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TECHNISCHES GEBIET
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Das technische Gebiet betrifft im Allgemeinen Radarsysteme aus dem Automobilbereich und insbesondere Verfahren zum Erweitern der Funktionalität von solchen Systemen, um den Ort eines „close in” Radarkontakts zu diskriminieren.
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HINTERGRUND
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Die Raffinesse und der Funktionsumfang von Automobilen steigen exponentiell, da Automobilhersteller untereinander konkurrieren, um sich selbst auf dem Markt durch Hinzufügen von Merkmalen und technologischen Fähigkeiten zu ihren Produkten zu differenzieren. Da die Kosten, Größe und Energieverbrauch von bestimmten technologischen Komponenten sinken, wird der Einsatz dieser Komponenten in Automobilsystemen machbar. Dies ist insbesondere bei Sensoren der Fall, die es ermöglichen, dass neue Funktionalitäten mit einbegriffen werden.
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Ein derartiger Sensor, der an Beliebtheit gewinnt, ist die Verwendung von Radar in Automobilen. Obwohl Radar bereits vor dem zweiten Weltkrieg existierte, machten die Größe und Energieverbrauch seiner verschiedenen Komponenten und die Drehbeschaffenheit der Sende-/Empfängerantenne seine Verwendung in Automobilen zu Zukunftsmusik. Jedoch wurden durch die Übernahme des „SPY-1”-Phasen-Array-Radar-Systems durch die US Navy vor 25 Jahren vollständige „Solid State”, nicht rotierende Radarantennensysteme zur Verwendung im Automobilbereich möglich.
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Im Gegensatz zu klassischen, rotierenden Radarantennen, ist eine Phasen-Array-Radar-Antenne eine Verbundantenne, die sich aus mehreren Sende-/Empfängerelementen zusammensetzt, von denen jedes von einem Phasenschieber gesteuert wird. Radarstrahlen werden durch die Phasenverschiebung eines Signals, welches von jedem Element emittiert wird, um ein konstruktives und destruktives Interferenzmuster, das in Richtung der zunehmenden Phasenverschiebung unter den Elementen gesteuert werden kann, ohne dabei ein Element der zusammengesetzten Antenne physikalisch umleiten zu müssen, zu erzeugen, gebildet und gerichtet. Das konstruktive Muster steuert den Strahl, während das destruktive Muster die Schärfe/Auflösung des Strahls verbessert. Manche beispielhaften Phasenarraysysteme, die für die Verwendung in Automobilen geeignet sind, umfassen 25 GHz Radarsysteme mit mehreren Modi, die von der Firma Autoliv aus Stockholm, Schweden, verkauft werden und 76 GHz Radarsysteme von sowohl Delphi Automotive PLC aus Troy, Michigan, und der Bosch-Gruppe aus Stuttgart, Deutschland.
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Als einfache Beispiele können Phasen-Array-Radare lineare Arrays von Elementen zum Ausstrahlen/Empfangen oder planare Arrays von ausstrahlenden Elementen aufweisen. Lineare Array-Radare zeichnen sich durch Reihen von ausstrahlenden/empfangenden Elementen in einer x-y-Matrix aus, wobei jede Reihe von einem gewöhnlichen Phasenverschieber gesteuert wird. Lineare Arrays können nur eine Richtung des Verbundradarstrahls steuern. Planare Arrays zeichnen sich durch ausstrahlende Elemente in einer x-y-Matrix aus, wobei jedes ausstrahlende/empfangende Element seinen eigenen Phasenverschieber aufweist und somit von einem Computer koordiniert werden kann, um den Verbundradarstrahl in zwei Dimensionen zu steuern. Phasenverschieber können sowohl zum Steuern eines Strahls, welcher von dem Antennenarray übertragen wird, und zum Steuern der Sensitivität des Antennenarrays, um in eine bestimmte Richtung nach einem empfangenen Antwortsignal zu schauen, betrieben werden.
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Wie alle Radare, strahlt eine Phasenradarantenne keine einzige, saubere, monolithische Radarkeule aus. Aufgrund der konstruktiven/destruktiven Muster können kleinere Keulen auf jeder Seite der Hauptkeule existieren. In vielen Fällen sind die Seitenkeulen unerwünscht und es wird Aufwand betrieben, um ihre Größe und Einfluss zu unterdrücken, da sie eine Quelle für Mehrdeutigkeiten bezüglich der genauen Ortung eines „close-in” Radarkontaktes sind. Jedoch werden sie immer existieren.
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Viele Parameter eines Arrays betreffen sein übergreifendes Ausstrahlmuster umfassend die Anzahl von Elementen, die zwischen den Elementen und der digitalen Gewichtung Zwischenräume anordnen, welche verwendet werden, um die Energie von jedem der individuellen Elemente zu kombinieren. Jeder oder alle dieser Parameter könnten dazu verwendet werden, um die Variation in dem Energieverhältnis aus Energie in der Hauptkeule und Energie in der Seitenkeule zu erzielen.
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Die übergreifende Breite des Hauptstrahls eines Antennenarrays wird am einfachsten durch seine elektrische Größe bestimmt. Je größer die Antenne, desto schmaler der Hauptstrahl. Diese elektrische Größe kann durch entweder physikalisches Ändern der Anzahl von Elementen in dem Array und/oder physikalisches Ändern der Zwischenräume zwischen den Elementen, variieren.
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Die Seitenkeulenstruktur einer Antenne wird am einfachsten von der Anzahl der Elemente, die ein Array ausmachen und von ihrem elektrischen Zwischenraum bestimmt. Daher wird sich für einen gegebenen Elementzwischenraum, die Anzahl der Seitenkeulen sich mit ihren Positionen verändern, indem die Anzahl an Elementen geändert wird. Wenn die Anzahl von strahlenden/empfangenden Elementen abnimmt, wird die Hauptkeule des Phasenarrayradars breiter und die Anzahl der Seitenkeulen nimmt ab. Falls es zum Beispiel nur zwei ausstrahlende/empfangende Elemente in einer Matrix gibt, werden zwei Nullstellen in dem Strahlenmuster sein und somit eine Hauptkeule und zwei Seitenkeulen erzeugen. Je geringer die Anzahl der ausstrahlenden Elemente, desto ausgeprägter sind die Seitenkeulen und desto weniger ausgeprägt ist die Hauptkeule.
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Des Weiteren kann Amplitudengewichtung, welche dazu verwendet wird, die Energie von jeder der Elemente zu kombinieren, auch dazu verwendet werden, den Hauptstrahl auf das Niveau des Seitenkeulenverhältnisses zu ändern. Eine gleichmäßige Elementgewichtung wird den schmalsten Hauptstrahl erzeugen. Jedoch wird, durch das Reduzieren der Gewichtung der äußeren Elemente bezüglich des inneren Arrayelements, ein höheres Maximum des Seitenkeulen-Hauptkeulen-Verhältnisses zu einem breiteren Hauptstrahl führen.
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Die 1a bis 1c stellen erläuternde Diagramme (A–C) von Anordnungen eines beispielhaften 8×8 Phasen-Array-Matrix von Elementen 11 dar. Ein 8×8 Array 10 (siehe Figur 1a) wird einen relativ starke, schmale, gut definierte Hauptkeule 100 mit acht kleinen Seitenkeulen 150, die neben der Hauptkeule sowohl in die Höhe als auch in den Azimut mit zunehmend breiteren Winkeln von der Hauptkeule strahlen (siehe 2 und 3). In 1a ist die Hauptkeule 100 relativ zu ihrer früheren Ausbildung 100 durch wegfallende Strahlung aller strahlender Elemente 11 bis auf eine 8×2 Teilmatrix 20 geschwächt und mehr Energie wird von den Seitenkeulen 150' in der Höhe oder y-Richtung (siehe 2) ausgestrahlt. In 1b ist die Hauptkeule 100 durch wegfallende Strahlung aller strahlender Elemente 11 bis auf eine 2×8 Teilmatrix 30, relativ zu ihrer früheren Ausbildung 100, geschwächt und mehr Energie wird in nur zwei Seitenkeulen 150' in dem Azimut und x-Richtung ausgestrahlt (siehe 3). In Beispiel C ist die Hauptkeule 100' gleichermaßen durch wegfallende Strahlung aller strahlender Elemente 11 bis auf eine 2×2 Teilmatrix 40 sogar, relativ zu ihrer ursprünglichen Ausbildung 100, mehr geschwächt und mehr Energie wird durch Seitenkeulen sowohl in den Azimut als auch in die Höhe ausgestrahlt.
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Die Matrix von Elementen kann durch Umgestaltung der Teilarrays in der Matrix geändert werden. Zum Beispiel kann die aktive Matrix aus 3×3 Teilarrays in einem umgestaltbaren Teilarray-Ansatz konstruiert werden, wenn die Antennenmatrix 9×9 Elemente aufweist. Alternativ kann ein Systementwickler individuelle Elemente zusammenfassen, um die aktive Matrix zu konstruieren, wenn digitale Strahlformung möglich ist.
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Andere Radarantennentypen, die an eine Verwendung im Automobilbereich angepasst werden können, weisen konventionelle parabolische Antennenschüsseln und digitale Strahlformungsantennen auf. Digitale Strahlformung ist die Kombination von Funksignalen von einer Reihe von kleinen, nicht gerichteten Antennen, um eine große, gerichtete Antenne zu simulieren. Die simulierte Antenne kann elektrisch gerichtet sein, ohne Phasenverschieber zu verwenden. Bei der Strahlformung werden sowohl die Amplitude als auch die Phase eines jedes Antennenelementes gesteuert. Kombinierte Amplituden- und Phasensteuerung können zur Einstellung der Seitenkeulenniveaus verwendet werden und steuern Nullstellen besser als dies durch Phasensteuerung allein erreicht werden kann.
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Ein Automobil ist relativ klein, somit führt seine Nähe zum Boden und seine Nähe zu Hindernissen (etwa andere Automobile) oft zu einer automobilen Hauptkeule, welche blockiert wird. Jedoch ist es schwierig, eine Situation, in der der Radarstrahl von einem Hindernis, das jedoch nicht als Hindernis erkannt wird, blockiert wird, elektronisch zu unterscheiden. Des Weiteren können nahegelegene, benachbarte Fahrzeuge von den Seitenkeulen 150 detektiert werden und dadurch eine falsche Anzeige, dass sich das Fahrzeug in der Hauptkeule 100 befindet, hervorrufen. Deshalb ist es wünschenswert, die negativen Effekte der Seitenkeulen zu minimieren und die Existenz der Seitenkeulen vorteilhaft zu nutzen, wobei diese existieren, um die Detektion von Hindernissen durch ein Automobil zu verbessern. Des Weiteren werden andere wünschenswerte Merkmale und Eigenschaften durch die nachfolgende detaillierte Beschreibung und die beigefügten Ansprüche in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen und dem vorhergehenden technischen Gebiet und Hintergrund sichtbar werden.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Ein Verfahren zur Unterscheidung eines Ortes eines Radarkontaktes wird bereitgestellt. Das Verfahren umfasst das Übertragen eines ersten Radarenergiemusters in eine Vorwärtsrichtung, das Sammeln reflektierter Energie des ersten Radarenergiemusters von dem Kontakt, das Übertragen eines zweiten Radarenergiemusters in Vorwärtsrichtung und das Sammeln von reflektierter Energie des zweiten Radarenergiemusters von dem Kontakt. Das Verfahren umfasst weiterhin das Vergleichen der gesammelten Energie des ersten Radarenergiemusters und der gesammelten Energie des zweiten Radarenergiemusters und das Bestimmen, ob der Kontakt sich in einer Seitenkeule oder in einer Hauptkeule des ersten und zweiten Radarenergiemusters befindet, basierend auf dem Vergleich.
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Ein Verfahren zum Betreiben eines Radars mit einem Radarelementarray der Dimension N×M, um den Ort eines Radarkontakts zu unterscheiden, wird bereitgestellt. Das Verfahren umfasst das Aktivieren jedes Radarelements in dem N×M Elementarray, das Übertragen eines ersten Radarenergiemusters in eine bestimmte Richtung mittels dem N×M Elementarray und das Sammeln reflektierter Energie des ersten Radarenergiemusters von dem Kontakt. Das Verfahren umfasst weiterhin das Aktivieren von lediglich einem Teil des N×M Elementarrays, das Übertragen eines zweiten Radarenergiemusters in die bestimmte Richtung, wobei nur der aktivierte Teil des N×M Elementarrays verwendet wird und das Sammeln reflektierter Energie des zweiten Radarenergiemusters von dem Kontakt. Das Verfahren umfasst auch das Vergleichen der gesammelten Energie des ersten Radarenergiemusters und der gesammelten Energie des zweiten Radarenergiemusters und das Bestimmen, ob der Kontakt sich in einer Seitenkeule oder in einer Hauptkeule des ersten und zweiten Radarenergiemusters befindet, basierend auf dem Vergleich.
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Ein Verfahren zur Unterscheidung des Ortes eines Radarkontaktes wird bereitgestellt. Das Verfahren umfasst das Übertragen eines ersten Radarenergiemusters in eine Richtung mit einer Antenne mit einem ersten Hauptkeulen-Seitenkeulen-Energieverhältnis, das Sammeln reflektierter Energie des ersten Radarenergiemusters von dem Radarkontakt und das Ändern der elektronischen Größe der Antenne, um ein zweites Hauptkeulen-Seitenkeulen-Energieverhältnis zu erzeugen. Das Verfahren umfasst weiterhin das Übertragen eines zweiten Radarenergiemusters in die Richtung mittels der Antenne mit dem zweiten Hauptkeulen-Seitenkeulen-Energieverhältnis, das Sammeln reflektierter Energie des zweiten Radarenergiemusters von dem Radarkontakt und das Vergleichen der gesammelten, reflektierten Energie des ersten Radarenergiemusters und der gesammelten Energie des zweiten Radarenergiemusters.
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Nach dem Vergleichen wird bestimmt, ob der Radarkontakt sich in einer Seitenkeule oder in einer Hauptkeule des ersten und zweiten Radarenergiemusters befindet, basierend auf dem Vergleich.
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BESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Die Ausführungsformen werden hierin in Verbindung mit den folgenden Zeichnungen beschrieben werden, wobei gleiche Bezugszeichen sich auf gleiche Elemente beziehen und wobei:
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1a–1c Diagramme von beispielhaften Matrixanordnungen eines Antennenarrays zeigen;
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2 ist ein beispielhaftes Ausstrahlmuster, welches von der beispielhaften Matrixanordnung in 1a erzeugt wurde;
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3 ist ein beispielhaftes Ausstrahlmuster, welches von Matrixanordnungen in 1b erzeugt wurde.
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4 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm von Radarsystemen in einem Fahrzeug;
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5 ist ein vereinfachtes logisches Flussdiagramm eines Verfahrens zur Unterscheidung von Kontakten, welche sich in einer Seitenkeule befinden;
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6 ist eine situationsbezogene Darstellung, gestützt auf das Verfahren gemäß 5;
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7 ist eine situationsbezogene Darstellung, gestützt auf das Verfahren gemäß 8; und
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8 ist ein vereinfachtes logisches Flussdiagramm eines Verfahrens zum Bestimmen, ob eine Radarantenne blockiert ist.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Die folgende detaillierte Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und soll die Anwendung und Verwendung nicht begrenzen. Darüber hinaus besteht nicht die Absicht, durch irgendeine explizite oder implizite Theorie gebunden zu sein, die in dem vorstehenden technischen Gebiet, dem Hintergrund, der Kurzzusammenfassung oder der folgenden genauen Beschreibung dargestellt ist. Alle Diagramme der Haupt- und Seitenkeulenstrahlen, die hierin verwendet werden, sind lediglich illustrative Verallgemeinerungen der relativen Intensität und des Ortes. Es wurde kein Versuch unternommen, den Strahl und die Zahl der Seitenkeulen präzise zu korrelieren oder hinsichtlich bestimmter Antennengrößen oder Formen zu formen. Derartige Information ist in Fachkreisen bekannt und wurde der Kürze und Klarheit halber weggelassen.
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Der Fachmann wird schätzen, dass die verschiedenen illustrativen logischen Blöcke, Module, Schaltungen und Algorithmusschritte, die in Verbindung mit den Ausführungsformen, die hierin offenbart sind, beschrieben ist, als elektronische Hardware, Computersoftware, die auf einem Prozessor ausgeführt wird, Firmware oder einer Kombination dessen, ausgebildet sein. Manche der Ausführungsformen und Implementierungen werden hierin mit Begriffen von funktionalen und/oder logischen Blockkomponenten (oder Modulen) und verschiedenen Prozessschritten beschrieben. Jedoch sollte anerkannt werden, dass solche Blockkomponenten (oder Module) durch eine beliebige Zahl von Hardware, Software, die auf einem Prozessor ausgeführt wird, und/oder Firmwarekomponenten, welche dazu eingerichtet sind, die bestimmten Funktionen auszuführen, realisiert sein kann. Um diese Austauschbarkeit von Hardware und Software deutlich darzustellen, wurden eine Vielzahl von veranschaulichenden Komponenten, Blöcken, Modulen, Schaltungen und Schritten oben allgemein in Begriffen ihrer Funktionalität beschrieben. Ob solche Funktionalität als Hardware oder Software implementiert wird, hängt von der bestimmten Anwendung und Designeinschränkungen, welche dem gesamten System auferlegt sind, ab. Fachleute können die hierin beschriebene Funktionalität auf unterschiedliche Arten für jede bestimmte Anwendung implementieren, aber solche Implementierungsentscheidungen sollten nicht als eine Abweichung von dem Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung erzeugend, interpretiert werden. Zum Beispiel kann eine Ausführungsform eines Systems oder einer Komponente verschiedene integrierte Schaltkreiskomponenten, zum Beispiel Speicherelemente, Elemente für eine digitale Signalverarbeitung, Logikelemente, Nachschlagtabellen oder dergleichen einsetzen, die unter der Steuerung von einem oder mehreren Mikroprozessoren oder anderen Steuereinrichtungen eine Vielzahl von Funktionen ausführen können. Ferner werden Fachleute erkennen, dass die Ausführungsformen in Verbindung mit jeder Anzahl von Datenübertragungsprotokollen ausgeführt werden können, und dass das hierin beschriebene System lediglich ein geeignetes Beispiel ist.
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Die verschiedenen illustrativen logischen Blöcke, Module und Schaltungen, die in Verbindung mit den hierin offenbarten Ausführungsbeispielen beschrieben worden sind, können implementiert oder ausgeführt werden mit einem allgemeinen Vielzweckprozessor, einem digitalen Signalprozessor (GSP), einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (application specific integratec circuit, ASIC), einer vollprogrammierbaren Gatteranordnung (field programmable gate array, FPGA) oder einer anderen programmierbaren logischen Einrichtung, diskreten Gatter oder Transistorlogik, diskreten Hardware-Komponenten oder irgendeiner Kombination daraus, die ausgelegt ist zum Durchführen der hierin beschriebenen Funktionen. Ein allgemeiner Vielzweckprozessor kann ein Mikroprozessor sein, alternativ kann der Prozessor aber irgendein herkömmlicher Prozessor, Controller, Mikrocontroller oder ein Zustandsautomat sein. Ein Prozessor kann auch implementiert werden als eine Kombination von Berechnungseinrichtungen, zum Beispiel einer Kombination von einem DSP und einem Mikroprozessor, einer Vielzahl von Mikroprozessoren, einem oder mehreren Mikroprozessoren im Zusammenhang mit einem DSP-Kern oder irgendeiner anderen derartigen Konfiguration. Das Wort „exemplarisch” wird hierin ausschließlich genutzt in der Bedeutung von „als ein Beispiel, eine Instanz oder eine Darstellung dienend”. Jedes hierin als exemplarisch beschriebenes Ausführungsbeispiel soll nicht notwendigerweise als bevorzugt oder vorteilhaft gegenüber anderen Ausführungsbeispielen ausgelegt werden.
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Die Schritte von einem Verfahren oder Algorithmus, die in Verbindung mit den hierin offenbarten Ausführungsbeispielen beschrieben sind, können direkt in Hardware, in einem durch einen Prozessor ausgeführten Software-Modul oder in einer Kombination der beiden verkörpert sein. Ein Software-Modul kann residieren in einem RAM-Speicher, Flash-Speicher, ROM-Speicher, EPROM-Speicher, EEPROM-Speicher, in Registern, in einer Festplatte, in einer Wechselfestplatte, in einem CDROM oder in irgendeiner anderen Form von in der Technik bekannten Speichermedium. Ein exemplarisches Speichermedium ist mit dem Prozessor derart gekoppelt, so dass der Prozessor Information lesen kann von und Information schreiben kann auf das Speichermedium. Alternativ kann das Speichermedium in dem Prozessor integriert sein. Der Prozessor und das Speichermedium können in einem ASIC angeordnet sein. Das ASIC kann in einem Nutzerterminal angeordnet sein. Alternativ können der Prozessor und das Speichermedium als diskrete Komponenten in einem Nutzerterminal angeordnet sein.
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In diesem Dokument können relationale Ausdrücke, wie zum Beispiel „erster” und „zweiter” und dergleichen dazu verwendet werden, um eine Entität oder Aktion von einer anderen Entität oder Aktion zu unterscheiden, ohne dass zwangsläufig irgendeine tatsächliche solche Relation oder Ordnung zwischen solchen Entitäten oder Aktionen vorausgesetzt oder impliziert wird. Numerische Ordinalzahlen wie „erster”, „zweiter”, „dritter”, etc. kennzeichnen einfach verschiedene Einzelkomponenten einer Vielzahl und implizieren keine Reihenfolge oder Sequenz, sofern es nicht ausdrücklich durch den Anspruchswortlaut definiert wird. Die Folge des Textes in irgendeinem der Ansprüche beinhaltet nicht, dass die Prozessschritte in einer zeitlichen oder logischen Reihenfolge durchgeführt werden müssen, entsprechend zu einer derartigen Folge, es sei denn, dies wird speziell durch die Sprache des Anspruchs definiert. Die Prozessschritte können in irgendeiner Reihenfolge ausgetauscht werden, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, solange ein Austauschen nicht gegen die Sprache des Anspruchs spricht und nicht logischerweise unsinnig ist.
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Außerdem, abhängig von dem Kontext, beinhalten die Wörter, wie zum Beispiel gekoppelt an, welche bei der Beschreibung einer Beziehung zwischen unterschiedlichen Elementen benutzt werden, nicht, dass eine direkte physikalische Verbindung zwischen diesen Elementen hergestellt werden muss. Verschiedene Arten von Radarantennen können an die Verwendung im Automobilbereich angepasst werden und können angepasst werden, um die neuen Merkmale, die hierin nachfolgend diskutiert werden, zu erfüllen. Solche Antennen umfassen parabolische Antennenschüssel, analog und digital strahlbildende Antennen und Phasenarrayantennen. Andere bestehende Antennen und solche, die in Zukunft entwickelt werden könnten, können auch in den hierin nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen nützlich sein, ohne den Gedanken und Bereich dieser Offenbarung abzuweichen. Im Interesse von Kürze und Klarheit werden nur Phasenarrayantennen spezifisch diskutiert werden, obwohl auch Dauer-Radare (frequency modulated continuous wave form, SMCW) auch denkbar wären.
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Bezugnehmend auf 4 ist ein Fahrzeug, welches im Allgemeinen mit 200 bezeichnet ist, gezeigt. Das Fahrzeug umfasst eine Phasenarrayantenne 210, die außerdem eine Elementmatrix 215 umfasst. Jedes Element 215 ist mit einem Phasenverschieber 221, der in einer Phasenverschieberbank 220 ausgebildet ist, verbunden. Jeder Phasenverschieber 221 steuert die Phase von mindestens einem Element 215. Die Phasenverschieber 221 und die Elemente 215 werden von der Radarsteuerung 230 gesteuert. Insbesondere ist die Steuerung 230 eine Recheneinheit, die Software, die die Übertragung von Radarenergiemuster steuert und Kontakte von Radarenergiemusterrückgaben erkennt und steuert welche Elemente 215 strahlen und die Phase steuert, zu welcher sie über die Phasenverschieberbank 220 strahlen.
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Für den Durchschnittsfachmann versteht sich, dass die Elemente 215 als steuerbare strahlende Antennenelemente, steuerbare Empfangsantennenelemente oder beides ausgebildet sein können, abhängig von der verwendeten Ausstattung und den Entwicklungsanforderungen für einen bestimmten Zweck. Wenn Elemente 215 passiv sind, erkennen steuerbare Radarempfangselemente 215, die Rücksendung von Radarenergie, die von einem Ziel reflektiert wird und von einem aktiven Radartransmitter 240 übertragen wird. Der aktive Radartransmitter 240 ist auch von einer Steuerung, welche die Steuereinheit 230 oder eine andere Steuerung, welche in funktionsfähiger Kommunikationsverbindung mit der Steuereinheit 230 steht, umfasst, gesteuert. Wenn die Elemente 215 strahlende Elemente sind, so übertragen die Elemente 215 die Radarenergiemuster, die Rückgabe, welche nachfolgend von einem Empfänger, etwa dem Empfänger 241, empfangen wird. Wenn die Elemente 215 übertragende Elemente sind, so wirken die Elemente 215 sowohl als Transmitter als auch als Empfangsantennenelemente.
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5 ist ein beispielhaftes Verfahren 300, zum Verwenden einer Sequenz von zwei oder mehr Energieempfangsmustern von einem einzelnen Phasenarray-Radar-Sendeempfänger 250 (siehe 4). Die zwei oder mehr Energieempfangsmuster werden durch ihre unterschiedlichen Verhältnisse zwischen Energie in der Hauptkeule und Energie in der Seitenkeule charakterisiert. Die tatsächlichen Mittel zum Übertragen der Energiemuster sind insbesondere in diesem Beispiel nicht von Bedeutung, aber zum Zwecke der Diskussion, kann davon ausgegangen werden, dass es sich um Radartransmitter 240 handelt. Die Antenne, welche die Energiemuster überträgt, kann eine Parabolantenne, ein Strahl, der digital gebildet wird oder ein anderer bekannter Antennentyp sein. Im Schritt 310 wird ein erstes Energiemuster von dem Radartransmitter 240 übertragen. In manchen Ausführungsformen verläuft die Richtung der Übertragung der Hauptkeule direkt entlang der Bewegungstrajektorie 260 des Fahrzeugs 200, dennoch kann die Übertragungsrichtung auf eine Seite gelenkt werden, so wie dies durch das bestimmte Fabrikat und Modell des verwendeten Radar-Sendeempfängers eingestellt ist. Derartiges Lenken kann beispielsweise für die Übertragung in die Richtung einer Kurve auf der Straße nützlich sein.
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Im Schritt 320 wird die gesamte, durch einen Kontakt reflektierte Energie von dem ersten Energiemuster von einer ersten Teilmenge der Elemente 215 in dem Antennenarray 210 mit einem ersten Empfangsmuster (400/450) gesammelt, gekennzeichnet durch ein erstes Verhältnis der Sensitivität der Energie in der Hauptkeule relativ zu der Sensitivität der Energie in der Seitenkeule. In diesem Beispiel umfasst die erste Teilmenge der Matrix alle Elemente 215, jedoch kann in anderen Ausführungsformen die erste Teilmenge auch kleiner sein als die Gesamtheit der Elemente 215.
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Im Schritt 330 wird ein zweites Energiemuster von dem Radartransmitter 240 übertragen. In manchen Ausführungsformen gleichen die Energie, Dauer und Frequenz des zweiten Energiemusters dem ersten Energiemuster. Dennoch kann sich das zweite Energiemuster in anderen Ausführungsformen in seiner Energie, Dauer und/oder Frequenz durch bekannte Beträge von dem zweiten Energiemuster unterscheiden.
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Im Schritt 340 wird sämtliche reflektierte Energie von dem zweiten Energiemuster (RE2) von einer kleineren zweiten Teilmatrix von Elementen 215 in dem Antennenarray 210 mit einem zweiten Empfangsmuster (400'/450') gesammelt, gekennzeichnet durch ein anderes Verhältnis der Sensitivität der Energie in der Hauptkeule relativ zu der Sensitivität der Energie in der Seitenkeule, wobei die Breite X2 der zweiten Teilmatrix kleiner ist als die gesamte Breite X des Antennenarrays 210 und die Höhe Y der zweiten Teilmatrix die gleiche ist wie die erste. In diesem Beispiel kann die kleinere, zweite Teilmatrix beispielsweise die Teilmatrix 30 sein (siehe 1).
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Im Schritt 350 wird die gesammelte Energie RE1 mit der gesammelten Energie RE2 verglichen. Wenn gesammelte Energie RE1 größer ist als die gesammelte Energie RE2, so wird im Schritt 360 bestimmt, dass sich der Kontakt in der Richtung der Hauptkeule (400/400') befindet. Ist jedoch die gesammelte Energie RE1 kleiner als die gesammelte Energie RE2, so wird im Schritt 370 bestimmt, dass sich der Kontakt in einer der Seitenkeulen (450/450') befindet. Somit werden in dieser beispielhaften Ausführungsform Radarenergiemuster übertragen und die direktionale Sensitivität (d. h. die elektrische Größe) der Elementmatrix 10 wird verändert, um den aktuellen Ort des Kontakts zu unterscheiden. In 6 befindet sich der Kontakt 480 in dem Bereich der Seitenkeule (450/450'), wobei RE1 kleiner ist als RE2.
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Wie bereits erwähnt, kann das Verfahren 300 in anderen äquivalenten Ausführungsformen auch verwendet werden, wo das Antennenarray 210 die übertragende Antenne ist und der Empfänger 241 zum Sammeln der reflektierten Radarenergiemuster verwendet wird. In diesen Ausführungsformen wird das erste Energiemuster übertragen, in dem die erste Teilmatrix der Elemente 215 verwendet wird und das zweite Energiemuster wird mittels einer zweiten Teilmatrix von Elementen 215 übertragen. Die übertragenen Muster werden durch ihre verschiedenen Verhältnisse ihrer Energie in der Hauptkeule zu ihrer Energie in der Seitenkeule charakterisiert und die gesammelten Radarenergien (RE1 und RE2) werden von demselben Empfänger 241 gesammelt und verglichen, um den Ort eines Kontakts 480 zu unterscheiden.
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8 ist ein beispielhaftes Verfahren 415, zur Verwendung einer Sequenz von zwei oder mehreren übertragenen Energiemustern, die von einem einzelnen Arrayradarempfänger 250 (siehe 4) empfangen werden, um zu bestimmen, ob das Radar von einem Hindernis blockiert wird. Die zwei oder mehr übertragenen Energiemuster werden durch ihre verschiedenen Verhältnisse der Hauptkeulenenergie zur Seitenkeulenenergie charakterisiert. Die tatsächlichen Mittel zum Übertragen der Energiemuster sind insbesondere in diesem Beispiel nicht von Bedeutung, jedoch wird zum Zwecke der Diskussion angenommen, dass es sich um Radartransmitter 240 handelt. Die übertragende Antenne kann eine parabolische Antenne, eine digital ausgebildete Antenne oder eine andere bekannte Antenne sein.
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Im Schritt 410 wird ein erstes Energiemuster durch den Radartransmitter 240 übertragen. In manchen Ausführungsformen verläuft die Übertragungsrichtung der Hauptkeule direkt entlang der Bewegungstrajektorie 260 des Fahrzeugs 200. Dennoch kann die Übertragungsrichtung auf eine Seite gelenkt werden, so wie dies von dem bestimmten Fabrikat und Modell des verwendeten Radarempfängers vorgesehen ist. Derartiges Lenken kann nützlich sein, beispielsweise um in eine Richtung einer Kurve auf der Straße zu übertragen. Im Schritt 420 wird sämtliche durch einen Kontakt oder den Boden reflektierte Energie von dem ersten Energiemuster (RE1) durch eine erste Teilmenge der Elemente 215 in dem Antennenarray 210 mit einem ersten Empfangsmuster (400/450) (siehe 7) gesammelt. In diesem Beispiel ist die erste Teilmatrix die Gesamtheit der Elemente 215, jedoch kann in anderen Ausführungsformen die erste Teilmenge geringer sein als die Gesamtheit der Elemente 215.
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Im Schritt 430 wird ein zweites Energiemuster von dem Radartransmitter 240 übertragen. In manchen Ausführungsformen hat das zweite Energiemuster die gleiche Energie, Dauer und Frequenz wie das erste Energiemuster. Dennoch kann sich das zweite Energiemuster von dem ersten Energiemuster in seiner Energie, Dauer und/oder Frequenz unterscheiden.
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Im Schritt 440 wird sämtliche reflektierte Energie von dem zweiten Energiemuster (RE2) von einer kleineren, zweiten Teilmatrix der Elemente 215 in dem Antennenarray 210 mit einem anderen Empfangsmuster (400'/450') gesammelt (siehe 7), wobei die Höhe Y2 der zweiten Teilmatrix geringer ist als die gesamte Höhe Y des Antennenarrays 210 und die Breite X der zweiten Teilmatrix die gleiche ist wie die erste. In diesem Beispiel kann die zweite kleinere Teilmatrix beispielsweise die Teilmatrix 20 (siehe 1) sein.
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Im Schritt 455 wird die gesammelte Energie RE1 mit der gesammelten Energie RE2 verglichen. Wenn die gesammelte Energie RE2 größer ist als die gesammelte Energie RE1 und RE2 größer ist als ein vordefinierter Schwellwert, so ist das Antennenarray 210 nicht von einem Hindernis blockiert. Jedoch kann die Radarantenne den Boden nicht sehen und ist deshalb von einem Hindernis blockiert, wenn die gesammelte Energie RE1 größer oder gleich der gesammelten Energie RE2 ist und RE2 kleiner ist als ein vordefinierter Schwellwert. Somit werden in dieser beispielhaften Ausführungsform Radarenergiemuster übertragen und die direktionale Sensitivität der Elementmatrix 20 wird geändert, um zu bestimmen, ob die Radarantenne 210 von einem Hindernis blockiert wird.
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Wie bereits erwähnt, kann Schritt 415 in anderen äquivalenten Ausführungsformen auch dort verwendet werden, wo das Antennenarray 210 die übertragende Antenne ist und der Empfänger 241 dazu verwendet wird, die reflektierten Radarenergiemuster zu sammeln. In diesen Ausführungsformen wird das erste Energiemuster übertragen, indem die erste Teilmatrix der Elemente 215 verwendet wird und das zweite Energiemuster wird übertragen, indem eine zweite Teilmatrix der Elemente 215 verwendet wird. Die gesammelten Radarenergien (RE1 und RE2) werden von demselben Empfänger 241 gesammelt und mit vordefinierten Schwellwerten verglichen, um zu bestimmen, ob die Radarantenne 210 von einem Hindernis blockiert wird.
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Während wenigstens eine beispielhafte Ausführungsform in der vorangegangenen detaillierten Beschreibung dargestellte worden ist, sollte anerkannt werden, dass eine große Anzahl von Variationen existiert. Es sollte ebenso anerkannt werden, dass die beispielhafte Ausführungsform oder Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und den Umfang, die Anwendbarkeit oder Konfiguration der Offenbarung in keinster Weise beschränken sollen. Vielmehr soll die vorangegangene detaillierte Beschreibung dem Fachmann eine nützliche Anleitung zur Umsetzung der beispielhaften Ausführungsform bzw. Ausführungsformen bereitstellen. Es wird davon ausgegangen, dass verschiedene Änderungen hinsichtlich Funktion und Anordnung der Elemente vorgenommen werden können, ohne den wie in den beigefügten Ansprüchen definierten Umfang der Offenbarung und der rechtlichen Äquivalente davon zu verlassen.
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WEITERE AUSFÜHRUNGSFORMEN
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- 1. Verfahren zum Unterscheideneines Ortes mit Radarkontakt umfassend:
Übertragen eines ersten Radar-Energiemusters in einem bestimmten;
Sammeln von reflektierter Energie des ersten Radar-Energiemusters von dem Radarkontakt;
Übertragen eines zweiten Radar-Energiemusters in die bestimmte Richtung;
Sammeln von reflektierter Energie des zweiten Radar-Energiemusters von dem Radarkontakt;
Vergleichen der gesammelten reflektierten Energie des ersten Radar-Energiemusters und der gesammelten reflektierten Energie des zweiten Radar-Energiemusters;
und Bestimmen auf Basis des Vergleichs, ob sich der Radarkontakt in einer Seitenkeule oder in einer Hauptkeule des ersten und zweiten Radar-Energiemusters befindet.
- 2. Verfahren nach Ausführungsform 1, wobei eine erste Antennenelement-Matrix dazu verwendet wird, die reflektierte Energie des ersten Radar-Energiemusters zu sammeln und eine zweite Antennenelement-Matrix dazu verwendet wird, die reflektierte Energie des zweiten Radar-Energiemusters zu sammeln und die erste Matrix von einer anderen Größe ist als die zweite Matrix.
- 3. Verfahren nach Ausführungsform 2, wobei wenn eine horizontale Dimension der ersten Matrix größer ist als eine horizontale Dimension der zweiten Matrix.
- 4. Verfahren nach Ausführungsform 3, wobei bestimmt wird, dass sich der Radarkontakt in der Hauptkeule befindet, wenn die gesammelte reflektierte Energie des ersten Radar-Energiemusters größer ist als die gesammelte reflektierte Energie des zweiten Radar-Energiemusters.
- 5. Verfahren nach Ausführungsform 3, wobei bestimmt wird, dass der Radarkontakt sich in der Seitenkeule befindet, wenn die gesammelte reflektierte Energie des ersten Radar-Energiemusters geringer ist als die gesammelte reflektierte Energie des zweiten Radar-Energiemusters.
- 6. Verfahren nach Ausführungsform 1, wobei eine erste Antennenelement-Matrix dazu verwendet wird, das erste Radar-Energiemuster zu übertragen und eine zweite Antennenelement-Matrix dazu verwendet wird, das zweite Radar-Energiemuster zu übertragen und die erste Matrix von einer anderen Größe ist als die zweite Matrix.
- 7. Verfahren nach Ausführungsform 6, wobei wenn eine horizontale Größe der ersten Matrix größer ist als die horizontale Größe der zweiten Matrix.
- 8. Verfahren nach Ausführungsform 7, wobei bestimmt wird, dass sich der Radarkontakt in der Hauptkeule befindet, wenn die gesammelte reflektierte Energie des ersten Radar-Energiemusters größer ist als die gesammelte reflektierte Energie des zweiten Radar-Energiemusters.
- 9. Verfahren nach Ausführungsform 7, wobei bestimmt wird, dass der Radarkontakt sich in einer Seitenkeule befindet, wenn die gesammelte reflektierte Energie des ersten Radar-Energiemusters geringer ist als die gesammelte reflektierte Energie des zweiten Radar-Energiemusters.
- 10. Das Verfahren nach Ausführungsform 2, wobei wenn eine vertikale Dimension der ersten Matrix größer ist als eine vertikale Dimension der zweiten Matrix.
- 11. Verfahren gemäß Ausführungsform 10, wobei bestimmt wird, dass die erste Matrix nicht blockiert ist, wenn die gesammelte reflektierte Energie des zweiten Radarenergiemusters größer ist als die gesammelte reflektierte Energie des ersten Radarenergiemusters und die gesammelte reflektierte Energie des zweiten Radarenergiemusters größer ist als ein vordefinierter Schwellwert.
- 12. Verfahren gemäß Ausführungsform 10, wobei bestimmt wird, dass die erste Matrix nicht blockiert wird, wenn die gesammelte reflektierte Energie des zweiten Radarenergiemusters nicht größer ist als die gesammelte reflektierte Energie des ersten Radarenergiemusters und die gesammelte reflektierte Energie des zweiten Radarenergiemusters geringer ist als ein vordefinierter Schwellwert.
- 13. Verfahren gemäß Ausführungsform 6, wobei bestimmt wird, dass die erste Matrix nicht blockiert wird, wenn die gesammelte reflektierte Energie des zweiten Radarenergiemusters größer ist als die gesammelte reflektierte Energie des ersten Radarenergiemusters und die gesammelte reflektierte Energie des zweiten Radarenergiemusters größer ist als ein vordefinierter Schwellwert.
- 14. Verfahren gemäß Ausführungsform 6, wobei bestimmt wird, dass die erste Matrix nicht blockiert wird, wenn die gesammelte reflektierte Energie des zweiten Radarenergiemusters nicht größer ist als die gesammelte reflektierte Energie des ersten Radarenergiemusters und die gesammelte reflektierte Energie des zweiten Radarenergiemusters geringer ist als ein vordefinierter Schwellwert.
- 15. Verfahren zum Betreiben einer N×M dimensionierten Radarelementmatrix, um den Ort eines Radarkontakts zu unterscheiden, umfassend:
Aktivieren jedes Radarelements in der N×M Elementmatrix;
Übertragen eines ersten Radarenergiemusters in die Richtung mittels der N×M Elementmatrix;
Sammeln der reflektierten Energie des ersten Radarenergiemusters von dem Radarkontakt; Aktivieren von einem Teil der N×M Elementmatrix; Übertragen eines zweiten Radarenergiemusters in die Richtung mittels ausschließlich des aktivierten Teils der N×M Elementmatrix; Sammeln der reflektierten Energie des zweiten Radarenergiemusters von dem Radarkontakt; Vergleichen der gesammelten reflektierten Energie des ersten Radarenergiemusters und der gesammelten reflektierten Energie des zweiten Radarenergiemusters;
und Bestimmen, ob der Radarkontakt sich in einer Seitenkeule oder in einer Hauptkeule des ersten und zweiten Radarenergiemusters, basierend auf dem Vergleich, befindet.
- 16. Verfahren gemäß Ausführungsform 15, wobei bestimmt wird, dass sich der Radarkontakt in der Hauptkeule befindet, wenn die gesammelte reflektierte Energie des ersten Radarenergiemusters größer ist als die gesammelte reflektierte Energie des zweiten Radarenergiemusters.
- 17. Das Verfahren nach Ausführungsform 15, wobei bestimmt wird, dass die N×M Elementmatrix blockiert ist, wenn die gesammelte reflektierte Energie des zweiten Radarenergiemusters nicht größer ist als die gesammelte reflektierte Energie des ersten Radarenergiemusters und die gesammelte reflektierte Energie des zweiten Radarenergiemusters geringer ist als ein vordefinierter Schwellwert.
- 18. Verfahren zur Unterscheidung des Ortes eines Radarkontakts umfassend:
Übertragen des ersten Radarenergiemusters in eine Richtung mittels einer Antenne mit einem ersten Hauptkeulen-zu-Seitenkeulen-Energieverhältnis, basierend auf einer elektronischen Größe;
Sammeln der reflektierten Energie des ersten Radarenergiemusters von dem Radarkontakt;
Ändern der elektronischen Größe der Antenne, um ein zweites Haupt-zu-Seitenkeulen-Energieverhältnis zu generieren;
Übertragen des zweiten Radarenergiemusters in die Richtung mittels der Antenne mit dem zweiten Hauptkeulen-zu-Seitenkeulen-Energieverhältnis;
Sammeln der reflektierten Energie des zweiten Radarenergiemusters von dem Radarkontakt;
Vergleichen der gesammelten reflektierten Energie des ersten Radarenergiemusters und der gesammelten, reflektierten Energie des zweiten Radarenergiemusters; und Bestimmen, ob sich der Radarkontakt in einer Seitenkeule oder Hauptkeule des ersten und zweiten Radarenergiemusters aufgrund des Vergleichs befindet.
- 19. Verfahren nach Ausführungsform 18, wobei das Verändern der elektronischen Größe der Antenne das Variieren des Abstands zwischen einem ersten Element der Antenne und einem zweiten Element der Antenne umfasst.
