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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines ersten Radarteilsensors und eines zweiten Radarteilsensors und ein Radarsensorsystem umfassend einen ersten Radarteilsensor und einen zweiten Radarteilsensor.
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Stand der Technik
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In vielen Kraftfahrzeugen werden heutzutage Radarsensoren eingebaut. Die Radarsensoren können beispielsweise den Abstand von einem Kraftfahrzeug zu einem vor dem jeweiligen Kraftfahrzeug befindlichen anderen Kraftfahrzeug und/oder die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs bestimmen. Auch können die Radarsensoren die Umgebung des Kraftfahrzeugs untersuchen bzw. erfassen.
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Oftmals weisen die Kraftfahrzeuge mehr als einen Radarsensor auf. Problematisch bei bisher bekannten Radarsensoren in Kraftfahrzeugen ist, dass die Schaltfrequenz, mit der ein Schaltregler zum Versorgen der Radarsensoren in einem Kraftfahrzeug betrieben wird, zu Störsignalen in den Radarsignalen führen kann. Die Störsignale können zu falschen Annahmen über die Umgebung des Kraftfahrzeugs führen, da die Störsignale als Reflektionen von (vermeintlich vorhandenen) Objekten in der Umgebung des Kraftfahrzeugs interpretiert werden können (sogenannte Geisterziele).
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Offenbarung der Erfindung
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Vorteile der Erfindung
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können in vorteilhafter Weise ermöglichen, ein Verfahren bzw. ein System aufzuzeigen, mittels dem bzw. bei dem mehrere Radarteilsensoren betrieben werden können und Störsignale effizient unterdrückt werden können.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben eines ersten Radarteilsensors und eines zweiten Radarteilsensors, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, vorgeschlagen, wobei der erste Radarteilsensor von einem ersten Schaltregler mit Spannung versorgt wird und der zweite Radarteilsensor von einem zweiten Schaltregler mit Spannung versorgt wird, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Betreiben des ersten Schaltreglers mit einer ersten Schaltfrequenz; und Betreiben des zweiten Schaltreglers mit einer zweiten Schaltfrequenz, wobei sich die erste Schaltfrequenz von der zweiten Schaltfrequenz unterscheidet.
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Ein Vorteil hiervon ist, dass Störsignale, die durch den jeweiligen Schaltregler erzeugt werden, technisch einfach als solche erkannt werden können, da die Störsignale bei zueinander unterschiedlichen Frequenzen auftreten. Somit kann mittels der beiden Radarteilsensoren die Umgebung, wie z.B. das Vorhandensein von Objekten in der Umgebung des Fahrzeugs, die Geschwindigkeit und/oder der Abstand von Objekten zu dem Fahrzeug, besonders zuverlässig erkannt werden. Insbesondere können zusätzliche durch das Schaltreglerprinzip verursachte Geisterziele effektiv erkannt werden.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Radarsensorsystem vorgeschlagen, umfassend einen ersten Radarteilsensor, einen zweiten Radarteilsensor, einen ersten Schaltregler zum Versorgen des ersten Radarteilsensors mit Spannung, und einen zweiten Schaltregler zum Versorgen des zweiten Radarteilsensors mit Spannung, wobei der erste Schaltregler mit einer ersten Schaltfrequenz betreibbar ist und der zweite Schaltregler mit einer zweiten Schaltfrequenz betreibbar ist, wobei sich die erste Schaltfrequenz von der zweiten Schaltfrequenz unterscheidet.
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Vorteilhaft hieran ist, dass mittels des Radarsensorsystems durch die Schaltregler erzeugte Störsignale technisch einfach als solche erkannt werden können, da die Störsignale bei zueinander unterschiedlichen Frequenzen auftreten. Somit kann mittels des Radarsensorsystems die Umgebung, wie z.B. das Vorhandensein von Objekten in der Umgebung des Fahrzeugs, die Geschwindigkeit und/oder der Abstand von Objekten zu dem Fahrzeug, besonders zuverlässig erkannt werden. Insbesondere können zusätzliche durch das Schaltreglerprinzip verursachte Geisterziele effektiv erkannt bzw. unterdrückt werden.
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Ideen zu Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können unter anderem als auf den nachfolgend beschriebenen Gedanken und Erkenntnissen beruhend angesehen werden.
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Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens sind Empfangssignale der Radarteilsensoren jeweils in mehrere Frequenzbereiche unterteilt, und der Unterschied zwischen der ersten Schaltfrequenz und der zweiten Schaltfrequenz ist derart groß, dass sich die erste Schaltfrequenz in einem ersten Frequenzbereich der Frequenzbereiche befindet und sich die zweite Schaltfrequenz in einem von dem ersten Frequenzbereich unterschiedlichen zweiten Frequenzbereich der Frequenzbereiche befindet. Hierdurch werden die Störsignale technisch besonders einfach und schnell erkannt.
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Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens wird ein erstes Radarsignal eines ersten Bereichs mittels des ersten Radarteilsensors empfangen und ein zweites Radarsignal eines zweiten Bereichs, der sich zumindest teilweise mit dem ersten Bereich überschneidet, wird mittels des zweiten Radarteilsensors empfangen, wobei ein neu berechnetes Signal aus dem ersten Radarsignal und dem zweiten Radarsignal erzeugt wird, wobei das neu berechnete Signal nur in Frequenzbereichen einen Messwert aufweist, in denen sowohl das erste Radarsignal als auch das zweite Radarsignal einen Messwert aufweisen. Vorteilhaft hieran ist, dass die Störsignale beim Empfang mittels der beiden Radarteilsensoren technisch besonders einfach als solche erkannt werden können, da die Störsignale in unterschiedlichen Frequenzbereichen (auch Bins genannt) auftreten bzw. vorhanden sind.
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Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens wird zuerst ein erstes Radarsignal mittels des ersten Radarteilsensors gesendet und anschließend wird ein zweites Radarsignal mittels des zweiten Radarteilsensors ausgesendet, wobei eine oder mehrere nicht übereinstimmende Frequenzen, die insbesondere ungleich einer Trägerfrequenz der Radarteilsensoren ist, beim Senden des ersten Radarteilsensors und des zweiten Radarteilsensors als Störfrequenzen erkannt werden. Ein Vorteil hiervon ist, dass die Störsignale beim Senden von Radarsignale mittels der beiden Radarteilsensoren technisch besonders einfach als solche erkannt werden können, da die Störsignale, die sich im ausgewerteten Spektrum in sogenannten Nebenlinien auftreten, zeitlich versetzt zueinander bei unterschiedlichen Frequenzen auftreten. Das erste Radarsignal und das zweite Radarsignal können einen identischen Frequenzhub aufweisen.
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Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens werden die erste Schaltfrequenz und die zweite Schaltfrequenz aus einer gemeinsamen Taktquelle abgeleitet. Hierdurch kann das Verfahren technisch noch einfacher und besonders kostengünstig durchgeführt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens werden die erste Schaltfrequenz und/oder die zweite Schaltfrequenz über die Zeit verändert. Ein Vorteil hiervon ist, dass die Störsignale noch einfacher als Störsignale erkannt werden können, beispielsweise da die Unterscheidung zwischen Reflexionen von tatsächlich vorhandenen Objekten und Störsignalen zuverlässiger durchgeführt werden kann.
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Gemäß einer Ausführungsform des Radarsensorsystems sind Empfangssignale der Radarteilsensoren jeweils in mehrere Frequenzbereiche unterteilt, und der Unterschied zwischen der ersten Schaltfrequenz und der zweiten Schaltfrequenz ist derart groß, dass sich die erste Schaltfrequenz in einem ersten Frequenzbereich der Frequenzbereiche befindet und sich die zweite Schaltfrequenz in einem von dem ersten Frequenzbereich unterschiedlichen zweiten Frequenzbereich der Frequenzbereiche befindet. Hierdurch können die Störsignale technisch besonders einfach und schnell erkannt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform des Radarsensorsystems umfasst das Radarsensorsystem ferner eine Taktquelle, wobei sowohl die erste Schaltfrequenz als auch die zweite Schaltfrequenz aus der Taktquelle abgeleitet werden. Hierdurch kann das Radarsensorsystem Verfahren technisch besonders einfach und besonders ausgebildet sein.
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Gemäß einer Ausführungsform des Radarsensorsystems umfasst das Radarsensorsystem ferner eine Analysevorrichtung, wobei die Analysevorrichtung ausgebildet ist, ein neu berechnetes Signal aus den Empfangssignalen des ersten Radarteilsensors und des zweiten Radarteilsensors zum Auslöschen von Störsignalen derart zu bilden, dass das neu berechnete Signal nur in Frequenzbereichen einen Messwert aufweist, in denen sowohl das erste Radarsignal als auch das zweite Radarsignal einen Messwert aufweisen. Hierdurch kann technisch einfach das neu berechnete Signal erzeugt werden, in dem wenige bis keine Störsignale mehr vorhanden sind. Somit stellt das neu berechnete Signal die von den Radarteilsensoren erfasste Umgebung besonders zuverlässig dar. Insbesondere können zusätzliche durch das Schaltreglerprinzip verursachte Geisterziele effektiv erkannt werden.
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Ein Messwert kann insbesondere ein Messwert sein, der ungleich Null ist.
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Es wird darauf hingewiesen, dass einige der möglichen Merkmale und Vorteile der Erfindung hierin mit Bezug auf unterschiedliche Ausführungsformen des Verfahrens zum Betreiben eines ersten Radarteilsensors und eines zweiten Radarteilsensors bzw. des Radarsensorsystems umfassend einen ersten Radarteilsensor und einen zweiten Radarteilsensor beschrieben sind. Ein Fachmann erkennt, dass die Merkmale in geeigneter Weise kombiniert, angepasst oder ausgetauscht werden können, um zu weiteren Ausführungsformen der Erfindung zu gelangen.
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Figurenliste
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Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei weder die Zeichnungen noch die Beschreibung als die Erfindung einschränkend auszulegen sind.
- 1 zeigt eine schematische Ansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radarsensorsystems;
- 2 zeigt ein Diagramm von mittels des ersten Radarteilsensors des Radarsensorsystems aus 1 empfangenen Daten; und
- 3 zeigt ein Diagramm von mittels des zweiten Radarteilsensors des Radarsensorsystems aus 1 empfangenen Daten.
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Die Figuren sind lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in den Figuren gleiche oder gleichwirkende Merkmale.
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Ausführungsformen der Erfindung
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1 zeigt eine schematische Ansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radarsensorsystems 10. Das Radarsensorsystem 10 umfasst einen ersten Radarteilsensor 30 und einen zweiten Radarteilsensor 50. Der erste Radarteilsensor 30 umfasst zwei erste Hochfrequenzkomponenten 35, 36. Der zweite Radarteilsensor 50 umfasst zwei zweite Hochfrequenzkomponenten 55, 56.
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Die beiden Radarteilsensoren 30, 50 können Teilsensoren eines größeren Radarsensors sein. Beispielsweise sind die beiden Radarteilsensoren 30, 50 auf einer gemeinsamen Leiterplatte angeordnet. Möglich ist jedoch auch, dass die Radarteilsensoren 30, 50 zwei Radarsensoren sind, die auf unterschiedlichen Leiterplatten angeordnet sind.
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Zudem umfasst das Radarsensorsystem 10 einen ersten Schaltregler 20 und einen zweiten Schaltregler 40. Darüber hinaus umfasst das Radarsensorsystem 10 eine Analysevorrichtung 60, die Signale von den beiden Radarteilsensoren 30, 50 und gegebenenfalls von den Schaltreglern 20, 40 empfangen kann.
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Die Schaltregler 20, 40 versorgen die beiden Radarteilsensoren 30, 50 mit Spannung. Der erste Schaltregler 20 führt dem ersten Radarteilsensor 30 Spannung zu. Der zweite Schaltregler 40 führt dem zweiten Radarteilsensor 50 Spannung zu.
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Der erste Schaltregler 20 und/oder der zweite Schaltregler 40 können Buckregler bzw. Step-down-Regler sein. Die Schaltregler 20, 40 können beispielsweise 12 V als Eingangsspannung und 5 V als Ausgangsspannung aufweisen.
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Der erste Schaltregler 20 wird meine ersten Schaltfrequenz betrieben bzw. geschaltet. Der zweite Schaltregler 40 wird mit einer zweiten Schaltfrequenz betrieben bzw. geschaltet.
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Die beiden Schaltfrequenzen sind zueinander unterschiedlich, d.h. sie weisen zueinander unterschiedliche Werte auf. Beispielsweise werden der erste Schaltregler 20 mit einer Schaltfrequenz von 1,8 MHz und der zweite Schaltregler 40 mit einer Schaltfrequenz von 1,7 MHz betrieben, oder umgekehrt.
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Ein von dem jeweiligen Radarteilsensor 30, 50 ausgesandtes Radarsignal weist eine vorgegebene Frequenzbandbreite auf. Das von den Radarteilsensoren 30, 50 jeweils empfangene Empfangssignal bzw. Basisbandempfangssignal ist jeweils in mehrere Frequenzbereiche, z.B. 100 oder 10, unterteilt bzw. untergliedert.
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2 zeigt ein Diagramm von mittels des ersten Radarteilsensors 30 des Radarsensorsystems 10 aus 1 empfangenen Daten. 3 zeigt ein Diagramm von mittels des zweiten Radarteilsensors 50 des Radarsensorsystems 10 aus 1 empfangenen Daten. Die empfangenen Daten sind insbesondere Reflexionsdaten.
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Die x-Achse in 2 und 3 gibt den jeweiligen Frequenzbereich an, wobei niedrigere Zahlen eine niedrigere Frequenz und größere Zahlen eine höhere Frequenz bedeuten. Die Frequenzbereiche sind disjunkt zueinander und grenzen unmittelbar aneinander an.
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Die y-Achse in 2 und 3 gibt die Stärke des jeweiligen Messwerts an. Die Höhe der Messwerte in 2 und 3 sind gleichgroß. Dies dient jedoch nur Illustrationszwecken. Üblicherweise weist das Zielsignal 70, d.h. das Signal bzw. der Messwert eines tatsächlich vorhandenen Ziels bzw. Objekts, einen deutlich höheren bzw. stärkeren Messwert auf als die Störsignale 80, 81, 82. Die Störsignale 80, 81, 82 bzw. die Messwerte der Störsignale 80, 81, 82 weisen üblicherweise eine Abweichung von z.B. -30 dB gegenüber dem Zielsignal 70 bzw. dem Messwert des Zielsignals 70 auf.
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Der erste Radarteilsensor 30, dessen Empfangssignal in 2 zu sehen ist, wird von dem ersten Schaltregler 20 betrieben bzw. mit Spannung versorgt, wobei der erste Schaltregler 20 mit der ersten Schaltfrequenz angetrieben bzw. angesteuert wird, die in Frequenzbereich 1 liegt. Daher weist der erste Radarteilsensor 30 ein Störsignal 80 im Frequenzbereich 1 auf.
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Das Objekt bzw. Ziel, das tatsächlich vorhanden ist und ein Zielsignal 70 in 2 erzeugt, wird im Frequenzbereich 10 gemessen bzw. erfasst. Zusätzlich treten Störsignale 81, 82 bzw. Messwerte um das Zielsignal 70 herum auf und zwar in einem Abstand von dem Frequenzbereich des Zielsignals 70, wobei der Abstand dem Frequenzbereich entspricht, in dem die Frequenz liegt, mit dem der erste Schaltregler 20 betrieben wird.
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Dies bedeutet, dass, da die erste Schaltfrequenz im Frequenzbereich 1 liegt, dass im Frequenzbereich 9 (= 10 - 1) und im Frequenzbereich 11 (= 10 + 1) jeweils ein Störsignal 81, 82 bzw. ein Messwert des Störsignals 81, 82 auftritt.
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Der zweite Radarteilsensor 50, dessen Empfangssignal in 3 zu sehen ist, wird vom zweiten Schaltregler 40 mit Spannung versorgt, wobei der zweite Schaltregler 40 mit einer zweiten Schaltfrequenz, die sich von der ersten Schaltfrequenz unterscheidet, angetrieben bzw. angesteuert wird. Die zweite Schaltfrequenz weist eine Frequenz auf, die im Frequenzbereich 2 liegt.
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Das Ziel bzw. Objekt ist dasselbe, so dass das Zielsignal 70 wieder im Frequenzbereich 10 liegt. Die Störsignale 81, 82 bzw. die Messwerte der Störsignale 81, 82 treten, wie oben erläutert in einem Abstand von dem Frequenzbereich des Zielsignals 70 auf, in dem die zweite Schaltfrequenz liegt. Dies bedeutet, da die zweite Schaltfrequenz im Frequenzbereich 2 liegt, dass die Störsignale 81, 82 in den Frequenzbereichen 8 (= 10 -2) und 12 (= 10 + 2) auftreten.
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Durch Analyse der Empfangssignale des ersten Radarteilsensors 30 und des zweiten Radarteilsensors 50 und Bestimmung der Frequenzbereiche, in denen jeweils ein Messwert vorhanden ist, z.B. mittels einer Analysevorrichtung 60, lassen sich die Störsignale 80, 81, 82 einfach erkennen und entfernen. Es lässt sich somit leicht feststellen, dass das einzige Ziel bzw. Objekt im Frequenzbereich 10 liegt.
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Das neu berechnete Signal, das z.B. von der Analysevorrichtung 60 aus den Daten des ersten Radarteilsensors 30 und des zweiten Radarteilsensors 50 erzeugt wird, kann beispielsweise nur in den Frequenzbereichen einen Messwert (ungleich Null) aufweisen, in denen sowohl der erste Radarteilsensor 30 als auch der zweite Radarteilsensor 50 einen Messwert misst bzw. erfasst. Insbesondere kann hierbei auch die Stärke des jeweiligen Messwerts berücksichtigt werden und beispielsweise nur Frequenzbereiche berücksichtigt werden, deren Messwerte oberhalb eines Mindestschwellenwerts liegen.
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Der Unterscheid zwischen der ersten Schaltfrequenz und der zweiten Schaltfrequenz ist mindestens so groß, dass die Schaltfrequenzen in unterschiedlichen Frequenzbereichen (sogenannte Bins) der Radarteilsensoren 30, 50 liegen.
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Die erste Schaltfrequenz und/oder die zweite Schaltfrequenz kann über die Zeit geändert werden. Hierdurch lassen sich weitere Informationen aus den Empfangssignalen bzw. den Daten der Radarteilsensoren 30, 50 gewinnen.
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Der Bereich, der von dem ersten Radarteilsensor 30 und dem zweiten Radarteilsensor 50 überwacht bzw. erfasst wird, überschneidet sich zumindest teilweise, insbesondere vollständig, so dass dasselbe Objekt bzw. Ziel von beiden Radarteilsensoren 30, 50 erfasst wird.
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Beim Senden mittels der beiden Radarteilsensoren 30, 50 können die Störsignale 80, 81, 82 ebenfalls erkannt werden. Hierzu wird zuerst mit dem ersten Radarteilsensor 30 ein Radarsignal ausgesendet und anschließend mit dem zweiten Radarteilsensor 50 ein Radarsignal ausgesendet. Die Störsignale 80, 81, 82 haben nun auf bzw. in den Sendesignalen der beiden Radarteilsensoren 30, 50 unterschiedliche Frequenzen, insbesondere unterschiedliche Frequenzen, die in verschiedenen Frequenzbereichen der jeweiligen Radarteilsensoren 30, 50 liegen.
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Der erste Schaltregler 20 und der zweite Schaltregler 40 können aus einer gemeinsamen Taktquelle gespeist werden.
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Da zumindest teilweise, insbesondere vollständig, die gleichen Digitalleitungen für die Zuführung der ersten Schaltfrequenz zu dem ersten Schaltregler 20 und für die Zuführung der zweiten Schaltfrequenz zu dem zweiten Schaltregler 40 verwendet werden können, kann das Radarsensorsystem 10 besonders kostengünstig ausgebildet sein bzw. werden.
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Das Radarsensorsystem 10 kann beispielsweise in einem Kraftfahrzeug, z.B. einem Auto, einem Motorrad, einem Bus, einem Schiff und/oder einem LKW, eingesetzt werden. Insbesondere kann das Radarsensorsystem 10 zum hochautomatisierten Fahren bzw. fahrerlosen Fahren verwendet bzw. eingesetzt werden.
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Abschließend ist darauf hinzuweisen, dass Begriffe wie „aufweisend“, „umfassend“, etc. keine anderen Elemente oder Schritte ausschließen und Begriffe wie „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließen. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.
