DE102018123183A1

DE102018123183A1 - Radarsystem, integrierte Radarschaltung sowie Verfahren für ein Radarsystem

Info

Publication number: DE102018123183A1
Application number: DE102018123183.0A
Authority: DE
Inventors: Philipp Schmidt; Alexander Melzer; Andreas OCH
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2018-09-20
Filing date: 2018-09-20
Publication date: 2020-03-26
Also published as: US20200096603A1; US11269050B2; CN110927673A; US20220155410A1

Abstract

Vorgeschlagen wird ein Radarsystem. Das Radarsystem beinhaltet eine erste integrierte Radarschaltung mit mehreren ersten Sendepfaden sowie einem Lokaloszillator, der eingerichtet ist, ein Lokaloszillatorsignal zu erzeugen. Die erste integrierte Radarschaltung weist zudem einen ersten Anschluss auf, welcher eingerichtet ist, ein auf dem Lokaloszillatorsignal basierendes Oszillationssignal auszugeben. Das Radarsystem beinhaltet ferner eine mit zumindest einem zweiten Sendepfad und einem zweiten Anschluss. Weiterhin beinhaltet das Radarsystem ein partiell reflektierendes Element, das über einen ersten Leitungsabschnitt mit dem ersten Anschluss und über einen zweiten Leitungsabschnitt mit dem zweiten Anschluss gekoppelt ist. Das partiell reflektierende Element ist eingerichtet, einen ersten Anteil des Oszillationssignals als ein reflektiertes Signal über den ersten Leitungsabschnitt zu ersten Anschluss zurück zu reflektieren und einen zweiten Anteil des Oszillationssignals als ein Vorwärtssignal über den zweiten Leitungsabschnitt zu dem zweiten Anschluss weiterzuleiten. Die erste integrierte Radarschaltung weist ferner einen Richtkoppler auf, der über ein erstes Tor mit dem ersten Anschluss gekoppelt und eingerichtet ist, das reflektierte Signal über ein zweites Tor an einen Signalknoten der ersten integrierten Radarschaltung auszugeben. Die ersten Sendepfade sind mit dem Signalknoten gekoppelt und zumindest ein Teil der ersten Sendepfade ist eingerichtet, basierend auf dem reflektierten Signal Radarsendesignale zu erzeugen.

Description

Technisches Gebiet
Ausführungsbeispiele betreffen ein Radarsystem, eine integrierte Radarschaltung sowie ein Verfahren für ein Radarsystem.
Hintergrund
Für hochauflösende Radarsysteme werden für gewöhnlich eine Vielzahl an Sende- und Empfangskanälen verwendet. Die Anzahl an möglichen Sende- und Empfangskanälen einer einzelnen monolithisch integrierten Mikrowellenschaltung (engl. Monolithic Microwave Integrated Circuit, MMIC) ist jedoch beschränkt. Daher werden oftmals mehrere MMICs kaskadiert, d.h. mehrere Radarsendeempfänger-MMICs werden gekoppelt, wobei einer der MMICs als Master dient und die Systemuhr (engl. system clock), die Triggerleitung, das hochfrequente Sendesignal, etc. bereitstellt. Um eine korrekte Operation des Radarsystems zu ermöglichen, bedarf es einer Synchronisation der hochfrequenten Sendesignale der auf die einzelnen MMICs verteilten Kanäle.
Zusammenfassung
Es besteht somit ein Bedürfnis, eine verbesserte Technologie für die Synchronisation von integrierten Radarschaltungen bereitzustellen.
Der Bedarf kann durch den Gegenstand der Patentansprüche gedeckt werden.
Ein Ausführungsbeispiel betrifft ein Radarsystem. Das Radarsystem umfasst eine erste integrierte Radarschaltung mit mehreren ersten Sendepfaden sowie einem Lokaloszillator, der eingerichtet ist, ein Lokaloszillatorsignal zu erzeugen. Die erste integrierte Radarschaltung weist zudem einen ersten Anschluss auf, der eingerichtet ist, ein auf dem Lokaloszillatorsignal basierendes Oszillationssignal auszugeben. Das Radarsystem umfasst ferner eine zweite integrierte Radarschaltung mit zumindest einem zweiten Sendepfad und einem zweiten Anschluss. Weiterhin umfasst das Radarsystem ein partiell reflektierendes Element, das über einen ersten Leitungsabschnitt mit dem ersten Anschluss und über einen zweiten Leitungsabschnitt mit dem zweiten Anschluss gekoppelt ist. Das partiell reflektierende Element ist eingerichtet, einen ersten Anteil des Oszillationssignals als ein reflektiertes Signal über den ersten Leitungsabschnitt zu ersten Anschluss zurück zu reflektieren und einen zweiten Anteil des Oszillationssignals als ein Vorwärtssignal über den zweiten Leitungsabschnitt zu dem zweiten Anschluss weiterzuleiten. Die erste integrierte Radarschaltung umfasst ferner einen Richtkoppler, der über ein erstes Tor mit dem ersten Anschluss gekoppelt und eingerichtet ist, das reflektierte Signal über ein zweites Tor an einen Signalknoten der ersten integrierten Radarschaltung auszugeben. Die ersten Sendepfade sind mit dem Signalknoten gekoppelt und zumindest ein Teil der ersten Sendepfade ist eingerichtet, basierend auf dem reflektierten Signal Radarsendesignale zu erzeugen.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel betrifft eine integrierte Radarschaltung. Die integrierte Radarschaltung umfasst mehrere Sendepfade sowie einen Lokaloszillator, der eingerichtet ist, ein Lokaloszillatorsignal zu erzeugen. Ferner umfasst die integrierte Radarschaltung einen Anschluss zur Anbindung eines externen Elements über einen Leitungsabschnitt. Der Anschluss ist eingerichtet, ein auf dem Lokaloszillatorsignal basierendes Oszillationssignal an den Leitungsabschnitt auszugeben und einen von dem externen Element reflektierten Anteil des Oszillationssignals als ein reflektiertes Signal über den Leitungsabschnitt zu empfangen. Ferner umfasst die integrierte Radarschaltung einen Richtkoppler, der über ein erstes Tor mit dem Anschluss gekoppelt und eingerichtet ist, das reflektierte Signal über ein zweites Tor an einen Signalknoten der integrierten Radarschaltung auszugeben. Die Sendepfade sind mit dem Signalknoten gekoppelt und zumindest ein Teil der Sendepfade ist eingerichtet, basierend auf dem reflektierten Signal Radarsendesignale zu erzeugen.
Zudem betrifft ein Ausführungsbeispiel ein Verfahren für ein Radarsystem mit einer ersten integrierte Radarschaltung, die zumindest mehrere erste Sendepfade, einen Lokaloszillator sowie einen ersten Anschluss umfasst, und einer zweiten integrierten Radarschaltung, die zumindest einen zweiten Sendepfad und einen zweiten Anschluss umfasst. Das Verfahren umfasst ein Ausgeben eines auf einem Lokaloszillatorsignal des Lokaloszillators basierenden Oszillationssignals über den ersten Anschluss an ein partiell reflektierendes Element, das über einen ersten Leitungsabschnitt mit dem ersten Anschluss und über einen zweiten Leitungsabschnitt mit dem zweiten Anschluss gekoppelt ist. Ferner umfasst das Verfahren ein Zurückreflektieren eines ersten Anteils des Oszillationssignals als ein reflektiertes Signal über den ersten Leitungsabschnitt zu dem ersten Anschluss durch das partiell reflektierende Element. Weiterhin umfasst das Verfahren ein Weiterleiten eines zweiten Anteils des Oszillationssignals als ein Vorwärtssignal über den zweiten Leitungsabschnitt zu dem zweiten Anschluss durch das partiell reflektierende Element. Das Verfahren umfasst ferner ein Ausgeben des reflektierten Signals über ein zweites Tor eines Richtkopplers der ersten integrierten Radarschaltung an einen Signalknoten der ersten integrierten Radarschaltung. Ein erstes Tor des Richtkopplers ist mit dem ersten Leitungsabschnitt gekoppelt. Ferner umfasst das Verfahren ein Erzeugen von Radarsendesignalen basierend auf dem reflektierten Signal durch zumindest einen Teil der mit dem Signalknoten gekoppelten ersten Sendepfade.
Figurenliste
Einige Beispiele von Vorrichtungen und/oder Verfahren werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Figuren lediglich beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:

1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Radarsystems;
2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines Radarsystems;
3 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Richtkopplers;
4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines Richtkopplers;
5 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel eines Richtkopplers;
6 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines partiell reflektierenden Elements;
7 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel eines Radarsystems; und
8 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens für ein Radarsystem.

Beschreibung
Verschiedene Beispiele werden nun ausführlicher Bezug nehmend auf die beiliegenden Figuren beschrieben, in denen einige Beispiele dargestellt sind. In den Figuren können die Stärken von Linien, Schichten und/oder Bereichen zur Verdeutlichung übertrieben sein.
Während sich weitere Beispiele für verschiedene Modifikationen und alternative Formen eignen, sind dementsprechend einige bestimmte Beispiele derselben in den Figuren gezeigt und werden nachfolgend ausführlich beschrieben. Allerdings beschränkt diese detaillierte Beschreibung weitere Beispiele nicht auf die beschriebenen bestimmten Formen. Weitere Beispiele können alle Modifikationen, Entsprechungen und Alternativen abdecken, die in den Rahmen der Offenbarung fallen. Gleiche oder ähnliche Bezugszeichen beziehen sich in der gesamten Beschreibung der Figuren auf gleiche oder ähnliche Elemente, die bei einem Vergleich miteinander identisch oder in modifizierter Form implementiert sein können, während sie die gleiche oder eine ähnliche Funktion bereitstellen.
Es versteht sich, dass, wenn ein Element als mit einem anderen Element „verbunden“ oder „gekoppelt“ bezeichnet wird, die Elemente direkt, oder über ein oder mehrere Zwischenelemente, verbunden oder gekoppelt sein können. Wenn zwei Elemente A und B unter Verwendung eines „oder“ kombiniert werden, ist dies so zu verstehen, dass alle möglichen Kombinationen offenbart sind, d. h. nur A, nur B sowie A und B, sofern nicht explizit oder implizit anders definiert. Eine alternative Formulierung für die gleichen Kombinationen ist „zumindest eines von A und B“ oder „A und/oder B“. Das Gleiche gilt, mutatis mutandis, für Kombinationen von mehr als zwei Elementen.
Die Terminologie, die hier zum Beschreiben bestimmter Beispiele verwendet wird, soll nicht begrenzend für weitere Beispiele sein. Wenn eine Singularform, z. B. „ein, eine“ und „der, die, das“ verwendet wird und die Verwendung nur eines einzelnen Elements weder explizit noch implizit als verpflichtend definiert ist, können weitere Beispiele auch Pluralelemente verwenden, um die gleiche Funktion zu implementieren. Wenn eine Funktion nachfolgend als unter Verwendung mehrerer Elemente implementiert beschrieben ist, können weitere Beispiele die gleiche Funktion unter Verwendung eines einzelnen Elements oder einer einzelnen Verarbeitungsentität implementieren. Es versteht sich weiterhin, dass die Begriffe „umfasst“, „umfassend“, „aufweist“ und/oder „aufweisend“ bei Gebrauch das Vorhandensein der angegebenen Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Prozesse, Elemente, Komponenten und/oder einer Gruppe derselben präzisieren, aber nicht das Vorhandensein oder das Hinzufügen eines oder mehrerer anderer Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Prozesse, Elemente, Komponenten und/einer Gruppe derselben ausschließen.
Sofern nicht anderweitig definiert, werden alle Begriffe (einschließlich technischer und wissenschaftlicher Begriffe) hier in ihrer üblichen Bedeutung auf dem Gebiet verwendet, zu dem Beispiele gehören.
1 zeigt ein Radarsystem 100 umfassend eine erste integrierte Radarschaltung 110 und eine zweite integrierte Radarschaltung 120. Beispielsweise können die integrierten Radarschaltungen 110 und 120 als MMICs ausgeführt sein. Die erste integrierte Radarschaltung 110 dient als Master, während die zweite integrierte Radarschaltung 120 als Slave dient. Die beiden integrierten Radarschaltungen 110 und 120 sind auf verschiedenen Halbleiterchips ausgebildet.
Die erste integrierte Radarschaltung 110 umfasst mehrere erste Sendepfade 111 um Radarsendesignale 117 zu erzeugen (z.B. mit einer Trägerfrequenz von ca. 77 GHz). Auch die zweite integrierte Radarschaltung 120 umfasst zumindest einen zweiten Sendepfad 121 um ein Radarsendesignal 123 zu erzeugen. Mittels der integrierten Radarschaltungen 110 und 120 können somit eine Mehrzahl an Radarsendesignalen erzeugt werden, um eine hochauflösende Radarabtastung einer Umgebung des Radarsystems 100 zu ermöglichen.
Ferner umfasst die erste integrierte Radarschaltung 110 einen Lokaloszillator 113, der eingerichtet ist, ein Lokaloszillatorsignal 114 zu erzeugen. Das Lokaloszillatorsignal 114 kann beispielsweise frequenzmoduliert sein (z.B. um Chirp-Signale im Bereich von 77 GHz auszusenden). Das Lokaloszillatorsignal 114 dient als Basis für die synchrone Erzeugung der Radarsendesignale in den beiden integrierten Radarschaltungen 110 und 120.
Zur Synchronisierung der beiden integrierten Radarschaltungen 110 und 120 auf Basis des Lokaloszillatorsignals 114 umfasst die erste integrierte Radarschaltung 110 zudem einen ersten Anschluss 112, der eingerichtet ist, ein auf dem Lokaloszillatorsignal 114 basierendes Oszillationssignal auszugeben. Das auf dem Lokaloszillatorsignal 114 basierende Oszillationssignal kann beispielsweise das Lokaloszillatorsignal 114 selbst oder ein vom Lokaloszillatorsignal 114 abgeleitetes Signal sein. Beispielsweise kann das Oszillationssignal eine geringere Frequenz als das Lokaloszillatorsignal 114 aufweisen und ein heruntergeteiltes Lokaloszillatorsignal sein (z.B. ein Hochfrequenzsignal mit der halben oder einem Viertel der Frequenz des Lokaloszillatorsignals 114). Ebenso kann das Oszillationssignal z.B. eine leistungsverstärkte (und optional gefilterte) Kopie des Lokaloszillatorsignals 114 sein. Das Oszillationssignal kann beispielsweise von dem Lokaloszillator 113 oder von einer Schaltungskomponente der ersten integrierten Radarschaltung 110, die das Oszillationssignal auf Basis des Lokaloszillatorsignals 114 erzeugt, an den Anschluss 112 angelegt werden.
Zur Ankopplung der zweiten integrierten Radarschaltung 120 an die erste integrierte Radarschaltung 110 umfasst die zweite integrierte Radarschaltung 120 einen zweiten Anschluss 122.
Ein partiell reflektierendes Element 130 ist zwischen die erste integrierte Radarschaltung 110 und die zweite integrierte Radarschaltung 120 gekoppelt. Das partiell reflektierende Element 130 ist über einen ersten Leitungsabschnitt 140 mit dem ersten Anschluss 112 und über einen zweiten Leitungsabschnitt 150 mit dem zweiten Anschluss 122 gekoppelt. Entsprechend empfängt das partiell reflektierende Element 130 über den ersten Leitungsabschnitt 140 das am ersten Anschluss 112 anliegende Oszillationssignal. Das partiell reflektierende Element 130 ist somit zwischen die Anschlüsse 112 und 122 geschaltet. Die Leitungsabschnitte 140 und 150 können beispielsweise Streifenleitungen, Hohlleiter oder dielektrische Wellenleiter sein. Die Leitungsabschnitte 140 und 150 können sich beispielsweise auf einer Schaltungsplatine oder einem anderen Träger erstrecken, auf dem die Radarschaltungen 110 und 120 befestigt sind.
Das partiell reflektierende Element 130 ist eingerichtet, einen ersten Anteil des Oszillationssignals als ein reflektiertes Signal über den ersten Leitungsabschnitt 140 zu dem ersten Anschluss 112 zurück zu reflektieren und einen zweiten Anteil des Oszillationssignals als ein Vorwärtssignal über den zweiten Leitungsabschnitt 150 zu dem zweiten Anschluss 122 weiterzuleiten. Mit anderen Worten: Ein Teil des Oszillationssignals wird durch das partiell reflektierende Element 130 zu der ersten integrierten Radarschaltung 110 zurückreflektiert, während ein anderer Teil das partiell reflektierende Element 130 passiert und über den zweiten Leitungsabschnitt 150 die zweite integrierte Radarschaltung 120 erreicht.
Die erste integrierte Radarschaltung 110 umfasst einen Richtkoppler 115, der über ein erstes Tor mit dem ersten Anschluss 112 (bzw. dem ersten Leitungsabschnitt 140) gekoppelt und eingerichtet ist, das reflektierte Signal über ein zweites Tor an einen Signalknoten 116 der ersten integrierten Radarschaltung 110 auszugeben. Aufgrund der Richtcharakteristik des Richtkopplers 115 kann das reflektierte Signal im Wesentlichen ohne Bestandteile weiterer an dem ersten Anschluss 112 anliegender Signalkomponenten an den Signalknoten 116 ausgegeben werden. Mit anderen Worten: Der Richtkoppler 115 kann eine Auskopplung des reflektierten Signals aus der Gesamtheit aller an dem ersten Anschluss 112 anliegenden Signale ermöglichen.
Die ersten Sendepfade 111 sind mit dem Signalknoten gekoppelt und können dadurch das reflektierte Signal erhalten. Zumindest ein Teil der ersten Sendepfade 111 ist eingerichtet, basierend auf dem reflektierten Signal Radarsendesignale 117 zu erzeugen. Beispielsweise kann in einigen Ausführungsbeispielen nur ein Teil der ersten Sendepfade 111 eingerichtet sein (bzw. angesteuert sein), basierend auf dem reflektierten Signal Radarsendesignale 117 zu erzeugen. Alternativ können auch alle Sendepfade 111 eingerichtet sein, basierend auf dem reflektierten Signal Radarsendesignale 117 zu erzeugen. Somit kann der Teil der ersten Sendepfade 111, der die Radarsendesignale 117 erzeugt, die Radarsendesignale 117 zeitlich korreliert zu dem reflektierten Signal erzeugen.
Der zumindest eine zweite Sendepfad 121 der zweiten integrierten Radarschaltung 120 ist mit dem zweiten Anschluss 122 gekoppelt und kann so das Vorwärtssignal erhalten. Der zumindest eine zweite Sendepfad 121 ist eingerichtet, das Radarsignal 123 basierend auf dem Vorwärtssignal zu erzeugen. Beispielsweise kann das empfangene Vorwärtssignal einem oder mehreren Leistungsverstärkern zugeführt werden um, das Sendesignal 123 zu erzeugen. Basiert das empfangene Vorwärtssignal auf einem heruntergeteilten Lokaloszillatorsignal, so kann in der Radarschaltung 120 ein Frequenzmultiplizierer vorgesehen sein, um die Frequenz des Lokaloszillatorsignals wieder zu erhalten. Somit kann der zweite Sendepfad 121 das Radarsendesignal 123 zeitlich korreliert zu dem Vorwärtssignal erzeugen.
Die beiden integrierten Radarschaltungen 110 und 120 können mittels der teilweisen Reflektion des Oszillationssignals im Hochfrequenzbereich synchronisiert werden, da beiden integrierten Radarschaltungen 110 und 120 so jeweils ein Anteil des Oszillationssignals bereitgestellt wird. In der integrierten Radarschaltung 110 ist dabei nur ein einziger Anschluss nötig, um das für die Synchronisierung genutzte Oszillationssignal auszugeben und dessen reflektierten Anteil zu empfangen.
Neben der Synchronisierung der Sendepfade 111 und 121 können das reflektierte Signal und das Vorwärtssignal auch zur Synchronisierung von Empfangspfaden der beiden integrierten Radarschaltungen 110 und 120 genutzt werden.
Beispielsweise kann die erste integrierte Radarschaltung 110 zumindest einen mit dem Signalknoten 115 gekoppelten ersten Empfangspfad 118 und die zweite integrierte Radarschaltung 120 weiterhin zumindest einen mit dem zweiten Anschluss 122 gekoppelten zweiten Empfangspfad 124 für den Empfang und die Verarbeitung von Radarempfangssignalen aufweisen. Entsprechend ist der zumindest eine erste Empfangspfad 118 eingerichtet, ein empfangenes Radarempfangssignal 119 unter Verwendung des reflektierten Signals herunterzumischen (d.h. das Radarempfangssignal 119 zeitlich korreliert zu dem reflektierten Signal herunterzumischen), während der zumindest eine zweite Empfangspfad 124 eingerichtet ist, ein empfangenes Radarempfangssignal 125 unter Verwendung des Vorwärtssignals herunterzumischen (d.h. das Radarempfangssignal 125 wird zeitlich korreliert zu dem Vorwärtssignals heruntergemischt).
Das partiell reflektierende Element 130 ist eingerichtet, das reflektierte Signal und das Vorwärtssignal mit einer konstanten Phasenlage relativ zueinander zu erzeugen. Wenn φ₁₁(f) die Phase des reflektierten Signals und φ₂₁ (f) die Phase des Vorwärtssignals bezeichnen, gilt somit folgende Beziehung: $\frac{φ_{11} (f)}{φ_{21} (f)} = k o n s t .$
Beispielsweise kann das partiell reflektierende Element 130 eingerichtet sein, das reflektierte Signal und das Vorwärtssignal phasengleich zu erzeugen, so dass φ₁₁(f) = φ₂₁(f) . Alternativ kann, das partiell reflektierende Element 130 eingerichtet sein, das reflektierte Signal mit einem festen Phasenversatz c relativ zu dem das Vorwärtssignal zu erzeugen, so dass φ₁₁(f) = φ₂₁(f) + c.
Um die Synchronität der beiden integrierten Radarschaltungen 110 und 120 zu ermöglichen, sollten die Phasen des reflektierten Signals und des Vorwärtssignals, wenn sie die Anschlüsse 112 bzw. 122 erreichen, (möglichst) identisch sein. Die Phasen des reflektierten Signals und des Vorwärtssignals bei Empfang der Signale an den Anschlüssen 112 bzw. 122 ist nicht nur durch das partiell reflektierende Element 130, sondern auch die Längen der beiden Leitungsabschnitte 140 und 150 bestimmt. Entsprechend können die Längen des ersten Leitungsabschnitts 140 und des zweiten Leitungsabschnitts 150 so gewählt werden, dass eine Phase des reflektierten Signals bei Empfang am ersten Anschluss 112 gleich einer Phase des Vorwärtssignals bei Empfang am zweiten Anschluss 122 ist.
Beispielsweise können der erste Leitungsabschnitt 140 und der zweite Leitungsabschnitt 150 die gleiche elektrische Länge und die gleiche Beschaffenheit aufweisen, wenn das partiell reflektierende Element 130 das reflektierte Signal und das Vorwärtssignal phasengleich erzeugt. Mit anderen Worten: Das partiell reflektierende Element 130 kann mittig innerhalb der beiden Anschlüsse 112 und 122 angeordnet sein.
Wenn das partiell reflektierende Element 130 das reflektierte Signal mit einem Phasenversatz relativ zu dem Vorwärtssignal erzeugt, kann z.B. einer der beiden Leitungsabschnitte 140 und 150 länger als der andere sein, um den vom partiell reflektierenden Element 130 erzeugten Phasenversatz auszugleichen bzw. zu kompensieren. Mit anderen Worten: Das partiell reflektierende Element 130 kann versetzt zur Mitte der die beiden Anschlüsse 112 und 122 verbindenden Leitung angeordnet sein.
Ebenso kann das partiell reflektierende Element 130 so ausgebildet sein, dass das reflektierte Signal und das Vorwärtssignal ähnliche Signalstärken aufweisen. Beispielsweise kann das partiell reflektierende Element 130 eingerichtet sein, das Oszillationssignal derart teilweise zu reflektieren, dass jeweilige Signalstärken des reflektierten Signals und des Vorwärtssignals weniger als 90%, 80%, 70%, 60%, 50%, 40%, 30%, 20% oder 10% voneinander abweichen. In einigen Ausführungsbeispielen kann das partiell reflektierende Element 130 eingerichtet sein, das Oszillationssignal derart teilweise zu reflektieren, dass jeweilige Signalstärken des reflektierten Signals und des Vorwärtssignals (in Wesentlichen) gleich sind. Wenn S₁₁ den Streuparameter des reflektierten Signals, d.h. den Eingangsreflexionsfaktor des partiell reflektierenden Elements 130, und S₂₁ den Streuparameter des Vorwärtssignals, d.h. den Vorwärtstransmissionsfaktor des partiell reflektierenden Elements 130, beschreiben, kann somit folgende Beziehung gelten: $S_{11} = S_{21}$
Beispielsweise können das reflektierte Signal und das Vorwärtssignal jeweils eine Signalstärke von -3dBm aufweisen , wenn eine Leistung von 0dBm an dem ersten Leitungsabschnitt 140 anliegt (d.h. S₁₁ = S₂₁ = -3dB).
In einigen Ausführungsbeispielen kann das reflektierte Signal somit (im Wesentlichen) identisch zum Vorwärtssignal sein, so dass die erste integrierte Radarschaltung 110 effektiv das gleiche Signal wie die zweite integrierte Radarschaltung 120 empfängt. Die beiden integrierte Radarschaltungen 110 und 120 können somit auf das gleiche Signal synchronisiert werden. Mit anderen Worten: Der Master-MMIC 110 und der Slave-MMIC 120 können mittels des Oszillationssignals im Hochfrequenzbereich phasensynchronisiert werden. Die vorgeschlagene Synchronisierungsarchitektur nutzt den reflektierten Anteil des Oszillationssignals als Rückkopplung für den Master-MMIC 110, so dass der Master-MMIC 110 synchron zum Slave-MMIC 120 gehalten werden kann. Dies ermöglicht beispielsweise auch, dass die Kanäle des Master-MMICs 110 und des Slave-MMICs 120 in einem MIMO (Multiple In-Multiple Out)-System betrieben werden können. Im Gegensatz zu bestehenden Konzepten für die Selbstversorgung mit Lokaloszillationssignalen reicht für die vorgeschlagene Synchronisierungsarchitektur ein einziger Anschluss am Master-MMIC 110 aus.
Das Oszillationssignal kann beispielsweise über den Richtkoppler 115 an den ersten Anschluss 112 angelegt werden. Der Richtkoppler kann beispielsweise eingerichtet sein, das Oszillationssignal über ein drittes Tor von dem Lokaloszillator 115 oder einem sonstigen Schaltungselement der ersten integrierten Radarschaltung 110 zu empfangen und über das erste Tor an den erste Leitungsabschnitt 140 bzw. den ersten Anschluss 112 auszugeben. Alternativ kann das Oszillationssignal beispielsweise auch über ein zwischen dem Richtkoppler 115 und dem ersten Anschluss 112 angeordnetes Einkoppelelement (nicht dargestellt) eingekoppelt bzw. an den ersten Anschluss 112 angelegt werden.
Die beiden integrierten Radarschaltungen 110 und 120 können gemäß einigen Ausführungsbeispielen ihre Rollen als Master bzw. Slave (temporär oder dauerhaft) tauschen. Beispielsweise kann bei einem Defekt am Lokaloszillator 113 die erste integrierte Radarschaltung 110 vom Master zum Slave werden und die zweite integrierte Radarschaltung 120 umgekehrt vom Slave zum Master werden. Allgemeiner ausgedrückt, kann in einem weiteren Betriebsmodus der Radarschaltung 100 der Lokaloszillator 113 der ersten integrierten Radarschaltung 110 inaktiv sein. Die zweite integrierte Radarschaltung 120 kann einen weiteren Lokaloszillator 126 aufweisen, der in dem weiteren Betriebsmodus eingerichtet ist, ein weiteres Lokaloszillatorsignal 127 zu erzeugen. Der zweite Anschluss 122 ist in dem weiteren Betriebsmodus eingerichtet, ein auf dem weiteren Lokaloszillatorsignal basierendes weiteres Oszillationssignal auszugeben. Die Synchronisierung der beiden integrierten Radarschaltungen 110 und 120 kann auch in dem weiteren Betriebsmodus analog zum oben beschriebenen Konzept erfolgen. So kann das partiell reflektierende Element 130 in dem weiteren Betriebsmodus eingerichtet sein, einen ersten Anteil des weiteren Oszillationssignals als ein weiteres reflektiertes Signal über den zweiten Leitungsabschnitt 150 zu dem zweiten Anschluss 122 zurück zu reflektieren und einen zweiten Anteil des weiteren Oszillationssignals als ein weiteres Vorwärtssignals über den ersten Leitungsabschnitt 140 zu dem ersten Anschluss 112 weiterzuleiten.
Ein Teil der ersten Sendepfade 111 kann in dem weiteren Betriebsmodus entsprechend eingerichtet sein, die Radarsendesignale 117 zeitlich korreliert zu dem weiteren Vorwärtssignal zu erzeugen, und der zumindest eine zweite Sendepfad 121 kann in dem weiteren Betriebsmodus entsprechend eingerichtet sein, das Radarsendesignal 123 zeitlich korreliert zu dem weiteren reflektierten Signal zu erzeugen. So kann z.B. auch bei einem Ausfall des Lokaloszillators 113 das Radarsystem 100 weiter betrieben werden.
Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Slave-MMIC mit dem Master-MMIC gekoppelt. Gemäß Ausführungsbeispiel können auch mehrere Slave-MMICs mit dem Master-MMIC gekoppelt sein (z.B. zwei, drei, vier oder mehr Slave-MMICs). Dies ist beispielhaft in 2 dargestellt. Im Vergleich zu dem in 1 dargestellten Radarsystem 100 weist das in 2 dargestellte Radarsystem 200 eine zusätzliche dritte integrierte Radarschaltung 270 auf. Die dritte integrierte Radarschaltung 270 umfasst einen dritten Anschluss 272 und zumindest einen dritten Sendepfad 271 um ein Radarsendesignal 273 zu erzeugen.
Das partiell reflektierende Element 230 ist über einen dritten Leitungsabschnitt 260 mit dem dritten Anschluss 272 gekoppelt. Um die dritte integrierte Radarschaltung 270 mit den beiden anderen integrierten Radarschaltungen 110 und 120 zu synchronisieren, ist das partiell reflektierende Element 230 weiterhin eingerichtet, einen dritten Anteil des Oszillationssignals als ein weiteres Vorwärtssignal über den dritten Leitungsabschnitt 260 zu dem dritten Anschluss 272 weiterzuleiten. Der zumindest eine dritte Sendepfad 271 ist mit dem dritten Anschluss 272 gekoppelt und eingerichtet, das Radarsendesignal 273 zeitlich korreliert zu dem weiteren Vorwärtssignal zu erzeugen.
Neben der Synchronisierung der Sendepfade 111, 121 und 271 können das reflektierte Signal und das Vorwärtssignal auch zur Synchronisierung von Empfangspfaden der integrierten Radarschaltungen 110, 120 und 270 genutzt werden. Beispielsweise kann die dritte integrierte Radarschaltung 270 weiterhin zumindest einen mit dem dritten Anschluss 272 gekoppelten dritten Empfangspfad 274 umfassen, der eingerichtet ist, ein Radarempfangssignal 275 unter Verwendung des weiteren Vorwärtssignals herunterzumischen (d.h. das Radarempfangssignal 275 zeitlich korreliert zu dem weiteren Vorwärtssignal herunterzumischen).
Um eine zuverlässige Synchronisation aller drei integrierten Radarschaltungen 110, 120 und 270 zu ermöglichen, ist das partiell reflektierende Element 230 eingerichtet, das reflektierte Signal, das Vorwärtssignal und das weitere Vorwärtssignal mit einer konstanten Phasenlage relativ zueinander zu erzeugen. Beispielsweise kann das partiell reflektierende Element 230 in einigen Ausführungsbeispielen eingerichtet sein, das reflektierte Signal, das Vorwärtssignal und das weitere Vorwärtssignal phasengleich zu erzeugen, so dass φ₁₁(f) = φ₂₁ (f) = φ₃₁(f), wobei φ₃₁(f) die Phase des weitere Vorwärtssignals bezeichnet. Alternativ kann, das partiell reflektierende Element 230 eingerichtet sein, das reflektierte Signal, das Vorwärtssignal und das weitere Vorwärtssignal mit festen Phasenversätzen c bzw. d relativ zueinander zu erzeugen, so dass φ₁₁(f)=φ₂₁(f)+c=φ₃₁(f)+d.
Die Einstellung der Phasen des reflektierten Signals, des Vorwärtssignals und des weiteren Vorwärtssignals kann wiederum zusätzlich über die die Längen der Leitungsabschnitte 140, 150 und 260 bestimmt werden. Entsprechend können die Längen des ersten Leitungsabschnitts 140, des zweiten Leitungsabschnitts 150 und des dritten Leitungsabschnitts 260 so gewählt werden, dass eine Phase des reflektierten Signals bei Empfang am ersten Anschluss 112 gleich einer Phase des Vorwärtssignals bei Empfang am zweiten Anschluss 122 sowie einer Phase des weiteren Vorwärtssignals bei Empfang am dritten Anschluss 272 ist. Beispielsweis können die Leitungsabschnitte 140, 150 und 260 die gleiche Länge aufweisen. Alternativ können einer oder mehrere der Leitungsabschnitte 140, 150 und 260 länger als die anderen der Leitungsabschnitte 140, 150 und 260 gewählt sein.
Hinsichtlich der Signalstärken des reflektierten Signals, des Vorwärtssignals und des weiteren Vorwärtssignals gilt im Wesentlichen das zuvor in Zusammenhang mit 1 ausgeführte. Beispielsweise kann das partiell reflektierende Element 230 eingerichtet sein, das Oszillationssignal derart teilweise zu reflektieren, dass jeweilige Signalstärken des reflektierten Signals, des Vorwärtssignals und des weiteren Vorwärtssignals weniger als 90%, 80%, 70%, 60%, 50%, 40%, 30%, 20% oder 10% voneinander abweichen. In einigen Ausführungsbeispielen kann das partiell reflektierende Element 230 eingerichtet sein, das Oszillationssignal derart teilweise zu reflektieren, dass jeweilige Signalstärken des reflektierten Signals, des Vorwärtssignals und des weiteren Vorwärtssignals (in Wesentlichen) gleich sind. Beispielsweise kann folgende Beziehung gelten: $S_{11} = S_{21} = S_{31} = - 3 d B$
wobei S₃₁ den Streuparameter des weiteren Vorwärtssignals, d.h. den Vorwärtstransmissionsfaktor des partiell reflektierenden Elements 230 hin zu dem dritten Anschluss 272, bezeichnet.
Wie bereits in Zusammenhang mit 2 für die zweite integrierte Radarschaltung 120 beschrieben, kann auch die dritte integrierte Radarschaltung 270 in einigen Ausführungsbeispielen statt als Slave als Master betrieben werden, d.h. ein Lokaloszillationssignal erzeugen und ein darauf basierendes Oszillationssignal an das partiell reflektierende Element 230 zur Synchronisierung der integrierten Radarschaltungen 110, 120 und 270 ausgeben. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden wird daher auf die obigen Ausführungen zur zweiten integrierten Radarschaltung 120 verwiesen, die entsprechend auch für die dritte integrierte Radarschaltung 270 gelten.
Die in den 1 und 2 dargestellten integrierten Radarschaltungen 110, 120 und 270 können gemäß einigen Ausführungsbeispielen identisch aufgebaut sein (z.B. identische MMICs sein) und sich lediglich hinsichtlich des verwendeten Betriebsmodus (Master bzw. Slave) unterscheiden. In anderen Ausführungsbeispielen können jedoch auch unterschiedliche MMICs verwendet werden.
Im Folgenden sind in Zusammenhang mit den 3 bis 5 einige beispielhafte Richtkoppler beschrieben, die für die vorgeschlagene Synchronisierungs-Architektur verwendet werden können.
3 zeigt ein Ringkoppler 300 (engl. rat-race coupler) mit einem Ringleiter 310 sowie vier Toren P1, P2, P3 und P4. Am Tor P1 liegt das Oszillationssignal an (d.h. das Tor P1 ist mit der Quelle des Oszillationssignals gekoppelt), während das Tor P2 mit dem ersten Anschluss der ersten integrierten Radarschaltung bzw. dem partiell reflektierenden Element gekoppelt ist. Das Tor P3 ist mit dem Signalknoten der ersten integrierten Radarschaltung gekoppelt und das Tor P4 ist isoliert. Die Abstände zwischen den Toren P1 und P4, P4 und P3 bzw. P4 und P2 betragen jeweils ¼ der verwendeten Wellenlänge λ (d.h. der Wellenlänge des Oszillationssignals). Der Abstand zwischen den Toren P1 und P2 beträgt ¾ der Wellenlänge λ. Entsprechend ist eine gute Isolation zwischen den Toren P1 und P3 gegeben, so dass die Streuparameter S₁₃ = S₃₁ sehr gering sind. Am Tor P3 liegt somit im Wesentlichen nur das über das Tor P2 empfangene, reflektierte Signal an.
4 zeigt einen Zweigleitungskoppler 400 (engl. branch-line coupler) mit vier Toren P1, P2, P3 und P4. Am Tor P1 liegt das Oszillationssignal an (d.h. das Tor P1 ist mit der Quelle des Oszillationssignals gekoppelt), während das Tor P2 mit dem ersten Anschluss der ersten integrierten Radarschaltung bzw. dem partiell reflektierenden Element gekoppelt ist. Das Tor P3 ist isoliert und das Tor P4 ist mit dem Signalknoten der ersten integrierten Radarschaltung gekoppelt. Die Abstände zwischen den Toren betragen jeweils ¼ der verwendeten Wellenlänge λ. Entsprechend ist eine gute Isolation zwischen den Toren P1 und P4 gegeben, so dass die Streuparameter S₁₄ = S₄₁ sehr gering sind. Am Tor P4 liegt somit im Wesentlichen nur das über das Tor P2 empfangene, reflektierte Signal an.
Die in den 3 und 4 gezeigten Richtkoppler weisen somit beide eine gute Isolation zwischen den Toren für die Einspeisung des Oszillationssignals und die Abzweigung des reflektierten Signals auf. Ein weiterer Richtkoppler, der geringere Signalverluste im Vergleich zu den in den 3 und 4 gezeigten Richtkoppler ermöglichen kann, ist in 5 dargestellt. 5 zeigt einen weiteren Ringkoppler 500, bei dem im Vergleich zum Ringkoppler 300 eine vorspannbare PIN-Diode 520 (engl. Positive Intrinsic Negative Diode) zwischen dem dritten Tor P3, das mit dem Signalknoten gekoppelt ist, und dem Ringleiter 510 angeordnet ist. Über eine Vorspannungsschaltung (nicht dargestellt) kann eine Vorspannung an die PIN-Diode 520 angelegt werden, so dass die PIN-Diode 520 als steuerbarer Widerstand betrieben werden kann. Eine entsprechende Steuerlogik zum Einstellen kann dazu mit der PIN-Diode 520 verbunden sein. Die PIN-Diode 520 kann somit als Amplitudenregler für das am Tor P3 anliegende, reflektierte Signal verwendet werden. Die PIN-Diode 520 kann ebenso auch als Hochfrequenzschalter verwendet werden und kann so die Kanäle P3 und P4 vom Schaltkreis über eine Steuerlogik trennen. Somit geht weniger Leistung durch die Struktur selbst verloren und es ist möglich den Kanal auch als Sendekanal zu verwenden. In anderen Ausführungsbeispielen können auch andere aktive Elemente vorgesehen sein.
Ebenso ist eine vorspannbare PIN-Diode 530 zwischen dem isolierten, vierten Tor P4 des Ringkopplers 500 und dem Ringleiter 510 angeordnet.
Der für die vorgeschlagene Synchronisierungs-Architektur verwendete Richtkoppler ist jedoch nicht auf die oben in Zusammenhang mit den 3 bis 5 beschriebenen Richtkoppler beschränkt. Vielmehr kann auch jeder sonstige, geeignete Richtkoppler genutzt werden.
In 6 ist im Weiteren noch eine beispielhafte Implementierung für das partiell reflektierende Element gezeigt. Beispielsweise kann das partiell reflektierende Element als schmetterlingsförmige Stichleitung 600 (engl. butterfly stub) ausgebildet sein. Über die Einstellung des Radius R₀ sowie des Winkels der kreissegmentförmigen Stichleitungen 610 und 620 kann eine gewünschte Impedanzfehlanpassung in der die integrierten Radarschaltungen verbindenden Leitungen erzeugt werden, um so einen Anteil des vom ersten Anschluss einlaufenden Oszillationssignals mit den gewünschten Phasen- und/oder Signalstärkecharakteristiken zurück zu reflektieren und einen weiteren Anteil des einlaufenden Oszillationssignals mit den gewünschten Phasen- und/oder Signalstärkecharakteristiken zum zweiten Anschluss passieren zu lassen.
Das für die vorgeschlagene Synchronisierungs-Architektur verwendete partiell reflektierende Element ist jedoch nicht auf die schmetterlingsförmige Stichleitung 600 beschränkt. Vielmehr kann auch jedes sonstige, geeignete Element genutzt werden (z.B. ein Koppler oder Leistungsteiler).
In einigen Ausführungsbeispielen kann das partiell reflektierende Element ausschließlich durch passive Bauelemente gebildet sein. Die Reflektion kann sich hierbei als Folge einer geometrischen Struktur ergeben, die in Bezug auf die Wellenlängen des Oszillationssignals angepasst ist. Beispielsweise kann eine Ringstruktur oder eine Impedanzfehlanpassungstruktur, die sich von den Leitungsabschnitten unterscheidet, verwendet werden, um durch geeignete Wahl der geometrischen Abmessungen sowohl eine partielle Reflektion als auch ein Weiterleiten in Vorwärtsrichtung zu erzielen. Gegenüber partiell reflektierenden Elementen mit aktiven Bauelementen kann derart eine größere Robustheit erzielt werden und eine Ausfallwahrscheinlichkeit des partiell reflektierenden Elements reduziert sein.
7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Radarsystems. Das Radarsystem 700 umfasst eine erste integrierte Radarschaltung 710 sowie eine zweite integrierte Radarschaltung 720. Die erste integrierte Radarschaltung 710 dient als Master, während die zweite integrierte Radarschaltung 720 als Slave dient.
Die erste integrierte Radarschaltung 710 umfasst mehrere erste Sendepfade 711-1, 711-2 und 711-3 sowie mehrere erste Empfangspfade 714-1, 714-2, 714-3 und 714-4. Ebenso umfasst die zweite integrierte Radarschaltung 720 mehrere zweite Sendepfade 721-1 und 721-2 sowie mehrere zweite Empfangspfade 724-1, 724-2, 724-3 und 724-4.
Ferner umfasst die erste integrierte Radarschaltung 710 einen Lokaloszillator 713, der eingerichtet ist, ein Lokaloszillatorsignal 714 zu erzeugen.
Zur Synchronisierung der beiden integrierten Radarschaltungen 710 und 720 auf Basis des Lokaloszillatorsignals 714 umfasst die erste integrierte Radarschaltung 710 zudem einen ersten Anschluss 712-1, der eingerichtet ist, ein auf dem Lokaloszillatorsignal 714 basierendes Oszillationssignal auszugeben. Der erste Anschluss 712-1 ist über den ersten Sendepfad 711-1 mit dem Lokaloszillator 713 gekoppelt. Mit anderen Worten: einer der ersten Sendepfade 711-1, 711-2 und 711-3 ist an den ersten Anschluss 712-1 gekoppelt und eingerichtet, das Oszillationssignal basierend auf dem Lokaloszillatorsignal 714 an den ersten Anschluss 712-1 anzulegen. Beispielsweise kann der erste Sendepfad 711-1 das Lokaloszillatorsignal 714 filtern und verstärken und das derart prozessierte Lokaloszillatorsignal als Oszillationssignal an den ersten Anschluss 712-1 anlegen. Das Oszillationssignal wird über einen Richtkoppler 715, der über ein erstes Tor mit dem ersten Anschluss 712-1 gekoppelt und über einen drittes Tor mit dem ersten Sendepfad 711-1 gekoppelt ist, an den ersten Anschluss 712-1 angelegt.
Zur Ankopplung der zweiten integrierten Radarschaltung 720 an die erste integrierte Radarschaltung 710 umfasst die zweite integrierte Radarschaltung 720 einen zweiten Anschluss 722-1.
Ein partiell reflektierendes Element 730 ist zwischen die erste integrierte Radarschaltung 710 und die zweite integrierte Radarschaltung 720 gekoppelt. Das partiell reflektierende Element 730 ist über einen ersten Leitungsabschnitt 740 mit dem ersten Anschluss 712 und über einen zweiten Leitungsabschnitt 750 mit dem zweiten Anschluss 722-1 gekoppelt. Entsprechend empfängt das partiell reflektierende Element 730 über den ersten Leitungsabschnitt 740 das am ersten Anschluss 712 anliegende Oszillationssignal.
Das partiell reflektierende Element 730 ist eingerichtet, einen ersten Anteil des Oszillationssignals als ein reflektiertes Signal über den ersten Leitungsabschnitt 740 zu ersten Anschluss 712 zurück zu reflektieren und einen zweiten Anteil des Oszillationssignals als ein Vorwärtssignal über den zweiten Leitungsabschnitt 750 zu dem zweiten Anschluss 722 weiterzuleiten. Mit anderen Worten: Ein Teil des Oszillationssignals wird durch das partiell reflektierende Element 730 zu der ersten integrierten Radarschaltung 710 zurückreflektiert, während ein anderer Teil das partiell reflektierende Element 730 passiert und über den zweiten Leitungsabschnitt 750 die zweite integrierte Radarschaltung 720 erreicht.
Obwohl der erste Leitungsabschnitt 740 in 7 durch zwei Linien dargestellt ist, ist der erste Leitungsabschnitt 740 eine einzelne Signalleitung. Die Darstellung des ersten Leitungsabschnitts 740 durch zwei Linien wurde gewählt, um zu verdeutlichen, dass zwischen dem ersten Anschluss 712-1 und dem partiell reflektierenden Element 730 sowohl eine Vorwärtskomponente (nämlich das Oszillationssignal) als auch eine Rückwärtskomponente (nämlich der zurückreflektierte Anteil des Oszillationssignals) über den ersten Leitungsabschnitt 740 gleichzeitig übertragen werden.
Über ein zweites Tor des Richtkopplers 115 wird das reflektierte Signal an einen Signalknoten 716 der ersten integrierten Radarschaltung 710 ausgegeben. Mittels des Richtkopplers 115 erfolgt somit eine Auskopplung des reflektierten Signals aus der Gesamtheit aller an dem ersten Anschluss 112 anliegenden Signale.
Die übrigen ersten Sendepfade 711-2 und 711-3 sind ebenfalls mit dem Signalknoten 716 gekoppelt und erhalten darüber das reflektierte Signal. Somit können die ersten Sendepfade 711-2 und 711-3 zeitlich korreliert zu dem reflektierten Signal Radarsendesignale erzeugen und über Anschlüsse 712-2 bzw. 712-3 an Sendeantennen zur Abstrahlung in die Umgebung ausgeben. Auch sind die ersten Empfangspfade 714-1, 714-2, 714-3 und 714-4 mit dem Signalknoten 716 gekoppelt und erhalten so das reflektierte Signal. Somit können die ersten Empfangspfade 714-1, 714-2, 711-3 und 714-4 über Anschlüsse 717-1, 717-2, 717-3 und 717-4 von Empfangsantennen empfangene Radarempfangssignale unter Verwendung des reflektierten Signals heruntermischen bzw. die Radarempfangssignale zeitlich korreliert zu dem reflektierten Signal heruntermischen.
Die zweiten Sendepfade 721-1 und 721-2 der zweiten integrierten Radarschaltung 720 sind mit dem zweiten Anschluss 722-1 gekoppelt und erhalten so das Vorwärtssignal. Somit können die zweiten Sendepfade 721-1 und 721-2 zeitlich korreliert zu dem Vorwärtssignal Radarsendesignale erzeugen und über Anschlüsse 722-2 bzw. 722-3 an Sendeantenne zur Abstrahlung in die Umgebung ausgeben. Ferner sind die zweiten Empfangspfade 724-1, 724-2, 724-3 und 724-4 mit dem zweiten Anschluss 722-1 gekoppelt und erhalten darüber das Vorwärtssignal. Somit können die zweiten Empfangspfade 724-1, 724-2, 724-3 und 724-4 über Anschlüsse 723-1, 723-2, 723-3 und 723-4 von Empfangsantennen empfangene Radarempfangssignale unter Verwendung des Vorwärtssignals heruntermischen bzw. die Radarempfangssignale zeitlich korreliert zu dem Vorwärtssignals heruntermischen.
Wie bereits oben in Zusammenhang mit 1 ausgeführt, kann das reflektierte Signal (im Wesentlichen) identisch zum Vorwärtssignal sein, so dass die erste integrierte Radarschaltung 710 effektiv das gleiche Signal wie die zweite integrierte Radarschaltung 720 empfängt. Die beiden integrierte Radarschaltungen 710 und 720 können somit im Hochfrequenzbereich auf (im Wesentlichen) das gleiche Signal synchronisiert werden bzw. phasensynchronisiert werden. Im Gegensatz zu bestehenden Konzepten für die Selbstversorgung mit Lokaloszillationssignalen reicht für die vorgeschlagene Synchronisierungsarchitektur ein einziger Anschluss an der integrierten Radarschaltungen 710 aus.
Neben dem Oszillationssignal für die Phasensynchronisierung im Hochfrequenzbereich können die beiden integrierten Radarschaltungen 710 und 720 auch eines oder mehrere weitere Signale zur Synchronisierung austauschen. Beispielsweise kann die erste integrierte Radarschaltung 710 über weitere Anschlüsse 712-5 und 712-6 einen Systemtakt (engl. system clock) ausgeben, welche von der zweiten integrierten Radarschaltung 720 über mit den Anschlüssen 712-5 und 712-6 gekoppelte Anschlüsse 722-5 und 722-6 empfangen werden. Entsprechend können beide integrierten Radarschaltungen 710 und 720 mit demselben Systemtakt arbeiten. Ebenso kann die erste integrierte Radarschaltung 710 über einen weiteren Anschluss 712-4 ein Triggersignal für das Hochrampen der Radarsendesignale im Frequenzbereich ausgeben, welches über einen mit dem Anschluss 712-4 gekoppelten Anschluss 722-4 der zweiten integrierten Radarschaltung 720 empfangen wird. Entsprechend kann das Hochrampen der Radarsendesignale in beiden integrierten Radarschaltungen 710 und 720 synchron erfolgen.
Die beiden integrierten Radarschaltungen 710 und 720 können zudem weitere Anschlüsse aufweisen, wie etwa eine (Hochgeschwindigkeits-)Schnittstelle 719-1 bzw. 729-1 zur Ausgabe der heruntergemischten Radarempfangssignale oder serielle Buse (z.B. ein Serial Peripheral Interface) zum Austausch sonstiger Daten.
Ebenso können die integrierten Radarschaltungen 710 und 720 in einigen Ausführungsbeispielen auch alleine betrieben werden. Beispielsweise kann die erste integrierte Radarschaltung 710 alleine (d.h. ohne die integrierte Radarschaltung 720) verwendet werden. In diesem Betriebsmodus ist eine Synchronisierung der ersten integrierten Radarschaltung 710 mit der zweiten integrierten Radarschaltung nicht nötig. Entsprechend kann der erste Sendepfad 711-1 auch zur Erzeugung eines Radarsendesignals in diesem Betriebsmodus verwendet werden.
Beispielsweise kann die erste integrierte Radarschaltung 720 ferner einen Schalter (nicht gezeigt) umfassen, der eingerichtet ist, den Lokaloszillator 713 in dem weiteren Betriebsmodus mit dem Signalknoten 716 zu koppeln, so dass nunmehr sämtlich erste Sendepfade 711-1, 711-2 und 711-3 das Lokaloszillatorsignal 714 empfangen. Entsprechend kann der erste Sendepfade 711-1 in dem weiteren Betriebsmodus eingerichtet sein, ein Radarsendesignal basierend auf dem Lokaloszillatorsignal 714 zu erzeugen und an den ersten Anschluss 712-1 auszugeben. Der erste Anschluss 712-1 ist in dem weiteren Betriebsmodus mit einer Sendeantenne anstatt des partiell reflektierenden Elements 730 gekoppelt. Die anderen Sendepfade 711-2 und 711-3 sind in dem weiteren Betriebsmodus eingerichtet, die Radarsendesignale basierend auf dem Lokaloszillatorsignal 714 zu erzeugen. Entsprechend können bei einem Einzelbetrieb der ersten integrierten Radarschaltung 710 sämtliche Sendepfade für die Erzeugung von Radarsendesignalen genutzt werden.
Die integrierten Radarschaltungen 710, 720 können gemäß einigen Ausführungsbeispielen identisch aufgebaut sein (z.B. identische MMICs sein) und sich lediglich hinsichtlich des verwendeten Betriebsmodus (Master bzw. Slave) unterscheiden. Beispielsweise kann auch die zweite integrierte Radarschaltung 720 einen Lokaloszillator und/oder einen weiteren Sendepfad aufweisen, der (die) über einen Richtkoppler mit dem zweiten Anschluss 722-1 gekoppelt ist (sind), so dass analog zu den obigen Ausführungen für die erste integrierte Radarschaltung 710 der zweite Anschluss 722-1 sowohl für den Empfang des Vorwärtssignals im kaskadierten Betrieb als auch für die Ausgabe eines Radarsendesignals im Einzelbetrieb der zweiten integrierte Radarschaltung 720 verwendet werden kann.
Um die oben beschriebenen Aspekte zur Synchronisierung von integrierten Radarschaltungen nochmals zusammenzufassen, ist in 8 noch ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 800 für ein Radarsystem gezeigt. Das Radarsystem umfasst eine erste integrierte Radarschaltung, die zumindest mehrere erste Sendepfade, einen Lokaloszillator sowie einen ersten Anschluss umfasst, und eine zweite integrierte Radarschaltung, die zumindest einen zweiten Sendepfad und einen zweiten Anschluss umfasst.
Das Verfahren 800 umfasst ein Ausgeben 802 eines auf einem Lokaloszillatorsignal des Lokaloszillators basierenden Oszillationssignals über den ersten Anschluss an ein partiell reflektierendes Element, das über einen ersten Leitungsabschnitt mit dem ersten Anschluss und über einen zweiten Leitungsabschnitt mit dem zweiten Anschluss gekoppelt ist. Ferner umfasst das Verfahren 800 ein Zurückreflektieren 804 eines ersten Anteils des Oszillationssignals als ein reflektiertes Signal über den ersten Leitungsabschnitt zu dem ersten Anschluss durch das partiell reflektierende Element. Weiterhin umfasst das Verfahren 800 ein Weiterleiten 806 eines zweiten Anteils des Oszillationssignals als ein Vorwärtssignal über den zweiten Leitungsabschnitt zu dem zweiten Anschluss durch das partiell reflektierende Element. Das Verfahren 800 umfasst ferner ein Ausgeben 808 des reflektierten Signals über ein zweites Tor eines Richtkopplers der ersten integrierten Radarschaltung an einen Signalknoten der ersten integrierten Radarschaltung. Ein erstes Tor des Richtkopplers ist mit dem ersten Anschluss gekoppelt. Ferner umfasst das Verfahren 800 ein Erzeugen 810 von Radarsendesignalen basierend auf dem reflektierten Signal durch zumindest einen Teil der mit dem Signalknoten gekoppelten ersten Sendepfade.
Weitere Details und Aspekte des Verfahrens sind oben in Zusammenhang mit weiteren Ausführungsbeispielen (z.B. 1 bis 7) beschrieben. Das Verfahren kann eines oder mehrere optionale Merkmale gemäß den weiteren Ausführungsbeispielen umfassen.
Die hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele können wie folgt zusammengefasst werden:

Einige Ausführungsbeispiele betreffen ein Radarsystem. Das Radarsystem umfasst eine erste integrierte Radarschaltung mit mehreren ersten Sendepfaden sowie einem Lokaloszillator, der eingerichtet ist, ein Lokaloszillatorsignal zu erzeugen. Die erste integrierte Radarschaltung weist zudem einen ersten Anschluss auf, der eingerichtet ist, ein auf dem Lokaloszillatorsignal basierendes Oszillationssignal auszugeben. Das Radarsystem umfasst ferner eine zweite integrierte Radarschaltung mit zumindest einem zweiten Sendepfad und einem zweiten Anschluss. Weiterhin umfasst das Radarsystem ein partiell reflektierendes Element, das über einen ersten Leitungsabschnitt mit dem ersten Anschluss und über einen zweiten Leitungsabschnitt mit dem zweiten Anschluss gekoppelt ist. Das partiell reflektierende Element ist eingerichtet, einen ersten Anteil des Oszillationssignals als ein reflektiertes Signal über den ersten Leitungsabschnitt zu ersten Anschluss zurück zu reflektieren und einen zweiten Anteil des Oszillationssignals als ein Vorwärtssignal über den zweiten Leitungsabschnitt zu dem zweiten Anschluss weiterzuleiten. Die erste integrierte Radarschaltung umfasst ferner einen Richtkoppler, der über ein erstes Tor mit dem ersten Anschluss gekoppelt und eingerichtet ist, das reflektierte Signal über ein zweites Tor an einen Signalknoten der ersten integrierten Radarschaltung auszugeben. Die ersten Sendepfade sind mit dem Signalknoten gekoppelt und zumindest ein Teil der ersten Sendepfade ist eingerichtet, basierend auf dem reflektierten Signal Radarsendesignale zu erzeugen.

Gemäß einigen Ausführungsbeispielen ist der Teil der ersten Sendepfade eingerichtet, die Radarsendesignale zeitlich korreliert zu dem reflektierten Signal zu erzeugen, wobei der zumindest eine zweite Sendepfad mit dem zweiten Anschluss gekoppelt und eingerichtet ist, ein Radarsendesignal zeitlich korreliert zu dem Vorwärtssignal zu erzeugen.
In einigen Ausführungsbeispielen umfasst die erste integrierte Radarschaltung weiterhin zumindest einen ersten Empfangspfad, der mit dem Signalknoten gekoppelt und eingerichtet ist, ein Radarempfangssignal unter Verwendung des reflektierten Signals herunterzumischen.
Gemäß einigen Ausführungsbeispielen umfasst die zweite integrierte Radarschaltung weiterhin zumindest einen zweiten Empfangspfad, der mit dem zweiten Anschluss gekoppelt und eingerichtet ist, ein Radarempfangssignal unter Verwendung des Vorwärtssignals herunterzumischen.
In einigen Ausführungsbeispielen ist das partiell reflektierende Element eingerichtet, das reflektierte Signal und das Vorwärtssignal mit einer konstanten Phasenlage relativ zueinander zu erzeugen.
Gemäß einigen Ausführungsbeispielen ist das partiell reflektierende Element eingerichtet, das reflektierte Signal und das Vorwärtssignal phasengleich zu erzeugen.
In einigen Ausführungsbeispielen sind die Längen des ersten Leitungsabschnitts und des zweiten Leitungsabschnitts so gewählt, dass eine Phase des reflektierten Signals bei Empfang am ersten Anschluss gleich einer Phase des Vorwärtssignals bei Empfang am zweiten Anschluss ist.
Beispielsweise weisen der erste Leitungsabschnitt und der zweite Leitungsabschnitt gemäß einigen Ausführungsbeispielen die gleiche Länge auf.
In einigen Ausführungsbeispielen weichen jeweilige Signalstärken des reflektierten Signals und des Vorwärtssignals weniger als 50% voneinander ab.
Beispielsweise sind jeweilige Signalstärken des reflektierten Signals und des Vorwärtssignals gemäß einigen Ausführungsbeispielen gleich.
In einigen Ausführungsbeispielen umfasst das partiell reflektierende Element ausschließlich passive Bauelemente.
Gemäß einigen Ausführungsbeispielen ist der Richtkoppler ein Ringkoppler, wobei eine vorspannbare PIN-Diode zwischen dem zweiten Tor des Ringkopplers und dem Ringleiter des Ringkopplers angeordnet ist.
In einigen Ausführungsbeispielen ist einer der ersten Sendepfade über den Richtkoppler an den ersten Anschluss gekoppelt und eingerichtet, das Oszillationssignal basierend auf dem Lokaloszillatorsignal an den ersten Anschluss anzulegen.
Gemäß einigen Ausführungsbeispielen ist der Richtkoppler eingerichtet, das Oszillationssignal über ein drittes Tor von dem Lokaloszillator zu empfangen und über das erste Tor an die erste Leitung auszugeben.
In einigen Ausführungsbeispielen umfasst das Radarsystem ferner eine dritte integrierte Radarschaltung mit zumindest einem dritten Sendepfad und einem dritten Anschluss, wobei das partiell reflektierende Element über einen dritten Leitungsabschnitt mit dem dritten Anschluss gekoppelt ist. Das partiell reflektierende Element ist weiterhin eingerichtet, einen dritten Anteil des Oszillationssignals als ein weiteres Vorwärtssignal über den dritten Leitungsabschnitt zu dem dritten Anschluss weiterzuleiten. Der zumindest eine dritte Sendepfad ist mit dem dritten Anschluss gekoppelt und eingerichtet, ein Radarsendesignal zeitlich korreliert zu dem weiteren Vorwärtssignal zu erzeugen.
Gemäß einigen Ausführungsbeispielen ist das partiell reflektierende Element eingerichtet, das reflektierte Signal, das Vorwärtssignal und das weitere Vorwärtssignal mit einer konstanten Phasenlage relativ zueinander zu erzeugen.
Beispielsweise ist das partiell reflektierende Element in einigen Ausführungsbeispielen eingerichtet, das reflektierte Signal, das Vorwärtssignal und das weitere Vorwärtssignal phasengleich zu erzeugen.
In einigen Ausführungsbeispielen umfasst die dritte integrierte Radarschaltung weiterhin zumindest einen dritten Empfangspfad, der mit dem dritten Anschluss gekoppelt und eingerichtet ist, ein Radarempfangssignal unter Verwendung des weiteren Vorwärtssignals herunterzumischen.
Gemäß einigen Ausführungsbeispielen ist der Lokaloszillator der ersten integrierten Radarschaltung in einem weiteren Betriebsmodus inaktiv, wobei die zweite integrierte Radarschaltung einen weiteren Lokaloszillator aufweist, der in dem weiteren Betriebsmodus eingerichtet ist, ein weiteres Lokaloszillatorsignal zu erzeugen. Der zweite Anschluss ist in dem weiteren Betriebsmodus eingerichtet, ein auf dem weiteren Lokaloszillatorsignal basierendes weiteres Oszillationssignal auszugeben. Das partiell reflektierende Element ist in dem weiteren Betriebsmodus eingerichtet, einen ersten Anteil des weiteren Oszillationssignals als ein weiteres reflektiertes Signal über den zweiten Leitungsabschnitt zu dem zweiten Anschluss zurück zu reflektieren und einen zweiten Anteil des weiteren Oszillationssignals als ein weiteres Vorwärtssignals über den ersten Leitungsabschnitt zu dem ersten Anschluss weiterzuleiten.
In einigen Ausführungsbeispielen ist der Teil der ersten Sendepfade in dem weiteren Betriebsmodus eingerichtet, die Radarsendesignale zeitlich korreliert zu dem weiteren Vorwärtssignal zu erzeugen, wobei der zumindest eine zweite Sendepfad in dem weiteren Betriebsmodus eingerichtet ist, das Radarsendesignal zeitlich korreliert zu dem weiteren reflektierten Signal zu erzeugen.
Weitere Ausführungsbeispiele betreffen eine integrierte Radarschaltung. Die integrierte Radarschaltung umfasst mehrere Sendepfade sowie einen Lokaloszillator, der eingerichtet ist, ein Lokaloszillatorsignal zu erzeugen. Ferner umfasst die integrierte Radarschaltung einen Anschluss zur Anbindung eines externen Elements über einen Leitungsabschnitt. Der Anschluss ist eingerichtet, ein auf dem Lokaloszillatorsignal basierendes Oszillationssignal an den Leitungsabschnitt auszugeben und einen von dem externen Element reflektierten Anteil des Oszillationssignals als ein reflektiertes Signal über den Leitungsabschnitt zu empfangen. Ferner umfasst die integrierte Radarschaltung einen Richtkoppler, der über ein erstes Tor mit dem Anschluss gekoppelt und eingerichtet ist, das reflektierte Signal über ein zweites Tor an einen Signalknoten der integrierten Radarschaltung auszugeben. Die Sendepfade sind mit dem Signalknoten gekoppelt und zumindest ein Teil der Sendepfade ist eingerichtet, basierend auf dem reflektierten Signal Radarsendesignale zu erzeugen.
Gemäß einigen Ausführungsbeispielen ist einer der Sendepfade über den Richtkoppler an den Anschluss gekoppelt und eingerichtet, das Oszillationssignal basierend auf dem Lokaloszillatorsignal an den Anschluss anzulegen.
In einigen Ausführungsbeispielen umfasst die integrierte Radarschaltung ferner einen Schalter, der eingerichtet ist, den Lokaloszillator in einem weiteren Betriebsmodus mit dem Signalknoten zu koppeln. Der eine der Sendepfade ist in dem weiteren Betriebsmodus eingerichtet, ein Radarsendesignal basierend auf dem Lokaloszillatorsignal zu erzeugen und an den Anschluss auszugeben. Die anderen Sendepfade sind in dem weiteren Betriebsmodus eingerichtet, die Radarsendesignale basierend auf dem Lokaloszillatorsignal zu erzeugen.
Gemäß einigen Ausführungsbeispielen umfasst die integrierte Radarschaltung weiterhin zumindest einen Empfangspfad, der mit dem Signalknoten gekoppelt und eingerichtet ist, ein Radarempfangssignal unter Verwendung des reflektierten Signals herunterzumischen.
Zudem betreffen Ausführungsbeispiele ein Verfahren für ein Radarsystem mit einer ersten integrierte Radarschaltung, die zumindest mehrere erste Sendepfade, einen Lokaloszillator sowie einen ersten Anschluss umfasst, und einer zweiten integrierte Radarschaltung, die zumindest einen zweiten Sendepfad und einen zweiten Anschluss umfasst. Das Verfahren umfasst ein Ausgeben eines auf einem Lokaloszillatorsignal des Lokaloszillators basierenden Oszillationssignals über den ersten Anschluss an ein partiell reflektierendes Element, das über einen ersten Leitungsabschnitt mit dem ersten Anschluss und über einen zweiten Leitungsabschnitt mit dem zweiten Anschluss gekoppelt ist. Ferner umfasst das Verfahren ein Zurückreflektieren eines ersten Anteils des Oszillationssignals als ein reflektiertes Signal über den ersten Leitungsabschnitt zu dem ersten Anschluss durch das partiell reflektierende Element. Weiterhin umfasst das Verfahren ein Weiterleiten eines zweiten Anteils des Oszillationssignals als ein Vorwärtssignal über den zweiten Leitungsabschnitt zu dem zweiten Anschluss durch das partiell reflektierende Element. Das Verfahren umfasst ferner ein Ausgeben des reflektierten Signals über ein zweites Tor eines Richtkopplers der ersten integrierten Radarschaltung an einen Signalknoten der ersten integrierten Radarschaltung. Ein erstes Tor des Richtkopplers ist mit dem ersten Anschluss gekoppelt. Ferner umfasst das Verfahren ein Erzeugen von Radarsendesignalen basierend auf dem reflektierten Signal durch zumindest einen Teil der mit dem Signalknoten gekoppelten ersten Sendepfade.
Das Kaskadieren von mehrere MMICs ermöglicht die Verwendung von mehr Empfangs- bzw. Sendeantennen für die Radarabtastung. Entsprechend kann z.B. eine Verbesserung des Radarbildes hinsichtlich der Azimutwinkelauflösung und/oder der Höhenwinkelauflösung erreicht werden. Ausführungsbeispiele der vorgeschlagenen Synchronisierungsarchitektur können die Verwendung einer maximalen Anzahl an verfügbaren Sendepfaden zur Ankopplung von Antennen anstatt zur Synchronisierung ermöglichen. Dies kann z.B. bei kleineren Systemen mit lediglich zwei oder drei kaskadierten MMICs besonders vorteilhaft sein. Wie bereits oben ausgeführt, ist die Phasenynchronisierung im Hochfrequenzbereich bedeutend für kaskadierte MMICs. Die vorgeschlagene Synchronisierungsarchitektur kann eine Synchronisierung mittels einer Rückkopplung von reflektierten Signalen zum Master-MMIC ermöglichen. Im Gegensatz zu bestehenden Ansätzen, ist ein Anschluss des Master-MMIC für die Synchronisierung ausreichend, so dass zusätzliche Antennen bzw. Sendepfade für die eigentliche Radarabtastung verwendet werden können.
Die Aspekte und Merkmale, die zusammen mit einem oder mehreren der vorher detaillierten Beispiele und Figuren beschrieben sind, können auch mit einem oder mehreren der anderen Beispiele kombiniert werden, um ein gleiches Merkmal des anderen Beispiels zu ersetzen oder um das Merkmal in das andere Beispiel zusätzlich einzuführen.
Durch die Beschreibung und Zeichnungen werden nur die Grundsätze der Offenbarung dargestellt. Weiterhin sollen alle hier aufgeführten Beispiele grundsätzlich ausdrücklich nur illustrativen Zwecken dienen, um den Leser beim Verständnis der Grundsätze der Offenbarung und der durch den (die) Erfinder beigetragenen Konzepte zur Weiterentwicklung der Technik zu unterstützen. Alle hiesigen Aussagen über Grundsätze, Aspekte und Beispiele der Offenbarung sowie konkrete Beispiele derselben umfassen deren Entsprechungen.
Ein Blockdiagramm kann zum Beispiel ein grobes Schaltdiagramm darstellen, das die Grundsätze der Offenbarung implementiert. Auf ähnliche Weise können ein Flussdiagramm, ein Ablaufdiagramm, ein Zustandsübergangsdiagramm, ein Pseudocode und dergleichen verschiedene Prozesse, Operationen oder Schritte repräsentieren, die zum Beispiel im Wesentlichen in computerlesbarem Medium dargestellt und so durch einen Computer oder Prozessor ausgeführt werden, ungeachtet dessen, ob ein solcher Computer oder Prozessor explizit gezeigt ist. In der Beschreibung oder in den Patentansprüchen offenbarte Verfahren können durch ein Bauelement implementiert werden, das ein Mittel zum Ausführen eines jeden der jeweiligen Schritte dieser Verfahren aufweist.
Es versteht sich, dass die Offenbarung mehrerer, in der Beschreibung oder den Ansprüchen offenbarter Schritte, Prozesse, Operationen oder Funktionen nicht als in der bestimmten Reihenfolge befindlich ausgelegt werden soll, sofern dies nicht explizit oder implizit anderweitig, z. B. aus technischen Gründen, angegeben ist. Daher werden diese durch die Offenbarung von mehreren Schritten oder Funktionen nicht auf eine bestimmte Reihenfolge begrenzt, es sei denn, dass diese Schritte oder Funktionen aus technischen Gründen nicht austauschbar sind. Ferner kann bei einigen Beispielen ein einzelner Schritt, Funktion, Prozess oder Operation mehrere Teilschritte, -funktionen, -prozesse oder -operationen einschließen und/oder in dieselben aufgebrochen werden. Solche Teilschritte können eingeschlossen sein und Teil der Offenbarung dieses Einzelschritts sein, sofern sie nicht explizit ausgeschlossen sind.
Weiterhin sind die folgenden Ansprüche hiermit in die detaillierte Beschreibung aufgenommen, wo jeder Anspruch als getrenntes Beispiel für sich stehen kann. Während jeder Anspruch als getrenntes Beispiel für sich stehen kann, ist zu beachten, dass - obwohl ein abhängiger Anspruch sich in den Ansprüchen auf eine bestimmte Kombination mit einem oder mehreren anderen Ansprüchen beziehen kann - andere Beispiele auch eine Kombination des abhängigen Anspruchs mit dem Gegenstand jedes anderen abhängigen oder unabhängigen Anspruchs umfassen können. Solche Kombinationen werden hier explizit vorgeschlagen, sofern nicht angegeben ist, dass eine bestimmte Kombination nicht beabsichtigt ist. Ferner sollen auch Merkmale eines Anspruchs für jeden anderen unabhängigen Anspruch eingeschlossen sein, selbst wenn dieser Anspruch nicht direkt abhängig von dem unabhängigen Anspruch gemacht ist.

Claims

Radarsystem (100), umfassend: eine erste integrierte Radarschaltung (110) mit mehreren ersten Sendepfaden (111) sowie einem Lokaloszillator (113), der eingerichtet ist, ein Lokaloszillatorsignal (114) zu erzeugen, wobei die erste integrierte Radarschaltung (110) zudem einen ersten Anschluss (112) aufweist, der eingerichtet ist, ein auf dem Lokaloszillatorsignal (114) basierendes Oszillationssignal auszugeben; eine zweite integrierte Radarschaltung (120) mit zumindest einem zweiten Sendepfad (121) und einem zweiten Anschluss (122); und ein partiell reflektierendes Element (130), das über einen ersten Leitungsabschnitt (140) mit dem ersten Anschluss (112) und über einen zweiten Leitungsabschnitt (150) mit dem zweiten Anschluss (122) gekoppelt ist, wobei das partiell reflektierende Element (130) eingerichtet ist, einen ersten Anteil des Oszillationssignals als ein reflektiertes Signal über den ersten Leitungsabschnitt (140) zu ersten Anschluss (112) zurück zu reflektieren und einen zweiten Anteil des Oszillationssignals als ein Vorwärtssignal über den zweiten Leitungsabschnitt (150) zu dem zweiten Anschluss (122) weiterzuleiten, wobei die erste integrierte Radarschaltung (110) einen Richtkoppler (115) umfasst, der über ein erstes Tor mit dem ersten Anschluss (112) gekoppelt und eingerichtet ist, das reflektierte Signal über ein zweites Tor an einen Signalknoten (116) der ersten integrierten Radarschaltung (110) auszugeben, wobei die ersten Sendepfade (111) mit dem Signalknoten (116) gekoppelt sind und zumindest ein Teil der ersten Sendepfade (111) eingerichtet ist, basierend auf dem reflektierten Signal Radarsendesignale (117) zu erzeugen.
Radarsystem nach Anspruch 1, wobei der Teil der ersten Sendepfade (111) eingerichtet ist, die Radarsendesignale (117) zeitlich korreliert zu dem reflektierten Signal zu erzeugen, und wobei der zumindest eine zweite Sendepfad (121) mit dem zweiten Anschluss (122) gekoppelt und eingerichtet ist, ein Radarsendesignal (123) zeitlich korreliert zu dem Vorwärtssignal zu erzeugen.
Radarsystem nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die erste integrierte Radarschaltung (110) weiterhin zumindest einen ersten Empfangspfad (118) umfasst, der mit dem Signalknoten (116) gekoppelt und eingerichtet ist, ein Radarempfangssignal (119) unter Verwendung des reflektierten Signals herunterzumischen.
Radarsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die zweite integrierte Radarschaltung (120) weiterhin zumindest einen zweiten Empfangspfad (124) umfasst, der mit dem zweiten Anschluss (122) gekoppelt und eingerichtet ist, ein Radarempfangssignal (125) unter Verwendung des Vorwärtssignals herunterzumischen.
Radarsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das partiell reflektierende Element (130) eingerichtet ist, das reflektierte Signal und das Vorwärtssignal mit einer konstanten Phasenlage relativ zueinander zu erzeugen.
Radarsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das partiell reflektierende Element (130) eingerichtet ist, das reflektierte Signal und das Vorwärtssignal phasengleich zu erzeugen.
Radarsystem nach Anspruch 6, wobei der erste Leitungsabschnitt (140) und der zweite Leitungsabschnitt (150) die gleiche Länge aufweisen, und/oder wobei die Längen des ersten Leitungsabschnitts (140) und des zweiten Leitungsabschnitts (150) so gewählt sind, dass eine Phase des reflektierten Signals bei Empfang am ersten Anschluss (112) gleich einer Phase des Vorwärtssignals bei Empfang am zweiten Anschluss (122) ist.
Radarsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei jeweilige Signalstärken des reflektierten Signals und des Vorwärtssignals weniger als 50% voneinander abweichen, und/oder wobei jeweilige Signalstärken des reflektierten Signals und des Vorwärtssignals gleich sind.
Radarsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das partiell reflektierende Element (130) ausschließlich passive Bauelemente umfasst.
Radarsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Richtkoppler (115) ein Ringkoppler (500) ist, und wobei eine vorspannbare PIN-Diode (520) zwischen dem zweiten Tor des Ringkopplers und dem Ringleiter (510) des Ringkopplers angeordnet ist.
Radarsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei einer der ersten Sendepfade (111) über den Richtkoppler (115) an den ersten Anschluss (112) gekoppelt und eingerichtet ist, das Oszillationssignal basierend auf dem Lokaloszillatorsignal (114) an den ersten Anschluss (112) anzulegen.
Radarsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, ferner umfassend eine dritte integrierte Radarschaltung (270) mit zumindest einem dritten Sendepfad (271) und einem dritten Anschluss (272), wobei das partiell reflektierende Element (230) über einen dritten Leitungsabschnitt (260) mit dem dritten Anschluss (272) gekoppelt ist, wobei das partiell reflektierende Element (230) eingerichtet ist, einen dritten Anteil des Oszillationssignals als ein weiteres Vorwärtssignal über den dritten Leitungsabschnitt (260) zu dem dritten Anschluss (270) weiterzuleiten, und wobei der zumindest eine dritte Sendepfad (271) mit dem dritten Anschluss (272) gekoppelt und eingerichtet ist, ein Radarsendesignal (273) zeitlich korreliert zu dem weiteren Vorwärtssignal zu erzeugen.
Radarsystem nach Anspruch 12, wobei das partiell reflektierende Element (230) eingerichtet ist, das reflektierte Signal, das Vorwärtssignal und das weitere Vorwärtssignal mit einer konstanten Phasenlage relativ zueinander zu erzeugen, und/oder wobei das partiell reflektierende Element (230) eingerichtet ist, das reflektierte Signal, das Vorwärtssignal und das weitere Vorwärtssignal phasengleich zu erzeugen.
Radarsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei in einem weiteren Betriebsmodus der Lokaloszillator (113) der ersten integrierten Radarschaltung (110) inaktiv ist, wobei die zweite integrierte Radarschaltung (120) einen weiteren Lokaloszillator (126) aufweist, der in dem weiteren Betriebsmodus eingerichtet ist, ein weiteres Lokaloszillatorsignal (127) zu erzeugen, wobei der zweite Anschluss (122) in dem weiteren Betriebsmodus eingerichtet ist, ein auf dem weiteren Lokaloszillatorsignal (127) basierendes weiteres Oszillationssignal auszugeben, wobei das partiell reflektierende Element (130) in dem weiteren Betriebsmodus eingerichtet ist, einen ersten Anteil des weiteren Oszillationssignals als ein weiteres reflektiertes Signal über den zweiten Leitungsabschnitt (150) zu dem zweiten Anschluss (122) zurück zu reflektieren und einen zweiten Anteil des weiteren Oszillationssignals als ein weiteres Vorwärtssignals über den ersten Leitungsabschnitt (140) zu dem ersten Anschluss (112) weiterzuleiten.
Radarsystem nach Anspruch 14, wobei der Teil der ersten Sendepfade (111) in dem weiteren Betriebsmodus eingerichtet, die Radarsendesignale (117) zeitlich korreliert zu dem weiteren Vorwärtssignal zu erzeugen, und wobei der zumindest eine zweite Sendepfad (121) in dem weiteren Betriebsmodus eingerichtet ist, das Radarsendesignal (123) zeitlich korreliert zu dem weiteren reflektierten Signal zu erzeugen.
Integrierte Radarschaltung (110), umfassend: mehrere Sendepfade (111); einen Lokaloszillator (113), der eingerichtet ist, ein Lokaloszillatorsignal (114) zu erzeugen; einen Anschluss (112) zur Anbindung eines externen Elements (130) über einen Leitungsabschnitt (140), wobei der Anschluss (112) eingerichtet ist, ein auf dem Lokaloszillatorsignal (114) basierendes Oszillationssignal an den Leitungsabschnitt (140) auszugeben und einen von dem externen Element (130) reflektierten Anteil des Oszillationssignals als ein reflektiertes Signal über den Leitungsabschnitt (140) zu empfangen; und einen Richtkoppler (115), der über ein erstes Tor mit dem Anschluss (112) gekoppelt und eingerichtet ist, das reflektierte Signal über ein zweites Tor an einen Signalknoten (116) der integrierten Radarschaltung (110) auszugeben, wobei die Sendepfade (111) mit dem Signalknoten (116) gekoppelt sind und zumindest ein Teil der Sendepfade (111) eingerichtet ist, basierend auf dem reflektierten Signal Radarsendesignale (117) zu erzeugen.
Integrierte Radarschaltung nach Anspruch 16, wobei einer der Sendepfade (111) über den Richtkoppler (115) an den Anschluss gekoppelt und eingerichtet ist, das Oszillationssignal basierend auf dem Lokaloszillatorsignal (114) an den Anschluss anzulegen.
Integrierte Radarschaltung nach Anspruch 17, ferner umfassend einen Schalter, der eingerichtet ist, den Lokaloszillator (113) in einem weiteren Betriebsmodus mit dem Signalknoten (116) zu koppeln, wobei der eine der Sendepfade (111) in dem weiteren Betriebsmodus eingerichtet ist, ein Radarsendesignal basierend auf dem Lokaloszillatorsignal (114) zu erzeugen und an den Anschluss auszugeben, und wobei die anderen Sendepfade (111) in dem weiteren Betriebsmodus eingerichtet sind, die Radarsendesignale (117) basierend auf dem Lokaloszillatorsignal (114) zu erzeugen.
Integrierte Radarschaltung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, ferner umfassend zumindest einen Empfangspfad (118), der mit dem Signalknoten (116) gekoppelt und eingerichtet ist, ein Radarempfangssignal (119) unter Verwendung des reflektierten Signals herunterzumischen.
Verfahren (800) für ein Radarsystem mit einer ersten integrierte Radarschaltung, die zumindest mehrere erste Sendepfade, einen Lokaloszillator sowie einen ersten Anschluss umfasst, und einer zweiten integrierte Radarschaltung, die zumindest einen zweiten Sendepfad und einen zweiten Anschluss umfasst, das Verfahren umfassend: Ausgeben (802) eines auf einem Lokaloszillatorsignal des Lokaloszillators basierenden Oszillationssignals über den ersten Anschluss an ein partiell reflektierendes Element, das über einen ersten Leitungsabschnitt mit dem ersten Anschluss und über einen zweiten Leitungsabschnitt mit dem zweiten Anschluss gekoppelt ist; Zurückreflektieren (804) eines ersten Anteils des Oszillationssignals als ein reflektiertes Signal über den ersten Leitungsabschnitt zu dem ersten Anschluss durch das partiell reflektierende Element; Weiterleiten (806) eines zweiten Anteils des Oszillationssignals als ein Vorwärtssignal über den zweiten Leitungsabschnitt zu dem zweiten Anschluss durch das partiell reflektierende Element; Ausgeben (808) des reflektierten Signals über ein zweites Tor eines Richtkopplers der ersten integrierten Radarschaltung an einen Signalknoten der ersten integrierten Radarschaltung, wobei ein erstes Tor des Richtkopplers mit dem ersten Anschluss gekoppelt ist; und Erzeugen (810) von Radarsendesignalen basierend auf dem reflektierten Signal durch zumindest einen Teil der mit dem Signalknoten gekoppelten ersten Sendepfade.