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HINTERGRUND
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Autonome Fahrzeuge verwenden Technologien wie Radar, Lidar, Kameras usw., um die Straße und die Fahrzeugumgebung zu „sehen”. Beispiele für Elemente der Fahrzeugumgebung beinhalten andere Fahrzeuge, Fußgänger, Strukturen wie Brücken und Gebäude, Verkehrssteuerungseinrichtungen oder Ähnliches. Die Fahrzeugumgebung beinhaltet des weiteren Hindernisse wie Verkehrskegel oder Verschmutzungen in der Fahrspur. Die Eingaben von zum autonomen Fahren verwendeten Sensoren erlauben es dem Fahrzeug, trotz solcher Hindernisse mit wenig oder keinem menschlichen Eingriff zu navigieren.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 veranschaulicht ein beispielhaftes Fahrzeugsystem zum Detektieren, ob ein Antennenelement blockiert ist.
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2A ist eine Grafik eines beispielhaften Antennenmusters ohne Blockaden.
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2B ist eine Grafik eines anderen beispielhaften Antennenmusters ohne Blockaden.
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2C ist eine Grafik eines beispielhaften Antennenmusters, in dem einige der Elemente blockiert sind.
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2D ist eine Grafik eines anderen beispielhaften Antennenmusters, in dem einige der Antennenelemente blockiert sind.
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3 ist ein Flussdiagramm eines beispielhaften Prozesses, der verwendet werden kann, um zu detektieren, ob ein Antennenelement blockiert ist.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Ein System beinhaltet eine Antenne mit einem Substrat und mehreren auf dem Substrat angeordneten Antennenelementen. Eine Verarbeitungseinrichtung ist dafür ausgelegt, eine Aperturfunktion über einer Apertur der Antenne zu messen und zumindest teilweise auf der Basis der gemessenen Aperturfunktion zu bestimmen, ob mindestens eines der Antennenelemente blockiert ist. Das System kann in einem zum Beispiel in einem Fahrzeug verwendeten Radarsystem umgesetzt sein.
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Das in den Figuren gezeigte System kann viele verschiedene Formen annehmen und mehrere und/oder alternative Komponenten und Hilfsmittel beinhalten. Obwohl ein beispielhaftes System gezeigt ist, sind die veranschaulichten beispielhaften Komponenten nicht als begrenzend gedacht. In der Tat können zusätzliche oder alternative Komponenten und/oder Implementierungen verwendet werden.
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Wie in 1 veranschaulicht beinhaltet das System 100 eine Antenne 105 mit einem Substrat 110, Antennenelemente 115 und ein Radom 120. Das System 100 beinhaltet ferner eine Verarbeitungseinrichtung 125. Das System 100 kann zum Beispiel in beliebigen Passagier- oder gewerblichen Fahrzeugen wie einem PKW, LKW, SUV, Crossover-Fahrzeug, Bus, Zug, Flugzeug usw. implementiert sein.
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Die Antenne 105 kann dafür ausgelegt sein, elektromagnetische Wellen wie Funkwellen mit einer oder mehreren Frequenzen zu senden und/oder zu empfangen. Wenn sie als Sender arbeitet, kann die Antenne 105 magnetische und elektrische Felder gemäß einem oszillierenden Strom erzeugen. Das magnetische und das elektrische Feld können durch Luft und/oder Raum von der Antenne 105 wegoszillieren. Wenn sie als Empfänger arbeitet, kann die Antenne 105 einen oszillierenden Strom erzeugen, der magnetischen und elektrischen Feldern im Empfangsbereich der Antenne 105 entspricht. Die Antenne 105 kann zum Beispiel verwendet werden, um ein fahrzeugbasiertes Radarsystem zu implementieren.
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Das Substrat 110 kann ein dielektrisches Material beinhalten, das dafür ausgelegt ist, einen Leiter wie die Antennenelemente 115 elektrisch von einer Massefläche (nicht gezeigt) zu isolieren. Das Substrat 110 kann in einigen möglichen Ansätzen durch Anlegen eines elektrischen Feldes polarisiert sein. Die dielektrische Konstante des Substrats 110 kann auf verschiedenen Faktoren basieren, einschließlich der Frequenz des von der Antenne 105 gesendeten und/oder empfangenen Signals.
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Die Antennenelemente 115 können auf dem Substrat 110 zum Beispiel in einer Matrix an der Apertur der Antenne 105 angeordnet sein. Jedes Element 115 kann aus einem Leiter, wie einem Metall, gebildet sein. Die Elemente 115 können dafür ausgelegt sein, ein oszillierendes magnetisches und/oder elektrisches Feld gemäß einem oszillierenden Strom zu erzeugen. Außerdem können die Elemente 115 dafür ausgelegt sein, basierend auf empfangenen magnetischen und/oder elektrischen Feldern einen oszillierenden Strom zu erzeugen. Die empfangenen magnetischen und/oder elektrischen Felder werden auch als „Strahlungsmuster” bezeichnet.
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Das Radom 120 kann dafür ausgelegt sein, die Antennenelemente 115 vor direktem Einfluss von Verschmutzungen 130 und den Elementargewalten wie Eis, Schnee, Schmutz, Schlamm usw. zu schützen. Das Radom 120 kann aus beliebigem Material gebildet werden, das für elektromagnetische Wellen weitestgehend durchsichtig ist. Zum Beispiel kann das Radom 120 aus Fiberglas, Kunststoff, einem mit Polytetrafluorethylen (PTFE) beschichteten Material oder Ähnlichem bestehen.
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Die Verarbeitungseinrichtung 125 kann dafür ausgelegt sein, eine Aperturfunktion über der Apertur zu messen (das heißt von den Elementen 115 zu empfangen). Die Verarbeitungseinrichtung 125 kann anhand der gemessenen Aperturfunktion bestimmen, ob mindestens eines der Antennenelemente 115 durch Verschmutzungen oder andere Blockaden 130 behindert wird. Beispiele für Verschmutzungen 130 können Eis, Schnee, Schmutz, Schlamm oder ein beliebiges anderes Material, das sich auf dem Radom 120 über den Elementen 115 ansammeln kann und von den Elementen 115 erzeugte Signale blockieren oder anderweitig eine Wellenfront 135 deformieren kann. Folglich können die Verschmutzungen 130 irgendetwas beinhalten, das für ein elektromagnetisches Signal wie ein Funksignal nicht durchsichtig ist oder dieses anderweitig abschwächen kann. Die Verarbeitungseinrichtung 125 kann bestimmen, dass eines oder mehrere Elemente 115 blockiert sind, wenn die Phasenausbreitung, die von der Aperturfunktion abgeleitet wird, nichtlinear ist. Die Verarbeitungseinrichtung 125 kann bestimmen, dass eines oder mehrere Elemente 115 blockiert sind, wenn es einen lokalen Amplitudenabfall gibt oder die Amplitudenfunktion signifikant von einer gewünschten Gewichtsfunktion abweicht. Außerdem kann die Verarbeitungseinrichtung 125 ein Strahlungsmuster mit Nebenkeulen von der Aperturfunktion ableiten und Phasennichtlinearität und Amplitudenabweichungen durch Vergleichen von vorhergesagten Strahlnebenkeulenpegeln mit tatsächlichen Strahlnebenkeulenpegeln detektieren, wie weiter unten detaillierter mit Bezug auf die 2A–2D erörtert wird. Es sei allerdings angemerkt, dass manche Tests der Aperturfunktion kein speziell zur Bewertung von Blockaden erzeugtes Strahlungsmuster benötigen. Zum Beispiel könnte ein Ausreißer in der Phasenausbreitung abhängig vom Grad verwendet werden, um eine Blockade vorherzusagen. In gleicher Weise könnten Amplitudenausreißer verwendet werden, um eine Blockade vorherzusagen. Folglich könnte in manchen Fällen eine Standardabweichung (oder Varianz) der Phasenausbreitung von linear (oder der Amplitudenausbreitung von einer gewünschten Gewichtsfunktion) ein Maß oder einen Indikator für eine Blockade liefern.
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Im Allgemeinen können Computersysteme und/oder -einrichtungen, wie die Verarbeitungseinrichtung 125, ein beliebiges aus einer Anzahl von Computer-Betriebssystemen verwenden, einschließlich, aber in keiner Weise beschränkt auf Versionen und/oder Varianten des Ford Sync®-Betriebssystems, des Microsoft Windows®-Betriebssystems, des Unix-Betriebssystems (zum Beispiel das von der Oracle Corporation aus Redwood Shores, Kalifornien, vertriebene Solaris®-Betriebssystem), des von der International Business Machines aus Armonk, New York, vertriebenen AIX UNIX-Betriebssystems, des Linux-Betriebssystems, des von der Apple Inc. aus Cupertino, Kalifornien, vertriebenen Mac OS X- und iOS-Betriebssystems, des von Research In Motion aus Waterloo, Kanada, vertriebenen BlackBerry OS und des von der Open Handset Alliance entwickelten Android-Betriebssystems. Beispiele für Computer-Einrichtungen beinhalten unter Anderem einen Fahrzeugbordcomputer, eine Computer-Workstation, einen Server, einen Desktop-, Notebook-, Laptop- oder Handheld-Computer oder sonstige andere Computersysteme und/oder -Einrichtungen.
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Computer-Einrichtungen beinhalten im Allgemeinen computerausführbare Anweisungen, wobei die Anweisungen durch eine oder mehrere Computer-Einrichtungen wie den oben aufgelisteten ausführbar sein können. Computerausführbare Anweisungen können von Computer-Programmen unter Verwendung einer Vielzahl von Programmiersprachen und/oder -technologien kompiliert oder interpretiert werden, einschließlich unter Anderem, entweder alleine oder in Kombination, JavaTM, C, C++, Visual Basic, Java Script, Perl usw. Im Allgemeinen empfängt ein Prozessor (zum Beispiel ein Mikroprozessor) Anweisungen zum Beispiel aus einem Speicher, einem computerlesbaren Medium usw. und führt die Anweisungen aus, wodurch ein oder mehrere Prozesse durchgeführt werden, einschließlich eines oder mehrerer hier beschriebener Prozesse. Solche Anweisungen und andere Daten können unter Verwendung einer Vielzahl von computerlesbaren Medien gespeichert und übertragen werden.
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Ein computerlesbares Medium (auch als prozessorlesbares Medium bezeichnet) beinhaltet beliebige unvergängliche (zum Beispiel greifbare) Medien, die an der Bereitstellung von Daten (zum Beispiel Anweisungen), die von einem Computer (zum Beispiel durch einen Prozessor eines Computers) gelesen werden können, teilhaben. Solch ein Medium kann viele Formen annehmen, einschließlich unter Anderem nichtflüchtige Medien und flüchtige Medien. Nichtflüchtige Medien können zum Beispiel optische oder magnetische Disks und andere dauerhafte Speicher beinhalten. Flüchtige Medien können zum Beispiel Dynamic Random Access Memory (DRAM) beinhalten, der typischerweise einen Hauptspeicher bildet. Solche Anweisungen können durch eines oder mehrere Übertragungsmedien übertragen werden, einschließlich Koaxialkabeln, Kupferdrähten und Lichtleitern, einschließlich der Drähte, die einen an einen Prozessor eines Computers gekoppelten Systembus umfassen. Übliche Formen von computerlesbaren Medien beinhalten zum Beispiel eine Floppy-Disk, eine Diskette, Hard-Disk, Magnetband, beliebiges anderes magnetisches Medium, eine CD-ROM, DVD, beliebiges anderes optisches Medium, Lochkarten, Papierband, beliebiges anderes physisches Medium mit Lochmustern, einen RAM, ein PROM, ein EPROM, ein FLASH-EEPROM, einen beliebigen Speicherchip oder ein Steckmodul oder beliebiges anderes Medium, von dem ein Computer lesen kann.
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Datenbanken, Datensammlungen oder andere hier beschriebene Datenspeicher können verschiedene Arten von Mechanismen zum Speichern, Zugreifen auf und Auffinden verschiedener Arten von Daten beinhalten, einschließlich einer hierarchischen Datenbank, einer Menge von Dateien in einem Dateisystem, einer Anwendungs-Datenbank in einem proprietären Format, eines Relationale Datenbank Management Systems (RDBMS) usw. Jeder derartige Datenspeicher ist im Allgemeinen in einer Computer-Einrichtung enthalten, die ein Computer-Betriebssystem wie eines der oben erwähnten verwendet, und wird über ein Netzwerk auf eine oder mehrere beliebige einer Vielzahl von Arten aufgerufen. Ein Dateisystem kann von einem Computer-Betriebssystem aus zugreifbar sein und kann in verschiedenen Formaten gespeicherte Dateien enthalten. Ein RDBMS verwendet im Allgemeinen die Structured Query Language (SQL) zusätzlich zu einer Sprache zum Erstellen, Speichern, Editieren und Ausführen gespeicherter Prozeduren, wie die oben erwähnte PL/SQL-Sprache
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In einigen Beispielen können Systemelemente als computerlesbare Anweisungen (zum Beispiel Software) auf einer oder mehreren Computer-Einrichtungen (zum Beispiel Servern, PCs usw.) implementiert sein, gespeichert auf damit assoziierten computerlesbaren Medien (zum Beispiel Disks, Speicher usw.). Ein Computerprogrammprodukt kann solche auf einem computerlesbaren Medium gespeicherten Anweisungen zum Ausführen der hier beschriebenen Funktionen umfassen.
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Die Antenne 105 kann in ein System 100 integriert sein, wie ein Radarsystem, das Puls-Doppler-Modulation anwendet, bei der ein linearer FM-Puls, typischerweise mit einer hohen Chirp-Rate (oder Steigung) gesendet wird. Bei Puls-Doppler-Modulation können linear-frequenzmodulierte Rückstreuungen (LFM) empfangen und mit dem Originalsignal gemischt werden, um die Signale zum Basisband frequenzzukomprimieren und abwärtszuwandeln. Die komprimierten Signale können digitalisiert und mit einer schnellen Fouriertransformation (FFT), diskreten Fouriertransformation (DFT) oder einer anderen passenden Signalverarbeitungs- oder Filtertechnik verarbeitet werden, um die resultierenden entfernungscodierten Frequenzen in individuelle Frequenzfächer zu komprimieren, die die Entfernung bis zu dem Objekt repräsentieren, von dem die Rückstreuung empfangen wurde. Dieser Prozess kann im Kontext frequenzmodulierter kontinuierlicher Radarsysteme (FMCW-Radarsysteme) als „schnelle” Verarbeitung bezeichnet werden.
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Der „schnelle” Verarbeitungsbetrieb kann mit einer Wiederholungsrate wiederholt werden, die ausreichend hoch ist, um das aus der erwarteten maximalen relativen Geschwindigkeit zwischen dem Host-Radar und dem Ziel/den Zielen des Interesses resultierende Dopplerspektrum hinreichend abzutasten. Die komprimierten Entfernungsdaten können für eine Anzahl von Pulsen gesammelt werden und in jedem Entfernungsfach kann eine FFT über die ausgewählte Anzahl von Pulsen durchgeführt werden, um den Dopplerfrequenzgehalt zu bestimmen, und damit den Geschwindigkeitsgehalt in jedem Entfernungsfach. Die Anzahl der verarbeiteten Pulse kann die erreichbare Auflösung im Dopplerspektrum bestimmen. Dieser Prozess kann im Kontext von Radarsystemen als „langsame” Verarbeitung bezeichnet werden.
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Vor der Durchführung der FFT können Daten in einer rechteckigen Matrix gesammelt werden, und eine zweidimensionale FFT kann angewendet werden, um die Entfernungs-Doppler-Verarbeitung zu erreichen. Ferner kann es möglich sein, die Doppler-FFT auf bestimmte Entfernungsfächer, wie Entfernungsfächer, in denen die Größe die Detektionsschwelle überschreitet, zu beschränken, was die Anwesenheit eines Ziels anzeigt. Im Gegenzug könnte, unter der Annahme eines hinreichenden Signal-Rauschverhältnisses, die Anwendung der Entfernungs-FFT auf Doppler-Fächer beschränkt werden, in denen ein Ziel detektiert wurde, um die von der Verarbeitungseinrichtung 125 benötigte Verarbeitungsmenge zu reduzieren.
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Mit einer 2-dimensionalen Datenmatrix, die die Zielentfernung in einer Richtung und die relative Zielannäherungsgeschwindigkeit in der anderen Richtung repräsentiert, kann der Prozess für jedes Element 115 (oder jede Gruppe von Elementen 115) in der Antenne 105 und die gesammelten Daten ausgeführt werden. Eine weitestgehend lineare Phasenausbreitung in einem bestimmten Entfernungs-Doppler-Fach über die Elemente 115 in dem Array in einer bestimmten Dimension weist eine Steigung auf, die proportional zu dem Breitseitenabweichwinkel eines in dem Fach detektierten Zieles ist.
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Die lineare Phasenproportionalität zu Winkelabweichungen kann darauf hinweisen, dass der Winkel proportional zur Frequenz ist, und durch Durchführung einer FFT für jedes Entfernungs-Doppler-Fach in der Richtung der Elemente 115 wird die Winkelrichtung eines Zieles oder von Zielen in beliebigen Entfernungs-Doppler-Fächern platziert, während die frequenzkodierten Winkel in die passenden FFT-Frequenzfächer komprimiert werden können. Zuerst können die Rohdaten gesammelt werden, was in einem 3-dimensionalen „Datenwürfel” resultiert, in dem das Verarbeiten als eine 3-D-FFT angewendet werden kann, oder in beliebiger Reihenfolge, da die Prozesse linear sind.
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Alternativ können andere Formen der Verarbeitung wie Capon's Methode auf die Elemente 115 der Antenne 105 angewendet werden, wobei Phasen- und Amplitudengewichte in der Element-Richtung angewendet werden, um einen oder mehrere Strahlen mit Nullung und Nebenkeulensteuerung zu bilden. Auch können Superauflösungstechniken durch Prozesse wie MUSIC, ESPRIT oder Maximum Likelihood auf die Winkelschätzung angewendet werden
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Radarsysteme können dadurch beeinträchtigt werden, dass Sendeenergie in den Empfänger leckt, was manchmal auf Reflexionen aufgrund einer unvollkommenen Anpassung zwischen Sendeantenne 105 und der Zuführungsleitung beruht, oder von dem Radom 120 oder anderen nahen Objekten (das heißt, dem metallenen Stoßfänger oder der Plastikstoßfängerverkleidung in Autos). Folglich kann es ein starkes Leck-Signal in dem Null-Entfernungs-, Null-Doppler-Fach für jedes Element 115 geben. Man kann erwarten, dass die Phase dieses Signals über die Elemente 115 einen messbaren (zum Beispiel nicht notwendigerweise linearen aber kalibrierbaren) Trend aufweist, der in einem Zustand einer Nicht-Blockade 130 gemessen werden kann. Im Falle einer partiellen Blockade 130, die in erhöhten Nebenkeulenpegeln resultieren würde, die durch das Verarbeiten von Strahlen der Antenne 105 entstanden sind, kann eine Nichtlinearität in der Phasenausbreitung über die Elemente 115 erwartet werden. In der Tat können Ausreißer in der Phasenausbreitung anzeigen, welche Elemente 115 betroffen sind. Durch Testen, wie nahe das Null-Entfernungs-, Null-Doppler-Fach in dem verarbeiteten Datenwürfel der Kalibrierungsausbreitung ist, kann eine partielle Blockade 130 der Antenne 105 festgestellt werden.
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Eine Amplitudendifferenz in dem Null-Entfernungs-, Null-Doppler-Fach kann wegen erhöhter Reflexion von der dielektrischen Unstetigkeit aufgrund der Blockade 130 erwartet werden. Auch wenn diese Amplitudendifferenz deutlich weniger ausgeprägt ist als der Phasenfehler, kann sie möglicherweise verwendet werden, um das Vertrauen in die phasenbasierten Messungen zu erhöhen. Die Amplitude kann für das Null-Entfernungs-, Null-Doppler-Fach für jedes Element 115 (oder jede Gruppe von Elementen 115) in einem digitalen strahlformungsbasierenden Antennensystem 100 einfach gemessen werden, genau wie die Phase. Folglich wird die komplexe Aperturfunktion gemessen.
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Dieser Prozess zum Detektieren von Blockaden 130 ist schauplatzunabhängig. Ziele am Schauplatz werden typischerweise weiter entfernt als Null-Entfernung sein, und sollten sie so nahe sein, so würde das Erklären eines Blockadezustands dadurch akzeptabel sein, dass das Ziel selbst die Blockade 130 bilden würde (obwohl in diesem Fall die Blockade 130 eher eine konstantere Phasenausbreitung zeigen würde, es sei denn, dass das Ziel relativ zur Apertur der Antenne 105 klein ist). Ferner sollte der Prozess die Detektion partieller Blockade 130 erlauben, nachdem das Verarbeiten einer Einzelfolge von Pulsen abgeschlossen wurde, oder mindestens nach sehr wenigen Folgen, was es schneller als andere Verfahren macht. Selbst in einer Situation, in der das Radar über einen ausgedehnten Zeitraum betrieben wird, in dem keine Ziele im Sichtfeld vorhanden sind, kann eine partielle Blockade 130 einfach sehr schnell detektiert werden.
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Ausgeklügeltere Verfahren des Verfolgens der Phase über die Elemente 115 können auch eingesetzt werden, um falsch Positive zu vermindern, falls nötig. Ausgeklügelte Verfahren können beinhalten, die Langzeit-Standardabweichung der Phasendifferenz vom Linearen zu beobachten und darauf zu testen, ob sie eine vorbestimmte oder adaptive Schwelle überschreitet.
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Die 2A–2D veranschaulichen Beispiele für Strahlungsmuster, die anzeigen, ob eines oder mehrere Elemente 115 durch Verschmutzungen 130 blockiert werden oder nicht. Die Verzerrung durch partielle oder vollständige Blockaden 130 kann sich generell als relativ hoher oder unerwarteter Strahlnebenkeulenpegel präsentieren oder in manchen Fällen als ein in zwei oder mehrere Strahlen aufgespaltener Hauptstrahl. Die Verzerrung kann die Detektionsentfernung eines Radarsystems verringern, da mehr Energie in die Nebenkeulen geht oder unter mehreren Hauptstrahlen aufgeteilt wird. Weiterhin kann die Verzerrung fehlerhafte Winkelmessungen für Ziele verursachen, die detektiert wurden, weil Detektionen in erhöhten Nebenkeulen wahrscheinlicher werden, und demzufolge möglicherweise eine Detektion in einer Nebenkeule suggeriert wird, obwohl im Hauptstrahl kein Ziel vorhanden ist. Auch kann ein geteilter Hauptstrahl effektiv zwei oder mehrere große Nebenkeulen unter irreführenden Winkeln relativ zu dem erwarteten Hauptstrahl bilden, und ein Ziel in einem könnte detektiert werden und sein Winkel würde als die gewünschte Hauptstrahlrichtung gemeldet werden, und nicht als die aufgespaltene Strahlrichtung.
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2A stellt ein Strahlungsmuster 200A ohne detektierte Fehler dar, das von der Aperturfunktion abgeleitet sein kann. Das Strahlungsmuster 200A der 2A ergibt sich aus einer Aperturfunktion, die einer erwarteten linearen Phasenausbreitung folgt. Ein Hauptstrahl 205A ist von Nebenkeulen 210A umgeben, die sich durchweg mit zunehmendem Winkel gegenüber dem Hauptstrahl 205A abschwächen. 2B zeigt ein Strahlungsmusterbeispiel für eine Aperturfunktion mit zufälligen Phasenfehlern, die während wirklicher Implementierungen des Systems 100 auftreten können. In dem Beispiel der 2B ist ein Hauptstrahl 205B vorhanden, aber die Nebenkeulen 210B schwächen sich nicht durchweg mit zunehmendem Winkel gegenüber dem Hauptstrahl 205B ab. Nichtsdestotrotz kann vorhergesagt werden, dass sich die Nebenkeulen 210B auf solche Weise abschwächen, dass dieser Grad zufälliger Fehler als weitestgehend lineare Ausbreitung aufgefasst werden kann. Demnach können die in 2B gezeigten Nebenkeulen 210B hinreichend für Blockadedetektionszwecke sein. Mit anderen Worten kann das in 2B gezeigte Strahlungsmuster eine unvollkommene, jedoch akzeptable Implementierung veranschaulichen. 2C veranschaulicht ein Beispiel für ein Strahlungsmuster 200C mit einer partiellen Blockade 130, und insbesondere einer Blockade 130 über zwei Zentralelementen 115. In dem Strahlungsmuster 200C der 2C ist der Hauptstrahl 205C von Nebenkeulen 210C umgeben, die stark verzerrt sind und sich nicht wie erwartet abschwächen. Folglich folgt das Strahlungsmuster 200C einer Aperturfunktion mit nichtlinearer Phasenausbreitung und einer irregulären Amplitudenausbreitung. 2D veranschaulicht ein Beispiel für ein Strahlungsmuster 200D, bei dem die Elemente 115 auf ungefähr dem halben Array blockiert sind. Der Hauptstrahl 205D wurde in zwei Hauptstrahlen 205D-1 und 205D-2 aufgespalten. Die Amplituden der Nebenkeulen sind ebenfalls irregulär, ferner darauf hinweisend, dass das Strahlungsmuster 200D einer Aperturfunktion mit einer nichtlinearen Phasenausbreitung folgt.
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3 ist ein Flussdiagramm eines beispielhaften Prozesses 300, der von einer oder mehreren Komponenten des Systems 100 der 1 implementiert werden kann, wie der Verarbeitungseinrichtung 125.
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Bei Entscheidungsblock 305 kann die Verarbeitungseinrichtung 125 die Aperturfunktion messen. Die Aperturfunktion kann anhand eines von der Antenne 105 und insbesondere den Elementen 115 der Antenne 105 empfangenen Hochfrequenzsignals gemessen werden. Die Aperturfunktion kann an einem Ort nahe den Elementen 115 detektiert werden, um zu bestimmen, ob die Aperturfunktion durch Verschmutzungen 130 auf einem oder mehreren der Elemente 115 zerrissen wurde. Die Aperturfunktion kann aus einer Phasenausbreitung und einer Amplitudenausbreitung erstellt werden. Ein Strahlungsmuster kann anhand der Aperturfunktion erzeugt oder abgeleitet werden. Demzufolge kann eine Verzerrung der Aperturfunktion als ein verzerrtes Strahlungsmuster dargestellt werden.
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Bei Block 310 kann die Verarbeitungseinrichtung 125 eine Phasenausbreitung der Aperturfunktion über der Apertur ableiten. Diese Phasenausbreitung kann verwendet werden, um ein Strahlungsmuster mit einem Hauptstrahl/Hauptstrahlen und Nebenkeulen abzuleiten. Eine irreguläre oder nichtlineare Phasenausbreitung kann in einem Strahlungsmuster mit einem Hauptstrahl und/oder Nebenkeulen resultieren, die anders als erwartet sein können.
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Bei Block 315 kann die Verarbeitungseinrichtung 125 eine Amplitudenausbreitung der Aperturfunktion über der Apertur ableiten. Diese Amplitudenausbreitung kann auch verwendet werden, um das Strahlungsmuster abzuleiten. Eine irreguläre oder Nichtstandard-Amplitudenausbreitung kann in einem Strahlungsmuster mit einem Hauptstrahl und/oder Nebenkeulen resultieren, die anders als erwartet sind. In einigen Implementierungen kann der Block 315 entfallen.
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Bei Entscheidungsblock 320 kann die Verarbeitungseinrichtung 125 bestimmen, ob ein Element 115 in der Antenne 105 durch Verschmutzungen 130 blockiert wird, die für elektromagnetische Signale wie Funksignale durchsichtig sind oder diese anderweitig abschwächen. Die Verarbeitungseinrichtung 125 kann bestimmen, dass ein Element 115 durch Verschmutzungen 130 blockiert wird, wenn die Nebenkeulenpegel des abgeleiteten Strahlungsmusters von den vorhergesagten Nebenkeulenpegeln signifikant verschieden sind. Folglich kann das Bestimmen, ob ein Element 115 von Verschmutzungen 130 blockiert wird, beinhalten, die Nebenkeulenpegel in dem abgeleiteten Strahlungsmuster vorherzusagen und die vorhergesagten Nebenkeulenpegel mit den tatsächlichen Nebenkeulenpegeln zu vergleichen. Falls bestimmt wird, dass ein Element 115 blockiert ist, kann der Prozess 300 bei Block 325 weitermachen. Falls keine Elemente 115 als blockiert bestimmt werden, kann der Prozess zu Block 305 zurückkehren.
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Bei Block 325 kann zum Beispiel dem Fahrer des Fahrzeugs eine Warnung oder eine andere Art von Benachrichtigung präsentiert werden, die anzeigt, dass das Radarsystem aufgrund einer Blockade 130 unverlässlich sein kann. Folglich können das Radarsystem und ein beliebiges System, das von dem Radarsystem abhängt, wie ein autonomes Fahrsystem, abgeschaltet werden, bis die Verschmutzungen 130 beseitigt sind. Die Verschmutzung 130 kann mit oder ohne menschlichen Eingriff beseitigt werden. Zum Beispiel kann Regen Schmutz oder Schlamm, die sich auf dem Radom 120 angesammelt haben wegwaschen, und Eis, das sich auf der Antenne 105 ansammelt, kann von sich aus schmelzen. Alternativ können die Verschmutzungen 130 durch jemanden wie einem Fahrer des Fahrzeugs entfernt werden.
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Bezüglich der hier beschriebenen Prozesse, Systeme, Verfahren, Heuristiken usw. sollte verstanden werden, dass solche Prozesse mit in anderer Reihenfolge als der hier beschriebenen Reihenfolge durchgeführten Schritten ausgeübt werden können, obwohl die Schritte solcher Prozesse usw. als nach einer gewissen geordneten Reihenfolge auftretend beschrieben wurden. Es sollte ferner verstanden werden, dass gewisse Schritte gleichzeitig ausgeführt werden könnten, dass andere Schritte hinzugenommen werden könnten oder dass gewisse hier beschriebene Schritte weggelassen werden könnten. Mit anderen Worten sind die hier gemachten Prozessbeschreibungen zum Zwecke der Veranschaulichung gewisser Ausführungsformen angeführt worden und sollten in keiner Weise als die Ansprüche begrenzend aufgefasst werden.
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Demzufolge ist zu verstehen, dass die obige Beschreibung als veranschaulichend und nicht einschränkend beabsichtigt ist. Viele andere Ausführungsformen und Anwendungen als die angeführten Beispiele würden beim Lesen der obigen Beschreibung ersichtlich werden. Der Schutzumfang sollte nicht mit Bezug auf die obige Beschreibung bestimmt werden, sondern sollte stattdessen mit Bezug auf die angehängten Ansprüche bestimmt werden, zusammen mit dem ganzen Umfang von Äquivalenten, zu denen solche Ansprüche berechtigen. Es ist vorweggenommen und beabsichtigt, dass zukünftige Entwicklungen in den hier erörterten Technologien auftreten werden und dass die offenbarten Systeme und Verfahren in solche zukünftigen Ausführungsformen aufgenommen werden. Zusammenfassend sollte verstanden werden, dass die Anwendung fähig zu Modifikationen und Varianten ist.
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Alle in den Ansprüchen verwendeten Begriffe sind dafür beabsichtigt, ihre weiteste vernünftige Auslegung und ihre gewöhnliche Bedeutung zu erhalten, wie sie von in den hier beschriebenen Technologien Bewanderten verstanden wird, es sei denn, dass hier ein expliziter Hinweis auf das Gegenteil gemacht wird. Insbesondere sollte die Verwendung der Singularartikel wie „ein”, „der”, „genannter” usw. so gelesen werden, dass ein oder mehrere der genannten Elemente aufgeführt werden, es sei denn, ein Anspruch führt eine explizite Begrenzung auf das Gegenteil auf.
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Die Zusammenfassung der Offenbarung wird bereitgestellt, um dem Leser zu erlauben, schnell die Natur der technischen Offenbarung zu erfassen. Sie wird mit dem Verständnis eingereicht, dass sie nicht zur Interpretation oder Begrenzung des Schutzumfangs oder der Bedeutung der Ansprüche verwendet wird. Zusätzlich kann in der vorhergehenden ausführlichen Beschreibung gesehen werden, dass verschiedene Merkmale zum Zwecke der Straffung der Offenbarung in verschiedenen Ausführungsformen zusammengruppiert werden. Diese Vorgehensweise der Offenbarung ist nicht als eine Absicht widerspiegelnd zu verstehen, dass die beanspruchten Ausführungsformen mehr Merkmale erfordern als die ausdrücklich in jedem Anspruch Aufgeführten. Vielmehr liegt der erfinderische Gegenstand in weniger als allen Merkmalen einer einzelnen offenbarten Ausführungsform. Folglich werden die folgenden Ansprüche hiermit in die ausführliche Beschreibung aufgenommen, wobei jeder Anspruch für sich als ein getrennt beanspruchter Gegenstand steht.
