DE2327186C2 - Rückstrahl-Meßgerät - Google Patents
Rückstrahl-MeßgerätInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Rückstrahl-Meßgerät nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Besonders vorteilhaft ist die Erfindung in Form eines fahrzeugseitigen Radargerätes des Land-Schnellverkehrs
zum autarken Gewinnen für den Fahrzeugführer zur Verminderung seiner Kollisionsgefährdung nützlicher
Informationen aus seinem Vorausraum benutzbar. Als Rückstrahl-Meßgerät kommt vorzugsweise ein
Radargerät zum Einsatz, das mit elektromagnetischen Wellen arbeitet; jedoch sind auch im Sinne der
Erfindung entsprechend ausgestaltete Laser- oder Sonargeräte benutzbar. Außerdem ist die vorteilhafte
Einsatzfähigkeit der Erfindung in der Kollisionswarntechnik nicht uif den Land-Schnellsiraßenverkehr
beschränkt, sondern sie erstreckt sich gleichermaßen ■>
vorteilhaft auf den Wasserstraßenverkehr sowohl der Binnen- als auch der Küsten- und Hochseeschiffahrt
Zur Erhöhung der Verkehrssicherheit auf Schnellstraßen sind bereits verschiedene Methoden bekanntgeworden,
bei deren Anwendung sich die notwendige ι« Auflösung sowohl der Entfemungs- als auch der
Differenzgeschwindigkeitsmessung zu angemessenen Objekten als Problem herausgestellt hat; noch schwieriger
ist bei autarken Kollisionswarnsystemen in der Praxis die Unterscheidung von gefährlichen und
ι' ungefährlichen angemessenen Objekten, z. B. die Unterscheidung
von nicht den Verkehr behindernden Verkehrsschildern, Leitplanken und auf der Nebenspur
befindlichen Fahrzeugen, einerseits von genau in der eigenen Fahrtrichtung befindlichen, ihren eigenen
^o Abstand zu dem Meßgerät vermindernden Objekten andererseits.
In der US-PS 24 03 622 ist ein System zur Hindernis-Erkennung beschrieben, das über zwei
getrennte, sich überlappende Sendediagramme Schwin- ^5 gungen mit unterschiedlicher Frequenz abstrahlt. Die
Echos werden über eine gemeinsame Sendeantenne empfangen. Im Empfänger werden die Signalanteile mit
der D;fferenzfrequenz der beiden Sendeschwingungen
auf dem Schirm eines Kathodenstrahlsichtgeräts zur «ι Anzeige gebracht. Signalanteile mit der Differenzfrequenz
der Sendeschwingungen ergeben sich hierbei jedoch nicht nur durch Hindernisse in Bewegungsrichtung,
sondern immer beim gleichzeitigen Empfang von Echosignalen beider Frequenzen über die gemeinsame
i> Empfangsantenne, was insbesondere bei der Vielzahl von Objekten entlang einer Fahrbahn fälschlicherweise
eine Gefährdung vortäuschen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Rückstrahl-Meßgerät der einleitend genannten Art
■«ι gegenüber dem Stand der Technik insbesondere
dahingehend zu verbessern, daß es mit großer Sicherheit in einer vorbestimmten Richtung, beispielsweise
in der eigenen Fahrtrichtung, befindliche angemessene Objekte von außerhalb dieser Richtung, aber in
■t'i großer Nähe zu den angemessenen Objekten befindlichen
anderen Objekten zu unterscheiden vermag.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 beschrieben. Die Unteransprüche
enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbil-5ü düngen der Erfindung.
Wie sich in der Praxis herausgestellt hat, sind bekannte Rückstrahl-Meßgeräte, die die Amplituden
der empfangenen rückgestrahlten Schwingungen auswerten, zur Lösung dieser Aufgabe ungeeignet, da der
Streuquerschnitt beispielsweise zwischen Motorradfahrern und Kühlwagen etwa um den Faktor 104
verschieden sind. Auch ist es unzweckmäßig, Rückstrahl-Meßgeräte bekannter Technik zur Lösung der
der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe mit m> Keulenbreiten von 10 bis 15° heranzuziehen; diese
Keulenbreiten sind beim Einsatz dieser bekannten Geräte im Land-Straßenverkehr zwar geeignet, Kurven
auszuleuchten, jedoch werden verwirrenderweise hierbei auch Fahrzeuge oder andere ungefährliche angeh"'
messene Rückstrahl-Objekte neben der eigenen Fahrbahn erfaßt, die unnötigerweise eine Kollisionsgefährdung
vortäuschen.
Vorteilhafterweise werden zum Erzeugen der zwei
Sende/Empfangsdiagramme zwei Sende/Empfangs-Richtantennen vorgesehen, und weiterhin empfangsseitig
Mittel zur getrennten gegenseitigen Frequenzüberlagerung der über die eine (über die andere) der zwei
Richtantennen abgestrahlten Schwingungen mit den auf diese Sendeschwingungen zurückführenden, mittels der
anderen (bzw. der einen) der zwei Richtantennen empfangenen rückgestrahlten Schwingungen: durch
Amplitudenvergleich der durch die Frequenzüberlagerung gewonnenen Schwingungen läßt sich auf die
Zielrichtung des angemessenen Objektes sehr genau schließen, und zwar ähnlich dem »Amplitudenvergleichs-Monopulsradar«
(amplitude-comparison monopulse radar).
Beim Einsatz des erfindungsgemäßen Rückstrahl-Meßgerätes als fahrzeugseitiges Kollisionswarngerät in
einem Kraftfahrzeug des Landverkehrs hat es sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, die winkelmäßige
Größe des Überlappungsgebietes der Sende/Empfangsdiagramme zu etwa 1 bis 2 Winkelgi aden und die
Keulenbreiten der einzelnen Sende/Empfangsdiagramme winkelmäßig zu etwa 5 bis 7 Winkelgraden zu
wählen. Der räumliche Erwartungsbereich des Rückstrahl-Meßgerätes für anzumessende Rückstrahl-Objekte
wird hierbei zweckmäßigerweise zu etwa 100 Metern gewählt.
Anhand der Figuren werden im folgenden vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben.
F i g. 1 zeigt zur Erläuterung des Einsatzes der Erfindung im Land-Straßen-Kraftverkehr in Draufsicht
einen Kraftwagen 1 und zwei annähernd gleich große azimutale Sende/Empfangsdiagramme D\ und Z^, die
gemeinsam im wesentlichen nur den räumlichen Erwartungsbereich der anzumessenden Objekte überdecken
und die sich gegenseitig im gekreuzt schraffierten dargestellten Gebiet in vorgegebener Weise
überlappen.
Fig.2 zeigt ein Blockschaltbild einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung, die beispielsweise als
Kollisionswarngerät im Kraftfahrzeug 1 im Sinne der Erfindung vorteilhaft verwendbar ist. Mit 2 und 3 sind in
F i g. 2 zwei getrennte Richtantennen zum Erzeugen der Sende/Empfangsdiagramme D\ bzw. Di (Fig. 1) bezeichnet,
die im gezeigten Ausführungsbeispiel mit zwei getrennten Sende/Empfangsgeräten zusammenarbeiten.
Die Sendeschwingungs-Generatoren dieser beiden Geräte sind mit 4 bzw. 5 bezeichnet und geben um eine
vorgegebene Frequenz Af unterschiedliche Schwingungen
f\ bzw. h über Sende/Empfangsweichen, beispielsweise
Zirkulatoren 6 und 7, auf die Antennen 2 bzw. 3. An die Zirkulatoren 6 und 7 sind Mischanordnungen 8
bzw. 9 angeschlossen, die einerseits niederfrequente Überlagerungsschwingungen NF, die sich beispielsweise
aufgrund des Dopplereffektes ergeben, und andererseits weitere Überlagerungsschwingungen ZFerzeugen,
die sich einerseits bei Überlagerung der Frequenz /, aus
dem Generator 4 mit der über die Richtantenne 2 und den Zirkulator 6 erhaltenen Empfangsfrequenz ergeben,
die auf Sendeschwingungen der Frequenz Z2 zurückzuführen
ist, und andererseits aus der Überlagerung der *>
Frequenz h aus dem Generator 5 mit zu U gehörigen
und über die Richtantenne 3 und den Zirkulator 7 geleiteten Empfangsschwingungen. Diese Überlagerungsschwingungen
treten nur dann auf, wenn sich das jeweilige Rückstrahlobjekt im Überlappungsbereich
κι A.2(Fig. 1) befindet.
Die Frequenzen h und F2 werden durch an sich
bekannte Maßnahmen, beispielsweise unter Verwendung von Regelschleifen, auf einem konstanten
gegenseitigen Frequenzabstand Af gehalten. Die Größe
'■' des Überlappungsbereiches Di.2 ist vorteilhafterweise
winkelmäßig zu 1 bis 2 Winkelgraden gewählt, während die Keulenbreiten der Diagramme Di und Di zweckmäßig
zu etwa 5 bis 7 Winkclgraden gewählt sind. Ein Rückstrahlobjekt wird normalerweise zuerst entweder
über Di oder über Di erfaßt, wobei die Differenzgeschwindigkeit
und der Abstand in an sich bekannter Weise gemessen werden können. Beim dargestellten
Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nach dem FM-CW-Prinzip (frequenzmoduliertes Dauerstrichver-
-"' fahren) gearbeitet; dann unterscheiden sich die augenblicklichen
Empfangsfrequenzen von den augenblicklichen Sendefrequenzen sowohl aufgrund des Dopplereffektes
als auch aufgrund der zwischenzeitlichen Frequenzänderung infolge der Frequenzmodulation.
5(1 Zur Gewinnung dieser Differenzfrequenzen sind bei der
Anordnung nach F i g. 2 an sich bekannte Anordnungen 10 und 11 vorgesehen. Mit /οι und fsi bzw. /O^und fs?
sind hierbei die geschwindigkeitsabhängigen bzw. die entfernungsabhängigen Frequenzunterschiede bezeich-
r> net, die der weiteren Auswertung zugeführt werden.
Diese weitere Auswertung ist an sich bekannt und daher im folgenden nicht näher beschrieben. Beispielsweise
kann sie eine automatische Bremsbeeinflussung des eigenen Fahrzeuges beinhalten. Mit 12 und 13 sind
Mischstufen und mit 14 und 15 Verstärker bezeichnet.
Nähen sich das Rückstrahlobjekt dem kritischen Überlappungsbereich Di, 2, so erhält man annähernd
amplitudengleiche Signale an den NF-Ausgängen der Mischanordnungen 8 und 9. An diese Ausgänge ist über
Filter und Verstärker ein Amplituden-Komparator 16 angeschlossen.
Amplitudengleichheit der Komparatoreingangssigna-Ie tritt dann auf, wenn man sich direkt dem
Rückstrahlobjekt nähert. Aus diesem Kriterium in
Vi Verbindung mit der ermittelten Differenzgeschwindigkeit
und dem Abstand läßt sich eine Aktionsentscheidung herleiten.
Als besonders vorteilhafte Arbeitsweüenlängen beim Einsatz der Erfindung als Kollisionswarngerät des
Landstraßen-Kraftfahrzeugverkehrs haben sich eine Wellenlänge zwischen 7,5 und 20 mm herausgestellt.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Rückstrahi-Meßgerät zum Bestimmen der
Richtung und ggf. des Abstandes gegenüber angemessenen Objekten, insbesondere fahrzeugseitiges
Radargerät zur Verminderung der Kollisionsgefährdung durch Ortung in Fahrtrichtung befindlicher
Hindernisse, mit Mitteln zum Erzeugen zweier getrennter und annähernd gleich großer azimutaler
Sendediagramme, die sich gegenseitig in vorgegebener Weise überlappen und über die Sendeschwingungen
unterschiedlicher Frequenz, ausgestrahlt werden können, dadurch gekennzeichnet,
daß die genannten Mittel zwei den Sendediagrammen entsprechende kombinierte Sende/Empfangsdiagramme
(Du Di) erzeugen und daß als Kriterium für das Auftreten von Rückstrahlungen aus dem
gegenseitigen Überlappungsbereich (Dy. 2) der Sende/Empfangsdiagramme
(Dy, D2) empfangsseitig feststellbar ist, daß über die beiden Empfangsdiagramme
solche Rückstrahlungen annähernd gleicher Amplitude empfangen werden, die auf Sendeschwingungen
des jeweils anderen der zwei Sende/Empfangsdiagramme (Du D2) zurückzuführen sind.
2. Rückstrahl-Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erzeugen der zwei
Sende/Empfangsdiagramme (Dy, D2) zwei Sende/
Empfangs-Richtantennen (2,3) vorgesehen sind, daß empfangsseitig Mittel zur getrennten gegenseitigen
Frequenzüberlagerung der über die eine (andere) der zwei Richtantennen (2, 3) abgestrahlten
Schwingungen mit den auf diese Sendeschwingungen zurückführenden, mittels der anderen (einen)
der zwei Richtantennen (2,3) empfangenen rückgestrahlten Schwingungen vorgesehen sind, und daß an
diese Mittel ein Amplitudenkomparator (16) angeschlossen ist.
3. Rückstrahl-Meßgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es nach dem CW/FM-Prinzip
arbeitet.
4. Rückstrahl-Meßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei seinem
Einsatz als fahrzeugseitiges Kollisionswarngerät in einem Kraftfahrzeug des Landverkehrs die winkelmäßige
Größe des Überlappungsbereiches (Dy. 2) der
Sende/Empfangsdiagramme (Du D2) zu etwa 1 bis 2 Winkelgraden und die Keulenbreiten der einzelnen
Sende/Empfangsdiagramme (Dy, D2) winkelmäßig zu etwa 5 bis 7 Winkelgraden gewählt sind.
5. Rückstrahl-Meßgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sein räumlicher Erwartungsbereich
von Rückstrahlobjekten zu etwa 100 Metern gewählt ist.
Priority Applications (2)
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ID=5882386
Family Applications (1)
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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