DE2433203C3

DE2433203C3 - Frequenzumtast-Doppler-Radarsystem zur Entfernungs- und Geschwindigkeitsmessung

Info

Publication number: DE2433203C3
Application number: DE2433203A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Noda; Yukiyasu Watanabe
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1973-07-10
Filing date: 1974-07-10
Publication date: 1980-09-11
Also published as: DE2433203B2; US4078235A; DE2433203A1

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 P_s gemäß F i g. 2a mit einer vorbestimmten Periode jeweils zum Zeitpunkt ίο, einer Schaltung 32 zur Erzeugung eines modulierten Signals S_m gemäß Fig.2b und einem Oszillator 33 vom Frequenzmodulationstyp zur Erzeugung eines Sendesignals sowie einen Koppler 36.

Das modulierte Signal S_n, umfaßt einen Impuls, welcher bei Eingang des Bezugsimpulses P_s erzeugt wird. Die Impulsbreite des Impulses S_mp ist mit T„ bezeichnet. Das Modulationssignal S_n, 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 S_n, und erzeugt ein Oszillationssignal S₀, welches durch das Modulationssignal S_n, 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 S_m 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 S_m 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 S_r 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 S_a und zwei überlagerte Signalkomponenten Si, und S₀. Die Signalkomponente S_a 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.

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 S_c 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 S_c wird durch nachstehende Gleichung gegeben

fe=fo+f*l.

(f)

wobei die Frequenzen f\ und Z₂ derart festgelegt sind, daß sich f_b>fd\ und f_c> fd\ ergibt. Dies hat zum Ergebnis, daß die Signalkomponenten 5*, S_c im Vergleich zu der Signalkomponente S_a eine genügend große Frequenz haben. Der Hochfrequenzverstärker 42 wählt die Signalkomponenten Sb, S_cund verstärkt diese, wobei das Signal S_e gemäß Fig. 2e erhalten wird. Das Signal 5_e umfaßt die Signale S_b\ und S_c\, welche durch Verstärkung der Signalkomponenten S_b und S_c erhalten wurden. Das Ausgangssignal S_e des Hochfrequenzverstärkers 42 dient als Eingangssignal der Tastschaltung 46. Die Schaltung 47 zur Erzeugung eines Torimpulses erzeugt einen Torimpuls P_Ca (F i g. 2f) mit einer recht kurzen Impulsbreite, und zwar zu einem Zeitpunkt U, welcher um die Zeitdauer T_a gegenüber dem Zeitpunkt to verzögert ist. Die Tastschaltung 46 erzeugt zum Zeitpunkt des Empfangs eines Torimpulses P_Ga einen Ausgangsimpuls, der dem momentanen Eingangssignal S_c 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 S_e und des Signals Sh zu den Zeiten U\, f_a2,... U_n der n-maligen Abtastung während der Zeitdauer η Τ. Der Einfachheit halber ist das Signal S_e zur Tastzeit f,i, f_a2,... fan vergrößert und während der Zeitdauer zwischen zwei aufeinander folgenden Tastzeitpunkten ausgelassen.

In Fig.3a wird die Signalkomponente 5* 1 bei keiner der Tastzeiten f_al, f_a2,... t_a„ als Eingangssignal der Tastschaltung 46 zugeführt F i g. 3b zeigt den Fall, daß die Signslkorr.ponentc S_b , bei jeder Tastzeit i_a,, i_ai,... U_n als Eingangssignal der Tastschaltung 46 vorliegt F i g. 3c zeigt den Fall, daß die Signalkomponente S_b 1 unter den Bedingungen einer Relativgeschwindigkeit V zu jedem Tastzeitpunkt Uu i_ä2,...f_a„ vorliegt Jeder Tastzeitpunkt Uu i_a2,--- U_n ist um die Zeitdauer T_a gegenüber dem Ausgangszeitpunkt t_o 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,--- U_n vorliegt, so fluktuiert dei Pegel des Signals Sh nicht. Auch wenn gemäß F i g. 3b das Signal S_b 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 S_b 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 S_n 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 f_o—\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 T_o< T_a 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 S_e 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 P_s zu den Torimpulsen Pg 1, Pg2,---Pgn- Der Torimpuls Pci wird zu einem Zeitpunkt erzeugt, welcher um die Zeitdauer T_ai gegenüber dem Anfangszeitpunkt des Bezugsimpulses P_s 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 t_o verzögert ist, wobei T_o<T_a\<T_l2< ...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|rT^7o) bis ^ (e)

C(T_0n-T₀) _biz CT_aN

F i g. 5 zeigt eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radargerätes. Eine Schaltung 47B zur Erzeugung eines Torimpulses wird durch den Bezugsimpuls P_s 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 S_e 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, S_n S₀, Sd, S« S,- und Pa Fig.9 zeigt die Signale S_ft Si Sh, Sj zu aufeinanderfolgenden Perioden (nT). Die Signale S_a S, zwischen zwei aufeinanderfolgenden Tastzeiten sind der Einfachheit halber weggelassen. Fig.9a zeigt den Fall, daß das Signa! Sb 2 zu keiner der Tastzeiten t_a\, 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 S_e im Zeitpunkt T._u U₂,... U_n 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 S_n, 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 Sj_n, 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 Sj_P 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 Sj_n 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

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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 (T_ü — 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

Patentansprüche:

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 (S_c) 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 (S_c) 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 T_sN) gegenüber dem Beginn (t_o) 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.