DE102014109501A1

DE102014109501A1 - Vorrichtung zum Verarbeiten eines Radarsignals und Verfahren zum Verarbeiten eines Radarsignals

Info

Publication number: DE102014109501A1
Application number: DE201410109501
Authority: DE
Inventors: Dong Kyoo Kim
Original assignee: Electronics and Telecommunications Research Institute ETRI
Current assignee: Electronics and Telecommunications Research Institute ETRI
Priority date: 2013-11-01
Filing date: 2014-07-08
Publication date: 2015-05-07

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Verarbeiten eines Radarsignals offenbart, die folgendes enthält: eine Sendeeinheit, die eine Vielzahl von Basisbandsignalen als eine Vielzahl von Teilband-Durchstrahlungssignalen basierend auf einer Kanalfrequenz zu einem Zielobjekt strahlt; eine Empfangseinheit, die eine Vielzahl von vom Zielobjekt reflektierten Reflexionssignalen empfängt, um die empfangenen Reflexionssignale als ein Integrationsband-Antwortsignal zu integrieren; und eine Steuereinheit, die die Kanalfrequenz so einstellt, dass wenigstens einige Bänder benachbarter Teilband-Durchstrahlungssignale unter der Vielzahl von Teilband-Durchstrahlungssignalen miteinander überlagert sind.

Description

QUERVERWEIS AUF ZUGEHÖRIGE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität und den Vorteil der koreanischen Patentanmeldungen Nr. 10-2013-0132496 und 10-2014-0017493 , eingereicht am 1. November 2013 und am 17. Februar 2014 beim koreanischen Amt für geistiges Eigentum, deren gesamte Inhalte hierin durch Bezugnahme enthalten sind.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verarbeiten eines Radarsignals und ein Verfahren zum Verarbeiten eines Radarsignals und, genauer gesagt, eine Vorrichtung zum Verarbeiten eines Radarsignals und ein Verfahren zum Verarbeiten eines Radarsignals, die ein Radarsignal zu einem Teilband senden und reflektierte Teilband-Radarsignale zu einem Vollband integrieren.
STAND DER TECHNIK
Eine durchstrahlende Radarvorrichtung ist eine von Vorrichtungen, die für eine nichtzerstörende Untersuchung verwendet werden. Die durchstrahlende Radarvorrichtung projiziert ein RF-Durchstrahlungssignal zu einem durchlässigen Objekt und empfängt darauffolgend ein reflektiertes Signal, um eine innere Struktur des Objekts zu analysieren.
Ein Verfahren, bei welchem die durchstrahlende Radarvorrichtung das reflektierte Signal erlangt, enthält ein Impulsschema und ein Schrittfrequenzschema.
Das Impulsschema ist ein Schema, das ein Signal mit höherer Energie innerhalb einer sehr kurzen Zeit, das heißt ein Impulssignal, als ein Projektionssignal verwendet. Das projizierte Impulssignal hat eine Breitband-Frequenzkennlinie. Hierin kann, da eine Bandbreite einer Frequenz breiter ist, die innere Struktur des Objekts mit hoher Auflösung detektiert werden. Weiterhin kann, da das Impulsschema ein Breitbandsignal auf einmal projiziert, das Impulsschema im Allgemeinen ein Erfassen sehr schnell durchführen.
Das Schrittfrequenzschema ist ein Schema, das die Innenfläche des Objekts durch Nutzen eines Effekts, wie beispielsweise Projizieren eines Dauerstrich-(CW-)Signals (das heißt einer Sinuswelle) bei einem vorbestimmten Frequenzintervall innerhalb eines spezifischen Frequenzbands, erfasst, um das Breitbandsignal auf das Ganze zu projizieren. Beim Schrittfrequenzschema wird eine Frequenz eines CW-Signals mit dem Verstreichen von Zeit in Schritte aufgeteilt und erhöht oder abgesenkt, um das Breitbandsignal ungleich dem Impulsschema zu erzeugen, das das Breitbandsignal auf einmal projiziert, ist Zeit erforderlich, um ein Breitbandsignal zu erzeugen, und wird als Ergebnis verglichen mit dem Impulsschema ein Erfassen mit einer viel niedrigeren Geschwindigkeit durchgeführt.
Indes hat das Schrittfrequenzschema einen derartigen Vorzug, dass es beim Erlangen des übertragbaren Signals hoher Auflösung vorteilhaft ist, weil eine Frequenzbandkennlinie des erzeugten Signals gut ist und das Signal mit hoher Leistung erzeugt wird. Wie es oben beschrieben ist, hat aber das Schrittfrequenzschema eine Grenze in Bezug auf seine effiziente Nutzung aufgrund einer Eigenschaft, dass nur ein Erfassen mit sehr niedriger Geschwindigkeit ermöglicht wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist in einem Bestreben gemacht worden, eine Vorrichtung zum Verarbeiten eines Radarsignals und ein Verfahren zum Verarbeiten eines Radarsignals zur Verfügung zu stellen, die Kanaldiskontinuität, DC-Element pro jeweiligem Kanal und Phaseneinstellung zwischen benachbarten Kanälen lösen können, welche auftreten, wenn ein Teilband-Radarschema durchgeführt wird.
Die vorliegende Erfindung ist in einem Bestreben gemacht worden, eine Vorrichtung zum Verarbeiten eines Radarsignals und ein Verfahren zum Verarbeiten eines Radarsignals zur Verfügung zu stellen, die ein Radarsignal in einer Vielzahl von Teilbändern basierend auf OFDM zu einem Zielobjekt strahlen und durch Verwenden eines reflektierten Signals schnell ein Breitband-Antwortsignal erlangen können.
Technische Aufgaben der vorliegenden Erfindung sind nicht auf die vorgenannten technischen Aufgaben beschränkt und andere technische Aufgaben, die nicht angegeben sind, werden von Fachleuten auf dem Gebiet aus der folgenden Beschreibung offensichtlich verstanden werden.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt eine Vorrichtung zum Verarbeiten eines Radarsignals zur Verfügung, die folgendes enthält: eine Sendeeinheit, die eine Vielzahl von Basisbandsignalen als eine Vielzahl von Teilband-Durchstrahlungssignalen basierend auf einer Kanalfrequenz zu einem Zielobjekt strahlt; eine Empfangseinheit, die eine Vielzahl von vom Zielobjekt reflektierten Reflexionssignalen empfängt, um die empfangenen Reflexionssignale als ein Integrationsband-Antwortsignal zu integrieren; und eine Steuereinheit, die die Kanalfrequenz so einstellt, dass wenigstens einige Bänder benachbarter Teilband-Durchstrahlungssignale unter der Vielzahl von Teilband-Durchstrahlungssignalen miteinander überlagert sind.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt ein Verfahren zum Verarbeiten eines Radarsignals zur Verfügung, das folgendes enthält: Einstellen der Kanalfrequenz so, dass wenigstens einige Bänder benachbarter Teilband-Durchstrahlungssignale unter der Vielzahl von Teilband-Durchstrahlungssignalen miteinander überlagert sind; Umwandeln einer Vielzahl von Basisbandsignalen in die Vielzahl von Teilband-Durchstrahlungssignalen basierend auf der Kanalfrequenz, um die Teilband-Durchstrahlungssignale zu einem Zielobjekt zu strahlen; und Empfangen einer Vielzahl von vom Zielobjekt reflektieren Reflexionssignalen, um die empfangenen Reflexionssignale als ein Integrationsband-Antwortsignal zu integrieren.
Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung teilen eine Vorrichtung zum Verarbeiten eines Radarsignals und ein Verfahren zum Verarbeiten eines Radarsignals ein Integrationsband in eine Vielzahl von Bändern und senden/empfangen das Radarsignal in einem Mehrkanal-OFDM-Schema, so dass einige Bänder miteinander überlagern, um dadurch ein Impuls-Antwortsignal hoher Qualität schnell zu erlangen.
Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung entfernen eine Vorrichtung zum Verarbeiten eines Radarsignals und ein Verfahren zum Verarbeiten eines Radarsignals selektiv eine Komponente eines bezüglich der Phase diskontinuierlichen und überlagernden Bands einer Kanalgrenze, um eine Genauigkeit einer Impulsantwort beim Bilden einer Vielzahl von Teilbandsignalen durch ein Integrationsband zu verbessern.
Die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist nur illustrativ und verschiedene Modifikationen, Änderungen, Substitutionen und Hinzufügungen können von Fachleuten auf dem Gebiet durchgeführt werden, ohne vom technischen Sinngehalt und Umfang der beigefügten Ansprüche abzuweichen, und es wird verstanden werden, dass die Modifikationen und Änderungen in den beigefügten Ansprüchen enthalten sind.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Diagramm, das eine Vorrichtung zum Verarbeiten eines Radarsignals und ein Zielobjekt, zu welchem das Radarsignal gestrahlt wird, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
2A bis 2C sind Diagramme zum Beschreiben eines Sendens eines Teilband-Durchstrahlungssignals, eines Empfangs eines Reflexionssignals und eines Herstellens eines Integrationsband-Antwortsignals in der Vorrichtung zum Verarbeiten eines Radarsignals gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Kanalverbindungsbereichs eines Integrationsband-Antwortsignals.
4 ist ein Blockdiagram, das eine Ausführungsform einer Sendeeinheit der 1 darstellt.
5 ist ein Blockdiagram, das eine Ausführungsform einer Steuereinheit der 1 darstellt.
6A und 6B sind Diagramme zum Beschreiben eines Verfahrens zum Einstellen einer Kanalfrequenz gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7 ist ein Blockdiagram, das eine Ausführungsform einer Empfangseinheit der 1 darstellt.
8 ist ein konzeptmäßiges Diagramm zum Beschreiben einer Konfiguration eines Kanals und eines Hilfsträgers eines durch einen in der Empfangseinheit enthaltenen Konstruktor empfangenen Signals.
9A bis 9C sind Blockdiagramme eines Konstruktors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
10 ist ein Diagramm, das eine Kanalgrenzen-Verarbeitungseinheit des Konstruktors verallgemeinert und darstellt.
11 ist eine Vergleichskurve eines Integrationsband-Antwortsignals vor und nach einer Kanalgrenzen-Verarbeitung.
12 ist ein Diagramm, das eine Verarbeitungseinheit für unvollständige Phasen des Konstruktors verallgemeinert und darstellt.
13A und 13B sind Kurven zum Vergleichen eines Ausgangssignals vor und nach einer Verarbeitung für diskontinuierliche Phasen und einer resultierenden Impulsantwort.
14 ist ein Diagramm, das die Teilband-DC-Verarbeitungseinheit verallgemeinert und darstellt.
15A und 15B sind Kurven, die eine Kanal-Impulsantwort vor und nach einer Teilband-DC-Verarbeitung darstellen.
16 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Betriebs einer Bandintegrationseinheit des Konstruktors.
17 ist ein Ablaufdiagramm zum Beschreiben eines Verfahrens zum Verarbeiten eines Radarsignals gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Es sollte verstanden werden, dass die beigefügten Zeichnungen nicht notwendigerweise zu skalieren sind und eine etwas vereinfachte Darstellung verschiedener Merkmale präsentieren, die für die Grundprinzipien der Erfindung illustrativ sind. Die spezifischen Gestaltungsmerkmale der vorliegenden Erfindung, wie sie hierin offenbart ist, einschließlich von beispielsweise spezifischen Dimensionen, Ausrichtungen, Orten und Formen, werden teilweise durch die beabsichtigte Anwendung und Anwendungsumgeben bestimmt werden.
In den Figuren beziehen sich Bezugszeichen in allen der mehreren Figuren der Zeichnung auf dieselben oder äquivalente Teile der vorliegenden Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Herein nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden. Gleiche Bezugszeichen beziehen sich auf gleiche Bestandsteilelemente und eine gedoppelte Beschreibung gleicher Bestandsteilelemente wird weggelassen werden.
Spezifische strukturelle oder funktionelle Beschreibungen von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die in der Beschreibung offenbart sind, werden nur zu den Zwecken eines Beschreibens der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung durchgeführt und die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können in verschiedenen Formen ausgeführt werden und es sollte keine derartige Auslegung erfolgen, dass die vorliegende Erfindung auf die in der Beschreibung beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist.
Beim Beschreiben von Bestandsteilelementen der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können Ausdrücke, wie erster, zweiter, A, B, (a) und (b) verwendet werden. Die Ausdrücke werden nur verwendet, um ein Bestandsteilelement von einem anderen Bestandsteilelement zu unterscheiden, aber eine Art oder eine Reihenfolge des Bestandsteilelements ist durch die Ausdrücke nicht beschränkt.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verarbeiten eines Radarsignals und ein Verfahren zum Verarbeiten eines Radarsignals zum Erlangen einer Kanal-Impulsantwort hoher Qualität durch Verwenden eines Signals eines Teilband-Radars zum schnellen Erlangen eines Signals eines Breitband-Durchstrahlungsradars hoher Auflösung.
Ein neues Gebiet, das unter Anwendungsgebieten einer Durchstrahlungsradartechnologie auftaucht, enthält ein Gebiet, das einen Status bzw. Zustand einer Straßenverkehrseinrichtung bzw. -anlage erfasst. Global wird, da die Anzahl von abgenutzten Straßenverkehrsanlagen erhöht ist, eine Forderung nach einer Technologie bezüglich einer Wartung/Reparatur erhöht und wird ein Bauen einer neuen Anlage weiter erhöht und wird eine Forderung nach einer zu einer Messung einer Herstellungsqualität der neuen Anlage gehörenden Technologie auch explosiv erhöht. Ein repräsentatives Erfassungsgebiet enthält ein Diagnostizieren eines internen Risszustands einer Straße/Brücke und ein Messen der Dicke eines Belags einer neuen zu verlegenden bzw. sich setzenden Straße.
Im Allgemeinen beträgt eine interne Erfassungstiefe der Straßenverkehrsanlage etwa 1 bis 2 Meter und muss eine Erfassungsauflösung innerhalb von 3 Zentimetern sein. Demgemäß ist ein Schrittfrequenzschema in der Durchstrahlungsradartechnologie dafür geeignet. Jedoch dann, wenn eine Arbeit durch Verwenden eines Produkts des Schrittfrequenzschemas durchgeführt wird, muss der Verkehr auf der Straße eingeschränkt werden, und somit wird eine Unannehmlichkeit verursacht, und eine Arbeitsstunde ist sehr lang. Dadurch kann gegenwärtig eine kontinuierliche Straßenüberwachungsaufgabe nicht durchgeführt werden.
Es ist ein Verfahren vorgeschlagen, das ein Radarsignal durch Verwenden eines Teilbands durch Verwenden eines Mehrfachträgers erlangen kann, das heißt eine OFDM-Technologie, um ein Problem zu lösen, bei welchem eine Abtastgeschwindigkeit niedrig ist, was auftritt, weil das Schrittfrequenzschema ein CW-Signal verwendet. Bei der vorliegenden Erfindung wird eine solches Schema ,Teilband-Radarschema' genannt.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Kanalfrequenz durch eine Sende/Empfangs-Einheit zur Kanalteilung, ein Kanalverbindungsverfahren in einer Empfangseinheit, ein Verfahren zum Verarbeiten diskontinuierlicher Phasen an einer Kanalgrenze und ein Verfahren zum Verarbeiten eines Signals in jedem Teilband-Gleichstrom-(DC-)Bereich in einem Teilband-Radarschema.
1 stellt eine Vorrichtung zum Verarbeiten eines Radarsignals und ein Zielobjekt, zu welchem das Radarsignal gestrahlt wird, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
Nimmt man Bezug auf 1, kann eine Vorrichtung 10 zum Verarbeiten eines Radarsignals gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Sendeeinheit 100, eine Empfangseinheit 200 und eine Steuereinheit 300 enthalten.
Die Sendeeinheit 100 empfängt ein Sendesteuersignal tcon und eine Kanalfrequenz fi von der Steuereinheit 300. Die Sendeeinheit 100 erzeugt ein OFDM-basiertes Teilband-Durchstrahlungssignal dp basierend auf dem Sendesteuersignal tcon und der Kanalfrequenz fi. Das Teilband-Durchstrahlungssignal dp wird durch eine Sendeantenne 101 zu einem Zielobjekt 20 gestrahlt. Beispielsweise kann das Zielobjekt 20 eine Straßenverkehrsanlage sein.
Das durch die Sendeeinheit 100 gestrahlte Teilband-Durchstrahlungssignal dp kann eine Vielzahl von Durchstrahlungssignalen in einem Basisband ausbilden und umgewandelt und zu einem gemäß einer Teilband-Kanalbandbreite bestimmten Durchlassband gesendet werden, während die durch eine Vielzahl von Kanälen (beispielsweise M (M ist eine natürliche Zahl größer als oder gleich zwei) Kanälen) eingestellte Kanalfrequenz fi als Träger eingestellt wird.
Insbesondere werden bei der Vorrichtung 10 zum Verarbeiten eines Radarsignals gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wenigstens einige Bänder von Durchstrahlungssignalen, die benachbart zueinander sind, das heißt sequentiell gesendet sind, beim Einstellen der Kanalfrequenz fi des Teilband-Durchstrahlungssignals dp miteinander überlagert. Wenn ein Überlagerungsfrequenzbereich, wo die benachbarten Teilband-Durchstrahlungssignale dp sind, breiter ist, wird die Anzahl der Teilband-Durchstrahlungssignale dp, die gesendet und empfangen werden müssen, erhöht, um dasselbe Integrationsband-Antwortsignal zu erzeugen, aber eine verbesserte Impulsantwort kann erlangt werden.
Das Zielobjekt 20 empfängt das Teilband-Durchstrahlungssignal dp von der Sendeeinheit 100 und reflektiert es, um eine Vielzahl von Reflexionssignalen dr zur Empfangseinheit 200 zu liefern. Das Zielobjekt 20 kann durch mehrere Schichten gebildet sein und das Reflexionssignal dr kann in Abhängigkeit vom Teilband-Durchstrahlungssignal dp mit verschiedenen Winkel- und Zeitvarianzen zur Empfangseinheit 200 geliefert werden.
Die Empfangseinheit 200 kann das vom Zielobjekt 20 reflektierte OFDM-basierte Reflexionssignal dr durch die Empfangsantenne 201 empfangen, um das Breitband-Antwortsignal zu erzeugen.
Die Steuereinheit 300 stellt die Kanalfrequenz fi so ein, dass die Teilband-Durchstrahlungssignale benachbarter Kanäle unter der Vielzahl von Teilband-Durchstrahlungssignalen dp in einigen Bändern miteinander überlagert sind, und liefert die Teilband-Durchstrahlungssignale zu der Sendeeinheit 100 und der Empfangseinheit 200. Ein Verfahren zum Einstellen der Kanalfrequenz fi durch die Steuereinheit 300 wird später beschrieben werden.
Die Steuereinheit 300 kann einen Betrieb durch jeweiliges Liefern des Sendesteuersignals tcon und eines Empfangssteuersignals rcon zu der Sendeeinheit 100 und der Empfangseinheit 200 steuern.
Die 2A bis 2C sind Diagramme zum Beschreiben eines Sendens eines Teilband-Durchstrahlungssignals, eines Empfangs eines reflektierten Signals und eines Herstellens eines Integrationsband-Antwortsignals in der Vorrichtung zum Verarbeiten eines Radarsignals gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2A ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Sendeprozesses eines Teilband-Durchstrahlungssignals einer Sendeeinheit in der Vorrichtung zum Verarbeiten eines Radarsignals gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Nimmt man Bezug auf 2A, wird ein Basisbandsignal erzeugt und zu jeweiligen Kanalfrequenzen f1, f2, f3, f4, ..., fM durch M Kanäle erhöht, um zu Kanalsignalen in einem Durchlassband gesendet zu werden, das heißt den Teilband-Durchstrahlungssignalen dp.
Beispielsweise wird ab einer Zeit T1 bis zu einer Zeit T2 ein erstes Basisbandsignal unter Verwendung einer ersten Kanalfrequenz f1 als der Träger in einem Basisband zu einem Kanal erhöht, um zu einem ersten Teilband-Durchstrahlungssignal gesendet zu werden. In jeweiligen Zeitbereichen gesendete Teilband-Durchstrahlungssignale haben unterschiedliche Durchlassbänder, aber einige Durchlassbänder sind miteinander überlagert.
In 2A ist ein Bereich, in welchem Teilband-Durchstrahlungssignale einer Vielzahl von Kanälen miteinander überlagert sind, durch eine gestrichelte Linie markiert. Wie es in 2A dargestellt ist, wird ein Einstellen der Kanalfrequenz, die zulässt, dass sich Bänder von Signalen benachbarter Kanäle miteinander überlagern, nachfolgend unter Bezugnahme auf die 6A und 6B beschrieben werden.
2B ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Empfangsprozesses eines empfangenen Signals durch eine Empfangseinheit in der Vorrichtung zum Verarbeiten eines Radarsignals gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die Empfangseinheit 200 empfängt das Kanalsignal im Durchlassband, das einen Träger der ersten Kanalfrequenz f1 hat, ab der Zeit T1 bis zu der Zeit T2, um das empfangene Kanalsignal zum Basisband-Kanalsignal abzusenken.
Ebenso empfängt durch sich wiederholende Prozesse zum Empfangen des Kanalsignals im Durchlassband, das einen Träger einer zweiter Kanalfrequenz f2 hat, um das empfangene Kanalsignal zum Basisband-Kanalsignal abzusenken, ab der Zeit T2 bis zu einer Zeit T3, die Empfangseinheit 200 ein Kanalsignal in einem Durchlassband, das einen Träger der M-ten Kanalfrequenz fM hat, um das empfangene Kanalsignal zum Basisband-Kanalsignal abzusenken, ab der letzten Zeit TM – 1 bis zu einer Zeit TM.
Wenn alle Signale in M Kanälen zum Basisband abgesenkt sind, bildet die Empfangseinheit 200 Basisband-Kanalsignale in das Integrationsband-Antwortsignal.
2C ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Prozesses zum Bilden der zum Basisband abgesenkten Kanalsignale in das Integrationsband-Antwortsignal.
Nimmt man Bezug auf 2C, werden die zum Basisband abgesenkten Kanalsignale durch das Integrationsband-Antwortsignal gebildet. Der Betrieb der 2C kann durch einen nachfolgend in 8 beschriebenen Konstruktor durchgeführt werden.
Wenn das Radarsignal durch die Vielzahl von Teilbändern gesendet und empfangen wird, kann eine verbesserte Antwort ebenso wie beim Senden und Empfangen einen Impulsradarsignals nur durch Entfernen der Kanalgrenze und durch Einstellen einer Phasendiskontinuität an einer Kanalgrenze erlangt werden, während der Konstruktor eine Vielzahl von Kanalsignalen durch das Integrationsband bildet, und einer DC-Bereichskomponente, die erzeugt wird, wenn die Kanalsignale zum Basisband abgesenkt werden.
3 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Kanalverbindungsbereichs eines Integrationsband-Antwortsignals.
Nimmt man Bezug auf 3, wird dann, wenn das in der Empfangseinheit 200 gebildete Integrationsband-Antwortsignal konfiguriert wird, ein Kanalverbindungsbereich conj zwischen jeweiligen Kanälen erzeugt. Wenn eine Integrationsband-Antwortsignalbandbreite gegeben ist, können in dem Fall, in welchem ein Intervall zwischen den Teilbandkanälen dasselbe wie die Teilbandsignalbandbreite ist, die Integrationsbandsignale durch die kleinste Anzahl von Teilbandsignalen gebildet werden.
Wenn jedoch das Intervall zwischen den Teilbandkanälen dasselbe wie die Teilbandsignalbandbreite ist, wird eine Auflösung eines Kanalimpulsantwortsignals signifikant erniedrigt. Die Auflösung des Kanalimpulsantwortsignals ist ein Faktor zum Bestimmen einer Detektionsauflösung eines Radars. Daher kann, wie es oben beschrieben ist, bei der vorliegenden Erfindung das verbesserte Kanalimpulsantwortsignal durch Einstellen der Kanalfrequenz erlangt werden, so dass die Intervalle unter den Teilbandkanälen miteinander überlagert sind.
In diesem Fall können Reflexionssignale von jeweiligen Kanälen im Kanalverbindungsbereich conj miteinander überlagert sein, und eine Verarbeitung, um die Überlagerung dazwischen zu lösen, ist erforderlich. Demgemäß ist ein Prozess zum selektiven Entfernen von Komponenten von einigen Reflexionssignalen durch Einstellen der Kanalgrenze erforderlich.
4 ist ein Blockdiagram, das eine Ausführungsform einer Sendeeinheit der 1 darstellt.
Nimmt man Bezug auf 4, kann die Sendeeinheit 100 eine BPSK-Trainingsdatenladeeinheit 110, eine Kanal-IFFT 120, einen Parallel-zu-Seriell-Umsetzer 130, eine Einfügeeinheit 140, einen Präambel-Lieferer 145, einen Multiplexer 150, einen Interpolator 160, einen Digital-zu-Analog-Umsetzer 170 und einen Anstiegsfrequenzumsetzer 180 enthalten.
Die BPSK-Trainingsdatenladeeinheit 110 kann BPSK-Trainingsdaten BPSKtD und die Anzahl N von Hilfsträgern pro Kanal empfangen, um so viele der BPSK-Trainingsdaten BPSKtD, wie die Anzahl N von Hilfsträgern pro Kanal ist, parallel anzuordnen.
Die Kanal-IFFT 120 führt eine inverse schnelle Fourier-Transformation (IFFT) für die Anzahl N von Hilfsträgern pro Kanal durch. Beispielsweise kann es verstanden werden, dass die Kanal-IFFT 120 eine Operation zum Umwandeln von Daten eines Frequenzbereichs in Daten eines Zeitbereichs durchführt.
Der Parallel-zu-Seriell-Umsetzer 130 wandelt N einer inversen Fourier-Transformation unterzogene Ergebnisse in serielle um.
Die Einfügeeinheit 140 fügt einen zyklischen Präfix-Code in das Ergebnis ein, das in ein serielles umgewandelt ist.
Der Präambel-Lieferer 145 erzeugt eine Präambel und liefert die erzeugte Präambel zum Multiplexer 150. Darauffolgend lässt die Präambel dann, wenn das Teilband-Kanalsignal gestrahlt und dann empfangen wird, zu, dass das reflektierte Signal auf einfache Weise detektiert wird.
Der Multiplexer 150 wählt eine von einer Ausgabe, einer reellen Zahl (beispielsweise ,0') und einer Präambel der Einfügeeinheit 140 aus und gibt sie aus.
Der Interpolator 160 kann die Ausgabe des Multiplexers 150 interpolieren und eine Interpolation basierend auf einer Kanalbandbreite CBW durchführen.
Der Digital-zu-Analog-Umsetzer 160 wandelt ein interpoliertes Signal in ein analoges Signal um.
Der Anstiegsfrequenzumsetzer 180 erhöht das Basisbandsignal zur Kanalfrequenz basierend auf dem Sendesteuersignal tcon und der Kanalfrequenz fi, die von der Steuereinheit 300 der 1 geliefert sind, um das Teilband-Durchstrahlungssignal dp durch die Sendeantenne 101 zu senden.
Der Anstiegsfrequenzumsetzer 180 kann eine gleichphasige Komponente und eine Quadraturkomponente des Basisbands basierend auf der von der Steuereinheit 300 empfangenen Kanalfrequenz fi mischen und die gemischten Komponenten zum Durchlassband ausgeben.
5 ist ein Blockdiagram, das eine Ausführungsform einer Steuereinheit der 1 darstellt.
Nimmt man Bezug auf 5, kann die Steuereinheit 300 eine Sendeeinheitssteuerung 310, eine Empfangseinheitssteuerung 320 und eine Kanalfrequenzsteuerung 330 enthalten.
Die Sendeeinheitssteuerung 310 kann das Sendesteuersignal tcon, das einen Betrieb der Sendeeinheit 100 steuert, durch Empfangen einer Kanalnummer M erzeugen, um das erzeugte Sendesteuersignal tcon zur Sendeeinheit 100 zu liefern.
Die Empfangseinheitssteuerung 320 kann das Empfangssteuersignal rcon, das einen Betrieb der Empfangseinheit 200 steuert, durch Empfangen der Kanalnummer M erzeugen, um das erzeugte Empfangssteuersignal rcon zur Empfangseinheit 200 zu liefern.
Die Kanalfrequenzsteuerung 330 empfängt eine minimale Überlagerungsfrequenz fmin_ov und eine Überlagerungsfrequenz fov1, um die Kanalfrequenz fi zu erzeugen. Wie es oben beschrieben ist, wird die durch den Kanalfrequenzgenerator 330 erzeugte Frequenz fi so erzeugt, dass Bänder unter einer Vielzahl von Kanälen miteinander überlagert sind, um eine Impulsantwort zu verbessern, wenn das Radarsignal reflektiert und empfangen wird.
Die 6A und 6B sind Diagramme zum Beschreiben eines Verfahrens zum Einstellen einer Kanalfrequenz gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Nimmt man Bezug auf 6A, sind benachbarte Kanalfrequenzen fi – 1, fi und fi + 1 minimal miteinander überlagert. In 6A stellt 'PRmin_ov' 'ein Verhältnis eines Teilbandsignals und eines benachbarten Teilbandsignals' dar, wobei Teilbandsignale benachbarter Kanäle minimal miteinander überlagert sind und ein vorbestimmter Wert sein kann. Beispielsweise kann PRmin_ov durch einen Anwender im Voraus definiert werden.
Ein Intervall zwischen den benachbarten Kanalfrequenzen, das PRmin_ov erfüllt, kann als die minimale Überlagerungsfrequenz fmin-ov dargestellt werden. Das heißt, dass dann, wenn die Kanalfrequenzen fi – 1 und fi für die Teilbandsignale der benachbarten Kanäle eine Differenz haben, die größer als die minimale Überlagerungsfrequenz fmin_ov ist, beide Teilbandsignale nicht miteinander überlagert sind.
In 6B kann die Überlagerungsfrequenz fov1 voreingestellt sein. Die Überlagerungsfrequenz fov1 stellt einen Frequenzwert bezüglich eines Ausmaßes dar, in welchem es beabsichtigt ist, dass die Teilbandsignale der benachbarten Kanäle miteinander überlagert sind, und kann durch den Anwender im Voraus definiert werden. Da die minimale Überlagerungsfrequenz fmin_ov und die Überlagerungsfrequenz fov1 bestimmt sind, kann die Kanalfrequenz fi bestimmt werden, wie es in Gleichung 1 dargestellt ist.
[Gleichung 1]

f_i = f_i-1 + f_{min_ov} – f_ovl(0 ≤ f_ovl < f_{min_ovl})

In Gleichung 1 stellen fi und fi – 1 eine i-te und eine (i – 1)-te Kanalfrequenz dar, die benachbart zueinander sind.
Die durch die Kanalfrequenzsteuerung 330 erzeugte Kanalfrequenz fi kann zu jeder der Sendeeinheit 100 und der Empfangseinheit 200 geliefert werden und Basisbandsignale können durch die Sendeeinheit 100 über den Anstiegsfrequenzumsetzer 180 zu den Teilband-Durchstrahlungssignalen dp gestrahlt werden und verwendet werden, um die durch die Empfangseinheit 200 empfangenen Reflexionssignale dr zum Basisband abzusenken.
7 ist ein Blockdiagram, das eine Ausführungsform einer Empfangseinheit der 1 darstellt.
Nimmt man Bezug auf 7, kann die Empfangseinheit 200 einen Absenkfrequenzumsetzer 210, einen Analog-zu-Digital-Umsetzer 215, einen Dezimator 220, einen Paketsensor 225, einen Entferner 230, einen Seriell-zu-Parallel-Umsetzer 235, eine Kanal FFT 240, eine Kanalschätzeinheit 245 und einen Konstruktor 250 enthalten.
Der Absenkfrequenzumsetzer 210 senkt das durch die Empfangsantenne 201 empfangene Reflexionssignal dr zum Basisband ab. Das heißt, dass Signale in den jeweiligen Kanälen durch den Absenkfrequenzumsetzer 210 vom Durchlassband zum Basisband transferiert werden, wie es in 2B dargestellt ist.
Der Analog-zu-Digital-Umsetzer 215 wandelt ein analoges Basisbandsignal in ein digitales Signal um. Der Analog-zu-Digital-Umsetzer 215 kann eine Abtastfrequenz gemäß einer Bandbreite eines Eingangskanals bestimmen und eine Digitalwandlung bzw. -umsetzung basierend auf der bestimmten Abtastfrequenz durchführen.
Der Dezimator 220 kann ein durch den Interpolator 160 der Sendeeinheit 100 einer Überabtastung unterzogenes Signal einer Unterabtastung unterziehen.
Der Paketsensor 225 kann einen Trainingsframe durch Erfassen eines Präambelsignals von einem Ausgangssignal des Dezimators 220 detektieren.
Der Entferner 230 kann den durch die Sendeeinheit 100 eingefügten zyklischen Präfix-Code entfernen.
Der Seriell-zu-Parallel-Umsetzer 235 parallelisiert so viele Ausgaben des Entferners 230, wie es der Anzahl von N Hilfsträgern entspricht.
Die Kanal-FFT 240 kann Signale in einem Zeitbereich, bei welchen der zyklische Präfix-Code entfernt ist und die parallelisiert sind, in den Frequenzbereich transformieren.
Die Kanalschätzeinheit 245 kann ein Frequenzbereichs-Antwortsignal des Basisband-Kanalsignals durch Schätzen des Kanals erzeugen.
Als Ergebnis kann das durch den Konstruktor 250 empfangene Signal dargestellt werden, wie es in 8 dargestellt ist. Die 8 ist ein konzeptmäßiges Diagramm zum Beschreiben einer Konfiguration eines Kanals und eines Hilfsträgers eines durch einen in der Empfangseinheit enthaltenen Konstruktor empfangenen Signals.
Nimmt man Bezug auf 8, werden Teilband-Kanalsignale Cdiv von M Kanälen empfangen und können N Hilfsträger in jedem Kanal enthalten sein.
Eine Vielzahl von Teilband-Kanalsignalen Cdiv1, Cdiv2, ..., CdivM – 1 und CdivM wird mit dem Verstreichen von Zeit erzeugt und N Hilfsträger, die in jedem Teilband-Kanalsignal enthalten sind, können dargestellt werden als C_divi = [C_divi(1), C_divi(2), ..., C_divi(N)]
Wie es 2C dargestellt ist, führt der Konstruktor 250 eine Kanalgrenzen-Verarbeitung, eine Verarbeitung für diskontinuierliche Phasen und eine Teilband-DC-Verarbeitung durch, bevor die Vielzahl von Teilband-Kanalsignalen Cdiv in das Integrationsband umgewandelt wird.
Gemäß der Ausführungsform können die Reihenfolgen der Kanalgrenzen-Verarbeitung, der Verarbeitung für diskontinuierliche Phasen und der Teilband-DC-Verarbeitung geändert werden. Jedoch muss die Verarbeitung für diskontinuierliche Phasen durchgeführt werden, nachdem die Kanalgrenzen-Verarbeitung durchgeführt ist.
Demgemäß kann der Konstruktor 250 drei unterschiedliche Konfigurationen haben, so dass die Teilband-Kanalsignale Cdiv einschließlich N Hilfsträgern empfangen werden, um ein Integrationsbandsignal einschließlich L Hilfsträgern einer IFFT-Einheit 2509 auszugeben, wie es in den 9A bis 9C dargestellt ist.
In den 9A bis 9C entfernen Kanalgrenzen-Verarbeitungseinheiten 2501a, 2501b und 2501c überlagerte Komponenten der Teilband-Kanalsignale, die über eine Vielzahl von Kanälen empfangen werden, an Kanalgrenzen und verarbeiten Verarbeitungseinheiten für diskontinuierliche Phasen 2503a, 2503b und 2503c Phasen, um fortgesetzt bzw. kontinuierlich zu werden, durch Erfassen einer Phasendiskontinuität der Kanalgrenze. Weiterhin reduzieren Teilband-DC-Verarbeitungseinheiten 2505a, 2505b und 2505c eine Rauschkomponente in einem DC-Bereich, wenn eine Vielzahl von Reflexionssignalen in das Basisband umgewandelt wird, entfernt wird, um in ein Antwortsignal integriert zu werden.
Eine Bandintegrationseinheit 2507 verbindet ein Signal, von welchem die Kanalgrenzen-Verarbeitung, die Verarbeitung für diskontinuierliche Phasen und die Teilband-DC-Verarbeitung fertiggestellt sind, zum Integrationsband basierend auf der Kanalfrequenz fi (siehe 2).
Die IFFT-Einheit 2509 führt eine inverse Fourier-Transformation für das bandintegrierte Signal durch, um ein endgültiges Integrationsband-Impulsantwortsignal zur Verfügung zu stellen.
Da der Konstruktor 250 kombiniert ist, wie es in den 9A bis 9C dargestellt ist, können aktuelle Eingangs/Ausgangs-Signale der Kanalgrenzen-Verarbeitungseinheiten 2501a, 2501b und 2501c, der Verarbeitungseinheiten für diskontinuierliche Phasen 2503a, 2503b und 2503c und der Teilband-DC-Verarbeitungseinheiten 2505a, 2505b und 2505c unterschiedlich voneinander sein. Daher werden hierin nachfolgend jeweilige Operationen der Kanalgrenzen-Verarbeitung, der Verarbeitung für diskontinuierliche Phasen und der Teilband-DC-Verarbeitung unabhängig beschrieben werden und wird eine Operation einer Signalverarbeitung in Ausdrücken eines Eingangssignals I und eines Ausgangssignals O beschrieben werden.
In den 9A bis 9C sind die jeweiligen Einheiten durch unterschiedliche Bezugszeichen gemäß der Reihenfolge der Komponenten dargestellt, aber die jeweiligen Einheiten sind in die Kanalgrenzen-Verarbeitungseinheit 2501, die Verarbeitungseinheit für diskontinuierliche Phasen 2503 und die Teilband-DC-Verarbeitungseinheit 2505 integriert, was später beschrieben werden wird.
10 ist ein Diagramm, das eine Kanalgrenzen-Verarbeitungseinheit des Konstruktors verallgemeinert und darstellt.
Nimmt man Bezug auf 10, empfängt die Kanalgrenzen-Verarbeitungseinheit 2501 Information bezüglich einer Überlagerungsfrequenz fov1 und eines Hilfsträgerintervalls fsc und ein Eingangssignal Ii, um ein Ausgangssignal Oi zu erzeugen.
Hierin enthält das Eingangssignal Ii als ein i-ter Kanal N Hilfsträger.
Demgemäß kann das Eingangssignal Ii des i-ten Kanals einschließlich N Hilfsträgern dargestellt werden als I_i = [I_i1, I_i2, ..., I_iN] und kann die Kanalgrenzen-Verarbeitung durch nachfolgend beschriebene Gleichung 2 beschrieben werden. [Gleichung 2]
Ein erstes Eingangssignal Ii (i = 1), das heißt ein erstes Kanalsignal, wird als Ausgangssignal Oi von einem ersten Hilfsträger verarbeitet, weil es keinen Kanal gibt, der eine kleinere Frequenz als der erste Kanal hat, das heißt der Kanal, der benachbart zur Linken zum ersten Kanal ist. Jedoch ist auf der rechten Seite ein zweites Eingangssignal Ii (i = 2) vorhanden, das benachbart ist. Daher wird eine Hälfte der Hilfsträger f_ovl/f_sc, die in einem Bereich vorhanden sind, wo die Hilfsträger mit dem zweiten Eingangssignal Ii (i = 2) unter N ursprünglichen Hilfsträgern überlagert sind, beim ersten Eingangssignal Ii (i = 1) verarbeitet.
Daher gibt es vom zweiten Eingangssignal Ii (1 < i < M) Kanäle, die sowohl links als auch rechts durch vorherige Kanäle und die nachfolgenden Kanäle benachbart sind. Als Ergebnis werden Antworten entsprechend einer Hälfte von Frequenzen unter Hilfsträgern, die im Überlagerungsbereich (siehe 3) der vorherigen Kanäle vorhanden sind, als Hilfsträger verarbeitet, die in dem vorherigen Kanal vorhanden sind, und werden Antworten entsprechend der übrigen Hälfte von Frequenzen als Hilfsträger der nachfolgenden Kanäle verarbeitet. Daher wird keine Antwort, in welcher die Frequenzen überlagert sind, im Kanalüberlagerungsbereich conj erzeugt, und eine Kanalgrenze kann zwischen einem letzten Hilfsträger des vorherigen Kanals und einem ersten Hilfsträger des nachfolgenden Kanals ausgebildet werden.
Schließlich hat ein M-tes Eingangssignal Ii (i = M) keinen Kanal, der benachbart zur Rechten ist. Demgemäß wird bis zu einem letzten N-ten Hilfsträger als das Ausgangssignal Oi (i = M) geliefert, aber ein erster Hilfsträger entspricht einem Hilfsträger von einer nächsten Frequenz, die eine andere als eine Hälfte der Frequenzen eines Kanalüberlagerungsbereichs ist, der durch ein Eingangssignal Ii (i = M – 1) eines vorherigen Kanals verarbeitet ist.
Eine Ausgabe der Kanalgrenzen-Verarbeitungseinheit 2501 kann als O_i = [O_i1, O_i2, ..., O_iend] dargestellt werden. Hierin kann das Anzahlende von Hilfsträgern jedes Kanals durch Gleichung 3 dargestellt werden. [Gleichung 3]
Es kann gesehen werden, dass im Fall des ersten und des letzten Kanals (i = 1 und M) einige Hilfsträger von nur einem Überlagerungsbereich entfernt sind, und im Fall von Kanälen (1 < i < M), die andere als diese sind, die Hilfsträger von beiden Überlagerungskanälen entfernt sind.
11 ist eine Vergleichskurve eines Integrationsband-Antwortsignals vor und nach einer Kanalgrenzen-Verarbeitung.
Eine grobe Verzerrung tritt in einem Integrationsband-Antwortsignal 1250 vor der Kanalgrenzen-Verarbeitung auf (gestrichelte Linie), aber die Verzerrung wird in einem Integrationsband-Antwortsignal (1200) nach der Kanalgrenzen-Verarbeitung erniedrigt (durchgezogene Linie), um eine aktuelle Impulsantwort auf einfache Weise zu messen.
12 ist ein Diagramm, das eine Verarbeitungseinheit für diskontinuierliche Phasen des Konstruktors verallgemeinert und darstellt.
Da die Eingabe und die Ausgabe der Verarbeitungseinheit für diskontinuierliche Phasen 2503 gemäß einem Implementierungsbeispiel des Konstruktors 250, wie er oben beschrieben ist, unterschiedlich sein können, werden hierin nachfolgend das Eingangssignal Ii und das Ausgangssignal Oi beschrieben werden.
Selbst in der Verarbeitungseinheit für diskontinuierliche Phasen 2503 können das Eingangssignal Ii und das Ausgangssignal Oi jeweils durch I_i = [I_i1, I_i2, ..., I_iend] und O_i = [O_i1, O_i2, ..., O_iend] dargestellt werden. Der letzte Hilfsträger, das heißt die Anzahl von Hilfsträgern, kann wie in Gleichung 3 gemäß der Kanalnummer i dargestellt werden.
Ein Verarbeitungsverfahren für diskontinuierliche Phasen der Verarbeitungseinheit für diskontinuierliche Phasen 2503 kann durch Gleichung 4 dargestellt werden. [Gleichung 4]
In Gleichung 4 wird ein erstes Eingangssignal genauso als das Ausgangssignal ausgegeben, jedoch wird eine Operation zum Anpassen einer Phase an die Kanalgrenze für eine Übereinstimmung mit der Phase des vorherigen Kanals beim Verarbeiten nachfolgender Kanäle verarbeitet.
Beispielsweise folgt die Operation einem Schema, das einen Unterschied bzw. eine Differenz phΔ zwischen der Phase des letzten Hilfsträgers des vorherigen Kanals und der Phase des ersten Hilfsträgers des entsprechenden Kanals bestimmt und alle Ausgangssignale der entsprechenden Kanäle so weit verschiebt, wie es der bestimmten Phasendifferenz entspricht.
Eine Phasenausrichtung wird fortlaufend vom ersten Kanal zum M-ten Kanal durchgeführt, und wenn die Phasen bis zum letzten Kanal ausgerichtet sind, ist die Verarbeitung für diskontinuierliche Phasen fertiggestellt.
Die 13A und 13B sind Kurven zum Vergleichen eines Ausgangssignals vor und nach einer Verarbeitung für diskontinuierliche Phasen und einer resultierenden Impulsantwort.
Nimmt man Bezug auf 13A stimmen Phasen an der Kanalgrenze nicht miteinander überein, welche ein Teil ist, der mit der gestrichelten Linie markiert ist, und er hat somit eine Sägezahnform. Als Ergebnis kann es gesehen werden, dass eine Impulsantwort-Kennlinie, die an einem unteren rechten Ende dargestellt ist, nicht gut ist.
Nimmt man Bezug auf 13B, kann es gesehen werden, dass die Phasen in dem Teil mit gestrichelter Linie übereinstimmen, und als Ergebnis stimmen alle der Phasen bei der gestrichelten Linie, das heißt dem Kanalgrenzen-Bereich, miteinander überein. Als Ergebnis kann es gesehen werden, dass die am unteren rechten Ende dargestellte Impulsantwort-Kennlinie verbessert ist.
14 ist ein Diagramm, das die Teilband-DC-Verarbeitungseinheit verallgemeinert und darstellt. Gleichermaßen wird ein Betrieb der Teilband-DC-Verarbeitungseinheit 2505 auch in Ausdrücken des Eingangssignals Ii und des Ausgangssignals Oi beschrieben werden.
Die Teilband-DC-Verarbeitungseinheit 2505 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung empfängt das Eingangssignal Ii, einen negativen Frequenzbereich α basierend auf DC und einen positiven Frequenzbereich β basierend auf DC, um das Ausgangssignal Oi zu erzeugen.
Ein Teilband-DC-Verarbeitungsverfahren kann durch Gleichung 5 beschrieben werden.
[Gleichung 5]

[O_i(1)···O_i(–α + end/2)]←[I_i(1)···I_i(–α + end/2)] [O_i(β + end/2 + 2)···O_i(end)]←[I_i(β + end/2 + 2)···I_i(end)] [O_i(–α + end/2 + 1)···O_i(β + end/2 + 1)]←interpolation(O_i)

Nimmt man Bezug auf Gleichung 5, ist jedes des Eingangssignals Ii und des Ausgangssignals Oi durch End-Hilfsträger gebildet. Ein DC-Bereich ist als α in Richtung einer linken Seite definiert, das heißt ein negativer Bereich um DC, und als β in Richtung einer rechten Seite, das heißt ein positiver Bereich.
Wenn die durch das Durchlassband in der Empfangseinheit 200 empfangenen Kanalsignale zum Basisband abgesenkt sind, kann das Rauschen im DC-Bereich erzeugt werden, und wenn der DC-Bereich in das Integrationsband konfiguriert wird, ohne das Rauschen im DC-Bereich zu entfernen, wird nur das Rauschen transferiert, und als Ergebnis ist es schwierig, eine genaue Impulsantwort zu erwarten.
Demgemäß liefert die Teilband-DC-Verarbeitungseinheit 2505 nur Eingangssignale des ersten Hilfsträgers zu einem (–α + end/2)-ten Hilfsträger, der im negativen Frequenzbereich um DC positioniert ist, als das Ausgangssignal.
Darauffolgend werden von einem (–α + end/2 + 1)-ten Hilfsträger bis zu einem (β + end/2 + 1)-ten Hilfsträger im DC-Bereich als Werte geliefert, die durch Interpolieren des Ausgangssignals Oi des entsprechenden Kanals erlangt sind.
Die nachfolgenden Hilfsträger als Hilfsträger in einem Frequenzbereich, der nicht im DC-Bereich enthalten ist, das heißt von einem (β + end/2 + 2)-ten Hilfsträger bis zum letzten Hilfsträger, liefern nur Eingangssignale als Ausgangssignale.
In der Gleichung 5 kann die Anzahl von Hilfsträgern des Eingangssignals Ii und des Ausgangssignals Oi, das heißt der Endwert, in Abhängigkeit von der Position der Teilband-DC-Verarbeitungseinheit 2505 in dem in den 9A bis 9C dargestellten Konstruktor unterschiedlich sein.
Wie es in den 9A und 9B dargestellt ist, kann das Ende dann, wenn die Teilband-DC-Verarbeitungseinheiten 2505a und 2505b arbeiten, nachdem die Kanalgrenzen-Verarbeitung durch die Kanalgrenzen-Verarbeitungseinheiten 2501a und 2501b fertiggestellt ist, dargestellt werden, wie es in Gleichung 3 dargestellt ist.
Wenn die Teilband-DC-Verarbeitungseinheit 2505c das Teilband-Kanalsignal Dciv einschließlich aller N Hilfsträger sofort empfängt, wie es in 9C dargestellt gilt end = N in allen Kanälen.
Die 15A und 15B sind Kurven, die eine Kanal-Impulsantwort vor und nach einer Teilband-DC-Verarbeitung darstellen.
Wie es in 15A dargestellt ist, kann es gesehen werden, dass dann, wenn die DC-Bereichskomponente für jeden Kanal entfernt ist, keine Impulsfeldverzerrung auftritt. 15B ist ein Diagramm, das durch Vergrößern eines Teils der 15A erlangt wird, und es kann gesehen werden, dass dann, wenn man einen Fall (durchgezogene Linie), in welchem die DC-Bereichskomponente für jeden Kanal entfernt ist, mit einem Fall (gestrichelte Linie), in welchem die DC-Bereichskomponente für jeden Kanal nicht entfernt ist, vergleicht, die Impulsfeldverzerrung beachtlich reduziert ist.
16 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Betriebs einer Bandintegrationseinheit 2507 des in den 9A bis 9C dargestellten Konstruktors 250.
Wie es oben beschrieben ist, wird die Kanalgrenze der durch die Vielzahl von Kanälen empfangenen Signale verarbeitet und werden die Phasen kontinuierlich eingestellt und wird darauffolgend die DC-Komponente entfernt, um eine Ausgabe durch das Integrationsband zu erzeugen. Das heißt, dass, wie es in 2C dargestellt ist, die Bandintegrationseinheit 2507 Basisbandsignale von M Kanälen durch die Kanalfrequenz ausrichtet, um das letzte Antwortsignal auszugeben.
17 ist ein Ablaufdiagramm zum Beschreiben eines Verfahrens zum Verarbeiten eines Radarsignals gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Nimmt man Bezug auf 17, stellt eine Steuereinheit 300 einer Vorrichtung 10 zum Verarbeiten eines Radarsignals eine Kanalfrequenz fi so ein, dass wenigstens einige Bänder benachbarter Teilband-Durchstrahlungssignale unter einer Vielzahl von Teilband-Durchstrahlungssignalen miteinander überlagert sind (Schritt S1710). Die Kanalfrequenz fi kann eingestellt werden, wie es in Gleichung 1 dargestellt ist, und zwar basierend auf einer minimalen Überlagerungsfrequenz fmin_ov und einer erwünschten Überlagerungsfrequenz fov1, um die Teilband-Durchstrahlungssignale des benachbarten Kanals miteinander zu überlagern.
Eine Sendeeinheit 100 wandelt eine Vielzahl von Basisbandsignalen basierend auf der Kanalfrequenz fi in eine Vielzahl von Teilband-Durchstrahlungssignalen dp um, um die Teilband-Durchstrahlungssignale dp zu einem Zielobjekt zu strahlen (Schritt S1720).
Die Vielzahl von Basisbandsignalen kann zu der Kanalfrequenz fi angehoben werden, um durch ein Durchlassband gesendet zu werden.
Eine Empfangseinheit 200 empfängt eine Vielzahl von vom Zielobjekt reflektierten Reflexionssignalen dr, um die Reflexionssignale als ein Integrationsband-Antwortsignal zu integrieren (Schritt S1730).
Die Empfangseinheit 200 senkt die Reflexionssignale basierend auf der Kanalfrequenz fi zu einem Basisband ab.
Eine Kanalgrenzen-Verarbeitungseinheit 2501 eines Konstruktors 250 kann eine Kanalgrenzen-Verarbeitung durch Entfernen von Hilfsträgerkomponenten in einem Band durchführen, in welchem erwartet wird, dass abgesenkte Basisband-Reflexionssignale miteinander überlagert sind, wenn die abgesenkten Basisband-Reflexionssignale als Integrationsband-Antwortsignal integriert werden.
Hierin kann die Anzahl von Hilfsträgern in dem Band, in welchem die abgesenkten Basisband-Reflexionssignale miteinander überlagert sind, als ein Wert f_ovl/f_sc bestimmt werden, der durch Teilen eines Nachbarband-Überlagerungsfrequenz-Werts durch eine Hilfsträgerfrequenz erlangt ist. Daher werden in einem Reflexionssignal benachbarter Kanäle Hilfsträger für einen halben Frequenzbereich in dem vorherigen Kanal durch Teilen von f_ovl/f_sc in eine Hälfte verarbeitet und werden Hilfsträger für die übrige Hälfte eines Frequenzbereichs in dem direkt nachfolgenden Kanal verarbeitet.
Eine Verarbeitungseinheit für diskontinuierliche Phasen 2503 des Konstruktors 250 bestimmt eine Differenz bezüglich einer Phase an der Kanalgrenze einer Vielzahl von Reflexionssignalen, um eine Phase für jeden Kanal auszurichten.
Eine Teilband-DC-Verarbeitungseinheit 2505 des Konstruktors 250 stellt Frequenzen von α bis β als einen DC-Bereich basierend auf DC ein, um zu veranlassen, dass Hilfsträger in einem Frequenzbereich außer für den DC-Bereich durchlaufen wie sie sind.
Werte der Hilfsträger in dem Frequenzbereich, der ein anderer als der DC-Bereich ist, werden alle interpoliert, um den im DC-Bereich positionierten Hilfsträgern zu entsprechen. Als Ergebnis können alle Rauschkomponenten des DC-Bereichs entfernt werden.
Schließlich führt eine Bandintegrationseinheit 2507 des Konstruktors 250 Reflexionssignale jedes Kanals, von welchen eine Kanalgrenzen-Verarbeitung, eine Verarbeitung für diskontinuierliche Phasen und eine Entfernung des DC-Bereichs alle durchgeführt sind, zu einem Integrationsband zusammen, um ein Breitband-Antwortsignal zu erzeugen.
Wie es oben beschrieben ist, wird bei der Vorrichtung und dem Verfahren zum Verarbeiten eines Radarsignals gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung das Teilband-Durchstrahlungssignal durch die Vielzahl von Kanälen für eine Breitband-Frequenzantwort zum Zielobjekt gestrahlt, jedoch ist die Kanalfrequenz so eingestellt, dass einige der Teilband-Durchstrahlungssignale jedes Kanals miteinander überlagert sind, um ein Impulsantwort zu verbessern.
Beim Empfangen des Bereichs, wo einige miteinander überlagert sind, wird der Hilfsträger im Überlagerungsbereich entfernt, werden die Phasen ausgerichtet und wird die DC-Bereichskomponente entfernt, um trotz der Bandteilung eine verbesserte Impulsantwort zu erlangen.
Die vorgenannte vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorgenannten Ausführungsformen und die beigefügten Zeichnungen beschränkt, und es wird Fachleuten auf dem Gebiet, zu welchem die vorliegende Erfindung gehört, offensichtlich werden, dass verschiedene Substitutionen, Modifikationen und Änderungen durchgeführt werden können, ohne vom technischen Sinngehalt der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

KR 10-2013-0132496 [0001]
KR 10-2014-0017493 [0001]

Claims

Vorrichtung zum Verarbeiten eines Radarsignals, umfassend: eine Sendeeinheit, die konfiguriert ist, um eine Vielzahl von Teilband-Durchstrahlungssignalen basierend auf einer Kanalfrequenz zu einem Zielobjekt zu strahlen; eine Empfangseinheit, die konfiguriert ist, um eine Vielzahl von vom Zielobjekt reflektierten Reflexionssignalen zu empfangen, um die empfangenen Reflexionssignale durch ein Integrationsband-Antwortsignal zu integrieren; und eine Steuereinheit, die konfiguriert ist, um die Kanalfrequenz so einzustellen, dass wenigstens einige Bänder von Teilband-Durchstrahlungssignalen unter der Vielzahl von Teilband-Durchstrahlungssignalen miteinander überlagert sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit die Kanalfrequenz basierend auf einem minimalen Überlagerungsfrequenzwert zum Überlagern benachbarter Teilbänder und einem Überlagerungsbereichsfrequenzwert mit einem erwünschten benachbarten Teilband einstellt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Empfangseinheit einen Absenkfrequenzumsetzer enthält, der konfiguriert ist, um eine Vielzahl von Basisband-Reflexionssignalen durch Absenken der Vielzahl von Reflexionssignalen zu einem Basisband basierend auf der Kanalfrequenz zu liefern.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Empfangseinheit einen Konstruktor enthält, der konfiguriert ist, um eine Kanalgrenzen-Verarbeitung durch Entfernen einer Komponente eines zu überlagernden Bands durchzuführen, wenn die Vielzahl von Reflexionssignalen als das Integrationsband-Antwortsignal integriert sind, veranlasst, dass Phasen an einer Kanalgrenze miteinander übereinstimmen, eine Gleichstrom-(DC-)Komponente des Basisbands entfernt und das Integrationsband-Antwortsignal konfiguriert.
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei der Konstruktor folgendes enthält: eine Kanalgrenzen-Verarbeitungseinheit, die konfiguriert ist, um einige Komponenten der Vielzahl von Basisband-Reflexionssignalen basierend auf einem Überlagerungsfrequenzwert eines benachbarten Teilbands relativ zu Basisband-Reflexionssignalen mit Teilbändern jeweils entsprechend dazu zu entfernen; eine Verarbeitungseinheit für diskontinuierliche Phasen, die konfiguriert ist, um eine Übereinstimmung mit Phasen des im entsprechenden Teilband positionierten Basisband-Reflexionssignals basierend auf einer Phase des im benachbarten Teilband positionierten Basisband-Reflexionssignals herzustellen; und eine Teilband-DC-Verarbeitungseinheit, die konfiguriert ist, um die DC-Komponente der Vielzahl von Basisband-Reflexionssignalen durch Interpolieren von Signalen in einem vorbestimmten Bereich um DC zu entfernen.
Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei der Konstruktor weiterhin eine Bandintegrationseinheit enthält, die konfiguriert ist, um die Basisband-Reflexionssignale als das Integrationsband-Antwortsignal basierend auf der Kanalfrequenz zu integrieren.
Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Kanalgrenzen-Verarbeitungseinheit wenigstens einige der in einer Frequenz des benachbarten Teilbands enthaltenen Hilfsträger unter in dem Basisband-Reflexionssignal enthaltenen Hilfsträgern entfernt.
Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Kanalgrenzen-Verarbeitungseinheit ein Ausgangssignal O_i = [Q_i1, O_i2, ..., O_iend] liefert, das durch End-Hilfsträger gebildet ist, relativ zu einem Eingangssignal I_i = [I_i1, I_i2, ..., I_iN] eines Kanals i, der durch N Hilfsträger gebildet ist:
wobei N die Anzahl von Hilfsträgern pro Kanal darstellt, M die Anzahl von Kanälen darstellt, f_ovl einen Überlagerungsfrequenzwert mit dem erwünschten benachbarten Teilband darstellt und fsc ein Hilfsträgerfrequenzintervall darstellt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei die Verarbeitungseinheit für diskontinuierliche Phasen ein Ausgangssignal O_i = [O_i1, O_i2, ..., O_iend] liefert, das durch End-Hilfsträger gebildet ist, relativ zu dem Eingangssignal I_i = [I_i1, I_i2, ..., I_end] des Kanals i, der durch End.-Hilfsträger gebildet ist, und eine Operation durchführt, um zu veranlassen, dass die Phasen miteinander übereinstimmen, und zwar gemäß einer Algorithmus-Verarbeitung von:
wobei N die Anzahl von Hilfsträgern pro Kanal darstellt, M die Anzahl von Kanälen darstellt, fovl einen Überlagerungsfrequenzwert mit dem erwünschten benachbarten Teilband darstellt und fsc ein Hilfsträgerfreuenzintervall darstellt, und
Verfahren zum Verarbeiten eines Radarsignals, umfassend: Einstellen einer Kanalfrequenz so, dass wenigstens einige Bänder benachbarter Teilband-Durchstrahlungssignale unter der Vielzahl von Teilband-Durchstrahlungssignalen miteinander überlagert sind; Umwandeln einer Vielzahl von Basisbandsignalen in die Vielzahl von Teilband-Durchstrahlungssignalen basierend auf der Kanalfrequenz, um die Teilband-Durchstrahlungssignale zu einem Zielobjekt zu strahlen; und Empfangen einer Vielzahl von vom Zielobjekt reflektierten Reflexionssignalen, um die empfangenen Reflexionssignale als ein Integrationsband-Antwortsignal zu integrieren.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Einstellen der Kanalfrequenz ein Einstellen der Kanalfrequenz basierend auf einem minimalen Überlagerungsfrequenzwert zum Überlagern benachbarter Teilbänder und einem Überlagerungsbereichsfrequenzwert mit einem erwünschten benachbarten Teilband enthält.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, wobei das Integrieren der empfangenen Vielzahl von Reflexionssignalen als ein Integrationsband-Antwortsignal ein Durchführen einer Kanalgrenzen-Verarbeitung durch Entfernen einer Komponente eines zu überlagernden Bands, wenn die Reflexionssignale durch das Integrationsband-Antwortsignal integriert sind, enthält.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Anzahl von Hilfsträgern des zu überlagernden Bands unter einer Vielzahl von in den jeweiligen Reflexionssignalen enthaltenen Trägern basierend auf einem Verhältnis eines Nachbarband-Überlagerungsfrequenzwerts und einer Hilfsträgerfrequenz bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 13, weiterhin umfassend: Entfernen einer Hälfte der Hilfsträger des zu überlagernden Bands von jedem der Reflexionssignale.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei das Integrieren der empfangenen Vielzahl von Reflexionssignalen als ein Integrationsband-Antwortsignal ein Herstellen einer Übereinstimmung einer Phase mit einem benachbarten Reflexionssignal enthält.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei das Integrieren der empfangenen Vielzahl von Reflexionssignalen als ein Integrationsband-Antwortsignal ein Absenken der Vielzahl von Reflexionssignalen zu einem Basisband basierend auf der Kanalfrequenz enthält.
Verfahren nach Anspruch 16, weiterhin umfassend: Entfernen einer DC-Komponente von den abgesenkten Basisband-Reflexionssignalen.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Entfernen der DC-Komponente ein Interpolieren der Hilfsträger der Basisband-Reflexionssignale in einem Frequenzbereich enthält, der ein anderer als ein vorbestimmter Frequenzbereich ist, um zu veranlassen, dass die interpolierten Hilfsträger Werten von in dem vorbestimmten Frequenzbereich positionierten Hilfsträgern entsprechen.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei ein DC-Bereich einen negativen Frequenzbereich α und einen positiven Frequenzbereich β um DC enthält, und ein Veranlassen, dass die interpolierten Hilfsträger Werten von in dem vorbestimmten Frequenzbereich positionierten Hilfsträgern entsprechen, dargestellt wird durch
wobei N die Anzahl von Hilfsträgern pro Kanal darstellt, M die Anzahl von Kanälen darstellt, f_ovl einen Überlagerungsfrequenzwert mit dem erwünschten benachbarten Teilband darstellt und fsc ein Hilfsträgerfrequenzintervall darstellt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 19, wobei das Integrieren der empfangenen Vielzahl von Reflexionssignalen als ein Integrationsband-Antwortsignal ein Integrieren der Basisband-Reflexionssignale als das Integrationsband-Antwortsignal basierend auf der Kanalfrequenz enthält.