DE60210232T2

DE60210232T2 - Frontendsensor mit Phasenkodierungsfähigkeit

Info

Publication number: DE60210232T2
Application number: DE60210232T
Authority: DE
Inventors: Kenneth Westford Puglia
Original assignee: Tyco Electronics Corp
Current assignee: TE Connectivity Corp
Priority date: 2001-11-28
Filing date: 2002-11-28
Publication date: 2007-01-04
Anticipated expiration: 2022-11-29
Also published as: DE60210232D1; US20030100285A1; KR100953266B1; US6930631B2; JP4210103B2; JP2003194917A; EP1316813B1; EP1316813A3; KR20030043777A; EP1316813A2

Description

Näherungssensoren von verschiedenen Typen werden in einer Vielzahl von Anwendungen verwendet, bei denen der Abstand zu einem Objekt, und in manchen Fällen die Näherungsgeschwindigkeit von diesem Objekt, bestimmt werden soll. Diese Daten werden oft an einem Verarbeitungssystem zur Analyse bereitgestellt Typischerweise bestimmt diese Analyse, ob der Abstand und/oder die Geschwindigkeit eine vorgegebene Sicherheitsschwelle übersteigt und ob ein Alarm gesetzt werden soll oder eine andere Aktion vorgenommen werden soll. Näherungssensoren werden z.B. in einer Vielzahl von Anwendungen verwendet, die Diebstahlalarmsysteme, eine Hinderniserfassung und Automobile einschließen. Näherungssensoren in Automobilen werden verwendet, um die relative Position und Näherungsgeschwindigkeit von anderen Automobilen oder Objekten in der Nähe des Automobils zu bestimmen. Diese Sensoren müssen physikalisch klein, leichtgewichtig, höchst zuverlässig und kostengünstig sein. Die Anforderungen der Systeme, die diese Sensoren verwenden, sind oft relativ streng sowohl im Hinblick auf das Betriebsverhalten als auch im Hinblick auf die physikalischen oder wirtschaftlichen Faktoren. Je komplexer der Sensor ist, desto mehr Teile umfasst er und desto höher sind demzufolge die Kosten, die Masse, das physikalische Volumen des Sensors und je niedriger die Zuverlässigkeit des Sensors.
Deshalb wird es wünschenswert sein, einen Sensor bereitzustellen, der weniger Komponenten verwendet, um die Kosten, die Größe und das Gewicht des Sensors zu verringern und die erforderliche Funktionalität und Zuverlässigkeit bereitzustellen.
Die EP-A-0 940 690, die so angesehen wird, dass sie den nächsten Stand der Technik darstellt, umfasst einen Mikrowellensensor zum Bestimmen der Geschwindigkeit und Richtung eines sich bewegenden Objekts. Der Sensor umfasst einen Mischer, einen Phasenschieber und eine Sende/Empfangs-Antenne, die in Serie angeordnet sind, wobei der Mischer einen einzelnen Zwischenfrequenzausgang aufweist. Der Zwischenfrequenzausgang wird synchron mit dem Phasenschieber geschaltet, der zwischen einer Phasenverschiebung von 0° und einer Phasenverschiebung von 45° umgeschaltet wird. Obwohl der Mischer nur einen einzelnen Zwischenfrequenzausgang aufweist, stellt die Umschaltung zwei Ausgangskanalsignale mit einer Phasendifferenz von 90° dazwischen bereit, um eine Bestimmung der Richtung der Bewegung zu ermöglichen.
Die vorliegende Erfindung besteht in einem Frontend-Sensor für einen elektrischen Sensor, wie im Anspruch 1 hier aufgeführt. Sie erlaubt die Bereitstellung eines Frontend-Sensors, der weniger Teile aufweist, während er eine technische Funktionalität durch Verwendung von mehrfach Modus-Teilen bereitstellt, d.h. Teilen, die sowohl zum Senden als auch zum Empfangen verwendet werden. Der Frontend-Sensor umfasst eine Dauerwellen-Signalquelle (continuous wave signal source), die als eine Signalquelle arbeitet, wenn das Frontend ein Signal sendet, und als ein lokaler Oszillator, wenn das Frontend ein Signal empfängt. Der Frontend-Sensor umfasst auch einen Dreimodus-Mischer, der in zweckdienlicherweise als ein Phasenmodulator arbeitet, wenn das Frontend ein Signal sendet und als ein Mischer/Abwärtswandler, wenn das Frontend ein Signal empfängt. Der Frontend-Sensor umfasst ferner eine Antenne, die sowohl als eine Sendeantenne zum Senden eines Sensorssignals als auch zum Empfangen eines reflektierten Signals von einem Objekt dient Ein Phasenschieber kann hinzugefügt werden, um eine vorgegebene Phasenverschiebung in dem gesendeten Sensorsignal, dem empfangenen reflektierten Signal oder beiden bereitzustellen, so dass gleichphasige und Quadratur-Signalkomponenten bereitgestellt werden. Ein Empfängermodul ist mit dem Dreifachmodus-Mischer derart gekoppelt, dass dann, wenn ein reflektiertes Signal empfangen wird, der Empfänger ein Basisband-Sensorausgangssignal bereitstellt, das verwendet werden kann, um die Position und Geschwindigkeit des Objektes zu bestimmen. Ein Abtastmodul kann hinzugefügt werden, so dass das Sensorausgangssignal abgetastet und als ein analoges Signal bereitgestellt wird, oder das abgetastete Sensorausgangssignal kann an einem Analog-Normal-zu-Digital-Wandler bereitgestellt werden, um das Sensorausgangssignal in ein digitales Format umzuwandeln, oder beides.
Insbesondere wird ein Frontend-Sensor offenbart, der eine Antenne mit einem Antennen-Tor und einer gemeinsamen Öffnung zum Senden eines Sensorsignals und Empfangen eines reflektierten Signals einschließt. Eine Dauerwellen-Signalquelle ist mit einem ersten Eingang eines Dreimodus-Mischers gekoppelt, der einen vorgegebenen Betrag eines Signals zwischen dem ersten Eingang und einem ersten Eingangs-/Ausgangs-Tor bereitstellt. Das von dem ersten Eingangstor an dem ersten Eingangs-/Ausgangs-Tor bereitgestellte Signal wird Impuls- und Phasen-moduliert durch ein Phasenmodulationssignal, das an einem zweiten Eingangs-/Ausgangs-Tor des Dreimodus-Mischers durch einen Phasenmodulator bereitgestellt wird. Das Phasen-modulierte Signal verlässt den Dreimodus-Mischer an dem ersten Eingangs-/Ausgangs-Tor und wird an dem Anntennen-Tor zur Übertragung davon als das Sensorsignal bereitgestellt. Wenn ein Objekt innerhalb der Strahlbreite der Antenne ist, wird ein Teil des Sensorsignals zurück an die Antennenöffnung als das reflektierte Signal reflektiert und wird an das erste Eingangs-/Ausgangs-Tor des Dreimodus-Mischers gekoppelt. Die Dauerwellen-Signalquelle. die mit dem ersten Eingang gekoppelt ist. wirkt als ein lokaler Oszillator und der Dreimodus-Mischer mischt den lokalen Oszillator und das empfangene reflektierte Signal und stellt ein Basisband-Videoausgangssignal von dem zweiten Eingangs-/Ausgangs-Tor bereit. Ein Sende-Empfangs-Schalter wird verwendet, um das zweite Eingangs-/Ausgangs-Tor zwischen dem Phasenmodulator und einem Empfänger-Prozessor umzuschalten. Der Empfänger-Prozessor umfasst ein Phasendemodulator, an der das Basisband-Videoausgangssignal demoduliert und das demodulierte Basisband-Videoausgangssignal als ein Sensorausgangssignal bereit stellt.
Die Erfindung lässt sich vollständiger durch Bezugnahme auf die folgende ausführliche Beschreibung in Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen verstehen. In den Zeichnungen zeigen:
1 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Frontend-Sensors gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 ein Blockdiagramm des Senders und des Phasencode-Modulators des Frontend-Sensors, der in 1 dargestellt ist;
3 ein Blockdiagramm des Empfängers und Phasencode-Demodulators des in 1 dargestellten Frontend-Sensors;
4 eine Vielzahl von Graphen, die den Betrieb des in 1 gestellten Frontend-Sensors darstellen;
5A und 5B zwei Ausführungsformen eines Dreimodus-Mischers, geeignet zur Verwendung in dem in 1 dargestellten Frontend-Sensor;
6A eine Ausführungsform eines einpoligen Umschalters, geeignet zur Verwendung in dem Frontend-Sensor, der in 1 dargestellt ist;
6B einen Impulsgenerator zur Verwendung mit dem einpoligen Umschalter in 6A, wobei die Kombination zur Verwendung in dem in 1 gezeigten Frontend-Sensor geeignet ist;
7 eine Ausführungsform eines Phasenschiebers, der zur Verwendung in dem Frontend-Sensor geeignet ist, der in 1 gezeigt ist;
8 ein Abtastmodul, das zur Verwendung mit dem Frontend-Sensor geeignet ist, der in 1 gezeigt ist;
9 ein Blockdiagramm eines Exponential-Mittelungsmoduls, das zur Verwendung in dem Frontend-Sensor geeignet ist, der in 1 gezeigt ist; und
10 ein Blockdiagramm einer anderen Ausführungsform eines Frontend-Sensors gemäß der vorliegenden Erfindung.
1 zeigt ein Blockdiagramm der Architektur eines Frontend-Sensors gemäß der vorliegenden Erfindung. 2 und 3 zeigen die Senderfunktionen mit einem Phasenmodulator bzw. die Empfängerfunktionen mit einem Phasencode-Demodulator. Die 4–9 zeigen Schaltungen, die zur Verwendung in dem Frontend-Sensor geeignet sind, der in den 1-3 gezeigt ist und 10 zeigt eine andere Ausführungsform des Frontend-Sensors. Obwohl die vorhergehenden Ausführungsformen in Bezug auf Mikrowellenfrequenzen und Komponenten beschrieben werden, kann die Vorrichtung und die Verfahren. die hier beschrieben werden, auf andere Frequenzen und Systeme angewendet werden.
Wie in 1 dargestellt, stellt ein Controller 104 eine Vielzahl von Steuersignalen bereit, um das richtige Timing und den richtigen Betrieb der verschiedenen Komponenten in dem Frontend-Sensor 100 sicherzustellen. Der Frontend-Sensor 100 umfasst einen Sender/Empfänger 106, der ein phasen-moduliertes Sensorsignal 121 von einer Antenne 102 senden und gleichzeitig kohärent ein reflektiertes Signal 123 empfangen und dieses Signal für eine weitere Verarbeitung als ein Basisband-Videosignal abwärts wandeln kann.
Insbesondere empfängt der Sender/Empfänger 106 zwei Steuersignale von dem Controller 104. Ein erstes Steuersignal ist ein Sende-Empfangs-Steuersignal 101, das die Verzweigung von Signalen innerhalb des Sender/Empfängers 106 bestimmt. Ein zweites Steuersignal wird an dem Sender/Empfänger 106 als ein I/Q Signal 115 bereitgestellt, welches bestimmt, ob das Sensorsignal ein „gleichphasiges" oder „quadraturphasen" Signal ist. Der Controller bestimmt, ob das Signal ein Quadratursignal sein soll und wenn dem so ist, wird der Controller das I/Q Signal 115 an einem Phasenschieber (in 1 nicht gezeigt) bereitstellen, um das gesendete und/oder empfange Signal in der Phase zu verschieben. Der Sender/Empfänger 106 empfängt auch ein Phasenmodulationssignal 103 von dem Phasenmodulator 108. Der Phasenmodulator 108 empfängt ein Phasenmodulator-Steuersignal 113 von dem Controller 104 und reagiert auf das Phasenmodulator-Steuersignal 113 durch Wählen von einem einer Vielzahl von vorgegebenen Signalphasenzuständen. In der illustrativen Ausführungsform werden zwei Signalzustände verwendet. Der Phasenmodulator 108 stellt das Phasenmodulationssignal 103, das dem Phasenmodulations-Steuersignal 113 entspricht, an dem Sender/Empfänger 106 bereit. Der Sender/Empfänger 106 moduliert das Sendersignal unter Verwendung des Phasenmodulationssignals 103 in der Phase.
Das phasenmodulierte Sendersignal wird an dem Phasenschieber 206 bereitgestellt und wenn das Sendersignal ein Quadratursignal ist, wird das Sendersignal durch den Phasenschieber 206 in der Phase verschoben. Dieses phasenmodulierte und möglicherweise phasenverschobene Sendersignal wird an dem Antennentor bereitgestellt und von der gemeinsamen Öffnung der Antenne 102 als Sensorsignal 121 abgestrahlt. Wenn ein Objekt 122 innerhalb der Strahlbreite der Antenne 102 vorhanden ist, dann reflektiert das Objekt 122 das Sensorsignal 121 und die Antenne fängt einen Teil des reflektierten Signals 123 in der gemeinsamen Öffnung ein. Der eingefangene Teil des reflektierten Signals 123 wird an dem Sender/Empfänger 106 über die Leitung 119 für eine Abwärtswandlung und weitere Verarbeitung bereitgestellt.
Der Sender/Empfänger 106 empfängt den eingefangenen Teil des reflektierten Signals 123 über die Antenne 102 und die Leitung 119 und stellt als einen Ausgang ein Basisband-Videoausgangssignal 117 bereit. Das Basisband-Videoausgangssignal 117 ist das abwärtsgewandelte Videosignal und stellt die Amplitude und Phase des eingefangenen Teils des reflektierten Signals 123 dar. Das abwärts gewandelte Basisband-Videosignal 117 wird an einem Vorverstärker 110 bereitgestellt, der mit dem Sender/Empfänger 106 gekoppelt ist. Der Vorverstärker 110 stellt als einen Ausgang ein verstärktes Signal bereit, das eine Funktion des Breitband-Videosignalausgangs 117 ist, der von dem Sender/Empfänger 106 empfangen wird. Der Vorverstärker 110 wird in einer Ausführungsform auch mit dem Controller 104 gekoppelt und empfängt ein Empfindlichkeitszeitsteuerungs-(Sensitivity Time Control; STC)Signal davon. Das STC Signal ist ein Verstärkungssteuersignal, um eine Empfängerverstärkungseinstellung für nahegelegene Objekte zu verringern, um zu verhindern, dass der Empfänger von den reflektierten Signalen von einem nahegelegenen Objekt in Sättigung geht.
Der Ausgang des Vorverstärkers 110 wird an dem Eingang des Phasenmodulators 112 bereitgestellt. Der Phasendemodulator 112 empfängt ebenfalls ein Phasendemodulationssignal 107 von dem Controller 104 und reagiert auf das Phasendemodulatorsignal durch Anwenden eines Phasendemodulator-Verfahrens auf das vorverstärkte Basisbandvideosignal, das das umgekehrte Verfahren des Phasenmodulationsverfahrens ist, das durch den Phasenmodulator 108 gewählt wird. Der Phasendemodulator 112 stellt als einen Ausgang ein phasendemoduliertes Signal bereit.
Ein Abtast- und Halte-Modul 114 ist mit dem Phasendemodulator 112 und mit dem Controller 104 gekoppelt. Das Abtast- und Halte-Modul empfängt ein Abtast- und Halte-Signal 109 von dem Controller 104 und reagiert auf das Abtastsignal 109 durch Abtasten des phasendemodulierten Ausgangssignals. Das Abtast- und Halte-Modul 114 stellt dieses abgetastetes Signal als ein analoges Sensorausgangssignal 118 bereit. Das abgetastete Signal kann auch mit einem Analog-Zu-Digital-Wandler 116 gekoppelt werden, der einen digitalisierten Ausgang 120 der Sensorausgänge 118 für eine digitale Speicherung und Analyse bereitstellt.
2 zeigt den Sender- und Phasenmodulator-Teil des in 1 dargestellten Frontend-Sensors 100. Insbesondere zeigt 2 die Mikrowellenkomponenten 201 und die Sende- und Phasenmodulator-Komponenten 203. Die Mikrowellenkomponenten 201 umfassen einen Dauerwellen-(CW; Continuous Wave)-Signal Oszillator 202, der ein Sender/Empfänger-Signal mit einer ersten Frequenz, einer ersten Amplitude und einer ersten Phase bereitstellt. Wie voranstehend diskutiert, wird das Sender/Empfänger-Signal während der Übertragung verwendet, wenn es das Signal ist, das moduliert und von der Antenne 102 als das Sensorsignal 121 abgestrahlt werden wird. Zusätzlich wird das Sender/Empfänger-Signal auch verwendet, wenn ein eingefangener Teil des reflektierten Signals 123 als das lokale Oszillatorsignal in dem Dreimodus-Mischer empfangen wird, der verwendet wird, um den eingefangenen Teil des reflektierten Signals 123 abwärts zu wandeln. Der (CW) Signaloszillator 202 kann irgendein aktives Element sein, das konsistent mit der gewünschten Betriebsfrequenz ist. Typischerweise ist für eine gewünschte Betriebsfrequenz durch das X-Band ein bipolar Übergangs-Transistor geeignet, und für gewünschte Frequenzen durch ein W-Band können Feldeffekttransistoren oder GUNN Einrichtungen geeignet sein. Ein Resonator mit hohem Q (nicht gezeigt) kann hinzugefügt werden, um eine erhöhte Frequenzstabilität bereitzustellen.
Mischer werden im allgemeinen in Sendern als Aufwärtswandler und Phasenmodulatoren und in Empfängern als Abwärtswandler verwendet. Typischerweise wird ein Mischer zwei Eingänge aufweisen, einer, der das lokale Oszillatorsignal empfängt, und ein anderer, der das Signal empfängt, welches abwärts gewandelt werden soll. In dem hier offenbarten Frontend-Sensor dient der Dreimodus-Mischer 204 nicht nur als ein Mischer in dem Empfängermodus, sondern wird auch als ein Sendeimpuls-Modulator und Phasenmodulator in dem Sendemodus arbeiten. Dieser Dreimodus-Betrieb erlaubt dem Frontend-Sensor die Anzahl der Teile des Frontend-Sensors durch Verwendung von einigen der Komponenten beim Senden als auch beim Empfangen zu verringern.
Der Dreimodus-Mischer 204 empfängt das Sender/Empfänger-Signal von dem CW Signaloszillator 202 an dem ersten Eingangstor 205. Das erste Eingangs-/Ausgangs-Tor 207 des Dreimodus-Mischers 204 wird verwendet, um das phasenmodulierte Empfängersignal an einem Phasenschieber 206 während des Sendebetriebs bereitzustellen oder den eingefangenen Teil des reflektierten Signals 123 von dem Phasenschieber 206 während eines Empfängerbetriebs zu empfangen.
Das Signal, das von der Antenne 102 als das Sensorsignal 121 gesendet werden soll, wird an den Dreifachmodus-Mischer 204 bereitgestellt. Der Dreifachmodus-Mischer 204 übergibt einen Signalimpuls mit einer ausreichenden Amplitude zwischen dem ersten Eingangstor 205 und dem ersten Eingangs-/Ausgangs-Tor 207 derart, dass der Teil des Sender/Empfänger-Signals, das dadurch bereitgestellt wird, als ein Ausgang von dem ersten Eingangs-/Ausgangs-Tor 207 bereitgestellt wird. Der Betrag des Signals, welches bereitgestellt wird, muss ausreichend sein, so dass der Teil des Sender/Empfänger-Signals, das von dem Dreimodus-Mischer 204 an den Phasenschieber 206 umgeschaltet und von der Antenne 102 gesendet wird, ausreichend ist, um Objekte gemäß der gewünschten Systemspezifikationen zu erfassen. Der Betrag der Leistung, die benötigt wird, ist typischerweise eine Funktion des spezifizierten Erfassungsbereichs, des Radarquerschnitts des spezifizierten Objekts, der Verstärkung der Antenne, und der Empfindlichkeit des Empfängers. Zusätzlich arbeitet der Dreimodus-Mischer, beim Senden, als ein Phasenmodulator und wird den Phasenzustand des Sender/Empfänger-Signals im Ansprechen auf Phasenmodulationssignale 103 einstellen, die an einem zweiten Eingangs-/Ausgangs-Tor 209 von dem Phasenmodulator 203 empfangen werden.
In der in 2 dargestellten Ausführungsform verwendet der Phasenmodulator 203 ein mit zwei Phasen umgetastetes „BPSK" (Bi-Phased Shift Keyed) Phasenmodulationsverfahren, wobei das BPSK Phasenmodulationsverfahren zwei Phasenzustände einschließt, die eine Null „0" und eine Eins „1" darstellen, die in der dargestellten Ausführungsform entweder gleichphasig, d.h. 0° zueinander phasenverschoben, oder gegenphasig, d.h. 180° jeweils zueinander phasenverschoben, sind. Der Phasenmodulator 203 stellt einen von diesen zwei Phasenzuständen an dem Eingang/Ausgang 204 des ausgeglichenen Mischers bereit. Die besondere Wahl der zwei Bi-Phasen-Komponenten wird über den Schalter 212 gewählt, der durch ein Signal 113 von dem Controller 104 gesteuert wird. In der dargestellten Ausführungsform werden die zwei Phasenzustände durch die umgekehrte Polarität der Spannungsquellen 214 und 216 und durch Anwenden von einer der zwei entgegengesetzten Polaritäten an das zweite Eingangs-/Ausgangs-Tor 209 des Dreimodus-Mischers 204 erzeugt.
Der Schalter 210 erlaubt die Umschaltung der Sender/Empfänger-Sende/Empfangs-Funktion unter der Steuerung des Sende-Empfangs-Signals 101, das von dem Controler 104 empfangen wird. Wenn der Schalter 210 in der Sende, „T", Position ist, stellt der Phasenmodulator 203 in Reaktion auf das Phasenmodulations-Steuersignal 113 des Phasenmodulationssignal 103 an dem zweiten Eingang/Ausgang 209 des Dreimodus-Mischen 204 bereit. Das Phasenmodulationssignal wird an das Sender/Empfänger-Signal angelegt und in der Phase des bereitgestellten Sender/Empfänger-Signals als ein Ausgang von dem ersten Eingangs/Ausgang 207 des Dreimodus-Mischers 204 reflektiert.
Wie voranstehend diskutiert, kann in einer bevorzugten Ausführungsform der Sender/Empfänger in einem gleichphasen-/quadraturphasen-Modus („I/Q Modus") betrieben werden. In dieser Ausführungsform verschiebt Phasenschieber 206 im Ansprechen auf das I/Q Signal 115 die Phase des phasenmodulierten Sender/Empfänger-Signals um eine vorgegebene Anzahl von Grad vor der Übertragung von der Antenne 102. In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Sender/Empfänger Signal um 45° vor der Aussendung durch die Antenne 102 verschoben. Der I/Q Modus ist besonders vorteilhaft zum Erfassen von stationären Objekten oder Objekten, die einen konstanten Abstand von der Antenne aufrechterhalten, und zwar durch Verwendung von zwei Signalen, die zueinander 90° phasenverschoben sind, d.h. die zwei Signale sind orthogonal zueinander. Jedes der zwei orthogonalen Signale stellt Positionsvektoren in einem orthogonalen Vektorraum dar und der Vektor, der sich aus der Addition von diesen zwei Signalvektoren ergibt, stellt einen Positionsvektor zu dem Objekt für die Zeitperiode der zwei Messungen dar.
3 zeigt einen Sender/Empfänger 106, wenn der Schalter 210 in der Empfänger-, oder „R", Position ist. Insbesondere zeigt 3 die Mikrowelleneinrichtungen 201, die die CW Signalquelle 202, den Dremodus-Mischer 204, den Phasenschieber 206 und die Antenne 102, die die reflektiert Energie 123 empfängt, einschließen. Ein Teil der reflektierten Signalenergie 123 wird durch die Antenne 102 eingefangen und an dem Phasenschieber 206 bereitgestellt. Wenn, wie voranstehend diskutiert, der Frontend-Sensor 100 in einem I/Q Modus betrieben werden soll, stellt der Phasenschieber 206 eine Phasenverschiebung von 45° vor der Aussendung von der Antenne 102 bereit Wenn in dem I/Q Modus gearbeitet wird, verschiebt der Phasencontroller 206 den eingefangenen Teil des reflektierten Signals 123 um einen vorgegebenen Betrag, der typischerweise 45° ist. In dieser Weise sind die empfangenen Signale um 90° phasenverschoben, d.h. sie sind in Quadratur. In einer Ausführungsform, bei der mehrere Impulse für jedes Signal verwendet werden, gibt es keine Überlappung zwischen den I & Q Impulsen, so dass eine vorgegebene Anzahl von Gleichphasen-Impulsen gesendet werden, gefolgt von einer vorgegebenen Anzahl von Quadraturimpulsen. Wenn der Frontend-Sensor nicht in dem I/Q Modus arbeitet, dann übergibt der Phasenschieber 206 das empfangene reflektierte Signal an das erste Eingangs-/Ausgangs-Tor 207 des Dreimodus-Mischers 204.
Der eingefangene Teil des reflektierten Signals 123, das an dem ersten Eingangs-/Ausgangs-Tor 207 bereitgestellt wird, wird mit dem Sender/Empfänger-Signal von dem CW Signal-Oszillator, das an dem ersten Eingang 205 bereitgestellt wird, als das lokale Oszillatorsignal in dem Dreimodus-Mischer 204 kombiniert und auf ein Basisbandsignal abwärts gewandelt. Der Ausgang des Mischers 204, d.h. das Basisband-Videosignal wird an dem zweiten Eingangs-/Ausgangs-Tor 209 bereitgestellt. In der dargestellten Ausführungsform wird das Basisband-Videosignal von einem BPSK phasemodulierten Signal abgeleitet und die Mischung in dem Dreimodus-Mischer 204 ist der Art nach somit kohärent, das Basisband-Videosignal wird auch bipolar sein, d.h. das Basisband-Videosignal wird sowohl positive als auch negative Spannungen aufweisen. Das Basisband-Videosignal wird über den Sende-Empfangs-Schalter 210, in der R Position an den Vorverstärker 110 verbunden.
Der Vorverstärker 110 empfängt das Basisband-Videosignal und kann auch das STC-Befehlssignal 105 empfangen. Wie voranstehend diskutiert, wird das STC-Befehlssignal verwendet, um die Verstärkung des Vorverstärkers 110 einzustellen, um eine Empfängersättigung zu vermeiden, die durch nahegelegene Objekte verursacht werden kann. Das vorverstärkte Basisband-Videosignal wird einem Phasenmodulator 112 bereitgestellt, der einen Kondensator 304 und 306 und einen Phasendemodulator-Schalter 308 einschließt. Der Phasendemodulator-Schalter 308 reagiert auf das Phasendemodulations-Steuersignal auf der Leitung 107, das durch den Controller 104 bereitgestellt und verwendet wird, um die erforderliche Phasendemodulation an dem Basisband-Videosignal bereitzustellen. Der Schalter 308 schaltet im wesentlichen synchron mit dem Schalter 212 (2), um ein Demodulationsverfahren bereitzustellen, welches im wesentlichen synchron zu dem modulierenden Signal ist. In der dargestellten Ausführungsform, bei der eine BPSK Phasenmodulation verwendet wird, ist ein Ausgang des Vorverstärkers (10 ein invertierender Ausgang und der andere Ausgang ist ein nicht-invertierender Ausgang. Die richtige Phasendemodulation des vorverstärkten Basisband-Videosignals wird deshalb das bipolare Basisband-Videosignal in ein unipolares Signal umwandeln. Der Ausgang des Demodulators 112 wird an dem Abtastmodul 114 bereitgestellt, das auf das Abtastsignal 109 reagiert, das durch den Controller 104 bereitgestellt wird, und zwar durch Abtasten des phasendemodulierten Signals. Das abgetastete Signal wird als ein Sensorausgang 118 oder als ein Eingang an einem Analog-Zu-Digital-Wandler 116 oder als beide bereitgestellt. Der Analog-Zu-Digital-Wandler 116 reagiert auf das A/D Umwandlungssignal 111 durch Bereitstellen einer digitalen Darstellung 120 des abgetasteten phasendemodulierten Signals als ein Ausgang.
4 zeit eine Serie von Graphen, die den Betrieb des Frontend-Sensors, der in 1 dargestellt ist, während aufeinander folgender Sende- und Empfangs-Zyklen 401 bzw. 403, darstellen. Der Graph 402 zeigt das Sensor-Sendesignal 121, der Graph 404 zeigt das empfangene reflektierte Signal 123, der Graph 406 zeigt das Basisband-Videosignal, der Graph 408 zeigt das phasendemodulierte Videosignal und der Graph 410 zeigt das abgetastete Ausgangssignal. Insbesondere ist der erste gesendete Sensorsignalimpuls 416 beliebig definiert als „1" Zustand und der zweite Sensorsignalimpuls 418, der zu dem ersten Impuls 416 um 180° phasenverschoben ist, wird beliebig als eine „0" definiert, wie im Graph 402 dargestellt Die ersten und zweiten empfangenen reflektierten Signalimpulse 420 und 422 entsprechen den ersten und zweiten gesendeten Impulsen 416 bzw. 418 und sind gedämpfte und in der Zeit verzögerte Versionen davon, wie in dem Graph 404 dargestellt. Die abwärts gewandelten Basisband-Videoimpulse 424 und 426, die dem ersten und zweiten Empfangsimpulsen entsprechen, sind der Art nach bipolar, wie voranstehend diskutiert und in dem Graph 406 dargestellt. Die abwärts gewandelten Basisband-Videosignale sind als Folge des Betriebs des Dreimodus-Mischers beim Mischen der empfangenen reflektierten Signale kohärent mit der CW Signalquelle zweiphasig (Bi-Phase). In der dargestellten Ausführungsform sind die Basisband-Videoausgangssignale proportional zu der relativen Phase der empfangenen Signale, im Vergleich zu den kohärenten Signalen, die durch die CW Signalquelle bereitgestellt werden, die in dem Dreimodus-Mischer verwendet wird, und zu der Stärke des eingefangenen Teils der reflektierten Signale. Die zweiphasigen (Bi-Phase) Basisband-Videosignale werden auf einphasige Signale (Uni-Phase) unter Verwendung des bekannten Phasencodes durch den Demodulator umgewandelt, wie in dem Graph 408 gezeigt. Schließlich wird der abgetastete Ausgang 432 bereitgestellt, wie in dem Graph 410 dargestellt.
Die 5A und 5B zeigen zwei Ausführungsformen des Dreimodus-Mischers, die geeignet sind zur Verwendung in dem Frontend-Sensor 100, der in 1 dargestellt ist. 5A ist ein doppelt ausgeglichener Mischer („DBM") 500, der in ersten und zweiten Baluns 504 bzw. 508 und einen Quaddioden-Ring 506 einschließt. Insbesondere ist der erste Balun 504 mit dem ersten Eingang 205 gekoppelt, der der „L" Eingang des lokalen Oszillators ist. Der Balun 504 teilt das Eingangssignal auf und stellt ein symmetrisches Signal an den Quaddioden-Ring 506 bereit. In dieser Ausführungsform des Dreimodus-Mischers können die Dioden 501, 503, 505 und 507 als Schalter gedacht werden und insbesondere als Paar von Schaltern, die verwendet werden, um die Polarität des Signals umzudrehen, das an den zweiten Balun 508 angelegt wird. Die Dioden 507 und 503 bilden ein erstes Diodenumschaltpaar und Dioden 501 und 505 bilden ein zweites Diodenumschaltpaar.
Wenn als ein Sender betrieben, werden die zwei Paare von Diodenschaltern durch Anwenden eines positiven oder negativen Stroms an das zweite Eingangs-/Ausgangs-Tor 209 ein- und ausgeschaltet. Ein positiver Strom, der an dem zweiten Eingangs-/Ausgangs-Tor 209 bereitgestellt wird, wird die Dioden 507 und 503 einschalten und die Dioden 501 und 505 ausschalten. In ähnlicher Weise wird ein negativer Strom, der an das zweite Eingangs-/Ausgangs-Tor angelegt wird, die Dioden 501 und 505 einschalten und die Dioden 503 und 507 ausschalten. In dieser Weise kann die Phase des Signals, das von dem L Eingang gesendet wird. d.h. dem ersten Eingang 205 an den R Eingang, oder das erste Eingangs-/Ausgangs-Tor 207, beeinflusst werden.
Wenn ein Betrieb als ein Empfänger vorgenommen wird, werden die Paare von Diodenschaltern durch das Signal, das an dem ersten Eingang 205 bereitgestellt wird, d.h. dem L Eingang des Dreimodus-Mischers, ein- und ausgeschaltet. Für ein positiv gehendes Signal werden die Dioden 503 und 507 eingeschaltet und die Dioden 501 und 505 werden ausgeschaltet. Für ein negativ gehendes Signal an dem ersten Eingang 205 werden die Dioden 501 und 505 eingeschaltet und die Dioden 503 und 507 werden ausgeschaltet. Wie ersichtlich sein kann, wird dies den Effekt einer Umkehrung der Polarität des Ausgangsbaluns 508 haben, wobei effektiv der Signaleingang von dem ersten Eingangs-/Ausgangs-Tor mit einer Serie von Impulsen bei der ersten Frequenz effektiv multipliziert wird, wobei die zwei Signale effektiv zusammen gemischt werden.
5B zeigt eine andere Ausführungsform eines Dreimodus-Mischers, der zur Verwendung in dem Frontend-Sensor geeignet ist, der in 1 gezeigt ist. Der Mischer 520 ist ein einzelner ausgeglichener Mischer. Der einzelne ausgeglichene Mischer 520 weist eine eigentümliche Isolation zwischen dem ersten Eingangstor 205 und dem ersten Eingangs-/Ausgangs-Tor 207 durch die Null, die zu dem bipolaren Ansteuersignal gehört, von dem Balun 524 über die Dioden 521 und 523 auf. Der Induktor 530 ist vorgesehen, um zu verhindern, dass eine RF Energie von dem ersten Eingangs-/Ausgangs-Tor 207 in das zweite Eingangs-/Ausgangs-Tor 209 eintritt. Der Kondensator 528 wird hinzugefügt, um zu verhindern, dass das abwärts gewandelte Basisband-Videosignal durch das erste Eingangs-/Ausgangs-Tor 209 leckt.
Wenn ein Betrieb als Phasenmodulator vorgenommen wird, wenn das Sensorsignal gesendet wird, wird ein positiver und negativer Strom, der dem zweiten Eingangs-/Ausgangs-Tor 209 eingegeben wird, die Dioden 521 und 523 entsprechend ein- und ausschalten. Dies wird den Effekt einer Umkehrung der Phase des Signals haben, dass durch den Mischer von dem ersten Eingangstor 205 an das erste Eingangs-/Ausgangs-Tor 207 leckt.
Wenn ein Betrieb als ein Mischer vorgenommen wird, wenn das empfangene reflektierte Signal abwärts gewandelt wird, werden die Dioden 521 und 523 entsprechend ein- und ausgeschaltet werden, wenn sich das Signal von dem ersten Eingangstor 205 ändert. In dieser Weise wird das Signal von dem ersten Eingangstor 205 mit dem empfangenen Signaleingang von dem ersten Eingangs-/Ausgangs-Tor 207 in jeder Diode 521 oder 523 gemischt.
6A und 6B zeigen eine Ausführungsform eines einpoligen Umschalters (SPST) unter Verwendung von FET Schaltern und einem geeigneten Impulsgenerator zum Steuern jeweils der FET Schalter. Insbesondere ist ein SPDT Schalter 602 und eine Ersatzschaltung unter Verwendung eines Paars von FET Schaltern 600 in 6A gezeigt. Ein erster FET 604 ist normalerweise mit einem Eingangsanschluss 605 unter Verwendung einer ersten Spannung, die an das Gate 608 angelegt wird, verbunden. Eine komplementäre Spannung wird an das Gate 610 des zweiten FET 606 angelegt, um den zweiten FET auszuschalten und einen normalerweise offenen Kontakt bereitzustellen. Wenn die Spannungen, die an die Gates 612 und 614 angelegt werden, umgeschaltet werden, wird der Mittenanschluss 605 von dem normalerweise geschlossenen Anschluss getrennt und mit dem normalerweise offenen Anschluss verbunden. Für gemäßigte Schaltgeschwindigkeiten, z.B. 10 nsec oder mehr, können geeignet konfigurierte TTL Logikschaltungen verwendet werden, um die Impulse bereitzustellen, die verwendet werden, um die FET Schalter umzuschalten.
Wenn schnellere Impulse benötigt werden, ist ein Impulsgenerator 620, der zur Verwendung mit den FET Schaltern geeignet ist, in 6B gezeigt. Eine Stufenwiederherstellungsdiode (SRD) 642 wird verwendet, die eine schnelle Übergangszeit aufweist, d.h. sie wird schnell von einem leitenden auf einen nicht-leitenden Zustand umschalten, wenn eine umgekehrte Vorspannung angewendet wird. Wenn das Ansteuersignal von der Ansteuereinheit 624 abfällt, wird die SRD abgeschaltet und der schnell negativ gehende Impuls wird an den Kondensatoren 644 und 652 bereitgestellt, die den negativ gehenden Impuls differenzieren werden und einen negativ gehenden Impuls 654 an dem ersten Ausgang 647 und einen komplementären Impuls an einem zweiten Ausgang 649 bereitstellen werden.
7 zeigt eine Ausführungsform eines Phasenschiebers 206, der geeignet ist zur Verwendung mit dem Frontend-Sensor, der hier beschrieben wird. Der Phasenschieber 206 umfasst eine Quadratur-Hybrideinheit 706, die vier Anschlüsse 702, 704, 705 und 707 aufweist. Der Anschluss 702 wird beliebig als der Eingangsanschluss eingestellt Quadratur-Hybrideinheiten sind Einrichtungen, die ein Eingangssignal an einem Anschluss in zwei Signale aufteilen, die auf den Anschlüssen auf der gegenüberliegenden Seite der Hybrideinheit ausgegeben werden. Die zwei Ausgangssignale weisen typischerweise die Hälfte der Leistung des Eingangssignals auf und sind zueinander 90° phasenverschoben. In der dargestellten Ausführungsform wird ein Signaleingang an dem Anschluss 702 aufgeteilt und zwischen den Anschlüssen 705 und 707 in der Phase verschoben. Wenn ein Signal an dem Anschluss 702 eingegeben wird, werden irgend welche Reflektionen, die an den Anschlüssen 705 und 707 vorhanden sind, durch die Hybrideinheit ausgebreitet werden und werden an den Anschlüssen 702 und 704 ausgegeben werden. An sich können die Impedanz und die Reflektivität von irgendeiner Übertragungsleitung oder von Schaltungselementen, die mit dem Anschlüssen 705 und 707 gekoppelt sind, bewirken, dass Reflektionen zurück in die Quadratur-Hybrideinheit 706 geschehen und eine phasenverschobene Version des Eingangssignals an dem Anschluss 702 als ein Ausgang an dem Anschluss 704 bereitstellen. Übertragungsleitungen 708 und 710 sind bei der Frequenz von Interesse bei einer Viertel Wellenlänge und werden als Impedanztransformatoren für die Abschlussimpedanzen wirken. Das Phasenverschiebungs-Steuersignal wird dem Anschluss 722 eingegeben und wird dazu dienen, die PIN Dioden 712 und 714 ein- oder auszuschalten. Wenn sie an sind, werden die PIN Dioden das Anschlussende der Übertragungsleitungen 708 und 710 mit der Viertel Wellenlänge nach Masse kurzschließen, was zu einem Reflektionsvermögen von 1 und einer nahezu unendlichen Impedanz an dem Eingang der zwei Übertragungsleitungen führt. Für den Fall, das die PIN Dioden 712 und 714 ausgeschaltet werden, wird die Impedanz der PIN Dioden 712 und 714 durch die Übertragungsleitungen 708 bzw. 710 mit der Viertel Wellenlänge transformiert werden.
8 zeigt ein Abtastmodul 800, welches zur Verwendung in dem Frontend-Sensor geeignet ist, der in 1 dargestellt ist. Insbesondere umfasst das Abtastmodul 800 ein Frontend 801, das Impulse mit kurzer Dauer bereitstellt. Frontend 801 wird unter Bezugnahme auf 6B beschrieben. Die differenzierten Impulse, die durch die SRD 642 erzeugt werden, werden an die Dioden 802 und 804 angelegt, um sie vorzuspannen. Eine Vorwärts-Vorspannung (forward biasing) der Diode 802 und 804 erlaubt wenigstens einem Teil des Signalstroms, der an dem Abtasteingang 806 vorhanden ist, an den Kondensatoren 644 und 652 bereitgestellt zu werden, um einen Abtastausgang 808 bereitzustellen.
Ähnliche Verarbeitungstechniken, die in dem technischen Gebiet bekannt sind, können hinzugefügt werden, um das Signal-Zu-Rauschverhältnis zu erhöhen, eine Objekterfassung zu verbessern, oder beides. Eine nicht-kohärente Signalintegration wird verwendet, um die Rauschschwankungen auf dem empfangenen Signal zu verringern. Dies ist analog zum Reduzieren der Varianz einer Zufallsvariablen um ihren Mittelwert herum. in einer Ausführungsform kann ein Abtastbefehl zu bestimmten Zeiten während des Empfangs des reflektierten Signals 123 abgegeben werden, so dass bestimmte Bereichsbehälter abgetastet und beobachtet werden. Für irgendeinen bestimmten Bereichsbehälter kann die Zeit zu dem Objekt folgendermaßen bestimmt werden:
wobei c die Lichtgeschwindigkeit ist, R_d der Bereichsbehälter „d" ist und τ_d die Zeitverzögerung ist. Wenn ein I/Q Modus verwendet wird, dann werden mehrere I Kanal und mehrere Q Kanal Abtastwerte während alternierenden Impulswiederholungsfrequenzzyklen aufgenommen und folgendermaßen verarbeitet:
wobei n die Gesamtanzahl von I und Q Abtastwerten ist. Wenn der sich ergebende Wert E einen vorgegebenen Schwellwert übersteigt, kann bestimmt werden, dass ein Objekt erfasst worden ist und in dem Bereichbehälter „d" vorhanden ist. Sowohl Gleichphasen- als auch Quadraturphasen-Signale sollten wenn möglich verwendet werden, um sicherzustellen, dass die stationären Objekte innerhalb des Bereichsbehälters erfasst werden. Es kann gezeigt werden, dass das Signal-Zu-Rausch-Verhältnis verbessert werden kann, wenn die Quadratwurzel der Anzahl von Abtastwerten genommen wird.
Andere Signalverarbeitungstechniken, die Durchschnittsfachleuten in dem technischen Gebiet bekannt sind, können genau so verwendet werden. 9 ist ein Blockdiagramm einer Ausführungsform einer Signalverarbeitungstechnik, die bei den abgetasteten Signalen verwendet werden kann. Insbesondere umfasst die Exponential-Mittelungseinheit 900 einen Eingang 902, der mit einem ersten Multiplizierer 904 gekoppelt ist. Der erste Multiplizierer 904 multipliziert das auf der Eingangsleitung 902 vorhandene Signal und eine erste Konstante 906. Das sich ergebende Produkt wird an dem Summationsmodul 908 bereitgestellt, das das Produkt von dem ersten Multiplizierer 904 mit dem Produkt eines zweiten Multiplizierers 914 addiert. Der zweite Multiplizierer 914 multipliziert eine zweite Konstante 916, die vorzugsweise die Differenz von Eins minus der ersten Konstanten ist, und den sich ergebenden Ausgang 916, der in dem Speicherregister 912 gespeichert worden ist. Es kann gezeigt werden, dass die Verringerung in der Rauschleistungs-Varianz. die sich aus der exponentiellen Mittelung ergibt. folgendermaßen ist:
wobei α der Wert des ersten Koeffizienten ist und σ die Rauschleistungsvarianz des demodulierten Signals ist.
In vorteilhafter Weise wird nur ein einzelnes Speicherregister in der obigen Implementierung verwendet. Zwei getrennte Exponential-Mittelungseinheiten müssen verwendet werden, wenn sowohl I als auch Q Kanäle in einem I/Q System abgetastet werden. In dem Exponential-Mittelungssystem, das in 9 dargestellt ist, können die Gewichtungen der ersten und zweiten Koeffizienten in Übereinstimmung nur den Systemanforderungen geändert werden. Ein kleinerer erster Koeffizient und ein begleitender größerer zweiter Koeffizient werden die Eingangsabtastwerte dämpfen und die vergangenen gemittelten Ausgänge werden dann die dominanten Therme. Wenn ein größerer erster Koeffizient verwendet wird und begleitende kleinere zweite Koeffizienten verwendet werden, dann werden die Eingangsabtastwerte die dominanten Therme in der Gleichung sein und somit ist das System in der Lage, schneller auf Änderungen in den Eingangsdaten zu reagieren. Die Auswahl der geeigneten Werte der ersten und zweiten Koeffizienten wird durch die bestimmten Systemanforderungen bestimmt.
Wie voranstehend diskutiert, können die Sensorsignalimpulse phasen-codiert sein. Wenn eine ausreichende Anzahl von Impulsen in der Phasen-Code-Sequenz eingebaut sind, ist der Empfänger in der Lage, eine Korrelation von störenden Signalen aufzuheben und die Signalerfassung und das Signal-Zu-Rauschverhältnis des Empfängers zu verbessern. Zusätzlich kann das Signal phasen-codiert sein, um den degenerativen Einfluss einer Störung von anderen Signalquellen zu verringern. Insbesondere, wie voranstehend diskutiert, wird das empfangene Signal mit dem ersten Signal derart gemischt, dass ein Ausgang nur bereitgestellt wird, wenn sowohl das empfangene Signal als auch das erste Signal vorhanden sind. Eine Phasencodierung des ersten Signals und eine Korrelation des Phasencodes des empfangenen Signals mit dem ersten Signal kann ermöglichen, dass der hier beschriebene Frontend-Sensor Störungssignale abweist und die Zuverlässigkeit und Sicherheit des Systems erhöht.
10 zeigt eine andere Ausführungsform eines Frontend-Sensors 1000. Insbesondere umfasst das Frontend 1000 eine CW Signalquelle 1002, die mit einem FET 1006 gekoppelt ist, der zusammen mit seinen zugehörigen Komponenten 1004 als ein Verstärker arbeitet, während gesendet wird, und als ein nicht vorgespannter Mischer während eines Empfangs. Diese Ausführungsform erlaubt, dass eine größere Senderleistung verwendet wird. Jedoch, wie in 10 dargestellt, ist eine Phasencodierung nicht möglich, ohne eine zusätzliche Komponente, die speziell hinzugefügt ist, um ein Phasencodierungsverfahren zu implementieren. Abgesehen von der fehlenden Phasenmodulation und Phasendemodulation ist der Betrieb der anderen Komponenten des Frontend-Sensors 1000 identisch zu dem Frontend-Sensor 100 und den hier in den 4–9 beschriebenen Schaltungen.

Claims

Frontend-Sensor (100), umfassend: eine Antenne (102) zum Senden eines Sensorsignals und Empfangen eines reflektierten Signals, eine Dauerwellen-Signalquelle (202), einen Dreimodus-Mischer (204) mit einem Eingangs-Tor (205), das mit der Dauerwellen-Signalquelle gekoppelt ist, einem ersten Eingangs-/Ausgangs-Tor (209), wobei ein Teil eines ersten Signals, das durch die Dauerwellen-Signalquelle zugeführt wird, zwischen dem Eingangs-Tor (205) und dem ersten Eingangs-/Ausgangs-Tor (207) des Mischers gesendet wird und mit der Antenne zur Aussendung davon als ein gesendetes Sensorsignal gekoppelt ist, und der Dreimodus-Mischer ein reflektiertes Signal von der Antenne empfängt und das reflektierte Signal mit dem ersten Signal mischt und, als einen Ausgang von dem zweiten Eingangs-/Ausgangs-Tor (209), ein Basisbandsignal bereitstellt, und einen Empfänger, der mit dem zweiten Eingangs-/Ausgangs-Tor (209) des Mischers verbindbar und konfiguriert und angeordnet ist, um ein Sensorausgangssignal bereitzustellen, gekennzeichnet durch einen Phasenmodulator (108, 203) für eine Phasenmodulation des gesendeten Sensorsignals, einen Phasendemodulator (112) des Empfängers, der konfiguriert und angeordnet ist, um eine Phasendemodulation zu erzeugen, die komplementär zu der Phasenmodulation ist, die durch den Phasenmodulator erzeugt wird, und einen Sende-/Empfangs-Schalter (210) mit einem Signalanschluss, der mit dem zweiten Eingangs-/Ausgangs-Tor (209) des Mischers gekoppelt ist, einem Sendeanschluss, der mit dem Phasenmodulator gekoppelt ist, und einem Empfangsanschluss, der mit dem Phasendemodulator gekoppelt ist.
Frontend-Sensor nach Anspruch 1, wobei die Dauerwellen-Signalquelle (202) dafür ausgelegt ist, um ein Dauerwellensignal an den Dreimodus-Mischer (204) zu führen und, während eines Sendemodus, der Sende-/Empfangs-Schalter (210) betrieben wird, um den Phasenmodulator (203) mit dem Dreimodus-Mischer derart zu koppeln, dass das Dauerwellensignal in der Phase moduliert wird.
Frontend-Sensor nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Dauerwellen-Signalquelle (202) dafür ausgelegt ist, um ein Dauerwellen-Signal an den Dreimodus-Mischer (204) zuzuführen, und, während des Empfangsmodus, der Sende-/Empfangs-Schalter (210) betrieben wird, um den Phasendemodulator (112) mit dem Dreimodus-Mischer zu koppeln, so dass ein empfangenes reflektiertes Signal in der Phase demoduliert wird.
Frontend-Sensor nach Anspruch 1, 2 oder 3, mit einem Phasenschieber (206), der zwischen die Antenne (162) und den Dreimodus-Mischer (204) gekoppelt ist.
Frontend-Sensor nach irgendeinem voranstehenden Anspruch, mit einem Controller (104), der mit dem Sende-/Empfangs-Schalter (210), dem Phasenmodulator (203) und dem Phasendemodulator (112) gekoppelt ist, wobei der Controller konfiguriert ist, um den Sende-/Empfangs-Schalter zwischen den Sende- und Empfangsanschlüssen bei einer vorgegebenen Impulswiederholungsrate umzuschalten und ein Phasenmodulations-Verfahren und ein komplementäres Phasendemodulations-Verfahren an dem Phasenmodulator bzw. Phasendemodulator bereitzustellen,
Frontend-Sensor nach irgendeinem vorangehenden Anspruch, wobei der Dreimodus-Mischer ein Doppelgegentaktmischer (500) ist.
Frontend-Mischer nach irgendeinem vorangehenden Anspruch 1 bis 5, wobei der Frontend-Mischer ein Einfachgegentaktmischer (520) ist.