DE102020212476A1 - Radarvorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Radarvorrichtung - Google Patents

Radarvorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Radarvorrichtung Download PDF

Info

Publication number
DE102020212476A1
DE102020212476A1 DE102020212476.0A DE102020212476A DE102020212476A1 DE 102020212476 A1 DE102020212476 A1 DE 102020212476A1 DE 102020212476 A DE102020212476 A DE 102020212476A DE 102020212476 A1 DE102020212476 A1 DE 102020212476A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
range
radar device
radar
sensor signals
distance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102020212476.0A
Other languages
English (en)
Inventor
Klaus Baur
Michael Schoor
Christian Hollaender
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102020212476.0A priority Critical patent/DE102020212476A1/de
Priority to US17/449,169 priority patent/US20220107386A1/en
Priority to CN202111151106.8A priority patent/CN114384503A/zh
Priority to KR1020210128456A priority patent/KR20220044665A/ko
Priority to JP2021162467A priority patent/JP2022060183A/ja
Publication of DE102020212476A1 publication Critical patent/DE102020212476A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/87Combinations of radar systems, e.g. primary radar and secondary radar
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06Systems determining position data of a target
    • G01S13/08Systems for measuring distance only
    • G01S13/32Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
    • G01S13/34Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06Systems determining position data of a target
    • G01S13/08Systems for measuring distance only
    • G01S13/32Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
    • G01S13/34Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal
    • G01S13/347Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal using more than one modulation frequency
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/03Details of HF subsystems specially adapted therefor, e.g. common to transmitter and receiver
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/35Details of non-pulse systems
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/35Details of non-pulse systems
    • G01S7/352Receivers
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/35Details of non-pulse systems
    • G01S7/352Receivers
    • G01S7/354Extracting wanted echo-signals
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/12Analogue/digital converters

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Radarvorrichtung mit einer Sendeempfängereinrichtung und einer Signalverarbeitungseinrichtung. Die Sendeempfängereinrichtung erfasst einen ersten Messbereich mit Abständen von der Radarvorrichtung in einem ersten vorgegebenen Abstandsbereich und gibt erste Sensorsignale aus. Weiter erfasst die Signalverarbeitungseinrichtung einen zweiten Messbereich mit Abständen von der Radarvorrichtung in einem zweiten vorgegebenen Abstandsbereich und gibt zweite Sensorsignale aus. Die Signalverarbeitungseinrichtung wertet die ersten und zweiten Sensorsignale aus. Der erste Abstandsbereich unterscheidet sich von dem zweiten Abstandsbereich zumindest teilweise. Die Abstände des zweiten Abstandsbereichs sind größer als ein vorgegebener Mindestabstand.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Radarvorrichtung sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Radarvorrichtung. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Radarvorrichtung zur Verwendung im Automobilbereich.
  • Stand der Technik
  • Radarsensoren werden im Automobilbereich eingesetzt, um Komfortfunktionen wie Adaptive Cruise Control sowie Sicherheitsfunktionen wie Notbremsassistenten zu realisieren. Bei der Verwendung von Videokameras müssen die erzeugten Kamerabilder zuerst interpretiert werden. Im Unterschied dazu liefern die Radarsensoren vorteilhafterweise eine direkte Messung von physikalischen Größen.
  • Die Radarsensoren senden über eine Antennenstruktur hochfrequente Radarstrahlen aus und empfangen die an Objekten reflektierten Strahlen. Die erfassten Objekte können hierbei feststehend oder bewegt sein. Mit Hilfe der empfangenen Radarstrahlen können der Abstand und die Richtung, d.h. Azimut- und/oder Elevationswinkel zum Objekt berechnet werden. Zudem kann die relative Geschwindigkeit eines Objekts zum Radarsensor berechnet werden. Die typischen Radarsensoren arbeiten in einem Frequenzbereich zwischen 76 und 81 GHz.
  • Ein Gesamtsystem zur Realisierung von Komfort- sowie Sicherheitsfunktionen kann Ultraschallsensoren, rückwärts gerichtete Videokameras, Stereovideokameras, Nachtsichtkameras sowie Radarsensoren unterschiedlicher Ausgestaltung umfassen. Die Radarsensoren können etwa zur Erfassung eines Fernbereichs oder eines mittleren Abstandsbereichs ausgebildet sein. Ein Radarsensor zur Erfassung des Fernbereichs kann etwa einen Abstandsbereich bis zu 250 Meter erfassen. Ein Radarsensor zur Erfassung des mittleren Abstandsbereichs kann etwa einen Abstandsbereich bis zu etwa 160 Metern erfassen.
  • Der Bereich, welcher mittels Radar überwacht werden soll, umfasst somit häufig den Fernbereich mit hoher Reichweite und reduziertem Winkelbereich, also eine schmale Keule nach vorne. Der mittlere Bereich zeichnet sich hingegen durch einen möglichst breiten Erfassungsbereich aus, weist jedoch eine geringere Reichweite auf („360°-Gürtel“].
  • Zur Überwachung der beiden Bereiche können gemeinsame oder separate Antennen verwendet werden. Je nach Ausgestaltung des Sensors wird der Bereich der schmalen Keule durch eine geänderte Antennenhardware oder durch Signalverarbeitungsmaßnahmen wie digitale Strahlformung erzeugt. Bei Sensoren mit vielen Sendeantennen entstehen dadurch jedoch hohe Datenmengen, so dass es vorteilhaft ist, verschiedene Sendeantennen für die verschiedenen Bereiche zu verwenden, etwa mit eigener Hardware, mit TX-Beamsteering und entsprechender Anordnung der Sendeantennen.
  • Bei FMCW (englisch: frequency-modulated continuous wave)-Radarsensoren wird die Sendefrequenz eines kontinuierlichen Radarsignals rampenförmig moduliert Durch Mischen des empfangenen Signals mit dem ausgesendeten Signal wird ein Basisbandsignal erzeugt, welches anschließend ausgewertet wird. Ein beispielhafter winkelauflösender FMCW-Radarsensor ist aus der DE 10 2013 212 090 A1 bekannt. Bei FMCW-Sensoren mit schnellen Rampen wird durch das Homodyn-Prinzip ein Basisband erzeugt, dessen Frequenz vom Abstand des Ziels dominiert wird.
  • Üblicherweise kommen Analog-zu-Digital-Wandler zum Einsatz, die ausgebildet sind, den Frequenzbereich von 0 Hz bis hin zur maximalen Frequenz abzutasten und in ein digitales Signal zu überführen, wobei die maximale Frequenz durch die gewünschte maximale Entfernung bestimmt wird. Um eine hohe Reichweite zu erzielen, sind entsprechend hohe Abtastraten mit daraus folgend hohen Datenmengen zu verwenden. Alternativ oder zusätzlich muss die Entfernungsauflösung durch Wahl des Rampenhubs reduziert werden.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die Erfindung stellt eine Radarvorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer Radarvorrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche bereit Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
  • Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung demnach eine Radarvorrichtung mit einer Sendeempfängereinrichtung und einer Signalverarbeitungseinrichtung. Die Sendeempfängereinrichtung erfasst einen ersten Messbereich mit Abständen von der Radarvorrichtung in einem ersten vorgegebenen Abstandsbereich und gibt erste Sensorsignale aus. Weiter erfasst die Signalverarbeitungseinrichtung einen zweiten Messbereich mit Abständen von der Radarvorrichtung in einem zweiten vorgegebenen Abstandsbereich und gibt zweite Sensorsignale aus. Die Signalverarbeitungseinrichtung wertet die ersten und zweiten Sensorsignale aus. Der erste Abstandsbereich unterscheidet sich von dem zweiten Abstandsbereich zumindest teilweise. Die Abstände des zweiten Abstandsbereichs sind größer als ein vorgegebener Mindestabstand.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Radarvorrichtung. Mittels der Radarvorrichtung wird ein erster Messbereich mit Abständen von der Radarvorrichtung in einem ersten vorgegebenen Abstandsbereich erfasst und erste Sensorsignale werden ausgegeben. Weiter wird mittels der Radarvorrichtung ein zweiter Messbereich mit Abständen von der Radarvorrichtung in einem zweiten vorgegebenen Abstandsbereich erfasst und zweite Sensorsignale werden ausgegeben. Mittels der Radarvorrichtung werden die ersten Sensorsignale und die zweiten Sensorsignale ausgewertet Der erste Abstandsbereich unterscheidet sich von dem zweiten Abstandsbereich zumindest teilweise. Die Abstände des zweiten Abstandsbereichs sind größer als ein vorgegebener Mindestabstand.
  • Vorteile der Erfindung
  • Die Radarvorrichtung erfasst zwei verschiedene Messbereiche. Unter dem Begriff „Messbereich“ ist hierbei ein räumlicher Bereich zu verstehen, d. h. ein mittels Radarstrahlung überwachter Bereich, aus welchem Reflexionen von Objekten erfasst werden können. Der Messbereich kann etwa durch einen minimalen Abstand, einen maximalen Abstand und einen bestimmten Winkelbereich gekennzeichnet sein. Der erste Messbereich kann beispielsweise näherungsweise die Form eines Kreissektors aufweisen, d. h. durch einen Kreisbogen und zwei Kreisradien begrenzt sein. Allgemein kann der erste Messbereich jedoch auch kompliziertere Formen aufweisen und etwa keulenförmig sein. Zumindest der zweite Messbereich beginnt im Unterschied dazu erst bei einem bestimmten Mindestabstand und erstreckt sich beispielsweise bis zu einem maximalen Abstand. Beispielweise kann der zweite Messbereich die Form eines Segments eines Kreisrings aufweisen, das heißt derjenige Teil eines Kreisrings, welcher zwischen zwei Kreisradien eingeschlossen ist Wiederum kann auch der zweite Messbereich eine kompliziertere Form aufweisen, etwa den Bereich einer Keule oberhalb des Mindestabstands.
  • Bei Sensoren mit mehreren Bereichen und verschiedenen Sendeantennen werden herkömmlicherweise die Ziele in dem überlappenden Entfernungsbereich „doppelt abgetastet“. Dadurch werden höhere Datenmengen aufgenommen als notwendig. Erfindungsgemäß umfasst der zweite Messbereich demnach lediglich Abstände welche größer als ein vorgegebener Mindestabstand sind. Dadurch wird eine doppelte Abtastung vermieden oder zumindest verringert.
  • Die Erfindung ermöglicht es somit, bei Verwendung verschiedener Erfassungsbereiche die benötigten Datenmengen zu reduzieren.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Radarvorrichtung schließt sich der zweite Messbereich an den ersten Messbereich an. Der zweite Messbereich kann auch mit dem ersten Messbereich teilweise überlappen. Insbesondere kann ein größter Abstand des ersten Abstandsbereichs im Wesentlichen einem kleinsten Abstand des zweiten Abstandsbereichs entsprechen. Die Messbereiche können beispielweise durch Anpassung von Filterung und Datenreduktion bezüglich des zweiten Messbereichs, d. h. des Fernbereichs, entsprechend eingestellt werden.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Radarvorrichtung weist die Sendeempfängereinrichtung eine erste Radarsensorkomponente auf. Die erste Radarsensorkomponente ist dazu ausgebildet ist, den ersten Messbereich zu erfassen und die ersten Sensorsignale auszugeben. Weiter umfasst die Radarvorrichtung eine zweite Radarsensorkomponente, welche dazu ausgebildet ist, den zweiten Messbereich zu erfassen und die zweiten Sensorsignale auszugeben.
  • Die Messbereiche können somit durch unterschiedliche Radarsensorkomponenten bzw. Antennenanordnungen erfasst werden. Es kann sich hierbei um getrennte Einrichtungen mit getrennten Antennen handeln. Die Radarsensorkomponenten können jedoch auch eine gemeinsame Antenne aufweisen.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Radarvorrichtung unterscheidet sich eine Distanzauflösung der ersten Radarsensorkomponente von einer Distanzauflösung der zweiten Radarsensorkomponente. Dies kann etwa durch Wahl verschiedener Frequenzhübe bei FMCW-Verfahren erreicht werden. So kann der erste Abstandsbereich, d. h. der Nahbereich, mit einer sehr guten Entfernungstrennfähigkeit ausgestattet werden, und der zweite Abstandsbereich, d. h. der Fernbereich, mit einer schlechteren. Dadurch können sich auch die Abtastraten der Bereiche unterscheiden, und auch die Basisbandfrequenzen, an denen der Übergang zwischen Nah- und Fernbereich stattfindet.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Radarvorrichtung weist die Sendeempfängereinrichtung eine Radarsensorkomponente auf, welche in einem ersten Messmodus betreibbar ist, um den ersten Messbereich zu erfassen und die ersten Sensorsignale auszugeben. Weiter ist die Radarsensorkomponente in einem zweiten Messmodus betreibbar, um den zweiten Messbereich zu erfassen und die zweiten Sensorsignale auszugeben. Die Messbereiche können somit durch dieselbe Radarsensorkomponente bzw. Antennenanordnung erfasst werden.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Radarvorrichtung umfasst die Sendeempfängereinrichtung ein Bandpassfilter, welches dazu ausgebildet ist, Frequenzanteile von einem von der Sendeempfängereinrichtung zum Erfassen des zweiten Messbereichs erzeugten Basisbandsignal zu unterdrücken, welche kleiner als eine vorgegebene Mindestfrequenz sind. Durch Reduzieren der Basisbandsignale kann die Datenmenge reduziert werden und die Kosten des Systems können verringert werden.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Radarvorrichtung umfasst die Sendeempfängereinrichtung ein Anti-Aliasing-Filter, wobei das Anti-Aliasing-Filter das Bandpassfilter umfasst Das Bandpassfilter kann anstelle eines im Stand der Technik verwendeten Tiefpassfilters verwendet werden.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Radarvorrichtung ist die vorgegebene Mindestfrequenz ein geradzahliger Teiler einer Maximalfrequenz des Basisbandsignals. Beispielsweise kann die vorgegebene Mindestfrequenz der halben Bandbreite oder einem Viertel der Bandbreite entsprechen. Derartige Frequenzen lassen sich technisch leicht realisieren und sind durch geringen Stromverbrauch ausgezeichnet Die Verwendung der halben Bandbreite ist etwa vorteilhaft, insofern der Nahbereich etwa die Hälfte der Entfernung des Fernbereichs abdeckt. Beispielsweise kann der Nahbereich Entfernungen bis etwa 100 Meter abdecken und der Fernbereich von etwa 100 Meter bis etwa 200 Meter.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Radarvorrichtung umfasst die Sendeempfängereinrichtung einen überabtastenden Analog-zu-Digital-Wandler, welcher dazu ausgebildet ist, das Basisbandsignal bereitzustellen. Die Radarvorrichtung umfasst weiter ein digitales Dezimierungsfilter, welches das Bandpassfilter umfasst und dazu ausgebildet ist, das von dem Analog-zu-Digital-Wandler bereitgestellte Basisbandsignal zu filtern. In ein Dezimierungsfilter lässt sich das Bandpassfilter einfach integrieren.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Radarvorrichtung ist die Sendeempfängereinrichtung weiter dazu ausgebildet, Frequenzen von einem zum Erfassen des zweiten Messbereichs erzeugten Basisbandsignal zu niedrigeren Frequenzen zu verschieben. Dies entspricht im Effekt einer Bandpassfilterung, da niedrige Frequenzen abgeschnitten werden.
  • Figurenliste
  • Es zeigen:
    • 1 eine schematische Draufsicht auf eine Radarvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zur Erläuterung von Messbereichen;
    • 2 ein schematisches Blockdiagramm der in 1 illustrierten Radarvorrichtung;
    • 3 ein Tiefpassfilter im Basisband, wie es etwa im Stand der Technik verwendet werden kann;
    • 4 ein Bandpassfilter zur Verwendung in einer Radarvorrichtung gemäß der Erfindung; und
    • 5 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben einer Radarvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
  • In allen Figuren sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente und Vorrichtungen mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Nummerierung von Verfahrensschritten dient der Übersichtlichkeit und soll im Allgemeinen keine bestimmte zeitliche Reihenfolge implizieren. Insbesondere können auch mehrere Verfahrensschritte gleichzeitig durchgeführt werden.
  • Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • 1 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Radarvorrichtung 100 zur Erläuterung von Messbereichen B1, B2. Die Radarvorrichtung 100 ist dazu ausgebildet, sowohl einen ersten Messbereich B1 als auch einen zweiten Messbereich B2 zu erfassen. Bevorzugt ist ein Winkelbereich des ersten Messbereichs B1 größer als ein Winkelbereich des zweiten Messbereichs B2. Weiter ist ein maximaler Abstand d1 des ersten Messbereichs B1 kleiner als ein maximaler Abstand d2 des zweiten Messbereichs B2. Weiter schließt sich der zweite Messbereich B2 an den ersten Messbereich B1 an, umfasst somit Abstände zwischen dem maximalen Abstand d1 des ersten Messbereichs B1 und dem maximalen Abstand d2 des zweiten Messbereichs B2. Der erste Messbereich B1 entspricht somit einem Nahbereich oder mittleren Abstandsbereich und der zweite Messbereich B2 entspricht einem Fernbereich.
  • Die Erfindung ist nicht auf die illustrierte Ausgestaltung der Messbereiche B1 und B2 beschränkt. Gemäß weiteren Ausführungsformen kann sich der zweite Messbereich B2 auch teilweise mit dem ersten Messbereich B1 überlappen. Weiter ist auch eine abweichende Form der Messbereiche möglich. Insbesondere kann sich die Winkelerstreckung der Messbereiche auch mit dem Abstand ändern.
  • 2 zeigt ein schematisches Blockdiagramm der Radarvorrichtung 100. Die Komponenten der Radarvorrichtung 100 können in einem MMIC (englisch: Monolithic Microwave Integrated Circuit) realisiert werden.
  • Die Radarvorrichtung 100 umfasst eine Sendeempfängereinrichtung 1, welche den in 1 gezeigten ersten Messbereich B1 erfasst und ein erstes Sensorsignal erzeugt und in 1 gezeigten zweiten Messbereich B2 erfasst und ein zweites Sensorsignal erzeugt Die Sendeempfängereinrichtung 1 umfasst eine erste Radarsensorkomponente 11 mit ersten Antennenanordnungen zum Erfassen des ersten Messbereichs B1. Weiter umfasst die Sendeeinrichtung 1 eine zweite Radarsensorkomponente 12 mit zweiten Antennenanordnungen zum Erfassen des zweiten Messbereichs B2. Entsprechend ist für jeden Messbereich eine separate Antennenanordnung vorgesehen.
  • Die Sendeempfängereinrichtung 1 umfasst einen überabtastenden Analog-zu-Digital-Wandler 13, um anhand der von der zweiten Radarsensorkomponente 12 ausgesendeten und empfangenen Signale ein Basisbandsignal bereitzustellen. Weiter umfasst die Sendeempfängereinrichtung 1 ein digitales Dezimierungsfilter 14, welches ein Bandpassfilter 141 umfasst und dazu ausgebildet ist, das von dem Analog-zu-Digital-Wandler 13 bereitgestellte Basisbandsignal zu filtern. Das Bandpassfilter unterdrückt hierbei Frequenzanteile des Basisbandsignals, welche kleiner als eine vorgegebene Mindestfrequenz sind. Die vorgegebene Mindestfrequenz ist vorzugsweise ein geradzahliger Teiler einer Maximalfrequenz des Basisbandsignals.
  • Für die erste Radarsensorkomponente 11 kann ebenfalls ein (nicht gezeigter) Analog-zu-Digital-Wandler zum Bereitstellen eines Basisbandsignals sowie ein Tiefpassfilter zum Filtern des Basisbandsignals vorgesehen sein. Alternativ kann auch der Analog-zu Digital-Wandler 13 und das als (für die erste Radarsensorkomponente 11 bevorzugt als Tiefpassfilter betriebene) Filter 141 auch zur Verarbeitung der von der ersten Radarsensorkomponente 11 erzeugten Sendesignale vorgesehen sein. Beispielweise können die Sensorsignale der ersten Radarsensorkomponente 11 und der zweiten Radarsensorkomponente 12 abwechselnd verarbeitet werden.
  • Die Distanzauflösung der ersten Radarsensorkomponente 11 kann sich von einer Distanzauflösung der zweiten Radarsensorkomponente 12 unterscheiden. Die Auslegung des Bandpassfilters 141 ist nicht an die maximale Basisbandfrequenz des Nahbereichs geknüpft. Vielmehr kann die Wahl der Bandgrenzen des Filters in Kombination mit dem Frequenzhub zu einer Übereinstimmung der Entfernungsbereiche an den entsprechenden Grenzen führen.
  • Weiter umfasst die Radarvorrichtung 100 eine Signalverarbeitungseinrichtung 2, welche die ersten Sensorsignale und die zweiten Sensorsignale auswertet. Insbesondere kann die Signalverarbeitungseinrichtung 2 eine Datenfusion der ersten Sensorsignale und der zweiten Sensorsignale durchführen.
  • Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausgestaltung beschränkt Insbesondere kann auch vorgesehen sein, dass die Sendeempfängereinrichtung 1 lediglich eine einzelne Radarsensorkomponente mit Antennenelementen aufweist. Die Sendeempfängereinrichtung 1 ist in zwei verschiedenen Messmodi betreibbar. Im ersten Messmodus wird der erste Messbereich B1 erfasst und im zweiten Messmodus wird der zweite Messbereich B2 erfasst.
  • Weiter kann die Sendeempfängereinrichtung 1 auch ein Anti-Aliasing-Filter umfassen, wobei das Anti-Aliasing-Filter das Bandpassfilter 141 umfasst.
  • Das Bandpassfilter 141 kann im Hochfrequenzbaustein des MMIC und bevorzugt in räumlicher Nähe zum Analog-zu-Digital-Wandler realisiert werden. Das Bandpassfilter 141 kann als analoges Filter vor dem Analog-zu-Digital-Wandler 13 ausgebildet sein oder (wie in 2 gezeigt) als digitales Filter nach dem Analog-zu-Digital-Wandler 13. Kommt ein Analog-zu-Digital-Wandler 141 mit Überabtastung und digitalen Dezimierungsfiltern zum Einsatz, lässt sich das neue Bandpassfilter 141 einfach integrieren. Bei digitalen Filtern lässt sich auch eine Frequenzverschiebung integrieren, so dass der Aliasing-Effekt nicht implizit genutzt werden muss. Unter Verwendung von RFCMOS (englisch: Radio Frequency Complementary Metal-Oxide Semiconductor)-Technologie lassen sich solche Bandpassfilter 141 einfach und günstig realisieren.
  • Schließlich kann die Sendeempfängereinrichtung 1 auch dazu ausgebildet sein, Frequenzen des zum Erfassen des zweiten Messbereichs B2 erzeugten Basisbandsignals zu niedrigeren Frequenzen zu verschieben.
  • 3 zeigt ein typisches Tiefpassfilter im Basisband, wie es etwa im Stand der Technik verwendet werden kann. Aufgetragen ist die Magnitude (in Dezibel) als Funktion einer normierten Frequenz fnorm (in Radiant pro Sample). Kleine Frequenzen, welche kleinen Abständen des Objekts von der Radarvorrichtung entsprechen, werden vollständig erfasst und bei der nachfolgenden Datenauswertung weiter berücksichtigt. Ein Radarsystem gemäß dem Stand der Technik tastet mittels eines Analog-zu-Digital-Wandlers somit Basisbandsignale von 0 Hz bis zur maximalen Frequenz ab. Ein Mikrocontroller muss alle Daten verarbeiten und für eine Doppler-FFT (Fast-Fourier-Transformation) auch speichern.
  • Bei einem reellen Empfangssystem kann der Analog-zu-Digital-Wandler mit Anti-Aliasing-Filter so ausgelegt sein, dass die Abtastrate ungefähr dem Doppelten der maximal auftretenden Frequenz entspricht, so dass das verfügbare und übertragene Basisband von 0 Hz bis Fs/2 reicht, wobei Fs die Abtastfrequenz bezeichnet. Aufgrund der reellen Signale entspricht dies allerdings dem Bereich von -Fs/2 bis Fs/2. Bei IQ-Mischern kann eine Einseitenband-Prozessierung stattfinden, sodass sich das Basisband effektiv von 0 Hz bis Fs/2 erstreckt. Allerdings wird aufgrund der notwendigen komplexwertigen Zahlen die gleiche Datenmenge benötigt.
  • 4 zeigt ein Bandpassfilter zur Verwendung in einer Radarvorrichtung 100 gemäß der Erfindung. Die Filterung im MMIC erfolgt derart, dass nicht mehr das gesamte Basisband abgetastet und übertragen wird, sondern nur Teile des Basisbands. Eine mögliche Ausgestaltung ist es, nur die obere Hälfte des Basisbands zu übertragen. Bei IQ-Systemen entspricht diese dem Bereich von Fs/4 bis Fs/2. Das Bandpassfilter 141 unterdrückt also alle Signale mit Frequenz unterhalb Fs/4. Gemäß des Nyquist-Abtasttheorems kann dadurch die Abtastrate reduziert werden. Die Abtastrate hängt hierbei von der Bandbreite der Signale ab. Höhere Frequenzen können durch Aliasing in den unteren Bereich transformiert werden, was unproblematisch ist, da durch die Filterung die früher dort befindlichen Signale unterdrückt wurden.
  • Bei reellen Systemen kann die Abtastrate nach der Filterung reduziert werden, und es kann ebenfalls der Aliasing-Effekt genutzt werden.
  • 5 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben einer Radarvorrichtung, insbesondere der oben beschriebenen Radarvorrichtung 100.
  • In einem ersten Verfahrensschritt S1 wird mittels der Radarvorrichtung 100 ein erster Messbereich B1 mit Abständen von der Radarvorrichtung 100 in einem ersten vorgegebenen Abstandsbereich erfasst. Erste Sensorsignale werden ausgegeben. Der erste Abstandsbereich unterscheidet sich von dem zweiten Abstandsbereich zumindest teilweise. Sämtliche Abstände des zweiten Abstandsbereichs sind größer sind als ein vorgegebener Mindestabstand.
  • In einem zweiten Verfahrensschritt S2 wird mittels der Radarvorrichtung 100 ein zweiter Messbereich B2 mit Abständen von der Radarvorrichtung 100 in einem zweiten vorgegebenen Abstandsbereich erfasst. Zweite Sensorsignale werden ausgegeben.
  • Die Radarvorrichtung 100 werteten einen dritten Verfahrensschritt S3 die ersten und zweiten Sensorsignale aus. Insbesondere kann eine Datenfusion der ersten Sensorsignale und der zweiten Sensorsignale durchgeführt werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102013212090 A1 [0007]

Claims (11)

  1. Radarvorrichtung (100), mit: einer Sendeempfängereinrichtung (1), welche dazu ausgebildet ist, einen ersten Messbereich (B1) mit Abständen von der Radarvorrichtung (100) in einem ersten vorgegebenen Abstandsbereich zu erfassen und erste Sensorsignale auszugeben, und einen zweiten Messbereich (B2) mit Abständen von der Radarvorrichtung (100) in einem zweiten vorgegebenen Abstandsbereich zu erfassen und zweite Sensorsignale auszugeben; und einer Signalverarbeitungseinrichtung (2), welche dazu ausgebildet ist, die ersten Sensorsignale und die zweiten Sensorsignale auszuwerten; wobei sich der erste Abstandsbereich von dem zweiten Abstandsbereich zumindest teilweise unterscheidet; und wobei Abstände des zweiten Abstandsbereichs größer als ein vorgegebener Mindestabstand (d1) sind.
  2. Radarvorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei sich der zweite Messbereich (B2) an den ersten Messbereich (B1) anschließt oder teilweise mit dem ersten Messbereich (B1) überlappt.
  3. Radarvorrichtung (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Sendeempfängereinrichtung (1) eine erste Radarsensorkomponente (11) aufweist, welche dazu ausgebildet ist, den ersten Messbereich (B1) zu erfassen und die ersten Sensorsignale auszugeben, und eine zweite Radarsensorkomponente (12) aufweist, welche dazu ausgebildet ist, den zweiten Messbereich (B2) zu erfassen und die zweiten Sensorsignale auszugeben.
  4. Radarvorrichtung (100) nach Anspruch 3, wobei sich eine Distanzauflösung der ersten Radarsensorkomponente (1) von einer Distanzauflösung der zweiten Radarsensorkomponente (2) unterscheidet
  5. Radarvorrichtung (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Sendeempfängereinrichtung (1) eine Radarsensorkomponente aufweist, welche in einem ersten Messmodus betreibbar ist, um den ersten Messbereich (B1) zu erfassen und die ersten Sensorsignale auszugeben, und in einem zweiten Messmodus betreibbar ist, um den zweiten Messbereich (B2) zu erfassen und die zweiten Sensorsignale auszugeben.
  6. Radarvorrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Sendeempfängereinrichtung (1) ein Bandpassfilter (141) umfasst, welches dazu ausgebildet ist, Frequenzanteile von einem von der Sendeempfängereinrichtung (1) zum Erfassen des zweiten Messbereichs (B2) erzeugten Basisbandsignal zu unterdrücken, welche kleiner sind als eine vorgegebene Mindestfrequenz.
  7. Radarvorrichtung (100) nach Anspruch 6, wobei die Sendeempfängereinrichtung (1) ein Anti-Aliasing-Filter umfasst, wobei das Anti-Aliasing-Filter das Bandpassfilter (141) umfasst.
  8. Radarvorrichtung (100) nach Anspruch 6 oder 7, wobei die vorgegebene Mindestfrequenz ein geradzahliger Teiler einer Maximalfrequenz des Basisbandsignals ist.
  9. Radarvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Sendeempfängereinrichtung (1) umfasst: einen überabtastenden Analog-zu-Digital-Wandler (13), welcher dazu ausgebildet ist, das Basisbandsignal bereitzustellen; und ein digitales Dezimierungsfilter (14), welches das Bandpassfilter (141) umfasst und dazu ausgebildet ist, das von dem Analog-zu-Digital-Wandler (13) bereitgestellte Basisbandsignal zu filtern.
  10. Radarvorrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Sendeempfängereinrichtung (1) weiter dazu ausgebildet ist, Frequenzen von einem zum Erfassen des zweiten Messbereichs (B2) erzeugten Basisbandsignal zu niedrigeren Frequenzen verschieben.
  11. Verfahren zum Betreiben einer Radarvorrichtung (100), mit den Schritten: Erfassen (S1), mittels der Radarvorrichtung (100), eines ersten Messbereichs (B1) mit Abständen von der Radarvorrichtung (100) in einem ersten vorgegebenen Abstandsbereich und Ausgeben erster Sensorsignale; Erfassen (S2), mittels der Radarvorrichtung (100), eines zweiten Messbereichs (B2) mit Abständen von der Radarvorrichtung (100) in einem zweiten vorgegebenen Abstandsbereich und Ausgeben zweiter Sensorsignale; und Auswerten (S3), mittels der Radarvorrichtung (100), der ersten Sensorsignale und der zweiten Sensorsignale; wobei sich der erste Abstandsbereich von dem zweiten Abstandsbereich zumindest teilweise unterscheidet; und wobei Abstände des zweiten Abstandsbereichs größer als ein vorgegebener Mindestabstand (d1) sind.
DE102020212476.0A 2020-10-02 2020-10-02 Radarvorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Radarvorrichtung Pending DE102020212476A1 (de)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020212476.0A DE102020212476A1 (de) 2020-10-02 2020-10-02 Radarvorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Radarvorrichtung
US17/449,169 US20220107386A1 (en) 2020-10-02 2021-09-28 Radar device and method for operating a radar device
CN202111151106.8A CN114384503A (zh) 2020-10-02 2021-09-29 雷达设备和用于运行雷达设备的方法
KR1020210128456A KR20220044665A (ko) 2020-10-02 2021-09-29 레이더 장치 및 레이더 장치 작동 방법
JP2021162467A JP2022060183A (ja) 2020-10-02 2021-10-01 レーダ装置およびレーダ装置の動作方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020212476.0A DE102020212476A1 (de) 2020-10-02 2020-10-02 Radarvorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Radarvorrichtung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102020212476A1 true DE102020212476A1 (de) 2022-04-07

Family

ID=80737933

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102020212476.0A Pending DE102020212476A1 (de) 2020-10-02 2020-10-02 Radarvorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Radarvorrichtung

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20220107386A1 (de)
JP (1) JP2022060183A (de)
KR (1) KR20220044665A (de)
CN (1) CN114384503A (de)
DE (1) DE102020212476A1 (de)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7504988B2 (en) 2006-08-10 2009-03-17 Fujitsu Ten Limited Radar device with overlapping short and long range sensors
DE102013212090A1 (de) 2013-06-25 2015-01-08 Robert Bosch Gmbh Winkelauflösender FMCW-Radarsensor
DE102017206944A1 (de) 2017-04-25 2018-10-25 Audi Ag Verfahren zum Betrieb eines Radarsensors in einem Kraftfahrzeug, Radarsensor und Kraftfahrzeug

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5504455A (en) * 1995-05-16 1996-04-02 Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The Minister Of National Defence Of Her Majesty's Canadian Government Efficient digital quadrature demodulator
US5754123A (en) * 1996-05-06 1998-05-19 Ford Motor Company Hybrid ultrasonic and radar based backup aid
DE19906089A1 (de) * 1999-02-13 2000-08-17 Daimler Chrysler Ag Verfahren zur Signalerzeugung und -verarbeitung in Impuls-Radargeräten
WO2005055368A1 (en) * 2003-11-21 2005-06-16 Artimi Ltd Ultrawideband antenna
KR101527772B1 (ko) * 2014-03-25 2015-06-10 주식회사 에스원 Fmcw 레이더의 타겟 탐색 방법 및 타겟 탐색을 수행하는 fmcw 레이더
US9935664B1 (en) * 2015-10-21 2018-04-03 Marvell International Ltd. Signal detection and power measurement with multi-band filter to mitigate narrowband interference
DE112020003963T5 (de) * 2019-08-22 2022-05-05 Sony Group Corporation Informationsverarbeitungsvorrichtung, informationsverarbeitungsverfahren und programm

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7504988B2 (en) 2006-08-10 2009-03-17 Fujitsu Ten Limited Radar device with overlapping short and long range sensors
DE102013212090A1 (de) 2013-06-25 2015-01-08 Robert Bosch Gmbh Winkelauflösender FMCW-Radarsensor
DE102017206944A1 (de) 2017-04-25 2018-10-25 Audi Ag Verfahren zum Betrieb eines Radarsensors in einem Kraftfahrzeug, Radarsensor und Kraftfahrzeug

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Bandpassunterabtastung. 7. August 2020, 12:54 UTC. URL: https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Bandpassunterabtastung&oldid=202571873 [abgerufen am 25.06.2021]
GÖTZ, Hermann: Einführung in die digitale Signalverarbeitung. 2., übearb. und stark erw. Aufl. Stuttgart : Teubner, 1995 (Teubner Studienskripten ; 117). Titelblatt und Impressum und Inhaltsverzeichnis S. 56-64. - ISBN 978-3-519-10117-8

Also Published As

Publication number Publication date
US20220107386A1 (en) 2022-04-07
CN114384503A (zh) 2022-04-22
KR20220044665A (ko) 2022-04-11
JP2022060183A (ja) 2022-04-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102018132745B4 (de) Fmcw radar mit störsignalunterdrückung im zeitbereich
DE102007061912B4 (de) Pulsradar, fahrzeugmontiertes Radar und Ladungsunterstützungsradar
EP2483706B1 (de) Radarsensor mit zwei oszillatoren, zwei i/q-sendemischern und zwei i/q-empfangsmischern
DE102017117729A1 (de) Verteiltes Radarssystem
EP2417475B1 (de) Radarsystem mit anordnungen und verfahren zur entkopplung von sende- und empfangssignalen sowie unterdrückung von störeinstrahlungen
DE102008054570A1 (de) FMCW-Radarsensor für Kraftfahrzeuge
DE102008050117A1 (de) Kalibration einer Radareinheit mit gerätespezifischen Korrekturkurven
DE102009057191A1 (de) Verfahren zum eindeutigen Bestimmen einer Entfernung und/oder einer relativen Geschwindigkeit eines Objektes, Fahrerassistenzeinrichtung und Kraftfahrzeug
WO2002039141A1 (de) Radareinrichtung und verfahren zum betreiben einer radareinrichtung
EP1210567A1 (de) Vorrichtung zur bestimmung einer physikalischen prozessgrösse eines mediums
DE102010002759A1 (de) Radarsensor mit Selbsttesteinrichtung
WO2002014902A1 (de) Verfahren zur pulsbreitenmodulation eines radarsystems
DE102020117748A1 (de) Radarsystem mit monitoring-funktion
DE102017207604B4 (de) Radarsystem mit Überwachung der Frequenzmodulation einer Folge von gleichartigen Sendesignalen
EP1828804B1 (de) Fmcw-radar mit standzielunterdrückung
DE102006039517A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Radarsystems und Radarsystem
DE102008011889A1 (de) Digitale Strahlformung mit frequenzmodulierten Signalen
DE102020212476A1 (de) Radarvorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Radarvorrichtung
DE10357148A1 (de) Radarsensor
DE102008009596A1 (de) Radarsystem zur Umfelderfassung mit Mitteln zur Frequenzmodulation des Sendesignals
DE102008050327A1 (de) Empfangsmischer zur Verringerung von Überkopplungseffekten
DE102021213426A1 (de) System und verfahren zum emulieren von echosignalen von emulierten zielen mit reduzierter interferenz
EP3575755B1 (de) Füllstandmessgerät mit optimierter antennensteuerung und verfahren zur füllstandmessung
DE102019219640A1 (de) Radarmodul, Radarsystem und Verfahren zum Betreiben eines Radarmoduls
EP2223154B1 (de) Radarsensoranordnung

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified