DE102018204377A1 - Radarsensorkopf für ein Radarsystem - Google Patents

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Michael Schoor
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Abstract

Radarsensorkopf (100) für ein Radarsystem, aufweisend:- mindestens eine Sendeantenne (10) zum Erzeugen und mindestens eine Empfangsantenne (20) zum Empfangen von Radarwellen;- eine Vorverarbeitungseinheit (50) zum definierten Vorverarbeiten von Empfangsdaten;- eine Schnittstelle (80) zum Anschließen des Radarsensorkopfs (100) an eine Datenleitung (110); und- eine Kalibrierdateneinrichtung (50, 70) zur zumindest teilweisen Kalibrierung der Sendeantenne (10) und/oder der Empfangsantenne (20), wobei mittels der Kalibrierdateneinrichtung (50, 70) Kalibrierdaten für die Sendeantenne (10) und die Empfangsantenne (20) hinterlegbar sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Radarsensorkopf für ein Radarsystem. Die Erfindung betrifft ferner ein Radarsystem. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen eines Radarsensorkopfs für ein Radarsystem.
  • Stand der Technik
  • Bei Fahrzeuge mit einem hohem Level an Fahrerassistenzfunktionen oder automatisierten Fahrfunktion werden immer mehr Radarsensoren verbaut. Durch eine höhere Anzahl an Radarsensoren wird eine höhere Leistungsfähigkeit der automatisierten oder teilautomatisierten Fall Funktionen gegenüber einzelnen Radarsensoren angestrebt. Bisherige Lösungen in diesem Bereich bestehen aus Radarsensoren, welche sensorintern umfangreiche Datenverarbeitung der empfangenen Radarwellen durchführen. Somit können die Radarsensoren Daten auf Objekt- oder Ortungsebene für eine weitere Auswertung durch das Fahrzeug liefern. Hierdurch kann die an das Fahrzeug übertragene Datenmenge reduziert werden, jedoch müssen die jeweiligen Radarsensoren eine höhere Rechenleistung und einen größeren Speicher aufweisen.
  • Nachteilig ist hierbei, dass die Rechenleistung und die Speichergröße verhältnismäßig ungünstig in Bezug auf gesteigerte Leistungsfähigkeit skalierbar sind. Dies resultiert insbesondere daraus, dass ausgehend von einer definierten Anforderung an die Leistungsfähigkeit die Mikrocontroller-Technologie für die notwendigen Verarbeitungsschritte der empfangenen Radarwellen nicht mehr ausreicht. Daher müssen zum Steigern der Leistungsfähigkeit die notwendigen Berechnungen und Analysen sensorintern im Rahmen von Mikroprozessor-technologien durchgeführt werden. Dies kann sich nachteilig auf einen Preis, eine Größe und auf Verlustleistungen eines Radarsensors auswirken.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann darin gesehen werden, einen Radarsensorkopf für ein Radarsystem vorzuschlagen, welches preiswert und flexibel im Hinblick auf die Anzahl der verwendeten Elemente skalierbar ist.
  • Diese Aufgabe wird mittels des jeweiligen Gegenstands der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von jeweils abhängigen Unteransprüchen.
  • Gemäß einem ersten Aspekt wird die Aufgabe gelöst mit einem Radarsensorkopf für ein Radarsystem, aufweisend:
    • - mindestens eine Sendeantenne zum Erzeugen und mindestens eine Empfangsantenne zum Empfangen von Radarwellen;
    • - eine Vorverarbeitungseinheit zum definierten Vorverarbeiten von Empfangsdaten;
    • - eine Schnittstelle zum Anschließen des Radarsensorkopfs an eine Datenleitung; und
    • - eine Kalibrierdateneinrichtung zur zumindest teilweisen Kalibrierung der Sendeantenne und/oder der Empfangsantenne, wobei mittels der Kalibrierdateneinrichtung Kalibrierdaten für die Sendeantenne und die Empfangsantenne hinterlegbar sind.
  • Auf diese Weise wird vorteilhaft eine Partitionierung des Gesamtsystems durch Bereitstellung eines Radarsensorkopfs ermöglicht. Vorteilhaft kann in den Radarsensorkopf mit geringem Aufwand eine Kalibrierdateneinrichtung implementiert werden, mittels der mindestens eine Teilkalibrierung des Radarsensorkopfs vorgenommen werden kann. Auf diese Weise ist es z.B. möglich, einen Austausch des Radarsensorkopfs bei einem Werkstattaufenthalt effizient durchzuführen.
  • Heutige Radarsensoren werden häufig als Fast-Chirp-Radar ausgelegt. Das bedeutet, dass viele schnelle FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave)-Rampen in einen Abtastbereich gesendet werden, was auch als eine sogenannte Chirp Sequenz oder als ein Rapid Chirp Verfahren bezeichnet wird. Nach der Mischung der empfangenen Radarsignale werden die Basisbandsignale gefiltert, digitalisiert und allgemein einer 2D-Fouriertransformation zugeführt. Da eine anschließende Doppler-FFT (Fast-Fourier-Transformation) erst stattfinden kann, wenn die Daten bzw. Messsignale aller Rampen bzw. Frequenzen verarbeitet wurden, ist ein großer Speicher zum Puffern der empfangenen Radarsignale notwendig. Darüber hinaus besteht aufgrund der hohen Latenzanforderung ein Bedarf an einer hohen Rechenleistung, weswegen üblicherweise Hardwarebeschleuniger eingesetzt werden.
  • Unter dem Aspekt, dass mehrere Radarsensoren in einem Fahrzeug eingesetzt werden ist es vorteilhaft die benötigte Rechenleistung in mindestens einem zentralen Steuergerät zu konzentrieren. Die jeweiligen Radarsensoren können somit als kompakte und preiswerte Radarsensorköpfe ohne signifikante Verlustleistungen gestaltet sein. Dadurch kann insgesamt ein besseres Preis-Leistungs-Verhältnis erzielt und eine höhere Leistungsfähigkeit des Radarsystems realisiert werden.
  • Ein vorgeschlagener Radarsensorkopf weist Komponenten zum Erzeugen und Senden von Radarwellen sowie Komponenten zum Empfangen und Verarbeiten von empfangenen Radarwellen auf. Die Verarbeitung der empfangenen Radarwellen beschränkt sich hierbei auf ein möglichst geringes Maß bzw. findet mit einem möglichst geringen Aufwand statt. Insbesondere können die Messdaten der empfangenen Radarwellen durch den Analog-Digital-Wandler digitalisiert und anschließend mit einer hohen Bandbreite an das mindestens eine zentrale Steuergerät übertragen werden. Die Weiterverarbeitung der digitalisierten Messdaten von dem mindestens einen Radarsensorkopf kann anschließend in wenigstens einer zentralen Steuervorrichtung erfolgen.
  • Hierdurch können die Kosten für die jeweiligen Radarsensorköpfe reduziert werden, da weniger Rechenleistung in den Radarsensorköpfen notwendig ist. Darüber hinaus kann eine geringere Verlustleistung in den jeweiligen Radarsensorköpfen aufgrund der geringeren Anzahl an Verarbeitungsschritten anfallen. Zwar steigt der Rechenaufwand in der mindestens einen zentralen Steuervorrichtung, jedoch kann hierbei die Rechenleistung im Vergleich zu den anfallenden Kosten leichter bzw. mit einem geringeren Aufwands skaliert werden. Bei einer Gesamtbetrachtung des Radarsystems kann das erfindungsgemäße Radarsystem preiswert und flexibel gegenüber bisherigen Lösungen erweitert und skaliert werden. Des Weiteren können durch die höhere Rechenleistung der mindestens einen zentralen Steuervorrichtung komplexere und leistungsfähigere Algorithmen zum Verarbeiten der empfangenen Radarwellen eingesetzt werden.
  • Mit zunehmender Hochintegration ist es zusätzlich möglich, in einen Hochfrequenzbaustein wie beispielsweise einen so genannten Monolithic Microwave Integrated Circuit (MMIC) eine erste Verarbeitungsstufe zu integrieren. Dies kann vorzugsweise eine Analyseeinheit zum Durchführen einer Fourier-Analyse sein. Beispielsweise kann die Analyseeinheit eine Range FFT der digitalisierten Messdaten durchführen. Abhängig von den verwendeten Modulationsverfahren können auch andere Fourier-Transformationen verwendet werden. Diese erste Verarbeitungsstufe ist in der Regel preiswert in die bestehenden Komponenten eines Radarsensorkopfes integrierbar, da die benötigte Fläche im Hochfrequenzbaustein sehr gering ist und ein geringer Speicherbedarf besteht. Somit kann bei der Herstellung des entsprechenden Hochfrequenzbausteins die verwendete Siliziumfläche üblicherweise gleich bleiben.
  • Eine bevorzugte Ausführung vom des Radarsensorkopfs zeichnet sich dadurch aus, dass mittels der Kalibrierdateneinrichtung eine Vollkalibrierung durchführbar ist. Dadurch ist es vorteilhaft möglich, die Kalibrierung vollständig vom Radarsensorkopf ohne Verwendung eines Zentralsteuergeräts durchführen zu lassen.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführung des Radarsensorkopfs ist dadurch gekennzeichnet, dass beim Kalibriervorgang auf definierte Kanäle der Sendeantenne und/oder der Empfangsantenne eine Kalibriermatrix anwendbar ist. Die Anwendung der Kalibriermatrix entspricht dabei einer Matrix-Vektor-Multiplikation, wobei ein Vektor diesem Fall eine definierte Anzahl von Empfangskanälen repräsentiert.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Radarsensorkopfs zeichnet sich dadurch aus, dass beim Kalibriervorgang eine Frequenzkorrektur durchführbar ist. Auf diese Weise kann eine spezifische Art der Kalibrierung durchgeführt werden, die z.B. sinnvoll ist, wenn Filtercharakteristiken korrigiert werden müssen.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Radarsensorkopfs ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kalibrierdaten wenigstens eines aus Folgendem sind: typisches Rauschniveau, Antenneneigenschaften, Amplituden/Phasenabweichungen, Position der Antennenelemente, Temperatureigenschaften, Temperaturgänge. Auf diese Weise können im Betrieb des Radarsensorkopfs vorteilhaft unterschiedliche Eigenschaften der Antennen kompensiert bzw. angepasst werden.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Radarsensorkopfs sieht vor, dass mittels der Vorverarbeitungseinheit eine Fourier-Transformation ausführbar ist. Dabei wird eine Vorverarbeitung der Empfangsdaten vorgenommen, wodurch eine Datenrate an eine nachgeschaltete zentrale Steuervorrichtung vorteilhaft bedeutsam verringert ist.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Radarsensorkopfs ist dadurch gekennzeichnet, dass die von der mindestens einen Empfangsantenne empfangenen Radarwellen durch einen Analog-Digital-Wandler in digitale Messdaten wandelbar und mit mindestens einer Zeitinformation markierbar sind. Auf diese Weise können Empfangssequenzen zeitlich genau zugeordnet werden, was eine genaue Verarbeitung der Messdaten unterstützt.
  • Im Folgenden werden anhand von stark vereinfachten schematischen Darstellungen bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.
  • Dabei zeigt:
    • 1 eine schematische Darstellung eines vorgeschlagenen Radarsensorkopfs;
    • 2 eine schematische Darstellung eines Radarsystems mit einer Ausführungsform eines vorgeschlagenen Radarsensorkopfs; und
    • 3 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Herstellen eines Radarsensorkopfs.
  • In den Figuren weisen dieselben konstruktiven Elemente jeweils dieselben Bezugsziffern auf.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines vorgeschlagenen Radarsensorkopfs 100. Der Radarsensorkopf 100 weist wenigstens eine Sendeantenne 10 auf, die über eine zugeordnete Antennensteuerung 11 betreibbar ist. Die Antennensteuerung 11 ist unter anderem mit mindestens einem Oszillator bzw. Synthesizer 30 zum Erzeugen einer Trägerfrequenz der Radarwellen gekoppelt.
  • Ferner ist mindestens eine Empfangsantenne 20 mit einer zugeordneten Antennensteuerung 21 verbunden. Die Antennensteuerung 21 ist funktional mit einer Auswerteeinheit 40 verbunden, wobei empfangene Radarwellen mittels eines in der Auswerteeinheit 40 angeordneten A/D-Wandlers in digitale Messdaten umgewandelt werden und anschließend in einem ersten Verarbeitungsschritt mittels einer Vorverarbeitungseinheit 50 transformiert werden.
  • Die von der Empfangsantenne 20 des Radarsensorkopfes 100 empfangenen Radarwellen sind durch den Analog-Digital-Wandler in digitale Messdaten wandelbar und mit mindestens einer Zeitinformation markierbar. Hierdurch können die empfangenen Radarwellen bzw. Messdaten in ein digitales Format umgewandelt und somit einfacher weiterverarbeitet werden. Vorteilhafterweise können die in ein digitales Format umgewandelten Messdaten mit einem Zeitstempel versehen werden. Es kann beispielsweise jedes aufgezeichnete Spektrum einen eigenen Zeitstempel erhalten.
  • Mittels der Vorverarbeitungseinheit 50 sind eine Fourier-Transformation und/oder eine Kalibrierung ausführbar. Somit werden die Abtastwerte bzw. empfangenen Radarwellen nach dem Digitalisieren nicht direkt übertragen, sondern einem ersten Verarbeitungsprozess unterzogen. Die schnelle Fourier-Transformation ist vorzugsweise eine Range-FFT, welche an den jeweiligen Verwendungszweck angepasst sein kann, wobei die Range-FFT eine erste Dimension der FFT repräsentiert, bei der der Doppler-Effekt eine untergeordnete Rolle spielt und resultierende Frequenz-Bins fast ausschließlich entfernungsabhängig sind. Da diese Transformation verhältnismäßig wenig Speicher benötigt, kann die Analyseeinheit 50 beispielsweise in RFCMOS-Technologie hergestellt und in einen MMIC, wie einen Hochfrequenzbaustein des Radarsensorkopfes 100 integriert werden. Da aufgrund des Anti-Aliasing-Filters nicht alle Range-Bins benötigt werden, beispielsweise 90% oder 45% der Bins, kann hierbei die resultierende Datenmenge reduziert werden und die FFT gleichzeitig als Puffer zur Reduktion von Spitzendatenraten des Radarsensorkopfes 100 genutzt werden.
  • Man erkennt im Radarsensorkopf 100 ferner eine Kalibrierdateneinheit 70, in der Kalibrierdaten vorgehalten werden. Die Kalibrierdaten können dabei wenigstens eines aus Folgendem sein: typisches Rauschniveau der Antennen, Antenneneigenschaften, Amplituden/Phasenabweichungen der Antennen, Position von Antennenelementen, Temperatureigenschaften bzw. -gänge der Antennen.
  • Durch die Kalibrierdaten können z.B. Antenneneigenschaften, die durch einen technologischen Herstellungsprozess bedingt sind, angepasst bzw. kompensiert werden. Dadurch ist es möglich, wenigstens eine Teilkalibrierung der Sende- und/oder Empfangsantenne des Radarsensorkopfs 100 durchzuführen, wobei alternativ auch eine Vollkalibrierung der genannten Antennen möglich ist. Beispielsweise kann die Kalibrierung gut genug für Verarbeitungsschritte bis zur Detektion sein, jedoch nicht für eine Winkelschätzung. Hier ist die Datenmenge durch die Detektion allerdings vorteilhaft schon reduziert.
  • Die Ermittlung der Kalibrierdaten erfolgt einmalig bei der Herstellung, wobei die Anwendung der Kalibrierdaten während des operativen Betriebs des Radarsensorkopfs 100 erfolgt. Mittels der Kalibrierdaten kann eine Verarbeitung von Signalen bzw. eine geeignete Ansteuerung der Antennen durchgeführt werden, wobei dadurch von der nachgeschalteten zentralen Steuervorrichtung (nicht dargestellt) nicht mehr eine volle Kalibrierung vorgenommen werden muss.
  • Abweichungen des Antennendiagramms von einem idealen Antennendiagramm können durch sogenannte „globale Kalibrierungsmatrizen“ beschrieben werden, die Abweichungen beschreiben, die durch Phasen- und Amplitudenfehler, sowie durch Rückkopplungen zwischen den Kanälen entstehen (siehe auch Dissertation M. Schoor, „Hochauflösende Winkelschätzung für automobile Radarsysteme“, 2010).
  • Diese Kalibrierungsmatrizen beschreiben die Abweichungen, die durch Phasen- und Amplitudenfehler entstehen, sowie durch Kopplungen zwischen einzelnen Kanälen der Antennen. Diese Art der Kalibrierung kann direkt im Sensorkopf 100 durchgeführt werden, wodurch es, soweit die Fehler dies zulassen, in der zentralen Steuervorrichtung 120 keine Berücksichtigung der Hardwareeigenschaften mehr bedarf. Idealerweise können auf diese Art und Weise sämtliche relevanten Hardwareeigenschaften durch den Sensorkopf 100 bereitgestellt werden.
  • Im Ergebnis wird dadurch ein Radarsensorkopf 100 realisiert, dessen Hauptfunktion das Radar-Frontend mit Digitalisierung des Empfangssignals darstellt. Nach der Analog-Digital-Wandlung kann die Verarbeitung mit möglichst geringem Aufwand stattfinden, wobei die Daten mit hoher Bandbreite an die zentrale Steuervorrichtung 120 übertragen und dort verarbeitet werden.
  • Dies reduziert vorteilhaft die Kosten im Radarsensorkopf 100, da dort weniger Rechenleistung benötigt wird und auch weniger Verlustleistung an einer ungünstigen Stelle (z.B. aufgrund des Verbauorts im Fahrzeug) anfällt, wobei die Rechenleistung vorteilhaft an die zentrale Steuervorrichtung 120 ausgelagert wird. Dort skaliert die Rechenleistung deutlich besser im Vergleich zu den Kosten, sodass insgesamt eine vorteilhafte Auslagerung von Rechenleistung in die zentrale Steuervorrichtung 120 erreicht wird. Dies ermöglicht dort die Ausführung von Berechnungsalgorithmen, die deutlich mehr Rechenleistung benötigen, als in einem Einzelsensor verfügbar sein könnte.
  • Der Radarsensorkopf 100 weist ferner einen Anschluss 80 an eine breitbandige Datenleitung (nicht dargestellt) auf, über die Daten an die zentrale Steuervorrichtung (nicht dargestellt) übertragen werden.
  • 2 zeigt ein prinzipielles Blockschaltbild eines mit dem vorgeschlagenen Radarsensorkopf 100 realisierten Radarsystems 200 für ein Fahrzeug. Vorgesehen ist, dass die transformierten digitalen Messdaten über eine breitbandige Datenleitung 110 an eine zentrale Steuervorrichtung 120 übertragen werden. Den übertragenen digitalen Messdaten wird mittels der im Radarsensorkopf 100 angeordneten ersten Steuerungseinheit 60 ein Zeitstempel zugeordnet und ebenfalls an die zentrale Steuervorrichtung 120 übertragen.
  • Findet die Signalverarbeitung in der zentralen Steuervorrichtung 120 statt, so müssen die Kalibrierdaten dort vorliegen. Die Kalibrierdaten werden von der zentralen Steuervorrichtung 120 bei der Signalverarbeitung verwendet, z.B. von einer dort angeordneten Detektionseinheit 150. Die Kalibrierung der Antennen 10, 20 kann jedoch zumindest teilweise auch im Sensorkopf 100 erfolgen.
  • Die zentrale Steuervorrichtung 120 kann die übertragenen digitalen Messdaten empfangen und weiterverarbeiten, z.B. mittels eines Speichers 130, einer Transformationseinheit 140 zum Durchführen einer Doppler-FFT und einer zweiten Steuerungseinheit 160, die mit der ersten Steuerungseinheit 60 des Radarsensorkopfs 100 funktional interagiert. Durch die mit den Messdaten übertragenen Zeitstempel können diese zeitlich präzise eingeordnet werden.
  • Das Radarsystem 200 kann beispielsweise als ein Chirp-Sequence-Radar ausgebildet sein, kann jedoch auch mit anderen Modulationsarten betrieben werden. Alternative Radarverfahren können beispielsweise langsame FMCW-Radare ohne eine nachträgliche Doppler-FFT, PN-Radare (Pseudo-Noise) mit einer Analyseeinheit als eine Korrelatorbank oder ein OFDM-Radar mit einer Analyseeinheit zum Durchführen einer spektralen Division sein.
  • Durch das vorgeschlagene Vorhalten der Kalibrierdaten im Radarsensorkopf 100 kann der Rechenaufwand in der mindestens einen zentralen Steuervorrichtung 120 verringert werden. Darüber hinaus kann dadurch eine über die Datenleitung 110 zu übertragende Datenmenge reduziert werden.
  • Im Radarsystem 200 ist die mindestens eine Zeitinformation durch eine im Radarsensorkopf 100 angeordnete erste Steuerungseinheit 60 erzeugbar. Die erste Steuerungseinheit 60 kann beispielsweise über die Datenleitung 110 übertragene Steuerbefehle empfangen und umsetzen und die digitalisierten Messdaten mit präzisen Zeitinformationen versehen. Des Weiteren kann die erste Steuerungseinheit 60 für eine Steuerung des mindestens einen Radarsensorkopfes 100 sowie beispielsweise zur Überwachungssteuerung oder eine Zyklussteuerung eingesetzt werden. Damit im Radarsystem 200 eine zeitliche Synchronisation stattfinden kann, müssen den übertragenen Messdaten von der ersten Steuerungseinheit 60 beispielsweise Zeitstempel für jeden übertragenen Chirp bzw. Zyklus zugefügt werden, damit die zentrale Steuervorrichtung 120 die vom Radarsensorkopf 100 übertragenen Messdaten sinnvoll nutzen kann.
  • Die Sendeantenne 10 des Radarsensorkopfes 100 weist einen Oszillator 30 zum Erzeugen einer Trägerfrequenz auf, wobei der Oszillator 30 durch die zweite Steuerungseinheit 160 der zentralen Steuervorrichtung 120 einstellbar ist. Durch die Implementierung der ersten Steuerungseinheit 60 in den Radarsensorkopf 100, die mit der zweiten Steuerungseinheit 160 funktional zusammenwirkt, kann vorteilhaft eine Steuerung der Komponenten des Radarsensorkopfes 100 durch die zentrale Steuervorrichtung 120 realisiert werden. Somit können auch der oder die Oszillatoren des Radarsensorkopfes 100 direkt oder indirekt gesteuert oder geregelt werden.
  • Oszillatoren eines Radarsystems 200 mit wenigstens zwei Radarsensorköpfen 100 (nicht dargestellt) sind durch die zentrale Steuervorrichtung 120 miteinander synchronisierbar. In einem Fahrzeug können mehrere voneinander beanstandete Radarsensorköpfe 100 verbaut und mit einer oder mehreren zentralen Steuervorrichtungen 120 über Datenverbindungen datenleitend verbunden sein. Durch die implementierten Steuereinheiten 60 in den unterschiedlichen Radarsensorköpfen 100 können bei einer Verwendung von mehreren Radarsensorköpfen 100 die jeweiligen Oszillatoren der Sendeantennen 10 miteinander synchronisiert werden. Auf diese Weise kann die Genauigkeit der Messergebnisse vorteilhaft gesteigert werden. Hierdurch können die Fahrerassistenzfunktionen oder die automatisierten Fahrfunktionen des Fahrzeugs optimiert werden. Darüber hinaus kann die Anzahl der verwendeten Radarsensorköpfe 100 ohne negative Einflüsse der Leistungsfähigkeit beliebig erhöht werden.
  • Die zentrale Steuervorrichtung 120 weist mindestens einen Prozessor zum Verarbeiten von empfangenen Daten und mindestens einen Speicher 130 zum zumindest zeitweisen Speichern von Daten auf. Hierdurch kann die zentrale Steuervorrichtung 120 die durch die Datenleitung 110 übertragenen Messdaten vom Radarsensorkopf 100 zumindest zeitweise speichern und gemäß Anforderung der jeweiligen Anwendung verarbeiten, weiterleiten oder ausgeben. Die zentrale Steuervorrichtung 120 kann bei Bedarf durch eine leistungsfähigere Steuereinheit getauscht werden. Da vorzugsweise Mikroprozessortechnologie verwendet wird, können anspruchsvolle Algorithmen zum Verarbeiten der Messdaten eingesetzt und somit genauere Berechnungsergebnisse erzielt werden.
  • Denkbar ist auch, dass mehrere (z.B. drei) Radarsensorköpfe 100 über entsprechende Datenleitungen 110 mit einer zentralen Steuervorrichtung 120 verbunden sind (nicht dargestellt). Die zentrale Steuervorrichtung 120 gibt hierbei über die Datenleitungen 110 Steuerbefehle an die Steuereinheiten 60 der jeweiligen Radarsensorköpfe 100 aus, wodurch die unterschiedlichen Radarsensorköpfe 100 und insbesondere die jeweiligen Oszillatoren 30 optimal aufeinander abgestimmt und synchronisiert werden.
  • 3 zeigt einen prinzipiellen Ablauf eines Verfahrens zum Herstellen eines Radarsensorkopfs.
  • In einem Schritt 300 wird ein Bereitstellen mindestens einer Sendeantenne 10 zum Erzeugen und mindestens eine Empfangsantenne 20 zum Empfangen von Radarwellen durchgeführt.
  • In einem Schritt 310 wird ein Bereitstellen einer Vorverarbeitungseinheit 50 zum definierten Vorverarbeiten von Empfangsdaten durchgeführt.
  • In einem Schritt 320 wird ein Bereitstellen einer Schnittstelle 80 zum Anschließen des Radarsensorkopfs 100 an eine Datenleitung 110 durchgeführt.
  • In einem Schritt 330 wird ein Bereitstellen einer Kalibrierdateneinrichtung 50, 70 zur zumindest teilweisen Kalibrierung der Sendeantenne 10 und/oder der Empfangsantenne 20 durchgeführt, wobei mittels der Kalibrierdateneinrichtung 50, 70 Kalibrierdaten für die Sendeantenne 10 und die Empfangsantenne 20 hinterlegbar sind.

Claims (11)

  1. Radarsensorkopf (100) für ein Radarsystem, aufweisend: - mindestens eine Sendeantenne (10) zum Erzeugen und mindestens eine Empfangsantenne (20) zum Empfangen von Radarwellen; - eine Vorverarbeitungseinheit (50) zum definierten Vorverarbeiten von Empfangsdaten; - eine Schnittstelle (80) zum Anschließen des Radarsensorkopfs (100) an eine Datenleitung (110); und - eine Kalibrierdateneinrichtung (50, 70) zur zumindest teilweisen Kalibrierung der Sendeantenne (10) und/oder der Empfangsantenne (20), wobei mittels der Kalibrierdateneinrichtung (50, 70) Kalibrierdaten für die Sendeantenne (10) und die Empfangsantenne (20) hinterlegbar sind.
  2. Radarsensorkopf (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Kalibrierdateneinrichtung (50, 70) eine Vollkalibrierung durchführbar ist.
  3. Radarsensorkopf (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass beim Kalibriervorgang auf definierte Kanäle der Sendeantenne (10) und/oder der Empfangsantenne (20) eine Kalibriermatrix anwendbar ist.
  4. Radarsensorkopf (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Kalibriervorgang eine Frequenzkorrektur durchführbar ist.
  5. Radarsensorkopf (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalibrierdaten wenigstens eines aus Folgendem sind: typisches Rauschniveau, Antenneneigenschaften, Amplituden/Phasenabweichungen, Position der Antennenelemente, Temperatureigenschaften, Temperaturgänge.
  6. Radarsensorkopf (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Vorverarbeitungseinheit (50) eine Fourier-Transformation ausführbar ist.
  7. Radarsensorkopf (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die von der mindestens einen Empfangsantenne (20) empfangenen Radarwellen durch einen Analog-Digital-Wandler (40) in digitale Messdaten wandelbar und mit mindestens einer Zeitinformation (Z) markierbar sind.
  8. Radarsystem (200) aufweisend: - wenigstens einen Radarsensorkopf (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7; - wenigstens eine zentrale Steuervorrichtung (120) zum Senden von Daten und zum Verarbeiten von empfangenen Daten; und - eine Datenleitung (110) zwischen der wenigstens einen zentralen Steuervorrichtung (120) und dem wenigstens einen Radarsensorkopf (100).
  9. Radarsystem (200) nach Anspruch 8, wobei die wenigstens eine zentrale Steuervorrichtung (120) wenigstens eine Transformationseinheit (140) zum Verarbeiten von empfangenen Daten und wenigstens einen Speicher (130) zum zumindest zeitweisen Speichern von Daten aufweist.
  10. Radarsystem (200) nach Anspruch 8 oder 9, wobei digitale Messdaten vom Radarsensorkopf (100) über die mindestens eine Datenleitung (110) an die mindestens eine zentrale Steuervorrichtung (120) übertragbar sind und in der mindestens einen zentralen Steuervorrichtung (120) durch mindestens eine Zeitinformation (Z) synchronisierbar sind.
  11. Verfahren zum Herstellen eines Radarsensorkopfs (100), aufweisend die Schritte: - Bereitstellen mindestens einer Sendeantenne (10) zum Erzeugen und mindestens eine Empfangsantenne (20) zum Empfangen von Radarwellen; - Bereitstellen einer Vorverarbeitungseinheit (50) zum definierten Vorverarbeiten von Empfangsdaten; - Bereitstellen einer Schnittstelle (80) zum Anschließen des Radarsensorkopfs (100) an eine Datenleitung (110); und - Bereitstellen einer Kalibrierdateneinrichtung (50, 70) zur zumindest teilweisen Kalibrierung der Sendeantenne (10) und/oder der Empfangsantenne (20), wobei mittels der Kalibrierdateneinrichtung (50, 70) Kalibrierdaten für die Sendeantenne (10) und die Empfangsantenne (20) hinterlegbar sind.
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