DE102022203678A1 - Method for operating a radar device and radar device - Google Patents

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Abstract

Bei einem Verfahren zum Betreiben einer Radarvorrichtung erzeugt ein Lokaloszillator der Radarvorrichtung ein Lokaloszillatorsignal. Weiter wird ein Korrektursignal erzeugt. Das Lokaloszillatorsignal wird durch Subtrahieren des Korrektursignals korrigiert. Die Radarvorrichtung sendet unter Verwendung des korrigierten Lokaloszillatorsignals ein Sendesignal aus. Die Radarvorrichtung empfängt ein auf einer Reflexion des Sendesignals basierendes Empfangssignal. Ein Zwischenfrequenzsignal wird durch Mischen des Empfangssignals mit dem korrigierten Lokaloszillatorsignal erzeugt. Mindestens eine um einen Frequenzversatz verschobene Frequenzspitze wird aus dem Zwischenfrequenzsignal extrahiert. Das Erzeugen des Korrektursignals umfasst das Mischen der mindestens einen extrahierten Frequenzspitze mit dem Lokaloszillatorsignal.In a method for operating a radar device, a local oscillator of the radar device generates a local oscillator signal. A correction signal is also generated. The local oscillator signal is corrected by subtracting the correction signal. The radar device sends out a transmission signal using the corrected local oscillator signal. The radar device receives a reception signal based on a reflection of the transmission signal. An intermediate frequency signal is generated by mixing the received signal with the corrected local oscillator signal. At least one frequency peak shifted by a frequency offset is extracted from the intermediate frequency signal. Generating the correction signal includes mixing the at least one extracted frequency peak with the local oscillator signal.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Radarvorrichtung und eine Radarvorrichtung.The present invention relates to a method for operating a radar device and a radar device.

Stand der TechnikState of the art

Frequenzmodulierte Dauerstrich-Radarsensoren (FMCW-Radarsensoren) kommen insbesondere im Kraftfahrzeugen zum Einsatz. Dabei wird eine periodische Frequenzmodulation verwendet, welche möglichst zeitlinear sein muss, um genaue Messungen zu ermöglichen. Die Modulation erfolgt typischerweise zyklisch, wobei bei jedem Burst ein Frequenzhub bis zu einigen Gigahertz erfolgen kann. Durch entsprechende Modulation können die Entfernung zum Objekt, an welchem die Radarstrahlung reflektiert worden ist, die Relativgeschwindigkeit des Objekts relativ zum eigenen Kraftfahrzeug, und bei angepassten Modulationsverfahren auch Elevation- und Azimutwinkel des Objekts geschätzt werden.Frequency-modulated continuous wave radar sensors (FMCW radar sensors) are used particularly in motor vehicles. Periodic frequency modulation is used, which must be as time-linear as possible in order to enable precise measurements. The modulation typically takes place cyclically, with a frequency swing of up to a few gigahertz occurring with each burst. Through appropriate modulation, the distance to the object on which the radar radiation was reflected, the relative speed of the object relative to one's own motor vehicle, and with adapted modulation methods also the elevation and azimuth angle of the object can be estimated.

Bei einem FMCW-Radar erzeugt ein Lokaloszillator ein Lokaloszillatorsignal. Auf Basis dieses Lokaloszillatorsignals wird das Sendesignal der Radarvorrichtung erzeugt. Die Radarstrahlen werden an einem Objekt im Umfeld des Kraftfahrzeugs reflektiert und anschließend durch den Radarsensor als Empfangssignal empfangen. Das Empfangssignal wird mit dem Lokaloszillatorsignal in einen Zwischenfrequenzbereich umgesetzt.In an FMCW radar, a local oscillator generates a local oscillator signal. The transmission signal of the radar device is generated on the basis of this local oscillator signal. The radar beams are reflected by an object in the vicinity of the motor vehicle and then received as a received signal by the radar sensor. The received signal is converted into an intermediate frequency range with the local oscillator signal.

Bei der Erzeugung des Lokaloszillatorsignals können Nichtlinearitäten auftreten. Diese können etwa in den aktiven und passiven Komponenten entstehen oder als Störimpulse in der Versorgungsspannung und der Masse. Aus diesem Grund weist das Lokaloszillatorsignal häufig Frequenzspitzen auf. Diese Frequenzspitzen treten bei Frequenzen auf, welche um einen Frequenzversatz relativ zum gewünschten Lokaloszillatorsignal verschoben sind.Nonlinearities can occur when generating the local oscillator signal. These can arise in the active and passive components or as interference pulses in the supply voltage and the ground. For this reason, the local oscillator signal often has frequency peaks. These frequency peaks occur at frequencies that are shifted by a frequency offset relative to the desired local oscillator signal.

Ein Verfahren zur Kompensation der Nichtlinearitäten von Übertragungsgliedern in einem Richtfunkübertragungssystem ist aus der EP 061 582 A2 bekannt.A method for compensating for the nonlinearities of transmission elements in a radio link transmission system is from EP 061 582 A2 known.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Erfindung stellt ein Verfahren zum Betreiben einer Radarvorrichtung und eine Radarvorrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche bereit.The invention provides a method for operating a radar device and a radar device having the features of the independent claims.

Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.Preferred embodiments are the subject of the respective subclaims.

Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Radarvorrichtung. Ein Lokaloszillator der Radarvorrichtung erzeugt ein Lokaloszillatorsignal. Weiter wird ein Korrektursignal erzeugt. Das Lokaloszillatorsignal wird durch Subtrahieren des Korrektursignals korrigiert. Die Radarvorrichtung sendet unter Verwendung des korrigierten Lokaloszillatorsignals ein Sendesignal aus. Die Radarvorrichtung empfängt ein auf einer Reflexion des Sendesignals basierendes Empfangssignal. Ein Zwischenfrequenzsignal wird durch Mischen des Empfangssignals mit dem korrigierten Lokaloszillatorsignal erzeugt. Mindestens eine um einen Frequenzversatz verschobene Frequenzspitze wird aus dem Zwischenfrequenzsignal extrahiert. Das Erzeugen des Korrektursignals umfasst das Mischen der mindestens einen extrahierten Frequenzspitze mit dem Lokaloszillatorsignal.According to a first aspect, the invention relates to a method for operating a radar device. A local oscillator of the radar device generates a local oscillator signal. A correction signal is also generated. The local oscillator signal is corrected by subtracting the correction signal. The radar device sends out a transmission signal using the corrected local oscillator signal. The radar device receives a reception signal based on a reflection of the transmission signal. An intermediate frequency signal is generated by mixing the received signal with the corrected local oscillator signal. At least one frequency peak shifted by a frequency offset is extracted from the intermediate frequency signal. Generating the correction signal includes mixing the at least one extracted frequency peak with the local oscillator signal.

Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung eine Radarvorrichtung mit einem Lokaloszillator, welcher dazu ausgebildet ist, ein Lokaloszillatorsignal zu erzeugen. Eine Korrektursignaleinrichtung ist dazu ausgebildet, ein Korrektursignal zu erzeugen. Eine Subtrahiereinrichtung ist dazu ausgebildet, das Lokaloszillatorsignal durch Subtrahieren des Korrektursignals zu korrigieren. Eine Sendeeinrichtung ist dazu ausgebildet, unter Verwendung des korrigierten Lokaloszillatorsignals ein Sendesignal auszusenden. Eine Empfangseinrichtung ist dazu ausgebildet, ein auf einer Reflexion des Sendesignals basierendes Empfangssignal zu empfangen. Eine Mischereinrichtung ist dazu ausgebildet, ein Zwischenfrequenzsignal durch Mischen des Empfangssignals mit dem korrigierten Lokaloszillatorsignal zu erzeugen. Eine Extrahiereinrichtung ist dazu ausgebildet, mindestens eine um einen Frequenzversatz verschobene Frequenzspitze aus dem Zwischenfrequenzsignal zu extrahieren. Die Korrektursignaleinrichtung ist dazu ausgebildet, zum Erzeugen des Korrektursignals die mindestens eine extrahierte Frequenzspitze mit dem Lokaloszillatorsignal zu mischen.According to a second aspect, the invention relates to a radar device with a local oscillator, which is designed to generate a local oscillator signal. A correction signal device is designed to generate a correction signal. A subtracting device is designed to correct the local oscillator signal by subtracting the correction signal. A transmission device is designed to send out a transmission signal using the corrected local oscillator signal. A receiving device is designed to receive a received signal based on a reflection of the transmitted signal. A mixer device is designed to generate an intermediate frequency signal by mixing the received signal with the corrected local oscillator signal. An extraction device is designed to extract at least one frequency peak shifted by a frequency offset from the intermediate frequency signal. The correction signal device is designed to mix the at least one extracted frequency peak with the local oscillator signal to generate the correction signal.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Durch Korrigieren des Lokaloszillatorsignals können Nichtlinearitäten, welche beim Erzeugen des Lokaloszillatorsignals auftreten, zumindest teilweise kompensiert werden. Dazu ist vorgesehen, dass entsprechende Frequenzspitzen aus dem Zwischenfrequenzsignal extrahiert werden. Die Frequenzspitzen sind dabei um einen Frequenzversatz relativ zu einem Signalanteil des Zwischenfrequenzsignals verschoben, welcher auf den gewünschten Anteil des Lokaloszillatorsignals bei der Lokaloszillatorfrequenz zurückzuführen ist, welcher somit nicht durch die Nichtlinearitäten hervorgerufen worden ist. Die Erfindung macht sich dabei zunutze, dass die Frequenzspitzen im Empfangspfad analog zu den Frequenzspitzen im Lokaloszillatorsignal um dieselben Frequenzversätze verschoben sind.By correcting the local oscillator signal, nonlinearities that occur when generating the local oscillator signal can be at least partially compensated. For this purpose, it is provided that corresponding frequency peaks are extracted from the intermediate frequency signal. The frequency peaks are shifted by a frequency offset relative to a signal component of the intermediate frequency signal, which is due to the desired component of the local oscillator signal at the local oscillator frequency, which is therefore not caused by the nonlinearities. The invention takes advantage of the fact that the frequency peaks in the reception path are analogous the frequency peaks in the local oscillator signal are shifted by the same frequency offsets.

Durch Korrigieren der Nichtlinearitäten kann ein verbessertes Radarsignal generiert werden, sodass die Genauigkeit der Radarvorrichtung erhöht wird.By correcting the nonlinearities, an improved radar signal can be generated, thereby increasing the accuracy of the radar device.

Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens zum Betreiben der Radarvorrichtung umfasst das Lokaloszillatorsignal eine Frequenzspitze bei einer vorgegebenen Lokaloszillatorfrequenz und weiter die mindestens eine um einen Frequenzversatz bezüglich der Lokaloszillatorfrequenz verschobene Frequenzspitze. Die Frequenzspitzen im Empfangspfad entsprechen somit den Frequenzspitzen im Sendepfad.According to a further development of the method for operating the radar device, the local oscillator signal comprises a frequency peak at a predetermined local oscillator frequency and further the at least one frequency peak shifted by a frequency offset with respect to the local oscillator frequency. The frequency peaks in the reception path therefore correspond to the frequency peaks in the transmission path.

Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens zum Betreiben der Radarvorrichtung erfolgt das Extrahieren der mindestens einen um einen Frequenzversatz verschobenen Frequenzspitze durch eine Digitale-Signalverarbeitungs (DSP)-Einrichtung. Die Digitale-Signalverarbeitungs-Einrichtung ist vorzugsweise in die Radarvorrichtung integriert.According to a further development of the method for operating the radar device, the extraction of the at least one frequency peak shifted by a frequency offset is carried out by a digital signal processing (DSP) device. The digital signal processing device is preferably integrated into the radar device.

Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens zum Betreiben der Radarvorrichtung erfolgt das Extrahieren der mindestens einen um einen Frequenzversatz verschobenen Frequenzspitze durch eine Schnelle-Fouriertransformation.According to a further development of the method for operating the radar device, the extraction of the at least one frequency peak shifted by a frequency offset is carried out using a fast Fourier transformation.

Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens zum Betreiben der Radarvorrichtung erfolgt das Extrahieren der mindestens einen um einen Frequenzversatz verschobenen Frequenzspitze durch eine bezüglich der Radarvorrichtung externe Auswerteschaltung. Insbesondere kann ein Signalanalysator verwendet werden, welcher ein Signalspektrum des Zwischenfrequenzsignals ermitteln kann. Aus dem ermittelten Signalspektrum werden die um den Frequenzversatz verschobenen Frequenzspitzen extrahiert.According to a further development of the method for operating the radar device, the extraction of the at least one frequency peak shifted by a frequency offset is carried out by an evaluation circuit that is external to the radar device. In particular, a signal analyzer can be used, which can determine a signal spectrum of the intermediate frequency signal. The frequency peaks shifted by the frequency offset are extracted from the determined signal spectrum.

Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens zum Betreiben der Radarvorrichtung werden mehrere Frequenzspitzen extrahiert, welche um ganzzahlige Vielfache des Frequenzversatzes verschoben sind. Es können somit auch höhere Ordnungen der Nichtlinearitäten kompensiert werden.According to a further development of the method for operating the radar device, several frequency peaks are extracted which are shifted by integer multiples of the frequency offset. Higher orders of nonlinearities can therefore also be compensated for.

Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens zum Betreiben der Radarvorrichtung werden eine Leistung und eine Phase von Schnelle-Fouriertransformation (FFT)-Bins ermittelt, welche der mindestens einen um einen Frequenzversatz verschobenen Frequenzspitze entsprechen. Anhand dieser Informationen kann die Kompensation erfolgen, d. h. das Korrektursignal erzeugt werden.According to a further development of the method for operating the radar device, a power and a phase of fast Fourier transformation (FFT) bins are determined, which correspond to the at least one frequency peak shifted by a frequency offset. Compensation can be made based on this information, i.e. H. the correction signal is generated.

Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens zum Betreiben der Radarvorrichtung umfasst das Extrahieren der mindestens einen um einen Frequenzversatz verschobenen Frequenzspitze das Ermitteln einer Frequenz, Amplitude und Phase der Frequenzspitze anhand der ermittelten Leistung und Phase der Schnelle-Fouriertransformation-Bins, welche der mindestens einen um einen Frequenzversatz verschobenen Frequenzspitze entsprechen. Anhand von Frequenz, Amplitude und Phase der Frequenzspitze kann das Korrektursignal erzeugt werden.According to a further development of the method for operating the radar device, extracting the at least one frequency peak shifted by a frequency offset includes determining a frequency, amplitude and phase of the frequency peak based on the determined power and phase of the fast Fourier transform bins, which of the at least one are offset by a frequency correspond to the shifted frequency peak. The correction signal can be generated based on the frequency, amplitude and phase of the frequency peak.

Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens zum Betreiben der Radarvorrichtung werden weiter eine Leistung und eine Phase von Schnelle-Fouriertransformation-Bins ermittelt, welche einem Messsignalanteil des Zwischenfrequenzsignal entsprechen. Der Messsignalanteil entspricht demjenigen Anteil des Zwischenfrequenzsignal, welcher auf den gewünschten Anteil des Lokaloszillatorsignal zurückzuführen ist, d. h. nicht durch die Nichtlinearitäten im Lokaloszillatorsignal hervorgerufen ist.According to a further development of the method for operating the radar device, a power and a phase of fast Fourier transformation bins are further determined, which correspond to a measurement signal component of the intermediate frequency signal. The measurement signal component corresponds to that component of the intermediate frequency signal which can be attributed to the desired component of the local oscillator signal, i.e. H. is not caused by the nonlinearities in the local oscillator signal.

Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens zum Betreiben der Radarvorrichtung ist die mindestens eine um den Frequenzversatz verschobene Frequenzspitze des Zwischenfrequenzsignals relativ zu dem Messsignalanteil des Zwischenfrequenzsignal um den Frequenzversatz verschoben.According to a further development of the method for operating the radar device, the at least one frequency peak of the intermediate frequency signal that is shifted by the frequency offset is shifted by the frequency offset relative to the measurement signal component of the intermediate frequency signal.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Radarvorrichtung ist die Extrahiereinrichtung eine Digitale-Signalverarbeitungs (DSP)-Einrichtung. Die Extrahiereinrichtung kann eine externe oder in die Radarvorrichtung integrierte Vorrichtung sein, etwa ein Signalanalysator.According to a further embodiment of the radar device, the extraction device is a digital signal processing (DSP) device. The extraction device can be an external device or a device integrated into the radar device, such as a signal analyzer.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind.Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description, in which various exemplary embodiments are described in detail with reference to the drawing.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Es zeigen:

  • 1 ein schematisches Blockschaltbild einer Radarvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; und
  • 2 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben einer Radarvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Show it:
  • 1 a schematic block diagram of a radar device according to an embodiment of the invention; and
  • 2 a flowchart of a method for operating a radar device according to an embodiment of the invention.

Die Nummerierung von Verfahrensschritten dient der Übersichtlichkeit und soll im Allgemeinen keine bestimmte zeitliche Reihenfolge implizieren. Insbesondere können auch mehrere Verfahrensschritte gleichzeitig durchgeführt werden.The numbering of procedural steps is for clarity and is generally not intended to imply a specific chronological order. In particular, several process steps can be carried out simultaneously.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the exemplary embodiments

1 zeigt ein Blockschaltbild einer Radarvorrichtung 1. Die Radarvorrichtung 1 kann mit SiGe- oder CMOS-Technologie für 77-GHz-Automobilradare implementiert werden. 1 shows a block diagram of a radar device 1. The radar device 1 can be implemented with SiGe or CMOS technology for 77 GHz automotive radars.

Ein Lokaloszillator 2 erzeugt ein Lokaloszillatorsignal 26. Das Lokaloszillatorsignal 26 weist eine Frequenzspitze bei einer vorgegebenen gewünschten Lokaloszillatorfrequenz flo und weiter um einen Frequenzversatz fs bezüglich der Lokaloszillatorfrequenz flo verschobene Frequenzspitzen auf. Beispielsweise kann eine Frequenzspitze bei flo + fs, d.h. zu positiven Frequenzen hin verschoben, sowie eine weitere Frequenzspitze bei flo - fs, d.h. zu negativen Frequenzen hin verschoben, auftreten.A local oscillator 2 generates a local oscillator signal 26. The local oscillator signal 26 has a frequency peak at a predetermined desired local oscillator frequency f lo and further frequency peaks shifted by a frequency offset f s with respect to the local oscillator frequency f lo . For example, a frequency peak can occur at f lo + f s , ie shifted towards positive frequencies, and another frequency peak at flo - f s , ie shifted towards negative frequencies.

Weiter ist ein als Korrektursignaleinrichtung dienender Rückkopplungs-Mischer 3 vorgesehen, welcher ein Korrektursignal 27 erzeugt. Eine Subtrahiereinrichtung 4 korrigiert das Lokaloszillatorsignal 26 durch Subtrahieren des Korrektursignals 27. Dadurch wird ein korrigiertes Lokaloszillatorsignal 24 erhalten. Das Korrektursignal 27 hat Frequenzspitzen bei Frequenzen, welche idealerweise exakt den Frequenzen der Frequenzspitzen des Lokaloszillatorsignals 26 entsprechen, d. h. beispielsweise bei flo + fs und flo - fs. Die Amplituden der um den Frequenzversatz fs bezüglich der Lokaloszillatorfrequenz flo verschobene Frequenzspitzen sollen beim korrigierten Lokaloszillatorsignal 24 möglichst auf Null geregelt werden.Furthermore, a feedback mixer 3 serving as a correction signal device is provided, which generates a correction signal 27. A subtractor 4 corrects the local oscillator signal 26 by subtracting the correction signal 27. A corrected local oscillator signal 24 is thereby obtained. The correction signal 27 has frequency peaks at frequencies which ideally correspond exactly to the frequencies of the frequency peaks of the local oscillator signal 26, that is, for example, at f lo + f s and f lo - f s . The amplitudes of the frequency peaks shifted by the frequency offset f s with respect to the local oscillator frequency f lo should, if possible, be regulated to zero in the corrected local oscillator signal 24.

Eine Sendeeinrichtung 5 ist dazu ausgebildet, unter Verwendung des korrigierten Lokaloszillatorsignals 24 ein Sendesignal auszusenden. Dabei kann das korrigierte Lokaloszillatorsignal 24 selbst ausgesendet werden. Je nach gewähltem Verfahren kann auch eine Modulation durchgeführt werden, etwa bei einem FMCW-Verfahren.A transmission device 5 is designed to send out a transmission signal using the corrected local oscillator signal 24. The corrected local oscillator signal 24 itself can be sent out. Depending on the method chosen, modulation can also be carried out, for example with an FMCW method.

Eine Empfangseinrichtung 6 empfängt ein auf einer Reflexion des Sendesignals an einem Objekt T basierendes Empfangssignal 21. Das Empfangssignal 21 hat eine Frequenzspitze bei einer Empfängerfrequenz frf, welche durch eine Reflexion eines Signalanteils des Sendesignals hervorgerufen wird, welche auf der vorgegebene Lokaloszillatorfrequenz flo basiert. Weiter treten wieder Frequenzspitzen auf, welche um den Frequenzversatz fs verschoben sind, d. h. bei Frequenzen frf + fs und frf - fs.A receiving device 6 receives a received signal 21 based on a reflection of the transmitted signal on an object T. The received signal 21 has a frequency peak at a receiver frequency frf, which is caused by a reflection of a signal component of the transmitted signal, which is based on the predetermined local oscillator frequency f lo . Furthermore, frequency peaks occur again which are shifted by the frequency offset f s , ie at frequencies frf + f s and frf - f s .

Eine Mischereinrichtung 7 erzeugt ein Zwischenfrequenzsignal 22 durch Mischen des Empfangssignals 21 mit dem korrigierten Lokaloszillatorsignal 24. Das Zwischenfrequenzsignal 22 hat eine Frequenzspitze bei einer Zwischenfrequenz fif entsprechend der vorgegebenen Lokaloszillatorfrequenz flo. Weiter treten wieder Frequenzspitzen auf, welche um den Frequenzversatz fs verschoben sind, d. h. bei Frequenzen fif + fs und fif - fs.A mixer device 7 generates an intermediate frequency signal 22 by mixing the received signal 21 with the corrected local oscillator signal 24. The intermediate frequency signal 22 has a frequency peak at an intermediate frequency f if corresponding to the predetermined local oscillator frequency f lo . Furthermore, frequency peaks occur again which are shifted by the frequency offset f s , ie at frequencies f if + f s and f if - f s .

Eine Extrahiereinrichtung 8 ist dazu ausgebildet, die um den Frequenzversatz fs verschobenen Frequenzspitzen 25 aus dem Zwischenfrequenzsignal 22 zu extrahieren und deren Leistung bzw. Amplitude zu bestimmen. Die Extrahiereinrichtung 8 kann eine Digitale-Signalverarbeitungs-Einrichtung sein oder umfassen. Die Extrahiereinrichtung 8 kann auch eine externe Auswerteschaltung sein oder umfassen, etwa einen Signalanalysator.An extractor 8 is designed to extract the frequency peaks 25 shifted by the frequency offset f s from the intermediate frequency signal 22 and to determine their power or amplitude. The extractor 8 can be or comprise a digital signal processing device. The extraction device 8 can also be or include an external evaluation circuit, such as a signal analyzer.

Der als Korrektursignaleinrichtung dienende Rückkopplungs-Mischer 3 mischt zum Erzeugen des Korrektursignals 27 die extrahierte Frequenzspitze mit dem Lokaloszillatorsignal 26. Beispielsweise kann eine Frequenzspitze bei einem positiven Frequenzversatz fs auftreten. Durch Mischen der Frequenzspitze mit dem Lokaloszillatorsignal 26 werden zwei Frequenzspitzen bei Frequenzen flo - fs und flo + fs erzeugt. Das dadurch erzeugte Korrektursignal 27 wird vom Lokaloszillatorsignal 26 subtrahiert, sodass der Beitrag der Frequenzspitzen reduziert wird, d.h. die entsprechende Amplitude verkleinert wird. Es ergibt sich somit eine Rückkopplungsschleife, bei welcher der Anteil der Frequenzspitzen vorteilhafterweise im Wesentlichen vollständig kompensiert werden kann.The feedback mixer 3, which serves as a correction signal device, mixes the extracted frequency peak with the local oscillator signal 26 to generate the correction signal 27. For example, a frequency peak can occur at a positive frequency offset f s . By mixing the frequency peak with the local oscillator signal 26, two frequency peaks are generated at frequencies flo - f s and flo + f s . The correction signal 27 generated thereby is subtracted from the local oscillator signal 26, so that the contribution of the frequency peaks is reduced, ie the corresponding amplitude is reduced. This results in a feedback loop in which the proportion of frequency peaks can advantageously be essentially completely compensated for.

Die Erkennung und Unterdrückung der Nichtlinearitäten kann bevorzugt einmal pro Sicherheitsintervall während des Betriebs der Radarvorrichtung 1 durchgeführt werden, um die Sicherheit und Zuverlässigkeit zu erhöhen.The detection and suppression of the nonlinearities can preferably be carried out once per safety interval during operation of the radar device 1 in order to increase safety and reliability.

Die Extrahiereinrichtung 8 kann weiter Leistung und Phase von Schnelle-Fouriertransformation-Bins ermitteln, welche einem Messsignalanteil 23 des Zwischenfrequenzsignal entsprechen.The extractor 8 can further determine the power and phase of fast Fourier transform bins, which correspond to a measurement signal component 23 of the intermediate frequency signal.

2 zeigt ein Verfahren zum Betreiben einer Radarvorrichtung, insbesondere der oben beschriebenen Radarvorrichtung 1. 2 shows a method for operating a radar device, in particular the radar device 1 described above.

In einem ersten Verfahrensschritt S1 erzeugt ein Lokaloszillator der Radarvorrichtung 1 ein Lokaloszillatorsignal 26. Weiter wird in einem Schritt S2 ein Korrektursignal 27 erzeugt.In a first method step S1, a local oscillator of the radar device 1 generates a local oscillator signal 26. Furthermore, in a step S2, a correction signal 27 is generated.

Das Lokaloszillatorsignal 26 wird in einem Schritt S3 durch Subtrahieren des Korrektursignals 27 korrigiert, um ein korrigiertes Lokaloszillatorsignal 24 zu erhalten. Das Korrektursignal 27 wird dabei in einem oben beschriebenen Rückkopplungsverfahren erzeugt.The local oscillator signal 26 is corrected in a step S3 by subtracting the correction signal 27 to obtain a corrected local oscillator signal 24. The correction signal 27 is generated in a feedback method described above.

Die Radarvorrichtung 1 sendet in einem Schritt S4 unter Verwendung des korrigierten Lokaloszillatorsignals 24 ein Sendesignal aus.The radar device 1 sends out a transmission signal in a step S4 using the corrected local oscillator signal 24.

Die Radarvorrichtung 1 empfängt ein auf einer Reflexion des Sendesignals basierendes Empfangssignal, S5. Ein Zwischenfrequenzsignal 22 wird durch Mischen des Empfangssignals 21 mit dem korrigierten Lokaloszillatorsignal 24 erzeugt, S6.The radar device 1 receives a reception signal based on a reflection of the transmission signal, S5. An intermediate frequency signal 22 is generated by mixing the received signal 21 with the corrected local oscillator signal 24, S6.

Mindestens eine um einen Frequenzversatz verschobene Frequenzspitze wird aus dem Zwischenfrequenzsignal 22 extrahiert, S7. Dazu können Leistung und Phase der Schnelle-Fouriertransformation-Bins ermittelt werden, welche der mindestens einen um einen Frequenzversatz verschobenen Frequenzspitze entsprechen. Frequenz, Amplitude und Phase der Frequenzspitze werden anhand der ermittelten Leistung und Phase berechnet.At least one frequency peak shifted by a frequency offset is extracted from the intermediate frequency signal 22, S7. For this purpose, the power and phase of the fast Fourier transform bins can be determined, which correspond to the at least one frequency peak shifted by a frequency offset. Frequency, amplitude and phase of the frequency peak are calculated based on the determined power and phase.

Weiter können Leistung und eine Phase von Schnelle-Fouriertransformation-Bins ermittelt werden, welche einem Messsignalanteil des Zwischenfrequenzsignal entsprechen.Furthermore, power and a phase of fast Fourier transformation bins can be determined, which correspond to a measurement signal component of the intermediate frequency signal.

Das Erzeugen des Korrektursignals umfasst das Mischen der mindestens einen extrahierten Frequenzspitze mit dem Lokaloszillatorsignal. Das Extrahieren der mindestens einen um einen Frequenzversatz verschobenen Frequenzspitze kann durch eine Digitale-Signalverarbeitungs-Einrichtung oder durch eine externe Auswerteschaltung erfolgen.Generating the correction signal includes mixing the at least one extracted frequency peak with the local oscillator signal. The extraction of the at least one frequency peak shifted by a frequency offset can be done by a digital signal processing device or by an external evaluation circuit.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 061582 A2 [0005]EP 061582 A2 [0005]

Claims (10)

Verfahren zum Betreiben einer Radarvorrichtung (1), mit den Schritten: Erzeugen (S1) eines Lokaloszillatorsignals (26) durch einen Lokaloszillator (2) der Radarvorrichtung (1); Erzeugen (S2) eines Korrektursignals (27); Korrigieren (S3) des Lokaloszillatorsignals (26) durch Subtrahieren des Korrektursignals (27); Aussenden (S4) eines Sendesignals durch die Radarvorrichtung (1), unter Verwendung des korrigierten Lokaloszillatorsignals (24); Empfangen (S5) eines auf einer Reflexion des Sendesignals basierenden Empfangssignals (21) durch die Radarvorrichtung (1); Erzeugen (S6) eines Zwischenfrequenzsignals (22) durch Mischen des Empfangssignals (21) mit dem korrigierten Lokaloszillatorsignal (24); und Extrahieren (S7) von mindestens einer um einen Frequenzversatz (fs) verschobenen Frequenzspitze aus dem Zwischenfrequenzsignal (22); wobei das Erzeugen des Korrektursignals (27) das Mischen der mindestens einen extrahierten Frequenzspitze mit dem Lokaloszillatorsignal (26) umfasst.Method for operating a radar device (1), with the steps: Generating (S1) a local oscillator signal (26) by a local oscillator (2) of the radar device (1); Generating (S2) a correction signal (27); Correcting (S3) the local oscillator signal (26) by subtracting the correction signal (27); Sending out (S4) a transmission signal by the radar device (1) using the corrected local oscillator signal (24); Receiving (S5) a reception signal (21) based on a reflection of the transmission signal by the radar device (1); Generating (S6) an intermediate frequency signal (22) by mixing the received signal (21) with the corrected local oscillator signal (24); and Extracting (S7) at least one frequency peak shifted by a frequency offset (fs) from the intermediate frequency signal (22); wherein generating the correction signal (27) comprises mixing the at least one extracted frequency peak with the local oscillator signal (26). Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Lokaloszillatorsignal (26) eine Frequenzspitze bei einer vorgegebenen Lokaloszillatorfrequenz (flo) und weiter die mindestens eine um einen Frequenzversatz (fs) bezüglich der Lokaloszillatorfrequenz (flo) verschobene Frequenzspitze umfasst.Procedure according to Claim 1 , wherein the local oscillator signal (26) comprises a frequency peak at a predetermined local oscillator frequency (flo) and further comprises the at least one frequency peak shifted by a frequency offset (fs) with respect to the local oscillator frequency (flo). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Extrahieren der mindestens einen um einen Frequenzversatz (fs) verschobenen Frequenzspitze durch eine Digitale-Signalverarbeitungs-Einrichtung erfolgt.Procedure according to Claim 1 or 2 , wherein the extraction of the at least one frequency peak shifted by a frequency offset (fs) is carried out by a digital signal processing device. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Extrahieren der mindestens einen um einen Frequenzversatz (fs) verschobenen Frequenzspitze durch eine bezüglich der Radarvorrichtung (1) externe Auswerteschaltung erfolgt.Procedure according to Claim 1 or 2 , wherein the extraction of the at least one frequency peak shifted by a frequency offset (fs) is carried out by an evaluation circuit external to the radar device (1). Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine Leistung und eine Phase von Schnelle-Fouriertransformation-Bins ermittelt werden, welche der mindestens einen um einen Frequenzversatz (fs) verschobenen Frequenzspitze entsprechen.Method according to one of the preceding claims, wherein a power and a phase of fast Fourier transform bins are determined which correspond to the at least one frequency peak shifted by a frequency offset (fs). Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Extrahieren der mindestens einen um einen Frequenzversatz (fs) verschobenen Frequenzspitze das Ermitteln einer Frequenz, Amplitude und Phase der Frequenzspitze anhand der ermittelten Leistung und Phase der Schnelle-Fouriertransformation-Bins umfasst, welche der mindestens einen um einen Frequenzversatz (fs) verschobenen Frequenzspitze entsprechen.Method according to one of the preceding claims, wherein extracting the at least one frequency peak shifted by a frequency offset (fs) comprises determining a frequency, amplitude and phase of the frequency peak based on the determined power and phase of the fast Fourier transform bins, which of the at least one by correspond to a frequency peak shifted by a frequency offset (fs). Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei weiter eine Leistung und eine Phase von Schnelle-Fouriertransformation-Bins ermittelt werden, welche einem Messsignalanteil (23) des Zwischenfrequenzsignal (22) entsprechen.Method according to one of the preceding claims, wherein a power and a phase of fast Fourier transform bins are further determined, which correspond to a measurement signal component (23) of the intermediate frequency signal (22). Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine um den Frequenzversatz (fs) verschobene Frequenzspitze des Zwischenfrequenzsignals (22) relativ zu dem Messsignalanteil des Zwischenfrequenzsignal (22) verschoben ist.Method according to one of the preceding claims, wherein the at least one frequency peak of the intermediate frequency signal (22) which is shifted by the frequency offset (fs) is shifted relative to the measurement signal component of the intermediate frequency signal (22). Radarvorrichtung (1), mit: einem Lokaloszillator (2), welcher dazu ausgebildet ist, ein Lokaloszillatorsignal (26) zu erzeugen; einer Korrektursignaleinrichtung (3), welche dazu ausgebildet ist, ein Korrektursignal (27) zu erzeugen; einer Subtrahiereinrichtung (4), welche dazu ausgebildet ist, das Lokaloszillatorsignal (26) durch Subtrahieren des Korrektursignals (27) zu korrigieren; einer Sendeeinrichtung (5), welche dazu ausgebildet ist, unter Verwendung des korrigierten Lokaloszillatorsignals (24) ein Sendesignal auszusenden; eine Empfangseinrichtung (6), welche dazu ausgebildet ist, ein auf einer Reflexion des Sendesignals basierendes Empfangssignal (21) zu empfangen; eine Mischereinrichtung (7), welche dazu ausgebildet ist, ein Zwischenfrequenzsignal (22) durch Mischen des Empfangssignals (21) mit dem korrigierten Lokaloszillatorsignal (24) zu erzeugen; und einer Extrahiereinrichtung (8), welche dazu ausgebildet ist, mindestens eine um einen Frequenzversatz (fs) verschobene Frequenzspitze aus dem Zwischenfrequenzsignal (22) zu extrahieren; wobei die Korrektursignaleinrichtung (3) dazu ausgebildet ist, zum Erzeugen des Korrektursignals (27) die mindestens eine extrahierte Frequenzspitze mit dem Lokaloszillatorsignal (26) zu mischen.Radar device (1), with: a local oscillator (2), which is designed to generate a local oscillator signal (26); a correction signal device (3), which is designed to generate a correction signal (27); a subtracting device (4) which is designed to correct the local oscillator signal (26) by subtracting the correction signal (27); a transmission device (5), which is designed to send out a transmission signal using the corrected local oscillator signal (24); a receiving device (6) which is designed to receive a received signal (21) based on a reflection of the transmitted signal; a mixer device (7) which is designed to generate an intermediate frequency signal (22) by mixing the received signal (21) with the corrected local oscillator signal (24); and an extraction device (8) which is designed to extract at least one frequency peak shifted by a frequency offset (fs) from the intermediate frequency signal (22); wherein the correction signal device (3) is designed to mix the at least one extracted frequency peak with the local oscillator signal (26) to generate the correction signal (27). Radarvorrichtung (1) nach Anspruch 9, wobei die Extrahiereinrichtung (8) eine Digitale-Signalverarbeitungs-Einrichtung ist.Radar device (1). Claim 9 , wherein the extractor (8) is a digital signal processing device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20060182197A1 (en) 2005-02-14 2006-08-17 Freescale Semiconductor, Inc. Blind RF carrier feedthrough suppression in a transmitter
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