DE19906233B4 - Auf einem Fahrzeug angebrachte Radareinrichtung - Google Patents

Auf einem Fahrzeug angebrachte Radareinrichtung Download PDF

Info

Publication number
DE19906233B4
DE19906233B4 DE19906233A DE19906233A DE19906233B4 DE 19906233 B4 DE19906233 B4 DE 19906233B4 DE 19906233 A DE19906233 A DE 19906233A DE 19906233 A DE19906233 A DE 19906233A DE 19906233 B4 DE19906233 B4 DE 19906233B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
electromagnetic waves
vehicle
transmitter
oscillator
transmission
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE19906233A
Other languages
English (en)
Other versions
DE19906233A1 (de
Inventor
Naohisa Uehara
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of DE19906233A1 publication Critical patent/DE19906233A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE19906233B4 publication Critical patent/DE19906233B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/28—Details of pulse systems
    • G01S7/282—Transmitters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/03—Details of HF subsystems specially adapted therefor, e.g. common to transmitter and receiver
    • G01S7/034—Duplexers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G01S2013/9327—Sensor installation details
    • G01S2013/93271—Sensor installation details in the front of the vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

An einem Fahrzeug angebrachte Radareinrichtung, welche aufweist:
einen Oszillator (1) zur Erzeugung elektromagnetischer Wellen;
einen Sender (3) zur Übertragung der von dem Oszillator (1) erzeugten elektromagnetischen Wellen an ein Ziel (7);
einen Empfänger (8) zum Empfang von dem Ziel (7) reflektierter elektromagnetischer Wellen;
einen Schalter (5) zum Verbinden des Senders (3) mit einer Antenne (6) während des Sendens der elektromagnetischen Wellen, und zum Verbinden der Antenne (6) mit dem Empfänger (8) während des Empfangs der elektromagnetischen Wellen;
einen Signalprozessor (13) zur Berechnung einer Entfernung zwischen dem Fahrzeug und dem Ziel (7), und ebenso einer Relativgeschwindigkeit zwischen dem Fahrzeug und dem Ziel (7), auf der Grundlage der an das Ziel (7) gesendeten elektromagnetischen Wellen und der von dem Ziel (7) reflektierten elektromagnetischen Wellen; und
einen Stromversorgungsunterbrecher (4) zur Unterbrechung der Zufuhr einer Spannung zu dem Sender (3);
wobei während des Empfangs der elektromagnetischen Wellen...

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine auf einem Fahrzeug angebrachte Radareinrichtung, welche die Entfernung zwischen Fahrzeugen messen kann. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine derartige auf einem Fahrzeug angebrachte Radareinrichtung, welche verhindern kann, daß elektromagnetische Wellen von einer Sendeschaltung an eine Empfangsschaltung zurückgeschickt werden.
  • 17 zeigt als Blockschaltbild schematisch eine Schaltungsausbildung einer herkömmlichen auf einem Fahrzeug angebrachten Radareinrichtung.
  • Die 2 bis 4 zeigen schematisch die Betriebseigenschaften der herkömmlichen auf einem Fahrzeug angebrachten Radareinrichtung. Darüber hinaus können die in 2 dargestellten Betriebseigenschaften ebenso bei einer auf einem Fahrzeug angebrachten Radareinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden (die später genauer beschrieben wird).
  • Die in 17 dargestellte Radareinrichtung ist eine auf einem Fahrzeug angebrachte Radareinrichtung, deren Gesamtaufbau dadurch kompakt ausgebildet ist, daß eine gemeinsame Sende/Empfangsantenne verwendet wird. Daher läßt sich diese Art von Radareinrichtung einfach auf einem Fahrzeug anbringen.
  • Die herkömmliche, in 17 dargestellte, auf einem Fahrzeug angebrachte Radareinrichtung weist einen Oszillator 1 auf, einen Leistungsteiler 2, einen Sendeverstärker 3 und einen Sende/Empfangsumschalter 5. Weiterhin weist die Einrichtung eine gemeinsame Sende/Empfangsantenne 6 zum Senden elektromagnetischer Wellen zu einem Ziel (Gegenstand) 7 und zum Empfang der von diesem reflektierten elektromagnetischen Wellen auf, einen Empfangsverstärker 8, einen Mischer 9, ein Filter 10, einen Verstärkungsregelverstärker 11, einen A/D-Wandler 12, und eine Signalverarbeitungsschaltung 13.
  • Nunmehr erfolgt eine Beschreibung des Sendevorgangs elektromagnetischer Wellen bei der herkömmlichen, auf einem Fahrzeug angebrachten Radareinrichtung mit der voranstehend geschilderten Ausbildung.
  • Zuerst werden elektromagnetische Wellen mit einer Sendefrequenz von beispielsweise ftx = 76,5 GHz von dem Oszillator 1 abgegeben. Die elektromagnetischen Wellen gehen durch den Leistungsteiler 2 hindurch, und werden dann von dem Sendeverstärker 3 verstärkt. Da der Sende/Empfangsumschalter 5 den Sendeverstärker 3 mit der gemeinsamen Sende/Empfangsantenne 6 verbindet, gehen die elektromagnetischen Wellen, die von dem Verstärker 3 verstärkt wurden, durch den Sende/Empfangsumschalter 5 hindurch, und werden daraufhin von der Antenne 6 abgegeben.
  • Als nächstes wird der Empfangsvorgang für elektromagnetische Wellen bei dieser herkömmlichen, auf einem Fahrzeug angebrachten Radareinrichtung beschreiben.
  • Zu einem Zeitpunkt, der gegenüber dem Beginn der Aussendung elektromagnetischer Wellen um eine Impulszeitbreite "Tg" verschoben ist, beispielsweise Tg = 33,3 ns (= 1/30 MHz, entsprechend einer Entfernung von 5 m) wird der Sende/Empfangsumschalter 5 auf die Empfangsseite (nämlich die in 17 dargestellte Position) umgeschaltet, damit die Antenne 6 mit dem Empfangsverstärker 8 verbunden wird.
  • Die elektromagnetischen Wellen, die von der Antenne 6 an die Umgebung abgegeben werden, werden von dem Ziel 7 reflektiert, welches an einem Ort vorhanden ist, der von der auf dem Fahrzeug angebrachten Radareinrichtung um eine Entfernung "R" beabstandet ist. Daher gelangen die reflektierten elektromagnetischen Wellen in die Antenne 6 mit einer Verzögerungszeit "t" hinein, abhängig von der Entfernung R, in Bezug auf die ausgesendeten elektromagnetischen Wellen (vgl. 2).
  • Wenn das Ziel eine Relativgeschwindigkeit aufweist, tritt bei der Frequenz der empfangenen elektromagnetischen Wellen eine Dopplerverschiebung um "fb" in Bezug auf die Frequenz "ftx" der gesendeten elektromagnetischen Wellen auf, und gelangen die dopplerverschobenen elektromagnetischen Wellen in die Antenne 6 hinein. Dann werden die von der Antenne 6 ankommenden elektromagnetischen Wellen durch den Empfangsverstärker 8 verstärkt, und werden die verstärkten elektromagnetischen Wellen mit jenen elektromagnetischen Wellen, die von dem Leistungsteiler 2 an den LO (den lokalen Oszillator) 13 geliefert werden, durch den Mischer 9 gemischt. Infolge der Mischung wird ein Schwebungssignal entsprechend der Dopplerverschiebung fb (vgl. 2) von dem Mischer 9 ausgegeben. Das von dem Mischer 9 ausgegebene Schwebungssignal wird durch das Filter 10 gefiltert, dessen Abschneidefrequenz auf 30 MHz gesetzt ist. Das gefilterte Schwebungssignal wird von dem AGC-Verstärker 11 (Verstärkungsregelverstärker) verstärkt, und dann wird das verstärkte Schwebungssignal dem A/D-Wandler 12 zugeführt.
  • Nunmehr erfolgt die Beschreibung eines Verfahrens zur Berechnung der Entfernung und Relativgeschwindigkeit des Ziels 7 durch die Signalverarbeitungsschaltung 13 auf der Grundlage der Daten (des Schwebungssignals), die von dem A/D-Wandler 12 zugeführt werden.
  • Nimmt man an, daß eine Geschwindigkeitsauflösung von beispielsweise 1 km/h erwünscht ist, so wird die Auflösung "Δf" für die Dopplerfrequenz auf der Grundlage der Sendefrequenz "ftx" = 76,5 GHz berechnet, wobei sich ergibt Δf = 2 Δv/λ = (2 × 0,2777m/s)/0,003921m = 141,65 (Hz) = 1/7,05997 (ms) (1)
  • Daher ist eine Meßzeit von 7,06 ms erforderlich.
  • In diesem Fall wird, wenn die maximale Meßentfernung so gewählt ist, daß sie beispielsweise 150 m beträgt, der Impulswiederholungszeitraum zu 33,3 ns × 30 = 1 μs. Um eine Geschwindigkeitsauflösung von 1 km/h zu erhalten, bei der in 17 dargestellten, auf einem Fahrzeug angebrachten Radareinrichtung, wird dann, wenn 7060 Impulse des Schwebungssignals an jedem Entfernungstor erfaßt werden, wie dies in 3 gezeigt ist, und sämtliche erhaltenen Daten unter Verwendung der schnellen Fourier-Transformation (FFT) an jedem Entfernungstor verarbeitet werden, die Dopplerverschiebung "fb" an einem bestimmten Entfernungstor ausgegeben (sh. 4).
  • In diesem Fall lassen sich sowohl die Entfernung als auch die Relativgeschwindigkeit auf der Grundlage der nachstehenden Formeln (2) und (3) berechnen: Entfernung = tg × n × C (2) Relativgeschwindigkeit = fb × C/2 × f0 (3)
  • Hierbei bezeichnet das Symbol "tg" eine Entfernungstorzeitbreite (Impulszeitbreite); das Symbol "n" bezeichnet eine Entfernungstornummer; das Symbol "C" bezeichnet die Lichtgeschwindigkeit; das Symbol "fb" bezeichnet eine Schwebungsfrequenz; und das Symbol "f0" bezeichnet die Sendefrequenz (76,5 GHz).
  • Wenn elektromagnetische Wellen von der herkömmlichen, auf einem Fahrzeug angebrachten Radareinrichtung empfangen werden, werden allerdings trotz der Tatsache, daß der Sende/Empfangsumschalter 5 die Antenne 6 mit dem Empfangsverstärker 8 verbindet, die elektromagnetischen Wellen, die von dem Oszillator 1 erzeugt und weiter durch den Sendeverstärker 3 verstärkt werden, an den Empfangsverstärker 8 übertragen, wobei diese elektromagnetischen Wellen durch den Sende/Empfangsumschalter 5 abgeschwächt werden.
  • Üblicherweise liegt die Isolierung des Sende/Empfangsumschalters 5 in der Größenordnung von 20 dB. Elektromagnetische Wellen mit sehr hohen Pegeln, verglichen mit dem Eingangspegeln der Wellen, die von dem Ziel 7 in den Empfangsverstärker 8 reflektiert werden, gelangen daher ständig in den Empfangsverstärker 8 hinein.
  • Bei der herkömmlichen, auf einem Fahrzeug angebrachten Radareinrichtung beeinflussen daher, wie dies voranstehend geschildert wurde, die von dem Oszillator 1 austretenden elektromagnetischen Wellen, die von dem Sendesystem in das Empfangssystem während des Empfangs der elektromagnetischen Wellen hineingelangen, negativ die elektromagnetischen Wellen, die in die herkömmliche, auf einem Fahrzeug angebrachte Radareinrichtung hineinkommen. Weiterhin sind die Eingangspegel dieser übertretenden elektromagnetischen Wellen sehr hoch, im Vergleich zu den Eingangspegeln der von dem Ziel 7 reflektierten, ankommenden elektromagnetischen Wellen. Daher tritt die Schwierigkeit auf, daß die von dem Ziel 7 reflektierten Wellen, die eigentlich bei der Radarmessung benötigt werden, nicht erfaßt werden können.
  • Beispielsweise wird das Frequenzspektrum der Wellen, die von dem Ziel 7 mit einer Relativgeschwindigkeit nahe an Null reflektiert werden, vollständig durch das Frequenzspektrum der elektromagnetischen Wellen überlappt, die von dem Sendeverstärker 3 an den Empfangsverstärker 8 über den Sende/Empfangsumschalter 5 geschickt werden, so daß das Frequenzspektrum der von dem Ziel 7 reflektierten Wellen nicht erfaßt werden kann.
  • Wenn man versucht, die Wellen zu erfassen, die von dem Ziel 7 reflektiert werden, welches eine hohe Relativgeschwindigkeit aufweist, so kann dann, wenn die Anzahl an Bits für den A/D-Wandler 12 erhöht wird, um den gewünschten Dynamikbereich sicherzustellen, das Ziel 7 erfaßt werden. Wenn die Anzahl an Bits für den A/D-Wandler 12 erhöht wird, steigen dessen Kosten jedoch im allgemeinen exponentiell an. Daher besteht die Schwierigkeit, dass dies keine geeignete Vorgehensweise für die auf einem Fahrzeug angebrachte Radareinrichtung darstellt.
  • Aus der DE 4 104 907 C1 ist ein Sende-Empfangsteil eines Pulsdopplerradars bekannt, bei dem der Sendeoszillator durch Frequenzumtastung zugleich als Überlagerungsoszillator eingesetzt ist. Ein Sendesignal vom Sendeoszillator wird über einen Antennen/Mischer-Umschalter und einen Sende/Empfangs-Umschalter zur Antenne übermittelt. Die von der Antenne empfangenen Echosignale werden vom Sende/Empfangs-Umschalter zum Empfangsmischer geleitet und dort mit einer Referenzfrequenz multipliziert. Durch Auswertung des resultierenden Signals kann eine Geschwindigkeit eines Objektes angeschätzt werden.
  • Aus der EP 0 072 154 A2 ist eine Radarvorrichtung zum Erzeugen von Pulsen mit sehr hohen Spannungen bekannt. Dabei werden die Pulse definiert an- und ausgeschaltet, ohne die Erzeugung von Rauschkomponenten. Dies wird erreicht durch ein Vorspannen des magnetischen Flusses des Pulstransformators, wodurch die Ausgabe eines Magnetrons nach dem Puls schnell abfällt, ohne die vom zu messenden Objekt reflektierten Signale zu stören.
  • Aus der DE 3 814 153 A1 ist ein Radargerät zur Ableitung eines Entfernungs-Profils eines komplexen Ziels bekannt, bei dem eine Frequenz eines Oszillators stufenweise durch eine Steuerschaltung geändert wird. Während einer Empfangsperiode wird der Oszillator frequenzgeschaltet und erzeugt den Frequenzversatz des örtlichen Oszillators gegenüber den empfangenen Echosignalen.
    •
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer kostengünstigen, auf einem Fahrzeug angebrachten Radareinrichtung, die einen verbesserten Dynamikbereich bereitstellt.
  • Diese Aufgabe wird mit einer Radareinrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
  • Die Radareinrichtung hat weiter den Vorteil, dass, selbst wenn sie eine hohe Leistung aufweist, verhindert werden kann, dass elektromagnetische Wellen von einer Sendeschaltung an eine Empfangsschaltung übertragen werden, ohne irgendein spezielles Gerät einsetzen zu müssen.
  • Während des Empfangs der elektromagnetischen Wellen unterbricht der Stromversorgungsunterbrecher die Zufuhr einer Spannung zum Sender, um hierdurch eine Übertragung der elektromagnetischen Wellen von dem Sender an den Empfänger zu verhindern.
  • Bei einer Ausführungsform weist die auf einem Fahrzeug angebrachte Radareinrichtung weiterhin auf: einen Teiler zum Teilen der von dem Oszillator abgegebenen elektromagnetischen Wellen, und zur Übertragung eines Teils der abgeteilten elektromagnetischen Wellen an den Sender; und einen Mischer zum Mischen des anderen Teils der elektromagnetischen Wellen, die durch den Teiler geteilt wurden, mit den elektromagnetischen Wellen, die von dem Ziel reflektiert wurden, um hierdurch die gemischten elektromagnetischen Wellen an den Signalprozessor zu übertragen.
  • Bei einer anderen Ausführungsform weist die auf einem Fahrzeug angebrachte Radareinrichtung weiterhin auf: ein Oszillatorausgangsschaltgerät zur Übertragung der elektromagnetischen Wellen, die von dem Oszillator abgegeben werden, an den Sender während des Sendens der elektromagnetischen Wellen, und zur Übertragung der von dem Oszillator abgegebenen elektromagnetischen Wellen an den Signalprozessor während des Empfangs der elektromagnetischen Wellen; und einen Mischer zum Mischen der elektromagnetischen Wellen, die von dem Oszillator über das Oszillatorausgangsschaltgerät übertragen wurden, mit den vom Ziel reflektierten elektromagnetischen Wellen.
  • In einem weiteren Beispiel weist eine auf einem Fahrzeug angebrachte Radareinrichtung auf: einen Oszillator zur Erzeugung elektromagnetischer Wellen; eine Multiplikatorsender zum Multiplizieren der von dem Oszillator erzeugten elektromagnetischen Wellen, um hierdurch die multiplizierten elektromagnetischen Wellen an ein Ziel zu senden; einen Empfänger zum Empfang von dem Ziel reflektierter elektromagnetischer Wellen; einen Schalter zum Verbinden des Multiplikatorsenders mit einer Antenne während des Sendens der elektromagnetischen Wellen, und zum Verbinden der Antenne mit dem Empfänger während des Empfangs der elektromagnetischen Wellen; einen Signalprozessor zur Berechnung einer Entfernung zwischen dem Fahrzeug und dem Ziel sowie eine Relativgeschwindigkeit zwischen dem Fahrzeug und dem Ziel auf der Grundlage der elektromagnetischen Wellen, die an das Ziel gesendet und von diesem reflektiert wurden; und einen Stromversorgungsunterbrecher zur Unterbrechung der Spannungszufuhr zu dem Multiplikatorsender. Während des Empfangs der elektromagnetischen Wellen wird die Energiezufuhr zu dem Multiplikatorsender durch den Stromversorgungsunterbrecher abgeschaltet, so daß eine Übertragung der elektromagnetischen Wellen von dem Multiplikatorsender zu dem Empfänger verhindert werden kann.
  • Bei einer Ausführungsform weist die auf einem Fahrzeug angebrachte Radareinrichtung weiterhin auf: einen Teiler zum Aufteilen der von dem Oszillator abgegebenen elektromagnetischen Wellen, und zur Übertragung eines Teils der geteilten elektromagnetischen Wellen an den Multiplikatorsender; und einen Mischer für geradzahlige Oberschwingungen zum Mischen zweiter Oberschwingungswellen der anderen abgeteilten elektromagnetischen Wellen mit den von dem Ziel reflektierten elektromagnetischen Wellen, um hierdurch die gemischten elektromagnetischen Wellen an den Signalprozessor zu übertragen.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform weist die auf einem Fahrzeug angebrachte Radareinrichtung weiterhin auf: ein Oszillatorausgangsschaltgerät zur Übertragung der elektromagnetischen Wellen, die von dem Oszillator abgegeben werden, an den Multiplikatorsender während des Sendens der elektromagnetischen Wellen, und zur Übertragung der von dem Oszillator abgegebenen elektromagnetischen Wellen an den Signalprozessor während des Empfangs der elektromagnetischen Wellen; und einen Mischer für geradzahlige Oberschwingungen zum Mischen der zweiten Oberschwingungswellen der elektromagnetischen Wellen, die von dem Oszillator über das Oszillatorausgangsschaltgerät übertragen werden, mit den von dem Ziel reflektierten elektromagnetischen Wellen.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform weist der Multiplikatorsender einen Sender und einen Multiplikator auf, und unterbricht der Stromversorgungsunterbrecher die Zufuhr von Energie zu dem Sender während des Empfangs der elektromagnetischen Wellen.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform weist der Multiplikatorsender einen Sender und einen Multiplizierer auf, und unterbricht der Stromversorgungsunterbrecher die Energiezufuhr zu dem Multiplizierer während des Empfangs der elektromagnetischen Wellen.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform weist der Multiplikatorsender einen Sender und einen Multiplizierer auf, und unterbricht der Stromversorgungsunterbrecher die Energiezufuhr zu dem Sender und dem Multiplizierer während des Empfangs der elektromagnetischen Wellen.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in abhängigen Patentansprüchen wiedergegeben.
    •
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung hervorgehen. Es zeigt:
  • 1 als Blockschaltbild schematisch eine auf einem Fahrzeug angebrachte Radareinrichtung in Form eines Impuls-Dopplerradars, welche gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist;
  • 2 eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer Zielrichtung der Betriebseigenschaften des auf einem Fahrzeug angebrachten Radars gemäß der vorliegenden Erfindung und eines herkömmlichen, an einem Fahrzeug angebrachten Radars;
  • 3 eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer weiteren Zielrichtung der Betriebseigenschaften des auf einem Fahrzeug angebrachten Radars gemäß der vorliegenden Erfindung und eines herkömmlichen, auf einem Fahrzeug angebrachten Radars;
  • 4 eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer weiteren Zielrichtung der Betriebseigenschaften des auf einem Fahrzeug angebrachten Radars gemäß der vorliegenden Erfindung und eines herkömmlichen, auf einem Fahrzeug angebrachten Radars;
  • 5 eine Darstellung von Daten, die durch eine schnelle Fourier-Transformation eines Bereichtors gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten wurden;
  • 6 eine Darstellung der Leistung P (rückkehrend), die von einem Sender an einen Empfänger gesendet wird, nach Empfang elektromagnetischer Wellen C;
  • 7 eine Darstellung eines minimalen Empfangspegels an einer Eingangsstufe einer Antenne in der an einem Fahrzeug angebrachten Radareinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
  • 8 eine Darstellung des Dynamikbereichs eines A/D-Wandlers, der zur Erfassung eines Ziels erforderlich ist, während die Stromversorgung zu dem Sender unterbrochen wird, bei der an einem Fahrzeug angebrachten Radareinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
  • 9 eine Darstellung eines minimalen Empfangspegels in der an einem Fahrzeug angebrachten Radareinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
  • 10 ein Blockschaltbild, welches schematisch die Schaltungsausbildung eines anderen, an einem Fahrzeug angebrachten Radars in Form eines Impuls-Dopplerradars gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 11 eine Darstellung eines Dynamikbereichs eines A/D-Wandlers, der zur Erfassung eines Ziels erforderlich ist, während die Stromversorgung zu dem Sender in der an einem Fahrzeug angebrachten Radareinrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung unterbrochen wird;
  • 12 eine Darstellung eines minimalen Empfangspegels in der an einem Fahrzeug angebrachten Radareinrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
  • 13 ein Blockschaltbild, welches schematisch eine Schaltungsausbildung eines weiteren, an einem Fahrzeug angebrachten Radars in Form eines Impuls-Dopplerradars gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 14 eine Darstellung eines minimalen Empfangspegels in der an einem Fahrzeug angebrachten Radareinrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung;
  • 15 ein Blockschaltbild, welches schematisch eine Schaltungsausbildung eines weiteren, an einem Fahrzeug angebrachten Radars in Form eines Impuls-Dopplerradars gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 16 eine Darstellung eines minimalen Empfangspegels in der an einem Fahrzeug angebrachten Radareinrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung; und
  • 17 eine Ansicht der Ausbildung einer herkömmlichen, an einem Fahrzeug angebrachten Radareinrichtung.
  • Als nächstes werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im einzelnen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
  • ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM
  • Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nunmehr unter Bezugnahme auf 1 beschrieben.
  • 1 zeigt als Blockschaltbild schematisch eine Schaltungsausbildung eines Impuls-Dopplerradars als auf einem Fahrzeug angebrachte Radareinrichtung gemäß dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • In 1 erzeugt ein Oszillator 1 elektromagnetische Wellen, die beispielsweise eine Sendefrequenz "ftx" = 76,5 GHz aufweisen. Ein Teiler in Form eines Leistungsteilers 2 verteilt die Leistung der elektromagnetischen Wellen, die von dem Oszillator 1 erzeugt werden, sowohl an einem Sender in Form eines Sendeverstärkers 3 als auch an einen Mischer 9. Der Sendeverstärker 3 verstärkt die durch den Leistungsteiler 2 verteilten elektromagnetischen Wellen für das Senden. Ein Stromversorgungsschalter 4, der als Stromversorgungsunterbrecher dient, liefert die Energie an den Sendeverstärker 3 während des Sendebetriebs, und unterbricht die Stromversorgung zu dem Sendeverstärker während des Empfangs. Ein Schalter in Form eines Sende/Empfangsumschalters 5 verbindet eine Antenne 6 mit dem Sendeverstärker 3 während des Sendebetriebs, und verbindet die Antenne 6 mit dem Empfangsverstärker 8 während des Empfangs. Eine Antenne in Form einer gemeinsamen Sende/Empfangsantenne 6 sendet und empfängt elektromagnetische Wellen. Es ist ein Ziel (Gegenstand) 7 vorhanden, das eine Relativgeschwindigkeit "V" aufweist, und vom Radar durch eine Entfernung "R" beabstandet ist. Ein Empfänger in Form eines Empfangsverstärkers 8 verstärkt solche elektromagnetischen Wellen, die zurückkehren, wenn die ausgesandten elektromagnetischen Wellen von dem Ziel 7 reflektiert werden. Weiterhin mischt ein Mischer 9 die elektromagnetischen Wellen, die von dem Ziel reflektiert werden, mit den elektromagnetischen Wellen, die von dem Leistungsteiler 2 an einen lokalen Oszillator (LO) 13 geliefert werden, und gibt ein Schwebungssignal in Reaktion auf die Relativgeschwindigkeit V des Ziels aus. Ein Filter 10 weist eine Abschneidefrequenz auf, welche gleich dem Kehrwert einer Impulszeitbreite ist. Ein Verstärkungsregelverstärker 11 weist eine Verstärkung auf, die in Reaktion auf die Empfangsleistung der reflektierten elektromagnetischen Wellen geregelt wird. Ein A/D-Wandler 12 wandelt das Schwebungssignal in ein digitales Schwebungssignal um. Der LO 13 ist ein Signalprozessor zur Berechnung der Entfernung und der Relativgeschwindigkeit eines Ziels auf der Grundlage des digitalen Schwebungssignals, welches von dem A/D-Wandler 12 abgegeben wird. In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, daß die Anordnung mit Ausnahme des Stromversorgungsschalters 4 ebenso ist wie bei der herkömmlichen, an einem Fahrzeug angebrachten Radareinrichtung, die in 17 dargestellt ist.
  • Als nächstes wird der Betriebsablauf zum Senden elektromagnetischer Wellen des Impuls-Dopplerradars mit der voranstehend geschilderten Ausbildung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • Zuerst werden elektromagnetische Wellen, die eine Sendefrequenz von beispielsweise ftx = 76,5 GHz aufweisen, von dem Oszillator 1 abgegeben. Die elektromagnetischen Wellen gehen durch den Leistungsteiler 2 hindurch, und werden dann durch den Sendeverstärker 3 verstärkt, der von dem Stromversorgungsschalter 4 mit Energie versorgt wird. Da der Sende/Empfangsumschalter 5 den Sendeverstärker 3 mit der gemeinsamen Sende/Empfangsantenne 6 verbindet, gelangen die von dem Verstärker 3 verstärkten elektromagnetischen Wellen durch den Sende/Empfangsumschalter 5 hindurch, und werden dann von der Antenne 6 ausgegeben.
  • Als nächstes wird der Vorgang des Empfangs einer elektromagnetischen Welle bei der ersten Impuls-Dopplerradareinrichtung erläutert.
  • Der Sende/Empfangsschalter 5 wird auf die Empfangsseite (nämlich die in 1 dargestellte Position) umgeschaltet, um so die Antenne 6 mit dem Empfangsverstärker 8 zu verbinden, nachdem eine Impulszeitbreite "Tg" abgelaufen ist, beispielsweise Tg = 33,3 ns (= 1/30 MHz, gleich einer Entfernung von 5 m), seit dem Beginn des Sendens der elektromagnetischen Welle.
  • Gleichzeitig wird der Stromversorgungsschalter 4 ausgeschaltet, damit die Zufuhr von Energie zum Sendeverstärker 3 unterbrochen wird, so daß keine Verstärkung der elektromagnetischen Sendewellen ausgeführt wird. Weiterhin werden die von der Antenne 6 ausgesandten elektromagnetischen Wellen von dem Ziel 7 reflektiert, welches sich an einem Ort befindet, der von der Impuls-Dopplerradareinrichtung um eine Entfernung "R" beabstandet ist. Dann gelangen die reflektierten elektromagnetischen Wellen in die Antenne 6 mit einer Verzögerungszeit "Δt" hinein, abhängig von der Entfernung "R" in Bezug auf die gesendeten elektromagnetischen Wellen (sh. 2).
  • Wenn das Ziel 7 eine Relativgeschwindigkeit aufweist, wird die Frequenz der empfangenen elektromagnetischen Wellen dopplerverschoben durch "fb" in Bezug auf die Frequenz "ftx" der gesendeten elektromagnetischen Wellen, und gelangen die dopplerverschobenen elektromagnetischen Wellen in die Antenne 6 hinein. Dann werden die von der Antenne 6 aus ankommenden elektromagnetischen Wellen durch den Empfangsverstärker 8 verstärkt, und werden die verstärkten elektromagnetischen Wellen durch den Mischer 9 mit elektromagnetischen Wellen gemischt, die von dem Leistungsteiler 2 an den LO 13 geliefert werden, und wird ein Schwebungssignal entsprechend der Dopplerverschiebung "fb" von dem Mischer 9 ausgegeben (sh. 2). Das von dem Mischer 9 ausgegebene Schwebungssignal wird durch das Filter 10 gefiltert, dessen Abschneidefrequenz auf 30 MHz eingestellt ist. Das gefilterte Schwebungssignal wird durch den Vestärkungsregelungsverstärker 11 verstärkt, und dann wird das verstärkte Schwebungssignal dem A/D-Wandler 12 zugeführt.
  • In Reaktion auf die Daten, die von dem A/D-Wandler 12 eingegeben werden, können sowohl die Entfernung des Ziels 7 als auch der Relativgeschwindigkeit, die durch die Signalverarbeitungseinrichtung 13 berechnet werden, durch die voranstehend angegebenen Formeln (2) und (3) ausgedrückt werden, die jenen für die herkömmliche Radareinrichtung entsprechen.
  • Als nächstes werden verschiedene Schwierigkeiten erläutert, die bei der herkömmlichen, an einem Fahrzeug angebrachten Radareinrichtung unter folgenden Bedingungen auftreten. Wenn die Energiezufuhr zum Sendeverstärker 3 nicht durch den Stromversorgungsschalter 4 während des Empfangs unterbrochen wird, wird der Verstärkungsvorgang für die gesendeten elektromagnetischen Wellen nicht ausgeschaltet.
  • 5 ist eine graphische Darstellung von Daten, die durch die schnelle Fourier-Transformation (FFT) an sämtlichen Bereichstoren in der an einem Fahrzeug angebrachten Radareinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung bearbeitet wurden.
  • Wie aus 5 hervorgeht ist, wenn der Pegel der von dem Ziel 7 reflektierten elektromagnetischen Wellen niedrig ist, und wenn die Relativgeschwindigkeit des Ziels zu Null wird, die Spektrumsfrequenz ebenfalls Null. Wenn die Relativgeschwindigkeit ansteigt, steigt auch die Spektrumsfrequenz an. Im Vergleich hierzu wird, da der Pegel der rückkehrenden Wellen hoch ist, und nicht dopplerverschoben ist, die Spektrumsfrequenz gleich Null. Die zurückkehrenden Wellen werden so eingegeben, daß die von dem Oszillator 1 abgegebenen elektromagnetischen Wellen von dem Sendesystem in das Empfangssystem während des Empfangs übertreten. Die zurückkehrenden Wellen entsprechen daher jenen elektromagnetischen Wellen, die von dem Sendesystem übertragen werden, wenn die elektromagnetischen Wellen empfangen werden. Weiterhin ist es wünschenswert, daß der in 5 gezeigte Rauschgrundpegel ursprünglich gleich dem thermischen Rauschpegel ist.
  • Allerdings wird in diesem Fall, da der Pegel der zurückkehrenden Wellen übermäßig hoch ist, und der Verstärkungsregelverstärker 11 eine solche Regelung durchführt, daß der Pegel durch den A/D-Wandler 12 nicht gesättigt wird, die Verstärkung des Verstärkungsregelverstärkers 11 bei einer bestimmten Verstärkung abgeschnitten, unabhängig vom Empfangspegel des Zielfahrzeugs. Daher ist der Rauschgrundpegel nicht gleich dem Pegel des thermischen Rauschens, sondern wird ein Pegel, der niedriger ist als der Pegel der zurückkehrenden Wellen in Bezug auf den Rauschpegel des A/D-Wandlers 12, der durch den Dynamikbereich des A/D-Wandlers 12 festgelegt wird, durch die Integration infolge der schnellen Fourier-Transformation.
  • Der Pegel des Ziels 7, welches eine Relativgeschwindigkeit aufweist, und im wesentlichen gleich Null ist, wird daher erheblich niedriger als der Pegel der zurückkehrenden Wellen und überlappt sich mit diesem, so daß das Ziel 7 nicht erfaßt werden kann. Die Bedingung zur Erfassung eines Ziels 7 mit einer hohen Relativgeschwindigkeit ist, daß der Pegel des Ziels 7 zumindest höher als der Rauschgrundpegel ist. In diesem Fall wird angenommen, daß die maximale Meßentfernung gleich der maximalen Entfernung ist, bei welcher ein bestimmtes Signal/Rauschverhältnis (S/N) sichergestellt werden kann, und dieses Signal/Rauschverhältnis ist erforderlich, wenn die Entfernung bei einer vorausgewählten Erfassungswahrscheinlichkeit erfaßt wird, die höher ist als ein Schwellenwertpegel ist, der auf der Grundlage einer vorbestimmten Fehlerwarnungswahrscheinlichkeit festgelegt wird.
  • Nunmehr wird die erforderliche Anzahl an Bits des A/D-Wandlers und die maximale Meßentfernung des Fahrzeugs dadurch erhalten, daß konkrete numerische Werte eingesetzt werden.
  • 6 ist eine Darstellung einer auf einem Fahrzeug angebrachten Radareinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und zeigt eine Leistung "P" (Zurückkehren), die von dem Sender an den Empfänger während des Empfangs übertragen wird.
  • 7 ist ein Diagramm, welches einen minimalen Empfangspegel an der Eingangsstufe der Antenne zeigt, die in der an einem Fahrzeug angebrachten Radareinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
  • 8 ist ein Diagramm, welches einen Dynamikbereich des A/D-Wandlers zeigt, der dazu erforderlich ist, das Ziel zu erfassen, während die Stromversorgung für den Sender ausgeschaltet wird, und wie er in der an einem Fahrzeug angebrachten Radareinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
  • 9 ist ein Diagramm, welches einen minimalen Empfangspegel in der an einem Fahrzeug angebrachten Radareinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • In diesem Zusammenhang wird nunmehr angenommen, daß in 1 während des Sendens die Sendeleistung, die dem Sende/Empfangsumschalter 5 zugeführt wird, gleich 12 dBm ist, wenn die Sendeleistung an dem Versorgungspunkt der Antenne 6 so gewählt wird, daß sie 10 dBm beträgt, daß die Isolierung des Sende/Empfangsumschalters 5 so ausgewählt wird, daß sie –20 dB beträgt, und daß die Verluste mit 2 dB gewählt sind. Unter diesen Annahmen wird die Leistung "P" (Zurückkehren), die von dem Sendeverstärker 3 an den Empfangsverstärker 8 während des Empfangs übertragen wird, wie in 6 gezeigt folgendermaßen definiert:
    P (Zurückkehren)) (dem Sende/Empfangsumschalter 5 zugeführte Sendeleistung) – (Isolation des Sende/Empfangsumschalters 5) = 12 dBm – 20 dB = –8 dBm
  • Weiterhin wird eine Radarzielempfangsleistungsgleichung durch Formel (4) ausgedrückt: Pr = PtG2λ2σ/(4π)3R4 (4)
  • Hierbei bezeichnet das Symbol "Pr" die Empfangsleistung an der Antenne 6; das Symbol "Pt" die Sendeleistung an der Antenne 6; das Symbol "G" die Verstärkung der Antenne 6; das Symbol "λ" die Wellenlänge der gesendeten elektromagnetischen Wellen; das Symbol "σ" die effektive Strahlungsfläche des Ziels; und das Symbol "R" die Entfernung zum Ziel.
  • Die maximale Meßentfernung dieses Impuls-Dopplerradars in Bezug auf ein Kraftfahrzeug ist konstruktiv auf 100 m festgelegt. Die Antennenendempfangsleistung "Pr" für ein Kraftfahrzeug, welches um eine Entfernung von 100 m beabstandet ist, ist gegeben durch Pr = –89,7 dBm, wenn Pt = 10 dBm, G = 25,7 dB (entsprechend einem Antennendurchmesser von 38 mm und einem Antennenwirkungsgrad von 40 %), σ = 10 dB (entsprechend einem Kraftfahrzeug), und R = 100 m in die voranstehend angegebene Formel (4) eingesetzt werden. Wie aus 6 hervorgeht, ist die Empfangsleistung "P" (Kraftfahrzeug in einer Entfernung von 100 m), welche dem Empfangsverstärker 8 zugeführt wird, folgendermaßen definiert:
    P (Kraftfahrzeug in einer Entfernung von 100 m) = (Antennenendempfangsleistung für das Kraftfahrzeug in einer Entfernung von 100 m) – (Verlust in dem Sende/Empfangsumschalter 5) = –89,7 dBm – 2 dB = –91,7 dBm.
  • Da 7060 Impulse dieses Signals abgetastet werden, wird der Integrationseffekt während der schnellen Fourier-Transformation zu: 10log(7060) = 38,5 dB
  • Weiterhin ergibt sich der Gesamtintegrationseffekt "G" folgendermaßen:
    G = 38,5 dB – 4 dB = 34,5 dB, unter der Bedingung, daß die Verluste infolge statistischer Reflexionen, Verluste in der Atmosphäre, und der schnellen Fourier-Transformation annähernd 4 dB betragen. Dies umfaßt die Integrationseffekte in Bezug auf P (Zurückkehren) und P (Kraftfahrzeug in einer Entfernung von 100 m), und enthält nicht den Integrationseffekt in Bezug auf das Rauschen. Daher ist es möglich, daß nur die Pegel P (Zurückkehren) und P (Kraftfahrzeug in einer Entfernung von 100 m) durch G erhöht werden. Im Gegensatz hierzu ist es, wie in 6 gezeigt, ebenfalls möglich, daß der Rauschpegel von 34,5 dB verringert wird.
  • Wie in 6 gezeigt, ergibt sich der Dynamikbereich des A/D-Wandlers, der dazu erforderlich ist, das um die Entfernung von 100 m entfernte Kraftfahrzeug festzustellen, unter der Annahme eines Signal/Rauschverhältnisses, das dazu erforderlich ist, das Kraftfahrzeug mit einer vorbestimmten Erfassungswahrscheinlichkeit und einer vorbestimmten Fehlererfassungswahrscheinlichkeit zu erfassen, mit 22 dB gewählt wird, folgendermaßen:
    (Erforderlicher A/D-Dynamikbereich) = P (Zurückkehren) – P (Kraftfahrzeug in einer Entfernung von 100 m) – (S/N+G) = –8 dBm – (–91,7 dBm – 22 dB + 34,5 dB) = 71,2 dB.
  • Um ein Kraftfahrzeug mit einer hohen Relativgeschwindigkeit erfassen zu können, welches sich in einer Entfernung von 100 m befindet, ist die erforderliche Anzahl an Bits des A/D-Wandlers folgendermaßen definiert:
    (A/D-Bitanzahl) = (erforderlicher A/D-Dynamikbereich)/(20/log 2) = 12.
  • Daher ist ein A/D-Wandler erforderlich, der nicht weniger als 12 Bit enthält. Ein derartiger A/D-Wandler ist teuer, was zu einer Erhöhung der Kosten der in einem Fahrzeug angebrachten Radareinrichtung führt.
  • Wenn im Gegensatz hierzu ein A/D-Wandler mit 8 Bit verwendet wird, der nur einen Dynamikbereich von 48,2 dB aufweist, so ergibt sich der minimale Empfangspegel "Pr (min)" an der Eingangsstufe der Antenne 6 folgendermaßen (sh. 7):
    Pr (min) = P (Zurückkehren) – (Dynamikbereich des 8-Bit-A/D-Wandlers) – G + S/N – (Verlust des Sende/Empfangsumschalters 5) = –8 dBm – 48,2 dB – 34,5 dB + 22 dB + 2 dB = –66,7 dBm.
  • Die maximale Meßentfernung "R" für das Kraftfahrzeug, die sich aus der Formel (4) berechnet, wird daher zu 26,5 m.
  • Nunmehr erfolgt die Beschreibung eines Falles, in welchem die Energieversorgung des Sendeverstärkers 3 durch den Stromversorgungsschalter 4 während des Empfangs abgeschaltet wird.
  • Wenn die Verstärkung des Sendeverstärkers 3 mit 7 dB festgelegt wird, und eine Isolation von 20 dB des Sendeverstärkers 3 bei dessen abgeschalteter Stromversorgung sichergestellt werden kann, ist die Sendeleistung P (Zurückkehren), die dem Empfangsverstärker 8 zugeführt wird, wie in 8 gezeigt folgendermaßen definiert:
    P (Zurückkehren) = (dem Sende/Empfangsumschalter 5 zugeführte Sendeleistung) – (Isolation des Sende/Empfangsumschalters 5) – (Verstärkung des Sendeverstärkers 3) – (Isolierung des Sendeverstärkers 3) = 12 dBm – 20 dB – 7 dB – 20 dB = –35dB.
  • In diesem Fall ist der erforderliche Dynamikbereich des A/D-Wandlers folgendermaßen definiert:
    (Erforderlicher A/D-Dynamikbereich = (P(Zurückkehren) – P (Fahrzeug in einer Entfernung von 100 m) – S/N + G) = – 35 dBm – (–91,7 dBm – 22 dB + 34,5 dB) = 44,2 dB.
  • Um ein Kraftfahrzeug zu erfassen, welches sich in einer Entfernung von 100 m befindet, ist die folgende Anzahl an Bits bei dem A/D-Wandler erforderlich:
    (A/D-Bitanzahl) = (erforderlicher A/D-Dynamikbereich)/(20/log2) = B.
  • Daher können A/D-Wandler, die zumindest 8 Bit aufweisen, zur Feststellung eines Kraftfahrzeugs verwendet werden, welches sich in einer Entfernung von 100 m befindet.
  • Im Gegensatz ergibt sich, wenn ein A/D-Wandler mit 8 Bit verwendet wird, da dessen Dynamikbereich nur 48,2 dB beträgt, der minimale Empfangspegel "Pr(min)" an der Eingangsstufe der Antenne 6 folgendermaßen (vgl. 9):
    Pr(min) = P (Zurückkehren) – (Dynamikbereich des 8-Bit-A/D-Wandlers) – G + S/N + (Verlust des Sende/Empfangsumschalters 5) = – 35 dBm – 48,2 dB – 34,5 dB + 22 dB + 2 dB = –93,7 dBm.
  • Die maximale Meßentfernung "R" für das Fahrzeug, die aus der Formel (4) berechnet wird, wird daher zu 125,4 m. Diese maximale Meßentfernung wird annähernd 4,7 mal so groß wie die Entfernung (R = 26,5 m), die man erhält, wenn der Stromversorgungsschalter 4 nicht verwendet wird.
  • Wie voranstehend erläutert wird bei der an einem Fahrzeug angebrachten Radareinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Stromversorgung des Sendeverstärkers 3 durch den Stromversorgungsschalter 4 abgeschaltet (also die Energiezufuhr zu dem Sendeverstärker 3 abgeschaltet). Daher kann verhindert werden, daß die von dem Oszillator 1 abgegebenen elektromagnetischen Wellen von dem Sendesystem zum Empfangssystem gelangen. Daher kann die maximale Meßentfernung erhöht werden, selbst wenn ein A/D-Wandler mit derselben Anzahl an Bits verwendet wird, so daß die Leistung der auf dem Fahrzeug angebrachten Radareinrichtung wesentlich verbessert werden kann. Wenn die maximale Meßentfernung für ein Kraftfahrzeug der auf einem Fahrzeug angebrachten Radareinrichtung auf 100 m eingestellt ist, kann entsprechend die Anzahl an Bits des A/D-Wandlers verringert werden, so daß sich kostengünstig eine an einem Fahrzeug angebrachte Radareinrichtung herstellen läßt.
  • Weiterhin kann, um die Energieversorgung des Sendeverstärkers 3 zu unterbrechen, die negative Spannung an der Gateseite des FET, der in dem Sendeverstärker 3 verwendet wird, erhöht werden (beispielsweise zwischen – 0,2 V und – 3 V). Alternativ hierzu kann die Spannung an der Drainseite des FET verringert werden (beispielsweise zwischen 3 V und 0 V). Weiterhin können diese beiden Spannungssteuerungen auch gleichzeitig durchgeführt werden.
  • ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM
  • Nunmehr wird unter Bezugnahme auf 10 eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • 10 zeigt schematisch als Blockschaltbild eine Schaltungsausbildung eines Impuls-Dopplerradars als auf einem Fahrzeug angebrachte Radareinrichtung gemäß dieser zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 11 ist ein Diagramm, welches die Eigenschaften eines Dynamikbereichs eines A/D-Wandlers zeigt, die erforderlich sind, ein Ziel zu erfassen, wenn die Stromversorgung eines Senders ausgeschaltet wird, gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 12 ist ein Diagramm, welches die Eigenschaften eines Minimalempfangspegels in der an einem Fahrzeug angebrachten Radareinrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Wie in 10 dargestellt, ist die an einem Fahrzeug angebrachte Radareinrichtung gemäß dieser zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einem Oszillatorausgangsselektor 14 als Oszillatorausgangsschaltgerät versehen, statt mit dem voranstehend beschriebenen Leistungsteiler, der bei der ersten Ausführungsform eingesetzt wird. Da im übrigen, also mit Ausnahme des Oszillatorausgangsselektors 14, die Ausbildung ebenso ist wie bei der ersten Ausführungsform (vgl. 1), erfolgt insoweit keine erneute Beschreibung.
  • Der Oszillatorausgangsselektor 14 ist ein derartiger Oszillatorausgangsumschalter, durch welchen die Schaltung so angeschlossen wird, daß sie die Leistung elektromagnetischer Wellen, die von dem Oszillator 1 erzeugt werden, dem Sendeverstärker 3 während des Sendens zuführt, und die Leistung der von dem Oszillator 1 erzeugten elektromagnetischen Wellen dem Mischer 9 während des Empfangs.
  • Weiterhin mischt der Mischer 9 die elektromagnetischen Wellen, die vom Umschalter 14 dem LO 13 zugeführt werden, mit elektromagnetischen Wellen, die von dem Ziel 7 reflektiert werden, um so ein Schwebungssignal in Reaktion auf die Relativgeschwindigkeit V des Ziels 7 zu erzeugen.
  • Nunmehr wird der Vorgang des Sendens elektromagnetischer Wellen des Impuls-Dopplerradars mit der voranstehend geschilderten Ausbildung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • Zunächst werden elektromagnetische Wellen mit einer Sendefrequenz von beispielsweise ftx = 76,5 GHz von dem Oszillator 1 ausgegeben. Diese elektromagnetischen Wellen gehen durch den Oszillatorausgangsumschalter 14 hindurch, der an den Sendeverstärker 3 angeschlossen ist, und werden dann von dem Sendeverstärker 3 verstärkt, versorgt mit Energie durch den Stromversorgungsschalter 4. Da der Sende/Empfangsumschalter 5 den Sendeverstärker 3 mit der gemeinsamen Sende/Empfangsantenne 6 verbindet, gelangen die von dem Verstärkung 3 verstärkten elektromagnetischen Wellen durch den Sende/Empfangsumschalter 5 hindurch, und werden daraufhin von der Antenne 6 an die Umgebung abgestrahlt.
  • Als nächstes wird der Vorgang des Empfangs elektromagnetischer Wellen erläutert.
  • Der Sende/Empfangsumschalter 5 wird auf die Empfangsseite umgeschaltet, so daß die Antenne 6 mit dem Empfangsverstärker 8 verbunden wird, nachdem eine Impulszeitbreite "Tg", beispielsweise Tg = 33,3 ns (= 1/30 MHz, entsprechend einer Entfernung von 5 m) seit dem Beginn des Sendens der elektromagnetischen Welle abgelaufen ist. Gleichzeitig wird der Oszillatorausgangsumschalter 14 auf die Empfangsseite umgeschaltet, damit der Oszillator 1 mit dem Mischer 9 verbunden wird. Gleichzeitig wird die dem Sendeverstärker 3 zugeführte Spannung durch den Stromversorgungsschalter 4 abgeschaltet, so daß die Verstärkung der gesendeten elektromagnetischen Wellen abgeschaltet wird. Weiterhin werden die elektromagnetischen Wellen, die von der Antenne 6 abgestrahlt wurden, von dem Ziel 7 reflektiert, welches an einem Ort vorhanden ist, der von der an dem Fahrzeug angebrachten Radareinrichtung um eine Entfernung "R" beabstandet ist. Dann treten die reflektierten elektromagnetischen Wellen in die Antenne 6 ein, und zwar in Bezug auf die gesendeten elektromagnetischen Wellen (sh. 2) mit einer Verzögerungszeit "Δt", die von der Entfernung R abhängt.
  • Wenn das Ziel eine Relativgeschwindigkeit aufweist, tritt eine Dopplerverschiebung um "fb" der Frequenz der empfangenen elektromagnetischen Wellen auf, in Bezug auf die Frequenz "ftx" der ausgesandten elektromagnetischen Welle, und treten die dopplerverschobenen elektromagnetischen Wellen in die Antenne 6 ein. Dann werden die von der Antenne 6 herkommenden elektromagnetischen Wellen durch den Empfangsverstärker 8 verstärkt, und werden die verstärkten elektromagnetischen Wellen durch den Mischer 9 mit elektromagnetischen Wellen gemischt, die von dem Oszillatorausgangsumschalter 14 an den LO 13 geliefert werden. Ein Schwebungssignal entsprechend der Dopplerverschiebung fb wird von dem Mischer 9 ausgegeben (sh. 2). Das von dem Mischer 9 ausgegebene Schwebungssignal wird durch das Filter 10 gefiltert, dessen Abschneidefrequenz auf 30 MHz eingestellt ist. Das gefilterte Schwebungssignal wird durch den Verstärkungsregelverstärker 11 verstärkt, und dann wird das verstärkte Schwebungssignal dem A/D-Wandler 12 zugeführt.
  • Hierbei ist die maximale Meßentfernung des Impuls-Dopplerradars in Bezug auf ein Kraftfahrzeug auf 100 m festgelegt. Die Antennenendempfangsleistung "Pr" für das Kraftfahrzeug, das sich in einer Entfernung von 100 m befindet, ergibt sich als Pr = –89,7 dBm, wenn folgende Werte in die voranstehend erwähnte Formel (4) eingesetzt werden: Pt = 10 dBm, G = 25,7 dB (entsprechend eine Antennendurchmesser von 38 mm und einem Antennenwirkungsgrad von 40 %), σ = 10 dB (entsprechend einem Kraftfahrzeug), und R = 100 m.
  • Wie aus 11 hervorgeht, ergibt sich die Empfangsleistung "P" (Kraftfahrzeug in einer Entfernung von 100 m), die in den Empfangsverstärker 8 hineingelangt, entsprechend der ersten Ausführungsform folgendermaßen:
    P (Kraftfahrzeug in einer Entfernung von 100m ) = (Antennenendempfangsleistung für ein Kraftfahrzeug in einer Entfernung von 100 m) – (Verlust in Sende/Empfangsumschalter 5) = –89,7 dBm – 2 dB ) – 91,7 dBm.
  • Nunmehr wird die Leistung "P" (Zurückkehren) der Sendeleistung durchgeführt, die zu dem Empfangsverstärker 8 während des Empfangs zurückkehrt. In 10 wird angenommen, daß während des Sendens der elektromagnetischen Wellen die Sendeleistung an dem Versorgungspunkt der Antenne 6 so gewählt wird, daß sie 10 dBm beträgt; die Verstärkung des Sendeverstärkers 3 mit 7 dB gewählt ist; die Isolation des Sendeverstärkers 3, wobei dessen Energieversorgung abgeschaltet ist, mit 20 dB gewählt ist die Verluste des Sende/Empfangsumschalters 5 und des Oszillatorsausgangsumschalter 14 mit 2 dB gewählt sind und die Isolation mit 20 dB gewählt ist. In diesem Fall ist die Ausgangsleistung "Posc" des Oszillators 1 folgendermaßen definiert:
    Posc = (Sendeleistung am Zufuhrpunkt der Antenne 6) + (Verlust im Sende/Empfangsumschalter 5) – (Verstärkung des Sendeverstärkers 3) + (Verlust des Oszillatorausgangsumschalters) = 10 dBm + 2 dB – 7 dB + 2 dB = 7 dBm.
  • Daher ergibt sich, wie in 11 gezeigt, die Sendeleistung "P" (Zurückkehren), die in den Empfangsverstärker 8 während des Empfangs hineingelangt, wie folgt:
    P (Zurückkehren) = (Ausgangsleistung des Oszillators 1) – (Isolation des Oszillatorausgangsumschalters 14) – (Isolation des Sendeverstärkers 3) – (Isolation des Sende/Empfangsumschalters 5) = 7 dBm – 20 dB – 20 dB – 20 dB = –53 dBm.
  • In diesem Fall ist der erforderliche Dynamikbereich des A/D-Wandlers wie in 11 folgendermaßen definiert:
    (Erforderlicher A/D-Dynamikbereich) = P (Zurückkehren) – P (Kraftfahrzeug in einer Entfernung von 100 m) – S/N+G)) – 53 dBm – (–91,7 dBm – 22 dB + 34,5 dB) = 26,2 dB.
  • Um das Kraftfahrzeug zu erfassen, welches sich in einer Entfernung von 100 m befindet, muß daher der A/D-Wandler die folgende Anzahl an Bits aufweisen:
    (A/D-Bitanzahl) = (erforderlicher A/D-Dynamikbereich)/(20/log2) = 5.
  • Daher können A/D-Wandler, die nicht weniger als 5 Bits aufweisen, dazu verwendet werden, ein Kraftfahrzeug zu erfassen, welches sich in einer Entfernung von 100 befindet.
  • Daher können die Kosten für die auf einem Fahrzeug angebrachte Radareinrichtung wesentlich verringert werden.
  • Verglichen mit der Bitanzahl bei der an einem Fahrzeug angebrachten Radareinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform kann daher die Bitanzahl des A/D-Wandlers bei der an einem Fahrzeug angebrachten Radareinrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform verringert werden.
  • Wenn ein A/D-Wandler mit 8 Bit bei der an einem Fahrzeug angebrachten Radareinrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform verwendet wird, ist infolge der Tatsache, daß der Dynamikbereich 48,2 dB beträgt, ein Rauschpegel "N(AD)" des A/D-Wandlers mit 8 Bit so definiert, wie dies in 12 gezeigt ist:
    N(AD) = P (Zurückkehren) – (8-Bit-A/D-Dynamikbereich) = – 53 dBm – 48,2 dB = –101,2 dBm.
  • In diesem Fall kann thermisches Rauschen durch "NFKTB" ausgedrückt werden. Wird nunmehr angenommen, daß NF des Empfängers = 15 dB ist; KT = 173,9 dBm; und B = 30 MHz, so läßt sich das thermische Rauschen folgendermaßen berechnen: NFKTB = NG + KT + B
  • Daher ergibt sich NFKTB = 15 dB – 173,9 dBm + 74,8 dB = –84,1 dBm. Wegen NFKTB > N(AD) wird deutlich, daß der Rauschgrundpegel dieses thermischen Rauschens in Bezug auf den minimalen Empfangspegel dominant wird.
  • Wie aus der voranstehenden Beschreibung deutlich wird, ergibt sich ein minimaler Empfangspegel "Pr(min)" an der Eingangsstufe der Antenne 6 folgendermaßen:
    Pr(min) = NFKTB – G + S/N + (Verlust des Sende/Empfangsumschalters 5) = +84,1 dB – 34,5 dB + 22 dB + 2 dB = –94,6 dBm. Die maximale Meßentfernung "R" für ein Kraftfahrzeug gemäß Formel (4) berechnet sich daher zu 132,51 m. Diese maximale Meßentfernung ist 5 mal so lang wie die Entfernung, die erhalten wird, wenn die Energieversorgung des Sendeverstärkers 3 nicht abgeschaltet wird.
  • Wie voranstehend erläutert wird, bei der auf einem Fahrzeug angebrachten Radareinrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die Energieversorgung des Sendeverstärkers 3 durch den Stromversorgungsschalter 4 abgeschaltet (wird also die Energiezufuhr zum Sendeverstärker 3 abgeschaltet), und wird darüber hinaus der Oszillatorausgangsumschalter 14 verwendet. Daher kann eine Rückkehr der elektromagnetischen Wellen, die von dem Oszillator 1 abgegeben werden, von dem Sendesystem zum Empfangssystem verhindert werden. Verglichen mit jenem Fall, in welchem die Energieversorgung des Sendeverstärkers 3 nicht abgeschaltet wird, kann daher die maximale Meßentfernung vergrößert werden, während ein A/D-Wandler mit derselben Anzahl an Bits verwendet wird, und kann die Leistung der an einem Fahrzeug angebrachten Radareinrichtung wesentlich verbessert werden.
  • Wenn die maximale Meßentfernung der an einem Fahrzeug angebrachten Radareinrichtung in Bezug auf das Kraftfahrzeug auf 100 m eingestellt wird, kann darüber hinaus infolge der Tatsache, daß die Anzahl an Bits des A/D-Wandlers im Vergleich mit jenem Fall verringert werden kann, in welchem die Energieversorgung für den Sendeverstärker 3 nicht abgeschaltet wird, eine kostengünstige, an einem Fahrzeug angebrachte Radareinrichtung hergestellt werden. Darüber hinaus ändert sich im allgemeinen die Eingangsimpedanz des Sendeverstärkers 3 durch Ein- und Ausschalten der Energieversorgung des Sendeverstärkers 3. Da der Oszillatorausgangsumschalter 14 verwendet wird, können jedoch negative Einflüsse auf die Ausgangsleistung und die Schwingungsfrequenz des Oszillators minimiert werden. Weiterhin wird darauf hingewiesen, daß selbst dann, wenn der Sende/Empfangsumschalter 5 durch einen Zirkulator ersetzt wird, ein ähnlicher Effekt erreicht werden kann.
  • DRITTE AUSFÜHRUNGSFORM
  • Unter Bezugnahme auf 13 wird nunmehr eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • 13 zeigt als Blockschaltbild eine Schaltungsanordnung eines Impuls-Dopplerradars als eine an einem Fahrzeug angebrachte Radareinrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 14 ist ein Diagramm, welches Eigenschaften des minimalen Empfangspegels in der an einem Fahrzeug angebrachten Radareinrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Die auf einem Fahrzeug angebrachte Radareinrichtung gemäß der dritten Ausführungsform ist mit einem Oszillator 1 zur Erzeugung elektromagnetischer Wellen mit einer Sendefrequenz Sendefrequenz ftx = 38,25 GHz versehen. Ohne einen Frequenzverdoppler (Multiplizierer mit dem Faktor zwei) zu verwenden, ist die Sendefrequenz gleich der Hälfte der Sendefrequenz (ftx = 76,5 GHz) des Oszillators 1, der bei der in einem Fahrzeug angebrachten Radareinrichtung gemäß den Ausführungsformen 1 und 2 verwendet wird.
  • Weiterhin ist, wie in 13 gezeigt, ein Frequenzverdoppler 15 als Multiplizierer zwischen dem Leistungsteiler 2 und dem Sendeverstärker 3 bei der ersten Ausführungsform (sh. 1) vorgesehen.
  • Weiterhin bilden sowohl der Sendeverstärker 3, der als der Sender arbeitet, als auch der Frequenzverdoppler 15, der als der Multiplizierer arbeitet, einen Multiplikatorsender.
  • Die übrige Ausbildung dieser an einem Fahrzeug angebrachten Radareinrichtung entspricht jener bei der ersten Ausführungsform, so daß insoweit keine erneute Beschreibung erfolgt.
  • Der Frequenzverdoppler 15 multipliziert die Frequenz der elektromagnetischen Wellen, die von dem Leistungsteiler 2 für das Senden abgegeben werden, mit dem Faktor 2. Da der Frequenzverdoppler 15 bei dieser an einem Fahrzeug angebrachten Radareinrichtung vorgesehen ist, verteilt der Leistungsteiler 2 die Leistung der elektromagnetischen Wellen, die von dem Oszillator 1 erzeugt werden, sowohl auf den Frequenzverdoppler 15 als auch einen Mischer 16 für geradzahlige Oberschwingungen (Harmonische). Der Sendeverstärker 3 verstärkt die elektromagnetischen Wellen, die eine Frequenzverdopplung durch den Verdoppler 15 erfahren haben.
  • Weiterhin mischt der Mischer 16 für geradzahlige Oberschwingungen geradzahlige Oberschwingungen elektromagnetischer Wellen, die eine Frequenz aufweisen, welche die Hälfte der Sendefrequenz der elektromagnetischen Wellen beträgt, die von dem Leistungsteiler 2 an den LO 13 geliefert werden, mit Wellen, die von dem Ziel 7 reflektiert werden, um hierdurch ein Schwebungssignal in Reaktion auf die Relativgeschwindigkeit V des Ziels auszugeben.
  • Als nächstes wird der Sendevorgang der elektromagnetischen Wellen des Impuls-Dopplerradars mit der voranstehend geschilderten Ausbildung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • Zuerst werden elektromagnetische Wellen mit einer Sendefrequenz von beispielsweise ftx = 38,25 GHz von dem Oszillator 1 abgegeben. Diese Sendefrequenz beträgt daher die Hälfte der Sendefrequenz von ftx = 76,5 GHz. Die elektromagnetischen Wellen, die durch den Leistungsteiler 2 hindurchgelangen, erfahren eine Frequenzverdopplung durch den Frequenzverdoppler 15, und werden dann durch den Sendeverstärker 3 verstärkt, der mit Energie von dem Stromversorgungsschalter 4 versorgt wird. Da der Sende/Empfangsumschalter 5 den Sendeverstärker 3 mit der gemeinsamen Sende/Empfangsantenne 6 verbindet, gehen die durch den Verstärkung 3 verstärkten elektromagnetischen Wellen durch den Sende/Empfangsumschalter 5 hindurch, und werden danach von der Antenne 6 an die Umgebung abgestrahlt.
  • Als nächstes wird der Vorgang des Empfangs elektromagnetischer Wellen erläutert.
  • Der Sende/Empfangsumschalter 5 wird auf die Empfangsseite umgeschaltet, damit die Antenne 6 mit dem Empfangsverstärker 8 verbunden wird, nachdem seit dem Beginn des Aussendens der elektromagnetischen Wellen eine Impulszeitbreite "Tg" vergangen ist, beispielsweise Tg = 33,3 ns (= 1/30 MHz, entsprechend einer Entfernung von 5 m). Gleichzeitig wird der Stromversorgungsschalter 4 ausgeschaltet, um so die Energiezufuhr zu dem Sendeverstärker 3 und dem Frequenzverdoppler 15 zu unterbrechen, und wird daher keine Verstärkung der elektromagnetischen Sendewellen durchgeführt. Weiterhin werden die von der Antenne 6 abgestrahlten elektromagnetischen Wellen von dem Ziel 7 reflektiert, welches sich an einem Ort befindet, der von der Impuls-Dopplerradareinrichtung um eine Entfernung "R" beabstandet ist. In Bezug auf die gesendeten elektromagnetischen Wellen (sh. 2) treten dann die reflektierten elektromagnetischen Wellen in die Antenne 6 mit einer Verzögerungszeit "t" ein, in Abhängigkeit von der Entfernung R.
  • Wenn das Ziel eine Relativgeschwindigkeit aufweist, tritt bei der Frequenz der elektromagnetischen Wellen eine Dopplerverschiebung um "fb" in Bezug auf die Frequenz "ftx" der gesendeten elektromagnetischen Wellen auf, und gelangen die dopplerverschobenen elektromagnetischen Wellen in die Antenne 6 hinein. Dann werden die von der Antenne 6 ankommenden elektromagnetischen Wellen durch den Empfangsverstärker 8 verstärkt, und werden die verstärkten elektromagnetischen Wellen mit elektromagnetischen Wellen gemischt, die von dem Leistungsteiler 2 dem LO 13 zugeführt werden, und zwar durch den Mischer 16 für geradzahlige Oberschwingungen. Ein Schwebungssignal entsprechend der Dopplerverschiebung fb wird von dem Mischer 9 ausgegeben (vgl. 2). Das Schwebungssignal, welches von dem Mischer 16 für geradzahlige Oberschwingungen ausgegeben wird, wird durch das Filter 10 gefiltert, dessen Abschneidefrequenz auf 30 MHz eingestellt ist. Das gefilterte Schwebungssignal wird durch den Verstärkungsregelverstärker 11 verstärkt, und dann wird das verstärkte Schwebungssignal dem A/D-Wandler 12 zugeführt.
  • Nunmehr erfolgt eine Berechnung der Leistung "P" (Zurückkehren) der Sendeleistung, die zu dem Empfangsverstärker 8 während des Empfangs zurückkehrt. Es wird nunmehr in 13 angenommen, daß während des Sendens der elektromagnetischen Wellen die Sendeleistung an dem Versorgungspunkt der Antenne 6 mit 10 dBm gewählt ist; die Verstärkung des Sendeverstärkers 3 mit 14 dB gewählt ist; der Verlust des Frequenzverdopplers 15 7 dB beträgt; die Isolierung des Frequenzverdopplers 15, dessen Energieversorgung abgeschaltet ist, 50 dB beträgt; die Isolierung des Sendeverstärkers 3, wobei dessen Energieversorgung abgeschaltet ist, 20 dB beträgt; die Verluste des Sende/Empfangsumschalters 5 und des Oszillatorausgangsumschalters 14 jeweils 2 dB betragen; und die Isolation 20 dB beträgt. In diesem Fall ist die Sendeleistung "P" (Zurückkehren), die dem Empfangsverstärker 8 während des Empfangs zugeführt wird, folgendermaßen definiert:
    P (Zurückkehren) = (den Sende/Empfangsumschalter 5 zugeführte Sendeleistung) – (Isolation des Sende/Empfangsumschalters 5) – (Verstärkung des Sendeverstärkers 3) – (Isolation des Sendeverstärkers 3) – (Verstärkung des Frequenzverdopplers 15) – (Isolation des Frequenzverdopplers 15) = 12 dBm – 20 dB – 14 dB – 20 dB – (–7 dB) – 50 dB = –85 dBm.
  • In diesem Fall liegt der Grund dafür, daß die Isolation (nämlich 50 dB) des Frequenzverdopplers 15 größer als die Isolation (nämlich 20 dB) des Sendeverstärkers 3 wird, darin, daß praktisch keine frequenzverdoppelte Welle erzeugt wird, wenn die Stromversorgung abgeschaltet ist.
  • Wenn ein A/D-Wandler mit 8 Bit in der an einem Fahrzeug angebrachten Radareinrichtung gemäß der dritten Ausführungsform verwendet wird, so ist, da der Dynamikbereich 48,2 dB beträgt, ein Rauschpegel "N(AD)" des A/D-Wandlers mit 8 Bit folgendermaßen definiert:
    N(AD) = P (Zurückkehren) – (8-Bit-A/D-Dynamikbereich) = – 85 dBm – 48,2 dB ) – 133,2 dBm.
  • In diesem Fall kann thermisches Rauschen durch "NFKTB" ausgedrückt werden. Nimmt man nunmehr an, daß NF des Empfängers = 15 dB beträgt) KT = 173,9 dBm ist, und B = 30 MHz ist, so kann das thermische Rauschen folgendermaßen berechnet werden:
    NFKTB = 15 dB – 173,9 dBm – 74,7 dB = –84,1 dBm. Wegen NFKTB > N(AD) sieht man, daß der Rauschgrundpegel dieses thermischen Rauschens in Bezug auf den minimalen Empfangspegel dominant wird.
  • Wenn der A/D-Wandler mit 8 Bit verwendet wird, ergibt sich ein minimaler Empfangspegel "Pr(min)" an der Eingangsstufe der Antenne 6 folgendermaßen:
    Pr(min) = NFKTB – G + S/N + (Verlust des Sende/Empfangsumschalters 5) = – 84,1 dB – 34,5 dB + 22 dB + 2 dB = –94,6 dBm.
  • Daher wird die maximale Meßentfernung "R" für ein Kraftfahrzeug gemäß Formel (4) zu 132,5 m. Diese maximale Meßentfernung wird 5 mal so lang wie die Entfernung, die erhalten wird, wenn die Stromversorgung des Sendeverstärkers 3 bei der ersten Ausführungsform nicht abgeschaltet wird. Diese maximale Meßentfernung entspricht jener bei der zweiten Ausführungsform. Es wird darauf hingewiesen, daß infolge der Tatsache, daß P (Zurückkehren) kleiner ist als bei der ersten Ausführungsform und bei der zweiten Ausführungsform, es möglich ist, ein Fahrzeug zu erfassen, welches eine Relativgeschwindigkeit von Null aufweist, durch Steuerung des Schwellenwertpegels.
  • Beispielsweise wird, wie in 14 gezeigt ist, der Schwellenwertpegel nur bei f = 0 oder in der Nähe hoch eingestellt, und kann bei anderen Werten von "f" aus dem Rauschgrundpegel bestimmt werden, nachdem die Transformation durch die schnelle Fourier-Transformation stattgefunden hat.
  • Bei der auf einem Fahrzeug angebrachten Radareinrichtung gemäß der dritten Ausführungsform werden während des Empfangs der elektromagnetischen Wellen sowohl die Stromversorgung für den Sendeverstärker 3 als auch die Stromversorgung für den Frequenzverdoppler 15 ausgeschaltet (wird nämlich die Zufuhr der Energie sowohl zum Sendeverstärker 3 als auch zum Frequenzverdoppler 15 abgeschaltet), so daß praktisch keine frequenzverdoppelten Wellen der elektromagnetischen Wellen erzeugt werden, die von dem Oszillator 1 ausgegeben werden. Daher können die frequenzverdoppelten Wellen der elektromagnetischen Wellen, die von dem Oszillator 1 ausgegeben werden, und die von dem Sendesystem zum Empfangssystem zurückgeschickt werden, im wesentlichen ausgeschaltet werden. Wenn daher die Anzahl an Bits des A/D-Wandlers, der bei der dritten Ausführungsform verwendet wird, ebenso groß ist wie bei der an einem Fahrzeug angebrachten Radareinrichtung, bei welcher die Stromversorgung des Sendeverstärkers 3 nicht ausgeschaltet wird, kann die maximale Meßentfernung bei der dritten Ausführungsform länger werden, und kann die Leistung der an einem Fahrzeug angebrachten Radareinrichtung verbessert werden.
  • Wie voranstehend erläutert kann ein entsprechender Effekt nicht nur in dem voranstehend geschilderten Fall erreicht werden, bei welchem beide Stromversorgungen des Sendeverstärkers 3 und des Frequenzverdopplers 15 durch Betätigung des Stromversorgungsschalters 4 während des Empfangs der elektromagnetischen Wellen abgeschaltet werden, sondern auch dann, wenn die Energiezufuhr entweder zum Sendeverstärker 3 oder zum Frequenzverdoppler 15 abgeschaltet wird.
  • Weiterhin kann, um die Stromversorgung des Sendeverstärkers 3 und die Stromversorgung des Frequenzverdopplers 15 zu unterbrechen, die negative Spannung an der Gateseite des FET, der in dem Sendeverstärker 3 verwendet wird, erhöht werden (beispielsweise zwischen –0,2 V und –3 V). Alternativ hierzu kann die Spannung an der Drainseite dieses FET verringert werden (beispielsweise zwischen 3 V und 0 V). Darüber hinaus können beide derartigen Spannungssteuerungen gleichzeitig durchgeführt werden.
  • Wenn die maximale Meßentfernung der an einem Fahrzeug angebrachten Radareinrichtung in Bezug auf ein Kraftfahrzeug auf 100 m eingestellt wird, kann eine kostengünstige, an einem Fahrzeug angebrachte Radareinrichtung hergestellt werden, da die Bitanzahl des A/D-Wandlers verringert werden kann, verglichen mit einem Fall, in welchem die Stromversorgung des Sendeverstärkers 3 nicht abgeschaltet wird. Weiterhin wird die Fundamentalwelle der elektromagnetischen Wellen, die von dem Oszillator 1 abgegeben werden, und die von dem Sendesystem zum Empfangssystem zurückkehrt, mit den geradzahligen Oberschwingungen des Oszillators 1 in dem Mischer 16 für geradzahlige Oberschwingungen gemischt. Das sich ergebende Schwebungssignal weist daher eine Frequenz von annähernd 38 GHz auf, und dieses Schwebungssignal wird durch das Filter 10 abgeschnitten, so daß kein Problem auftritt. Da P (Zurückkehren) niedriger wird als P (Zurückkehren) bei der ersten und zweiten Ausführungsform, kann darüber hinaus ein Fahrzeug mit einer Relativgeschwindigkeit von Null dadurch erfaßt werden, daß der Schwellenwertpegel gesteuert wird.
  • VIERTE AUSFÜHRUNGSFORM
  • Nunmehr wird unter Bezugnahme auf 15 eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • 15 ist ein Blockschaltbild, welches schematisch eine Schaltungsausbildung eines Impuls-Dopplerradars als eine auf einem Fahrzeug angebrachte Radareinrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 16 ist ein Diagramm, welches Eigenschaften eines minimalen Empfangspegels in der an einem Fahrzeug angebrachten Radareinrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Die an einem Fahrzeug angebrachte Radareinrichtung gemäß der vierten Ausführungsform ist mit einem Oszillator 1 versehen, der elektromagnetische Wellen mit einer Sendefrequenz ftx = 38,25 GHz erzeugt. Diese Sendefrequenz beträgt die Hälfte der Sendefrequenz (ftx = 76,5 GHz) bei dem Oszillator 1, der bei der an einem Fahrzeug angebrachten Radareinrichtung gemäß der ersten und zweiten Ausführungsform verwendet wird.
  • Weiterhin ist, wie in 15 gezeigt, ein Frequenzverdoppler 15, der als Multiplizierer dient, zwischen dem Leistungsteiler 2 und dem Sendeverstärker 3 gemäß der ersten Ausführungsform (vgl. 1) angeordnet.
  • Weiterhin bilden der Sendeverstärker 3, der als Sender arbeitet, und der Frequenzverdoppler 15, der als Multiplizierer arbeitet, einen Multiplikatorsender.
  • Die übrige Ausbildung der an einem Fahrzeug angebrachten Radareinrichtung ist so wie bei der zweiten Ausführungsform, und daher erfolgt insoweit keine erneute Beschreibung.
  • Nunmehr erfolgt eine Beschreibung des Sendevorgangs für elektromagnetische Wellen bei der an einem Fahrzeug angebrachten Radareinrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Zuerst werden elektromagnetische Wellen mit einer Frequenz von beispielsweise der Hälfte der Sendefrequenz ftx = 76,5 GHz von dem Oszillator 1 abgegeben. Die elektromagnetischen Wellen gehen durch den Oszillatorausgangsumschalter 14 hindurch, erfahren eine Frequenzverdopplung durch den Frequenzverdoppler 15, und werden dann durch den Sendeverstärker 3 verstärkt, der mit Energie durch den Stromversorgungsschalter 4 versorgt wird. Da der Sende/Empfangsumschalter 5 den Sendeverstärker 3 mit der gemeinsamen Sende/Empfangsantenne 6 verbindet, gehen die von dem Sendeverstärker 3 verstärkten elektromagnetischen Wellen durch den Sende/Empfangsumschalter 5 durch, und werden daraufhin von der Antenne 6 an die Umgebung abgestrahlt.
  • Als nächstes wird der Vorgang des Empfangs elektromagnetischer Wellen bei der vierten Ausführungsform erläutert.
  • Der Sende/Empfangsumschalter 5 wird auf die Empfangsseite umgeschaltet, damit die Antenne 6 mit dem Empfangsverstärker 8 verbunden wird, nachdem seit dem Beginn des Aussendens der elektromagnetischen Wellen eine Impulszeitbreite "Tg" verstrichen ist, beispielsweise Tg = 33,3 ns (= 1/30 MHz, entsprechend einer Entfernung von 5 m). Weiterhin wird gleichzeitig der Oszillatorausgangsumschalter 14 auf die Empfangsseite umgeschaltet, damit der Oszillator 1 mit dem Mischer 16 für geradzahlige Oberschwingungen (Harmonische) verbunden wird.
  • Gleichzeitig wird der Stromversorgungsschalter 4 ausgeschaltet, damit die Energiezufuhr zum Sendeverstärker 3 unterbrochen wird, so daß keine Verstärkung der ausgesendeten elektromagnetischen Wellen stattfindet. Weiterhin werden die elektromagnetischen Wellen, die von der Antenne 6 abgestrahlt werden, von dem Ziel 7 reflektiert, welches an einem Ort vorhanden ist, der von der Impuls-Dopplerradareinrichtung um eine Entfernung "R" beabstandet ist. Dann gelangen in Bezug auf die ausgesandten elektromagnetischen Wellen (sh. 2) die reflektierten elektromagnetischen Wellen in die Antenne 6 mit einer Verzögerungszeit "Δt" hinein, abhängig von der Entfernung R.
  • Wenn das Ziel einer Relativgeschwindigkeit aufweist, erfährt die Frequenz der empfangenen elektromagnetischen Wellen eine Dopplerverschiebung um "fb" in Bezug auf die Frequenz "ftx" der ausgesendeten elektromagnetischen Wellen, und gelangen die dopplerverschobenen elektromagnetischen Wellen in die Antenne 6. Die von der Antenne 6 ankommenden elektromagnetischen Wellen werden dann durch den Empfangsverstärker 8 verstärkt, und die verstärkten elektromagnetischen Wellen werden mit den geradzahligen Oberschwingungen (geradzahligen Harmonischen) gemischt, die von dem Oszillatorausgangsumschalter 14 dem LO 13 zugeführt werden, durch den Mischer 16 für geradzahlige Oberschwingungen. Ein Schwebungssignal entsprechend der Dopplerverschiebung fb wird von dem Mischer 16 ausgegeben (sh. 2). Da von dem Mischer 16 ausgegebene Schwebungssignal wird durch das Filter 10 gefiltert dessen Abschneidefrequenz auf 30 MHz eingestellt ist. Das gefilterte Schwebungssignal wird von dem Verstärkungsregelverstärker 11 verstärkt, und dann wird das verstärkte Schwebungssignal dem A/D-Wandler 12 zugeführt.
  • Nunmehr erfolgt eine Berechnung der Leistung "P" (Zurückkehren) der Sendeleistung, die während des Empfangs zum Empfangsverstärker 8 zurückkommt. In 15 wird nunmehr angenommen, daß während des Sendens der elektromagnetischen Wellen die Sendeleistung an dem Versorgungspunkt der Antenne 6 10 dBm beträgt; die Verstärkung des Sendeverstärkers 3 14 dB beträgt; der Verlust des Frequenzverdopplers 15 7 dB beträgt; die Isolation des Frequenzverdopplers 15 50 dB beträgt; die Isolation des Sendeverstärkers 3, dessen Stromversorgung abgeschaltet ist, 20 Dynamikbereich beträgt; die Verluste des Sende/Empfangsumschalters 5 und des Oszillatorausgangsumschalters 14 jeweils 2 dB betragen; und die Isolation 20 dB beträgt. In diesem Fall ist die Sendeleistung "P" (Zurückkehren), die während des Empfangs in den Empfangsverstärker 8 gelangt, folgendermaßen definiert:
    P (Zurückkehren) = (dem Sende/Empfangsumschalter 5 zugeführte Sendeleistung) – (Isolation des Sende/Empfangsumschalters 5) – (Verstärkung des Sendeverstärkers 3) – (Isolation des Sendeverstärkers 3) – (Verstärkung des Frequenzverdopplers 15) – (Isolation des Frequenzverdopplers 15) – (Isolation des Oszillatorausgangsumschalters 14) = 12 dBm – 20 dB – 14 dB – 20 dB – (–7 dB) – 50 (dB) – 20 dBm = –105 dBm.
  • In diesem Fall liegt der Grund dafür, daß die Isolation (nämlich 50 dB) des Frequenzverdopplers 15 größer wird als die Isolation (nämlich 20 dB) des Sendeverstärkers 3, darin, daß praktisch keine frequenzverdoppelte Welle erzeugt wird, wenn die Stromversorgung ausgeschaltet ist.
  • Wenn eine Schwelle, die zur Erfassung eines Spektrums eines Fahrzeugs verwendet wird, gleich dem 5-fachen (= 14 dB) des Spannungswertpegels des thermischen Rauschens nach der Durchführung der schnellen Fourier-Transformation (FFT) ist, so ergibt sich folgender Schwellenwertpegel:
    P (Schwelle) = (thermisches Rauschen) + (FFT-Integrationseffekt) + (5 mal Spannung) = NFKTB – G + 14 dB = –82,2 dBm – 34,5 dB + 14 dB = 102,7 dBm.
  • Wegen P (Schwelle) > P (Zurückkehren) kann daher das zurückkehrende Signal nicht festgestellt werden. Selbst wenn die Relativgeschwindigkeit eines Fahrzeugs gleich Null ist, ist es daher möglich, das Fahrzeug innerhalb der maximalen Meßentfernung festzustellen.
  • Wie voranstehend geschildert kann bei der an einem Fahrzeug angebrachten Radareinrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung infolge der Tatsache, daß der Oszillatorausgangsumschalter 14 verwendet wird, die Leistung der elektromagnetischen Wellen, die von dem Oszillator 1 abgegeben und zum Frequenzverdoppler 15 zurückgeführt werden, unterdrückt werden. Weiterhin wird bei der an einem Fahrzeug angebrachten Radareinrichtung gemäß der vierten Ausführungsform während des Empfangs der elektromagnetischen Wellen sowohl die Stromversorgung des Sendeverstärkers 3 als auch die Stromversorgung des Frequenzverdopplers 15 abgeschaltet (es wird nämlich die Zufuhr der Energie sowohl zum Sendeverstärker 3 als auch zum Frequenzverdoppler 15 abgeschaltet), so daß praktisch keine frequenzverdoppelten Wellen der elektromagnetischen Wellen, die von dem Oszillator 1 abgegeben werden, erzeugt werden. Die frequenzverdoppelten Wellen der elektromagnetischen Wellen, die von dem Oszillator 1 abgegeben werden, und von dem Sendesystem zum Empfangssystem zurückkehren, können daher im wesentlichen ausgeschaltet werden.
  • Wenn daher die Anzahl an Bits des A/D-Wandlers, der bei der vierten Ausführungsform verwendet wird, ebenso groß ist wie bei der an einem Fahrzeug angebrachten Radareinrichtung, bei welcher die Stromversorgung des Sendeverstärkers 3 nicht ausgeschaltet wird, dann kann die maximale Meßentfernung bei der vierten Ausführungsform größer ausgebildet werden, und kann die Leistung der an einem Fahrzeug angebrachten Radareinrichtung verbessert werden.
  • Wie voranstehend erläutert kann ein entsprechender Effekt nicht nur in dem voranstehend geschilderten Fall erzielt werden, bei welchem die Stromversorgung sowohl des Sendeverstärkers 3 als auch des Frequenzverdopplers 15 durch Betätigung des Stromversorgungsschalters 4 abgeschaltet wird, während des Empfangs der elektromagnetischen Wellen, sondern auch dann, wenn entweder die Energiezufuhr zum Sendeverstärker 3 oder die Energiezufuhr zum Frequenzverdoppler 15 ausgeschaltet wird.
  • Weiterhin kann eine kostengünstige, an einem Fahrzeug angebrachte Radareinrichtung hergestellt werden, wenn die maximale Meßentfernung der an einem Fahrzeug angebrachten Radareinrichtung in Bezug auf ein Kraftfahrzeug auf 100 m eingestellt wird, da die Anzahl an Bits des A/D-Wandlers verringert werden kann, verglichen mit einem Fall, in welchem die Stromversorgung des Sendeverstärkers 3 nicht ausgeschaltet wird. Weiterhin wird die Fundamentalwelle der elektromagnetischen Wellen, die von dem Oszillator 1 ausgegeben werden, und die von dem Sendesystem zum Empfangssystem zurückkehren, mit den geradzahligen Oberschwingungen des Oszillators 1 in dem Mischer 16 für geradzahlige Oberschwingungen gemischt. Daher weist das sich ergebende Schwebungssignal eine Frequenz von annähernd 38 GHz auf, und wird das Schwebungssignal durch das Filter 10 abgeschnitten, so daß keine Schwierigkeiten auftreten.
  • Darüber hinaus wird im allgemeinen die Eingangsimpedanz des Sendeverstärkers 3 dadurch geändert, daß die Stromversorgung des Sendeverstärkers 3 ein/ausgeschaltet wird. Da der Oszillatorausgangsumschalter 14 verwendet wird, können jedoch negative Einflüsse auf die Ausgangsleistung und die Oszillatorfrequenz des Oszillators minimiert werden. Es wird darauf hingewiesen, daß selbst dann, wenn der Sende/Empfangsumschalter 5 durch einen Zirkulator ersetzt wird, ein entsprechender Effekt erzielt werden kann. Weiterhin kann die an einem Fahrzeug angebrachte Radareinrichtung ein Fahrzeug mit einer Relativgeschwindigkeit von Null feststellen, welches weit von der Radareinrichtung entfernt angeordnet ist.
  • Wie im einzelnen bereits voranstehend erläutert wurde, hat die an einem Fahrzeug angebrachte Radareinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung folgende Vorteile.
  • Zunächst einmal weist eine an einem Fahrzeug angebrachte Radareinrichtung gemäß einer ersten Zielrichtung der Erfindung einen Oszillator zur Erzeugung elektromagnetischer Wellen auf, einen Sender zum Senden der von dem Oszillator erzeugten elektromagnetischen Wellen an ein Ziel, einen Empfänger zum Empfang der von dem Ziel reflektierten elektromagnetischen Wellen, einen Schalter zum Verbinden des Senders mit einer Antenne während des Sendens der elektromagnetischen Wellen, und zum Verbinden der Antenne mit dem Empfänger während des Empfangs der elektromagnetischen Wellen, einen Signalprozessor zur Berechnung einer Entfernung zwischen dem Fahrzeug und dem Ziel, und auch eine Relativgeschwindigkeit zwischen dem Fahrzeug und dem Ziel, auf der Grundlage der elektromagnetischen Wellen, die zu dem Ziel gesendet werden, und der elektromagnetischen Wellen, die von dem Ziel reflektiert werden, sowie einen Stromversorgungsunterbrecher zur Unterbrechung der Energiezufuhr zu dem Sender, wobei während des Empfangs der elektromagnetischen Wellen die Energiezufuhr zu dem Sender durch den Stromversorgungsunterbrecher abgeschaltet wird, so daß eine Übertragung der elektromagnetischen Wellen von dem Sender zum Empfänger verhindert werden kann. Durch diese Anordnung kann die maximale Meßentfernung erhöht werden, und kann man eine an einem Fahrzeug angebrachte Radareinrichtung erhalten, die verbesserte Leistungen aufweist. Da die Anzahl an Bits eines verwendeten A/D-Wandlers verringert werden kann, läßt sich darüber hinaus eine kostengünstige, an einem Fahrzeug angebrachte Radareinrichtung erhalten.
  • Weiterhin weist bei einer Ausführungsform gemäß der ersten Zielrichtung der Erfindung die an einem Fahrzeug angebrachte Radareinrichtung weiterhin einen Teiler zum Aufteilen der von dem Oszillator abgegebenen elektromagnetischen Wellen auf, und zum Übertragen eines Teils der aufgeteilten elektromagnetischen Wellen an den Sender, sowie einen Mischer zum Mischen des anderen Anteils der aufgeteilten elektromagnetischen Wellen mit den von dem Ziel reflektierten elektromagnetischen Wellen, um hierdurch die gemischten elektromagnetischen Wellen an den Signalprozessor zu übertragen. Daher kann die maximale Meßentfernung vergrößert werden, und läßt sich eine an einem Fahrzeug angebrachte Radareinrichtung erhalten, welche verbesserte Leistungen aufweist. Darüber hinaus kann die Anzahl an Bits des A/D-Wandlers weiter verringert werden, so daß man eine kostengünstige, an einem Fahrzeug angebrachte Radareinrichtung erhalten kann.
  • Weiterhin weist bei einer weiteren Ausführungsform gemäß der ersten Zielrichtung der Erfindung die an einem Fahrzeug angebrachte Radareinrichtung ein Oszillatorausgangsschaltgerät zur Übertragung der von dem Oszillator abgegebenen elektromagnetischen Wellen an den Sender während des Sendens der elektromagnetischen Wellen auf, und zur Übertragung der von dem Oszillator abgegebenen elektromagnetischen Wellen an den Signalprozessor während des Empfangs der elektromagnetischen Wellen, sowie einen Mischer zum Mischen der elektromagnetischen Wellen, die von dem Oszillator über das Oszillatorausgangsschaltgerät übertragen werden, mit den von dem Ziel reflektierten elektromagnetischen Wellen. Daher kann die maximale Meßentfernung vergrößert werden, und kann man eine an einem Fahrzeug angebrachte Radareinrichtung mit verbesserten Leistungen erhalten. Weiterhin kann die Anzahl an Bits des A/D-Wandlers weiter verringert werden, so daß man eine kostengünstige, an einem Fahrzeug angebrachte Radareinrichtung erhalten kann. Weiterhin können negative Einflüsse auf die Oszillatorausgangsleistung und die Oszillatorfrequenz des Oszillators minimiert werden, die anderenfalls durch Ein/Ausschalten der Stromversorgung des Senders auftreten würden.
  • Eine an einem Fahrzeug angebrachte Radareinrichtung gemäß einer zweiten Zielrichtung der vorliegenden Erfindung weist einen Oszillator zur Erzeugung elektromagnetischer Wellen auf, einen Multiplikatorsender zum Multiplizieren der elektromagnetischen Wellen, die von dem Oszillator erzeugt werden, um hierdurch die multiplizierten elektromagnetischen Wellen an ein Ziel zu senden, einen Empfänger zum Empfang der von dem Ziel reflektierten elektromagnetischen Wellen, einen Schalter zum Verbinden des Multiplikatorsenders mit einer Antenne während des Sendens der elektromagnetischen Wellen, und zum Verbinden der Antenne mit dem Empfänger während des Empfangs der elektromagnetischen Wellen, einen Signalprozessor zur Berechnung einer Entfernung zwischen dem Fahrzeug und dem Ziel sowie einer Relativgeschwindigkeit zwischen dem Fahrzeug und dem Ziel auf der Grundlage der an das Ziel gesendeten elektromagnetischen Wellen und der von dem Ziel reflektierten elektromagnetischen Wellen, und einen Stromversorgungsunterbrecher zur Unterbrechung der Energiezufuhr zu dem Multiplikatorsender. Während des Empfangs der elektromagnetischen Wellen wird die Energiezufuhr zu dem Multiplikatorsender durch den Stromversorgungsunterbrecher abgeschaltet, so daß eine Übertragung der elektromagnetischen Wellen von dem Multiplikatorsender zu dem Empfänger verhindert werden kann. Durch diese Anordnung kann die maximale Meßentfernung erhöht werden, und kann man eine an einem Fahrzeug angebrachte Radareinrichtung mit verbesserten Leistungen erhalten. Weiterhin kann die Anzahl an Bits eines A/D-Wandlers verringert werden, der verwendet wird, so daß man eine kostengünstige, an einem Fahrzeug angebrachte Radareinrichtung erhalten kann.
  • Weiterhin weist bei einer Ausführungsform gemäß der zweiten Zielrichtung der Erfindung die an einem Fahrzeug angebrachte Radareinrichtung einen Teiler zum Teilen der von dem Oszillator abgegebenen elektromagnetischen Wellen auf, und zur Übertragung eines Teils der abgeteilten elektromagnetischen Wellen an den Multiplikatorsender, sowie einen Mischer für geradzahlige Oberschwingungen (geradzahlige Harmonische) zum Mischen zweiter geradzahliger Oberschwingungen des anderen Anteils der elektromagnetischen Wellen mit den von dem Ziel reflektierten elektromagnetischen Wellen, um hierdurch die gemischten elektromagnetischen Wellen dem Signalprozessor zuzuführen. Daher kann die maximale Meßentfernung noch weiter erhöht werden, und kann man eine an einem Fahrzeug angebrachte Radareinrichtung erhalten, die weiter verbesserte Leistungen aufweist. Darüber hinaus kann die Anzahl an Bits des A/D-Wandlers noch weiter verringert werden, so daß man eine kostengünstige, an einem Fahrzeug angebrachte Radareinrichtung erhalten kann. Weiterhin kann, wenn ein in dem Signalprozessor eingesetzter Schwellenwertpegel ordnungsgemäß gesteuert wird, ein Fahrzeug erfaßt werden, welches eine Relativgeschwindigkeit von Null aufweist.
  • Weiterhin weist bei einer anderen Ausführungsform gemäß der zweiten Zielrichtung der Erfindung die an einem Fahrzeug angebrachte Radareinrichtung weiterhin ein Oszillatorausgangsschaltgerät auf, welches dazu dient, die von dem Oszillator abgegebenen elektromagnetischen Wellen an den Multiplikatorsender während der Sendung der elektromagnetischen Wellen zu übertragen, und die von dem Oszillator abgegebenen elektromagnetischen Wellen an den Signalprozessor während des Empfangs der elektromagnetischen Wellen zu übertragen, und einen Mischer für geradzahlige Oberschwingungen zum Mischen zweiter geradzahliger Oberschwingungen der elektromagnetischen Wellen, die von dem Oszillator über das Oszillatorausgangsschaltgerät übertragen werden, mit den von dem Ziel reflektierten elektromagnetischen Wellen. Daher kann die maximale Meßentfernung erhöht werden, und kann man eine an einem Fahrzeug angebrachte Radareinrichtung mit weiter verbesserten Leistungen erhalten. Weiterhin kann die Anzahl an Bits des A/D-Wandlers noch weiter verringert werden, so daß eine noch kostengünstigere, an einem Fahrzeug angebrachte Radareinrichtung erhalten werden kann. Weiterhin können negative Einflüsse auf die Oszillatorausgangsleistung und die Oszillatorfrequenz des Oszillators minimiert werden, die anderenfalls durch das Ein/Ausschalten der Stromversorgung des Senders hervorgerufen würden. Darüber hinaus kann man ein Fahrzeug erfassen, welches eine Relativgeschwindigkeit von Null aufweist.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform gemäß der zweiten Zielrichtung der Erfindung weist der Multiplikatorsender einen Sender und einen Multiplizierer auf, und unterbricht der Stromversorgungsunterbrecher die Energiezufuhr zum Sender während des Empfangs der elektromagnetischen Wellen. Dies führt dazu, daß die an einem Fahrzeug angebrachte Radareinrichtung, die mit einer derart einfachen Anordnung versehen ist, derartige Schwierigkeiten vermeiden kann, wie sie in der Übertragung elektromagnetischer Wellen von dem Multiplikatorsender zu dem Empfänger während des Empfangs der elektromagnetischen Wellen bestehen.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform gemäß der zweiten Zielrichtung der Erfindung weist der Multiplikatorsender einen Sender und einen Multiplizierer auf, und unterbricht der Stromversorgungsunterbrecher die Energiezufuhr zu dem Multiplizierer während des Empfangs der elektromagnetischen Wellen. Daher kann die an einem Fahrzeug angebrachte Radareinrichtung mit einer einfachen Anordnung Probleme wie die Übertragung der elektromagnetischen Wellen von dem Multiplikatorsender an den Empfänger während des Empfangs der elektromagnetischen Wellen verhindern.
  • Weiterhin kann bei einer weiteren Ausführungsform gemäß der zweiten Zielrichtung der Erfindung der Multiplikatorsender einen Sender und einen Multiplizierer aufweisen, und unterbricht ein Stromversorgungsunterbrecher die Energiezufuhr zu dem Sender und dem Multiplizierer während des Empfangs der elektromagnetischen Wellen. Die an einem Fahrzeug angebrachte Radareinrichtung mit einer einfachen Anordnung kann daher Probleme vermeiden, nämlich die Übertragung elektromagnetischer Wellen von dem Multiplikatorsender an den Empfänger während des Empfangs während der elektromagnetischen Wellen.

Claims (8)

  1. An einem Fahrzeug angebrachte Radareinrichtung, welche aufweist: einen Oszillator (1) zur Erzeugung elektromagnetischer Wellen; einen Sender (3) zur Übertragung der von dem Oszillator (1) erzeugten elektromagnetischen Wellen an ein Ziel (7); einen Empfänger (8) zum Empfang von dem Ziel (7) reflektierter elektromagnetischer Wellen; einen Schalter (5) zum Verbinden des Senders (3) mit einer Antenne (6) während des Sendens der elektromagnetischen Wellen, und zum Verbinden der Antenne (6) mit dem Empfänger (8) während des Empfangs der elektromagnetischen Wellen; einen Signalprozessor (13) zur Berechnung einer Entfernung zwischen dem Fahrzeug und dem Ziel (7), und ebenso einer Relativgeschwindigkeit zwischen dem Fahrzeug und dem Ziel (7), auf der Grundlage der an das Ziel (7) gesendeten elektromagnetischen Wellen und der von dem Ziel (7) reflektierten elektromagnetischen Wellen; und einen Stromversorgungsunterbrecher (4) zur Unterbrechung der Zufuhr einer Spannung zu dem Sender (3); wobei während des Empfangs der elektromagnetischen Wellen der Stromversorgungsunterbrecher (4) die Zufuhr der Spannung zu dem Sender (3) unterbricht, um hierdurch die Übertragung der elektromagnetischen Wellen von dem Sender (3) zu dem Empfänger (8) zu verhindern.
  2. An einem Fahrzeug angebrachte Radareinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Teiler (2) zum Aufteilen der von dem Oszillator (1) abgegebenen elektromagnetischen Wellen, und zur Übertragung eines Teils der aufgeteilten elektromagnetischen Wellen an den Sender (3); und einen Mischer (9; 16) zum Mischen des anderen Anteils der durch den Teiler (2) aufgeteilten elektromagnetischen Wellen mit dem von dem Ziel (7) reflektierten elektromagnetischen Wellen, um hierdurch die gemischten elektromagnetischen Wellen an den Signalprozessor (13) zu übertragen.
  3. An einem Fahrzeug angebrachte Radareinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Oszillatorausgangsschaltgerät (14) zur Übertragung der von dem Oszillator (1) abgegebenen elektromagnetischen Wellen an den Sender (3) während des Sendens der elektromagnetischen Wellen, und zur Übertragung der von dem Oszillator (1) abgegebenen elektromagnetischen Wellen an den Signalprozessor (13) während des Empfangs der elektromagnetischen Wellen; und einen Mischer (9; 16) zum Mischen der elektromagnetischen Wellen, die von dem Oszillator (1) über das Oszillatorausgangsschaltgerät (14) übertragen werden, mit den von dem Ziel reflektierten elektromagnetischen Wellen.
  4. An einem Fahrzeug angebrachte Radareinrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, gekennzeichnet durch einen Multiplikatorsender (3, 15), der den Sender (3) und einen Multiplizierer (15) aufweist, wobei der Stromversorgungsunterbrecher (4) die Energiezufuhr zu dem Sender (3) während des Empfangs der elektromagnetischen Wellen unterbricht.
  5. An einem Fahrzeug angebrachte Radareinrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, gekennzeichnet durch einen Multiplikatorsender (3, 15), der den Sender (3) und einen Multiplizierer (15) aufweist, wobei der Stromversorgungsunterbrecher (4) die Energiezufuhr zu dem Multiplizierer (15) während des Empfangs der elektromagnetischen Wellen unterbricht.
  6. An einem Fahrzeug angebrachte Radareinrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, gekennzeichnet durch einen Multiplikatorsender (3, 15), der den Sender (3) und einen Multiplizierer (15) aufweist, wobei der Stromversorgungsunterbrecher (4) die Energiezufuhr zu dem Sender (3) und dem Multiplizierer (15) während des Empfangs der elektromagnetischen Wellen unterbricht.
  7. An einem Fahrzeug angebrachte Radareinrichtung nach einem der Ansprüche 4-6, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischer (9; 16) ein Mischer für geradzahlige Oberschwingungen ist, zum Mischen zweiter harmonischer Oberschwingungen des anderen Anteils der aufgeteilten elektromagnetischen Wellen mit den von dem Ziel (7) reflektierten elektromagnetischen Wellen, um hierdurch die gemischten elektromagnetischen Wellen an den Signalprozessor (13) zu übertragen.
  8. An einem Fahrzeug angebrachte Radareinrichtung nach einem der Ansprüche 4-6, dadurch ggekennzeichnet, dass der Mischer (9; 16) ein Mischer für geradzahlige Oberschwingungen ist, zum Mischen der zweiten geradzahligen Oberschwingungen der elektromagnetischen Wellen, die von dem Oszillator (1) über das Oszillatorausgangsschaltgerät (14) übertragen werden, mit den von dem Ziel (7) reflektierten elektromagnetischen Wellen.
DE19906233A 1998-06-05 1999-02-15 Auf einem Fahrzeug angebrachte Radareinrichtung Expired - Fee Related DE19906233B4 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10-157808 1998-06-05
JP10157808A JPH11352219A (ja) 1998-06-05 1998-06-05 車載用レーダ装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19906233A1 DE19906233A1 (de) 1999-12-16
DE19906233B4 true DE19906233B4 (de) 2006-05-04

Family

ID=15657749

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19906233A Expired - Fee Related DE19906233B4 (de) 1998-06-05 1999-02-15 Auf einem Fahrzeug angebrachte Radareinrichtung

Country Status (3)

Country Link
US (1) US6037895A (de)
JP (1) JPH11352219A (de)
DE (1) DE19906233B4 (de)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3395623B2 (ja) * 1998-01-19 2003-04-14 株式会社日立製作所 車両の走行制御装置
JP3570359B2 (ja) * 2000-08-24 2004-09-29 三菱電機株式会社 高周波モジュール
JP2002122661A (ja) 2000-10-12 2002-04-26 Fujitsu Ten Ltd １アンテナ時分割制御方式ｆｍ−ｃｗレーダ
KR100630157B1 (ko) * 2003-12-23 2006-09-29 삼성전자주식회사 Ｒｆ 송수신 장치
JP2005337988A (ja) * 2004-05-28 2005-12-08 Furuno Electric Co Ltd レーダ
JP4624195B2 (ja) * 2004-06-29 2011-02-02 京セラ株式会社 高周波送受信器およびレーダ装置
JP2006050580A (ja) * 2004-06-29 2006-02-16 Kyocera Corp 高周波発振器、それを用いた高周波送受信器およびレーダ装置ならびにレーダ装置搭載車両およびレーダ装置搭載小型船舶
JP4451236B2 (ja) * 2004-07-16 2010-04-14 三菱電機株式会社 パルス変調回路
JP4495169B2 (ja) * 2004-11-30 2010-06-30 三菱電機株式会社 パルス変調回路
JP2006311512A (ja) * 2005-03-30 2006-11-09 Toshiba Corp 送受信モジュール及び送受信モジュールを備えたレーダ装置
JP4293194B2 (ja) * 2005-09-02 2009-07-08 財団法人雑賀技術研究所 距離測定装置、及び距離測定方法
JP4188361B2 (ja) 2005-11-22 2008-11-26 三菱電機株式会社 車載用パルスレーダ装置
KR100761462B1 (ko) * 2006-05-23 2007-09-28 한국과학기술원 거리측정 센서 및 이를 이용한 거리 측정방법
JP5977972B2 (ja) * 2012-03-19 2016-08-24 富士通テン株式会社 レーダ装置
JP5963573B2 (ja) * 2012-06-29 2016-08-03 古野電気株式会社 レーダ装置
JP6256135B2 (ja) * 2014-03-20 2018-01-10 株式会社デンソー 弾性表面波センサの信号処理装置および信号処理方法
US20190033438A1 (en) * 2017-07-27 2019-01-31 Acer Incorporated Distance detection device and distance detection method thereof
CN112332883A (zh) * 2020-11-18 2021-02-05 成都菲斯洛克电子技术有限公司 一种低功耗小体积线性调频源收发模块

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0072154A2 (de) * 1981-08-08 1983-02-16 The Marconi Company Limited Pulsschaltungen zur Erzeugung sehr hoher Spannungsimpulse
DE3814153A1 (de) * 1986-10-15 1989-11-09 Thorn Emi Electronics Ltd Radargeraet
DE4104907C1 (de) * 1991-02-18 1992-08-27 Dornier Gmbh, 7990 Friedrichshafen, De

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3766554A (en) * 1971-03-01 1973-10-16 Bendix Corp Range cutoff system for dual frequency cw radar
US3898655A (en) * 1974-01-14 1975-08-05 Bendix Corp Variable range cut-off system for dual frequency CW radar
JP2560323B2 (ja) * 1987-04-22 1996-12-04 三菱電機株式会社 レ−ダ−・トランスポンダ
JP3230022B2 (ja) * 1993-07-09 2001-11-19 富士通株式会社 Ｍｔｉレーダ装置
JPH08181631A (ja) * 1994-12-21 1996-07-12 Yokogawa Denshi Kiki Kk デュプレクサ

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0072154A2 (de) * 1981-08-08 1983-02-16 The Marconi Company Limited Pulsschaltungen zur Erzeugung sehr hoher Spannungsimpulse
DE3814153A1 (de) * 1986-10-15 1989-11-09 Thorn Emi Electronics Ltd Radargeraet
DE4104907C1 (de) * 1991-02-18 1992-08-27 Dornier Gmbh, 7990 Friedrichshafen, De

Also Published As

Publication number Publication date
US6037895A (en) 2000-03-14
DE19906233A1 (de) 1999-12-16
JPH11352219A (ja) 1999-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19906233B4 (de) Auf einem Fahrzeug angebrachte Radareinrichtung
DE102007013266B4 (de) Radarvorrichtung
EP1601991B1 (de) Verfahren und einrichtung zur adaptiven leistungsregelung
EP0758093B1 (de) Radargerät mit reduzierter abgestrahlter Leistung
DE2925576A1 (de) Fm-cw-radargeraet
DE3028076A1 (de) Radarsystem fuer fahrzeuge
DE3513270A1 (de) Einrichtung zur abstandsmessung, insbesondere fuer kraftfahrzeuge
DE2819321C3 (de) Laser-Entfernungs- und Geschwindigkeitsmesser
EP1309885A1 (de) Verfahren zur pulsbreitenmodulation eines radarsystems
DE2542628A1 (de) Radar zur entfernungsmessung
DE2308812C3 (de) Puls-Doppler-Radareinrichtung zur Verhinderung von Kfz-Kollisionen
DE2143140A1 (de) Einrichtung zur bestimmung der wahren winkellage eines zielobjektes relativ zu einem bezugsort
EP1831720A1 (de) Radarsystem zur überwachung von zielen in verschiedenen entfernungsbereichen
DE10209291A1 (de) Vorrichtung zur Erzeugung einer Laufzeitverzögerung eines gepulsten Radarsignals und Verfahren zu dessen Betrieb
DE19963005A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung und Auswertung von Objekten im Umgebungsbereich eines Fahrzeuges
DE2744092C3 (de) Entfernungsmeßsystem zur Scharfeinstellung von Kameras
DE69827057T2 (de) Geräuschreduzierungsvorrichtung für Radarempfänger
EP1610148B1 (de) Radarsensor
EP1423729A2 (de) Pulsradaranordnung
EP0730166B1 (de) Verfahren und Anordnung zur Verkehrserfassung mit einem Radargerät
EP1245964A1 (de) Verfahren zur Generierung und Auswertung von Radarpulsen sowie Radarsensor
EP1423723A2 (de) Pulsradaranordnung
DE2908261C2 (de) Radargerät für ein Abstandswarnsystem für Fahrzeuge
EP1516200B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum erzeugen von hf-signalen zum bestimmen eines abstandes und/oder einer geschwindigkeit eines objektes
DE2950797C2 (de) Einrichtung zur Objekt-Ortung und Ortungsbestätigung

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8364 No opposition during term of opposition
8320 Willingness to grant licences declared (paragraph 23)
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee