DE102014112203A1

DE102014112203A1 - Radarsensor

Info

Publication number: DE102014112203A1
Application number: DE102014112203.8A
Authority: DE
Inventors: Andreas von Rhein
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2014-08-26
Filing date: 2014-08-26
Publication date: 2016-03-03

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Radarsensor mit einer Signalerzeugungseinrichtung (1), welche zwei Eingangssignale (2, 3) empfängt und daraus eine Folge von Ausgangssignalen (4) erzeugt zur Erzeugung eines abgestrahlten Radarsignals, mit einem Signalempfangseinrichtung zum Empfang und zur Verarbeitung reflektierter Radarsignale, welche zur Auswertung der empfangenen Signale weiterverarbeitet werden, wobei ein erstes Eingangssignal ein ansteigendes oder abfallendes Spannungssignal niederer Frequenz ist und ein zweites Eingangssignal aus einer Reihe ansteigender oder abfallender Spannungssignale höherer Frequenz besteht.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Radarsensor, wie insbesondere einen Radarsensor für ein Kraftfahrzeug.
Stand der Technik
In Kraftfahrzeugen werden Radarsensoren immer häufiger eingesetzt. Solche Radarsensoren werden beispielsweise bei Fahrerassistenzsystemen eingesetzt, um beispielsweise entgegenkommende Fahrzeuge bereits bei größerer Distanz sicher zu erkennen und deren Position und Geschwindigkeit möglichst genau bestimmen zu können. Auch werden Radarsensoren eingesetzt, um das nähere Umfeld des Kraftfahrzeugs zu überwachen.
Derzeit werden Radarsensoren eingesetzt, welche eine Signalerzeugungseinrichtung aufweist, welche zwei Eingangssignale empfängt und daraus eine Folge von Ausgangssignalen erzeugt zur Erzeugung eines abgestrahlten Radarsignals, mit einem Signalempfangseinrichtung zum Empfang und zur Verarbeitung reflektierter Radarsignale, welche zur Auswertung der empfangenen Signale weiterverarbeitet werden.
Dabei solche Radarsensoren werden aktuell derart betrieben, dass ein erstes Eingangssignal ein linear ansteigendes Spannungssignal ist, welches von einer schnellen Modulation von drei Frequenzstufen überlagert wird. Dadurch entstehen ineinander verschachtelte langsame Frequenzrampen mit einem gewissen Frequenzoffset. Die so ausgesendeten Radarsignale werden von Objekten reflektiert und die empfangenen Signale werden mittels Mischer in eine niedrige Zwischenfrequenz transformiert. Diese niederfrequenten Signale werden jeweils am Ende eines 25 μs-Burst-Signals abgetastet. Dabei werden aufgrund messtechnischer Gegebenheiten lediglich die letzten 4 μs tatsächlich genutzt. Die übrigen 21 μs werden für den Digital-Analog-Converter, die Flugzeit in Luft und die Tiefpassfilterung verwendet. Dies bedeutet, dass mehr als 80% des Signals verworfen wird. Solche Radarsensoren sind beispielsweise durch die DE 10 2012 100 427 A1 und die DE 10 2009 048 112 A1 bekannt geworden.
Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, Vorteile
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Radarsensor zu schaffen, der gegenüber dem Stand der Technik verbessert ist. Auch soll ein entsprechendes Verfahren zum Betreiben eines solchen Radarsensors geschaffen werden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft einen Radarsensor mit einer Signalerzeugungseinrichtung, welche zwei Eingangssignale empfängt und daraus eine Folge von Ausgangssignalen erzeugt zur Erzeugung eines abgestrahlten Radarsignals, mit einem Signalempfangseinrichtung zum Empfang und zur Verarbeitung reflektierter Radarsignale, welche zur Auswertung der empfangenen Signale weiterverarbeitet werden, wobei ein erstes Eingangssignal ein ansteigendes oder abfallendes Spannungssignal niederer Frequenz ist und ein zweites Eingangssignal aus einer Reihe ansteigender oder abfallender Spannungssignale höherer Frequenz besteht.
Dabei gilt vorteilhaft für das Ausgangssignal: Ausgangsfrequenz = a·V_coarse + Offset. Es wird somit ein Ausgangssignal erzeugt, das einen im Wesentlichen linearen Zusammenhang der Sendefrequenz von dem Signal V_coarse aufweist.
Im Gegensatz zu idealen Oszillatoren (VCO) besitzen reale Oszillatoren einen nicht linearen Zusammenhang zwischen Spannung und Ausgangsfrequenz. Dennoch kann auch mit einem nicht linear arbeitenden Oszillator eine lineare Frequenzrampe erzeugt werden, in dem das Eingangssignal entsprechend an den Oszillator angepasst wird.
Dabei ist es besonders zweckmäßig, wenn das erste Eingangssignal (V_coarse) ein ansteigendes oder abfallendes Spannungssignal ist, welches über einen definierten Zeitraum von insbesondere bis zu 200 ms ansteigt.
Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn das erste Eingangssignal ein ansteigendes oder abfallendes Spannungssignal über etwa 30 bis 50ms mit einer Bandbreite von etwa 80 bis 90 MHz ist, wie insbesondere ein ansteigendes oder abfallendes Spannungssignal über 38,5 ms mit einer Bandbreite von 85 MHz ist.
Auch ist es zweckmäßig, wenn das zweite Signal aus ansteigenden oder abfallenden Spannungssignalen über etwa 70 bis 80 μs mit einer Bandbreite von etwa 3 bis 4 MHz besteht, insbesondere aus ansteigenden oder abfallenden Spannungssignalen über etwa 75 μs mit einer Bandbreite von 3MHz besteht.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist es weiterhin zweckmäßig, wenn die empfangenen reflektierten Radarsignale mittels Mischern in eine niedrigere Zwischenfrequenz transformiert werden und anschließend abgetastet werden.
So ist es auch vorteilhaft, wenn das abgetastete Signal zur Weiterverarbeitung herangezogen wird.
Die Aufgabe zum Verfahren betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines solchen erfindungsgemäßen Radarsensors. Der Radarsensor wird dabei derart betrieben, dass seine Signalerzeugungseinrichtung zwei Eingangssignale empfängt und daraus eine Folge von Ausgangssignalen erzeugt zur Erzeugung eines abgestrahlten Radarsignals, wobei ein erstes Eingangssignal ein ansteigendes oder abfallendes Spannungssignal niederer Frequenz ist und ein zweites Eingangssignal aus einer Reihe ansteigender oder abfallender Spannungssignale höherer Frequenz besteht.
Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Figurenbeschreibung beschrieben.
1 Eine Darstellung eines Diagramms mit einem ersten Eingangssignal und mit einem zweiten Eingangssignal, und
2 eine schematische Darstellung einer Signalerzeugungsvorrichtung.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
Die 1 zeigt Eingangssignale, wie sie bei einem erfindungsgemäßen Radarsensor beispielhaft eingesetzt werden. Der Radarsensor ist dazu mit einer Signalerzeugungseinrichtung 1 ausgebildet, welche zwei Eingangssignale 2, 3 empfängt und daraus eine Folge von Ausgangssignalen 4 erzeugt zur Erzeugung eines abgestrahlten Radarsignals. Der Radarsensor ist weiterhin mit einer Signalempfangseinrichtung zum Empfang und zur Verarbeitung reflektierter Radarsignale ausgebildet, welche zur Auswertung der empfangenen Signale weiterverarbeitet werden.
In Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels mit ansteigendem ersten Spannungssignal und ansteigenden zweiten Spannungssignalen erläutert. Ebenso kann das erste Spannungssignal abfallend sein und/oder es können die zweiten Spannungssignale abfallend sein.
Die Signalerzeugungseinrichtung 1 empfängt ein erstes Eingangssignal 2 (Vcoarse), welches als ein linear ansteigendes Spannungssignal niederer Frequenz ausgebildet ist, siehe das obere Diagramm der 1. Dabei ist das erste Eingangssignal 2 ein linear ansteigendes Spannungssignal über etwa 30 bis 50ms, vorzugsweise über 38,5 ms, mit einer Bandbreite von etwa 80 bis 90 MHz, vorzugsweise mit einer Bandbreite von 85 MHz.
Die Signalerzeugungseinrichtung 1 empfängt auch ein zweites Eingangssignal 3 (Vfine), welches als eine Reihe von linear ansteigenden Spannungssignalen höherer Frequenz ausgebildet ist, siehe das untere Diagramm der 1. Dabei ist das zweite Eingangssignal 3 aus einer Folge von Signalen gebildet, die aus linear ansteigenden Spannungssignalen über etwa 70 bis 80 μs, wie vorzugsweise über etwa 75 μs, mit einer Bandbreite von etwa 2 bis 4 MHz, vorzugsweise mit einer Bandbreite von 3MHz besteht.
Die beiden Eingangssignale 2, 3 werden eingangsseitig auf den Eingang der Signalerzeugungseinrichtung gegeben und damit das Ausgangssignal 4 erzeugt, woraus ein ausgangsseitiges Radarsignal erzeugt wird. Dieses wird an Objekten reflektiert und wieder empfangen. Die empfangenen reflektierten Radarsignale werden mittels Mischern im Radarsensor in eine niedrigere Zwischenfrequenz transformiert und anschließend abgetastet, um das Signal weiter zu verarbeiten und auswerten zu können.
Durch eine digitale Tiefpassfilterung des transformierten Signals kann ein externer gesonderter Tiefpassfilter auch eingespart werden.
Die Zusammenführung oder Einspeisung des ersten und des zweiten Spannungssignals kann vor oder in einem MMIC erfolgen, so dass das MMIC entsprechend einen Eingang oder zwei Eingänge aufweisen kann.
Bezugszeichenliste

1: Signalerzeugungsvorrichtung
2: Eingangssignal
3: Eingangssignal
4: Ausgangssignal

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102012100427 A1 [0004]
DE 102009048112 A1 [0004]

Claims

Radarsensor mit einer Signalerzeugungseinrichtung (1), welche zwei Eingangssignale (2, 3) empfängt und daraus eine Folge von Ausgangssignalen (4) erzeugt zur Erzeugung eines abgestrahlten Radarsignals, mit einem Signalempfangseinrichtung zum Empfang und zur Verarbeitung reflektierter Radarsignale, welche zur Auswertung der empfangenen Signale weiterverarbeitet werden, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Eingangssignal (2) ein ansteigendes oder abfallendes Spannungssignal niederer Frequenz ist und ein zweites Eingangssignal (3) aus einer Reihe ansteigender oder abfallender Spannungssignale höherer Frequenz besteht.
Radarsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für das Ausgangssignal gilt: Ausgangsfrequenz = a·V_coarse + Offset.
Radarsensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Eingangssignal ein ansteigendes oder abfallendes Spannungssignal ist, welches über einen definierten Zeitraum von insbesondere bis zu 200 ms ansteigt oder abfällt.
Radarsensor nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Eingangssignal (2) ein ansteigendes oder abfallendes Spannungssignal über etwa 30 bis 50ms mit einer Bandbreite von etwa 80 bis 90 MHz ist, wie insbesondere ein linear ansteigendes oder abfallendes Spannungssignal über 38,5 ms mit einer Bandbreite von 85 MHz ist.
Radarsensor nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Eingangssignal (3) aus ansteigenden oder abfallenden Spannungssignalen über insbesondere etwa 0 bis 100 μs besteht.
Radarsensor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Eingangssignal (3) aus ansteigenden oder abfallenden Spannungssignalen über etwa 70 bis 80 μs mit einer Bandbreite von etwa 3 bis 4 MHz besteht, insbesondere aus linear ansteigenden oder abfallenden Spannungssignalen über etwa 75 μs mit einer Bandbreite von 3MHz besteht.
Radarsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die empfangenen reflektierten Radarsignale mittels Mischern in eine niedrigere Zwischenfrequenz transformiert werden und anschließend abgetastet werden.
Radarsensor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das abgetastete Signal zur Weiterverarbeitung herangezogen wird.
Verfahren zum Betreiben eines Radarsensors gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Radarsensor derart betrieben wird, dass seine Signalerzeugungseinrichtung zwei Eingangssignale empfängt und daraus eine Folge von Ausgangssignalen erzeugt zur Erzeugung eines abgestrahlten Radarsignals, wobei ein erstes Eingangssignal ein ansteigendes oder abfallendes Spannungssignal niederer Frequenz ist und ein zweites Eingangssignal aus einer Reihe ansteigender oder abfallender Spannungssignale höherer Frequenz besteht.