DE102018221117A1 - Device and method for generating high-frequency transmission signals - Google Patents

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DE102018221117A1
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Inventor
Daniel Schindler
Juergen Hasch
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03BGENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B21/00Generation of oscillations by combining unmodulated signals of different frequencies
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/69Spread spectrum techniques
    • H04B1/713Spread spectrum techniques using frequency hopping

Abstract

Es wird eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erzeugung hochfrequenter Sendesignale vorgeschlagen, bei der die Trägerfrequenz im Sendeverlauf sprunghaft verändert wird, so dass die Einschwingzeit nach einer sprunghaften Änderung der Trägerfrequenz reduziert wird oder die Einschwingeffekte nach einer sprunghaften Änderung der Trägerfrequenz eliminiert werden, indem eine erste Teilschaltung zur Trägerfrequenzerzeugung und eine zweite Teilschaltung zur Trägerfrequenzerzeugung vorgesehen sind, und die Vorrichtung einen Hochfrequenz-Umschalter aufweist, dem die Ausgangssignale der ersten und der zweiten Teilschaltung zugeführt werden und als Sendesignal wechselseitig das Ausgangssignal der ersten oder der zweiten Teilschaltung ausgegeben wird, wobei der Hochfrequenz-Umschalter zur sprunghaften Veränderung der Trägerfrequenz das Ausgangssignal der bislang nicht durchgeschalteten Teilschaltung als neues Sendesignal durchschaltet.An apparatus and a method for generating high-frequency transmission signals is proposed, in which the carrier frequency is changed abruptly in the course of the transmission, so that the settling time after a sudden change in the carrier frequency is reduced or the settling effects after a sudden change in the carrier frequency are eliminated by a first one Subcircuit for carrier frequency generation and a second subcircuit for carrier frequency generation are provided, and the device has a high-frequency switch, to which the output signals of the first and second subcircuits are supplied and the output signal of the first or second subcircuit is alternately output as the transmission signal, the high frequency -Switch for the sudden change in the carrier frequency switches the output signal of the subcircuit not previously switched through as a new transmission signal.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erzeugung hochfrequenter Sendesignale, bei der die Trägerfrequenz im Sendeverlauf sprunghaft verändert wird, so dass die Einschwingzeit nach einer sprunghaften Änderung der Trägerfrequenz reduziert wird oder die Einschwingeffekte nach einer sprunghaften Änderung der Trägerfrequenz eliminiert werden, indem eine erste Teilschaltung zur Trägerfrequenzerzeugung und eine zweite Teilschaltung zur Trägerfrequenzerzeugung vorgesehen sind, und die Vorrichtung einen Hochfrequenzumschalter aufweist, dem die Ausgangssignale der ersten und der zweiten Teilschaltung zugeführt werden und als Sendesignal wechselseitig das Ausgangssignal der ersten oder der zweiten Teilschaltung ausgegeben wird, wobei der Hochfrequenz-Umschalter zur sprunghaften Veränderung der Trägerfrequenz das Ausgangssignal der bislang nicht durchgeschalteten Teilschaltung als neues Sendesignal durchschaltet.The present invention relates to a device and a method for generating high-frequency transmission signals, in which the carrier frequency is changed abruptly in the course of the transmission, so that the settling time after a sudden change in the carrier frequency is reduced or the settling effects after a sudden change in the carrier frequency are eliminated by a first subcircuit for carrier frequency generation and a second subcircuit for carrier frequency generation are provided, and the device has a high-frequency switch to which the output signals of the first and second subcircuits are fed and the output signal of the first or second subcircuit is alternately output as the transmission signal, the high-frequency Changeover switch for the sudden change in the carrier frequency switches the output signal of the subcircuit which has not been switched through as a new transmission signal.

Stand der TechnikState of the art

Aus der DE 10 2015 210 454 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben einer Radarvorrichtung mit wenigstens zwei Sendeantennen und wenigstens einer Empfangsantenne bekannt, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Erzeugen von Sendespektren durch komplexe Modulation von zueinander äquidistanten orthogonalen OFDM-Unterträgern; Transformieren der Sendespektren in den Zeitbereich; Digital/Analog-Wandeln; Hochfrequentes Modulieren der Sendespektren und gleichzeitiges Aussenden der modulierten Sendespektren mittels der Sendeantennen sowie Demodulieren und Digitalisieren eines von der Empfangsantenne empfangenen Empfangssignals; Erzeugen eines Empfangsspektrums pro Sendespektrum; Eleminieren der gesendeten Signalformen der Sendespektren; Auswerten der Radarbilder in einer Abstandsdimension und in einer Geschwindigkeitsdimension und Durchführen einer Signalauswertung für das Empfangssignal.From the DE 10 2015 210 454 A1 A method for operating a radar device with at least two transmit antennas and at least one receive antenna is known, the method comprising the steps of: generating transmit spectra by complex modulation of mutually equidistant orthogonal OFDM subcarriers; Transforming the transmission spectra into the time domain; Digital / analog conversion; High-frequency modulation of the transmission spectra and simultaneous transmission of the modulated transmission spectra by means of the transmission antennas and demodulation and digitization of a reception signal received by the reception antenna; Generating a reception spectrum per transmission spectrum; Eliminating the transmitted waveforms of the transmission spectra; Evaluating the radar images in a distance dimension and in a speed dimension and performing a signal evaluation for the received signal.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Der Kern der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erzeugung hochfrequenter Sendesignale anzugeben, bei denen die Trägerfrequenz im Sendeverlauf sprunghaft verändert wird. Dabei bilden sich üblicherweise aufgrund der Einschwingzeiten der verwendeten, spannungsgesteuerten Oszillatoren Totzeiten, so dass während der Einschwingeffekte der Oszillatoren Zeitdauern entstehen, in denen das Radarsignal nicht ausgewertet werden kann. Aufgrund der vorliegenden Erfindung werden die Einschwingzeiten nach einer sprunghaften Änderung der Trägerfrequenz reduziert und/oder die Einschwingeffekte nach einer sprunghaften Änderung der Trägerfrequenz eliminiert, so dass die Totzeiten des Sendesignals weitestgehend entfallen und somit das Sendesignal eine erhöhte zeitliche Verfügbarkeit aufweist.The essence of the present invention is to provide a device and a method for generating high-frequency transmission signals, in which the carrier frequency is changed abruptly in the course of the transmission. In this case, dead times usually form due to the settling times of the voltage-controlled oscillators used, so that during the settling effects of the oscillators time periods arise in which the radar signal cannot be evaluated. On the basis of the present invention, the settling times after an abrupt change in the carrier frequency are reduced and / or the settling effects after an abrupt change in the carrier frequency are eliminated, so that the dead times of the transmission signal are largely eliminated and the transmission signal thus has an increased temporal availability.

Erfindungsgemäß wird dieses durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.According to the invention, this is solved by the features of the independent claims. Advantageous further developments and refinements result from the subclaims.

Vorteilhafter Weise ist vorgesehen, dass die erste und die zweite Teilschaltung zur Trägerfrequenzerzeugung identisch aufgebaut sind. Durch dieses Merkmal ergeben sich die gleichen elektrischen Einschwingzeiten und Schalteffekte bei der Umschaltung der Trägerfrequenz, so dass bei der Umschaltung nicht berücksichtigt werden muss, ob von der ersten zur zweiten Teilschaltung oder umgekehrt von der zweiten zur ersten Teilschaltung umgeschaltet wird. It is advantageously provided that the first and the second subcircuit for carrier frequency generation are constructed identically. This feature results in the same settling times and switching effects when the carrier frequency is switched over, so that it is not necessary to take into account when switching over whether switching from the first to the second sub-circuit or vice versa from the second to the first sub-circuit.

Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die erste und die zweite Teilschaltung zur Trägerfrequenzerzeugung jeweils aus einer geschlossen Phasenregelschleife mit einem spannungsgesteuerten Oszillator besteht. Diese Ausführung hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, da spannungsgesteuerte Oszillatoren sehr kompakt und für viele Frequenzbereiche ausgeführt werden können und durch die geschlossene Phasenregelschleife eine sehr stabile und zuverlässige Frequenzregelung ermöglicht wird.It is also advantageous that the first and the second subcircuit for carrier frequency generation each consist of a closed phase-locked loop with a voltage-controlled oscillator. This version has proven to be particularly advantageous since voltage-controlled oscillators can be designed to be very compact and for many frequency ranges, and the closed phase locked loop enables very stable and reliable frequency control.

Weiterhin ist es vorteilhaft, dass der Hochfrequenzumschalter eingerichtet ist, dass das Eingangssignal der Teilschaltung mindestens einem Absorber zugeführt wird. Hierdurch ist es möglich, dass das Eingangssignal der Teilschaltung, das momentan nicht am Ausgang des Hochfrequenzumschalters ausgegeben wird, keine Reflexionen oder Übersprecheffekte erzeugt, sondern im Absorber möglichst rückwirkungsfrei eliminiert wird. Dies kann beispielsweise geschehen, indem ein ohmscher Widerstand, dessen Widerstandswert an den Wellenwiderstand der Eingangsschaltung des Hochfrequenzumschalters angepasst ist und somit eine reflexionsfreie Absorption ermöglicht wird. Eine weitere Möglichkeit wäre, einen Absorptionsausgang am Hochfrequenzschalter vorzusehen, und das Ausgangssignal der momentan inaktiven Teilschaltung in eine Raumrichtung abzustrahlen, in der das Sendesignal nicht gestört wird.It is also advantageous that the high-frequency switch is set up such that the input signal of the subcircuit is supplied to at least one absorber. This makes it possible for the input signal of the subcircuit, which is not currently being output at the output of the high-frequency switch, not to generate any reflections or crosstalk effects, but to be eliminated in the absorber with as little reaction as possible. This can be done, for example, by using an ohmic resistance, the resistance value of which is matched to the characteristic impedance of the input circuit of the high-frequency switch, and thus allowing reflection-free absorption. Another possibility would be to provide an absorption output at the high-frequency switch and to radiate the output signal of the currently inactive subcircuit in a spatial direction in which the transmission signal is not disturbed.

Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die Vorrichtung als Sendeeinrichtung für Mikrowellensignale oder Millimeterwellensignale integriert ist. Dabei kann die Vorrichtung insbesondere in einer Einrichtung vorgesehen sein, die eine sogenannte Stepped-OFDM-Modulation aussendet.
Eine Stepped-OFDM-Modulation besteht aus Sendesignalen, die jeweils aus mehreren Unterträgern bestehen, die zueinander ein Orthogonalitätskriterium erfüllen, beispielsweise indem diese so auf der Frequenzachse angeordnet sind, dass keine Intersymbolinterferenz (ISI) entsteht und sich somit nicht gegenseitig stören oder interferieren. Weiterhin wird dieses Ensemble orthogonaler Unterträger nach jedem Frequenzsprung (Step) so in seiner Trägerfrequenz verändert, dass die Sendesignale für vorgegebene Zeitdauern konstante Trägerfrequenzen aufweisen und sprunghaft auf eine neue, wiederum für eine vorbestimmte Zeitdauer konstante Trägerfrequenzen verändert werden.
It is furthermore advantageous that the device is integrated as a transmission device for microwave signals or millimeter wave signals. The device can in particular be provided in a device which transmits a so-called stepped OFDM modulation.
A stepped OFDM modulation consists of transmission signals, each of which consists of several subcarriers exist that meet an orthogonality criterion with respect to one another, for example by arranging them on the frequency axis in such a way that no intersymbol interference (ISI) arises and thus do not interfere or interfere with one another. Furthermore, this ensemble of orthogonal subcarriers is changed in its carrier frequency after each frequency jump (step) in such a way that the transmission signals have constant carrier frequencies for predetermined periods of time and are abruptly changed to a new carrier frequencies, again constant for a predetermined period of time.

Weiterhin ist es vorteilhaft, dass das momentan nicht durchgeschaltete Trägerfrequenzsignal auf die neue Trägerfrequenz der nächsten sprunghaften Trägerfrequenzänderung eingestellt wird. Hierdurch ist es möglich, dass sich die erste Teilschaltung und die zweite Teilschaltung bei der Bereitstellung der durchzuschaltenden Sendesignale wechselseitig abwechseln und das momentan inaktive Trägerfrequenzsignal auf die zukünftige Trägerfrequenz eingestellt wird, so dass Einschwingzeiten oder Einschwingeffekte während der inaktiven Zeitdauer der inaktiven Teilschaltung abklingen und auf diese Teilschaltung umgeschaltet wird, wenn diese vollständig eingeschwungen ist.It is also advantageous that the carrier frequency signal that is not currently switched through is set to the new carrier frequency of the next abrupt change in carrier frequency. This makes it possible for the first subcircuit and the second subcircuit to alternate when the transmission signals to be switched through are provided, and for the currently inactive carrier frequency signal to be set to the future carrier frequency, so that settling times or settling effects decay during the inactive period of the inactive subcircuit and on them Sub-circuit is switched when it is fully settled.

Weiterhin ist es vorteilhaft, dass das durchgeschaltete Trägerfrequenzsignal zwischen zwei Umschaltungen zwischen den beiden Teilschaltungen nicht oder lediglich linear verändert wird. Falls vorgesehen ist, dass das Trägerfrequenzsignal zwischen zwei Umschaltungen nicht verändert wird, ergibt sich ein treppenförmiger Zeitverlauf der Trägerfrequenz des Sendesignals, der zeitweise seine Trägerfrequenz nicht verändert und damit in einem Frequenz-Zeit-Diagramm horizontale Zeitverläufe aufweist und vor dem nächsten, horizontalen Zeitverlauf einen Sprung in der Trägerfrequenz aufweist. Im Fall der lediglich linearen Veränderung ergeben sich linear ansteigende oder linear abfallende Frequenzrampen, die durch Sprünge in der Trägerfrequenz Unstetigkeitsstellen in ihrer Frequenz aufweisen. Hierdurch kann ein besonders großes Frequenzspektrum innerhalb einer sehr kurzen Zeit durchgesweept werden.Furthermore, it is advantageous that the switched-through carrier frequency signal between two switchovers between the two subcircuits is not changed or is only changed linearly. If it is provided that the carrier frequency signal is not changed between two switchovers, there is a step-like time profile of the carrier frequency of the transmission signal, which temporarily does not change its carrier frequency and thus has horizontal time profiles in a frequency-time diagram and one before the next horizontal time profile Has a jump in the carrier frequency. In the case of the merely linear change, there are linearly increasing or linearly decreasing frequency ramps which have discontinuities in their frequency due to jumps in the carrier frequency. This enables a particularly large frequency spectrum to be swept through within a very short time.

Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die Dauer des Sendesignals zwischen zwei Umschaltungen der Trägerfrequenzsignale nur kurzzeitige Signale sind. Dies bedeutet, dass die Zeitdauer zwischen zwei Frequenzsprüngen des Trägerfrequenzsignals kurzgehalten werden sollen und somit schnell aufeinanderfolgende Sprünge ermöglicht werden. Dabei ist der begriff „kurzzeitig“ bzw. „schnell aufeinanderfolgend“ im Hinblick auf die Zeitdauer der charakteristischen Einschwingzeitdauer eines der spannungsgesteuerten Oszillatoren oder beider spannungsgesteuerter Oszillatoren zu verstehen. Dabei soll die Zeitdauer des Sendesignals zwischen zwei Umschaltungen maximal im Bereich der 1,5-fachen bis 5-fachen Zeitdauer der charakteristischen Einschwingzeit betragen, da bei sehr langsamen Frequenzsprüngen die nachteilige Einschwingzeit eher in Kauf zu nehmen ist, als bei Sendesignalen mit schnell aufeinanderfolgenden Frequenzsprüngen der Trägerfrequenz.It is also advantageous that the duration of the transmission signal between two switchovers of the carrier frequency signals are only short-term signals. This means that the time period between two frequency jumps of the carrier frequency signal should be kept short and thus rapid successive jumps are made possible. The term “short-term” or “quickly consecutive” is to be understood with regard to the duration of the characteristic settling period of one of the voltage-controlled oscillators or both voltage-controlled oscillators. The duration of the transmission signal between two switchovers should be a maximum of 1.5 times to 5 times the characteristic settling time, since the disadvantageous settling time is more acceptable in the case of very slow frequency hops than in the case of transmission signals with rapidly successive frequency hops the carrier frequency.

Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die erste Teilschaltung, die zweite Teilschaltung und der Hochfrequenz-Umschalter so gesteuert werden, dass das resultierende Sendesignal einen treppenförmig ansteigenden oder treppenförmig abfallenden Verlauf der Trägerfrequenz aufweist. Dabei kann der treppenförmig ansteigende oder treppenförmig abfallende Verlauf der Trägerfrequenz Zeitabschnitte mit konstanter Trägerfrequenz beinhalten. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass Zeitbereiche mit konstanter Trägerfrequenz oder mit linear veränderlicher Trägerfrequenz kombiniert werden können.Furthermore, it is advantageous that the first subcircuit, the second subcircuit and the high-frequency changeover switch are controlled in such a way that the resulting transmission signal has a course of the carrier frequency that rises or falls in a step-like manner. The rising or falling step-like profile of the carrier frequency can include time periods with a constant carrier frequency. Alternatively or additionally, it can be provided that time ranges can be combined with a constant carrier frequency or with a linearly variable carrier frequency.

Besonders vorteilhaft ist, dass die Trägerfrequenzen der Ausgangssignale der ersten Teilschaltung und der zweiten Teilschaltung jeweils so gesteuert werden, dass diese einen Mindestfrequenzabstand zueinander aufweisen. Dabei ist der Mindestfrequenzabstand zu einem beliebigen Zeitpunkt gemeint, so dass das Ausgangssignal der ersten Teilschaltung einen Frequenzbereich aufweisen kann, der den Frequenzbereich des Ausgangssignals der zweiten Teilschaltung überlappt, jedoch zu einem beliebigen Zeitpunkt die beiden Ausgangssignale jeweils ausreichend weit in ihrer Frequenz auseinanderliegen. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Trägerfrequenzen der Ausgangssignale der ersten Teilschaltung und der zweiten Teilschaltung einen Mindest-Frequenzabstand aufweisen, bei dem sich die beiden Ausgangssignale der ersten Teilschaltung und der zweiten Teilschaltung in ihrer Frequenz nicht überschneiden. Hieraus resultieren Frequenzverläufe, die, wenn man diese in einem Frequenz-Zeit-Diagramm aufträgt, zwei treppenförmig ansteigende und/oder abfallende Verläufe ergeben und das resultierende Signal kontinuierlich zwischen beiden Treppen hin und her geschaltet wird, wobei die beiden Treppenverläufe einen so großen Abstand zueinander aufweisen, dass die beiden Treppenverläufe nicht ineinander verschachtelt sind.It is particularly advantageous that the carrier frequencies of the output signals of the first subcircuit and the second subcircuit are each controlled in such a way that they have a minimum frequency spacing from one another. The minimum frequency spacing is meant at any point in time, so that the output signal of the first subcircuit can have a frequency range that overlaps the frequency range of the output signal of the second subcircuit, but at any point in time the two output signals are sufficiently far apart in frequency. In particular, it can be provided that the carrier frequencies of the output signals of the first subcircuit and the second subcircuit have a minimum frequency spacing at which the frequency of the two output signals of the first subcircuit and the second subcircuit do not overlap. This results in frequency profiles that, when plotted in a frequency-time diagram, result in two steps rising and / or falling and the resulting signal is continuously switched back and forth between the two stairs, the two steps being so far apart have that the two staircases are not nested.

Das Verfahren kann beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware beispielsweise in einem Sensor oder einem Steuergerät implementiert sein.The method can be implemented, for example, in software or hardware or in a mixed form of software and hardware, for example in a sensor or a control device.

Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner einen Abstandssensor, der dazu ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante des hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen.The approach presented here also creates a distance sensor which is designed to carry out, control or implement the steps of a variant of the method presented here in corresponding devices.

Der Abstandssensor kann ein elektrisches Gerät mit mindestens einer Recheneinheit zur Verarbeitung von Signalen oder Daten, zumindest einer Speichereinheit zum Speichern von Signalen oder Daten und zumindest einer Schnittstelle und/oder eine Kommunikationsschnittstelle zum Einlesen oder Ausgeben von Daten, die in ein Kommunikationsprotokoll eingebettet sind, sein. Die Recheneinheit kann beispielsweise ein Signalprozessor, ein sogenannter System-ASIC oder ein Mikrocontroller zum Verarbeiten von Sensorsignalen und Ausgeben von Datensignalen in Abhängigkeit von den Sensorsignalen sein. Die Speichereinheit kann beispielsweise ein Flash-Speicher, ein EPROM oder eine magnetische Speichereinheit sein. Die Schnittstelle kann als Sensorschnittstelle zum Einlesen der Sensorsignale von einem Sensor und/oder als Aktorschnittstelle zum Ausgeben der Datensignale und/oder Steuersignale an einen Aktor ausgebildet sein. Die Kommunikationsschnittstelle kann dazu ausgebildet sein, die Daten drahtlos und/oder leitungsgebunden einzulesen oder auszugeben. Die Schnittstellen können auch Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind. The distance sensor can be an electrical device with at least one computing unit for processing signals or data, at least one storage unit for storing signals or data and at least one interface and / or a communication interface for reading or outputting data which are embedded in a communication protocol . The computing unit can be, for example, a signal processor, a so-called system ASIC or a microcontroller for processing sensor signals and outputting data signals as a function of the sensor signals. The storage unit can be, for example, a flash memory, an EPROM or a magnetic storage unit. The interface can be designed as a sensor interface for reading in the sensor signals from a sensor and / or as an actuator interface for outputting the data signals and / or control signals to an actuator. The communication interface can be designed to read in or output the data wirelessly and / or via line. The interfaces can also be software modules that are present, for example, on a microcontroller alongside other software modules.

Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer, einem programmierbaren Steuergerät oder einer ähnlichen Vorrichtung ausgeführt wird. Also advantageous is a computer program product or computer program with program code, which can be stored on a machine-readable carrier or storage medium such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical memory and for carrying out, implementing and / or controlling the steps of the method according to one of the embodiments described above is used, in particular if the program product or program is executed on a computer, a programmable control device or a similar device.

Es wird darauf hingewiesen, dass einige der möglichen Merkmale und Vorteile der Erfindung hierin mit Bezug auf unterschiedliche Ausführungsformen als Verfahren zum Regeln eines Sendesignals eines Abstandssensors 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.It is pointed out that some of the possible features and advantages of the invention are described herein with reference to different embodiments as methods for regulating a transmission signal of a distance sensor. A person skilled in the art recognizes that the features can be combined, adapted or exchanged in a suitable manner in order to arrive at further embodiments of the invention.

FigurenlisteFigure list

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen erläutert. Es zeigen

  • 1 ein schematisches Schaltbild eines Mikrowellen- oder Millimeterwellensensors, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist,
  • 2 ein schematisches Blockschaltbild einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
  • 3 ein Frequenz-Zeit-Diagramm zur Darstellung der Nachteile des Stands der Technik,
  • 4 zwei korrespondierende Frequenz-Zeit-Diagramme zur Erläuterung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und
  • 5 zwei korrespondierende Frequenz-Zeit-Diagramme zur Erläuterung einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Exemplary embodiments of the invention are explained below with reference to drawings. Show it
  • 1 1 shows a schematic circuit diagram of a microwave or millimeter wave sensor, as is known from the prior art,
  • 2nd 2 shows a schematic block diagram of an embodiment of the device according to the invention,
  • 3rd a frequency-time diagram to illustrate the disadvantages of the prior art,
  • 4th two corresponding frequency-time diagrams to explain an embodiment of the method according to the invention and
  • 5 two corresponding frequency-time diagrams to explain a further embodiment of the method according to the invention.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

In 1 ist eine schematische Schaltung eines Hochfrequenz-Senders und Hochfrequenz-Empfängers gezeigt, wie er aus dem Stand der Technik bekannt ist. Hierzu ist ein Oszillator 1 dargestellt, der hochfrequente Schwingungssignale erzeugt. Diese Ausgangssignale des Oszillators werden über die Sendeleitung 2 einer Sendeantenne 3 zugeführt. Dieser Sendezweig Tx sendet hochfrequente Signale aus, die als Sendesignale 4 von der Sendeantenne 3 abgestrahlt werden und an Objekten im Erfassungsbereich des Gerätes reflektiert werden. Die reflektierten Teilwellen werden als einfallende Signale 5 zurückreflektiert und können von der Empfangsantenne 6 im Empfangszweig Rx der Schaltung empfangen werden. Die von der Empfangsantenne 6 empfangenen Empfangssignale werden über die Empfangsleitung 7 einem Mischer 9 zugeführt. Zeitgleich werden dem Mischer 9 als weiteres Eingangssignal über die Mischerzuleitung 8 das momentane Sendesignal, das der Oszillator 1 erzeugt, zugeführt. Durch die Mischung der beiden Eingangssignale des Mischers 9 wird ein Zwischenfrequenzsignal am Mischerausgang 9 erzeugt, das am Zwischenfrequenzausgang 10 als IF-Signal (Intermediate Frequency Signal) erfasst werden kann und für weitere Auswertungen des Empfangssignals verwendet werden kann. Möchte man nun ein Sendesignal 4 aussenden, das häufige und schnelle Frequenzsprünge der Trägerfrequenz aufweist, so muss der Oszillator 1 derartige Frequenzsprünge erzeugen. Dabei ist problematisch, dass die erzeugte Frequenz des Oszillators 1 sich nicht sprunghaft ändern kann, sondern der Oszillator 1 seine Ausgangsschwingung einregeln muss, was eine gewisse Zeitdauer in Anspruch nimmt. Diese gewisse Zeitdauer ist die Einschwingzeit des Oszillators 1, während der Einschwingeffekte wie Überschwinger des Oszillatorausgangssignals entstehen. Während dieser Zeitdauer kann die Vorrichtung keine Objekte erkennen, so dass während der Einschwingvorgänge keine zuverlässige Messung möglich ist. Diese Zeit wird daher auch als Totzeit bezeichnet, während der die Vorrichtung nicht verwendet werden kann.In 1 is a schematic circuit of a radio frequency transmitter and radio frequency receiver, as is known from the prior art. For this is an oscillator 1 shown, which generates high-frequency vibration signals. These oscillator output signals are sent over the transmission line 2nd a transmitting antenna 3rd fed. This broadcast branch Tx sends out high-frequency signals that are transmitted signals 4th from the transmitting antenna 3rd be emitted and reflected on objects in the detection area of the device. The reflected partial waves are called incident signals 5 reflected back and can from the receiving antenna 6 in the receiving branch Rx the circuit can be received. The one from the receiving antenna 6 Received signals are received via the receive line 7 a mixer 9 fed. At the same time the mixer 9 as an additional input signal via the mixer feed line 8th the current transmit signal that the oscillator 1 generated, fed. By mixing the two input signals from the mixer 9 becomes an intermediate frequency signal at the mixer output 9 generated that at the intermediate frequency output 10th can be recorded as an IF signal (Intermediate Frequency Signal) and can be used for further evaluations of the received signal. Now you want a broadcast signal 4th send out that has frequent and rapid frequency jumps in the carrier frequency, so the oscillator 1 generate such frequency hops. It is problematic that the frequency generated by the oscillator 1 cannot change abruptly, but the oscillator 1 must adjust its output vibration, which takes a certain amount of time. This certain period of time is the settling time of the oscillator 1 , during the transient effects such as overshoot of the oscillator output signal. During this period, the device cannot recognize any objects, so that no reliable measurement is possible during the transient processes. These Time is therefore also referred to as dead time during which the device cannot be used.

In 2 ist ein schematisches Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, in dem ein Hochfrequenz-Umschalter 13 dargestellt ist. Dieser Hochfrequenz-Umschalter 13 verfügt über zwei Signaleingänge. Diesen Signaleingängen werden Eingangssignale 23, 26 bzw. 24, 27 zugeführt. Der Hochfrequenz-Umschalter 13 hat die Aufgabe, entweder den einen Signaleingang an den Umschalterausgang durchzuschalten oder den anderen Eingang an den Ausgang durchzuschalten, so dass das Sendesignal 14 am Hochfrequenz-Umschalter 13 entweder aus dem Eingangssignal des ersten Eingangs oder dem Signal des zweiten Eingangs besteht. Dabei wird der Hochfrequenz-Umschalter 13 über eine Steuerleitung angesteuert, über die ein Signal empfangen wird, das die Umschaltung steuert. Dieses Steuersignal bzw. dieser Steuereingang des Hochfrequenz-Umschalters 13 ist in 2 nicht dargestellt. Dem ersten bzw. zweiten Eingang des Hochfrequenz-Umschalters 13 werden Ausgangssignale 23, 26 der ersten Teilschaltung 11 zugeführt und dem zweiten Eingang des Hochfrequenz-Umschalters 13 werden Ausgangssignale 24, 27 der zweiten Teilschaltung 12 zugeführt. Dabei erzeugt jede der beiden Teilschaltungen 11, 12 ein treppenförmiges Ausgangssignal 23, 26 bzw. 24, 27, wobei die Frequenzsprünge der Trägerfrequenzsignale 23, 26 bzw. 24, 27 so gegeneinander verschoben sind, dass diese nicht gleichzeitig umgeschaltet werden und zwischen den Umschaltungen Mindestzeitdauern liegen. Somit ist der Hochfrequenz-Umschalter in der Lage, einen Frequenzsprung der Trägerfrequenz fT durchzuführen, wenn die neue, auszusendende Sendefrequenz an der momentan inaktiven Teilschaltung eingeschwungen ist. Damit finden die Einschwingeffekte und die damit verbundenen Totzeiten in den Ausgangssignalen der ersten und zweiten Teilschaltung 11, 12 statt, jedoch werden diese mit Einschwingeffekten belasteten Signale nicht durch den Hochfrequenz-Umschalter 13 durchgeschaltet, da zu diesen Zeitpunkten die jeweils andere Teilschaltung durchgeschaltet ist. Sowohl die erste Teilschaltung 11, als auch die zweite Teilschaltung 12 können dabei so ausgeführt sein, dass jede dieser beiden Teilschaltungen 11, 12 jeweils einen spannungsgesteuerten Oszillator 15 aufweist, der eine Ausgangsschwingung mit gewünschter Frequenz fT erzeugt. Hierzu ist an den spannungsgesteuerten Oszillator (VCO) eine Steuerspannung anzulegen, die über eine Phasenregelschleife (PLL) eingestellt wird und somit die Schwingfrequenz des spannungsgesteuerten Oszillators (VCO) einstellt. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass sowohl die erste Teilschaltung 11, als auch die zweite Teilschaltung 12 identisch aufgebaut sind und beide Teilschaltungen 11, 12 über die gleichen spannungsgesteuerten Oszillatoren 15 und Phasenregelschleifen 16 verfügen.In 2nd is a schematic block diagram of the device according to the invention, in which a high-frequency switch 13 is shown. This high frequency switch 13 has two signal inputs. These signal inputs become input signals 23 , 26 respectively. 24th , 27th fed. The high-frequency switch 13 has the task of either switching one signal input to the changeover switch output or switching the other input to the output, so that the transmission signal 14 on the high-frequency switch 13 consists of either the input signal of the first input or the signal of the second input. The high-frequency switch is used 13 controlled via a control line, via which a signal is received that controls the changeover. This control signal or this control input of the high-frequency switch 13 is in 2nd not shown. The first and second input of the high-frequency switch 13 become output signals 23 , 26 the first subcircuit 11 fed and the second input of the high-frequency switch 13 become output signals 24th , 27th the second subcircuit 12 fed. Each of the two subcircuits generates 11 , 12 a step-shaped output signal 23 , 26 respectively. 24th , 27th , wherein the frequency jumps of the carrier frequency signals 23 , 26 respectively. 24th , 27th are shifted against each other in such a way that they are not switched over at the same time and there are minimum durations between the switches. The high-frequency switch is thus able to change the frequency of the carrier frequency f T to be carried out when the new transmission frequency to be transmitted has settled on the currently inactive subcircuit. The transient effects and the associated dead times are thus found in the output signals of the first and second subcircuits 11 , 12 instead, however, these signals loaded with transient effects are not replaced by the high-frequency switch 13 switched through since the other sub-circuit is switched through at these times. Both the first subcircuit 11 , as well as the second subcircuit 12 can be designed so that each of these two sub-circuits 11 , 12 each a voltage controlled oscillator 15 has an output oscillation with the desired frequency f T generated. For this purpose, the voltage controlled oscillator ( VCO ) to apply a control voltage via a phase locked loop ( PLL ) is set and thus the oscillation frequency of the voltage-controlled oscillator ( VCO ) sets. It can in particular be provided that both the first subcircuit 11 , as well as the second subcircuit 12 are identical and both subcircuits 11 , 12 over the same voltage controlled oscillators 15 and phase locked loops 16 feature.

In 3 ist ein Trägerfrequenz-Zeit-Diagramm 17 dargestellt, bei dem auf der Abszisse die Zeitachse t aufgetragen wurde und die Ordinate die Trägerfrequenz fT repräsentiert. Dabei ist der Ursprung der Ordinatenachse nicht dem Frequenzwert 0 Hz zuzuordnen, sondern es werden hochfrequente Trägerschwingungen dargestellt, die in einem Frequenzband liegen, das für die Übertragung sinnvoll ist.In 3rd is a carrier frequency-time diagram 17th shown with the time axis on the abscissa t was plotted and the ordinate is the carrier frequency f T represents. The origin of the ordinate axis is not to be assigned to the frequency value 0 Hz, but rather high-frequency carrier vibrations are shown, which lie in a frequency band that makes sense for the transmission.

Im Diagramm ist ein Sendesignal 18 dargestellt, das vor der Zeit t1 eine bestimmte Trägerfrequenz fT aufweist. Zum Zeitpunkt t1 findet ein Frequenzsprung statt, so dass die Trägerfrequenz sprunghaft auf eine höhere Trägerfrequenz fT wechselt. Da hierzu der spannungsgesteuerte Oszillator VCO 15 innerhalb kurzer Zeit verstimmt werden muss und auf eine neue Frequenz fT einschwingen muss, ergeben sich nach der sprunghaften Änderung der Trägerfrequenz Einschwingeffekte 19. Diese Einschwingeffekte 19 können beispielsweise Überschwinger sein, die nach einigen Zyklen abklingen. Im dargestellten Beispiel der 3 ist ein Zeitpunkt 20 dargestellt, der das Ende der Totzeit 21 nach dem Sprungzeitpunkt t1 , t2 , t3 , ... repräsentiert. Erst ab diesem Zeitpunkt 20 ist es möglich, das Sendesignal 18 für Sende- und Empfangszwecke zur Objektdetektion zu nutzen, da zuvor die Einschwingeffekte 19 zu stark sind um eine sinnvolle Messung durchführen zu können. Daher ergibt sich der Zeitraum zwischen den Zeitpunkten der Trägerfrequenzsprünge t1 , t2 , t3 bis zu den Zeitpunkten 20, die den Beginn des nutzbaren Sendesignals repräsentieren eine Zeitdauer 21, während der die Einschwingeffekte 19 eine Nutzung des Sendesignals 18 verhindern.In the diagram is a broadcast signal 18th shown that ahead of time t 1 a certain carrier frequency f T having. At the time t 1 there is a frequency jump, so that the carrier frequency jumps to a higher carrier frequency f T changes. Since the voltage controlled oscillator VCO 15 must be detuned within a short time and to a new frequency f T must settle, there are settling effects after the sudden change in the carrier frequency 19th . These settling effects 19th can be overshoots, for example, which subside after a few cycles. In the example shown the 3rd is a time 20th shown the end of dead time 21st after the jump time t 1 , t 2 , t 3 , ... represents. Only from this point in time 20th it is possible the broadcast signal 18th to be used for sending and receiving purposes for object detection, because the transient effects previously 19th are too strong to be able to carry out a meaningful measurement. Therefore, the time period between the times of the carrier frequency jumps results t 1 , t 2 , t 3 up to the times 20th , which represent the beginning of the usable transmission signal, a time period 21st , during which the transient effects 19th a use of the broadcast signal 18th prevent.

In 4 sind zwei korrespondierende Diagramme a) und b) dargestellt. So ist in 4 a) wiederum ein Trägerfrequenz-Zeit-Diagramm 17 dargestellt, in dem zwei Signalverläufe, ineinander verschachtelt, dargestellt sind. Das korrespondierend, darunter aufgetragene Diagramm 4 b) zeigt ebenfalls ein Trägerfrequenz-Zeit-Diagramm 17, das den resultierenden Trägerverlauf des Sendesignals 25 darstellt, der sich aus der Kombination der beiden Teilsignale 23, 24 des darüber aufgetragenen Diagramms 4 a) ergibt.
So ist das erste Teilsignal 23 dargestellt, das das Ausgangssignal der ersten Teilschaltung 11 darstellt. Dieses erste Teilsignal 23 weist dabei die gleiche Form auf, wie das in 3 dargestellte Sendesignal 18. Dabei weist das erste Teilsignal 23 Sprünge der Trägerfrequenz fT zu den Zeitpunkten t1 , t3 , t5 , ... auf sowie im Anschluss an die Frequenzsprünge die Einschwingeffekte 19. Jeweils nach Ablauf der Totzeit 21, die in 4 a) nicht eingetragen ist, weist das erste Teilsignal 23 einen konstanten Verlauf der Trägerfrequenz fT über der Zeit auf. Weiterhin ist ein zweites Teilsignal 24 dargestellt, das ebenfalls Sprünge der Trägerfrequenz fT zu den Zeitpunkten t2 , t4 , t6 , ... aufweist. Dabei weist auch das zweite Teilsignal 24 im Nachgang zu den Frequenzsprüngen Einschwingeffekte 19 auf, die zu einer Totzeit 21 des zweiten Teilsignals 24 führen. Dadurch, dass die Frequenzsprünge des ersten Teilsignals 23 und des zweiten Teilsignals 24 zeitlich so verschoben sind, dass diese in zeitlicher Abfolge abwechselnd erfolgen, treten die Einschwingeffekte 19 immer nur bei einem der beiden Teilsignale 23, 24 auf, wohingegen das andere Teilsignal 23, 24 sich in einem eingeschwungenen Zustand befindet. Wird nun der Hochfrequenz-Umschalter 13 so gesteuert, dass immer das Teilsignal 23, 24 durch den Hochfrequenz-Umschalter 13 durchgeschaltet wird, das gerade im eingeschwungenen Zustand ist. Somit ist ein Ausgangssignal 14 realisierbar, das keine Einschwingeffekte 19 aufweist und dennoch in schneller Abfolge Frequenzsprünge der Trägerfrequenz fT ermöglicht. Dieses resultierende Sendesignal 14, wie es am Ausgang des Hochfrequenz-Umschalters 13 ausgegeben wird, ist in 4 b) dargestellt, in dem das Sendesignal 25 dargestellt ist. Dieses weist zu den Zeitpunkten t1 , t2 , t3 , t4 , t5 , t6 , ... Frequenzsprünge auf, wobei sich jede Stufe des Sendesignals 25 abwechselnd aus den beiden Teilsignalen 23, 24 der ersten Teilschaltung 11 bzw. der zweiten Teilschaltung 12 zusammensetzt.
In 4th two corresponding diagrams a) and b) are shown. So is in 4 a) again a carrier frequency-time diagram 17th shown in which two waveforms, nested, are shown. The corresponding diagram below 4th b) also shows a carrier frequency-time diagram 17th , the resulting carrier profile of the transmission signal 25th represents, which results from the combination of the two partial signals 23 , 24th of the diagram above 4th a) results.
This is the first partial signal 23 shown that the output signal of the first subcircuit 11 represents. This first partial signal 23 has the same shape as that in 3rd shown transmission signal 18th . The first partial signal points 23 Jumps in the carrier frequency f T at the times t 1 , t 3 , t 5 , ... the transient effects on and after the frequency jumps 19th . Each time after the dead time 21st , in the 4 a) is not entered, the first partial signal 23 a constant course of Carrier frequency f T over time. There is also a second partial signal 24th shown, which also jumps in carrier frequency f T at the times t 2 , t 4 , t 6 , ... having. The second partial signal also points 24th following the frequency hops settling effects 19th on that at a dead time 21st of the second partial signal 24th to lead. The fact that the frequency jumps of the first partial signal 23 and the second partial signal 24th The transient effects occur if they are shifted in time so that they alternate in chronological order 19th only with one of the two partial signals 23 , 24th on, whereas the other partial signal 23 , 24th is in a steady state. Now the high-frequency switch 13 controlled so that always the partial signal 23 , 24th through the high-frequency switch 13 is switched through, which is currently in the steady state. So is an output signal 14 realizable, that no settling effects 19th has and yet in rapid succession frequency jumps of the carrier frequency f T enables. This resulting broadcast signal 14 as it is at the output of the high-frequency switch 13 is spent is in 4 b) shown in which the transmission signal 25th is shown. This points at the times t 1 , t 2 , t 3 , t 4 , t 5 , t 6 , ... frequency hops, with each stage of the transmission signal 25th alternately from the two partial signals 23 , 24th the first subcircuit 11 or the second subcircuit 12 put together.

In 5 sind wiederum zwei Trägerfrequenz-Zeit-Diagramme 17 dargestellt, die zueinander korrespondierend übereinander dargestellt sind. So ist in 5 a) wiederum das Frequenz-Zeit-Diagramm 17 der beiden einzelnen Ausgangssignale der ersten Teilschaltung 11 und der zweiten Teilschaltung 12 dargestellt. In der darunter dargestellten 5 b) ist wiederum das resultierende Sendesignal 28 dargestellt, das durch Umschalten des Hochfrequenz-Umschalters 13 aus den beiden Teilsignalen 26, 27 resultierend gebildet wird. So ist in 5 a) wiederum ein erstes Teilsignal 26 dargestellt, das zu den Zeitpunkten t1 , t3 , t5 , ...jeweils einen Frequenzsprung in der Trägerfrequenz fT aufweist. An diese Sprungzeitpunkte t1 , t3 , t5 ... schließen sich wieder die Einschwingeffekte 19 an, die zu einer Totzeit 21 des ersten Sendesignals 26 führen. Ebenso ist wiederum ein zweites Teilsignal 27 dargestellt, das zu den Zeitpunkten t2 , t4 , t6 , ... - also immer zwischen den Sprungzeitpunkten des ersten Teilsignals 26 - Frequenzsprünge in der Trägerfrequenz fT aufweist. Auch dieses zweite Teilsignal 27 weist die Einschwingeffekte 19 auf, die zu Totzeiten des zweiten Teilsignals 27 führen. Darunter ist in 5 b) ein korrespondierendes Frequenz-Zeit-Diagramm 17 dargestellt, das das Sendesignal 28, das am Ausgang des Hochfrequenz-Umschalters 13 ausgegeben wird, darstellt und sich aus den beiden Teilsignalen 26, 27 zusammensetzt. Im Gegensatz zu dem resultierenden Diagramm der 4 b), bei dem sich beide Teilsignale zu einer Treppenfunktion zusammenfügen, die beispielsweise nach bestimmten Zeitpunkten, insbesondere äquidistanten Zeitpunkten, Frequenzsprünge mit jeweils identischem Frequenzhub aufweisen, zeigt das Sendesignal 28 in 5 b) keine regelmäßige Treppenfunktion auf. Vielmehr ergeben sich zwei Treppenfunktionen, wobei zwischen beiden Treppenfunktionen hin und her geschaltet wird und die gegenseitig einen derart großen Frequenzabstand haben, dass sich beide Treppenfunktionen 20, 27 nicht überscheiden. Dabei wird immer der Teil der ersten Teilfunktion 26 bzw. der zweiten Teilfunktion 27 durchgeschaltet, der sich momentan im eingeschwungenen Zustand befindet. Die resultierende Sendefunktion 28 hat gegenüber der Sendefunktion 25 der 4 b) den Vorteil, dass das Ausgangssignal der Teilschaltung 11, 12, das momentan nicht durch den Hochfrequenz-Umschalter 13 durchgeschaltet wird, im Hochfrequenz-Umschalter 13 absorbiert wird. Aufgrund des größeren Frequenzabstands der beiden Teilsignale 26, 27 in 5, im Vergleich zu dem Frequenzabstand der beiden Teilfunktionen 23, 24 der 4 b), sind die Störungen des momentan nicht durchgeschalteten Teilsignals geringer und das Sendesignal weniger stark beeinflusst. Hierdurch ergibt sich ein saubereres Sendesignal, so dass eine Abstands- oder Dopplermessung mit höherer Genauigkeit durchgeführt werden kann, als wenn die Trägerfrequenzen der beiden Teilfunktion nah beieinander liegen.In 5 are again two carrier frequency-time diagrams 17th shown, which are shown corresponding to each other one above the other. So is in 5 a) again the frequency-time diagram 17th of the two individual output signals of the first subcircuit 11 and the second subcircuit 12 shown. In the one shown below 5 b) is again the resulting broadcast signal 28 shown, by switching the high-frequency switch 13 from the two partial signals 26 , 27th is formed as a result. So is in 5 a) again a first partial signal 26 shown that at the times t 1 , t 3 , t 5 , ... one frequency jump in the carrier frequency f T having. At these jump times t 1 , t 3 , t 5 ... the settling effects close again 19th at a dead time 21st of the first transmission signal 26 to lead. There is also a second partial signal 27th shown that at the times t 2 , t 4 , t 6 , ... - always between the jump times of the first partial signal 26 - Frequency hops in the carrier frequency f T having. This second partial signal too 27th exhibits the transient effects 19th on the dead times of the second partial signal 27th to lead. Below is in 5 b) a corresponding frequency-time diagram 17th shown that the broadcast signal 28 that at the output of the high-frequency switch 13 is output, represents and consists of the two partial signals 26 , 27th put together. In contrast to the resulting diagram of the 4 b) , in which the two partial signals combine to form a staircase function, which, for example, after certain points in time, in particular equidistant points in time, have frequency jumps with an identical frequency shift in each case, shows the transmission signal 28 in 5 b) no regular staircase function. Rather, there are two staircase functions, switching between the two staircase functions back and forth and the mutual frequency spacing is so great that both staircase functions 20th , 27th do not cross. The part of the first subfunction is always used 26 or the second subfunction 27th switched through, which is currently in the steady state. The resulting send function 28 has compared to the send function 25th the 4 b) the advantage that the output signal of the subcircuit 11 , 12 which is currently not due to the high-frequency switch 13 is switched through in the high-frequency switch 13 is absorbed. Due to the larger frequency spacing of the two partial signals 26 , 27th in 5 , compared to the frequency spacing of the two sub-functions 23 , 24th the 4 b) , the interference of the currently not switched through partial signal is less and the transmission signal is less influenced. This results in a cleaner transmission signal, so that a distance or Doppler measurement can be carried out with greater accuracy than if the carrier frequencies of the two sub-functions are close to one another.

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102015210454 A1 [0002]DE 102015210454 A1 [0002]

Claims (11)

Vorrichtung zur Erzeugung hochfrequenter Sendesignale (14, 25, 28), bei der die Trägerfrequenz (fT) im Sendeverlauf sprunghaft verändert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Einschwingzeit (21) nach einer sprunghaften Änderung (t1, t2, ...) der Trägerfrequenz (fT) reduziert wird oder die Einschwingeffekte (19) nach einer sprunghaften Änderung (t1, t2, ...) der Trägerfrequenz (fT) eliminiert werden, indem die Vorrichtung eine erste Teilschaltung (11) zur Trägerfrequenzerzeugung und eine zweite Teilschaltung (12) zur Trägerfrequenzerzeugung aufweist, und die Vorrichtung einen Hochfrequenz-Umschalter (13) aufweist, dem die Ausgangssignale (23, 24, 26, 27) der ersten und der zweiten Teilschaltung (11, 12) zugeführt werden und der als Sendesignal (14) wechselseitig das Ausgangssignal der ersten oder der zweiten Teilschaltung (11, 12) ausgibt und wobei der Hochfrequenz-Umschalter (13) zur sprunghaften Veränderung der Trägerfrequenz (fT) das Ausgangssignal (23, 24, 26, 27) der bislang nicht durchgeschgalteten Teilschaltung (11, 12) als neues Sendesignal (14) durchschaltet.Device for generating high-frequency transmission signals (14, 25, 28), in which the carrier frequency (f T ) is changed abruptly in the course of the transmission, characterized in that the settling time (21) after an abrupt change (t 1 , t 2 , ... ) the carrier frequency (f T ) is reduced or the transient effects (19) after a sudden change (t 1 , t 2 , ...) of the carrier frequency (f T ) are eliminated by the device having a first subcircuit (11) for carrier frequency generation and a second sub-circuit (12) for carrier frequency generation, and the device has a high-frequency switch (13), to which the output signals (23, 24, 26, 27) of the first and second sub-circuits (11, 12) are supplied and the alternately outputs the output signal of the first or second subcircuit (11, 12) as the transmission signal (14) and the high-frequency switch (13) for the sudden change in the carrier frequency (f T ) outputs the output signal (23, 24, 26, 27) the subcircuit (11, 12) which has not been switched through as a new transmission signal (14). Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Teilschaltung (11, 12) zur Trägerfrequenzerzeugung (fT) identisch aufgebaut sind.Device after Claim 1 , characterized in that the first and the second subcircuit (11, 12) for carrier frequency generation (f T ) are constructed identically. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Teilschaltung (11, 12) zur Trägerfrequenzerzeugung (fT) jeweils aus einer geschlossenen Phasenregelschleife (16) mit einem spannungsgesteuerten Oszillator (15) besteht.Device after Claim 1 or 2nd , characterized in that the first and the second subcircuit (11, 12) for carrier frequency generation (f T ) each consist of a closed phase locked loop (16) with a voltage controlled oscillator (15). Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochfrequenz-Umschalter (13) eingerichtet ist, dass das Eingangssignal der Teilschaltung (11, 12), das momentan nicht am Ausgang des Hochfrequenz-Umschalters (13) ausgegeben wird, absorbiert wird.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the high-frequency switch (13) is set up in such a way that the input signal of the subcircuit (11, 12), which is not currently output at the output of the high-frequency switch (13), is absorbed. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung als Sendeeinrichtung für Mikrowellensignale oder Millimeterwellensignale, insbesondere in einer Einrichtung, die eine Stepped-OFDM aussendet, integriert ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device is integrated as a transmission device for microwave signals or millimeter wave signals, in particular in a device which emits a stepped OFDM. Verfahren zur Erzeugung hochfrequenter Sendesignale (14, 25, 28), bei dem die Trägerfrequenz (fT) im Sendeverlauf sprunghaft verändert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Einschwingzeit (21) nach einer sprunghaften Änderung (t1, t2, ...) der Trägerfrequenz (fT) reduziert wird oder die Einschwingeffekte (19) nach einer sprunghaften Änderung (t1, t2, ...) der Trägerfrequenz (fT) eliminiert werden, indem mittels einer ersten Teilschaltung (11) ein erstes Trägerfrequenzsignal (23, 26) erzeugt wird mittels einer zweiten Teilschaltung (12) ein zweites Trägerfrequenzsignal (24, 27) erzeugt wird, und das erste und das zweite Trägerfrequenzsignal (23, 24, 26, 27) einem Hochfrequenz-Umschalter (13) zugeführt werden, der ein Sendesignal (14, 25, 28) ausgibt, indem wechselseitig das erste und das zweite Trägerfrequenzsignal (23, 24, 26, 27) ausgegeben wird und wobei mittels des Hochfrequenz-Umschalters (13) zur sprunghaften Veränderung (t1, t2, ...) der Trägerfrequenz (fT) das Signal des momentan nicht durchgeschgalteten Trägerfrequenzsignals als neues Sendesignal (14, 25, 28) durchschaltet wird.Method for generating high-frequency transmission signals (14, 25, 28), in which the carrier frequency (f T ) is changed abruptly in the course of the transmission, characterized in that the settling time (21) after an abrupt change (t 1 , t 2 , ... ) the carrier frequency (f T ) is reduced or the transient effects (19) after an abrupt change (t 1 , t 2 , ...) of the carrier frequency (f T ) are eliminated by using a first sub-circuit (11) a first carrier frequency signal (23, 26) is generated by means of a second subcircuit (12), a second carrier frequency signal (24, 27) is generated, and the first and second carrier frequency signals (23, 24, 26, 27) are fed to a high-frequency switch (13) , which outputs a transmission signal (14, 25, 28) by alternately outputting the first and second carrier frequency signals (23, 24, 26, 27) and using the high-frequency switch (13) to make a sudden change (t 1 , t 2 , ...) the carrier frequency (f T ) the signal of the carrier frequency signal which is not currently switched through is switched through as a new transmission signal (14, 25, 28). Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichent, dass das momentan nicht durchgeschaltete Trägerfrequenzsignal (23, 24, 26, 27) auf die neue Trägerfrequenz der nächsten sprunghaften Trägerfrequenzänderung eingestellt wird.Procedure according to Claim 6 , characterized in that the carrier frequency signal (23, 24, 26, 27) which is not currently switched through is set to the new carrier frequency of the next abrupt change in carrier frequency. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das durchgeschaltete Trägerfrequenzsignal (14, 25, 28) zwischen zwei Umschaltungen (t1, t2, ...) zwischen den beiden Teilschaltungen (11, 12) nicht oder lediglich linear verändert wird.Procedure according to one of the Claims 6 or 7 , characterized in that the switched-through carrier frequency signal (14, 25, 28) between two switches (t 1 , t 2 , ...) between the two sub-circuits (11, 12) is not changed or is only changed linearly. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer des Sendesignals (14, 25, 28) zwischen zwei Umschaltungen (t1, t2, ...) der Trägerfrequenzsignale (fT) nur kurzzeitige Signale sind, insbesondere dass diese maximal im Bereich der 1,5-fachen bis 5-fachen Zeitdauer der charakteristisen Einschwingzeitdauer (20) eines der VCO (15) einer der Teilschaltungen (11, 12) beträgt.Method according to one of the preceding Claims 6 to 8th , characterized in that the duration of the transmission signal (14, 25, 28) between two switches (t 1 , t 2 , ...) of the carrier frequency signals (f T ) are only short-term signals, in particular that these are at most in the range of 1, 5 times to 5 times the duration of the characteristic settling time (20) of one of the VCO (15) of one of the subcircuits (11, 12). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Teilschaltung (11), die zweite Teilschaltung (12) und der Hochfrequenz-Umschalter (13) so gesteuert werden, dass das resultierende Sendesignal (14, 25, 28) einen treppenförmig ansteigenden oder treppenförmig abfallenden Verlauf der Trägerfrequenz (fT), insbesondere mit Zeitabschnitten konstanter Trägerfrequenz (fT), aufweist.Method according to one of the preceding Claims 6 to 9 , characterized in that the first subcircuit (11), the second subcircuit (12) and the high-frequency switch (13) are controlled in such a way that the resulting transmission signal (14, 25, 28) has a step-wise rising or falling step-wise curve of the carrier frequency (f T ), in particular with periods of constant carrier frequency (f T ). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerfrequenzen (fT) der Ausgangssignale (23, 24, 26, 27) der ersten Teilschaltung (11) und der zweiten Teilschaltung (12) jeweils so gesteuert werden, dass diese einen Mindest-Frequenzabstand zueinander aufweisen, insbesondere einen Mindest-Frequenzabstand aufweisen, bei dem sich die beiden Ausgangssignale (23, 24, 26, 27) der ersten Teilschaltung (11) und der zweiten Teilschaltung (12) in Ihrer Frequenz nicht überschneiden.Method according to one of the preceding Claims 6 to 9 , characterized in that the carrier frequencies (f T ) of the output signals (23, 24, 26, 27) of the first Subcircuit (11) and the second subcircuit (12) are each controlled such that they have a minimum frequency spacing from one another, in particular a minimum frequency spacing at which the two output signals (23, 24, 26, 27) of the first subcircuit (11) and the second subcircuit (12) do not overlap in their frequency.
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