DE202010018461U1

DE202010018461U1 - Doppler transceiver

Info

Publication number: DE202010018461U1
Application number: DE202010018461.4U
Authority: DE
Original assignee: BEA SA
Current assignee: BEA SA
Priority date: 2010-07-26
Filing date: 2010-07-26
Publication date: 2016-11-08
Anticipated expiration: 2020-07-27

Abstract

Dopplertransceiver umfassend eine Sender- und eine Empfängereinheit mit mindestens einer Antenne (34, 54, 66, 74, 90, 96) und einer Mischereinheit (38, 64), dadurch gekennzeichnet, dass er eine Modulationseinheit umfasst (48, 70, 86, 106, 112), die mit der mindestens einen Antenne (34, 54, 66, 74, 90, 96) gekoppelt ist, wobei ein gesendetes Signal zumindest teilweise in die Modulationseinheit (48, 70, 106, 112) einspeisbar ist, wobei ferner durch die Modulationseinheit (48, 70, 106, 112) das Signal entsprechend bestimmter Parameter modulierbar ist, wobei das modulierte Signal an die Empfängereinheit (64, 66, 90, 96, 110) zurück übertragbar ist, wobei durch die Mischereinheit (38, 64), das empfangene modulierte Signal mit dem gesendeten Signal mischbar ist, um ein demoduliertes ZF-Signal zu erhalten und ferner eine Verarbeitungseinheit (40, 68) vorgesehen ist, mit der das ZF-Signal mit wenigstens einem erwarteten Wert verglichen werden kann.A Doppler transceiver comprising a transmitter and a receiver unit having at least one antenna (34, 54, 66, 74, 90, 96) and a mixer unit (38, 64), characterized in that it comprises a modulation unit (48, 70, 86, 106 , 112) coupled to the at least one antenna (34, 54, 66, 74, 90, 96), wherein a transmitted signal is at least partially input to the modulation unit (48, 70, 106, 112), further characterized by the modulation unit (48, 70, 106, 112) is capable of modulating the signal according to certain parameters, the modulated signal being transferable back to the receiver unit (64, 66, 90, 96, 110), the mixer unit (38, 64) in that the received modulated signal is miscible with the transmitted signal to obtain a demodulated IF signal and further comprises a processing unit (40, 68) for comparing the IF signal with at least one expected value.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Dopplertransceivers mit einer Integritätsprüfung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.The present invention relates to a Doppler transceiver with an integrity check according to the preamble of claim 1.

Dopplersensoren sind als Bewegungsmelder weithin bekannt. Dabei erzeugt ein Oszillator ein Signal, üblicherweise eine elektromagnetische Welle, mit einer bestimmten Frequenz, das von einer Antenne ausgestrahlt wird, um die Bewegung eines Objekts zu erfassen. Eine frequenzverschobene Welle wird sodann von dem Objekt reflektiert und von einer Antenne empfangen. Die Frequenz des Signals variiert dabei gemäß Geschwindigkeit und Richtung des erfassten Objekts in Bezug auf den Transceiver. Zur Bestimmung der Differenzfrequenz werden Ausgangs- und Eingangssignal in einer Mischeinheit gemischt. Die Differenzfrequenz oder Dopplerfrequenz kann in einer Verarbeitungseinheit verarbeitet werden und steuert beispielsweise eine Türautomatik. Bei einer Türautomatik ist es wünschenswert, dass die Türen bei einer Funktionsstörung des Bewegungssensors in einer sicheren Stellung (geöffnet) positionierbar sind, um zu verhindern, dass Menschen in einem Gebäude eingeschlossen sind, beispielsweise bei einem Brand. Somit ist eine Integritätsprüfung der Bewegungssensoren erforderlich. Im weiteren Sinne können einige Dopplersensoren auch zur Bewegungsmeldung und/oder Abstandserfassung eingesetzt werden. In diesem Fall wird die Frequenz des ausgestrahlten Signals moduliert. Folglich wird aufgrund der Zeit, die die Welle für ihren Verlauf vom Sender zum Ziel und vom Ziel zum Empfänger benötigt, eine Frequenzverschiebung zwischen der gesendeten Welle und der vom Objekt reflektierten Welle induziert, selbst wenn das Objekt sich nicht bewegt. Dabei variiert die Frequenzverschiebung gemäß dem Abstand zwischen den Dopplersensoren und dem Ziel. Zur Differenzfrequenzbestimmung werden Ausgangs- und Eingangssignal in einer Mischeinheit gemischt. Die Differenzfrequenz kann in einer Verarbeitungseinheit verarbeitet werden, um die Bewegung und den Abstand des feststehenden Ziels zu bestimmen. Aus denselben Gründen wie bei den Doppler-Bewegungssensoren ist auch hier eine Integritätsprüfung dieser Bewegungs- und/oder Abstandssensoren erforderlich.Doppler sensors are widely known as motion detectors. In this case, an oscillator generates a signal, usually an electromagnetic wave, at a certain frequency, which is emitted by an antenna in order to detect the movement of an object. A frequency-shifted wave is then reflected by the object and received by an antenna. The frequency of the signal varies according to the speed and direction of the detected object with respect to the transceiver. To determine the difference frequency, the output and input signals are mixed in a mixing unit. The difference frequency or Doppler frequency can be processed in a processing unit and controls, for example, a door automation. In a door automation system, it is desirable for the doors to be positionable in a safe position (open) in the event of a malfunction of the motion sensor in order to prevent people being trapped in a building, for example in a fire. Thus, an integrity check of the motion sensors is required. In a broader sense, some Doppler sensors can also be used for motion detection and / or distance detection. In this case, the frequency of the transmitted signal is modulated. Consequently, due to the time taken for the wave to pass from the transmitter to the target and from the target to the receiver, a frequency shift between the transmitted wave and the wave reflected from the object is induced even if the object does not move. The frequency shift varies according to the distance between the Doppler sensors and the target. For difference frequency determination, output and input signals are mixed in a mixing unit. The difference frequency can be processed in a processing unit to determine the movement and distance of the fixed target. For the same reasons as for the Doppler motion sensors, an integrity check of these motion and / or distance sensors is also required here.

Zur Integritätsprüfung eines Mikrowellen-Dopplertransceivers ist ein Verfahren bekannt, das die Amplitude und/oder die Frequenz des übermittelten Signals durch Modulation der Stromversorgung des Oszillators moduliert. Dabei wird das übermittelte Signal auch durch die Mischereinheit geführt, wo es zum Erhalt der Dopplerfrequenz mit dem empfangenen Signal gemischt wird. (Siehe beispielsweise EP 0 411 234 B1 )For integrity testing of a microwave Doppler transceiver, a method is known which modulates the amplitude and / or frequency of the transmitted signal by modulating the power supply of the oscillator. In this case, the transmitted signal is also passed through the mixer unit, where it is mixed with the received signal to obtain the Doppler frequency. (See, for example EP 0 411 234 B1 )

Dieses Verfahren lässt sich jedoch nicht zur Erfassung von Antennenausfällen einsetzen, da ein Großteil der Modulation direkt durch die Mischereinheit geleitet wird. Ferner hängt dieser Ansatz stark von der Schwingungsmodulationsfähigkeit des Oszillators und dem Koppelfaktor zwischen Mischer und Oszillator ab. Diese Parameter lassen sich nur schwer kontrollieren, insbesondere bei den für die Massenproduktion ausgelegten Billigeinheiten.However, this technique can not be used to detect antenna failures because much of the modulation is routed directly through the mixer unit. Furthermore, this approach is highly dependent on the vibratory modulation capability of the oscillator and the coupling factor between mixer and oscillator. These parameters are difficult to control, especially in the low-cost units designed for mass production.

Es ist Aufgabe der Erfindung, unter Vermeidung der Nachteile aus dem Stand der Technik eine Integritätsprüfung eines Mikrowellen-Dopplertransceivers zu ermöglichen.It is an object of the invention, while avoiding the disadvantages of the prior art, to enable an integrity check of a microwave Doppler transceiver.

Aus dem Stand der Technik ist bekannt, ein Verfahren zur Integritätsprüfung eines Dopplertransceivers einzusetzen, bei dem der Dopplertransceiver einen Oszillator, eine Sendereinheit, eine Empfängereinheit und einen Mischereinheit umfasst. Dabei ist der Ausgang der Mischereinheit mit einer Verarbeitungseinheit verbunden. Das übermittelte Signal wird zur Integritätsprüfung des Transceivers moduliert.It is known from the prior art to use a method for checking the integrity of a Doppler transceiver, in which the Doppler transceiver comprises an oscillator, a transmitter unit, a receiver unit and a mixer unit. In this case, the output of the mixer unit is connected to a processing unit. The transmitted signal is modulated to verify the integrity of the transceiver.

Gemäß vorliegender Erfindung zeichnet sich ein Transceivers mit Integritätsprüfung dadurch aus, dass diese Prüfung mittels Stimulierung des Transceivers durch Mikrowellenkopplung eines Modulationsgeräts mit dem Transceiver erfolgt. Daher wird gemäß vorliegender Erfindung das Signal von der Sendereinheit übermittelt, anschließend in eine Modulationseinheit eingekoppelt, in der sodann eine Modulation des Signals gemäß definierter Modulationsparameter erfolgt. Im Anschluss daran wird das modulierte Signal an die Empfängereinheit zurück gekoppelt. Im weiteren Verlauf wird das modulierte Empfangssignal, bei dem ein gewisser Modulationsgrad eingestellt ist, mit dem gesendeten Signal im Mischer gemischt. Die erfasste Modulation wird von der Verarbeitungseinheit gemessen und mit einem Erwartungswert verglichen. Unterscheidet sich der erfasste Modulationsgrad von dem erwarteten Wert, dann kann davon ausgegangen werden, dass eine Störung im Transceiversystem vorliegt. In Abhängigkeit von der Abweichung der Modulation lässt sich eine Störung problemlos ermitteln. Dabei wird die Modulationsschaltung zur Integritätsprüfung des Transceivers entweder dauerhaft oder periodisch getriggert. Die Integrität des Transceivers wird in regelmäßigen Zeitabschnitten überprüft. Auf diese Weise lässt sich die Leistungsfähigkeit des gesamten Transceivers einschließlich der abstrahlenden Antenne aufrechterhalten.According to the present invention, a transceiver with integrity check is characterized in that this test is performed by stimulating the transceiver by microwave coupling a modulation device to the transceiver. Therefore, according to the present invention, the signal is transmitted from the transmitter unit, then coupled into a modulation unit, in which then takes place a modulation of the signal according to defined modulation parameters. Following this, the modulated signal is coupled back to the receiver unit. In the further course of the modulated received signal, in which a certain degree of modulation is set, mixed with the transmitted signal in the mixer. The detected modulation is measured by the processing unit and compared to an expected value. If the detected degree of modulation differs from the expected value, then it can be assumed that there is a fault in the transceiver system. Depending on the deviation of the modulation, a disturbance can easily be determined. In this case, the modulation circuit for checking the integrity of the transceiver is triggered either permanently or periodically. The integrity of the transceiver is reviewed at regular intervals. In this way, the performance of the entire transceiver, including the radiating antenna, can be maintained.

Bei einem Transceiver mit nur einer Antenne kann das gesendete Signal über eine Koppeleinheit in die Modulatoreinheit eingekoppelt werden und dann mit bestimmten Parametern moduliert werden. Das modulierte Signal wird an die Antenne zurück reflektiert und so vom Transceiver empfangen. Das Empfangssignal wird mit dem Sendesignal gemischt. Dadurch wird das demodulierte ZF-Signal erhalten. Das ZF-Signal wird mit dem erwarteten Wert verglichen. Durch diesen Vergleich lässt sich eine Störung am Transceiver feststellen.In a transceiver with only one antenna, the transmitted signal can be coupled via a coupling unit in the modulator unit and then modulated with certain parameters. The modulated signal is returned to the antenna reflected and received by the transceiver. The received signal is mixed with the transmission signal. Thereby, the demodulated IF signal is obtained. The IF signal is compared to the expected value. This comparison can detect a fault on the transceiver.

Alternativ kann ein ähnliches Verfahren, das ebenfalls im Umfang der Erfindung liegt, zur Integritätsprüfung eines Transceivers herangezogen werden, welches mindestens zwei Antennen umfasst, wobei die erste Antenne eine Senderantenne und die zweite Antenne eine Empfängerantenne ist. Dabei wird ein nicht-moduliertes Signal von der Senderantenne übertragen. Es wird dann in eine Koppeleinheit eingekoppelt und dieses Signal wird einer Modulationseinheit zugeführt, wo bestimmte definierte Parameter auf das Signal aufmoduliert werden. Dabei können die Parameter an der Modulationseinheit unveränderbar implementiert werden oder sie von einer Verarbeitungseinheit beeinflusst werden. In jedem Fall wird das modulierte Signal anschließend einer Koppeleinheit zugeführt und an die Empfängerantenne zurückgekoppelt. Es wird dann an eine Mischereinheit übertragen, wo es mit dem gesendeten Signal gemischt wird, um das demodulierte ZF-Signal zu erhalten. Durch Vergleich der erhaltenen ZF-Signal-Parameter und der erwarteten Parameter lässt sich eine Störung des Transceivers feststellen. Vorteilhafterweise können sich die Modulatorparameter auf Amplitude, Frequenz oder Phasen beziehen. Auch Kombinationen dieser Parameter liegen im Umfang der vorliegenden Erfindung.Alternatively, a similar method, which is also within the scope of the invention, may be used to verify the integrity of a transceiver comprising at least two antennas, the first antenna being a transmitter antenna and the second antenna being a receiver antenna. In this case, a non-modulated signal is transmitted from the transmitter antenna. It is then coupled into a coupling unit and this signal is fed to a modulation unit, where certain defined parameters are modulated onto the signal. In this case, the parameters at the modulation unit can be implemented invariably or they can be influenced by a processing unit. In any case, the modulated signal is then fed to a coupling unit and fed back to the receiver antenna. It is then transferred to a mixer unit where it is mixed with the transmitted signal to obtain the demodulated IF signal. By comparing the obtained IF signal parameters and the expected parameters, a transceiver interference can be detected. Advantageously, the modulator parameters may relate to amplitude, frequency or phases. Also, combinations of these parameters are within the scope of the present invention.

Das Koppeln der Modulationseinheit mit der Antenne, wie es bei dem oben genannten Verfahren beschrieben ist, kann entweder drahtgebunden oder drahtlos erfolgen. Der entscheidende Punkt dabei ist, dass das Signal, im Gegensatz zum Stand der Technik, hier von der und an die Antenne gekoppelt wird, wodurch bei der Integritätsprüfung des Sensors zugleich auch die Antenne mit überprüft werden kann. Bei einer drahtlosen Kopplung ist zusätzlich auch eine Überprüfung der Strahlungsmerkmale der Antenne möglich. Bei einer drahtlosen Kopplung wird eine Kopplung bei HF-Frequenzen induziert, während im Fall einer drahtgebundenen Kopplung auch eine Kopplung bei niederen Frequenzen möglich ist.The coupling of the modulation unit to the antenna, as described in the above-mentioned method, can be either wired or wireless. The key point here is that the signal, in contrast to the prior art, is coupled here from and to the antenna, whereby at the same time the antenna can also be checked during the integrity check of the sensor. In the case of a wireless coupling, it is also possible to check the radiation characteristics of the antenna. In a wireless coupling, a coupling is induced at RF frequencies, while in the case of a wired coupling and a coupling at low frequencies is possible.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Gerät zur Durchführung des Verfahrens. Das Gerät zur Integritätsprüfung eines Dopplertransceivers umfasst einen Dopplertransceiver sowie mindestens eine Koppeleinheit und eine Modulationseinheit. Der Transceiver umfasst eine Verarbeitungseinheit, die die Abweichung des empfangenen ZF-Signals im Vergleich zum erwarteten ZF-Signal bestimmt, wenn eine Modulation angewandt wird. Ein vorteilhafter Aspekt der Erfindung ist, dass bei einer drahtlosen Kopplung eine völlige niederfrequente elektrische Entkopplung zwischen der Modulationsschaltung und dem Transceiver möglich ist. Dies ist besonders wünschenswert, um eine ordnungsgemäße Prüfung des Geräts ohne jeglichen direkten galvanischen Stromfluss durch irgendeinen Abschnitt des Prüflings (DUT) zu gewährleisten.Another aspect of the invention is a device for carrying out the method. The device for checking the integrity of a Doppler transceiver comprises a Doppler transceiver and at least one coupling unit and a modulation unit. The transceiver includes a processing unit that determines the deviation of the received IF signal from the expected IF signal when applying modulation. An advantageous aspect of the invention is that in a wireless coupling, a complete low-frequency electrical decoupling between the modulation circuit and the transceiver is possible. This is particularly desirable to ensure proper testing of the device without any direct galvanic current flow through any portion of the device under test (DUT).

Bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform kann der Reflexionsmodulator aus einem Halbleiter zusammengesetzt sein, dessen Impedanz entsprechend einem Modulationssignal mit einer Frequenz innerhalb der ZF-Bandbreite des Transceivers variiert. Die Modulationseinheit kann insbesondere eine einzelne Mikrowellen-PIN- oder Schottky-Diode umfassen, oder einen Transistor mit der obengenannten Funktionalität. Gemäß der Modulation variiert dann der Reflexionskoeffizient des Modulators, und ein hinsichtlich Phase und Amplitude unterschiedliches Signal wird an die Antenne zurück gesendet. Gemäß der Erfindung erzeugt dieses angelegte Signal ein erfasstes ZF-Signal am ZF-Ausgang des Mischers. Dieses Ausgangssignal kann dann von der Verarbeitungsschaltung verarbeitet werden und als korrektes Ansprechen des Transceivers unter der angelegten kalibrierten Stimulation eingestuft werden.In a first preferred embodiment, the reflection modulator may be composed of a semiconductor whose impedance varies according to a modulation signal having a frequency within the IF bandwidth of the transceiver. In particular, the modulation unit may comprise a single microwave PIN or Schottky diode, or a transistor having the above-mentioned functionality. According to the modulation, the modulator reflection coefficient then varies, and a signal different in phase and amplitude is sent back to the antenna. According to the invention, this applied signal generates a detected IF signal at the IF output of the mixer. This output signal may then be processed by the processing circuitry and ranked as the correct response of the transceiver under the applied calibrated stimulation.

Bei einer zweiten bevorzugten Ausführungsform können die Sendereinheit und die Empfängereinheit mit mindestens einer Antenne versehen sein, die zum Senden und Empfangen verwendet wird. Mehrere Antennenkonfigurationen können zur Modifikation des Strahlungsmusters des Radars verwendet werden, werden jedoch jeweils für beide Funktionen, nämlich zum Senden und zum Empfangen, verwendet. Bei dieser Ausführungsform ist die Koppeleinheit mit einer Modulationseinheit verbunden, wobei die Modulationseinheit einen Reflexionsmodulator umfasst, welcher entsprechend der Modulation unterschiedliche Reflexionskoeffizienten bereitstellt. Der Reflexionsmodulator reflektiert das modulierte Signal an die Antenne, wo es dann der Empfängereinheit zugeführt wird.In a second preferred embodiment, the transmitter unit and the receiver unit may be provided with at least one antenna used for transmission and reception. Several antenna configurations can be used to modify the radiation pattern of the radar, but are used for both functions, transmission and reception. In this embodiment, the coupling unit is connected to a modulation unit, wherein the modulation unit comprises a reflection modulator, which according to the modulation provides different reflection coefficients. The reflection modulator reflects the modulated signal to the antenna, where it is then fed to the receiver unit.

Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst der Transceiver mindestens eine Senderantenne sowie mindestens eine Empfängerantenne. In diesem Fall sind zwei getrennte Koppelstrukturen vorhanden.In a further embodiment, the transceiver comprises at least one transmitter antenna and at least one receiver antenna. In this case, there are two separate coupling structures.

Bekanntlich ist im Stand der Technik bei einer Koppeleinheit, die die Speiseleitungen der Antennen miteinander verbindet, keine Überprüfung dahingehend möglich, ob die Antennen funktionieren oder nicht.As is known, in the prior art in a coupling unit which connects the feed lines of the antennas with each other, it is not possible to check whether the antennas function or not.

Gemäß der Erfindung wird die Koppelstruktur vorteilhafterweise in der Nähe der Antennen angeordnet, einschließlich derjenigen in der gesamten Überprüfungskette. Aufgrund der hohen Empfindlichkeit der Radar-Transceiver und der Nähe der Koppelstruktur zur Antenne ist lediglich eine leichte Kopplung erforderlich. Daher wirkt sich die Kopplung vernachlässigbar gering auf die Strahlungsmerkmale der Antenne aus. Die leichte Kopplung reicht noch aus, um einen ordnungsgemäßen Betrieb der Überprüfungsschaltung zu gewährleisten.According to the invention, the coupling structure is advantageously arranged in the vicinity of the antennas, including those in the entire verification chain. Due to the high sensitivity of the radar transceiver and the proximity of the Coupling structure to the antenna is only a slight coupling required. Therefore, the coupling has a negligible effect on the radiation characteristics of the antenna. The light coupling is still sufficient to ensure proper operation of the verify circuit.

Alternativ kann die Kopplung verdrahtet erfolgen, wobei die Modulationseinheit dann galvanisch mit den Antennen gekoppelt ist. Alternatively, the coupling can be wired, wherein the modulation unit is then galvanically coupled to the antennas.

Wenn auch die Einbindung der Antennen in die Überprüfungskette nicht zwingend ist, so lässt sich eine relativ gute Überprüfung durch Bereitstellung einer Modulation direkt auf (oder zwischen der bzw. den) Übertragungsleitung(en) gewährleisten, die die Verbindung zu den Antennen herstellen.While incorporation of the antennas into the verification chain is not mandatory, relatively good verification can be provided by providing modulation directly to (or between) the transmission line (s) that connect to the antennas.

Bei einer äußerst vorteilhaften Ausführungsform können die Koppeleinheit und die Modulationseinheit auf derselben Plattform angeordnet sein wie die Antennen des Transceivers. Dies ermöglicht eine kompakte Transceiveranordnung mit einer Integritätsprüfungsschaltung. In an extremely advantageous embodiment, the coupling unit and the modulation unit can be arranged on the same platform as the antennas of the transceiver. This enables a compact transceiver arrangement with an integrity checking circuit.

Ein derartiges Überwachungsverfahren lässt sich vorteilhafterweise zur Überprüfung von Radar-Bewegungsmelder einsetzen, die auf automatisch oder manuell betriebenen Türen oder Toren installiert sind, vorzugsweise auf Fluchtwegen.Such a monitoring method can advantageously be used to check radar motion detectors installed on automatically or manually operated doors or gates, preferably on escape routes.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen.Further advantages, features and possible applications of the present invention will become apparent from the following description in conjunction with the embodiments illustrated in the drawings.

In der Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen werden durchwegs die in der beiliegenden Bezugszeichenliste aufgeführten Bezeichnungen und zugehörigen Bezugszeichen verwendet. Es zeigenThroughout the specification, claims, and drawings, the terms and associated reference numbers appearing in the attached reference numerals are used throughout. Show it

1 das Funktionsprinzip eines Dopplertransceivers aus dem Stand der Technik; 1 the functional principle of a Doppler transceiver from the prior art;

2 das Überprüfungsprinzip für einen Transceiver mit nur einer Antenne; 2 the verification principle for a transceiver with only one antenna;

3 das Überprüfungsprinzip für einen Transceiver mit zwei Antennen; 3 the verification principle for a transceiver with two antennas;

4 eine Ausführungsform der Erfindung entsprechend einem Transceiver mit nur einer Antenne, die mit einer drahtlosen Koppeleinheit versehen ist; 4 an embodiment of the invention according to a transceiver with only one antenna, which is provided with a wireless coupling unit;

5 ein Beispiel entsprechend einem Transceiver mit zwei Antennen, und 5 an example corresponding to a transceiver with two antennas, and

6 eine Ausführungsform der Erfindung entsprechend einem Transceiver mit nur einer Antenne, die mit einer verdrahteten Koppeleinheit versehen ist. 6 an embodiment of the invention according to a transceiver with only one antenna, which is provided with a wired coupling unit.

1 zeigt einen bekannten Dopplertransceiver 10 aus dem Stand der Technik. Der Dopplertransceiver 10 umfasst einen lokalen Oszillator 12 und nur eine Antenne 14. Die Antenne 14 hat einen Antennenspeisepunkt 16, der mit dem Oszillator 12 verbunden ist. Ferner umfasst der Dopplertransceiver 10 eine Mischereinheit 18. Die Mischereinheit 18 ist über eine Koppelstruktur 17 auf der Übertragungsleitung 22 angeschlossen, die den Oszillator 12 mit dem Antennenspeisepunkt 16 verbindet. 1 shows a known Doppler transceiver 10 from the prior art. The Doppler transceiver 10 includes a local oscillator 12 and only one antenna 14 , The antenna 14 has an antenna feed point 16 that with the oscillator 12 connected is. Furthermore, the Doppler transceiver includes 10 a mixer unit 18 , The mixer unit 18 is via a coupling structure 17 on the transmission line 22 connected to the oscillator 12 with the antenna feed point 16 combines.

Zur Erfassung einer Bewegung eines Objekts 20 erzeugt der lokale Oszillator 12 ein Signal LO, das über die Antenne 14 mit einer bestimmten Frequenz F₀ gesendet wird. Das gesendete Signal wird von dem Objekt 20 reflektiert. Das reflektierte Signal RF wird entsprechend der Bewegung des Objekts 20 frequenzverschoben und moduliert, insbesondere in Abhängigkeit von der Richtung und Geschwindigkeit des Objekts 20. Das reflektierte Signal RF wird von der Antenne 14 mit einer Frequenz empfangen, die um die Dopplerfrequenz F_D verringert oder erhöht ist. Im weiteren Verlauf werden das gesendete Signal LO mit der Frequenz F₀ und das Empfangssignal RF mit der Frequenz F₀ ± F_D in der Mischereinheit 18 gemischt. Nach dem Mischen von Sende- und Empfangssignal wird ein ZF-Signal mit der Differenzfrequenz F_D am Zwischenfrequenzausgang des Mischers IF erhalten.To detect a movement of an object 20 generates the local oscillator 12 a signal LO passing through the antenna 14 with a certain frequency F _{0 is} sent. The transmitted signal is from the object 20 reflected. The reflected signal RF becomes corresponding to the movement of the object 20 frequency shifted and modulated, in particular depending on the direction and speed of the object 20 , The reflected signal RF is from the antenna 14 received at a frequency which is reduced or increased by the Doppler frequency F _D. In the further course, the transmitted signal LO with the frequency F ₀ and the received signal RF with the frequency F ₀ ± F _D in the mixer unit 18 mixed. After mixing the transmit and receive signals, an IF signal having the difference frequency F _{D is obtained} at the IF output of the mixer IF.

Gemäß dem Stand der Technik zur Integritätsprüfung des Transceivers wird das Ausgangssignal durch Beeinflussung des Oszillators 12 moduliert. Bei diesem Verfahren zur Überprüfung eines Dopplertransceivers 10 ist ein Verbindungsabbruch der Antenne über den Koppelpunkt 17 hinaus, beispielsweise an Position 16, nicht erfassbar. Eine an den Zwischenfrequenzausgang der Mischereinheit angeschlossene Verarbeitungseinheit würde keine Frequenzdifferenz erkennen, als gäbe es „keine Bewegung” im Detektionsbereich, wenn keine Verbindung zur Antenne besteht. Da der Mischer 18 jedoch noch immer mit dem Oszillator 12 verbunden ist, würde die auf den Oszillator angewandte Modulation nichtsdestotrotz noch immer erfasst. Daher würde ein Verbindungsabbruchfehler nicht zu einer Fehlerbehandlungsprozedur führen.According to the prior art for checking the integrity of the transceiver, the output signal is influenced by the oscillator 12 modulated. In this procedure for checking a Doppler transceiver 10 is a disconnection of the antenna via the crosspoint 17 out, for example, at position 16 , not detectable. A processing unit connected to the IF output of the mixer unit would not detect a frequency difference as if there were "no movement" in the detection area when there is no connection to the antenna. Because the mixer 18 but still with the oscillator 12 nevertheless, the modulation applied to the oscillator would still be detected. Therefore, a disconnect error would not result in an error handling procedure.

2 zeigt eine schematische Darstellung des Prinzips zur Integritätsprüfung eines Dopplertransceivers 30, umfassend einen Oszillator 32 und nur eine Antenne 46, die über den Antennenspeisepunkt 34 angeschlossen ist, sowie eine Mischerstruktur 38 und eine Verarbeitungseinheit 40. Gemäß vorliegender Erfindung umfasst der Transceiver 30 auch eine Koppeleinheit 42 und einen Reflexionsmodulator 44, wobei die Koppeleinheit 42 mit dem Reflexionsmodulator 44 verbunden ist. Des Weiteren kann der Reflexionsmodulator 44 mit der Verarbeitungseinheit 40 verbunden werden. 2 shows a schematic representation of the principle for integrity testing of a Doppler transceiver 30 comprising an oscillator 32 and only one antenna 46 passing through the antenna feed point 34 is connected, as well as a mixer structure 38 and a processing unit 40 , According to the present invention, the transceiver includes 30 also a coupling unit 42 and a reflection modulator 44 , wherein the coupling unit 42 with the reflection modulator 44 connected is. Furthermore, the reflection modulator 44 with the processing unit 40 get connected.

Zur Integritätsprüfung des Transceivers 30 wird das übliche Mikrowellensignal LO vom Oszillator 32 erzeugt und über die Antenne 46 gesendet. Dieses Signal wird von der Koppeleinheit 42 eingekoppelt und an den Reflexionsmodulator 44 geleitet. Der Reflexionsmodulator moduliert das Signal gemäß den Parametern und reflektiert das modulierte Signal RF zurück an die Antenne 46 des Transceivers 30. Das Ausgangssignal LO mit der Oszillatorfrequenz F₀ sowie das modulierte Signal RF werden über die Koppelstruktur 36 durch die Mischereinheit 38 geleitet. Nach Mischen der beiden Signale LO und RF ergibt sich ein entsprechendes ZF-Signal, das vom Zwischenfrequenzausgang der Mischereinheit 38 an die Verarbeitungseinheit 40 geleitet wird. Erfasst die Verarbeitungseinheit 40 ein dem erwarteten Wert entsprechendes ZF-Signal, dann wird davon ausgegangen, dass der Dopplertransceiver 30 ordnungsgemäß funktioniert. Im selben Fall, wie im Stand der Technik gemäß 1 beschrieben, bei dem ein Verbindungsabbruch an Punkt 34 der Antenne vorliegt, wird auch bei Bewegung eines Ziels keine Frequenzdifferenz von der Verarbeitungseinheit 40 festgestellt werden. Im Gegensatz zum Stand der Technik kann hier jedoch die Verarbeitungseinheit 40 durchaus eine Antennenstörung feststellen, aufgrund der Tatsache, dass die Modulationsparameter vom Reflexionsmodulator 44 angewandt werden. Im Fall einer Antennenstörung entspricht beim Anlegen des Überwachungssignals das erhaltene ZF-Signal nicht dem erwarteten ZF-Signal. For checking the integrity of the transceiver 30 is the usual microwave signal LO from the oscillator 32 generated and via the antenna 46 Posted. This signal is from the coupling unit 42 coupled and to the reflection modulator 44 directed. The reflection modulator modulates the signal according to the parameters and reflects the modulated signal RF back to the antenna 46 of the transceiver 30 , The output signal LO with the oscillator frequency F ₀ and the modulated signal RF are transmitted via the coupling structure 36 through the mixer unit 38 directed. After mixing the two signals LO and RF, a corresponding IF signal results, which is from the intermediate frequency output of the mixer unit 38 to the processing unit 40 is directed. Captures the processing unit 40 an expected value corresponding IF signal, then it is assumed that the Doppler transceiver 30 works properly. In the same case, as in the prior art according to 1 described in which a connection abort at point 34 If the antenna is present, no frequency difference will be produced by the processing unit even when a target is moving 40 be determined. In contrast to the prior art, however, here the processing unit 40 quite an antenna disturbance, due to the fact that the modulation parameters from the reflection modulator 44 be applied. In the case of an antenna disturbance, when the monitor signal is applied, the obtained IF signal does not correspond to the expected IF signal.

3 zeigt ein weiteres Prinzip der Erfindung, bei dem der Dopplertransceiver 50 ein Doppelantennensystem 54, 66 umfasst. Aufgrund dieser Ausführungsform funktioniert die Überprüfungsschaltung anders als bei der in 2 dargestellten Ausführungsform. In diesem Fall umfasst, wie in 3 gezeigt, der Dopplertransceiver 50 einen Oszillator 52, der mit einer Senderantenne 54 verbunden ist. Der Oszillator 52 erzeugt ein Signal einer Frequenz F₀, das an das Detektionsfeld übermittelt wird. Der Oszillator 52 führt dem Mischer 64 über eine Koppelstruktur 56 auch ein lokales Oszillatorsignal zu. Das Sendesignal wird teilweise über eine Koppeleinheit 58 eingekoppelt, die mit einer Modulationseinheit 60 verbunden ist. Das eingekoppelte Signal wird gemäß definierter Modulationsparameter moduliert. Im weiteren Verlauf wird das modulierte Signal einer Koppeleinheit 62 eingespeist. Das modulierte Signal wird von der Koppeleinheit 62 eingekoppelt und an die Empfängerantenne 66 zurückgesendet. Wie es aus den oben genannten Beispielen bekannt ist, wird das modulierte Signal einem Mischer 64 eingespeist, der die Differenzfrequenz erzeugt, wie es aus der Beschreibung von 2 bekannt ist. Das erhaltene Signal wird dann der Verarbeitungseinheit 68 eingespeist. Die Verarbeitungseinheit 68 kennt die Modulationsparameter der Modulationseinheit 60 und kann somit die Signalparameter mit den Modulationsparametern vergleichen und schließlich feststellen, ob eine Transceiverstörung vorliegt oder nicht. 3 shows another principle of the invention, wherein the Doppler transceiver 50 a dual antenna system 54 . 66 includes. Due to this embodiment, the checking circuit operates differently from that in FIG 2 illustrated embodiment. In this case, as in 3 shown, the Doppler transceiver 50 an oscillator 52 that with a transmitter antenna 54 connected is. The oscillator 52 generates a signal of frequency F ₀ , which is transmitted to the detection field. The oscillator 52 leads the mixer 64 via a coupling structure 56 also a local oscillator signal too. The transmission signal is partly via a coupling unit 58 coupled with a modulation unit 60 connected is. The injected signal is modulated in accordance with defined modulation parameters. In the further course, the modulated signal of a coupling unit 62 fed. The modulated signal is from the coupling unit 62 coupled and to the receiver antenna 66 returned. As is known from the above examples, the modulated signal becomes a mixer 64 fed, which generates the difference frequency, as is clear from the description of 2 is known. The received signal then becomes the processing unit 68 fed. The processing unit 68 knows the modulation parameters of the modulation unit 60 and thus can compare the signal parameters with the modulation parameters and finally determine if there is a transceiver fault or not.

4 zeigt eine erste Ausführungsform eines Transceivers mit nur einer Antenne und dessen Überprüfungsschaltung. Der Übersichtlichkeit halber sind in 4 nur die Antenne sowie die Überprüfungsschaltung dargestellt. 4 shows a first embodiment of a transceiver with only one antenna and its verification circuit. For the sake of clarity, in 4 only the antenna and the checking circuit are shown.

Gemäß diesem Beispiel umfasst der überprüfte Transceiver eine Antenne 74 mit einem Antennenspeisepunkt 76 für den Anschluss der Transceiverelektronik. Die Antenne 74 liegt dabei in Form eines Microstrip-Patch-Antennenarrays vor. In der Nähe der Antenne ist eine drahtlose Koppelstruktur auf derselben Oberfläche wie die Antenne angebracht. Bei dem Gerät mit nur einer Antenne ist die Koppelstruktur 78 als Koppelstrecke aufgebaut, die mit einer einzelnen Mikrowellen-PIN-Diode 80 verbunden ist. Die PIN-Diode 80 wird vom Modulator 84 stimuliert. Die PIN-Diode 80 ist als Schaltdiode ausgelegt, die entsprechend dem vom Modulator 84 angelegten Modulationssignal ihren Reflexionskoeffizienten ändert. Das eingekoppelte Signal wird von der Diode moduliert reflektiert und an die Antenne 74 zurückgekoppelt. Nach Empfang des Signals an der Antenne 74 wird dieses wie im Zusammenhang mit 2 beschrieben verarbeitet. According to this example, the checked transceiver comprises an antenna 74 with an antenna feed point 76 for connecting the transceiver electronics. The antenna 74 is in the form of a microstrip patch antenna array. Near the antenna, a wireless coupling structure is mounted on the same surface as the antenna. In the device with only one antenna is the coupling structure 78 constructed as a coupling path, with a single microwave PIN diode 80 connected is. The PIN diode 80 is from the modulator 84 stimulated. The PIN diode 80 is designed as a switching diode, which corresponds to that of the modulator 84 applied modulation signal changes its reflection coefficient. The injected signal is reflected by the diode modulated and transmitted to the antenna 74 fed back. After receiving the signal at the antenna 74 will this be related to 2 described processed.

Durch diese Microstrip-Strukturen fallen die Verarbeitungskosten äußerst gering aus. Die Antenne besteht aus drei miteinander verbundenen Patches, die an der Oberfläche angebracht sind. Die Länge der Koppelstrecke ist an die emittierte Wellenlänge gebunden. Dies kann eine Anpassung der Position der Diode auf der Koppelstrecke erforderlich machen, um eine ordnungsgemäße Übertragung zwischen Antenne und Koppelstrecke zu erhalten.Due to these microstrip structures, the processing costs are extremely low. The antenna consists of three interconnected patches attached to the surface. The length of the coupling path is bound to the emitted wavelength. This may require an adjustment of the position of the diode on the coupling path in order to obtain a proper transmission between the antenna and the coupling path.

Das Anordnen der Koppelstrecke in der Nähe der Antenne 74 gewährleistet einen ordnungsgemäßen Ablauf der von der Verarbeitungseinheit ausgelösten Mikrowellenüberprüfungen.Arranging the coupling path near the antenna 74 ensures proper operation of the microwave checks initiated by the processing unit.

5 zeigt einen Doppelantennentransceiver mit zwei Microstrip-Patch-Antennenarrays 90, 96. Dabei ist ein erstes Antennenarray 90 zum Senden des Signals und ein zweites Antennenarray 96 zum Empfangen des von einem sich im Detektionsfeld des Transceivers bewegenden Objekts reflektierten Signals vorgesehen. 5 shows a dual antenna transceiver with two microstrip patch antenna arrays 90 . 96 , Here is a first antenna array 90 for transmitting the signal and a second antenna array 96 for receiving the signal reflected by an object moving in the detection field of the transceiver.

Des Weiteren umfasst das Gerät eine Koppelstrecke 94, die in der Nähe der Senderantenne 90 angeordnet ist. Die Größe der Koppelstrecke 94 ist an die gesendete Wellenlänge des Transceivers gebunden und ermöglicht eine drahtlose Kopplung des gesendeten Signals. Das Signal wird dann einer Modulationseinheit mit einer PIN-Diode 100 zugeführt, die als Sende-Modulator ausgeführt ist. Die Modulationseinheit umfasst ferner einen Modulator 92, der ein Stimulationssignal an die PIN-Diode 100 anlegt. In Verbindung mit dem Stimulationssignal wird das Koppelsignal entsprechend moduliert und durchläuft moduliert die PIN-Diode 100. Nachdem das modulierte Signal, das hinsichtlich Amplitude und Phase moduliert werden kann, die Modulationseinheit durchlaufen hat, gelangt es an eine weitere drahtlose Koppelstruktur, die als Koppelstrecke 98 ausgeführt ist, wo das Signal dann an die Empfängerantenne 96 zurückgekoppelt wird. Furthermore, the device comprises a coupling path 94 that are near the transmitter antenna 90 is arranged. The size of the coupling line 94 is tied to the transmitted wavelength of the transceiver and allows wireless coupling of the transmitted signal. The signal then becomes a modulation unit with a PIN diode 100 supplied, which is designed as a transmission modulator. The modulation unit further comprises a modulator 92 that sends a stimulation signal to the PIN diode 100 invests. In conjunction with the stimulation signal, the coupling signal is modulated accordingly and passes through modulated the PIN diode 100 , After the modulated signal, which can be modulated in terms of amplitude and phase, has passed through the modulation unit, it arrives at a further wireless coupling structure, which acts as a coupling path 98 where the signal is then sent to the receiver antenna 96 is fed back.

Nach Empfang des Signals wird das Signal auf die in Zusammenhang mit 3 beschriebene Art und Weise verarbeitet. In diesem Fall ist der Modulator als Sender-Modulatoreinheit ausgeführt, die eine Veränderung in der Übertragung, eine Dämpfung oder eine Phase der Diode verwendet, die durch ein Modulationssignal geschaltet wird. Ein Sende-Transistor kann ebenfalls zur Modulation des Signals entsprechend der oben genannten Diode verwendet werden. Upon receipt of the signal, the signal is related to 3 processed manner described. In this case, the modulator is implemented as a transmitter-modulator unit which uses a change in transmission, attenuation or phase of the diode which is switched by a modulation signal. A transmitting transistor may also be used to modulate the signal corresponding to the above-mentioned diode.

6 zeigt eine alternative Ausführungsform eines Transceivers mit nur einer Antenne und dessen Überprüfungsschaltung im Vergleich zu derjenigen gemäß 4. Bei diesem Beispiel besteht die Koppelstruktur 114 aus einer drahtgebundenen elektrischen Verbindung, die direkt mit der Antenne 110 verbunden ist. Die Modulationseinheit 112 ist daher auf drahtgebundene Weise mit der Antenne gekoppelt. Das in 2 dargestellte Funktionsprinzip für eine drahtlose Ausführungsform gilt ebenfalls uneingeschränkt für eine drahtgebundene Ausführungsform der Erfindung. Im Gegensatz zu der drahtlosen Kopplung werden bei der drahtgebundenen Kopplung niedere und HF-Frequenzen induziert. 6 shows an alternative embodiment of a transceiver with only one antenna and its verification circuit compared to that according to FIG 4 , In this example, the coupling structure exists 114 from a wired electrical connection directly to the antenna 110 connected is. The modulation unit 112 is therefore coupled to the antenna in a wired manner. This in 2 The illustrated functional principle for a wireless embodiment is also fully applicable to a wired embodiment of the invention. In contrast to wireless coupling, low and high frequencies are induced in the wired coupling.

Die Erfindung ermöglicht eine periodische oder dauerhafte Überprüfung eines Dopplertransceivers zur Prüfung der Detektionsleistung und zur Sicherstellung der Aufrechterhaltung dieser Leistungsfähigkeit. Die Integrität des gesamten Sensors kann dabei kostengünstig kontinuierlich überprüft werden, um einen ordnungsgemäßen Betrieb zu gewährleisten.The invention enables a periodic or permanent check of a Doppler transceiver to test the detection performance and to ensure the maintenance of this performance. The integrity of the entire sensor can be cost-effectively continuously checked to ensure proper operation.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Dopplertransceiver Doppler transceiver
1212: Oszillator oscillator
1414: Antenne antenna
1616: Antennenspeisepunkt Antenna feed point
1717: Mischerkoppelstruktur Mixer coupling structure
1818: Mischereinheit mixer unit
2020: Objekt object
2222: Übertragungsleitung transmission line
3030: Dopplertransceiver Doppler transceiver
3232: Dopplertransceiver Doppler transceiver
3030: Oszillator oscillator
3434: Antennenspeisepunkt Antenna feed point
3636: Mischerkoppelpunkt Mixer crosspoint
3838: Mischerstruktur mixer structure
40 40: Verarbeitungseinheitprocessing unit
4242: Koppeleinheit coupling unit
4444: Reflexionsmodulator reflection modulator
4646: Antenne antenna
4848: Modulationseinheit modulation unit
5050: Dopplertransceiver Doppler transceiver
5252: Oszillator oscillator
5454: Senderantenne transmitter antenna
5656: Koppelpunkt Mischer – lokaler Oszillator Crosspoint mixer - local oscillator
5858: Koppeleinheit coupling unit
6060: Modulationseinheit modulation unit
6262: Koppeleinheit coupling unit
6464: Mischereinheit mixer unit
6666: Empfängerantenne receiver antenna
6868: Verarbeitungseinheit processing unit
7070: Modulationseinheit modulation unit
7474: Microstrip-Patcharray Microstrip patch array
7676: Einspeisepunkt entry point
7878: Koppelleitung coupling line
8080: Mikrowellen-PIN-Diode Microwave PIN diode
8282: Erdung grounding
8484: Modulator modulator
8686: Modulationseinheit modulation unit
9090: Microstrip-Patch-Array-Senderantenne Microstrip patch array transmitter antenna
9494: Koppelleitung coupling line
9696: Empfängerantenne receiver antenna
9898: Koppelleitung coupling line
100100: Mikrowellen-PIN-Diode Microwave PIN diode
102102: Sender-Einspeisepunkt Transmitter feed point
104104: Empfänger-Einspeisepunkt Receiver feed point
106106: Koppelleitung – Modulationseinheit Coupling line - modulation unit
110110: Patch-Antennenarray Patch antenna array
112112: Modulationseinheit modulation unit
114114: drahtgebundene Koppelleitung Wired coupling line

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 0411234 B1 [0003]

Claims

Doppler transceiver comprising a transmitter and a receiver unit with at least one antenna ( 34 . 54 . 66 . 74 . 90 . 96 ) and a mixer unit ( 38 . 64 ), characterized in that it comprises a modulation unit ( 48 . 70 . 86 . 106 . 112 ) connected to the at least one antenna ( 34 . 54 . 66 . 74 . 90 . 96 ), wherein a transmitted signal at least partially into the modulation unit ( 48 . 70 . 106 . 112 ) is fed, further by the modulation unit ( 48 . 70 . 106 . 112 ) the signal is modulatable according to certain parameters, the modulated signal being sent to the receiver unit ( 64 . 66 . 90 . 96 . 110 ) is transferable back, whereby by the mixer unit ( 38 . 64 ), the received modulated signal is miscible with the transmitted signal to obtain a demodulated IF signal and further comprises a processing unit (12). 40 . 68 ) is provided, with which the IF signal can be compared with at least one expected value.

Doppler transceiver according to claim 1, characterized in that the modulation unit ( 38 . 64 ) wirelessly with the antenna ( 34 . 54 . 66 . 74 . 90 . 96 ), wherein the transmitted signal via a coupling unit ( 42 . 58 . 78 . 94 ) into the modulation unit ( 48 . 70 . 86 . 106 ) and the modulated signal from the coupling unit ( 42 . 58 . 62 . 98 ) can be coupled into the receiver unit.

Doppler transceiver according to one of the preceding claims, characterized in that a transmitter unit and a receiver unit together in an antenna ( 34 . 74 ) or a single antenna ( 34 . 74 ), the modulation unit ( 48 . 106 . 112 ) a modulated signal to at least one transmitter / receiver antenna ( 30 ) can reflect back.

Doppler transceiver according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises at least one transmitter antenna ( 66 . 90 ) and at least one of the transmitter antenna ( 66 . 90 ) separate receiver antenna ( 66 . 96 ) at RF frequencies, the modulation unit ( 70 . 106 ) transmits a signal received from at least one transmitter antenna, modulates it and then sends it back to at least one separate receiver antenna.

Doppler transceiver according to one of the preceding claims, characterized in that it involves a microwave sensor and / or a radar sensor.

Doppler transceiver according to one of the preceding claims, characterized in that the modulation unit ( 48 . 70 . 86 . 106 ) near the antenna ( 34 . 54 . 66 . 74 . 90 . 96 ) is arranged.

Doppler transceiver according to one of the preceding claims, characterized in that the modulation unit ( 48 . 70 . 86 . 106 ) and the antenna ( 34 . 54 . 66 . 74 . 90 . 96 ) are constructed on the same substrate.

Doppler transceiver according to one of the preceding claims, characterized in that the modulation unit has modulation parameters which causes a shift of the phase and / or amplitude and / or frequency.