DE2933692C2

DE2933692C2 - Radarvorrichtung für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE2933692C2
Application number: DE2933692A
Authority: DE
Inventors: Yasuhiro Akashi Hyogo Isogai; Hiroyuki Kawasaki Kanagawa Yatsuka
Original assignee: Denso Ten Ltd; Fujitsu Ltd
Current assignee: Denso Ten Ltd; Fujitsu Ltd
Priority date: 1978-08-21
Filing date: 1979-08-20
Publication date: 1986-05-28
Also published as: JPS5527973A; JPS6238664B2; US4241348A; DE2933692A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Radarvorrichtung für Fahrzeuge, in der eine Sendeantenne und eine Empfangsantenne in V-Form angeordnet sind.

Es sind verschiedene Arten von Radarvorrichtungen zum Messen des Abstands zwischen Fahrzeugen, zum Auffinden eines davorliegenden Hindernisses und für ähnliche Zwecke vorgeschlagen worden. Eine bekannte Radarvorrichtung unter Verwendung einer V-Antenne, wie sie in Fig. 1 gezeigt Ist, hat den Vorteil, daß sie kaum von einer Hochfrequenzwellenstöruvsg durch ein In entgegensetzter Richtung fahrendes Fahrzeug beeinflußt wird (JP-OS 53 80 196). Die V-förmige Antenne enthält Schlitzantennen 1 und 2, die in V-Form angeordnet sind, eine Sende-Empfängerelnhelt 3, die an der Verbindung zwischen der Antenne 1 und der Antenne 2 vorgesehen ist, und halbzylindrische parabolische Reflektoren 4 und 5, die jwells an den Antennen 1 und 2 angebracht sind. Die Polarisationsebene jeder Antenne Ist In einem Winkel von 45° relativ zur Vertikalen geneigt. Der sich ergebende Strahl hat eine scharfe Keule.

Bei Verwendung einer der Antennen zum Senden und der anderen zum Empfangen werden Ihre Polarlsatlonsebenen um 90° In bezug auf ein in entgegengesetzter Richtung fahrendes Fahrzeug versetzt, so daß die V-förmlge Antenne Im wesentlichen keiner Hochfrequenzwellenstörung ausgesetzt ist.

Im Falle der Verwendung eines FM-CW (kontinuierliche Welle mit Frequenzmodulatlon)-Radar kann die In Fig. 2 dargestellte Anordnung vorgesehen werden. In FI g. 2 bezeichnen SA eine Sendeantenne, RA eine Empfangsantenne, DCa und DCb Richtungskoppler, Ra und Rb Abschlußwiderstände, FMOSC einen Sendeoszillator, MODOSC einen Modulationsgenerator, MlX eine Mischeinrichtung und AMP einen Verstärker. Die Sendeantenne SA und die Empfangsantenne RA bilden die In Flg. 1 gezeigte V-förmige Antenne. Durch den zwischen dem Sendeoszillator FMOSC und der Sendeantenne AA vorgesehenen Richtungskoppler DCa wird das Ausgangsslenal von dem Sendeoszlllator FMOSC zu dem Richtungskoppler DCb abgezweigt, der zwischen der Mischeinrichtung MIX und der Empfangsantenne RA vorgesehen 1st, und mit einem empfangenen Signal in der Mischeinrichtung MIX gemischt. Das Ausgangssignal der Mischeinrichtung wird durch den Verstärker AMP verstärkt, um davon ein Schwebungsausgangssignal abzuleiten, und eine kontinuierliche frequenzmodulierte Welle wird von der Sendeantenne SA ausgesandt und eine von einem Hindernis o. dg!, reflektierte Welle wird durch die Empfangsantenne RA empfangen, wodurch mit dem Ausgangssignal von dem Verstärker AMP der Abstand zu dem Hindernis oder die Geschwindigkeit relativ zu dem mit der Radarvorrichtung versehenen Fahrzeug gemessen wird.

Die Querschnitte von Hohlrohrwellenleitern mit rechteckigem Querschnitt der Sende- und Empfangsantennen SA und RA am Einspeisepunkt sind um 90° gegeneinander verdreht. DeshalD ist es notwendig, einen verdrehten Hohlrohrwellenlelter zum Koppeln der beiden Antennen μ zu verwenden (Microwave Circuits, 25. 4. 1950, S. 123, Fig. 5.18). Da aber der verdrehte Hohlrohrwellenlelter relativ sperrig 1st, kann die Sende-Empfangseinhelt, die am Sockel der V-förmigen Antenne angeordnet Ist, In den Abmessungen nicht klein gemacht werden.
Bekannt ist es auch, bei CW-Radarsystemen einen zwischen dem Sendeoszlllator und der Sendeantenne angeordneten Richtungskoppler zum Anlegen eines Teils des Ausgangssignals des Senders an einen Mischer sowie einen Abschlußwiderstand zu verwenden (M. J. Skolnlk: »Introduction to Radarsystems«, 1962, S. 399). Dieser Abschlußwiderstand Ist aber nicht eine Im Wert einstellbare Impedanz.

Der Erfindung Hegt die Aufgabe zugrunde, eine Radarvorrichtung für Fahrzeuge zu schaffen, die eine Minlaturislerung der Sende-Empfangselnhelt dadurch ermöglicht, daß unter Beibehaltung einer möglichst geringen -Abhängigkeit der Amplitude von der Frequenz ein verdrehter Hohlrohrwellenleiter vermieden wird.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs.

Die Erfindung wird beispielhaft anhand der Zeichnung beschrieben, In der sind

Flg. 1 eine schematische Darstellung einer V-förmigen Antenne,

Flg. 2 ein Blockschaltbild eines Beispiels einer bisher verwendeten FM-CW-Radarvorrichtung,

FI g. 3 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der Erfindung,

Flg. 4 eine auseinandergezogene perspektivische so Ansicht des Hauptteils der Ausführungsform der Erfindung und

Flg. 5 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen dem Phasenwinkel der Impedanz des Abschlußwiderstands und der relativen Kopplung des Frequenzmodulatorausgangsslgnals mit einer Mischeinrichtung unter Verwendung des Reflexionsfaktors des Abschlußwiderstands als Parameter.

Die in Flg. 3 gezeigten Teile haben dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 2. DC bezeichnet einen kreuzförmlgen Richtungskoppler und R bezeichnet einen Abschlußwiderstand. Ein Teil des Ausgangssignals des Sendeoszillators FMOSC wird durch den kreuzförmigen Richtungskoppler DC abgezweigt und zu der Mischeinrichtung MlX über ein später zu beschreibendes Kopplungselement gegeben.

In Flg. 4 Ist die Sendeantenne SA eine Längsnebenschlußschlltzstrahlerantenne und die Empl'angsantenre RA Ist eine Kantennebenschlußschlitzstrahlcrantenne /.V

und FR sind Flansche. MIX bezeichnet eine Mischeinrichtung, CP bezeichnet ein Kopplungselement, DC bezeichnet einen kreuzförmigen Richtungskoppler und R bezeichnet einen Abschlußwiderstand. Das Kopplungselement CP hat einen sehr dünnen Aulbau, womit eine geeignete Kopplung mittels eines Schlitzes o. dgl. zwischen Hohlrollenwellenleitern mit Rechteckquerschnitt erreicht wird, deren Querschnitte um 90° gegeneinander verdreht sind. Dieses Kopplungselement CP ist zwischen dem Richtungskoppler DC und der Mischeinrichtung MIX angeordnet.

Wenn ein FM-CW-Radar in dem Abschnitt von dem Frequenzmodulator zu der Mischeinrichtung eine Amplituden-Frequenz-Abhängigkeit aufweist, erscheinen eine modulierte Welie und die verzerrte Komponente am Ausgang der Mischeinrichtung und werden der Signalkomponente überlagert, was zu einer verringerten Empfindlichkeit des Radars führt. Es Ist deshalb erwünscht, daß die Amplituden-Frequenz-Charakteristik linear Ist, d. h. in der Praxis eine Abweichung von weniger als 0,1 dB hat. In der Praxis ist jedoch eine Streuung in den Charakteristiken eines Oszillators, eines Richtungskopplers usw. vorhanden und die Amplituden-Frequenz-Charakteristik kann In vielen Fällen einen Gradienten aufweisen. Dieser Gradient kann durch eine Schaltung mit entgegengesetzter Charakteristik kompensiert werden, jedoch führt dies zu einer sperrigen Ausbildung der Radarvorrichtung und somit zu Schwierigkeiten bei der Anwendung in der Praxis.

Gemäß Fig.4 Ist die Sendeantenne SA mit einem ersten Anschluß des Richtungskoppler DC gekoppelt und die Empfangsantenne RA ist über das Kopplungselement CP und die Mischeinrichtung MIX mit einem Anschluß gekoppelt, der senkrecht zu dem ersten Anschluß steht, wodurch die Abmessung der Sende-Empfangseinheit verringert wird, die an dem Sockel der V-förmigen Antenne vorgesehen ist. Die Amplituden-Frequenz-Charakteristik wird linear gemacht, indem der Abschlußwiderstand R so eingestellt wird, daß FM-AM-Umsetzungsrauschen unterdrückt wird.

Flg. 5 zeigt die Ergebnisse der Messung der Veränderung des Betrags der Kopplung eines Teils des Ausgangssignals von dem Sendeoszillator FMOSC zu der Mischeinrichtung MIX In Abhängigkeit von der Impedanz des Abschlußwiderstands R, wobei die relative Kopplung (dB) zum Phasenwinkel (Φ) des Reflexionsfaktors der Abschlußimpedanz unter Verwendung des Reflexionsfaktors \F\ als Parameter dargestellt Ist. Aus FI g. 5 ergibt sich, daß eine Abweichung In der Amplituden-Frequenz-Charakteristik des Sendeoszillators FMOSC und des Richtungskopplers OC verringert werden kann, indem der Reflexionsfaktor und der Phasenwinkel der Abschlußimpedanz in geeigneter Weise ausgewählt werden.

Wenn beispielsweise die Amplituden-Frequenz-Charakterlstlk eines Hochfrequenzelements, wie des Sendeoszillators FMOSC und der Mischeinrichtung MIX linear Ist, ist es ausreichend, den Phasenwinkel Φ mit etwa 90° oder 280° und den Reflexionsfaktor in Übereinstimmung mit der Abweichung einzustellen, so daß eine Neigung in entgegengesetzter Richtung vorgesehen wird. Wenn die Amplituden-Frequenz-Charakteristik linear Ist, wird der Reflexionsfaktor mit Null oder annähernd Null ausgewählt. Wenn eine Verzerrung hoher Ordnung vernachlässigbar ist, wird der Phasenwinkel Φ mit etwa 180°, 0° oder 360° ausgewählt. Wenn es sich um eine sekundäre Amplituden-Frequenz-Charakteristik handelt, wird der Phasenwinkel Φ mit 0° oder 90° ausgewählt, um eine zu der Amplituden-Frequenz-Charakteristik entgegengesetzte Charakteristik zu erhalten, und die Krümmung wird durch geeignete Auswahl des Reflexionsfaktors j Γ | korrigiert.

Die Amplituden-Frequenz-Charakteristik kann somit glatt gemacht werden, indem die Impedanz des Abschlußwiderstands des Richtungskopplers DC. wie oben beschrieben, eingestellt wird. Diese Einstellung kann erreicht werden, indem ein variables Dämpfungsglied und ein Phasenschieber an den Anschluß des Abschlußwiderstands angeschaltet werden.

Wie voranstehend beschrieben wurde, verwendet die Erfindung ein Kopplungselement CP anstatt des verdrehten Wellenleiters zum Koppeln der Hohlrohrwellenleiter mit Rechteckquerschnitt des Richtungskopplers DC und der Mischeinrichtung MIX, deren Querschnitte um 90° gegeneinander verdreht sind. Das Kopplungselement CP ist des weiteren sehr dünn und deshalb kann die Sende-Empfangseinheit am Sockel der V-förmigen Antenne klein gemacht werden. Die Amplituden-Frequenz-Charakteristik kann des weiteren linear gemacht werden, indem die Impedanz des Abschiußwlderstands eingestellt wird. Deshalb kann eine hohe Anforderung, die an den Sendeoszillator FMOSC (beispielsweise eine Abweichung S 0,1 dB) gestellt wird, gemildert werden, was zu einer Verringerung der Herstellungskosten führt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Radarvorrichtung für Fahrzeuge mit einer Sendeantenne, die eine durch einen frequenzmodulierten Sendoszillator frequenzmodulierte kontinuierliche Welle aussendet, mit einer Empfangsantenne, die eine reflektierte Welle empfangt, wobei die Sendeantenne und die Empfangsantenne in V-Form angeordnet sind, mit einer Mischeinrichtung, die mit dem empfangenen Signal aus der Empfangsantenne gespeist wird, mit einem zwischen dem Sendeoszillator und der Sendeantenne angeordneten Richtungskoppler zum Anlegen eines Teils des Ausgangssignals des Sendeoszillatcrs an die Mischeinrichtung und mit einem Abschlußwiderstand für den Richtungskopples, wobei ein Hohlrohrwellenleiter mit Rethteckquerschnltt der Mischeinrichtung und ein Hohlrohrwellenlelter des Richtungskopplers so miteinander verbunden sind, daß ihre Querschnitte um 90° gegeneinander verdreht sind, dadurch gekennzeichnet, daß diese Verbindung durch ein mit einem Schlitz versehenes, sehr dünnes Kopplungselement (CP) hergestellt 1st und daß der Abschlußwiderstand (R) von einer im Wert einstellbaren Impedanz gebildet ist.