ES2276148T3 - Procedimiento y sistema para mediciones multiestaticas de radar de proximidad. - Google Patents
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Abstract
Sistema de sensor multiestático para una medición de distancia respecto a un objeto, que presenta una unidad de emisora (Tn) y una unidad receptora (Rm), que presentan en cada caso un oscilador de alta frecuencia (HFO-Tn, , HFO-Rm) y un generador de pulsos (PG-Tn, PG-Rm), caracterizado porque los generadores de pulsos (PG-Tn, PG-Rm) pueden alimentarse con señales de impulsos (TS, RS) procedentes de generadores de señal, pudiendo transmitirse las señales de impulsos (TS, RS) a través de un bus de datos común (B) a la unidad emisora (Tn) y la unidad receptora (Rm), con lo que puede generarse una relación de fases determinística de las señales de alta frecuencia a partir de los osciladores de alta frecuencia (HFO-Tn, HFO-Rm).
Description
Procedimiento y sistema para mediciones
multiestáticas de radar de proximidad.
La invención se refiere a un procedimiento y un
sistema para mediciones multiestáticas de radar de proximidad.
Los procedimientos y sistemas para el montaje y
el funcionamiento de sensores de radar de pulsos existen en formas
diversas y son conocidos desde hace mucho tiempo, por ejemplo por
[1], [2], [3]. Los sensores de radar de pulsos se utilizan como
sensores de nivel de llenado en la técnica de mediciones
industriales como ayuda de aparcamiento o sensor de proximidad en
vehículos automóviles para evitar colisiones, para reproducir el
entorno y para la navegación de vehículos autónomos y sistemas de
transporte como por ejemplo robots e instalaciones transportadoras.
Usualmente funcionan los sensores de radar de pulsos en los campos
de aplicación indicados para frecuencias medias de aprox. 1 GHz
hasta 100 GHz con longitudes típicas de pulsos de 200 ps hasta 2 ns.
Debido a la gran anchura de banda de medida, se denominan tales
sensores desde hace algún tiempo radar de banda ultra ancha
(ultrawideband, UWB). Es común a casi todos los sensores de radar de
pulsos que sus señales de medida presentan un ancho de banda tan
grande que las señales no pueden ser captadas y procesadas
directamente con las tecnologías usuales. Por esta razón utilizan
casi todos los sistemas conocidos los llamados sistemas
secuenciales de exploración. En el principio de exploración
secuencial, que ya es conocido por los primeros osciloscopios
digitales de exploración, se explora la señal de medida
secuencialmente a lo largo de varios ciclos de medida mediante
desplazamiento de los instantes de exploración.
Las soluciones técnicas de conexión para radares
de pulsos son conocidas por ejemplo por el estado de la técnica
antes citado. La GB-A-2 251 149 da a
conocer un sistema como el indicado y un procedimiento para la
medición multiestática de radar de proximidad. El estado de la
técnica describe un impulso de emisión con una determinada
frecuencia de repetición CLK-Tx
(Clock-Transmission, transmisión de reloj), que
se emite, y se explora la señal de recepción reflejada con un
explorador con una frecuencia de repetición CLK-Rx
(Clock-Reception, recepción de reloj). Si las
frecuencias de la secuencia de emisión y las de la secuencia de
exploración se diferencian sólo levemente, entonces se desplazan
ambas secuencias lentamente en su fase una respecto a otra. Este
desplazamiento relativo lento del punto de exploración hacia el
instante e emisión, provoca un proceso de exploración
secuencial.
La figura 1 muestra una forma constructiva
conocida de un radar de pulsos que funciona según el modo antes
descrito. En una unidad de emisión genera un generador de impulsos
de emisión A^{T} una frecuencia de impulsos
CLK-Tx, con la que un generador de pulsos B^{T}
genera cíclicamente breves pulsos de tensión. Con estos breves
pulsos se conecta a continuación un oscilador de alta frecuencia
C^{T} y genera durante la duración de la conexión oscilaciones de
alta frecuencia, que son emitidas como señal de emisión D^{T} a
través de la antena E^{T}. Una cadena idéntica de generadores de
pulsos se establece en un ramal receptor o en una unidad receptora
con los correspondientes elementos A^{R}, B^{R} y C^{R}. La
señal de pulso del oscilador C^{R} se lleva a un mezclador M, que
de esta manera funciona como un explorador, ya que el mezclador es
alimentado también por el otro lado con la señal de recepción
D^{R}. Las componentes de la señal de emisión D del ramal de
emisión, que se reflejan en un objeto O y que llegan como señal de
recepción D^{R} de nuevo de retorno a la antena receptora
E^{R}, se mezclan mediante el mezclador M con la señal de C^{R}
de una banda de base de baja frecuencia. La secuencia de impulsos
de exploración así generada se alisa mediante un filtro pasabanda
BPF y da como resultado así en definitiva la señal de medida LFS
(por lo general Low Frequency Signal, Señal de
Baja Frecuencia).
Para lograr una buena relación
señal-ruido (SNR) de la señal de medida, es decisivo
que los osciladores C^{T} y C^{R} estén entre sí a lo largo de
todos los pulsos en una secuencia en una relación de fase
determinística, es decir, en una relación de fase no estocástica
entre sí. Una tal interrelación determinística de los pulsos
generados mediante C^{T} y C^{R} no se logra sin más, ya que
C^{T} y C^{R} funcionan separados entre sí. Una interrelación
determinística resulta no obstante cuando las señales de pulsos, que
conectan los generadores de pulsos B^{T} y B^{R}, están
constituidas de tal manera que generan armónicos superiores que se
encuentran en la banda de frecuencias de los osciladores de alta
frecuencia C^{T} y C^{R}. Los armónicos superiores dan lugar a
que los osciladores C^{T} y C^{R} no entren en oscilación al
conectar estocásticamente, sino a que se conecten de manera
coherente con los armónicos superiores de las señales B^{T} y
B^{R}. Puesto que las señales y armónicos superiores de los
generadores de pulsos B^{T} y B^{R} son iguales siempre en cada
proceso de conexión, entran en oscilación C^{T} y C^{R} en cada
caso siempre con una fase inicial fija característica, es decir,
que sus señales se encuentran entre sí en una relación en fase y en
tiempo determinística, predeterminada por la secuencia de señales
de emisión y la secuencia de señales de exploración.
El procedimiento para asegurar la interrelación
determinística de los pulsos de emisión y exploración se conoce por
el estado de la técnica, utilizándose por lo general un único
oscilador de frecuencia fija que funciona continuamente, del que se
derivan con ayuda de interruptores los pulsos necesarios. También se
conoce la práctica de utilizar, en lugar de antenas separadas como
E^{T} y E^{R}, igualmente una antena común para emitir y
recibir, separándose las señales de emisión y recepción entre sí por
ejemplo mediante un acoplador direccional.
No obstante, se prefiere en muchas aplicaciones
medir con un sensor de radar distancias no sólo
monodimensionalmente, sino que las escenas del objeto pueden
reproducirse multidimensionalmente. Por ejemplo, para reproducciones
tridimensionales de escenas y las correspondientes determinaciones
precisas de distancia al objeto, bien se mueven los sensores o bien
sus equipos de medición y se realizan sucesivamente mediciones en
lugares distintos o bien en direcciones distintas y/o se utilizan
sistemas con varios sensores distribuidos espacialmente. Tales
sistemas son conocidos por ejemplo por [4], bajo el concepto
"sistemas de sensores multiestáticos". En sistemas
multiestáticos con varios emisores y receptores distribuidos
espacialmente, es ventajoso que en cada caso uno de los emisores
emita una señal, que se refleja en la escena del objeto y que a
continuación es detectada por todos los receptores. En tales
sistemas y en su forma de funcionamiento resulta desde luego el
inconveniente de que ramales emisores y receptores distribuidos
espacialmente usualmente sólo se puedan acoplar entre sí con un
coste muy elevado de tal manera que las fases de sus fuentes de
señal de alta frecuencia están entre sí en una relación
determinística.
Tal como ya se ha descrito antes, una relación
de fases determinística es una premisa básica para lograr una buena
relación señal-ruido. El derivar señales de alta
frecuencia de una fuente común y distribuirlas espacialmente a
través de líneas de alta frecuencia, es desde luego desventajoso
para aplicaciones comerciales, ya que se originan costes muy
elevados y atenuaciones de señal, así como dispersiones de las
señales transmitidas. Por razones similares, quedan excluidos por
lo general circuitos de regulación de fase para el acoplamiento de
varios osciladores.
Así, tiene la presente invención la tarea básica
de indicar un sistema multiestático económico y un procedimiento
con el que pueda lograrse una medición precisa de la distancia.
La tarea se resuelve mediante las
particularidades de las correspondientes reivindicaciones
independientes.
El sistema multiestático de sensores para una
medición de distancia respecto a un objeto presenta una unidad
emisora (Tn) y una unidad receptora (Rm), que presentan en cada caso
al menos un oscilador de alta frecuencia (HFO-Tn,
HFO-Rm) y al menos un generador de pulsos
(PG-Tn, PG-Rm). Los generadores de
pulsos (PG-Tn, PG-Rm) pueden
alimentarse con señales de impulsos (TS, RS) procedentes de
generadores de señal, pudiendo transmitirse las señales de impulsos
(TS, RS) a través de un bus de datos común (B) a las unidades
emisora (Tn) y receptora (Rm), con lo que puede generarse una
relación de fase determinística de las señales de alta frecuencia a
partir de los osciladores de alta frecuencia
(HFO-Tn, HFO-Rm).
Las señales de impulsos presentan entonces una
relación de frecuencias fija, que es conocida por el estado del
generador de impulsos.
El enlace del generador de pulsos
PG-Tn de la unidad emisora Tn con el bus de datos B
se realiza ventajosamente mediante un circuito S_{wn}, con lo que
la activación de las unidades emisoras puede ser controlada por
unidad de control. El enlace del bus de datos B con las unidades
receptoras puede realizarse igualmente a través de un circuito.
En el procedimiento para el funcionamiento del
sistema de sensores antes indicado, se introducen dos señales de
impulsos a través de un bus de datos común B en cada caso en una
unidad emisora y una unidad receptora, y la señal se emite desde
una unidad emisora a un objeto y la señal recibida por el bus de
datos B y que atraviesa la unidad receptora Rm se mezcla con la
señal receptora reflejada por el objeto 0, para generar a partir de
ello una señal de medida evaluable, realizándose un calibrado de una
señal de medida en un eje de distancia en base a una determinación
del punto de origen de las señales de impulsos sobre el bus de datos
común, que compara las fases de dos señales de impulsos a través
del bus de datos.
Bajo eje de distancia se entiende el eje que
forma la evolución de la curva de medida de una medición de
distancia respecto al tiempo.
Resulta especialmente una ventaja en costes
debido a que los elementos de apertura del dispositivo no tienen
que estar conectados en alta frecuencia. Los osciladores de alta
frecuencia de las unidades emisora y receptora respectivamente no
tienen por lo tanto que estar conectados entre sí.
La invención se describirá primeramente en base
a los siguientes ejemplos de ejecución más en detalle. Al respecto
muestra
figura 2 un sistema multiestático
correspondiente a la invención y
figura 3 la utilización de los sistemas
propuestos según la figura 2 en un vehículo automóvil para una
función de ayuda de aparcamiento y
figura 4 un esquema de la configuración para la
unidad receptora utilizada en los sistemas propuestos.
El sistema multiestático de la figura 2 está
compuesto por n y m unidades receptoras y emisoras (en cada caso
R1, T1 a Rm, Tn), que se denominan también ramales receptores o
emisores. Un elemento central de esta estructura es el bus de datos
B, sobre el que se transmiten las señales A^{T} y A^{R} según la
figura 1. A través de este bus de datos se alimentan todos los n y
m ramales de emisión y recepción, por lo tanto, con las señales de
impulsos RS y TS según la figura 2. Con circuitos de multiplexado Sw
a Swn puede elegirse a través de una unidad de control CU en cada
caso uno de los n ramales emisores T1 a Tn como emisor
momentáneamente activo. Pueden recibirse entonces en cada caso
todos los m ramales receptores en paralelo.
Es especialmente preferente que el sistema
sensórico multiestático presente n unidades emisoras Tn y m unidades
receptoras Rm, siendo en cada caso n y m números enteros superiores
o iguales a 1 y presentando las unidades
- -
- al menos un oscilador de señales de alta frecuencia (HFO-Tn, HFO-Rm),
- -
- al menos un generador de pulsos (PG-Tn, PG-Rm),
- -
- y al menos una antena (E^{Tn}, E^{Rm})
y pudiendo alimentarse la unidad
emisora Tn con una señal de impulsos generada por una primera fuente
de impulsos TS y presentando la unidad receptora Rm un mezclador
MIX y pudiendo alimentarse con una señal de impulsos generada por
una segunda fuente de impulsos RS y por una señal recibida de una
antena receptora E^{Rm} y estando conectadas ambas unidades (Tn,
Rm) con una unidad de control CU. Entonces están unidos los
generadores de pulsos (PG-Tn,
PG-Rm) a un bus de datos común B, con lo que también
las unidades emisoras y receptoras pueden alimentarse a través del
bus de datos B con las correspondientes señales de impulsos.
Mediante las señales comunes de impulsos a través del bus de datos
B, se logra una relación de fases determinística de las señales de
alta frecuencia a partir de los osciladores de alta frecuencia
(HFO-Tn, HFO-Rm) de las
unidades.
A continuación se presentará un concepto modular
ventajoso con el que pueden realizarse de manera especialmente
económica cualesquiera sensores de radar de pulsos biestáticos y
multiestáticos. Un juego de chips está compuesto por dos unidades
elementales, una unidad emisora Tn y una unidad receptora Rm. Las
unidades incluyen los siguientes componentes o funciones:
- -
- Una unidad emisora Tn está compuesta por: un oscilador de alta frecuencia HFO-Tn, un oscilador de pulsos de control PG-Tn y dado el caso un filtro HF-FLT (no representado) antes de la salida de la antena E^{Tn}, que se ocupa de que la señal emitida sea conforme con la legislación de permisos a aplicar (por ejemplo en los Estados Unidos FCC 15.3) y dado el caso una antena cerámica integrada E^{Tn}.
- -
- La unidad receptora está compuesta por: un oscilador de alta frecuencia HFO-Rm, un oscilador de pulsos de control PG-Rm, un mezclador MIX y dado el caso un amplificador de bajo ruido, una etapa distanciadora y dado el caso un filtro paso bajo (no representado), que está posconectado directamente al mezclador y dado el caso un filtro HF-FLT detrás de la entrada de antena E^{Rm} que suprime las señales no interesantes o bien perturbadoras y dado el caso una antena cerámica integrada E^{Rm}.
Las fuentes de impulsos TS y RS para las
unidades emisora y receptora se controlan entonces ventajosamente
mediante una unidad común de control CU.
Las señales emisora y receptora de las
correspondientes unidades pueden evidentemente estar
codificadas.
El procedimiento de una medición completa tiene
lugar de tal manera que primeramente una unidad emisora T1 es
elegida por una unidad de control CU como ramal emisor activo o bien
se libera por parte de un circuito multiplexador Sw a través del
bus de datos B. Este emisor genera, tal como se representa en la
figura 1, señales de emisión D^{T}. Esta señales son reflejadas
por ejemplo por un objeto O y son recibidas con el esquema de
exploración secuencial descrito en la introducción de la descripción
en paralelo por todos los ramales receptores R1 a Rm. En
consecuencia, se repite el mismo procedimiento de medida para todos
los demás n ramales emisores. Si se encuentran por ejemplo todas
las antenas emisoras y receptoras E^{Tn} y E^{Rm} en distintas
posiciones, resultan para n ramales emisores y receptores n*m vías
de medida no recíprocas, es decir, significativamente más que en el
funcionamiento de n o m sensores de radar convencionales mono o
biestáticos, en el que resultarían sólo n o m vías de medida. Si se
toma por lo tanto en cada caso una antena común E para un ramal
emisor y receptor, entonces siguen resultando la suma acumulada de
1 a n (es decir, n + (n-1) + (n-2) +
... + 1) vías de medida no recíprocas. La cantidad de ramales de
emisión y recepción puede entonces también ser diferente, es decir,
n es diferente de m.
Desde luego, es decisiva para el volumen de
información de medida alcanzable la cantidad total de n ramales de
emisión más m ramales de recepción. Al respecto, los números m y n
son en cada caso un número entero cualquiera superior o igual a 1.
Con las vías de medida obtenidas puede reconstruirse
matemáticamente, por ejemplo con los procedimientos conocidos de
triangulación o algoritmos de holografía o tomografía, una escena
del objeto bi o tridimensional y calcularse la distancia al
objeto.
Para el funcionamiento óptimo del sistema sensor
completo y para lograr un procedimiento de medida preciso, se
determina ventajosamente un punto de origen en la medición de
distancia. El punto de origen es el instante en el que los flancos
de las señales de HFO-Tn de un ramal emisor Tn y
HFO-Rm de un ramal receptor Rm están exactamente en
fase entre sí. Bajo flanco se entiende por ejemplo una cantidad
definible de períodos de una señal antes del final de la señal.
Es ventajoso que la comparación de fases entre
las señales de TS y RS se realice en un punto a lo largo del bus de
datos B, ya que aquí las señales están desplazadas en fase. Las
derivas (offsets) pueden compensarse a continuación
matemáticamente. La comparación de fases para la detección del punto
de origen puede realizarse con los comparadores de fases usuales,
tal como se muestra en la figura 1 con \Delta\Phi, por ejemplo
mediante un flip-flop, perteneciendo la longitud de
los cables del bus de datos y su tiempo muerto a la base de
conocimiento del procedimiento de medida. Una unidad evaluadora para
la comparación de las fases estaría unida óptimamente de forma
directa al bus de datos B o bien sería parte integrante de la unidad
de control CU.
El punto de origen puede además definirse
erróneamente también debido a desplazamientos de los flancos de
impulsos a partir de TS y RS que podrían ser originados por
temperatura y errores en las líneas de señal debidos al
envejecimiento. En particular se prefiere entonces al elegir el tipo
de líneas del bus de datos que los flancos de las señales del
trigger (activador) de TS y RS sean mantenidos iguales en lo posible
en todo el bus de datos, lo cual es realizable con relativa
facilidad también debido a las bajas frecuencias de impulsos
(típicamente 100 kHz a 10 MHz). Una sincronización de los flancos
del trigger (activador) para elevadas frecuencias es, por el
contrario, problemática, ya que un decalaje de fase de señales de
alta frecuencia solamente puede ampliarse considerablemente
mediante una diferencia entre los tiempos de arranque de las señales
muy pequeña o mediante una modificación geométrica del bus de
datos. Una frecuencia de impulsos inferior es por lo tanto
ventajosa. Según ello, se cierra el bus de datos B de manera óptima
con una red de adaptación AN. Tales redes de adaptación con valores
de resistencia de unos 50 ohmios son conocidas por el estado de la
técnica.
Para lograr una mayor precisión del
procedimiento de medida, se transmite por ejemplo una señal de
impulsos de TS o RS a través del bus de datos B hacia delante y de
retorno o al menos a través de vías de diferente longitud. La
comparación con la señal de impulsos inicial aporta una medida de la
corrección o bien un valor para calibrar el procedimiento de
medida. En cada calibración hay que realizar un proceso normal de
medida, es decir, se cierran las conexiones con las unidades
emisoras. Entonces podrían introducirse las señales de impulsos
también en ambos lados o extremos del sistema de bus de datos. En
este caso se realizan en cada caso dos mediciones de distancia
inmediatamente sucesivas, introduciéndose en la primera medición los
impulsos en la primera parte del bus de datos y en la segunda
medición los impulsos en la otra parte del bus de datos. Así
resultan dos perfiles de eco casi idénticos en el bus de datos, que
desde luego están desplazados entre sí en una deriva (offset)
característica. La magnitud de este desplazamiento y el
correspondiente valor de corrección pueden determinarse
directamente de la posición de los máximos característicos o bien
también mediante correlación de ambos perfiles de las curvas de
medida de la medición de distancia. Básicamente pueden utilizarse
también cualesquiera otros esquemas de introducción de impulsos,
como por ejemplo tal que cada unidad emisora y receptora esté
equipada con fuentes de impulsos propias, que alimentan entonces a
elección el bus de datos con la frecuencia de impulsos.
Otra posibilidad de determinar el punto de
origen consiste en evaluar la señal que resulta mediante la
transmisión transversal directa (es decir, no sobre una reflexión,
sino directamente desde el emisor al receptor). Esta señal está muy
fuertemente acusada en comparación con las señales reflejadas y por
lo tanto es fácil de reconocer. Para amplificar esta acentuación,
pueden estar diseñadas u orientadas las antenas E^{T} y E^{R} de
tal manera que pueda lograrse una transmisión transversal
acentuada. Alternativamente pueden alojarse estructuras de líneas
entre los ramales emisor y receptor que apoyen una propagación
transversal. La señal de diafonía directa entre emisor y receptor
puede utilizarse sencilla y directamente para la calibración del
punto de origen necesario.
En la figura 3 se representa el sistema
correspondiente a la invención como radar de aparcamiento para
vehículos automóviles. En el parachoques del vehículo automóvil BP
están alojados cuatro sensores de radar 1 a 4. La unidad común de
activación (trigger), control y evaluación 5, alimenta el bus de
datos B, al que están acoplados los sensores de radar, con señales.
Las antenas de los sensores de radar están diseñadas de tal manera
(ver figura 2) que además de la dirección principal de emisión Y
perpendicularmente al parachoques se emite también adicionalmente
energía de señal en la dirección transversal x, para poder realizar
la antes mencionada determinación del punto de origen por
transmisión transversal. Tal como ya se ha indicado arriba, es
ventajoso separar espacialmente las antenas emisora y receptora en
particular en cuanto a la precisión del procedimiento de medida en
cada sensor de radar 1 a 4.
Para configurar exactamente una unidad emisora o
receptora, se indica lo siguiente:
Usualmente se montan módulos de alta frecuencia
sobre placas electrónicas de materiales orgánicos, por ejemplo
basados en teflón o epoxi. Es por lo general ventajoso que los
componentes de alta frecuencia sean fabricados como unidades lo más
pequeñas posible. Debido al acoplamiento entre longitud de onda y
tamaño de la estructura con estos materiales, es difícil lograr el
tamaño preferente pequeño. Una alternativa a tales dispositivos son
circuitos sobre cerámica de capa delgada, cuya fabricación no
obstante es costosa.
Así pueden realizarse los módulos de radar o
bien componentes de los módulos de radar de manera especialmente
ventajosa como módulos LTCC (Low Temperatura Cofired
Ceramic/Cerámica sinterizada de baja temperatura). Las estructuras
de alta frecuencia sobre la base de LTCC, debido al coeficiente
dieléctrico relativamente grande y debido a la aplicación de la
técnica multicapa, han de realizarse de forma compacta.
La fabricación de módulos LTCC es económica y
también susceptible de fabricación en masa.
Un módulo parcial de radar preferente, realizado
aquí como unidad receptora, se representa en la figura 4 como
módulo LTCC-HF. Sobre el módulo LTCC R1 están
integrados por ejemplo un oscilador de alta frecuencia
HFO-R1, un oscilador de pulsos de control
PG-R1 para activar el oscilador de alta frecuencia y
un mezclador MIX.
Del módulo LTCC R1 están conducidas hacia fuera,
a excepción de la conexión de una antena E^{R1}, solamente
señales digitales o comparativamente de baja frecuencia (ver también
figura 2 LFS-1 a LFS-m), con lo que
el módulo R1 puede integrarse sin problemas y económicamente en el
resto del circuito. Si por lo tanto no se integra la antena
E^{R1} en la cerámica, es muy ventajoso configurar el módulo tal
que pueda equiparse directamente sobre el punto de alimentación de
una antena patch o de ranura E^{R1}. Una antena patch puede
configurarse entonces por ejemplo como platina de dos capas,
portando la cara anterior de la platina la estructura de la antena
y su cara posterior el módulo LTCC, con lo que esta parte también
presenta las líneas de alimentación necesarias y superficies de
masa. Puesto que los módulos LTCC son muy pequeños, es también
posible además alojar un módulo LTCC en la cara anterior de la
antena directamente sobre el punto de alimentación de la antena y
dado el caso alojarlo en una capa de protección o adaptación, con lo
que aquí el diagrama direccional de la antena no se ve perjudicado
esencialmente.
Una estructura preferente de un módulo de radar
LTCC con los elementos antes descritos se representa igualmente en
la figura 4. La conexión HF R1 está compuesta allí por varias capas
o capas HF HFL. Sobre la cara superior del sustrato LTCC se colocan
los componentes que no han de integrarse en las capas interiores,
como por ejemplo elementos semiconductores, un mezclador MIX, un
oscilador de alta frecuencia HFO-R1 o un generador
de pulsos PG-R1. Como técnica de equipamiento
ofrecen en particular los equipamientos conocidos SMT o
equipamientos Flip-Chip. El módulo LTCC por sí
mismo puede montarse con la llamada técnica
Ball-Grid o Land-Grid BG/LG sobre
una placa electrónica estándar LP. Se prefiere la integración de una
red Bias BN y un filtro IF.
[1] US Patent 3,117,317
[2] US Patent 4,132,991
[3] US Patent 4,521,778
[4] "Sistema de sensor ultrasónico para
localización, calibración y reconocimiento de pequeñas
herramientas" de Vossiek, M; Ermert, H.: Sensor
95.7 "Feria internacional especializada con congreso para
sensores, captadores de medida y sistemas 1995".
Claims (14)
1. Sistema de sensor multiestático para una
medición de distancia respecto a un objeto, que presenta una unidad
de emisora (Tn) y una unidad receptora (Rm), que presentan en cada
caso un oscilador de alta frecuencia (HFO-Tn,
HFO-Rm) y un generador de pulsos
(PG-Tn, PG-Rm),
caracterizado porque los generadores de
pulsos (PG-Tn, PG-Rm) pueden
alimentarse con señales de impulsos (TS, RS) procedentes de
generadores de señal, pudiendo transmitirse las señales de impulsos
(TS, RS) a través de un bus de datos común (B) a la unidad emisora
(Tn) y la unidad receptora (Rm), con lo que puede generarse una
relación de fases determinística de las señales de alta frecuencia a
partir de los osciladores de alta frecuencia
(HFO-Tn, HFO-Rm).
2. Sistema de sensor según la reivindicación
1,
caracterizado porque las unidades emisora
y receptora presenta respectivas antenas (E^{Rm}, E^{Tn}).
3. Sistema de sensor según una de las
reivindicaciones 1 ó 2,
caracterizado porque la unidad receptora
presenta un mezclador MIX.
4. Sistema de sensor según una de las
reivindicaciones precedentes,
caracterizado porque las fuentes de
impulsos están dispuestas en distintas posiciones del bus de
datos.
5. Sistema de sensor según la reivindicación
4,
caracterizado porque las fuentes de
impulsos están dispuestas en los extremos del bus de datos.
6. Sistema de sensor según una de las
reivindicaciones precedentes,
caracterizado porque las unidades emisora
y receptora están constituidas como módulos
LTCC-HF.
7. Sistema de sensor según una de las
reivindicaciones precedentes,
caracterizado porque en la unidad
receptora están conectados adicionalmente con los demás
componentes
- -
- un amplificador de bajo ruido y/o
- -
- un filtro pasa banda y/o
- -
- un filtro de alta frecuencia y/o
- -
- una etapa de exploración.
8. Procedimiento, en particular para el
funcionamiento del sistema de sensor según una de las
reivindicaciones 1 a 7, en el que una señal de impulsos procedente
de una fuente de impulsos (TS, RS) se introduce a través de un bus
de datos común B en una unidad emisora y/o en una unidad receptora
(Tn, Rm) y la señal de una unidad emisora se emite hasta un objeto
(O) y la señal reflejada REF de una unidad receptora se mezcla con
una señal de impulsos, para generar a partir de ello una señal de
medida evaluable, realizándose un calibrado de las señales de
impulsos en base a una determinación del punto de origen de las
señales de impulsos sobre el bus de señales, que compara las fases
de dos señales de impulsos a través del bus de datos.
9. Procedimiento según la reivindicación 8, en
el que se realiza una comparación de fases en base a una muestra en
un punto del bus de datos B para determinar el punto de origen.
10. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 8 ó 9, en el que el punto de origen se realiza
mediante una comparación de fases entre dos señales de impulsos que
se introducen en dos extremos del bus de datos
B.
B.
11. Procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes, en el que se logra un calibrado de la
señal de impulsos transmitiendo una señal de impulsos en el bus de
datos a través de distintas longitudes y aportando una medida de
corrección en base a una comparación con la señal de impulsos
inicial.
12. Procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes, en el que se realiza una comparación
de fases mediante un FLIP-FLOP.
\newpage
13. Procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes, en el que una unidad emisora se activa
mediante la unidad de control a través de un circuito
multiplexador.
14. Procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes, en el que se activan todas las
unidades receptoras, recibiéndose en paralelo las señales de
recepción reflejadas por un objeto.
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