DE2433203C3 - Frequenzumtast-Doppler-Radarsystem zur Entfernungs- und Geschwindigkeitsmessung - Google Patents
Frequenzumtast-Doppler-Radarsystem zur Entfernungs- und GeschwindigkeitsmessungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Radarsystem gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Ein solches Radarsystem ist aus der US-PS 24 44 388 bekannt.
In jüngster Zeit hat sich die Fahrzeugdichte stark erhöht und Verkehrsunfälle gehören zum alltäglichen
Straßenbild. Demgemäß wird die Verhinderung von Verkehrsunfällen als wesentliches soziales Problem
angesehen. Statistische Daten zeigen, daß die meisten Unfälle durch fehlerhafte Reaktion des Fahrers und
durch eine fehlerhafte Beurteilung oder eine verzögerte Beurteilung einer Verkehrssituation verursacht werden.
Man hat daher eine Ausrüstung des Fahrzeugs mit Sicherheitseinrichtungen zur Verhinderung von Kollisionen
als erforderlich angesehen. Solche Sicherheitseinrichtungen sind automatische Alarmeinrichtungen,
welche Kollisionen mechanisch und elektrisch verhindern, oder Einrichtungen, welche in Verbindung mit
einer Automobilbremse oder dergleichen sicherstellen, daß das Fahrzeug den richtigen Abstand wahrt. Um
derartige Sicherheitseinrichtungen in wirksamer Weise zur Verhinderung von Unfällen zu betätigen ist es
unbedingt erforderlich, nicht nur den Abstand zum voranfahrenden Automobil oder zu einem Hindernis
festzustellen, sondern auch die Relativgeschwindigkeit, mit der man sich dem Hindernis oder dem voranfahrenden
Automobil nähert, festzustellen. Gewöhnlich verwendet man zu diesem Zweck ein Radargerät.
Bei dem aus der US-PS 24 44 388 bekannten Radarsystem ist nur die Gewinnung einer Abstandsinformat.'on
vorgesehen.
Andererseits sind bereits Zwei-Frequenz-Doppler-Radargeräte
bekannt, welche neben einer Abstandsinformation auch eine Relativgeschwindigkeitsinformation
liefern. Im Falle einer Vielzahl von Hindernissen ist die Abstandsinformation in vielen Fällen irreführend.
Wenn ein Hindernis mit einem relativ geringen V) Reflexionsvermögen sich in einem gefährlichen Abstand
befindet und wenn ferner ein anderes Hindernis mit einem großen Reflexionsvermögen sich außerhalb des
gefährlichen Abstands verbindet, so zeigen diese Geräte an, daß kein gefährliches Hindernis vorliegt. Es bestand
« daher bisher nur die Möglichkeit, ein Dopplerradargerät zur Gewinnung der Geschwindigkeitsinformation
mit einem gesonderten Impulsradargerät für die Gewinnung der Abstandsinformation zu kombinieren.
Dieser Lösungsweg ist jedoch für die Anwendung bei to Automobilen zu kostspielig.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein kostengünstiges Radarsystem gemäß dem Oberbegriff
des Hauptanspruchs zu schaffen, welches eine fehlerfreie Abstandsinformation sowie eine fehlerfreie Relate
tivgeschwindigkeitsinformation liefert und somit feststellen kann, ob sich ein Hindernis mit Relativgeschwindigkeit
zur Radarantenne innerhalb eines gefährlichen Abstandes befindet, und vorzugsweise, ob sich dieses
Hindernis der Radarantenne nähert
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Hauptanspruchs
gelöst
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert Es zeigt
F i g. 1 ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radarsystems,
F i g. 2 und 3 Impulsdiagramme zur Erläuterung der Arbeitsweise der Ausführungsform gemäß F i g. 1,
Fig.4 und 5 Blockschaltbilder einer zweiten und
einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radarsystems,
Fig.6 ein Impulsdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der zweiten und dritten Ausführungsform
gemäß F i g. 4 und 5,
F i g. 7 ein Blockschaltbild einer vierten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radarsystems und
F i g. 8 und 9 Impulsdiagramme zur Erläuterung der Arbeitsweise der vierten Ausführungsfor.n.
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Radarsystems mit einer Antenne 10, einem Zirkulator 20, einem Sendesystem
30 und einem Empfangssystem 40. Mit diesen Geräten ist ein Automobil ausgerüstet Die Antenne t0
eignet sich sowohl für das Senden als auch für das Empfangen und ist im vorderen Bereich des Automobils
angeordnet Die Sendewelle wird von der Antenne 10 in Vorwärtsrichtung des Automobils abgegeben und wird
am Hindernis 12 reflektiert Als Hindernis 12 kommt z. B. ein anderes fahrendes Automobil vor dem mi· dem
Gerät ausgerüsteten Automobil in Frage. Die reflektierte Welle wird von der Antenne empfangen.
Der Zirkulator 20 verbindet die Antenne 10, das Sendesystem 30 und das Empfangssystem 40 und umfaßt
die Anschlüsse 21, 22 und 23. Das vom Sendesystem bereitgestellte Sendesignal gelangt zum Anschluß 22
und wird danach zum Anschluß 21 und zur Antenne 10 geführt. Das empfangene Signal gelangt von der
Antenne 10 über den Anschluß 21 und den Anschluß 23 zum Empfangssystem.
Das Sendesystem 30 umfaßt eine Oszillatorschaltung 60 mit einem Referenzsignalgenerator 31 zur Erzeugung
eines Bezugsimpulses Ps gemäß F i g. 2a mit einer
vorbestimmten Periode jeweils zum Zeitpunkt ίο, einer
Schaltung 32 zur Erzeugung eines modulierten Signals Sm gemäß Fig.2b und einem Oszillator 33 vom
Frequenzmodulationstyp zur Erzeugung eines Sendesignals sowie einen Koppler 36.
Das modulierte Signal Sn, umfaßt einen Impuls,
welcher bei Eingang des Bezugsimpulses Ps erzeugt
wird. Die Impulsbreite des Impulses Smp ist mit T„
bezeichnet. Das Modulationssignal Sn, hat einen ersten
Potentialpegel E\ während des Zeitintervalis T-T0 und
einen zweiten Potentialpegel £2(£2>£Ί) nur während
der Zeit T0.
Der Oszillator 33 vom Frequenzmodulationstyp empfängt das Modulationssignal Sn, und erzeugt ein
Oszillationssignal S0, welches durch das Modulationssignal
Sn, frequenzmoduliert ist. Bei dieser Ausführungsform wird ein Gunn-Os-'U·.·.· r mit Varactor-Modulation
verwendet. Dieser Oszillator ist wohlbekannt und umfaßt eine Gunn-Diode 34 und eine Varactor-Diode
35. Die Gunn-Diode 34 erzeugt eine Schwingung aufgrund der angelegten Spannung und die Varactor-Diode
35 ändert die Schwingungsfrequenz / der Gunn-Diode 34 aufgrund der Änderung der angelegten
Spannung.
Die Ausgangsschwingung der Gunn-Diode 34 wird als Schwingungssignal S0 bezeichnet Die Frequenz des
Schwingungssignals S0 beträgt f\, wenn das Modulationssignal
Sm den ersten Spannungspegel £i hat,
während sie andererseits /2 beträgt wenn das Modulationssignal
Sm den zweiten Spannungspegel £2 hat Der
Koppler 36 umfaßt drei Anschlüsse 37, 38 und 39. Das Schwingungssignal S0 wird dem Anschluß 37 zugeführt
Ein Teil des Schwingungssignals S0 gelangt zum Anschluß 38 und danach zum Anschluß 22 des
Zirkulator 20 als Sendesignal S1. Der andere Teil des
Schwingungssignals S0 gelangt zum Anschluß 39 und
erscheint dort als Überlagerungssignal Sa Die Frequenz
des Sendesignals S, und die Frequenz des Oberlagerungssignals Si sind gleich der Frequenz des Oszillationssignals
Sa- Wenn das Modulationssignal Sm den
ersten Spannungspegel £Ί einnimmt so beträgt die
Frequenz /2. Dies hat zur Folge, daß die erste Sendewelle mit einer Frequenz /2 durch die Antenne 10
während der ersten Zeitdauer T„ erzeugt wird und daß andererseits die zweite Sendewelle mit der Frequenz /r
durch die Antenne 10 während der restlichen Zeitdauer T— To erzeugt wird.
Das Empfangssystem umfaßt einen Detektor 41, einen Hochfrequenzverstärker 42, eine Tastschaltung
46, eine Schaltung 47 zur Erzeugung eines Torimpulses, eine Halteschaltung 48 und einen Niederfrequenzverstärker
49.
Der Detektor 41 mischt das über den Kontakt 23 des jo Zirkulator 20 empfangene Signal Sr und das vom
Kontakt 39 des Kopplers 36 kommende Überlagerungssignal Sa wobei ein Detektorsignal Sd gemäß F i g. 2d
erhalten wird.
Das Detektorsignal Sd umfaßt die Signalkomponente
Sa und zwei überlagerte Signalkomponenten Si, und S0.
Die Signalkomponente Sa ist ein Dopplersignal, welches durch die Sendewelle der Frequenz /j bestimmt ist.
Die Signalkomponente S/, ergibt sich durch Reflexion
des Sendesignals mit der Frequenz h am Hindernis 12 und durch Empfang desselben durch die Antenne 10.
Dies bedeutet, daß die Signalkomponente S0 zu einem
Zeitpunkt erscheint, welcher um die Zeitdauer T1
gegenüber dem Zeitpunkt to, bei dem das Sendesignal mit der Frequenz h ausgestrahlt wurde, verzögert ist.
Natürlich erscheint kein Signal Sh wenn ein Hindernis
12 nicht vorhanden ist. Die Frequenz des Schwingungssignals So beträgt /Ί zur Zeit fi und die Frequenz des
Überlagerungssignals S/beträgt ebenfalls f\. Demgemäß ergibt sich die Signalkomponente Sb aus nachstehender
•ίο Gleichung:
Jh — /0 + fdl .
wobei Jo die Differenzfrequenz von J] und /2 bedeutet
/O = Iz8-Z1I. (b)
J'iii bedeutet die Dopplerfrequenz
2 V
Jdl = -^r- Ji
tv> mit
Y — Rclativgeschwindigkeit des Hindernisses.
C = Signalgeschwindigkeit.
C = Signalgeschwindigkeit.
Die Zeitdauer 71 der Verzögerung ergibt sich aus nachstehender Gleichung:
R - C
«2 — ^r
T1 =
2R
(d)
wobei R den Abstand zwischen Antenne 10 und Hindernis 12 K deutet.
Die Signalkomponente Sc ergibt sich durch Ausstrahlung
der Sendewelle mit der Frequenz Z2. Es sol! nun
angenommen werden, daß ein Hindernis 12 vorliegt. Die ι ο Sendewelle mit der Frequenz Z2 wird vor der Sendewelle
mit der Frequenz /i ausgestrahlt. Es wird ein Signal
erhalten, welches auf der Sendewelle mit der Frequenz h beruht. Die Frequenz /cder Signalkomponente Sc wird
durch nachstehende Gleichung gegeben
fe=fo+f*l.
(f)
wobei die Frequenzen f\ und Z2 derart festgelegt sind,
daß sich fb>fd\ und fc>
fd\ ergibt. Dies hat zum Ergebnis, daß die Signalkomponenten 5*, Sc im
Vergleich zu der Signalkomponente Sa eine genügend
große Frequenz haben. Der Hochfrequenzverstärker 42 wählt die Signalkomponenten Sb, Scund verstärkt diese,
wobei das Signal Se gemäß Fig. 2e erhalten wird. Das
Signal 5e umfaßt die Signale Sb\ und Sc\, welche durch
Verstärkung der Signalkomponenten Sb und Sc erhalten
wurden. Das Ausgangssignal Se des Hochfrequenzverstärkers
42 dient als Eingangssignal der Tastschaltung 46. Die Schaltung 47 zur Erzeugung eines Torimpulses
erzeugt einen Torimpuls PCa (F i g. 2f) mit einer recht
kurzen Impulsbreite, und zwar zu einem Zeitpunkt U, welcher um die Zeitdauer Ta gegenüber dem Zeitpunkt
to verzögert ist. Die Tastschaltung 46 erzeugt zum
Zeitpunkt des Empfangs eines Torimpulses PGa einen
Ausgangsimpuls, der dem momentanen Eingangssignal Sc entspricht Dieser gelangt zur Halteschaltung 48. Die
Halteschaltung; 48 hält das Ausgangssignal der Tastschaltung 46, bis das nächste Tastsignal abgegeben wird.
Der Verstärker 49 empfängt das Ausgangssignal Sa der
Halteschaltung 48, wobei das verstärkte Ausgangssignal am Anschluß 50 erscheint Der Zeitpunkt t* zu dem der
Torimpuls Pg, erzeugt wird, ist somit der Tastzeitpunkt
F i g. 3 zeigt die Wellenformen des Signals Se und des
Signals Sh zu den Zeiten U\, fa2,... Un der n-maligen
Abtastung während der Zeitdauer η Τ. Der Einfachheit
halber ist das Signal Se zur Tastzeit f,i, fa2,... fan
vergrößert und während der Zeitdauer zwischen zwei aufeinander folgenden Tastzeitpunkten ausgelassen.
In Fig.3a wird die Signalkomponente 5* 1 bei keiner
der Tastzeiten fal, fa2,... ta„ als Eingangssignal der
Tastschaltung 46 zugeführt F i g. 3b zeigt den Fall, daß die Signslkorr.ponentc Sb , bei jeder Tastzeit ia,, iai,...
Un als Eingangssignal der Tastschaltung 46 vorliegt
F i g. 3c zeigt den Fall, daß die Signalkomponente Sb 1
unter den Bedingungen einer Relativgeschwindigkeit V zu jedem Tastzeitpunkt Uu iä2,...fa„ vorliegt Jeder
Tastzeitpunkt Uu ia2,--- Un ist um die Zeitdauer Ta
gegenüber dem Ausgangszeitpunkt to der ersten Sendewelle mil: der Frequenz Z2 verzögert Dies hat zur
Folge, daß sich der maximale Wert Ri des Abstandes aus
Gleichung (i) ergibt Jeder Tastzeitpunkt ist um die Zeitdauer T1-T0 gegenüber dem Endzeitpunkt der
Sendewelle mit der Frequenz Z2 verzögert Daraus
ergibt sich der Minimumwert Rr für den Abstand gemäß
Gleichung (j):
R -K\ —
(i)
Wenn das Signal Sb 1 gemäß Fig.3a zu keinen
Tastzeitpunkt U\, U2,--- Un vorliegt, so fluktuiert dei
Pegel des Signals Sh nicht. Auch wenn gemäß F i g. 3b
das Signal Sb 1 zu den Zeitpunkten Ui, U 2, ■■ -tan vorliegt
jedoch ohne Relativgeschwindigkeit V, so sind di< Tastwerte jedesmal gleich, so daß der Pegel des Signal;
Sh konstant ist.
Wenn jedoch das Signal Sb 1 gemäß F i g. 3c zu jeden
Tastzeitpunkt U\,t,2,...t,„ festgestellt wird und wenr
eine Relativgeschwindigkeit V vorliegt, so wird dei Tastwert zu jedem Tastzeitpunkt geändert, so daß siel·
eine Fluktuation des Pegels des Signals Sh ergibt. Di« Änderung des Pegels des Signals Sn beruht auf des
Dopplerfrequenz /</2 aufgrund der Frequenz /„ gernäC
Gleichung (a). Die Wiederholungsfrequenz der Abtastung, d.h. die Wiederholungsfrequenz (Jz = UT) dei
Sendewelle mit der Frequenz Z2 ist größer gewählt ah die maximal feststellbare Dopplerfrequenz und fernei
wesentlich niedriger als die Frequenz fo—\f\ — h\- Die
Einhüllende der Pegeländerung des Ausgangssignals S1
der Halteschaltung 48 wird durch den Niederfrequenz Verstärker 49 verstärkt. Demzufolge erscheint arr
Ausgang des Niederfrequenzverstärkers 49 nur danr ein Ausgangssignal mit einer Dopplerfrequenz fdi, wenr
der Abstand zwischen Antenne 10 und dem Hindernis 12 im Bereich von R\ — R2 liegt und wenn eine
Relativgeschwindigkeit besteht. Aus dem Ausgangssignal der Frequenz /^2 des Niederfrequenzverstärkers 4£
kann der Abstand zum Hindernis aus der Zeitdauer T1
und aus T0 bestimmt werden und die Relativgeschwindigkeit
V kann aus der Frequenz Zj2 gemäß Gleichung
(a) bestimmt werden. Da die Beziehung To< Ta gilt, wire
das Signal S0, Sei dem Niederfrequenzverstärker 4«
zugeführt.
Fig.4 zeigt eine zweite Ausführungsform de« erfindungsgemäßen Radargerätes mit einer Anzahl Λ
Tastschaltungen 46-1,46-2,... 46-N, und einer Anzahl Λ
Niederfrequenzverstärker 49-1, 49-2,... 49N. Die Tastschaltungen 46-1, 46-2,... 46-N empfangen das
Signal Se aus dem Hochfrequenzverstärker 42 und die
Tastsignale gelangen zu den Halteschaltungen 48-1 48-2,... 48-N. Die Niederfrequenzsignale an der
Ausgängen der Halteschaltungen 48-1, 48-2,... 48-Λ werden durch die Niederfrequenzverstärker 49-1, 49-2
... 49-N verstärkt und erscheinen an den Ausgangsanschlüssen
50-1,50-2,... 50-N.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig.4 wird eir Torimpulserzeuger 47,4 verwendet, welcher eine
Anzahl NTorimpulse Pc;, Pci,■■■ Pct-i erzeugt, derer
Anfangszeitpunkte voneinander verschieden sind. Die Torimpulse Pgi,Pg2,..-Pgn werden den Tastschaltungen
46-1, bzw. 46-2,... bzw. 46-JVzugeführt
F i g. 6 zeigt die Beziehung des Bezugsimpulses Ps zu
den Torimpulsen Pg 1, Pg2,---Pgn- Der Torimpuls Pci
wird zu einem Zeitpunkt erzeugt, welcher um die Zeitdauer Tai gegenüber dem Anfangszeitpunkt des
Bezugsimpulses Ps verzögert ist Der Torimpuls Pg-.
wird zu einem Zeitpunkt erzeugt, welcher um die Zeitdauer T3 2 verzögert ist und der Torimpuls Pg ν wird
zu einem Zeitpunkt erzeugt, welcher um die Zeitdauer T1 ν gegenüber dem Zeitpunkt to verzögert ist, wobei
To<Ta\<Tl2<
...T,ν gilt Wenn der Abstand R zu dem Hindernis 12 in die folgenden Bereiche fällt, und
wenn eine Relativgeschwindigkeit V vorliegt, so wird das Niederfrequenzsignal mit der Dopplerfrequenz fd:
als Ausgangssignal den Anschlüssen 50-1,50-2,... 50-N
zugeführt:
C(T111-T0) CT111
_ bIS __
C|rT7o) bis ^ (e)
C(T0n-T0) biz CTaN
F i g. 5 zeigt eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radargerätes. Eine Schaltung 47B
zur Erzeugung eines Torimpulses wird durch den Bezugsimpuls Ps gesteuert und der Vorgang zum
aufeinanderfolgenden Erzeugen von jeweils m der Torimpulse Pc i.fe,... Pc ν gemäß F i g. 6 wird durch
den Torimpulsgenerator wiederholt Alle Torimpulse werden der Reihe nach der Tastschaltung 46 zugeführt.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig.5 sind eine Anzahl NTorschaltungen 51-1, 51-2,... 51 -N mit den
Ausgangsanschlüssen des Niederfrequenzverstärkers 49 verbunden. Die Torschaltungen 51-1,51-2,... 51 -N sind
während der Zeitdauer, in der die zugeordneten Torimpulse Pc \, Pc2, ■ ■ ■ Pc ν erzeugt werden, durchlässig.
Wenn eine Anzahl m der Torimpulse Pc 1 abgegeben werden, so ist die Torschaltung 51-1 ständig durchlässig.
Wenn während dieser Zeitdauer das Niederfrequenzsignal mit der Dopplerfrequenz fdi vorliegt, so erscheint
dieses Signal als Ausgangssignal am Ausgangsanschluß 50-1. Die anderen Torschaltungen werden in der
gleichen Weise betrieben. Wenn z. B. eine Anzahl m der Torimpulse Pc ν der Tastschaltung 46 zugeführt werden,
so ist die Torschaltung 51 -N ständig durchlässig und das Ausgangssignal des Niederfrequenzverstärkers 49 gelangt
zum Anschluß 50-N. Es ist somit möglich festzustellen, ob das Hindernis 12 mit Relativgeschwindigkeit
in einem der Bereiche der Gleichung (e) liegt Die Zahl . m sollte so gewählt werden, daß die
Dopplerfrequenz £/2 festgestellt werden kann.
Anhand der Fig.7 wird im folgenden die vierte
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radarsystems erläutert. Dabei wird festgestellt, ob ein Hindernis
mit einer Relativgeschwindigkeit V in einem vorbestimmten Abstandsbereich vorliegt Darüber hinaus
wird aber auch festgestellt, ob die Relativgeschwindigkeit eine Erhöhung des Abstandes oder eine Verringerung
des Abstandes beinhaltet Diese Ausführungsform hat den gleichen Aufbau wie die Ausführungsform
gemäß F i g. 1, außer daß ein Teil des Empfangssystems 40 geändert ist Eine Wellenformumwandlungsschaltung
52 ist zwischen der Hochfrequenzverstärkerschaltung 42 und der Tastschaltung 46 angeordnet und eine
Differenzierschaltung 53 ist zwischen dem Niederfrequenzverstärker 49 und dem Ausgangsanschluß 50
angeordnet. Die Wellenformumwandlungsschaltung 52 wandelt die Signale Sb 1 und S11 im Ausgangssignal Se
des Hochfrequenzverstärkers 42 zu den Signalen S^ und Sbc mit Sägezahnwellenform um (5, in Fig.Sf).
Diese haben die gleiche Frequenz wie die Signale Sb \, Sc-\. Das Signal S, erscheint als Eingangssignal der
Tastschaltung 46. Die Differenzierschaltung 53 differenziert deren Ausgangssignal, wobei man ein Differentialsignal
5; (Fig.9) am Ausgangsanschluß 50 erhält. Die
F i g. 8a-8g zeigen die Signale P5, Sn S0, Sd, S« S,- und
Pa Fig.9 zeigt die Signale Sft Si Sh, Sj zu
aufeinanderfolgenden Perioden (nT). Die Signale Sa S,
zwischen zwei aufeinanderfolgenden Tastzeiten sind der Einfachheit halber weggelassen. Fig.9a zeigt den
Fall, daß das Signa! Sb 2 zu keiner der Tastzeiten ta\,
U 2,... U η vorliegt. F i g. 9b zeigt den Fall, daß das Signal
Sf, 2 zu jedem Tastzeitpunkt vorliegt, jedoch ohne Relativgeschwindigkeit V. Fig.9c zeigt den Fall, daß
das Signal Si, 2 zu jedem Tastzeitpunkt vorliegt und daß
eine Relativgeschwindigkeit V vorliegt. Wenn das Signal Se im Zeitpunkt T.u U2,... Un gemäß Fig.9a
Null ist so ist das Ausgangssignal S, Null und der Signalpegel des Signals Sa der Halteschaltung 48 ist
ebenfalls Null. Demgemäß wird ein Differentialsignal S, am Ausgang der Differenzierschaltung 53 nicht
erhalten.
Wenn das Signal Sb 1 zu den Tastzeitpunkten U\,
U2,-.-Un gemäß Fig.9b festgestellt wird, so wird das
jo Signal Sb 2 zwar gebildet, jedoch ist der Tastpegel in den
Tastzeitpunkten t,\, U2,--. U„ konstant da die
Relativgeschwindigkeit Null ist (V= 0). Demgemäß wird am Ausgang der Differenzierschaltung 53 kein Differentialsignal
S, erhalten.
Wenn jedoch das Signal Sb2 zu den Tastzeitpunkten
U\,t,2·.. U η festgestellt wird und eine Relativgeschwindigkeit
V des Fahrzeugs gegenüber dem Hindernis 12 gemäß F i g. 12c vorliegt, derart, daß das Fahrzeug sich
dem Hindernis 12 nähert, so liegen die aufgrund des Dopplereffektes gebildeten Signale S*i und die Ausgangssignale
S, der Wellenformumwandlungsschaltung 52 zwar vor, welche relativ zu den Tastzeitpunkten t,\,
U2,... Un voreilen (ausgezogene Linien in Fig.9c).
Demgemäß ändert sich der Pegel des Signals Sn der Halteschaltung 48 stufenweise mit der Dopplerfrequenz
fd2 (ausgezogene Linie in Fig.9c). Das Haltesignal Sn,
welches durch eine ausgezogene Linie dargestellt ist, wird nun durch den Verstärker 49 verstärkt und danach
durch die Differenzierschaltung 53 differenziert, und der große negative Impuls Sjn, welcher in F i g. 9c durch eine
ausgezogene Linie dargestellt ist erscheint wiederholt mit der Dopplerfrequenz fd2.
Wenn andererseits das Fahrzeug sich von dem Hindernis 12 entfernt, so wird das Signal Sb \ relativ zu
Tastzeiten U1, U 2,... U η verzögert (gestrichelte Linie in
Fig.9c). Demgemäß ändert sich auch der Pegel des Signals S/, gemäß der gestrichelten Linie in Fig.9c
stufenweise. Nach Verstärkung und Differenzierung erscheint ein großer positiver Impuls SjP wiederholt mit
bo der Dopplerfrequenz /^2 (gestrichelte Linie in F i g. 9c).
Die Wiederholungsfrequenz Z3 = I/T der Sendewelle
mit der Frequenz /2 ist größer als die maximale feststellbare Dopplerfrequenz und wesentlich kleiner
als die Frequenz /0=|ί—f2\. Der positive bzw. der
negative Impuls Sjn bzw. Sjp, welche mit der Dopplerfrequenz
/t/2 erscheinen, wird von der Differenzierschaltung
53 nur dann geliefert, wenn eine Relativgeschwindigkeit V des Fahrzeugs relativ zum Hindernis 12
9
vorliegt. Es ist daher auf diese Weise möglich nachstehende Beziehung wiedergegebenen Bereich
festzustellen, ob das Fahrzeug sich dem Hindernis liegt:
nähert oder sich von diesem entfernt. Der positive oder
der negative Impuls mit der Dopplerfrequenz fd2 kann C (Tü — T0) .^ C T11
nur dann erhalten werden, wenn der Abstand zwischen 5 2 2'
der Antenne 10 und dem Hindernis 12 in dem durch die
Hierzu 9 Blatt Zeichnuncen
Claims (5)
1. Radarsystem mit einer Oszillatoreinrichtung zur Erzeugung eines Sendesignals mit sich periodisch
ändernder Frequenz, bei dem während eines ersten Zeitabschnitts (TO) der durch einen Referenzsignalgenerator
gegebenen Bezugsperiode (T) eine erste monofrequente Schwingung hoher Frequenz (ß) und
während des Restzeitabschnitts (T— T0) der Bezugs- ι ο
periode eine zweite monofrequente Schwingung niedrigerer Frequenz (Zi) vorliegt, mit einem
Detektor zur Mischung des Empfangssignals mit dem Sendesignal unter Gewinnung eines Signals
(Sd), welches eine aus der Überlagerung des der ersten Schwingung zugeordneten Empfangssignals
mit der zweiten monofrequenten Schwingung resultierende erste Signalkomponente (S0) sowie
eine aus der Überlagerung des der zweiten Schwingung zugeordneten Empfangssignals mit der
zweiten monofrequenten Schwingung resultierende zweite Signalkomponente (S1) sowie eine aus der
Überlagerung des der zweiten Schwingung zugeordneten Empfangssignals mit der ersten monofrequenten
Schwingung resultierende dritte Signalkomponente (Sc) beinhaltet, und mit einer Auswertungsschaltung zur Ermittlung der Entfernung eines
Hindernisses aus dem zeitlichen Abstand des Auftretens der ersten Signalkomponente (Sb) vom
Auftreten der dritten Signalkomponente (Sc) und der jo
Relativgeschwindigkeit des Hindernisses aus der Dopplerverschiebung zwischenfrequenter Signale,
dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer des ersten Zeitabschnittes (T0) in an sich bekannter
Weise klein gegen die Signallaufzeit (Ti) ist und daß bei der Ermittlung der Relativgeschwindigkeit (V)
die erste Signalkomponente (St) mit einer Tast- und Halteschaltung (46,48) verarbeitet wird.
2. Radarsystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Oszillator (33) mit einer Gunn-Diode
(34) und einer Varaktor-Diode (35).
3. Radarsystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Tast- und
Halte-Schaltungen (46-1 bis 46-Nund 48-1 bis A&-N),
deren Tastzeitpunkte um verschiedene Zeitspannen (7ii bis TsN) gegenüber dem Beginn (to) der ersten
monofrequenten Schwingung verzögert sind.
4. Radarsystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Tast- und
Halteschaltung (46, 48) die erste Signalkomponente (S6) zu verschiedenen Zeitpunkten abtastet (Pc 1 bis
Pgn), und durch eine Vielzahl von Torschaltungen (51-1 bis 5i-N)zur Auswahl der Ausgangssignale (Sh)
der Tast- und Halteschaltung.
5. Radarsystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Wellenformwandler
(52), welcher der ersten Signalkomponente (Sb) eine Sägezahn wellenform (5*2) der gleichen Frequenz
erteilt, bevor diese der Tast- und Halteschaltung (46, 48) zugeführt wird, und durch eine Differenzierschaltung
(53) zum Differenzieren des Ausgangssignals (Sh) der Tast- und Halteschaltung.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP48077698A JPS5744949B2 (de) | 1973-07-10 | 1973-07-10 | |
JP49025898A JPS5837512B2 (ja) | 1974-03-06 | 1974-03-06 | 移動体の離間距離及び相対速度検出装置 |
JP49049585A JPS50142188A (de) | 1974-05-03 | 1974-05-03 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2433203A1 DE2433203A1 (de) | 1975-02-06 |
DE2433203B2 DE2433203B2 (de) | 1980-01-17 |
DE2433203C3 true DE2433203C3 (de) | 1980-09-11 |
Family
ID=27285199
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2433203A Expired DE2433203C3 (de) | 1973-07-10 | 1974-07-10 | Frequenzumtast-Doppler-Radarsystem zur Entfernungs- und Geschwindigkeitsmessung |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4078235A (de) |
DE (1) | DE2433203C3 (de) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2504276A1 (fr) * | 1981-04-21 | 1982-10-22 | Thomson Csf | Systeme electromagnetique de detection a correlation et fusee de proximite comportant un tel systeme |
US4893125A (en) * | 1988-11-01 | 1990-01-09 | Delco Electronics Corporation | Vehicle diplex doppler near-obstacle detection system |
FR2756932B1 (fr) * | 1996-12-09 | 1999-02-26 | Fritz Joel Henri Louis | Procede pour applications anticollision et asservissement de la vitesse de vehicules faisant appel a un radar pulse-doppler |
US6127965A (en) * | 1998-07-23 | 2000-10-03 | Eaton-Vorad Technologies, L.L.C. | Method and apparatus for rejecting rain clutter in a radar system |
US10948581B2 (en) * | 2018-05-30 | 2021-03-16 | Richwave Technology Corp. | Methods and apparatus for detecting presence of an object in an environment |
JP2024013568A (ja) * | 2022-07-20 | 2024-02-01 | 富士通コンポーネント株式会社 | 検出装置および検出方法 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3750171A (en) * | 1970-09-24 | 1973-07-31 | Bendix Corp | Diplexed multi-frequency cw doppler radar |
US3766554A (en) * | 1971-03-01 | 1973-10-16 | Bendix Corp | Range cutoff system for dual frequency cw radar |
JPS547198B2 (de) * | 1972-01-17 | 1979-04-04 | ||
JPS5227888B2 (de) * | 1972-04-08 | 1977-07-22 | ||
JPS5338079B2 (de) * | 1972-05-26 | 1978-10-13 |
-
1974
- 1974-07-10 DE DE2433203A patent/DE2433203C3/de not_active Expired
-
1976
- 1976-06-03 US US05/692,348 patent/US4078235A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2433203B2 (de) | 1980-01-17 |
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DE2433203A1 (de) | 1975-02-06 |
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