JP2021519940A - Fmcwレーダセンサの監視 - Google Patents
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Abstract
Description
この課題は本発明によれば、複数の局部発振器を備えたFMCWレーダセンサの監視方法によって解決され、この方法では、これらの局部発振器の第1の局部発振器の第1の局部発振器信号が、これらの局部発振器の第2の局部発振器の第2の局部発振器信号と、ミキサ内でベースバンド信号へと混合され、かつこのベースバンド信号が評価され、この評価の結果に基づいて欠陥が検出される。
本方法は、複数の高周波モジュールを備えたFMCWレーダセンサの監視方法であることが好ましく、これらの高周波モジュールはそれぞれ、高周波モジュールに割り当てられた少なくとも1つのアンテナに送信信号を出力するための、および高周波モジュールに割り当てられた少なくとも1つのアンテナから受信信号を受信するための送信および受信部を有し、FMCWレーダセンサの第1の高周波モジュールは第1の局部発振器を含み、かつFMCWレーダセンサの第2の高周波モジュールは第2の局部発振器を含み、本方法では、第1の高周波モジュールの第1の局部発振器の第1の局部発振器信号が第2の高周波モジュールに伝送され、かつ第2の高周波モジュールの第2の局部発振器の第2の局部発振器信号と、第2の高周波モジュールのミキサ内でベースバンド信号へと混合される。
一例では、FMCWレーダセンサは、第1の高周波モジュールがマスターとして働き、かつ第2の高周波モジュールがスレーブとして働き、かつ第2の高周波モジュールを第1の高周波モジュールと同期するために第2の高周波モジュールの同期信号入口に、第1の高周波モジュールの局部発振器信号が第1の高周波モジュールの同期信号出口から送られるという通常動作のために設計することができ、この場合、本方法は測定動作中に実行され、かつ測定動作中は、第1の局部発振器信号が、第1の高周波モジュールの同期信号出口から信号線を介して第2の高周波モジュールの同期信号入口に送られる。別の一例では、第1の局部発振器信号が、第1の高周波モジュールの送信および受信部の送信器出口から信号線を介して第2の高周波モジュールの送信および受信部の受信器入口に送られ得る。とりわけ、それぞれ局部発振器を内包する複数の同一の高周波モジュールを備えたレーダセンサを使用する場合、マスター/スレーブ構成における通常動作のためにはスレーブとして動作する高周波モジュール内で、本来は不要な局部発振器が、マスターとして動作する高周波モジュールの局部発振器の周波数発生を監視するために用いられ得る。これに加えて同一の高周波モジュールの使用により、高性能レーダセンサが比較的安価に実現される。
高周波源30は、FMCW周波数ランプの形態での周波数変調された局部発振器信号を発生させるために適応されている。ただし選択的に、周波数変調は各々個々の送信および受信部20内でも行われ得る。
例えば、第1の高周波モジュールの局部発振器信号は、信号出口、例えばHF分配器42を介し、および信号線を介し、とりわけ発振器信号回路網44を介し、第2の高周波モジュール12の信号入口、例えばHF分配器42に送られ得る。したがって信号線としては、通常動作中はスレーブのマスターとの同期が行われる発振器信号回路網44が利用される。ただし選択的に、1つの高周波モジュールの局部発振器信号をもう1つの高周波モジュールに送るための専用の信号線を設けてもよい。例えば、第1の高周波モジュール10の送信器出口22が、第2の高周波モジュール12の受信器入口24と、相応に接続された信号線を介してつなげられ得る。ただし選択的に、高周波モジュールの簡単に実施される信号入口および信号出口を設けてもよく、これらの信号入口および信号出口は、例えば送信器出口22または受信器入口24より低い信号電力のために設計され得る。
局部発振器信号のランプ中心周波数または2つの局部発振器の間の周波数ズレの監視は以下のように行われ得る。図2の例では、ベースバンド信号における信号の予測される周波数(ピーク58)は、分かっており、かつ構成されたまたは目標の周波数ズレFaと、高周波モジュールの間の混信または信号輸送の伝播時間に基づいて予測される周波数シフトFbとの組合せに相応するので、予測された周波数が、結果として生じた測定された周波数ズレFabと比較され得る。比較した値の差が閾値を上回る場合に欠陥が検出される。とりわけ、欠陥のある周波数ズレが検出され、したがって周波数ランプの欠陥のある周波数、例えば欠陥のあるランプ中心周波数が検出される。測定されるベースバンド周波数の推定精度は、評価すべき信号の持続時間に、つまり周波数ランプの持続時間に依存する。例えば持続時間が15μsの高速ランプで、これに相応して1つのFFTビンの幅が20kHzの場合でさえ、大きな信号強度により、例えば明らかに1kHz未満の高い推定精度が達成され得る。したがって第1および第2の高周波モジュール10、12の両方の局部発振器の間の周波数発生における相違が、非常に正確に決定され得る。しかもそのうえ、これにより高速ランプの発生の監視が可能である。
ベースバンド信号の評価は、例えば、
− 比較的高いノイズレベルをもつ周りの範囲の内側の(ベースバンド信号のピーク58の外のバンド範囲内の)比較的低いノイズレベルをもつ範囲の幅Bの決定と、
− 決定された幅Bと予測された幅の比較とを含むことができ、これに関し、予測された幅は、局部発振器の位相ロックループ回路のループバンド幅に相応する。
Claims (10)
- 複数の局部発振器(32)を備えたFMCWレーダセンサの監視方法であって、前記方法では、前記局部発振器の第1の局部発振器(32)の第1の局部発振器信号が、前記局部発振器の第2の局部発振器(32)の第2の局部発振器信号と、ミキサ(38)内でベースバンド信号へと混合され、かつ前記ベースバンド信号が評価され、前記評価の結果に基づいて欠陥が検出される、監視方法。
- 複数の高周波モジュール(10、12、14、16)を備えたFMCWレーダセンサの監視方法であって、前記高周波モジュール(10、12、14、16)がそれぞれ、前記高周波モジュールに割り当てられた少なくとも1つのアンテナ(26)に送信信号を出力するための、および前記高周波モジュールに割り当てられた少なくとも1つのアンテナ(28)から受信信号を受信するための送信および受信部(20)を有し、前記FMCWレーダセンサの第1の高周波モジュール(10)が前記第1の局部発振器(32)を含み、かつ前記FMCWレーダセンサの第2の高周波モジュール(12)が前記第2の局部発振器(32)を含み、前記方法では、前記第1の高周波モジュール(10)の前記第1の局部発振器(32)の前記第1の局部発振器信号が前記第2の高周波モジュール(12)に伝送され、かつ前記第2の高周波モジュール(12)の前記第2の局部発振器(32)の前記第2の局部発振器信号と、前記第2の高周波モジュール(12)のミキサ(38)内で前記ベースバンド信号へと混合される、請求項1に記載の監視方法。
- 前記第1の局部発振器信号が、既知の信号伝播時間を有する伝送路を介して前記ミキサ(38)に送られ、かつ前記ベースバンド信号が前記伝送路の前記信号伝播時間(tb)を考慮して評価される、請求項1または2に記載の方法。
- 前記第1および前記第2の局部発振器信号がそれぞれ、FMCW周波数ランプ(54、56)の形態での局部発振器信号であり、前記FMCW周波数ランプが同じ勾配の目標値を有し、かつこの場合、前記ベースバンド信号の前記評価が、
前記ベースバンド信号の周波数位置と予測された周波数位置との比較を含み、これに関し、前記予測された周波数位置が、前記第1と前記第2の局部発振器信号の間の周波数ズレ(Fa)の目標値と、前記伝送路の前記信号伝播時間(tb)に基づいて予測される周波数シフト(Fb)との組合せに相応し、前記予測された周波数シフトの絶対値が、前記ランプ勾配の前記目標値と前記伝送路の前記信号伝播時間との積に相応する、請求項2または3に記載の方法。 - 前記第1および前記第2の局部発振器信号がそれぞれ、FMCW周波数ランプ(54、56)の形態での局部発振器信号であり、前記FMCW周波数ランプが同じ勾配の目標値を有し、かつこの場合、前記ベースバンド信号の前記評価が、
前記局部発振器信号の、時間の経過に伴う前記ベースバンド信号の前記周波数位置のシフトの検出を含む、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。 - 前記第1および前記第2の局部発振器信号がそれぞれ、FMCW周波数ランプ(54、56)の形態での局部発振器信号であり、前記FMCW周波数ランプが異なる勾配の目標値を有し、かつこの場合、前記ベースバンド信号の前記評価の際に、前記ベースバンド信号の前記周波数がゼロクロスを有する時点(S)の決定が行われる、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1および前記第2の局部発振器がそれぞれ、位相ロックループ(34)によって制御され、これに関し、前記位相ロックループ(34)の入力信号が相互に同期され、かつこの場合、前記ベースバンド信号の前記評価が、
前記ベースバンド信号のピーク(58)の外のベースバンド範囲内のノイズレベル(60、62)の決定と、
前記決定されたノイズレベルと予測されたノイズレベルとの比較とを含む、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。 - 前記第1の局部発振器信号が、前記FMCWレーダセンサの第1の送信および受信部(20)により送信信号へとさらに処理され、少なくとも1つの第1のアンテナ(26)を介して送信され、かつ少なくとも1つの第2のアンテナ(28)への混信により、前記FMCWレーダセンサの第2の送信および受信部(20)に送られる、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記FMCWレーダセンサの前記第1の局部発振器(32)の前記第1の局部発振器信号と、前記FMCWレーダセンサの第3の局部発振器(32)の第3の局部発振器信号とが、前記第2の局部発振器(32)の前記第2の局部発振器信号と、前記ミキサ(38)内で前記ベースバンド信号へと混合され、その際、前記第3と前記第2の局部発振器信号の間の周波数ズレが、前記第1と前記第2の局部発振器信号の間の周波数ズレとは異なる、請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。
- 複数の局部発振器(32)を備えたFMCWレーダセンサであって、前記FMCWレーダセンサが、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法を実施するために適応されている、FMCWレーダセンサ。
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