DE102019201843A1 - Suppression of reflections in phase modulated radars - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung (200), die einen Prozessor (201) umfasst, der dazu ausgelegt ist, einen Phasencode mit einem gemäß Abtastzeitpunkten (A1, A2, A3, A4) abgetasteten Empfangsradarsignal (S) zu korrelieren und eine Verschiebung (δ) von Abtastzeitpunkten (A1, A2, A3, A4) derart zu bestimmen, dass eine Korrelationsleistung (|f(Δt)|) in einem vorbestimmten Entfernungsbereich ([Δt,Δt]) minimiert wird.Device (200) comprising a processor (201) designed to correlate a phase code with a received radar signal (S) sampled according to sampling times (A1, A2, A3, A4) and a shift (δ) of sampling times (A1 , A2, A3, A4) in such a way that a correlation power (| f (Δt) |) is minimized in a predetermined distance range ([Δt, Δt]).

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Verfahren und ein Radarsystem zur Unterdrückung von Reflexionen in phasenmodulierten Radaren.The present disclosure relates to a method and a radar system for suppressing reflections in phase modulated radars.

TECHNISCHER HINTERGRUNDTECHNICAL BACKGROUND

Die Radar-Technologie („Radio Detection and Ranging“) bezieht sich auf Vorrichtungen, Verfahren und Systeme zur Ortung und Erkennung von Objekten auf Basis von elektromagnetischen Wellen im Radiofrequenzbereich. Das Radar sendet ein elektromagnetisches Signal und empfängt Echos von Objekten. Mittels der Radar-Technologie kann beispielsweise über die Auswertung von Laufzeiten eine Position und unter Berücksichtigung von Frequenzsignaländerungen (Doppler-Effekt) die relative Geschwindigkeit eines Objekts ermittelt werden.Radar technology (“Radio Detection and Ranging”) refers to devices, methods and systems for locating and recognizing objects on the basis of electromagnetic waves in the radio frequency range. The radar sends an electromagnetic signal and receives echoes from objects. Radar technology can be used, for example, to determine a position by evaluating transit times and, taking into account frequency signal changes (Doppler effect), the relative speed of an object.

Die Radar-Technologie wird beispielsweise in einem Fahrzeug eingesetzt. Fahrzeuge ermitteln mittels Radarsignalen die Position und Geschwindigkeit von Objekten, wie etwa anderen Verkehrsteilnehmern oder Hindernissen.The radar technology is used in a vehicle, for example. Vehicles use radar signals to determine the position and speed of objects such as other road users or obstacles.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Radarsystem bzw. ein entsprechendes Antennenmodul bereitzustellen, bei dem das Verhalten des Radarsystems optimiert wird.Proceeding from this, the invention is based on the object of providing a radar system or a corresponding antenna module in which the behavior of the radar system is optimized.

Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtung nach Anspruch 1 und das Verfahren nach Anspruch 10 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung.This object is achieved by the device according to claim 1 and the method according to claim 10. Further advantageous embodiments of the invention emerge from the subclaims and the following description of preferred exemplary embodiments of the present invention.

Die Ausführungsbeispiele zeigen eine Vorrichtung, die einen Prozessor umfasst, der dazu ausgelegt ist, einen Phasencode mit einem gemäß Abtastzeitpunkten abgetasteten Empfangsradarsignal zu korrelieren und eine Verschiebung von Abtastzeitpunkten derart zu bestimmen, dass eine Korrelationsleistung in einem vorbestimmten Entfernungsbereich minimiert wird.The exemplary embodiments show a device which comprises a processor which is designed to correlate a phase code with a received radar signal sampled according to sampling times and to determine a shift of sampling times in such a way that a correlation power is minimized in a predetermined distance range.

Der Prozessor kann beispielsweise eine Recheneinheit wie eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU = central processing unit) sein, die Programminstruktionen ausführt.The processor can, for example, be a computing unit such as a central processing unit (CPU) that executes program instructions.

Das Empfangsradarsignal kann beispielsweise durch eine phasenmodulierte Dauerstrichradartechnologie erzeugt werden. Bei der phasenmodulierten Dauerstrichradartechnologie (Phase-Modulated Continuous Wave) werden Phasencodierungen (häufig +-180°) auf ein hochfrequentes Signal moduliert, übertragen und im Empfänger mit dem genutzten Code korreliert. Die Korrelation hat an den Stellen ein Maximum, bei denen die Verschiebung des Referenzcodes der Signallaufzeit zu einem Ziel und damit der Entfernung entspricht. Bei anderen Verschiebungen könnte das Korrelationsergebnis jedoch nicht Null sein, sondern proportional zur Amplitude des Maximums, siehe z.B. m-Sequenzen („Maximum Length Sequences“), sodass Störungen im gesamten Entfernungsbereich entstehen. Diese Störungen können die Detektionen von Zielen mit geringem Radarrückstreuquerschnitt oder in großer Distanz verhindern. Beim FMCW-Radar besteht ein ähnliches Problem (Unterdrückung von Reflexionen des Stoßfängers), das dabei über ein Hochpass-Filter gelöst wird. Dies ist beim PMCWRadar nicht möglich, da dabei kein Zusammenhang zwischen Basisbandfrequenz und Signallaufzeit besteht.The received radar signal can be generated, for example, by a phase-modulated continuous wave radar technology. With phase-modulated continuous wave radar technology, phase encodings (often + -180 °) are modulated onto a high-frequency signal, transmitted and correlated with the code used in the receiver. The correlation has a maximum at those points where the shift of the reference code corresponds to the signal propagation time to a target and thus to the distance. With other shifts, however, the correlation result could not be zero, but proportional to the amplitude of the maximum, see e.g. m-sequences ("Maximum Length Sequences"), so that interference occurs over the entire distance range. These disturbances can prevent the detection of targets with a small radar backscatter cross section or at a great distance. With the FMCW radar there is a similar problem (suppression of reflections from the bumper), which is solved by a high-pass filter. This is not possible with the PMCWRadar because there is no connection between the baseband frequency and the signal propagation time.

Zur Unterdrückung starker Reflexionen (z.B. Stoßfänger, der immer in derselben Entfernung ist) werden daher die Abtastzeitpunkte so verschoben, dass diese auf die Nulldurchgänge eines Empfangsradarsignals mit einer bestimmten Signallaufzeit fallen. Einzelne Sequenzen können z.B aus aus ca. 256 oder ca. 512 Abtastpunkten bestehen.To suppress strong reflections (for example, a bumper that is always at the same distance), the sampling times are therefore shifted so that they fall on the zero crossings of a received radar signal with a certain signal propagation time. Individual sequences can, for example, consist of approx. 256 or approx. 512 Sampling points exist.

Die Verschiebung der Abtastzeitpunkte derart, dass eine Korrelationsleistung in einem vorbestimmten Entfernungsbereich minimiert wird, resultiert in einer optimierten Verschiebung. Diese Optimierung der Abtastzeitpunkte wird vorzugsweise in einer Kalibrierungsphase des Sensors durchgeführt. Nach der Kalibrierung wird die optimierte Verschiebung der Abtastzeitpunkte gespeichert und für nachfolgende Messungen verwendet.Shifting the sampling times in such a way that a correlation power is minimized in a predetermined distance range results in an optimized shift. This optimization of the sampling times is preferably carried out in a calibration phase of the sensor. After the calibration, the optimized shift of the sampling times is saved and used for subsequent measurements.

Ist die Verschiebung der Abtastzeitpunkte derart optimiert, dass eine Korrelationsleistung im vorbestimmten Entfernungsbereich minimiert wird, fallen die Abtastzeitpunkte auf die Nulldurchgänge des digitalisierten Empfangsradarsignals, so dass Störungen eines Empfangsradarsignals unterdrückt werden können.If the shift of the sampling times is optimized in such a way that a correlation power is minimized in the predetermined distance range, the sampling times fall on the zero crossings of the digitized received radar signal, so that interference in a received radar signal can be suppressed.

Vorzugsweise wird der vorbestimmte Entfernungsbereich so gewählt, dass er keine Reflektionen von Objekten () enthält, außer Reflektionen eines Störobjekts. Der Abstandsbereich kann vom Prozessor bestimmt werden oder manuell, unter Kenntnis der Umgebung während des Kalibrierungsvorgangs, vorgegeben werden.The predetermined distance range is preferably selected in such a way that it does not contain any reflections from objects (), except for reflections from an interfering object. The distance range can be determined by the processor or it can be specified manually with knowledge of the surroundings during the calibration process.

Vorzugsweise ist der Prozessor dazu ausgelegt, die Verschiebung von Abtastzeitpunkte innerhalb einer Sendepulsdauer zu minimieren.The processor is preferably designed to minimize the shifting of sampling times within a transmission pulse duration.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Vorrichtung ferner einen Analog-Digital-Wandler, wobei der Analog-Digital-Wandler den Phasencode in ein digitales Signal umwandelt.According to an exemplary embodiment, the device further comprises an analog-to-digital converter, wherein the analog-to-digital converter converts the phase code into a digital signal.

Ferner umfasst die Vorrichtung einen Analog-Digital-Wandler, wobei der Analog-Digital-Wandler dazu ausgelegt ist, das Empfangsradarsignal mit der Verschiebung von Abtastzeitpunkten abzutasten.Furthermore, the device comprises an analog-digital converter, the analog-digital converter being designed to sample the received radar signal with the shift in sampling times.

Vorzugsweise ist der Prozessor dazu ausgelegt, die Korrelationsleistung auf Grundlage einer Korrelation zwischen dem digitalisierten Empfangsradarsignal und dem digitalisierten Phasencode zu bestimmen.The processor is preferably designed to determine the correlation performance on the basis of a correlation between the digitized received radar signal and the digitized phase code.

Statt die Abtastzeitpunkte zwischen sukzessiven Messungen zu verschieben, kann dies unter höherem Rechenaufwand auch in einer einzelnen Messung durchgeführt werden. Wird das Signal unter Einhaltung des Abtasttheorems abgetastet (in der Regel gegeben), kann dies für den gesamten Zeitbereich dargestellt werden. Damit kann, nach Berechnung zusätzlicher Zeitpunkte, das günstigste Abtastraster gewählt werden.Instead of shifting the sampling times between successive measurements, this can also be carried out in a single measurement with greater computational effort. If the signal is sampled (usually given) in compliance with the sampling theorem, this can be represented for the entire time range. In this way, after calculating additional points in time, the most favorable sampling grid can be selected.

Vorzugsweise wird das Empfangsradarsignal mittels phasenmodulierter Dauerstrichradartechnologie erzeugt.The received radar signal is preferably generated by means of phase-modulated continuous wave radar technology.

Die Ausführungsbeispiele offenbaren ferner auch ein Fahrzeug, das eine Vorrichtung umfasst, wobei die Vorrichtung einen Prozessor umfasst, der dazu ausgelegt ist, einen Phasencode mit einem abgetasteten Empfangsradarsignal gemäß Abtastzeitpunkten zu korrelieren und eine Verschiebung von Abtastzeitpunkten derart zu bestimmen, dass eine Korrelationsleistung in einem vorbestimmten Entfernungsbereich minimiert wird. Bei dem Fahrzeug kann es sich beispielsweise um einen PKW, einen LKW, ein Elektrofahrzeug, oder dergleichen handeln. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Vorrichtung in einem Assistenzsystem eines solchen Fahrzeugs zum Einsatz kommen. Bei dem Fahrzeug kann es sich insbesondere um ein autonomes oder teilautonomes Fahrzeug handeln.The exemplary embodiments also disclose a vehicle that comprises a device, the device comprising a processor which is designed to correlate a phase code with a sampled received radar signal according to sampling times and to determine a shift of sampling times in such a way that a correlation power in a predetermined Distance range is minimized. The vehicle can be, for example, a car, a truck, an electric vehicle, or the like. In particular, the device according to the invention can be used in an assistance system of such a vehicle. The vehicle can in particular be an autonomous or partially autonomous vehicle.

Die Ausführungsbeispiele offenbaren ferner auch ein Verfahren, bei dem ein Phasencode mit einem abgetasteten Empfangsradarsignal gemäß Abtastzeitpunkten korreliert wird und eine Verschiebung von Abtastzeitpunkten bestimmt wird, so dass eine Korrelationsleistung in einem vorbestimmten Entfernungsbereich minimiert wird.The exemplary embodiments also disclose a method in which a phase code is correlated with a sampled received radar signal according to sampling times and a shift in sampling times is determined so that a correlation performance is minimized in a predetermined distance range.

Ausführungsformen werden nun beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:

  • 1 eine Hüllkurve einer phasenkodierten Wellenform eines PMCW-Radars in einem Zeitbereich zeigt;
  • 2 ein Blockdiagramm zeigt, das eine beispielhafte Konfiguration eines erfindungsgemäßen Radarsystems darstellt;
  • 3 ein exemplarisches Blockdiagramm des vom PN-Generator erzeugten Phasencodes zeigt;
  • 4 exemplarische Abtastzeitpunkte des Analog-Digital-Wandlers 208 zeigt, der ein demoduliertes Empfangsradarsignal digital-wandelt;
  • 5 ein Flussdiagramm eines Prozesses zum Bestimmen der optimalen Verschiebung der Abtastzeitpunkte zeigt;
  • 6 zeigt, wie der Entfernungsbereichs für die Kalibrierung ausgewählt wird; und
  • 7 ein Blockdiagramm zeigt, das schematisch die Konfiguration eines Fahrzeugs mit einem Radarsystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
Embodiments will now be described by way of example and with reference to the accompanying drawings, in which:
  • 1 Figure 9 shows an envelope of a phase encoded waveform of a PMCW radar in a time domain;
  • 2 Fig. 3 is a block diagram showing an exemplary configuration of a radar system according to the present invention;
  • 3 Figure 11 shows an exemplary block diagram of the phase code generated by the PN generator;
  • 4th exemplary sampling times of the analog-digital converter 208 shows that digital-converts a demodulated received radar signal;
  • 5 Figure 3 shows a flow chart of a process for determining the optimal shift in sampling times;
  • 6 shows how to select the distance range for calibration; and
  • 7th FIG. 13 is a block diagram schematically showing the configuration of a vehicle having a radar system according to an embodiment of the present invention.

1 zeigt eine Hüllkurve einer phasenkodierten Wellenform eines PMCW-Radars in einem Zeitbereich. Die phasenkodierte Wellenform hat sieben Teilbereiche S1, S2, S3, S4, S5, S6 und S7. Jeder Teilbereich S1, S2, S3, S4, S5, S6 und S7 ist einem entsprechenden Phasencode (0, 1) zugeordnet. Ist der Phasencode 0 (S1, S4, S6, S7), wird die phasenkodierte Welle mit einer Phase von 0° ausgesendet und ist der Phasencode 1 (S2, S3, S5), wird die phasenkodierte Welle mit einer Phase von 180° ausgesendet. Die Teilbereiche („Pulse“) S1, S2, S3, S4, S5, S6 und S7 haben eine gleiche Sendepulsdauer T, wobei die Teilbereiche auf ein Basissignal (nicht in 1 gezeigt), welches eine Hochfrequenz und eine Amplitude von 150mV bis -150 mV hat, moduliert werden. Die Übergänge zwischen 0 und 1 weisen aufgrund der Bandbegrenzung keine Rechteckform auf, sondern folgen einem Sinus-ähnlichen Verlauf. Die Bandbegrenzung ist z. B. aufgrund von Frequenzregulierungen erforderlich oder kann durch die Bandbreite der Antennen entstehen. Ein zusätzliches Sicherheitsspektrum kann genutzt werden, um sicherzustellen, dass die Bandbegrenzung einen sinusförmigen Verlauf aufweist. 1 FIG. 10 shows an envelope of a phase-encoded waveform of a PMCW radar in a time domain. The phase-encoded waveform has seven sections S1 , S2 , S3 , S4 , S5 , S6 and S7 . Every sub-area S1 , S2 , S3 , S4 , S5 , S6 and S7 is a corresponding phase code ( 0 , 1 ) assigned. Is the live code 0 ( S1 , S4 , S6 , S7 ), the phase-coded wave is transmitted with a phase of 0 ° and is the phase code 1 ( S2 , S3 , S5 ), the phase-coded wave is transmitted with a phase of 180 °. The sub-areas ("Pulse") S1 , S2 , S3 , S4 , S5 , S6 and S7 have the same transmission pulse duration T , whereby the sub-areas are based on a base signal (not in 1 shown), which has a high frequency and an amplitude of 150mV to -150 mV, can be modulated. Due to the band limitation, the transitions between 0 and 1 do not have a rectangular shape, but follow a sine-like curve. The band limit is z. B. required due to frequency regulations or can arise from the bandwidth of the antennas. An additional safety spectrum can be used to ensure that the band limitation has a sinusoidal profile.

2 zeigt ein Blockdiagramm, das eine beispielhafte Konfiguration eines erfindungsgemäßen Radarsystems darstellt. Das Radarsystem 200 umfasst eine Radarsteuerungseinheit 201, einen PN-Generator 202, einen Modulator 203, eine Sendeantenne 204, einen Analog-Digital-Wandler (ADC) 205, einen Generator 206, einen Korrelator 207, einen Analog-Digital-Wandler (ADC) 208, einen Verstärker 209, einen Demodulator 210 und eine Empfangsantenne 211 und ein Verzögerungsglied 212. Das Radarsystem 200 ist hier ein Phase-Modulated Continuous Wave (PMCW)-Radarsystem (Phasenmoduliertes Dauerstrichradar). Beim PMCW-Radar werden Phasenkodierungen, wie in 1 gezeigt, auf ein hochfrequentes Basissignal moduliert, übertragen und im Empfänger mit dem genutzten Code korreliert. Im Ausführungsbeispiel der 2 wird zwar ein Korrelator 207 dargestellt, aber alternativ können auch mehrere parallele Korrelatoren bereitgestellt werden, um mehrere Entfernungen zeitgleich zu korrelieren. 2 Fig. 13 is a block diagram showing an exemplary configuration of a radar system according to the invention. The radar system 200 includes a radar control unit 201 , a PN generator 202 , a modulator 203 , a transmitting antenna 204 , an analog-to-digital converter (ADC) 205 , a generator 206 , a correlator 207 , an analog-to-digital converter (ADC) 208 , an amplifier 209 , a demodulator 210 and a receiving antenna 211 and a delay element 212 . The Radar system 200 is a phase-modulated continuous wave (PMCW) radar system (phase-modulated continuous wave radar). The PMCW radar uses phase encodings, as in 1 shown, modulated on a high-frequency base signal, transmitted and correlated in the receiver with the code used. In the embodiment of 2 becomes a correlator though 207 shown, but as an alternative, several parallel correlators can also be provided in order to correlate several distances at the same time.

Der PN-Generator 202 erzeugt einen Phasencode (Referenzcode), der an den Modulator 203 weitergeleitet wird. Der Modulator 203 empfängt auch ein Basissignal mit einer Hochfrequenz vom Generator 206 und mischt das Signal mit dem Phasencode. Das gemischte Signal (phasenkodierte Wellenform) wird an die Sendeantenne 204 übertragen, um das gemischte Signal (phasenkodierte Wellenform) an ein Objekt (Ziel) zu senden. Das gesendete Radarsignal wird von dem Objekt reflektiert und von der Empfangsantenne 211 empfangen. Das empfangene Signal wird mit dem Signal des Generators 206 am Demodulator 210 demoduliert und durch den Verstärker 209 verstärkt. Das demodulierte Signal wird vom Analog-Digital-Wandler 208 zu verschiedenen Abtastzeitpunkten (A1, ..., A4 in 4) abgetastet. Die Abtastzeitpunkte des Analog-Digital-Wandlers 208 werden von der Radarsteuerungseinheit 201 über einen Verschiebungsparameter δ und ggf. unter Kenntnis des Phasencodes bestimmt. Der Prozess zur Bestimmung des Verschiebungsparameters δ ist unter der Beschreibung von 5 näher erläutert. Der weitere Analog-Digital-Wandler 205 wandelt den Phasencode in ein digitales Signal um. Das Verzögerungsglied 212 verschiebt den digitalisierten Phasencode in der Zeit, wobei die Radarsteuerungseinheit 201 die Größe der Zeitverschiebung Δt vorgibt. Am Korrelator 207 wird das abgetastete demodulierte Signal mit dem zeitversetzten (Δt) digitalisierten Phasencode korreliert. Die Korrelation hat an den Stellen ein Maximum, bei denen die Verschiebung des Phasencodes (Referenzcodes) der Signallaufzeit zu einem Ziel entspricht.The PN generator 202 generates a phase code (reference code) which is sent to the modulator 203 is forwarded. The modulator 203 also receives a base signal at a high frequency from the generator 206 and mixes the signal with the phase code. The mixed signal (phase-encoded waveform) is sent to the transmitting antenna 204 transmitted to send the mixed signal (phase encoded waveform) to an object (target). The transmitted radar signal is reflected from the object and from the receiving antenna 211 receive. The received signal is matched with the signal from the generator 206 on the demodulator 210 and demodulated by the amplifier 209 reinforced. The demodulated signal is sent by the analog-to-digital converter 208 at different sampling times ( A1 , ..., A4 in 4th ) scanned. The sampling times of the analog-digital converter 208 are from the radar control unit 201 determined via a shift parameter δ and possibly with knowledge of the phase code. The process for determining the displacement parameter δ is under the description of FIG 5 explained in more detail. The other analog-to-digital converter 205 converts the phase code into a digital signal. The delay element 212 shifts the digitized phase code in time, the radar control unit 201 specifies the size of the time shift Δt. At the correlator 207 the sampled demodulated signal is correlated with the time-shifted (Δt) digitized phase code. The correlation has a maximum at those points where the shift of the phase code (reference code) corresponds to the signal propagation time to a target.

Die vorliegende Ausführungsform ist nicht auf eine bestimmte Anzahl von Antennen beschränkt. Vorzugsweise wird eine Antennenanordnung mit Antennenarrays mit mehreren Sende- und Empfangsantennen verwendet.The present embodiment is not limited to a specific number of antennas. An antenna arrangement with antenna arrays with a plurality of transmitting and receiving antennas is preferably used.

3 zeigt ein exemplarisches Blockdiagramm des vom PN-Generator 202 erzeugten Phasencodes. Der Phasencode ist ein Binärcode, der aus einer Sequenz von 1 und 0 besteht. In dieser Ausführungsform ist der Phasencode „0110100“. Die Ausführungsform ist jedoch nicht auf den Phasencode beschränkt, sondern es kann eine andere Konfiguration des Phasencodes verwendet werden, wie zum Beispiel Braker-Code, Frank-Code oder andere Codes, die dem Fachmann auf dem Gebiet bekannt sind. 3 Fig. 3 shows an exemplary block diagram of the PN generator 202 generated phase codes. The phase code is a binary code that consists of a sequence of 1 and 0. In this embodiment the phase code is "0110100". However, the embodiment is not limited to the phase code, but a different configuration of the phase code can be used, such as Braker code, Frank code or other codes known to those skilled in the art.

4 zeigt exemplarische Abtastzeitpunkte des Analog-Digital-Wandlers 208, der ein demoduliertes Empfangsradarsignals abtastet („digital-wandelt“). Wie in 1 weist eine phasenkodierte Wellenform sieben Pulse S1, S2, S3, S4, S5, S6 und S7 auf, wobei jeder Puls S1, S2, S3, S4, S5, S6 und S7 einem entsprechenden Phasencode (0, 1) zugeordnet ist. Ist der Phasencode 0 (S1, S4, S6, S7), wird die phasenkodierte Welle mit einer Phase von 0° ausgesendet und ist der Phasencode 1 (S2, S3, S5), wird die phasenkodierte Welle mit einer Phase von 180° ausgesendet. Die Pulse S1, S2, S3, S4, S5, S6 und S7 haben eine gleiche Sendepulsdauer T, wobei die Teilbereiche auf ein Basissignal (nicht in 1 gezeigt), welches eine Hochfrequenz und eine Amplitude von 150mV bis -150 mV hat, moduliert werden. Die Übergänge zwischen 0 und 1 aufgrund der Bandbegrenzung weisen keine Rechteckform auf, sondern folgen einem Sinus-ähnlichen Verlauf. Die phasenkodierte Wellenform wird mit Abtastzeitpunkten A1, A2, A3, A4, A5 und A6 abgetastet. Im Ausführungsbeispiel der 4 sind die Abtastzeitpunkte A1, A2, A3 und A4 jedoch unter Kenntnis des Phasencodes so gewählt, dass die Abtastzeitpunkte so voneinander beabstandet sind, wie die Nulldurchgänge des vorbekannten Phasencodes. Die Abtastzeitpunkte A1, A2, A3 und A4 werden durch Optimierung des Verschiebungsparameters (δ in 2) in die Nulldurchgänge des Signalverlaufs gelegt (vgl. Schritt 51 in 5 bzw. 6). Dadurch, dass die Abtastzeitpunkte A1, A2, A3 und A4 in die Nulldurchgänge des Signalverlaufs gelegt werden, kann die Empfangsleistung bzw. die Korrelationsleistung reduziert werden (vgl. 6). Die Abtastzeitpunkte A5 und A6 fallen nicht auf Nulldurchgänge, so dass deren Korrelationsleistung durch eine Verschiebung der Abtastzeitpunkte nur geringfügig schwankt. Dadurch steigt deren Korrelationsleistung relativ zum Störungsobjekt signifikant (bis ca. 6dB) an. 4th shows exemplary sampling times of the analog-digital converter 208 that scans ("digitally converts") a demodulated received radar signal. As in 1 a phase encoded waveform has seven pulses S1 , S2 , S3 , S4 , S5 , S6 and S7 on, taking each pulse S1 , S2 , S3 , S4 , S5 , S6 and S7 a corresponding phase code ( 0 , 1 ) assigned. Is the live code 0 ( S1 , S4 , S6 , S7 ), the phase-coded wave is transmitted with a phase of 0 ° and is the phase code 1 ( S2 , S3 , S5 ), the phase-coded wave is transmitted with a phase of 180 °. The pulse S1 , S2 , S3 , S4 , S5 , S6 and S7 have the same transmission pulse duration T , whereby the sub-areas are based on a base signal (not in 1 shown), which has a high frequency and an amplitude of 150mV to -150 mV, can be modulated. The transitions between 0 and 1 due to the band limitation do not have a rectangular shape, but follow a sine-like curve. The phase encoded waveform is made with sampling times A1 , A2 , A3 , A4 , A5 and A6 scanned. In the embodiment of 4th are the sampling times A1 , A2 , A3 and A4 however, with knowledge of the phase code, selected such that the sampling times are as spaced from one another as the zero crossings of the previously known phase code. The sampling times A1 , A2 , A3 and A4 are optimized by optimizing the displacement parameter ( δ in 2 ) placed in the zero crossings of the signal curve (see step 51 in 5 or. 6 ). Because the sampling times A1 , A2 , A3 and A4 are placed in the zero crossings of the signal curve, the received power or the correlation power can be reduced (cf. 6 ). The sampling times A5 and A6 do not fall on zero crossings, so that their correlation performance fluctuates only slightly due to a shift in the sampling times. As a result, their correlation performance increases significantly (up to approx. 6 dB) relative to the interference object.

Die Abtastzeitpunkte A1 bis A6 sind, entsprechend einer Abtastrate (Samplingrate) äquidistant gewählt, wobei die Abtastrate der Frequenz entspricht, mit dem der Phasencode auf das Basisbandsignal aufmoduliert ist. Dies hat den Vorteil, dass der Analog-Digital-Wandler keine Kenntnis über den Phasencode benötigt, hat aber den Nachteil, dass das Radarempfangssignal auch nach Optimierung der Abtastzeitpunkte an Stellen abgetastet wird, an denen keine Nulldurchgänge des Radarempfangssignals zu erwarten sind, nämlich an stellen des Phasencodes, an denen kein Bitwechsel stattfindet.The sampling times A1 to A6 are chosen equidistantly according to a sampling rate, the sampling rate corresponding to the frequency with which the phase code is modulated onto the baseband signal. This has the advantage that the analog-digital converter does not need any knowledge of the phase code, but has the disadvantage that the radar received signal is sampled even after the sampling times have been optimized at points where no zero crossings of the radar received signal are to be expected, namely at of the phase code on which no bit change takes place.

5 zeigt ein Flussdiagramm eines Prozesses zum Bestimmen der optimalen Verschiebung der Abtastzeitpunkte, wie sie von der Radarsteuereinheit 201 in 2 in einer Kalibrierungsphase durchgeführt wird. In Schritt S50 wird ein Entfernungsbereich [Δt1, Δt2 ] ausgewählt. Der gewählte Entfernungsbereich [Δt1, Δt2 ] wird vorzugsweise so ausgewählt, dass im Entfernungsbereich [Δt1, Δt2 ] keine Objekte oder Objekte mit geringer Reflexion enthalten sind, außer dem Objekt (Objekt nicht von Interesse), bei dem der Abstand vorgegeben ist, wie dies in 6 gezeigt und beschrieben ist. 5 FIG. 13 shows a flow diagram of a process for determining the optimal shift in the sampling times as provided by the radar control unit 201 in 2 is carried out in a calibration phase. In step S50 a distance range [Δt 1 , Δt 2 ] is selected. The selected distance range [Δt 1 , Δt 2 ] is preferably selected so that no objects or objects with low reflection are contained in the distance range [Δt 1 , Δt 2 ], except for the object (object of no interest) for which the distance is specified is like this in 6 is shown and described.

In Schritt S51 wird die optimale Verschiebung (δopt) der Abtastzeitpunkte bestimmt. Die Verschiebung wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel anhand der folgenden Gleichung ermittelt: δ o p t = m i n δ [ 0, T [ Δ t 1 Δ t 2 | f ( δ ) ( Δ t ) | 2 d Δ t

Figure DE102019201843A1_0001
wobei T die Sendepulsdauer ist, δ ∈ [0, T[ die Verschiebung der Abtastzeitpunkte innerhalb des Verschiebungsbereichs [0, T[ ist, Δ t 1 Δ t 2 | f ( δ ) ( Δ t ) | 2 d Δ t
Figure DE102019201843A1_0002
die Korrelationsleistung zwischen einem digitalisierten Phasencode und dem abgetasteten demodulierten Empfangsradarsignal innerhalb des Entfernungsbereichs [Δt1, Δt2 ] ist und min bedeutet, dass die optimale Verschiebung bestimmt wird, bei der die Korrelationsleistung Δ t1 Δ t2 | f ( δ ) ( Δ t ) | 2 d Δ t
Figure DE102019201843A1_0003
minimal ist.In step S51 the optimal shift (δ opt ) of the sampling times is determined. According to this exemplary embodiment, the shift is determined using the following equation: δ O p t = m i n δ [ 0, T [ Δ t 1 Δ t 2 | f ( δ ) ( Δ t ) | 2 d Δ t
Figure DE102019201843A1_0001
where T is the transmission pulse duration, δ ∈ [0, T [is the shift of the sampling times within the shift range [0, T [, Δ t 1 Δ t 2 | f ( δ ) ( Δ t ) | 2 d Δ t
Figure DE102019201843A1_0002
the correlation power between a digitized phase code and the sampled demodulated received radar signal is within the distance range [Δt 1 , Δt 2 ] and min means that the optimum shift is determined at which the correlation power Δ t1 Δ t2 | f ( δ ) ( Δ t ) | 2 d Δ t
Figure DE102019201843A1_0003
is minimal.

Statt die Abtastzeitpunkte zwischen sukzessiven Messungen zu verschieben, kann dies durch höheren Rechenaufwand auch in einer einzelnen Messung mit hohe Abtastrate durchgeführt werden. Dabei wird die Abtastrate höher gewählt, als die Pulsfrequenz des Phasencodes. Wird beispielsweise die Abtastrate so gewählt, dass sie dem zehnfachen der Pulsfrequenz des Phasencodes entspricht, so können damit Korrelationsleistungen für zehn verschiedene Verschiebungsparameter δ mit einer Messung ermittelt werden. Wird das Signal unter Einhaltung des Abtasttheorems abgetastet was üblicheweise der Fall ist, kann dies für den gesamten Zeitbereich dargestellt werden. Damit kann, nach Berechnung zusätzlicher Zeitpunkte, das günstigste Abtastraster gewählt werden.Instead of shifting the sampling times between successive measurements, this can also be carried out in a single measurement with a high sampling rate due to a higher computational effort. The sampling rate is chosen to be higher than the pulse frequency of the phase code. If, for example, the sampling rate is chosen so that it corresponds to ten times the pulse frequency of the phase code, then correlation powers for ten different displacement parameters δ can be determined with one measurement. If the signal is sampled in compliance with the sampling theorem, which is usually the case, this can be represented for the entire time range. In this way, after calculating additional points in time, the most favorable sampling grid can be selected.

6 zeigt, wie der Entfernungsbereichs [Δt1, Δt2 ] in Schritt 50 der 5 für die Kalibrierung ausgewählt wird. Beim PMCW-Radar (Phase-Modulated Continuous Wave) werden Phasencodierungen (häufig +-180°) auf ein hochfrequentes Signal moduliert, übertragen und im Empfänger mit dem genutzten Code korreliert. Die Korrelation f hat an den Stellen ein Maximum, bei denen die Verschiebung des Referenzcodes der Signallaufzeit bzw. Entfernung zu einem Ziel entspricht. In 6 ist bei einer Entfernungen ein Signalmaximum zu sehen, das einer Reflektion eines Störungsobjekts wie beispielsweise einem Stoßfänger des mit dem Radarsensor ausgestatteten Fahrzeugs entspricht, der immer in derselben Entfernung ist. Bei anderen Verschiebungen Δt ist die Korrelationsamplitude f jedoch nicht Null, sondern proportional zur Amplitude des Maximums (siehe z.B. m-Sequenzen bzw. „Maximum Length Sequences“), sodass Störungen im gesamten Entfernungsbereich entstehen. Diese Störungen können die Detektionen von Zielobjekten mit geringer Reflexion (d.h. mit geringem Radarrückstreuquerschnitt oder in großer Distanz) verhindern. Zur Unterdrückung starker Reflexionen wie z.B. jener eines störenden Stoßfängers, der immer in derselben Entfernung ist, werden daher die Abtastzeitpunkte wie in 5 beschrieben so verschoben, dass diese auf die Nulldurchgänge des Empfangsradarsignals des Störobjekts fallen. Bei der optimalen Verschiebung δopt der Abtastzeitpunkte sind die starken Reflexionen gegenüber dem nichtoptimierten Fall unterdrückt (vgl. f(δopt) gegenüber f(δ)). Durch das Verfahren kann beispielhaft eine Unterdrü- ckung Δf des Empfangsradarsignals von ca. 5dB erreicht werden. 6 shows how the distance range [Δt 1 , Δt 2 ] in step 50 of the 5 is selected for calibration. With PMCW radar (Phase-Modulated Continuous Wave), phase encodings (often + -180 °) are modulated onto a high-frequency signal, transmitted and correlated with the code used in the receiver. The correlation f has a maximum at those points where the shift of the reference code corresponds to the signal propagation time or distance to a target. In 6 a signal maximum can be seen at a distance that corresponds to a reflection of an interfering object such as a bumper of the vehicle equipped with the radar sensor, which is always at the same distance. For other shifts, Δt is the correlation amplitude f however, not zero, but proportional to the amplitude of the maximum (see, for example, m-sequences or “Maximum Length Sequences”), so that interference occurs over the entire distance range. These disturbances can prevent the detection of target objects with little reflection (ie with a small radar backscatter cross section or at a great distance). In order to suppress strong reflections, such as those of an annoying bumper that is always at the same distance, the sampling times are therefore as in 5 described shifted so that they fall on the zero crossings of the receiving radar signal of the interfering object. With the optimal shift δ opt of the sampling times, the strong reflections are suppressed compared to the non-optimized case (cf. f (δopt) compared to f (δ) ). A suppression Δf of the received radar signal of approx. 5 dB can be achieved with the method.

In einem nichtoptimierten Fall (f(δ)) unterdrückt die Leistung des Störobjekts, die sich im gesamten Entfernungsbereich bemerkbar macht, das Signal-Rausch-Verhältnis einer Reflexion eines Zielobjekts (SNR1). In einem optimierten Fall (f(δopt)) wird die Leistung des störenden Objekts unterdrückt und somit wird das Signal-Rausch-Verhältnis einer Reflexion eines Zielobjekts (SNR2) erhöht. Daher ist das Signal-Rausch-Verhältnis (SNR2) bei einem optimierten Fall (f(δopt)) größer als das Signal-Rausch-Verhältnis (SNR1) bei einem nicht optimierten Fall (f(δ)). Deshalb kann eine Reflexion eines Zielobjekts mit einer kleinen Amplitude zuverlässiger detektiert werden.In a non-optimized case (f (δ) ), the power of the interfering object, which is noticeable in the entire distance range, suppresses the signal-to-noise ratio of a reflection from a target object (SNR1). In an optimized case (f (δopt) ) the power of the interfering object is suppressed and thus the signal-to-noise ratio of a reflection of a target object (SNR2) is increased. The signal-to-noise ratio (SNR2) in an optimized case (f (δopt) ) is therefore greater than the signal-to-noise ratio (SNR1) in a non-optimized case (f (δ) ). Therefore, reflection of a target object with a small amplitude can be more reliably detected.

In der Kalibrierungsphase wird der Entfernungsbereich [Δt1, Δt2] vorzugsweise so gewählt, dass im Entfernungsbereich [Δt1, Δt2] keine Objekte oder Objekte mit geringer Reflexion enthalten sind, außer dem Reflexionssignal des Störobjekts (Objekt nicht von Interesse), dessen Abstand vorgegeben ist (z.B. Stoßfänger, der immer in derselben Entfernung ist). Dies wird z. B. durch eine Detektion verfahren, z. B. durch CFAR (Constant False Alarm Rate), gewährleistet.In the calibration phase, the distance range [Δt 1 , Δt 2 ] is preferably selected so that no objects or objects with low reflection are contained in the distance range [Δt 1 , Δt 2 ], apart from the reflection signal of the interfering object (object of no interest) Distance is given (e.g. bumper that is always at the same distance). This is z. B. proceed by a detection, z. B. by CFAR (Constant False Alarm Rate) guaranteed.

7 zeigt ein Blockdiagramm, das schematisch die Konfiguration eines Fahrzeugs mit einem Radarsystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Das Fahrzeug gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird von einem menschlichen Fahrer gesteuert oder ist ein Fahrzeug das ganz oder teilweise ohne Einfluss eines menschlichen Fahrers im Straßenverkehr agieren kann. Beim autonomen Fahren übernimmt das Steuerungssystem des Fahrzeugs vollständig oder weitestgehend die Rolle des Fahrers. Autonome (bzw. teilautonome) Fahrzeuge können mithilfe verschiedener Sensoren ihre Umgebung wahrnehmen, aus den gewonnenen Informationen ihre Position und die anderer Verkehrsteilnehmer bestimmen und mithilfe des Steuerungssystems und der Navigationssoftware des Fahrzeugs das Fahrziel ansteuern und im Straßenverkehr entsprechend agieren. 7th FIG. 13 is a block diagram schematically showing the configuration of a vehicle having a radar system according to an embodiment of the present invention. The vehicle according to this exemplary embodiment is controlled by a human driver or is a vehicle that can operate in road traffic wholly or partially without the influence of a human driver. With autonomous driving, this takes over Control system of the vehicle completely or largely the role of the driver. Autonomous (or semi-autonomous) vehicles can use various sensors to perceive their surroundings, determine their position and that of other road users from the information obtained, and use the vehicle's control system and navigation software to navigate to the destination and act accordingly in traffic.

Das Fahrzeug 600 umfasst ein Radarsystem 200 und eine Zentralsteuerungseinheit 610 (ECU 4). Radardaten werden von dem Radarsystem 200 erfasst und beispielsweise an die Zentralsteuerungseinheit 610 (ECU 4) übertragen. Ferner wird die optimale Verschiebung (δopt ) der Abtastzeitpunkte bestimmt (siehe 5). Im Falle eines Fahrzeugs kann beispielsweise der Stoßfänger des Fahrzeugs vor dem Radarsystem 200 eine hohe Reflexion eines Radarsignals erzeugen. Da der Stoßfänger des Fahrzeugs in der Regel kein Objekt von Interesse ist, kann das reflektierte Radarsignal des Stoßfängers eine große Störung verursachen. Diese Störungen können die Detektionen von Zielen mit geringem Radarrückstreuquerschnitt oder in großer Distanz verhindern. Zur Unterdrückung dieser Störungen werden die Abtastzeitpunkte so verschoben, dass diese auf die Nulldurchgänge des demodulierten Empfangsradarsignals fallen, das durch den Stoßfänger erzeugt wird. Dies ist möglich, indem nach der Korrelation ein Entfernungsbereich betrachtet wird, der keine oder nur schwache Ziele enthält und darin die Korrelationsleistung durch Verschiebung der Abtastzeitpunkte in aufeinanderfolgenden Messungen minimiert wird (siehe 5). Da sich ein Stoßfänger immer im selben Abstand befindet oder dieser sich während der Fahrt nur gering ändert, müssen die Abtastzeitpunkte nur gelegentlich angepasst werden. Die Zentralsteuerungseinheit 610 (ECU 4) ist dazu ausgelegt, die Radardaten vom Radarsystem 200 zu empfangen und die Radardaten zu verarbeiten. Die Radardaten umfassen Informationen, wie beispielsweise die zeitliche Verschiebung zwischen Sende- und Empfangsradarstrahlen und Dopplerfrequenz. Basierend auf der Zeitverschiebung wird ein Abstand zwischen dem Fahrzeug 600 und einem Objekt bestimmt und eine relative Bewegung wird durch die Dopplerfrequenz bestimmt.The vehicle 600 includes a radar system 200 and a central control unit 610 (ECU 4th ). Radar data is from the radar system 200 recorded and for example to the central control unit 610 (ECU 4th ) transfer. Furthermore, the optimal displacement ( δ opt ) the sampling times are determined (see 5 ). In the case of a vehicle, for example, the bumper of the vehicle can be in front of the radar system 200 generate a high reflection of a radar signal. Since the bumper of the vehicle is typically not an object of interest, the reflected radar signal from the bumper can cause a great deal of interference. These disturbances can prevent the detection of targets with a small radar backscatter cross section or at a great distance. To suppress this interference, the sampling times are shifted so that they fall on the zero crossings of the demodulated received radar signal that is generated by the bumper. This is possible by considering a distance range after the correlation which contains no targets or only weak targets and therein the correlation performance is minimized by shifting the sampling times in successive measurements (see 5 ). Since a bumper is always at the same distance or it changes only slightly while driving, the sampling times only need to be adjusted occasionally. The central control unit 610 (ECU 4th ) is designed to receive the radar data from the radar system 200 to receive and process the radar data. The radar data include information such as the time shift between transmitted and received radar beams and the Doppler frequency. Based on the time difference, a distance between the vehicles becomes 600 and an object is determined and a relative movement is determined by the Doppler frequency.

Das Fahrzeug 600 umfasst ferner mehrere elektronische Komponenten, welche via ein Fahrzeugkommunikationsnetzwerk 613 miteinander verbunden sind. Das Fahrzeugkommunikationsnetzwerk 613 kann beispielsweise ein im Fahrzeug eingebautes standardgemäßes Fahrzeugkommunikationsnetzwerk wie etwa ein CAN-Bus (controller area network), ein LIN-Bus (local interconnect network), ein Ethernet-basierter LAN-Bus (local area network), ein MOST-Bus, ein LVDS-Bus oder dergleichen sein.The vehicle 600 also includes multiple electronic components that communicate via a vehicle communication network 613 are interconnected. The vehicle communication network 613 For example, a standard vehicle communication network installed in the vehicle, such as a CAN bus (controller area network), a LIN bus (local interconnect network), an Ethernet-based LAN bus (local area network), a MOST bus, an LVDS -Bus or the like.

In dem in 7 dargestellten Beispiel umfasst das Fahrzeug 600 ferner eine Steuerungseinheit 601 (ECU 1), die ein Lenksystem steuert. Das Lenksystem bezieht sich dabei auf die Komponenten, die eine Richtungssteuerung des Fahrzeugs ermöglichen. Das Fahrzeug 600 umfasst ferner eine Steuerungseinheit 602 (ECU 2), die ein Bremssystem steuert. Das Bremssystem bezieht sich dabei auf die Komponenten, die ein Bremsen des Fahrzeugs ermöglichen. Das Fahrzeug 600 umfasst ferner eine Steuerungseinheit 603 (ECU 3), die einen Antriebsstrang steuert. Der Antriebsstrang bezieht sich dabei auf die Antriebskomponenten des Fahrzeugs. Der Antriebsstrang kann einen Motor, ein Getriebe, eine Antriebs-/Propellerwelle, ein Differential und einen Achsantrieb umfassen. Die Steuerungseinheiten 601, 602 und 603 können ferner von den oben genannten Fahrzeugsubsystemen Fahrzeugbetriebsparameter empfangen, die diese mittels ein oder mehrerer Fahrzeugsensoren erfassen. Fahrzeugsensoren sind vorzugsweise solche Sensoren, die einen Zustand des Fahrzeugs oder einen Zustand von Fahrzeugteilen erfassen, insbesondere deren Bewegungszustand. Die Sensoren können einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, einen Gierraten-Sensor, einen Beschleunigungssensor, einen Lenkradwinkelsensor, einen Fahrzeuglastsensor, Temperatursensoren, Drucksensoren und dergleichen umfassen. Beispielsweise können auch Sensoren entlang der Bremsleitung angeordnet sein, um Signale auszugeben, die den Bremsflüssigkeitsdruck an verschiedenen Stellen entlang der hydraulischen Bremsleitung anzeigen. Andere Sensoren in der Nähe des Rades können vorgesehen sein, welche die Radgeschwindigkeit und den Bremsdruck erfassen, der am Rad aufgebracht wird. Die Zentralsteuerungseinheit 610 steuert ein oder mehrere Fahrzeugsubsysteme, während das Fahrzeug 600 betrieben wird, nämlich das Bremssystem 602, das Lenksystem 601 und das Antriebssystem 603. Hierfür kann die Steuerungseinheit 610 beispielsweise über das Fahrzeugkommunikationsnetzwerk 613 mit den entsprechenden Steuerungseinheiten 601, 602 und 603 kommunizieren.In the in 7th The example shown includes the vehicle 600 also a control unit 601 (ECU 1 ) that controls a steering system. The steering system refers to the components that enable directional control of the vehicle. The vehicle 600 further comprises a control unit 602 (ECU 2 ) that controls a braking system. The braking system refers to the components that enable the vehicle to brake. The vehicle 600 further comprises a control unit 603 (ECU 3 ) that controls a drive train. The drive train refers to the drive components of the vehicle. The powertrain may include an engine, a transmission, a drive / propeller shaft, a differential, and a final drive. The control units 601 , 602 and 603 can also receive vehicle operating parameters from the above-mentioned vehicle subsystems, which these record using one or more vehicle sensors. Vehicle sensors are preferably those sensors that detect a state of the vehicle or a state of vehicle parts, in particular their state of movement. The sensors may include a vehicle speed sensor, a yaw rate sensor, an acceleration sensor, a steering wheel angle sensor, a vehicle load sensor, temperature sensors, pressure sensors, and the like. For example, sensors can also be arranged along the brake line in order to output signals which indicate the brake fluid pressure at various points along the hydraulic brake line. Other sensors in the vicinity of the wheel can be provided which detect the wheel speed and the brake pressure applied to the wheel. The central control unit 610 controls one or more vehicle subsystems while the vehicle is in operation 600 is operated, namely the braking system 602 , the steering system 601 and the drive system 603 . The control unit 610 for example via the vehicle communication network 613 with the corresponding control units 601 , 602 and 603 communicate.

Das Fahrzeug 600 umfasst ferner eine oder mehrere Sensoren 606, die für eine Umgebungsüberwachung ausgelegt sind. Bei den weiteren Sensoreinheiten 606 kann es sich beispielsweise um ein Lidarsystem, Ultraschallsensoren, ToF-Kameras oder andere Einheiten handeln. Daten aus einer Abstands- und Geschwindigkeitsmessung werden von diesen weiteren Sensoreinheiten 606 erfasst und beispielsweise an die Zentralsteuerungseinheit 610 übertragen. Basierend auf den Daten dieser Sensoren 606 wird ein Abstand zwischen dem Fahrzeug 600 und ein oder mehreren Objekten bestimmt.The vehicle 600 further comprises one or more sensors 606 that are designed for environmental monitoring. With the other sensor units 606 For example, it can be a lidar system, ultrasonic sensors, ToF cameras or other units. These additional sensor units receive data from a distance and speed measurement 606 recorded and for example to the central control unit 610 transfer. Based on the data from these sensors 606 becomes a distance between the vehicle 600 and one or more objects are determined.

Das Fahrzeug 600 umfasst ferner eine GPS/Lagesensor-Einheit 607. Die GPS/ Lagesensor-Einheit 607 ermöglicht die absolute Positionsbestimmung des autonomen Fahrzeugs 600 bezüglich einem geodätischen Referenzsystem (Erdkoordinaten). Bei dem Lagesensor kann es sich beispielsweise um einen Gyrosensor oder dergleichen handeln, der auf Beschleunigungen, Drehbewegungen oder Lageänderungen reagiert.The vehicle 600 also includes a GPS / position sensor unit 607 . The GPS / position sensor unit 607 enables the absolute position of the autonomous vehicle to be determined 600 with respect to a geodetic reference system (earth coordinates). The position sensor can be, for example, a gyro sensor or the like which reacts to accelerations, rotational movements or changes in position.

Die in dieser Beschreibung beschriebene Funktionalität kann als integrierte Schaltungslogik, z.B. auf einem Chip, implementiert werden. Die beschriebene Funktionalität kann, wenn nicht anders angegeben, auch durch Software implementiert werden. Soweit die oben beschriebenen Ausführungsformen zumindest teilweise mit Hilfe von Software-gesteuerten Prozessoren implementiert werden, wird auch ein Computerprogramm zur Bereitstellung einer solchen Softwaresteuerung und eines entsprechenden Speichermediums als Aspekte der vorliegenden Offenlegung angesehen.The functionality described in this description can be implemented as integrated circuit logic, e.g. on a chip. Unless otherwise specified, the functionality described can also be implemented using software. Insofar as the embodiments described above are implemented at least partially with the aid of software-controlled processors, a computer program for providing such a software control and a corresponding storage medium are also regarded as aspects of the present disclosure.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

200200
RadarsystemRadar system
201201
RadarsteuerungseinheitRadar control unit
202202
PN-GeneratorPN generator
203203
Modulatormodulator
204204
SendeantenneTransmitting antenna
205205
Analog-Digital-WandlerAnalog-to-digital converter
206206
Generatorgenerator
207207
KorrelatorCorrelator
208208
Analog-Digital-WandlerAnalog-to-digital converter
209209
Verstärkeramplifier
210210
DemodulatorDemodulator
211211
EmpfangsantenneReceiving antenna
212212
VerzögerungsgliedDelay element
600600
Fahrzeugvehicle
601601
Lenksystem (ECU 1)Steering system (ECU 1)
602602
Bremssystem (ECU2)Braking system (ECU2)
606606
SensorenSensors
607607
GPS/ Lagesensor-EinheitGPS / position sensor unit
610610
ZentralsteuerungseinheitCentral control unit
613613
FahrzeugkommunikationsnetzwerkVehicle communication network
A1, A2, A3, A4A1, A2, A3, A4
AbtastzeitpunkteSampling times
S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7
Pulse des PhasencodesPulses of the phase code
[Δt1, Δt2][Δt 1 , Δt 2 ]
EntfernungsbereichDistance range
TT
SendepulsdauerTransmission pulse duration
SS.
RadarempfangssignalRadar reception signal
δδ
Verschiebung der AbtastzeitpunkteShifting the sampling times
δopt δ opt
optimale Verschiebung der Abtastzeitpunkteoptimal shifting of the sampling times
ΔtΔt
Laufzeit (bzw. Entfernung)Running time (or distance)
ff
KorrelationsfunktionCorrelation function
Figure DE102019201843A1_0004
Figure DE102019201843A1_0004
KorrelationsleistungCorrelation performance

Claims (10)

Vorrichtung (200), die einen Prozessor (201) umfasst, der dazu ausgelegt ist, einen Phasencode mit einem gemäß Abtastzeitpunkten (A1, A2, A3, A4) abgetasteten Empfangsradarsignal (S) zu korrelieren und eine Verschiebung (δ) von Abtastzeitpunkten (A1, A2, A3, A4) derart zu bestimmen, dass eine Korrelationsleistung (|f(δ)(Δt)|2) in einem vorbestimmten Entfernungsbereich ([Δt1,Δt2]) minimiert wird.Device (200) comprising a processor (201) designed to correlate a phase code with a received radar signal (S) sampled according to sampling times (A1, A2, A3, A4) and a shift (δ) of sampling times (A1 , A2, A3, A4) in such a way that a correlation power (| f (δ) (Δt) | 2 ) is minimized in a predetermined distance range ([Δt 1 , Δt 2 ]). Vorrichtung (200) nach Anspruch 1, wobei der vorbestimmte Entfernungsbereich ([Δt1,Δt2]) so gewählt wird, dass er keine Reflektionen von Objekten mit geringer Reflexion enthält, außer Reflektionen eines Störobjekts.Device (200) after Claim 1 , wherein the predetermined distance range ([Δt 1 , Δt 2 ]) is selected so that it does not contain any reflections from objects with little reflection, except for reflections from an interfering object. Vorrichtung (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Prozessor (201) dazu ausgelegt ist, die Verschiebung (δ) von Abtastzeitpunkten (A1, A2, A3, A4) innerhalb einer Sendepulsdauer ([0, T[) zu minimieren.Device (200) according to one of the preceding claims, wherein the processor (201) is designed to minimize the shift (δ) of sampling times (A1, A2, A3, A4) within a transmission pulse duration ([0, T [). Vorrichtung (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (200) ferner einen Analog-Digital-Wandler (208) umfasst, der dazu ausgelegt ist, das Empfangsradarsignal (S) unter der Verschiebung (δ) von Abtastzeitpunkten (A1, A2, A3, A4) abzutasten.Device (200) according to one of the preceding claims, wherein the device (200) further comprises an analog-digital converter (208) which is designed to convert the received radar signal (S) with the shift (δ) of sampling times (A1, A2 , A3, A4). Vorrichtung (200) nach Anspruch 4, wobei der Prozessor (201) dazu ausgelegt ist, die Korrelationsleistung (|f(δ)(Δt)|2 ) auf Grundlage einer Korrelation (f(δ)) zwischen dem abgetasteten Empfangsradarsignal (S) und dem digitalisierten Phasencode zu bestimmen.Device (200) after Claim 4 , wherein the processor (201) is designed to determine the correlation power (| f (δ) (Δt) | 2 ) on the basis of a correlation (f (δ) ) between the sampled received radar signal (S) and the digitized phase code. Vorrichtung (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Prozessor (201) dazu ausgelegt ist, die Verschiebung (δ) der Abtastzeitpunkte (A1, A2, A3, A4) gemäß der folgenden Formel zu bestimmen δ o p t = m i n δ [ 0, T [ Δ t 1 Δ t 2 | f ( δ ) ( Δ t ) | 2 d Δ t
Figure DE102019201843A1_0005
wobei T die Sendepulsdauer ist, δ ∈ [0, T[ die Verschiebung des Abtastzeitpunkt (A1, A2, A3, A4) innerhalb des Verschiebungsbereichs [0, T[ ist, Δ t 1 Δ t 2 | f ( δ ) ( Δ t ) | 2 d Δ t
Figure DE102019201843A1_0006
die Korrelationsleistung zwischen der Phasencode und dem abgetasteten Empfangsradarsignal innerhalb des Entfernungsbereichs [Δt1,Δt2] ist und δopt jene Verschiebung ist, bei der die Korrelationsleistung minimal ist.
Device (200) according to one of the preceding claims, wherein the processor (201) for this purpose is designed to determine the shift (δ) of the sampling times (A1, A2, A3, A4) according to the following formula δ O p t = m i n δ [ 0, T [ Δ t 1 Δ t 2 | f ( δ ) ( Δ t ) | 2 d Δ t
Figure DE102019201843A1_0005
where T is the transmission pulse duration, δ ∈ [0, T [is the shift of the sampling time (A1, A2, A3, A4) within the shift range [0, T [, Δ t 1 Δ t 2 | f ( δ ) ( Δ t ) | 2 d Δ t
Figure DE102019201843A1_0006
the correlation power between the phase code and the sampled received radar signal is within the range range [Δt 1 , Δt 2 ] and δ opt is that shift at which the correlation power is minimal.
Vorrichtung (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Prozessor (201) dazu ausgelegt ist, die Optimierung der Verschiebung (δ) der Abtastzeitpunkte (A1, A2, A3, A4)) in einer einzelnen Messung durchzuführen.Device (200) according to one of the preceding claims, wherein the processor (201) is designed to carry out the optimization of the shift (δ) of the sampling times (A1, A2, A3, A4)) in a single measurement. Vorrichtung (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Empfangsradarsignal (S) mittels phasenmodulierter Dauerstrichradartechnologie erzeugt wird.Device (200) according to one of the preceding claims, wherein the received radar signal (S) is generated by means of phase-modulated continuous wave radar technology. Ein Fahrzeug (600), das eine Vorrichtung (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche umfasst.A vehicle (600) comprising an apparatus (200) according to any one of the preceding claims. Verfahren, bei dem eine Phasencode mit einem gemäß Abtastzeitpunkten (A1, A2, A3, A4) abgetasteten Empfangsradarsignal (S) korreliert wird und eine Verschiebung (δopt) von Abtastzeitpunkten (A1, A2, A3, A4) bestimmt wird, so dass eine Korrelationsleistung (|f(δ)(Δt)|2) in einem vorbestimmten Entfernungsbereich ([Δt1,Δt2]) minimiert wird.Method in which a phase code is correlated with a received radar signal (S) sampled according to sampling times (A1, A2, A3, A4) and a shift (δ opt ) of sampling times (A1, A2, A3, A4) is determined so that a Correlation power (| f (δ) (Δt) | 2 ) is minimized in a predetermined distance range ([Δt 1 , Δt 2 ]).
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