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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer elektrooptischen Übertragungsvorrichtung für beispielsweise ein Kraftfahrzeug gemäß dem geltenden Patentanspruch 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt sowie eine Übertragungsvorrichtung.
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Aus dem Stand der Technik ist bereits bekannt, dass in Kraftfahrzeugen eine Vielzahl von Sensoren sowie Datenkommunikationseinrichtungen ausgebildet sind. Beispielsweise kann ein Kraftfahrzeug eine Radarsensoreinrichtung oder eine Kommunikationseinrichtung zur Datenübertragung aufweisen.
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Die
EP 3 489 712 A1 betrifft ein Radarsystem und ein Verfahren zum Betreiben eines Radarsystems.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ein Verfahren, ein Computerprogrammprodukt sowie eine Übertragungsvorrichtung zu schaffen, mittels welchem bauteilreduziert eine Übertragung von einer Basiseinrichtung an eine Antenneneinrichtung und/oder von einer Empfangseinrichtung an die Basiseinrichtung und /oder von einer kombinierten Sende und Empfangseinrichtung an eine oder mehrere Basiseinrichtungen durchgeführt werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren, ein Computerprogrammprodukt sowie eine Übertragungsvorrichtung gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer elektrooptischen Übertragungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug. Es erfolgt das Erzeugen eines optischen Trägersignals mittels einer optischen Signalquelle, beispielsweise einer Lasereinrichtung, einer Basiseinrichtung der Übertragungsvorrichtung. Es wird ein beliebiges Signal, insbesondere eine beliebiges optisches Signal, mittels der optischen Signalquelle erzeugt. Dabei kann das Laserlicht beliebige, wie auch eine bestimmte oder auch eine Superposition von Polarisationszuständen aufweisen. Es erfolgt das Aufmodulieren des beliebigen Signals, welches beispielsweise ein Datensignal sein kann, auf das optische Trägersignal in der Basiseinrichtung zu einem Übertragungssignal. Das Übertragungssignal wird an eine Antenneneinrichtung der Übertragungsvorrichtung mittels eines optischen Übertragungsmediums, beispielsweise einer Glasfaser, übertragen. Es erfolgt das Trennen des beliebiges Signals und des Trägersignals in der Antenneneinrichtung.
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Insbesondere ist es somit ermöglicht, dass beispielsweise sowohl bei Radarsensoreinrichtungen wie auch bei Kommunikationseinrichtungen das optische Übertragungsmedium genutzt wird, um ein Daten- oder Modulations- und Taktsignal an beliebig entfernte Fronteinrichtungen, welche vorliegend der Antenneneinrichtung entsprechen, zu verteilen. Für den Rückkanal ist beispielsweise bekannt, dass beispielsweise das Laserlicht für die optische Taktverteilung wiederverwendet werden kann, um beispielsweise einen optischen IQ-Rückkanal zu erzeugen. Bei dem IQ-Rückkanal handelt es sich insbesondere um den Rückkanal einer sogenannten Quadraturamplitudenmodulation.
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Trotzdem sind für die Verteilung von Takt und Daten sowie für den Rückkanal beispielsweise mindestens optisches Übertragungsmedium vorgesehen. Zudem ist im heutigen Stand der Technik der Radio over Fiber (ROF) Systeme die maximale Arbeitsfrequenz durch die maximale Bandbreite der Mach-Zehnder-Modulatoren oder der Lasertreiber beschränkt. Die Erfindung löst somit, durch geschicktes Systemdesign, beliebig hohe Frequenzen zu erreichen und dabei die Anzahl der benötigten optischen Übertragungsmedien zu minimieren.
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Insbesondere ist somit die Wiederverwendung des Trägersignals und des beliebiges Signals vorgeschlagen. Insbesondere wird somit in der Basiseinrichtung, welche auch als Basisstation bezeichnet werden kann, und beispielsweise als elektronische Recheneinrichtung und/oder alternativ oder ergänzend auch eine optischen Recheneinrichtung ausgebildet sein kann, das optische Trägersignal erzeugt. Hierfür wird beispielsweise eine optische Quelle, bevorzugt eine Laserdiode benötigt. Das optische Trägersignal kann statisch, also fix, oder dynamisch, also nicht fix und somit variabel, sein, abhängig von der Signalquelle. Ferner wird ein beliebiges Signal, zum Beispiel ein IQ-Datensignal und/oder ein kognitives Radarsignal auf die optische Quelle direkt moduliert und/oder am Ausgang der optischen Quelle moduliert. Die beiden Signale werden überlagert und über ein einziges optisches Übertragungsmedium nach eventuell Aufteilung des Signals an beliebig viele aber mindestens eine Antenneneinrichtung weitergeleitet. In der Antenneneinrichtung, insbesondere in dem sogenannten Transmitter der Antenneneinrichtung, wird das optische Signal beispielsweise in zwei getrennte elektrische Signale überführt. Alternativ kann auch das beliebige Signal, welches in der Zentralstation aufmoduliert wird, von den spektralen Eigenschaften derart generiert werden, dass es nach dem hochmischen die gewünschten spektralen Eigenschaften besitzt. In den einzelnen Signalpfaden können dabei elektronische und/oder optische Filtereinrichtungen eingebaut sein, die das Trägersignal vom beliebigen Signal trennen. Es ist aber auch möglich, nur eine optischelektronische Wandlervorrichtung zu verwenden und dann die Signale zu trennen. In diesem Fall kann zur Aufteilung ein separater elektrischer Filter verwendet werden und/oder die verwendeten Schaltungen weisen die notwendige Filtercharakteristik auf.
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Insbesondere benötigt das vorgestellte Verfahren beziehungsweise die entsprechende Übertragungsvorrichtung nur ein optisches Übertragungsmedium um ein beliebiges Signal, insbesondere beispielsweise das IQ-Datensignal und das mindestens eine Trägersignal zu beliebig weit entfernten Antenneneinrichtungen, welche auch als Fronteinrichtung bezeichnet werden können, zu verteilen. Dafür werden im optischen Bereich die beiden Signale, mit anderen Worten das Trägersignal und das beliebige Signal, zusammengeführt. In der Antenneneinrichtung werden die Signale getrennt. In der Antenneneinrichtung kann dann eine beliebige Frequenzumwandlung des Trägersignals stattfinden. Ferner benötigt das System beziehungsweise die Übertragungsvorrichtung keine schnellen optischen Modulatoren, da das Signal, welches in der Basiseinrichtung auf den optischen Träger moduliert wird, nur ein Bruchteil der eigentlichen Sendefrequenz sein kann. Wenn sichergestellt werden kann, das Sende- und Empfangssignal, zumindest teilweise rekonstruierbar sind, zum Beispiel mittels Ausnutzung von Orthogonalität und/oder eine Art von Multiple-Access zwischen dem beliebigen Sendesignal und dem Empfangssignal, kann das Signal, welches an die Antenneneinrichtung verteilt wird, auch für den Rückkanal, also als Empfangseinrichtung innerhalb der Basiseinrichtung wiederverwendet werden. Ansonsten wird ein weiterer Modulator ein zweites Referenzsignal erzeugen oder es kann auch die optische Signalquelle direkt ein zweites Referenzsignal erzeugen. In jedem Fall ist keine weitere optische Quelle, beispielsweise eine weitere Lasereinrichtung, in der Antenneneinrichtung nötig. Alternativ oder ergänzend kann allerdings auf den Antenneneinrichtungen eine optische Quelle verwendet werden. Das Trägersignal wird zentral erzeugt, wodurch alle Antenneneinrichtungen dieselbe Sendefrequenz besitzen, wodurch eine aufwändige Taktrückgewinnung unnötig wird, wobei die Taktrückgewinnung dennoch durchgeführt werden könnte. Außerdem ermöglicht die Übertragungsvorrichtung beliebige Modulationsformate und nicht nur FMCW (frequency modulated continuous wave radar), sondern kann zum Beispiel auch für Pseudo Noise- oder OFDM (orthogonal frequency-division multiplexing - Frequenzmultiplexverfahren) beispielsweise in Radarsensoreinrichtungen, genutzt werden. Des Weiteren eignet sich die Übertragungsvorrichtung für Anwendungen im Bereich Software-defined Radar, da das Modulationsformat und die Trägerfrequenz durch simple Änderung der Programmierung der Signalverarbeitungseinheit in der Basiseinrichtung geändert werden kann und somit nur durch die Software und nicht durch die Hardware bestimmt ist. Dennoch können selbstverständlich auch Änderungen über die Hardware durchgeführt werden, beispielsweise durch einen „Power Detektor“, der eine Sendefrequenz direkt abändern kann. Überdies kann das Radar-System dadurch auch für kognitives Radar verwendet werden.
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Die Übertragungsvorrichtung kann beispielsweis in einem Kraftfahrzeug für eine Radarsensoreinrichtung oder eine Kommunikationseinrichtung eingesetzt werden. Dies ist jedoch rein beispielhaft und keinesfalls begrenzend zu verstehen. Die Übertragungseinrichtung kann auch in anderen technischen Vorrichtungen, beispielsweise in Datenzentren, eingesetzt werden.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Signale, insbesondere das Trägersignal und das beliebige Signal, entweder unterschiedliche Frequenzbänder und/oder Polarisationen und/oder eine Art von MAC aufweisen aufweisen. Unter MAC ist multiple access wie beispielsweise unterschiedliche Zeitslots für die unterschiedlichen Signale zu verstehen. In diesem Zusammenhang kann man dies durch „eine sonstige Art die Signale zu separieren“ formulieren.
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Weiterhin wird nachfolgend der Einfachheit halber in aller Regel immer nur auf eine Entität Bezug genommen werden. Soweit nicht explizit vermerkt, kann die Erfindung aber auch jeweils mehrere der betroffenen Entitäten aufweisen. Insofern ist die Verwendung der Wörter „ein“, „eine“ und „eines“ nur als Hinweis darauf zu verstehen, dass in einer einfachen Ausführungsform zumindest eine Entität verwendet wird.
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Soweit nachfolgend Verfahren beschrieben werden, sind die einzelnen Schritte eines Verfahrens in beliebiger Reihenfolge anordbar und/oder kombinierbar, soweit sich durch den Zusammenhang nicht explizit etwas Abweichendes ergibt. Weiterhin sind die Verfahren - soweit nicht ausdrücklich anderweitig gekennzeichnet - untereinander kombinierbar.
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Angaben mit Zahlenwerten sind in aller Regel nicht als exakte Werte zu verstehen, sondern beinhalten auch eine Toleranz von +/- 1 % bis zu +/- 10 %.
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Bezugnahme auf Standards oder Spezifikationen oder Normen sind als Bezugnahme auf Standards bzw. Spezifikationen bzw. Normen, die zum Zeitpunkt der Anmeldung und/oder - soweit eine Priorität beansprucht wird - auch zum Zeitpunkt der Prioritätsanmeldung gelten / galten zu verstehen. Hiermit ist jedoch kein genereller Ausschluss der Anwendbarkeit auf nachfolgende oder ersetzende Standards oder Spezifikationen oder Normen zu verstehen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform wird mittels eines ersten optischen Modulators das Trägersignal erzeugt und/oder mittels zumindest eines zweiten optischen Modulators das beliebige Signal erzeugt. Insbesondere kann es sich bei den optischen Modulatoren um sogenannte Mach-Zehnder-Modulatoren handeln. Insbesondere weist somit die Basiseinrichtung einen ersten Mach-Zehnder-Modulator sowie zumindest einen zweiten Mach-Zehnder-Modulator auf. Somit kann zuverlässig das Trägersignal und das beliebige Signal erzeugt werden. Alternativ kann auch die optische Signalquelle direkt zum Modulieren der Signale ausgebildet sein.
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Weiterhin vorteilhaft ist, dass als beliebiges Signal ein IQ-Signal erzeugt wird. Bei dem IQ-Signal handelt es sich insbesondere um ein sogenanntes quadraturamplitudenmoduliertes Signal. Hierbei handelt es sich um ein Modulationsverfahren der elektronischen Nachrichtentechnik, das die Amplitudenmodulation und die Phasenmodulation kombiniert. Somit kann eine vorteilhafte Datenübertragung realisiert werden.
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Weiterhin vorteilhaft ist, wenn das Trägersignal und das beliebige Signal mittels jeweiliger Filtereinrichtungen in der Antenneneinrichtung voneinander getrennt werden. Beispielsweise kann die Filtereinrichtung für das Trägersignal ein Bandpassfilter sein. Die Filtereinrichtung für das beliebige Signal kann beispielsweise als Hochpassfilter oder als Tiefpassfilter ausgebildet sein. Die Filtereinrichtungen können dabei sowohl als elektrische Filter, aber auch als optische Filter ausgebildet sein. Somit ist es ermöglicht, dass mittels einfachen elektrischen und/oder optischen Filtern die entsprechenden Signale voneinander getrennt werden können.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform wird in der Antennenrichtung eine Frequenzvervielfältigung des Trägersignals und/oder eine Signalmultiplikation des Trägersignals mit dem beliebigen Signal durchgeführt. Insbesondere kann somit in der Antenneneinrichtung eine beliebige Frequenzwandlung des Trägersignals stattfinden. Vor oder nach der Frequenzwandlung wird wiederum das beliebige Signal, welches insbesondere einem Datensignal entspricht, mit dem Trägersignal multipliziert. Durch den Filter, beispielsweise eines Bandpassfilters, beziehungsweise durch eine Mehrzahl von Filtern vor oder hinter einem Transimpedanzverstärker kann wieder das optische Trägersignal an die entsprechende optische Empfangseinrichtung verteilt werden und wiederverwendet werden. Insbesondere kann somit das Trägersignal auf beliebige Frequenzen vervielfältigt werden, bevor dieser mit dem beliebigen Signal, multipliziert wird. Alternativ ist es auch möglich, dass die Multiplikation in der Antenneneinrichtung vor der Frequenzvervielfältigung durchgeführt wird. Das Signal wird dann verstärkt und kann über die entsprechende Antenneneinrichtung abgestrahlt werden.
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In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen das die Antenneneinrichtung für den Sende- und Empfangspfad sowohl räumlich getrennt werden kann, wie auch räumlich zusammengeführt werden kann.
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Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn das Trägersignal zum Auswerten eines Empfangssignals an eine Auswerteeinrichtung der Basiseinrichtung rückgeführt wird. Insbesondere kann somit die Basiseinrichtung sowohl zum Senden als auch zum Empfangen ausgebildet sein. Hierzu wird somit lediglich eine Laserdiode benötigt. Es ist alternativ auch möglich, dass die Sende- und Empfangssignal auch elektrisch zurückgeführt werden können. Ein Bandpassfilter in der Empfangseinrichtung lässt es zu, dass auch das Lasersignal, welches an die Antenneneinrichtung verteilt wird, wiederverwendet werden kann. Somit kann beispielsweise auf eine weitere Mach-Zehnder-Modulation verzichtet werden, um für den Rückkanal, also für die Empfangseinrichtung der Basiseinrichtung das Trägersignal wiederzuverwenden.
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Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Empfangssignal orthogonal zum beliebigen Signal empfangen wird. Insbesondere um für den Rückkanal, also für die Empfangseinrichtung der Basiseinrichtung, das Signal wiederzuverwenden, wird das Empfangssignal orthogonal zum beliebigen Signal oder eine beliebige Art von Multiple Access empfangen. Die optische IQ-Modulation kann beispielsweise hierfür für diesen Fall auch wiederverwendet werden. Ferner ist auch ein Polarisationsmultiplexing möglich, wobei dann ein Modulator das Polarisationsmultiplexing unterstützt.
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Weiterhin vorteilhaft ist, wenn die Übertragungsvorrichtung für eine Radarsensorvorrichtung des Kraftfahrzeugs und/oder für eine Kommunikationsvorrichtung des Kraftfahrzeugs bereitgestellt wird. Somit ist es ermöglicht, dass die erfindungsgemäße Übertragungsvorrichtung beziehungsweise das entsprechende Verfahren sowohl für Radarsensorvorrichtungen als auch für Kommunikationsvorrichtungen verwendet werden kann. Somit ist die Übertragungsvorrichtung vielfältig einsetzbar.
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Bei dem vorgestellten Verfahren handelt es sich insbesondere um ein computerimplementiertes Verfahren. Daher betrifft ein weiterer Aspekt der Erfindung ein Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, welche eine elektronische Recheneinrichtung und/oder alternativ oder ergänzend auch eine optischen Recheneinrichtung dazu veranlassen, wenn die Programmcodemittel von der elektronischen Recheneinrichtung abgearbeitet werden, ein Verfahren nach dem vorhergehenden Aspekt durchzuführen. Das Computerprogrammprodukt kann auch als Computerprogramm bezeichnet werden. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft daher auch ein computerlesbares Speichermedium mit dem Computerprogrammprodukt.
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Ferner betrifft die Erfindung auch eine Übertragungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit zumindest einer Basiseinrichtung aufweisend eine optische Signalquelle und mit einer Antenneneinrichtung, wobei die Übertragungsvorrichtung zum Durchführen eines Verfahrens nach dem vorhergehenden Aspekt ausgebildet ist. Insbesondere wird das Verfahren mittels der Übertragungsvorrichtung durchgeführt.
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Die elektronische Recheneinrichtung und/oder alternativ oder ergänzend auch eine optischen Recheneinrichtung, welche insbesondere die Basiseinrichtung sein kann, weist insbesondere Prozessoren, elektronische Bauteile sowie integrierte Schaltkreise auf, um den entsprechenden Verfahrensschritt durchführen zu können.
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Ferner betrifft die Erfindung auch ein Kraftfahrzeug mit einer Übertragungsvorrichtung nach dem vorhergehenden Aspekt.
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Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Übertragungsvorrichtung des Kraftfahrzeugs, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Übertragungsvorrichtung sowie des Kraftfahrzeugs hier nicht noch einmal beschrieben.
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Die Erfindung umfasst auch die Kombination der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen.
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Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
- 1 ein schematisches Blockschaltbild gemäß einer ersten Ausführungsform einer Übertragungsvorrichtung; und;
- 2 ein weiteres schematisches Blockschaltbild gemäß einer weiteren Ausführungsform einer Übertragungsvorrichtung.
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Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsbeispiele auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
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In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild gemäß einer Ausführungsform einer Übertragungsvorrichtung 1 für ein rein schematisch dargestelltes Kraftfahrzeug 2. Die Übertragungsvorrichtung 1 weist zumindest eine Basiseinrichtung 3 auf, welche insbesondere als elektronische und/oder optische Recheneinrichtungen ausgebildet sein kann. Die Basiseinrichtung 3 weist zumindest eine Lasereinrichtung 4 als optische Signalquelle auf. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Basiseinrichtung 3 insbesondere in einen Sendeteil 5 und in einen Empfangsteil 6 aufgeteilt. Die Lasereinrichtung 4 ist vorliegend im Sendeteil 5 ausgebildet. Im Empfangsteil 6 ist eine weitere Lasereinrichtung 7 ausgebildet. Die Lasereinrichtung 4 sowie die weitere Lasereinrichtung 7 sind insbesondere als beliebige optische Quellen ausgebildet.
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Ferner weist die Übertragungsvorrichtung 1 zumindest eine Antenneneinrichtung 8 auf. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist rein schematisch dargestellt, dass die Übertragungsvorrichtung 1 auch weitere Antenneneinrichtungen 9 aufweisen kann. Das für die Antenneneinrichtung 8 gesagte gilt analog für die weiteren Antenneneinrichtungen 9. Dabei können alle oder auch nur bestimme oder keine Antenneneinrichtungen 8, 9 zu größeren Antenneneinrichtungen 8, 9 kombiniert werden.
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Ferner weist die Übertragungsvorrichtung 1 Empfangsantennen 10 auf. Die Empfangsantennen 10 können wiederum ebenfalls in einer Vielzahl vorliegen, also es können auch weitere Empfangsantennen 11 bereitgestellt werden. Das für die Empfangsantenne 10 gesagte gilt analog für die weiteren Empfangsantennen 11. Dabei können alle oder auch nur bestimme oder keine Antenneneinrichtungen 8, 9 zu größeren Antenneneinrichtungen 8, 9 kombiniert werden. Ferner können die Antenneneinrichtung 8 und die Empfangsantenne 10 beziehungsweise die Antenneneinrichtung 9 mit der Empfangsantenne 11 ebenfalls kombiniert werden.
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Insbesondere kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Sendeteil 5 und die Antenneneinrichtung 8 beziehungsweise die weiteren Antenneneinrichtungen 9 eine Sendeeinrichtung 12 ausbilden. Die Empfangsantenne 10 sowie der Empfangsteil 6 wiederum können eine Empfangseinrichtung 13 ausbilden.
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Die Basiseinrichtung 3 ist insbesondere disloziert von der Antenneneinrichtung 8 sowie der Empfangsantenne 10 ausgebildet. Insbesondere sind zwischen der Basiseinrichtung 3 und der Antenneneinrichtung 8 beziehungsweise Empfangsantenne 10 jeweilige Glasfasern 14 als optische Übertragungsmedien ausgebildet. Die Basiseinrichtung 3 ist dabei über eine einzige Glasfaser 14 mit der Antenneneinrichtung 8 gekoppelt. Die Basiseinrichtung 3 ist jeweilig über weitere Glasfasern 14 mit der jeweiligen weiteren Antenneneinrichtung 9 gekoppelt. Die Basiseinrichtung 3 ist ferner mit den Empfangsantennen 10 ebenfalls über entsprechende Glasfasern 14 gekoppelt.
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Beim erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben der Übertragungsvorrichtung 1 ist insbesondere vorgesehen, dass ein optisches Trägersignal 15 mittels der Lasereinrichtung 4 der Basiseinrichtung 3 erzeugt wird. Es erfolgt ferner das Erzeugen eines optischen Datensignals 17 mittels der Lasereinrichtung 4. Es wird das optische Datensignal 17 auf das optische Trägersignal 15 in der Basiseinrichtung 3 aufmoduliert zu einem Übertragungssignal 16. Das Übertragungssignal 16 wird an die Antenneneinrichtung 8 der Übertragungsvorrichtung 1 mittels der Glasfaser 14 übertragen. Es erfolgt das Trennen des beliebigen Signals 17 und des Trägersignals 15 in der Antenneneinrichtung 8. Insbesondere wird hierbei das Trägersignal 15 mittels einer ersten Filtereinrichtung 18, vorliegend insbesondere als Bandpassfilter ausgebildet, und das beliebige Signal 17 mittels einer zweiten Filtereinrichtung 19, vorliegend insbesondere als Hochpassfilter ausgebildet wird, voneinander getrennt.
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Zum Wandeln des optischen Trägersignals 15 und des optischen beliebigen Signals 17 können insbesondere optisch elektronische Wandler, zum Beispiel vorliegend Fotodioden 20, verwendet werden. Ferner sind Transimpedanzverstärker 21 gezeigt.
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Des Weiteren ist insbesondere vorgesehen, dass in der Antenneneinrichtung 8 eine Frequenzvervielfältigung 22 des Trägersignals 15 und/oder der Signalmultiplikation 23 des Trägersignals 15 mit dem beliebigen Signal 17 durchgeführt wird.
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Die 1 zeigt ferner, dass mittels eines ersten Mach-Zehnder-Modulators 24 das Trägersignal 15 erzeugt wird und/oder mittels eines zweiten Mach-Zehnder-Modulators 25 das beliebige Signal 17 erzeugt wird. Ferner kann insbesondere im Empfangsteil 6 die Basiseinrichtung 3 einen dritten Mach-Zehnder-Modulator 26 aufweisen. Ferner ist im Empfangsteil 6 ein Kohärenzempfänger 27 ausgebildet, wobei die empfangenen Signale vom Kohärenzempfänger 27 an eine Signalprozessierung 28, insbesondere zur weiteren Auswertung, übertragen werden. Hierbei kann die Kohärenz durch eine Selbstkohärenz mittels des Lasersignals erzeugt werden oder mit einer separaten Quelle.
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Die Antenneneinrichtung 8 weist insbesondere eine Sendeantenne 29 auf. Des Weiteren ist in der Antenneneinrichtung 8 noch ein Signalverstärker 33 gezeigt.
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Ferner kann insbesondere vorgesehen sein, dass im vorliegenden Ausführungsbeispiel auch ein sogenanntes IQ-Signal 30 erzeugt werden kann, wobei hierzu ein IQ-Generator 31 vorgesehen sein kann. Des Weiteren sind in der Empfangseinrichtung 13 weitere Mach-Zehnder-Modulatoren 32 gezeigt. Die Empfangseinrichtung 13 weist ferner ebenfalls einen Bandpassfilter 34 sowie eine Frequenzvervielfältigung 22 auf.
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Die vorliegende Übertragungsvorrichtung 1 ist bevorzugt für ein Radarsensorvorrichtung des Kraftfahrzeugs 2 und/oder für eine Kommunikationsvorrichtung des Kraftfahrzeugs 2 bereitgestellt.
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Insbesondere ist somit vorgeschlagen, dass in der Basiseinrichtung 3 das optische Trägersignal 15 im ersten Mach-Zehnder-Modulators 24 erzeugt wird. Hierfür wird mindestens eine Laserdiode benötigt. Das Trägersignal 15 kann statisch oder dynamisch sein, wobei dies abhängig von der Signalquelle ist. Ferner wird im zweiten Mach-Zehnder-Modulator 25 ein beliebiges Signal 17 erzeugt, zum Beispiel ein IQ-Datensignal oder ein IQ-kognitives Radarsignal, welches auf den Ausgang der Laserdiode moduliert wird. Die beiden Signale werden überlagert und über eine einzige Glasfaser 14 an die Antenneneinrichtung 8 weitergeleitet. Mittels eines Transmitters, welcher vorliegend durch die Fotodioden 20 dargestellt ist, wird das Übertragungssignal 16 in zwei getrennte elektrische Signale überführt. In den einzelnen Signalpfaden sind die Filtereinrichtungen 18, 19 ausgebildet, die das Trägersignal 15 vom beliebigen Signal 17 trennen. Es ist jedoch auch möglich, nur eine optische elektrische Wandlervorrichtung zu verwenden, die dann die Signale wiederum trennt. Das Trägersignal 15 kann dann auf beliebige Frequenzen vervielfältigt werden, bevor dieses mit dem beliebigen Signal 17 multipliziert wird. Ferner ist es auch möglich, die Multiplikation in der Antenneneinrichtung 8 vor der Frequenzvervielfältigung 22 durchzuführen. Das Signal wird dann wiederum verstärkt und kann über das Antennenelement 29 abgestrahlt werden.
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2 zeigt ein weiteres schematisches Blockschaltbild gemäß einer Ausführungsform der Übertragungsvorrichtung 1. In der 1 ist der Sendeteil 5 und der Empfangsteil 6 zusammen ausgebildet sind. In 1 wird die Generierung des optischen Rückkanals mit der zweiten Laserdiode beziehungsweise einer zweiten Lasereinrichtung 7 mit dem dritten Mach-Zehnder-Modulator 26 durchgeführt. In der 2 ist dargestellt, dass auch mittels der einen Lasereinrichtung 4 das Verfahren durchgeführt werden kann. Der weitere Bandpassfilter 34 erlaubt es im vorliegenden Ausführungsbeispiel, auch das Lasersignal, welches an die Antenneneinrichtung 8 verteilt wird, wiederzuverwenden. In diesem Fall kann insbesondere auf den dritten Mach-Zehnder-Modulator 26 verzichtet werden. Um für den Rückkanal alle der Basiseinrichtungen 3 das Signal wiederzuverwenden, muss allerdings das empfangene Signal orthogonal zum beliebigen Signal 17 sein, was vorliegend durch den Block 35 dargestellt ist, oder eine beliebige Art von Multiple Access vorliegen. Die optische IQ-Demodulation kann für diesen Fall auch wiederverwendet werden.
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Die in 1 und 2 vorgestellte Übertragungsvorrichtung 1 benötigt somit nur eine Glasfaser 14 um das beliebige Signal 17 und das Trägersignal 15 zu beliebig weit entfernten Antenneneinrichtungen 8 beziehungsweise Empfangsantennen 10 zu verteilen. Dafür werden im optischen die beiden Signale zusammengeführt. In der Antenneneinrichtung 8 werden die Signale wiederum getrennt. In der Antenneneinrichtung 8 kann dann eine beliebige Frequenzumwandlung des Trägersignals 15 stattfinden. Vor oder nach der Frequenzumwandlung wird dann das beliebige Signal 17 mit dem Trägersignal 15 multipliziert. Durch den Bandpassfilter 34 hinter dem Transimpedanzverstärker 21 auf der Empfängerseite kann das optische Trägersignal 15 mit der an die Antenneneinrichtung 8 verteilt wird wiederverwendet werden. Sollte Orthogonalität oder eine Form von Multiple Access zwischen dem empfangenen Signal und dem beliebigen Signal 17 vorliegen, kann das empfangene Signal auch für den Rückkanal zwischen der Empfangsantenne 10 und der Basiseinrichtung 3 genutzt werden. Insbesondere dürfen sich die Signale nur nicht so stark stören, so dass diese nicht regeneriert werden können. Alternativ kann mit einem weiteren Modulator ein zweites Referenzsignal erzeugt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Übertragungsvorrichtung
- 2
- Kraftfahrzeug
- 3
- Basiseinrichtung
- 4
- Lasereinrichtung
- 5
- Sendeteil
- 6
- Empfangsteil
- 7
- Weitere Lasereinrichtung
- 8
- Antenneneinrichtung
- 9
- Weitere Antenneneinrichtung
- 10
- Empfangsantenne
- 11
- Weitere Empfangsantennen
- 12
- Sendeeinrichtung
- 13
- Empfangseinrichtung
- 14
- Glasfaser
- 15
- Trägersignal
- 16
- Übertragungssignal
- 17
- Beliebiges Signal
- 18
- Bandpassfilter
- 19
- Hochpassfilter
- 20
- Fotodiode
- 21
- Transimpedanzverstärker
- 22
- Frequenzvervielfältigung
- 23
- Signalmultiplikation
- 24
- Erster Mach-Zehnder-Modulator
- 25
- Zweiter Mach-Zehnder-Modulator
- 26
- Dritter Mach-Zehnder-Modulator
- 27
- Kohärenzempfänger
- 28
- Signalprozessierung
- 29
- Antennenelement
- 30
- IQ-Signal
- 31
- IQ-Generator
- 32
- Weiterer Mach-Zehnder-Modulator
- 33
- Signalverstärker
- 34
- Weiterer Bandpassfilter
- 35
- Block
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102020202771 A1 [0003]
- EP 3489712 A1 [0004]
