel transmission and measurement of orthogonal signals is thus canceled by the longer for the separation of multi-tone signals receiving time, but only partially. Thus, in a typical implementation for two-tone signals, the receive antennas need only be active for two sampling periods longer than for single-tone signals, which corresponds to an additional sampling time of about 20 nanoseconds at a sampling frequency of f_sample = 100 MHz.
Soll die mit der Abtastrate f_sample der ADC-Komponente
Es sei beispielhaft der Zusammenhang zwischen Abtastwerten und Zahl der Trägersignale gemäß Glg. (1) sowie eine Abtastrate von f_sample = 100 MHz für die ADC-Komponente
Bei einer äquidistanten Belegung des Spektrums zwischen 70 GHz und 80 GHz haben aufeinanderfolgende Sendefrequenzen eines Frequenzvektors (Vf_1 oder Vf_2) einen Abstand D_f = 158,73 MHz. Das nächste Frequenzpaar am Häufungspunkt
Für den Viertonbetrieb der
Dieses Spektrum kann bspw. digital herabgemischt werden.
Zur Veranschaulichung ist in
In der spektralen Darstellung der
Bei bestimmten Ausführungsformen der Erfindung werden die Sendeantennen einer Mikrowellen-Apertur in Sendergruppen aufgeteilt, die auf jeweils leicht gegeneinander versetzten Frequenzen Sendesignale aussenden. Dies ermöglicht es, dass ein Objekt durch die Senderantennen nicht in strikt sequentieller Reihenfolge ausgeleuchtet werden muss, sondern dass mehrere Antennen das Objekt parallel ausleuchten können, von jeder Sendegruppe eine Antenne. In certain embodiments of the invention, the transmit antennas of a microwave aperture are divided into transmitter groups which emit transmit signals at respectively slightly offset frequencies. This makes it possible that an object does not have to be illuminated by the transmitter antennas in strictly sequential order, but that several antennas can illuminate the object in parallel, of each transmitting group an antenna.
Werden durch geeignete Wahl des Frequenzversatzes zwischen den Sendergruppen orthogonale Signale ausgesendet, ist eine Signaltrennung der vom Objekt reflektierten Signale auf effiziente Weise möglich. Der Frequenzversatz kann optional so gewählt werden, dass sich auch keine erhöhten oder kaum erhöhte Anforderungen an die Bandbreite der Empfangskanäle ergeben. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass sich die Komplexität der Hardware für die Signalverarbeitung nur unwesentlich erhöht, was ebenso für den Aufwand und die Kosten einer handhabbaren Integrationsdichte gilt. If orthogonal signals are emitted by a suitable choice of the frequency offset between the transmitter groups, signal separation of the signals reflected by the object is possible in an efficient manner. The frequency offset can optionally be chosen so that no increased or hardly increased demands are made on the bandwidth of the receiving channels. In this way it can be achieved that the complexity of the hardware for the signal processing only slightly increased, which also applies to the cost and the cost of a manageable integration density.
In der empfangsseitigen Signalverarbeitung kann eine bestimmte DFT oder eine bestimmte Filterung im Empfangskanal eines der Signale bevorzugen, während die anderen parallelen Signale unterdrückt werden. Wird hierfür ein entsprechender Frequenzversatz der parallelen Sendesignale gewählt, kann auf diese Weise die Orthogonalitätsbedingung realisiert werden. In the reception-side signal processing, a certain DFT or a certain filtering in the reception channel may prefer one of the signals while the other parallel signals are being suppressed. If a corresponding frequency offset of the parallel transmission signals is selected for this purpose, the orthogonality condition can be realized in this way.
Der Messzeitgewinn gegenüber einer strikt sequentiellen Messung ergibt sich in erster Näherung aus der Anzahl der Sendergruppen, d.h. der parallel ausgesendeten Signale. Allerdings sind zur Signaltrennung längere Empfangszeiten bzw. größere Filterlängen notwendig. Für Zweitonsignale konnten Messzeitgewinne von etwa einem Faktor 1,6 erhalten werden, ohne merkliche Veränderungen bei der Bildqualität unbewegter Objekte. Dies bedeutet, dass wegen der verkürzen Messzeit und der entsprechend verringerten Bewegungsunschärfe sich die Abbildungsqualität bewegter Objekte verbessert. Für Signale mit mehr als zwei Tönen vergrößert sich der Messzeitgewinn weiter; ein Gewinn bspw. bis zu einem Faktor 4 ist denkbar. The measurement time gain over a strictly sequential measurement results in a first approximation from the number of transmitter groups, i. the signals transmitted in parallel. However, signal separation requires longer reception times or longer filter lengths. For two-tone signals, measurement time gains of about a factor of 1.6 could be obtained, without noticeable changes in the image quality of still objects. This means that because of the shorter measurement time and the correspondingly reduced motion blur, the imaging quality of moving objects improves. For signals with more than two tones, the measurement time gain increases further; a gain, for example, up to a factor of 4 is conceivable.
Theoretische Erklärungen durch die Erfindung bewirkter technischer Effekte sollen den Geltungsbereich der Erfindung nicht einschränken. Auch ist die Erfindung nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt; vielmehr sind innerhalb des durch die anhängenden Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen. Insbesondere sind dem Fachmann bestimmte Kombinationen von vorstehend separat beschriebenen Merkmalen als zweckmäßig oder vorteilhaft ersichtlich. Theoretical explanations by the invention effected technical effects are not intended to limit the scope of the invention. Also, the invention is not limited to the embodiments described herein and the aspects highlighted therein; Rather, within the scope given by the appended claims a variety of modifications are possible, which are within the scope of expert action. In particular, the person skilled in certain combinations of features described separately above as appropriate or advantageous.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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