DE19637257A1

DE19637257A1 - Radar distance finder using FFT

Info

Publication number: DE19637257A1
Application number: DE19637257A
Authority: DE
Inventors: Markus Niclas
Original assignee: Pepperl and Fuchs SE
Current assignee: Pepperl and Fuchs SE
Priority date: 1996-09-13
Filing date: 1996-09-13
Publication date: 1998-03-26
Anticipated expiration: 2016-09-14
Also published as: DE19637257C2

Abstract

The distance finder uses FFT for evaluation and at least two frequency characteristics are used to calculate weighting factors. The centroid which is the most accurate with the used window function is determined using the weighting factors and the FFT. The distance is determined by multiplying the centroid with the weighting factor of the frequency characteristic. The frequency characteristic has to be calculated in such a way that in each possible distance the centroid is correct.

Description

Die Erfindung betrifft einen Radar-Entfernungsmesser, der zur Auswer tung FFT zur Hilfe nimmt, vorzugsweise nach dem FMCW-Prinzip arbeitet, insbesondere zur hochgenauen berührungslosen Bestimmung von Abständen, mit digitaler Signalverarbeitung und einem begrenzten Frequenzhub gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a radar range finder, which is used for the Auswer FFT helps, preferably works according to the FMCW principle, especially for the highly precise contactless determination of Distances, with digital signal processing and a limited Frequency deviation according to the preamble of claim 1.

Radarsensoren müssen wegen der BZT-Zulassung vorgeschriebene Fre quenzbänder einhalten, wobei eines der freien Frequenzbänder dasjenige von 24125 GHz mit einem maximalen Frequenzhub, das ist die Auslenkung von der Mittenfrequenz, von ±125 MHz ist. Um eine Meßgenauigkeit im cm- Bereich zu erreichen, wird das Sendesignal entweder im Zeit- oder Fre quenzbereich moduliert. Bei einer Zeit- oder Frequenzmodulation des Sendesignals wird die Entfernungsauflösung durch den Frequenzhub bestimmt.Radar sensors must comply with the prescribed Fre Comply with frequency bands, one of the free frequency bands being the one of 24125 GHz with a maximum frequency swing, that's the deflection from the center frequency, from ± 125 MHz. To measure accuracy in cm To reach the area, the transmission signal is either in time or Fre frequency range modulated. With a time or frequency modulation of the The distance resolution is transmitted by the frequency swing certainly.

Die Mikrowellen-Füllstandsmessung nach dem FMCW-Prinzip wird beispielsweise im Bereich von genauen Füllstandsmessungen in Lagertanks angewandt. Nach dem FMCW-Prinzip wird ein hochfrequentes linear frequenzmoduliertes Sendesignal mit dem vom Target reflektierten Empfangssignal gemischt. Aufgrund der Linearität der Frequenzmodu lation ist die dabei entstehende Differenzfrequenz zwischen beiden Signalen, das sogenannte ZF-Signal, konstant und proportional der Laufzeitdifferenz und damit auch proportional dem gesuchten Abstand. Da unter realen Meßbedingungen Nebenziele auftreten, besteht das ZF-Signal aus einem Frequenzgemisch, so daß direkte Verfahren der Frequenzbestimmung, z. B. das Zählen von Nulldurchgängen, nicht angewandt werden können. Daher muß vorzugsweise eine digitale Frequenzanalyse durchgeführt werden, um das Nutzsignal vom Störsignal zu trennen. Betrachtet man ein mono frequentes harmonisches Signal endlicher Länge, so kann dieses als Multiplikation eines unendlich ausgedehnten harmonischen Signales mit einem Rechteckfenster beschrieben werden. Im Frequenzbereich bedeutet dies eine Faltung der beiden Frequenzlinien der harmonischen Schwingung mit der Transformierten des Rechteckfensters, der Si-Funktion. The microwave level measurement according to the FMCW principle is for example in the area of exact level measurements in storage tanks applied. According to the FMCW principle, a high-frequency becomes linear frequency-modulated transmission signal with the reflected from the target Received signal mixed. Due to the linearity of the frequency mod lation is the resulting difference frequency between the two signals, the so-called IF signal, constant and proportional to the transit time difference and therefore also proportional to the distance sought. Because under real Measurement conditions If secondary targets occur, the IF signal consists of a Frequency mix, so that direct methods of frequency determination, e.g. B. counting zero crossings cannot be applied. Therefore digital frequency analysis must preferably be carried out in order to to separate the useful signal from the interference signal. If you look at a mono frequent harmonic signal of finite length, this can be as Multiplication of an infinitely extended harmonic signal by be described in a rectangular window. In the frequency domain means this is a convolution of the two frequency lines of the harmonic oscillation with the transform of the rectangular window, the Si function.

Aufgrund des endlichen Abtastrasters im Zeitbereich, Abtastzeit T, erhält man im FFT-Frequenzbereich die Abtastwerte Y_k des Spektrums (Frequenz linien) als:Due to the finite sampling grid in the time domain, sampling time T, the sampling values Y _{k of} the spectrum (frequency lines) are obtained in the FFT frequency domain as:

N = Stichprobenumfang; k = 0 . . . N-1 Index der Frequenzabtastwerte
T = Abtastzeit.N = sample size; k = 0. . . N-1 Index of frequency samples
T = sampling time.

Ist die zu bestimmende Frequenz f kein ganzzahliges Vielfaches der BeobachtungsfrequenzIf the frequency f to be determined is not an integral multiple of Observation frequency

so verteilt sich die Signalenergie über alle Frequenzabtastwerte (Leakage-Effekt). Aus der Verteilung der Signalenergie kann im Prinzip eindeutig auf die Lage des Maximums der Einhüllenden des Betragsspektrums und damit auch auf die gesuchte Frequenz f zurückgeschlossen werden.so the signal energy is distributed all frequency samples (leakage effect). From the distribution of the In principle, signal energy can be uniquely based on the location of the maximum Envelope of the range of amounts and thus also on the searched Frequency f can be inferred.

Durch Johanngeorg Otto: Effiziente suboptimale Algorithmen zur FMCW- Füllstandsmessung, in: ITG-Fachbericht 126, Sensoren - Technologie und Anwendung, ist eine Frequenzschätzung bei der Mikrowellen-Füllstands messung bekannt geworden, wobei die Frequenzschätzung auf einen Bruchteil des FFT-Frequenzrasters genau sein muß. Es werden rechenzeit aufwendigen Algorithmen zur hochgenauen Frequenzbestimmung mit suboptimalen Algorithmen, die bei guter Genauigkeit wesentlich weniger Anforderungen an das Rechenwerk stellen, verglichen. Dabei ist festgestellt worden, daß der Fehler der Abstandsbestimmung mittels einer FFT unter Verwendung eines Rechteckfensters bei einem Frequenzhub von 1 GHz ungefähr -2 cm bis +4 cm vom tatsächlichen Abstand abweicht; unter Verwendung des dort vorgeschlagenen Verfahrens des Zeropaddings wird ein Fehler von bis zu ±0,5 cm erreicht. Mit der des weiteren vorgeschlagenen Dolph-Tschebyscheff-Methode wird ein geringfügig besseres Ergebnis erreicht. Ein solcher Frequenzhub im GHz-Bereich erfordert allerdings einen erheblichen Hardwareaufwand.By Johanngeorg Otto: Efficient suboptimal algorithms for FMCW Level measurement, in: ITG Technical Report 126, Sensors - Technology and Application is a frequency estimate at the microwave level measurement has become known, the frequency estimate being based on a Fraction of the FFT frequency grid must be exact. It will be computing time complex algorithms for high-precision frequency determination with suboptimal algorithms, with good accuracy much less Make demands on the calculator, compared. It is established that the error of the distance determination using an FFT under Use of a rectangular window with a frequency swing of 1 GHz deviates approximately -2 cm to +4 cm from the actual distance; under Use of the Zeropadding method proposed there an error of up to ± 0.5 cm is reached. With the further proposed Dolph-Tschebyscheff method will be a slightly better result reached. However, such a frequency swing in the GHz range requires a considerable amount of hardware.

Als Näherung für die Position des Maximums des Betragsspektrums kann auch der Schwerpunkt der Frequenzabtastwefte verwendet werden. Dabei geht neben der Anzahl der verwendeten Frequenzlinien die Art der Fensterfunktion ein.As an approximation for the position of the maximum of the magnitude spectrum can the center of gravity of the frequency samples can also be used. Here in addition to the number of frequency lines used, the type of Window function on.

Die Nachteile der angegebenen Möglichkeiten, nämlich Zeropadding und Dolph-Tschebyscheff, sind folgendermaßen: Um den Schwerpunkt mit der Dolph-Tschebyscheff-Methode zu bestimmen, werden 13 Linien benötigt, das heißt, daß der minimale Meßabstand bei einem Frequenzhub 100 MHz somit 10,5 Meter beträgt. Damit ist diese Methode für viele Füllstandsmessungen nicht mehr anwendbar. Beim Zeropadding 4_*N werden zum einen 8 Linien zur Abstandsbestimmung benötigt, woraus sich ein Minimalabstand von 6 Metern errechnet, zum anderen ist die Rechenzeit 4 mal so groß. Das ist durch die vierfache Datensatzlänge begründet, so daß sich daraus ein Fehler von ±30 cm errechnet. Beim Zeropadding 512_*N ist die Rechenzeit sehr groß, nämlich 512 mal länger als bei einfacher Datensatzlänge.The disadvantages of the specified options, namely Zeropadding and Dolph-Tschebyscheff, are as follows: To determine the center of gravity with the Dolph-Tschebyscheff method, 13 lines are required, which means that the minimum measuring distance with a frequency deviation of 100 MHz is 10.5 Meters. This method is therefore no longer applicable for many level measurements. With Zeropadding 4 _* N, 8 lines are required to determine the distance, which results in a minimum distance of 6 meters, and on the other hand, the computing time is 4 times as long. This is due to the fourfold data record length, so that an error of ± 30 cm is calculated from it. With Zeropadding 512 _* N, the computing time is very long, namely 512 times longer than with a simple data record length.

Durch die DE 43 34 079 A1 ist ein Radar-Entfernungsmesser bekannt geworden, der nach dem FMCW-Prinzip konzipiert ist und im Frequenz bereich 24.125 GHz ±125 MHz arbeitet, wobei durch eine schrittweise Ermittlung des optimalen Frequenzhubes eine genaue Entfernungsbe stimmung so durchgeführt wird, daß mit dem maximal zulässigen Hub die Entfernung grob bestimmt wird, anschließend sukzessive der Hub verkleinert wird, bis eine ganzzahlige vielfache der generierten Entfernungstore der exakten Distanz von Meßgerät zur Reflektions oberfläche spricht. Als Indikator für den optimalen Hub dient die maximale Amplitude des Spektrums der Meßfrequenz oder das Minimum der sogenannten Nebenlinien im Spektrum, und eine Regelschleife, die aus einem Oszillator, einem Richtkoppler, einer Teilerkette, einem Zähler, sowie einem Mikroprozessor und einem D-A-Wandler mit einer Frequenz gebildet wird, deren ganzzahlige vielfache die eigentliche Sendefrequenz ist. Die Änderung des Frequenzhubs hat zur Folge, daß sich die Mischfrequenz verändert, obwohl die Entfernung konstant ist. Dabei wird der Frequenzhub solange verändert, bis die abgetastete Mischfrequenz eine Ganzzahl von Schwingungszügen in der Frequenz ist. Die Änderung des Frequenzhubs hat zur Folge, daß sich die Mischfrequenz verändert, obwohl die Entfernung konstant ist. Dabei wird der Frequenzhub solange verändert, bis die abgetastete Mischfrequenz eine ganze Zahl von Schwingungszügen im Abtastfenster ergibt, dann sind die Seitenbänder, die sich bei der Frequenzanalyse ergeben, minimal. Die Entfernung ist dann richtig angegeben, wenn die Seitenbänder minimal sind.A radar range finder is known from DE 43 34 079 A1 which is designed according to the FMCW principle and in frequency 24.125 GHz ± 125 MHz range, working through a gradual Determination of the optimal frequency deviation an exact distance mood is carried out so that with the maximum permitted stroke Distance is roughly determined, then the stroke successively is reduced until an integer multiple of the generated Distance gates of the exact distance from the measuring device to the reflection surface speaks. The maximum serves as an indicator of the optimal stroke Amplitude of the spectrum of the measuring frequency or the minimum of so-called secondary lines in the spectrum, and a control loop that consists of an oscillator, a directional coupler, a divider chain, a counter, and a microprocessor and a D-A converter with one frequency whose integer multiple is the actual transmission frequency. The Changing the frequency swing has the consequence that the mixed frequency changed even though the distance is constant. The frequency swing changed until the sampled mixed frequency becomes an integer of Vibration trains in frequency. The change in frequency sweep has as a result, the mixing frequency changes, although the distance is constant. The frequency swing is changed until the sampled mixed frequency a whole number of oscillation trains in the Sampling window results, then the sidebands that are at the Frequency analysis revealed, minimal. The distance is then correct indicated when the sidebands are minimal.

Durch die DE 41 14 974 A1 ist ein Verfahren zur Erhöhung der Meßgenauig keit beim FMCW-Radar, insbesondere zur Ortung von Reflektionen in Licht wellenleitern, bekannt, bei dem das durch Differenzfrequenzbildung aus Sende- und Empfangssignal bestehende Mischsignal mit einem getrigger ten, in der Frequenz durchstimmbaren Hilfssignal nochmals gemischt und eines bei dieser Mischung entstehenden Seitenbänder spektral analysiert wird und außerdem der momentane Wert der Frequenz des Hilfssignals zur Signalauswertung mit herangezogen wird. Das Auswerteintervall wird bei der spektralen Analyse phasenstarr mit den zur Steuerung der Frequenz des Sendesignals verwendeten Rampensignal verknüpft.DE 41 14 974 A1 describes a method for increasing the measurement accuracy speed with the FMCW radar, in particular for locating reflections in light waveguides, known in which the difference in frequency formation Send and receive signal existing mixed signal with a triggered ten, the frequency-tunable auxiliary signal is mixed again and spectral analysis of a sideband resulting from this mixture and also the current value of the frequency of the auxiliary signal Signal evaluation is also used. The evaluation interval is at the spectral analysis is phase locked with those used to control the frequency of the transmit signal used linked signal.

Die Nachteile der beiden letztgenannten Gegenstände liegen darin, daß sehr viele Messungen durchgeführt werden müssen, bis das richtige Ergebnis vorliegt. Nach jeder Messung muß eine Frequenzanalyse, z. B. FFT, durchgeführt werden, um die Seitenbänder im Spektrum bestimmen zu können. Selbst wenn der richtige Frequenzhub gefunden ist, muß noch weiter gesucht werden, da nicht auszuschließen ist, daß sich die Seiten bänder weiter minimieren lassen.The disadvantages of the latter two objects are that many measurements need to be taken until the correct result is present. After each measurement, a frequency analysis, e.g. B. FFT, be performed to determine the sidebands in the spectrum can. Even if the correct frequency deviation is found, it still has to continue to be searched since it cannot be ruled out that the pages have tapes further minimized.

Desweiteren darf nur ein dominantes Ziel vorliegen, wie es z. B. bei Flüssigkeiten der Fall ist. Nur für diesen Fall ist der Gegenstand der DE 43 34 079 A1 geeignet, was bedeutet, daß es nicht mehrzielfähig ist, so daß z. B. Schüttgüter nicht korrekt gemessen werden können, da sich für diese die Seitenbänder nicht minimieren lassen. Desweiteren können gemäß den bekannten Gegenständen keine sich bewegenden Objekte gemessen werden, weil sich auch in diesem Fall die Seitenbänder nicht minimieren lassen und ein hoher Hardwareaufwand notwendig ist.Furthermore, there can only be one dominant goal, as it is e.g. B. at Liquids is the case. Only in this case is the subject of DE 43 34 079 A1 suitable, which means that it is no longer targetable, so that, for. B. Bulk goods can not be measured correctly, because the Do not let sidebands be minimized. Furthermore, according to the known objects no moving objects are measured, because in this case, too, the sidebands cannot be minimized and a high amount of hardware is necessary.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde., einen Mikrowellenabstands sensor der genannten Gattung zu schaffen, der eine höhere Genauigkeit bei der Entfernungsbestimmung haben soll und der insbesondere mehrziel fähig sein soll. Ebenso sollen mit dem Mikrowellenabstandssensor sich bewegende Objekte, z. B. auch Schüttgüter erfaßt werden können.The invention is based, a microwave distance the task create sensor of the type mentioned, which has a higher accuracy should have the determination of distance and in particular multi-goal should be capable. Likewise with the microwave distance sensor moving objects, e.g. B. bulk goods can also be detected.

Die Lösung der Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß zur Entfernungsbestimmung mindestens zwei Frequenzhübe (Frequenzkenn linien) herangezogen und zu diesen Frequenzkennlinien die dazugehörigen Wichtungsfaktoren berechnet werden und mit der FFT im Betragsspektrum derjenige Schwerpunkt aus der Messung mit allen Frequenzkennlinien bestimmt wird, der bei der eingesetzten Fensterfunktion am genauesten ist, wonach durch Multiplikation des Schwerpunktes mit dem zur Frequenz kennlinie gehörigen Wichtungsfaktor die Entfernung erhalten wird, wobei die Frequenzkennlinien so berechnet werden müssen, daß bei jeder mögli chen Entfernung ein Schwerpunkt korrekt ist. Weitere vorteilhafte Ausge staltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.The solution to the problem is that Distance determination at least two frequency sweeps (frequency characteristic lines) and the associated frequency characteristics Weighting factors are calculated and with the FFT in the range of amounts the focus from the measurement with all frequency characteristics the most accurate one is determined for the window function used, after which by multiplying the center of gravity by the frequency characteristic weighting factor the distance is obtained, whereby the frequency characteristics must be calculated so that with every poss focal distance is correct. Further advantageous Ausge Events of the invention are characterized in the subclaims.

Der erfindungsgemäße Mikrowellenabstandssensor besitzt den hervorste chenden Vorteil, daß mit diesem ein hochgenauer Radarentfernungs messer, der nach dem FMCW-Prinzip arbeitet, geschaffen ist, der insbesondere mehrzielfähig ist und der deshalb auch für Schüttgüter oder für sonstige sich bewegende Objekte eingesetzt werden kann.The microwave distance sensor according to the invention has the most prominent advantage that with this a highly accurate radar removal knife that works according to the FMCW principle is particularly multi-target and therefore also for bulk goods or can be used for other moving objects.

Die Frequenzbestimmung mit einer FFT, deren Zeitwerte beispielsweise mit einem Rechteckfenster gewichtet werden und der Schwerpunktsbestim mung mit zwei Linien in großen Abschnitten ist sehr genau. Erfindungs gemäß erfolgt die Schwerpunktsbestimmung dadurch, in dem die Linie mit dem größten Betrag mit der Nachbarlinie mit dem größeren Betrag zur Schwerpunktsbildung herangezogen wird. Wenn die Nachbarlinien gleich groß sind, kommt es zu einem Sprung; der Meßfehler ist in diesem Fall maximal, nämlich -20 cm bis +40 cm bei einem Hub von 100 MHz. Dabei wird vom ISM-K-Band mit einem maximalen Hub von 250 MHz ausge gangen, wobei auch andere ISM-Bänder erfindungsgemäß einbezogen sind.Frequency determination with an FFT, whose time values, for example, with a rectangular window and the center of gravity mation with two lines in large sections is very precise. Invention according to the center of gravity is determined by the line with the largest amount with the neighboring line with the larger amount Center of gravity is used. If the neighboring lines are the same large, there is a jump; the measurement error is in this case maximum, namely -20 cm to +40 cm with a stroke of 100 MHz. Here is issued by the ISM-K band with a maximum stroke of 250 MHz went, with other ISM tapes are included according to the invention.

Unter Verwendung der bekannten RadargleichungenUsing the known radar equations

erhält manyou get

Es bedeuten:
C = Lichtgeschwindigkeit
R = Objektabstand
ΔF = Frequenzhub
t_Hub = Meßzeit
f = Mischfrequenz, die sich bei einem Objektabstand R, einem Frequenzhub ΔF und einer Meßzeit t_Hub einstellt. It means:
C = speed of light
R = object distance
ΔF = frequency swing
t _stroke = measuring time
f = mixed frequency which occurs at an object distance R, a frequency deviation ΔF and a measuring time t _stroke .

Bei einer FFT erhält man nicht die absolute Frequenz, sondern die Anzahl der Schwingungen im Abtastfenster gemäß der Gleichung:With an FFT you do not get the absolute frequency, but the number the vibrations in the sampling window according to the equation:

Um die Entfernung bestimmen zu können, muß der Schwerpunkt, der wie oben beschrieben berechnet wurde, mit einem Wichtungsfaktor multipliziert werden. Bei der Verwendung eines Frequenzhubes von beispielsweise 100 MHz ist der Wichtungsfaktor beispielsweise 1,5.To be able to determine the distance, the center of gravity, the how was calculated above, multiplied by a weighting factor will. When using a frequency deviation of 100, for example MHz is the weighting factor, for example, 1.5.

Multipliziert man die oben bestimmten Werte, bei denen der maximale Fehler vorliegt, mit dem Wichtungsfaktor, so erhält man die Bereiche mit maximalen Fehler bezogen auf die Entfernung.Multiplying the values determined above, at which the maximum If there is an error with the weighting factor, the areas are included maximum error related to distance.

Wenn nicht mit einer, sondern mit zwei Kennlinien mit verschiedenem Frequenzhub gemessen wird, so hat natürlich bei der Frequenzbestimmung jede Kennlinie für sich den bekannten Fehler. Da die Wichtungsfaktoren bei der Berechnung der Entfernung gemäß Gleichung [3] unterschiedlich sind, sind auch die Stellen für den maximalen Fehler, bezogen auf die Entfernung an verschiedenen Stellen, unterschiedlich.If not with one, but with two characteristic curves with different ones Frequency deviation is measured, so of course has in the frequency determination each characteristic curve the known error. Because the weighting factors at the calculation of the distance according to equation [3] are different, are also the places for the maximum error in relation to the distance in different places, different.

Um die Entfernung genau bestimmen zu können, muß berechnet werden, welcher Frequenzhub - bei gegebenem Objektabstand - am günstigsten ist. Der Schwerpunkt ist dann genau, wenn die Beträge der Linien, die zur Schwerpunktsbildung herangezogen werden, nahezu gleich groß sind.In order to be able to determine the distance precisely, the following must be calculated: which frequency deviation - with a given object distance - is the cheapest. The focus is then exactly when the amounts of the lines used to Center of gravity are used, are almost the same size.

Bei der Verwendung von zwei Kennlinien könnte es, abhängig vom zulässigen Entfernungsbereich, immer noch Entfernungen geben, bei denen beide Kennlinien nicht genau genug sind. Durch Einführung einer dritten Kennlinie - und gegebenenfalls weiterer Kennlinien - zur Schwerpunktsbil dung und zur Entfernungsbestimmung kann dieser Mangel behoben werden.When using two characteristic curves, depending on the allowable distance range, still give distances at which both characteristics are not accurate enough. By introducing a third Characteristic curve - and possibly further characteristic curves - for the main focus This deficiency can be remedied in order to determine the distance will.

Von entscheidendem Vorteil ist weiterhin, daß bei der Erfindung mit einem dreifachen Zeitaufwand bei der Berechnung, zum Beispiel bei einem Frequenzhub von 100 MHz, ein Fehler von ca. ±6 cm erreicht wird. Der minimale Abstand liegt dadurch, daß nur zwei Linien zur Schwerpunkts bestimmung benötigt werden, unter den gegebenen Bedingungen bei ca. zwei Meter und damit erheblich unter den minimalen Abständen bei der Dolph-Tschebyscheff-Methode oder beim Zeropadding-Verfahren. Diese Verfahren können zwar gleich genau sein, haben aber den entscheidenden Nachteil, daß entweder der Nahbereich mindestens sieben Meter beträgt bei einem Frequenzhub von 150 MHz, oder es wird ein 512 mal größerer Zeitaufwand bei der Berechnung des Schwerpunktes benötigt.Another decisive advantage is that in the invention with a triple the time required for the calculation, for example for one Frequency swing of 100 MHz, an error of approximately ± 6 cm is reached. Of the minimal distance lies in the fact that only two lines to the center of gravity determination are required under the given conditions at approx. two meters and therefore considerably less than the minimum distances at the Dolph-Tschebyscheff method or the Zeropadding method. This Procedures can be equally precise, but they have the decisive one Disadvantage that either the close range is at least seven meters a frequency swing of 150 MHz, or it becomes a 512 times larger Time required to calculate the center of gravity.

In bevorzugter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Radar-Entfernungs messers können drei Frequenzhübe (Frequenzkennlinien), die ungleiche Start- und Stopfrequenzen aufweisen können, herangezogen werden, wobei mit allen drei Frequenzhüben gemessen wird. Als Fensterfunktion kann vorzugsweise ein Rechteckfenster verwendet werden, jedoch ist die Erfin dung nicht darauf beschränkt. Ebenso kann die Zwischenfrequenz (ZF) nochmals mit mehreren Mischfrequenzen (Fm1, Fm2, usw.) gemischt werden.In a preferred embodiment of the radar range according to the invention knives can have three frequency sweeps (frequency characteristics), the unequal Start and stop frequencies can be used, where is measured with all three frequency sweeps. As a window function can preferably a rectangular window can be used, however, the inven not limited to this. Likewise, the intermediate frequency (IF) mixed again with several mixing frequencies (Fm1, Fm2, etc.) will.

Vorzugsweise wird der Schwerpunkt mittels mindestens zweier Frequenz kennlinien mit verschiedenem Frequenzhub oder mittels dreier Frequenz kennlinien mit verschiedenem Frequenzhub bestimmt. Bei der Verwendung eines Rechteckfensters wird zur genauen Entfernungsbestimmung berech net, welcher Frequenzhub bei gegebenem Objektabstand am günstigsten ist, wobei der Schwerpunkt dann genau ist, wenn die Beträge der Linien, die zur Schwerpunktsbildung herangezogen werden, nahezu gleich groß sind.The center of gravity is preferably determined by means of at least two frequencies Characteristic curves with different frequency sweeps or by means of three frequencies Characteristic curves determined with different frequency sweeps. When using of a rectangular window is calculated to determine the exact distance net, which frequency sweep is cheapest for a given object distance, the center of gravity being accurate when the amounts of the lines leading to the Center of gravity are used, are almost the same size.

Claims

1. Radar range finder, which uses FFT for evaluation, preferably works according to the FMCW principle, in particular for high-precision contactless determination of distances, with digital signal processing and a limited frequency swing, characterized in that at least two frequency sweeps (frequency characteristics) for distance determination and the associated weighting factors are calculated for these frequency characteristics and the FFT in the magnitude spectrum is used to determine the center of gravity from the measurement with all frequency characteristics that is most accurate in the window function used, after which the distance is multiplied by the weighting factor associated with the frequency characteristic is obtained, the frequency characteristics must be calculated so that a center of gravity is correct at every possible distance.

2. Radar range finder according to claim 1, characterized in that that three frequency sweeps (frequency characteristics), the unequal start and Stop frequencies can be used, and with all three Frequency strokes is measured.

3. Radar range finder according to claim 1 or 2, characterized, that the weighting of the time values by means of a. Window function, preferably using a rectangular window.

4. Radar range finder according to one of the preceding claims, characterized, that the intermediate frequency (IF) again with several mixing frequencies (Fm1, Fm2, etc.) is mixed.

5. Radar range finder according to claim 1, characterized in that the center of gravity with at least two characteristics frequency shift or by means of three characteristic curves with different Frequency shift is determined.

6. Radar range finder according to one of the preceding claims, characterized, that when using a rectangular window for exact removal determination is calculated, which frequency swing for a given Object distance is cheapest, the focus is then accurate, if the amounts of the lines used to center of gravity are almost the same size.