WO2008022981A1 - Gepulstes fmcw radar mit range gates im empfangspfad - Google Patents

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WO2008022981A1
WO2008022981A1 PCT/EP2007/058603 EP2007058603W WO2008022981A1 WO 2008022981 A1 WO2008022981 A1 WO 2008022981A1 EP 2007058603 W EP2007058603 W EP 2007058603W WO 2008022981 A1 WO2008022981 A1 WO 2008022981A1
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WO
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range
range gates
rchgekennzeichnet
radar system
gates
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PCT/EP2007/058603
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Martin Kunert
Maximilian Tschernitz
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Continental Automotive Gmbh
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    • G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a radar system and a radar system.
  • the radar technique is particularly suitable for use in the automotive industry or in the industrial technology for the contactless detection of objects (distance, speed, condition, applicatio ⁇ ence).
  • Two different standard modulation methods are widely used for distance measurement: pulse modulation and frequency modulation.
  • a short radar pulse is emitted in the direction of the measurement object and received again after a transit time T as a reflected pulse.
  • the duration of the radar pulse is directly proportional to the distance to the measurement object.
  • a frequency modulated radar signal is keptsen ⁇ det received phase and frequency shifted.
  • the measured phase or frequency difference (typically in the kHz range) is proportional to the object distance.
  • FMCW radar systems as well as pulse Doppler radars with USAGE ⁇ extension of the pulse transit time method used for object detection in the automotive sector. More recently, ultra-wideband pulse systems in the frequency range of approximately 24 GHz have also been used for close-range detection in motor vehicle applications.
  • the detectability of the radar radiation reflected by objects depends on several factors.
  • the reflectivity of the observed object expressed as radar cross section or RCS (radar cross section)
  • RCS radar cross section
  • amplitude fluctuations are commonly referred to as fading.
  • the absolute transmission power is decisive for the maximum range of a radar system given reflectivity and fading.
  • FM radar systems are shown in European patent applications EP 1051639 A1 and EP 1449008 A1.
  • the cited documents describe a radar system that does not modulate continuously (i.e., FMCW) but clocked the frequency of the emitted electromagnetic radiation.
  • This form of modulation is referred to as pulsed frequency hopping (Pulsed Frequency Hopping).
  • sample gates are required for correct signal recording in the receiving branch of the radar system, which are switched synchronously to the transmission clock pulse.
  • By additionally clocking the FM modulated transmit signal it is possible to achieve approximately the same range as with a continuously operating FMCW radar system with a significantly lower average transmission power.
  • the reduction of the average transmission power corresponds exactly to the duty cycle of the pulse timing (i.e., on-to-off duty cycle).
  • the typical pulse durations of the transmission signal clocking are between 50 ns and about 200 ns, which corresponds to a measuring range of about 8 m to 32 m determined over the signal propagation time (corresponds to 1 m) approx. 3 ns signal delay).
  • EP 1449008 Al is further described how the maximum range can be limited by shortening the transmission clock pulse.
  • the inventive method for operating a Radarsys ⁇ tems shows the features that at least one transmission pulse is out ⁇ sends, the frequency of the transmission pulse is modulated, and that the transmission pulse after its reflection on an object on the receiving side one of several so-called "range gates" or Distance sensors are assigned.
  • the operation ⁇ frequency of the radar system can, in particular in the field 24GHz; however, the invention is not limited to this frequency range.
  • a range gate is understood to be a circuit which records and stores measured values for a specific time interval. Each time interval corresponds to this ⁇ connexion with a corresponding distance range.
  • a sample and hold module is used to acquire the measured values, in particular a capacitor circuit which is charged with a specific cycle duration, the voltage at the capacitor being polled for each cycle.
  • the cycle time corresponds to the time interval during which detects the RangeGate readings, so the length of the jeweili ⁇ gen Range Gates.
  • Sample & Hold module in the range gate is that short signal pulses with a high signal level ⁇ gel or a high signal power by integrating Ü about the cycle time with a sufficient high signal-to-noise ratio can be detected.
  • An advantage of this approach lies in the fact that with comparatively short transmission pulses, an arbitrarily skalierba ⁇ rer measurement range can be generated with respect to the minimum and maximum range.
  • the maximum measuring range depends only on the number of used range gates.
  • the design and number of range gates in the pulsed frequency hopping process is limited only by the technical feasibility of the circuit by the associated effort (ie integration).
  • the range gates serve merely to increase the maximum range of a radar system when using very short transmission pulses, which makes it easier, as already mentioned above, to comply with legal requirements with regard to the approval of a radar system.
  • the above-described method moreover allows for a pulsed frequency-modulated radar with range gates Both the distance and the speed ⁇ information by digital signal processing directly from the signal spectrum (in the frequency domain) to win, as is the case with the continuous FMCW method with triangular frequency modulation.
  • Fig. 2 is a more detailed representation of the connected
  • Fig. 3 is a first modification of the radar system
  • Fig. 5 shows a first possible operating mode of the radar system
  • Fig. 1 an exemplary radar system is illustrated which makes use of the teachings of the present invention.
  • the radar system according to the invention shows a control unit 1 with an evaluation unit 5, wherein the control unit 1 is connected to a transmitting unit 2. Furthermore, the control unit 1 is connected to the receiving unit 6.
  • the transmitting unit 2 comprises a voltage-controlled oscillator (Voltage Controlled Oscillator, VCO) 21, a pulse switch 22 and a transmitting antenna 23.
  • VCO Voltage Controlled Oscillator
  • the output frequency delivered by the voltage-controlled oscillator 21 is output by the control unit 1 via the control signal m (t ).
  • the pulse scarf ⁇ ter 22 is overall triggers from the control unit 1 via the signal a (t).
  • the transmitting unit 2 transmits a result of the descriptions ⁇ NEN control by the signals m (t) and a (t) short fre ⁇ quenzmodulator radar pulses via the transmitting antenna 23 from.
  • the reflected signals are received by the receiving unit 6 via the receiving antenna 61 and the mixer 62 leads ⁇ where they are mixed down.
  • the two range gates 3 and 4 are provided with sample and hold modules 31 and 41, 1 / R 4 members 32 and 42 and analog / digital converters 33 and 43, respectively.
  • the reflected signals can also be recorded via a plurality of receiving antennas;
  • two range gates in particular, can be supplied with signals from different receiving antennas, resulting in the possibility of determining the angle of the detected target as in the conventional monopulse method.
  • insbesonde ⁇ re can thereby be applied to at least two different transmitting and receiving antennas ⁇ to the principle of the range gates.
  • Fig. 2 shows a detail of a detailed representation of the associated with the range gates 3 and 4 evaluation unit 5. It can - deviating from the illustration in Fig. 2 - of course more than two range gates are used. For most automotive applications, 4-10 range gates are likely to represent a reasonable number.
  • the evaluation ⁇ unit 5 thereby contains the signal processing units 51 and 52 as well as the signal processing units downstream removal zone fusion unit 53 in which a removal zone ⁇ fusion is carried out by means of digital signal processing in a subsequent signal processing stage.
  • the signal processing may advantageously comprise a spectral analysis.
  • ⁇ set system configuration is assigned to each range gate 3 and 4 exactly one signal processing unit 51 and 52, respectively, which means that a separate signal processing is carried out for each of the two range gates 3 and 4 respectively.
  • FIG. 3 A modified concept is shown in FIG.
  • the system configuration shown in Fig. 3 differs from that shown in Fig. 2 in that is carried out for the two range gates 3 and 4 an additional common Signalverar ⁇ processing in the signal processing unit 51.
  • the additional multiplexers 34 and 44 are present in the range gates 3 and 4, which serve for switching between the different reception branches.
  • FIG. 4 shows two possible variants of the modulation of the transmission pulse.
  • the case of a continuous modification of the frequency of the transmission pulse is shown in Fig. 4a, whereas in the variant shown in Fig. 4b, the frequency of the transmission pulse is modulated in discrete stages.
  • Fig. 5 a first possible mode of the Radarsys ⁇ tems is illustrated.
  • the control signal m (t) is applied in the at ⁇ the variants shown in Fig. 4 in the time domain for a frequency value.
  • two range gates in the time domain without overlaps are directly adjacent to each other, as can be seen from the curves pl (t) and p2 (t).
  • the curve a (t) represents the case Trig ⁇ gersignal of the pulse switch of length ⁇ a.
  • the Gates Ranges are for a period ⁇ a, corresponding to the length egg nes transmission pulse, active.
  • the length of a Sendepul ⁇ ses ⁇ a and thus the active time of the range gates can be at ⁇ play, 20 ns. Assuming that 4 or 10 range gates are used, measuring ranges of approx. 13 m or 33 m (10 range gates) can be achieved.
  • FIG. 6 shows the case where both range gates are active for a time period that deviates from the length of a transmission pulse.
  • the period in which the range gates are active or the position of the activity of the range gates to each other in the time domain are variable. In this way, the current configuration of Ra ⁇ darsystems example, adapted to the currently prevailing traffic conditions are fit.
  • Fig. 8 shows the case that both range gates multiply per
  • two range gates may be active synchronously.
  • the received signals of the two receiving antennas are guided on the parallel operated range gates. This variant is advantageously used for loading ⁇ triebsart with monopulse evaluation.
  • VCO Voltage Controlled Oscillator

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Radarsystems sowie ein Radarsystem, wobei mindestens ein Sendepuls ausgesendet wird und wobei die Frequenz des Sendepulses moduliert wird, und der Sendepuls nach seiner Reflexion an einem Objekt empfangsseitig einem von mehreren so genannten Range Gates (3, 4) zugeordnet wird.

Description

Beschreibung
GEPULSTES FMCW RADAR MIT RANGE GATES IM EMPFANGSPFAD
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Radarsystems sowie ein Radarsystem.
Die Radartechnik ist für den Einsatz im Automobilbereich oder in der Industrietechnik für die berührungslose Erfassung von Objekten (Entfernung, Geschwindigkeit, Beschaffenheit, Anwe¬ senheit) besonders geeignet. Dabei sind zur Abstandsmessung zwei unterschiedliche Standard-Modulationsverfahren weit verbreitet: Pulsmodulation und Frequenzmodulation.
Bei dem Pulslaufzeitverfahren unter Verwendung der Pulsmodulation wird ein kurzer Radarpuls in Richtung des Messobjektes ausgesendet und nach einer Laufzeit T als reflektierter Puls wieder empfangen. Die Laufzeit des Radarpulses ist direkt proportional dem Abstand zum Messobjekt. Bei dem Frequenzmo- dulationsverfahren (FMCW, Frequency Modulated Continous Wave) hingegen wird ein frequenzmoduliertes Radarsignal ausgesen¬ det, das phasen- bzw. frequenzverschoben empfangen wird. Die gemessene Phasen- bzw. Frequenzdifferenz (typisch im kHz- Bereich) ist dabei proportional zum Objektabstand. Sowohl FMCW-Radarsysteme als auch Puls-Doppler-Radare unter Verwen¬ dung des Pulslaufzeitverfahrens werden zur Objektdetektion im Automobilbereich verwendet. In jüngerer Zeit sind auch Ultra- Breitband Impulssysteme im Frequenzbereich von ca. 24 GHz zur Nahbereichsdetektion bei Kfz-Anwendungen zum Einsatz gekom- men.
Dabei hängen Funktionalität, Messgenauigkeit und Kosten von Radarsensoren wesentlich von den verwendeten Modulationsverfahren sowie von dem Design der zugehörigen Radar- Signalverarbeitung ab. Diese wird bei dem häufig zur Ab¬ standsmessung verwendeten FMCW-Radarprinzip durchgängig auf der digitalen Rechenebene realisiert. Hierdurch wird eine Di¬ gitalisierung der als kontinuierliche Funktion anliegenden Radarsignale erforderlich, wozu üblicherweise ein A/D-Wandler verwendet wird.
Die Detektierbarkeit der von Objekten reflektierten Radar- Strahlung hängt von mehreren Faktoren ab. Die Reflektivität des beobachteten Objektes, ausgedrückt als Radarquerschnitt oder RCS (Radar Cross Section) , hängt von den Objekteigenschaften ab und variiert mit dem Betrachtungswinkel. Durch Superposition und damit verbundener bzw. gegenseitiger Ver- Stärkung bzw. Auslöschung von aus Mehrwegausbreitungen herrührenden Radarsignalen entstehen darüber hinaus Amplitudenschwankungen, die allgemein als Fading bezeichnet werden. Letztendlich ist die absolute Sendeleistung ausschlaggebend für die maximale Reichweite eines Radarsystems bei vorgegebe- ner Reflektivität und Fading.
Spezielle Ausführungsformen von frequenzmodulierten (FM) Radarsystemen sind in den europäischen Patentanmeldungen EP 1051639 Al und EP 1449008 Al dargestellt. In den genannten Schriften wird ein Radarsystem beschrieben, dass nicht kontinuierlich (d.h. FMCW) sondern getaktet die Frequenz der emittierten elektromagnetischen Strahlung moduliert. Diese Modulationsform bezeichnet man als gepulstes Frequenzsprungverfahren (engl. Pulsed Frequency Hopping) . In dieser Betriebs- art werden zur korrekten Signalaufnahme im Empfangszweig des Radarsystems sogenannte Sample-Tore benötigt, die synchron zum Sendetaktpuls geschaltet werden. Durch das zusätzliche Takten des FM modulierten Sendesignals ist es möglich, mit wesentlich geringerer mittlerer Sendeleistung etwa die glei- che Reichweite wie bei einem kontinuierlich arbeitenden FMCW Radarsystem zu erreichen. Die Reduzierung der mittleren Sendeleistung entspricht dabei exakt dem Tastverhältnis der Pulstaktung (d.h. An-zu-Aus Taktverhältnis).
Wie in den genannten Schriften beschrieben, liegen die typischen Pulsdauern der Sendesignal-Taktung zwischen 50 ns und ca. 200 ns, was einem über die Signallaufzeit bestimmten Messbereich von ca. 8 m bis 32 m entspricht (1 m entspricht ca. 3 ns Signallaufzeit) . In der EP 1449008 Al wird weiterhin beschrieben, wie durch eine Verkürzung des Sendetaktpulses die maximale Reichweite limitiert werden kann. Dadurch werden Rückfaltungseffekte im Frequenzspektrum, die bei Überreich- weite von sehr großen Zielen oder wegen der endlichen Steilheit des verwendeten Anti-Aliasing Filters entstehen, wei- testgehend vermieden. Durch stufenweisen oder kontinuierlichen Wechsel der Sendeimpulszeit können somit beliebige Ent¬ fernungsbereichsgrenzen erzeugt werden.
Darüber hinaus ist eine Verkürzung des Sendeimpulses mit er¬ heblichen Vorteilen im Hinblick auf die geltenden Zulassungsvorschriften verbunden, da mit gleicher mittlerer Sendeleistung eine höhere Reichweite oder die gleiche maximale Reich- weite mit noch geringerer mittlerer Sendeleistung des Radarsystems realisiert werden kann. Eine Verkürzung des Sendeimpulses auf z.B. 12 ns würde jedoch die maximale Reichweite auf unter 2 m reduzieren.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Radarsystem und ein Verfahren zum Betreiben eines Radarsystems anzugeben, die bzw. das es ermöglicht, auch unter Verwendung kurzer Radarpulse die oben genannte Einschränkungen hinsichtlich der maximalen Reichweite zu überwinden.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen sowie durch das Radarsystem mit den in Anspruch 21 angegebenen Merkmalen gelöst. Die Unteransprüche beziehen sich auf vorteilhafte Weiterbildungen und Varianten der Erfindung.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines Radarsys¬ tems zeigt die Merkmale, dass mindestens ein Sendepuls ausge¬ sendet wird, wobei die Frequenz des Sendepulses moduliert wird, und dass der Sendepuls nach seiner Reflexion an einem Objekt empfangsseitig einem von mehreren sogenannten "Range Gates" bzw. Entfernungstoren zugeordnet wird. Die Betriebs¬ frequenz des Radarsystems kann dabei insbesondere im Bereich von 24GHz liegen; die Erfindung ist jedoch nicht auf diesen Frequenzbereich beschränkt.
Dabei wird unter einem Range Gate eine Schaltung verstanden, die für ein bestimmtes Zeitintervall Messwerte erfasst und speichert. Jedes Zeitintervall korrespondiert in diesem Zu¬ sammenhang mit einem entsprechenden Entfernungsbereich. Hierbei wird zum Erfassen der Messwerte ein Sample & Hold-Modul verwendet, das ist insbesondere ein Kondensatorschaltung, die mit einer bestimmten Zyklusdauer aufgeladen wird, wobei die Spannung am Kondensator für jeden Zyklus abgefragt wird. Die Zyklusdauer entspricht dabei dem Zeitintervall, während dem das Range Gate Messwerte erfasst, also der Länge des jeweili¬ gen Range Gates.
Der besondere Vorteil des Sample & Holdmoduls im Range Gate liegt darin, dass kurze Signalpulse mit einem hohen Signalpe¬ gel bzw. einer hohen Signalleistung durch die Integration ü- ber die Zyklusdauer mit einem ausreichen hohen Signal-Rausch- Verhältnis erkannt werden können.
Ein Vorteil dieser Vorgehensweise liegt dabei darin, dass mit vergleichsweise kurzen Sendeimpulsen ein beliebig skalierba¬ rer Messbereich hinsichtlich der minimalen und maximalen Reichweite erzeugt werden kann. Der maximale Messbereich hängt dabei lediglich von der Anzahl der eingesetzten Range Gates ab. Dabei ist die Ausgestaltung und Anzahl der Range Gates beim gepulsten Frequenzsprungverfahren nur durch die technische Machbarkeit der Schaltung um den damit verbundenen Aufwand (d.h. Integration) begrenzt. Die Range Gates dienen hierbei lediglich der Erhöhung der maximalen Reichweite eines Radarsystems bei der Verwendung von sehr kurzen Sendepulsen, wodurch es - wie oben bereits angesprochen - erleichtert wird, gesetzliche Auflagen im Hinblick auf die Zulassung ei- nes Radarsystems zu erfüllen.
Das oben beschriebene Verfahren gestattet es darüber hinaus, bei einem gepulsten frequenzmodulierten Radar mit Range Gates sowohl die Entfernungs- als auch die Geschwindigkeits¬ information durch digitale Signalverarbeitung direkt aus dem Signalspektrum (im Frequenzbereich) zu gewinnen, wie es auch beim kontinuierlichen FMCW Verfahren mit dreiecksförmiger Frequenzmodulation der Fall ist.
Nachfolgend werden einige Ausführungsformen der Erfindung anhand der Figuren 1-9 exemplarisch erörtert. Es zeigen
FFiigg.. 11 ein exemplarisches Radarsystem
Fig . 2 eine detailliertere Darstellung der verbundenen
Auswerteeinheit 5
Fig . 3 eine erste Modifikation des Radarsystems
Fig . 4 zwei mögliche Varianten der Modulation des Sende- pulses
Fig . 5 eine erste mögliche Betriebsart des Radarsystems
Fig . 6
-Fig. 9 weitere mögliche Betriebsarten des Radarsystems
In Fig. 1 ist ein exemplarisches Radarsystem dargestellt, das von der Lehre der vorliegenden Erfindung Gebrauch macht. Das erfindungsgemäße Radarsystem zeigt eine Steuereinheit 1 mit einer Auswerteeinheit 5, wobei die Steuereinheit 1 mit einer Sendeeinheit 2 verbunden ist. Weiterhin ist die Steuereinheit 1 mit der Empfangseinheit 6 verbunden. Die Sendeeinheit 2 um- fasst einen spannungsgesteuerten Oszillator (Voltage Control- led Oscillator, VCO) 21, einen Pulsschalter 22 sowie eine Sendeantenne 23. Die von dem spannungsgesteuerten Oszillator 21 gelieferte Ausgangsfrequenz wird dabei von der Steuerein- heit 1 über das Steuersignal m(t) eingestellt. Der Pulsschal¬ ter 22 wird von der Steuereinheit 1 über das Signal a(t) ge- triggert . Die Sendeeinheit 2 sendet aufgrund der beschriebe¬ nen Ansteuerung durch die Signale m(t) und a(t) kurze fre¬ quenzmodulierte Radarpulse über die Sendeantenne 23 aus. Die reflektierten Signale werden von der Empfangseinheit 6 über die Empfangsantenne 61 aufgenommen und dem Mischer 62 zuge¬ führt, wo sie heruntergemischt werden. Zur Entfernungszuord¬ nung der von der Empfangsantenne 61 aufgenommenen Signale sind die beiden Range Gates 3 und 4 mit Sample & Hold Modulen 31 bzw. 41, 1/R4-Gliedern 32 bzw. 42 sowie Analog/Digital- Wandlern 33 bzw. 43 vorgesehen. Dabei können die reflektierten Signale auch über mehrere Empfangsantennen aufgenommen werden; in diesem Fall können insbesondere zwei Range Gates Signale unterschiedlicher Empfangsantennen zugeführt werden, wodurch sich wie bei dem üblichen Monopuls-Verfahren die Möglichkeit einer Winkelbestimmung des erfassten Zieles ergibt.
Auch die Verwendung zweier oder mehr unterschiedlicher Sende- und Empfangsantennen ist als Alternative denkbar; insbesonde¬ re kann dabei das Prinzip der Range Gates auf mindestens zwei unterschiedliche Sende- und Empfangsantennen angewendet wer¬ den .
Fig. 2 zeigt ausschnittsweise eine detailliertere Darstellung der mit den Range Gates 3 und 4 verbundenen Auswerteeinheit 5. Dabei können - abweichend von der Darstellung in Fig. 2 - selbstverständlich mehr als zwei Range Gates zur Anwendung kommen. Für die meisten automobilen Anwendungen dürften 4-10 Range Gates eine angemessene Anzahl darstellen. Die Auswerte¬ einheit 5 enthält dabei die Signalverarbeitungseinheiten 51 bzw. 52 sowie die den Signalverarbeitungseinheiten nachgeschaltete Entfernungszonenfusionseinheit 53, in der in einem nachfolgenden Signalverarbeitungsschritt eine Entfernungs¬ zonenfusion mittels digitaler Signalverarbeitung vorgenommen wird. Dabei kann die Signalverarbeitung in vorteilhafter Weise eine Spektralanalyse umfassen. In der in Figur 2 darge¬ stellten Systemkonfiguration ist jedem Range Gate 3 bzw. 4 genau eine Signalverarbeitungseinheit 51 bzw. 52 zugeordnet, d. h. dass für jedes der beiden Range Gates 3 bzw. 4 eine separate Signalverarbeitung erfolgt.
Ein modifiziertes Konzept ist in Fig. 3 dargestellt. Die in Fig. 3 dargestellte Systemkonfiguration unterscheidet sich von der in Fig. 2 dargestellten dadurch, dass für die beiden Range Gates 3 und 4 eine zusätzliche gemeinsame Signalverar¬ beitung in der Signalverarbeitungseinheit 51 erfolgt. Darüber hinaus sind in den Range Gates 3 und 4 die zusätzlichen MuI- tiplexer 34 bzw. 44 vorhanden, die zur Umschaltung zwischen den verschiedenen Empfangszweigen dienen.
Fig. 4 zeigt zwei mögliche Varianten der Modulation des Sendepulses. Dabei ist in Fig. 4a der Fall einer kontinuierlichen Modifikation der Frequenz des Sendepulses dargestellt, wohingegen in der in Fig. 4b dargestellten Variante die Frequenz des Sendepulses in diskreten Stufen moduliert wird.
In Fig. 5 ist eine erste mögliche Betriebsart des Radarsys¬ tems dargestellt. Dabei ist das Steuersignal m(t) in den bei¬ den in Fig. 4 gezeigten Varianten im Zeitbereich für einen Frequenzwert aufgetragen. In der in Fig. 5 gezeigten Variante sind zwei Range Gates im Zeitbereich ohne Überlappungen unmittelbar aneinander aktiv, wie aus den Kurven pl (t) und p2 (t) ersichtlich ist. Die Kurve a(t) stellt dabei das Trig¬ gersignal des Pulsschalters mit der Länge τa dar. Die Ranges Gates sind dabei für einen Zeitraum τa, welcher der Länge ei- nes Sendepulses entspricht, aktiv. Die Länge eines Sendepul¬ ses τa und damit die aktive Zeit der Range Gates kann bei¬ spielsweise 20 ns betragen. Unter der Annahme, dass 4 bzw. 10 Range Gates zur Anwendung kommen, lassen sich so Messbereiche von ca. 13 m bzw. 33 m (10 Range Gates) erreichen.
Figur 6 zeigt den Fall, dass beide Range Gates für einen Zeitraum, welcher von der Länge eines Sendepulses abweicht, aktiv sind. Dabei kann der Zeitraum, in denen die Range Gates aktiv sind oder auch die Lage der Aktivität der Range Gates zueinander im Zeitbereich variabel gewählt werden. Auf diese Weise kann beispielsweise die aktuelle Konfiguration des Ra¬ darsystems an die aktuell herrschende Verkehrssituation ange- passt werden.
Ebenso ist es denkbar, dass beispielsweise zwei Range Gates im Zeitbereich mindestens teilweise überlappend aktiv sind, woraus sich die Möglichkeit eines interpolierenden Überganges zwischen den den Range Gates korrespondierenden Entfernungs- bereichen ergibt. Der entsprechende Fall ist in Fig. 7 darge¬ stellt. Umgekehrt kann es für manche Anwendungen auch vorteilhaft sein, wenn zwischen den Aktivitätszeiten mindestens zweier Range Gates im Zeitbereich eine Lücke besteht (nicht dargestellt) . Diese Variante ist insbesondere zur Ausblendung von stark reflektierenden Zielen oder "uninteressanten" (d.h. für die jeweilige Anwendung nicht wichtigen) Messbereichen vorteilhaft .
Fig. 8 zeigt den Fall, dass beide Range Gates mehrfach pro
Sendepuls aktiv sind, wodurch sich die Möglichkeit einer sta¬ tistischen Mittelung eröffnet; ebenso können wie in Fig. 9 dargestellt zwei Range Gates synchron aktiv sein. In diesem Fall wird es bei Verwendung einer Sendeantenne und zweier Empfangsantennen möglich, eine horizontale Winkelauflösung des empfangenen Signals zu erreichen. Die Empfangssignale der beiden Empfangsantennen werden dabei auf die parallel betriebenen Range Gates geführt. Diese Variante ist für eine Be¬ triebsart mit Monopuls-Auswertung vorteilhaft einsetzbar.
Bezugszeichenliste
1 Empfangseinheit
2 Sendeeinheit 3 Range Gate 1
4 Range Gate 2
5 Auswerteeinheit
6 Empfangseinheit
21 VCO (Voltage Controlled Oscillator) 22 Pulsschalter
23 Sendeantenne
31 Sample & Hold Modul
32 l/R4 Glied
33 Analog/Digital-Wandler 34 Multiplexer
41 Sample & Hold Modul
42 l/R4 Glied
43 Analog/Digital-Wandler
44 Multiplexer 51 Signalverarbeitungseinheit
52 Signalverarbeitungseinheit
53 Entfernungszonenfusionseinheit
61 Empfangsantennen
62 Mischer

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Betreiben eines Radarsystems, wobei mindes¬ tens ein Sendepuls ausgesendet wird, wobei die Frequenz des Sendepulses moduliert wird, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , dass der Sendepuls nach seiner Reflexion an einem Objekt empfangsseitig einem von mehreren Range Gates (3,4) zugeordnet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , dass die Modulation der Frequenz des Sende¬ pulses kontinuierlich erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n - z e i c h n e t , dass die Modulation der Frequenz des Sende¬ pulses in diskreten Stufen erfolgt.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a ¬ du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Länge eines Sendepulses ca. 20 ns beträgt.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a ¬ du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass mindestens zwei Range Gates (3,4) im Zeitbereich ohne Überlappungen unmittel- bar aneinander aktiv sind.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a ¬ du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass mindestens zwei Range Gates (3,4) im Zeitbereich mindestens teilweise über- läppend aktiv sind.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a ¬ du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zwischen den Ak¬ tivitätszeiten mindestens zweier Range Gates (3,4) im Zeitbe- reich eine Lücke besteht.
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a ¬ du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Lage der Ak- tivität der Range Gates (3,4) zueinander im Zeitbereich vari¬ abel gewählt wird.
9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a - du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass mindestens ein
Range Gate (3,4) für einen Zeitraum, welcher der Länge eines Sendepulses entspricht, aktiv ist.
10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a - du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass mindestens ein
Range Gate (3,4) für einen Zeitraum, welcher von der Länge eines Sendepulses abweicht, aktiv ist.
11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a - du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Zeitraum, in denen die Range Gates (3,4) aktiv sind, variabel gewählt wird.
12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a - du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass 4-10 Range Gates
(3,4) verwendet werden.
13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a ¬ du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass mindestens ein Range Gate (3,4) mehrfach pro Sendepuls aktiv ist.
14. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a ¬ du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass für mindestens ein Range Gate (3,4) eine separate Signalverarbeitung er- folgt.
15. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüchen, d a ¬ du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass eine Entfernungs¬ zonenfusion in einem nachfolgenden Signalverarbeitungsschritt vorgenommen wird.
16. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a ¬ du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass für mindestens zwei Range Gates (3,4) eine gemeinsame Signalverarbeitung er¬ folgt.
17. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a - du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass mindestens zwei
Range Gates (3,4) Signale unterschiedlicher Empfangsantennen (61) zugeführt werden.
18. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a - du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass mindestens zwei
Range Gates (3,4) Signale derselben Empfangsantenne (61) zu¬ geführt werden.
19. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a - du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass mindestens zwei
Range Gates (3,4) synchron aktiv sind.
20. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a ¬ du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass mindestens zwei unterschiedliche Sende- und Empfangsantennen (23 bzw. 61) verwendet werden.
21. Radarsystem mit einer Sendeeinheit (2), einer Empfangs¬ einheit (6), einer Steuereinheit (1) und einer Auswerteein- heit (5), wobei die Sendeeinheit (2) geeignet ist, kurze fre¬ quenzmodulierte Radarpulse auszusenden, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t , dass mindestens zwei Range Gates (3,4) zur Entfernungszuordnung vorhanden sind.
22. Radarsystem nach Anspruch 21, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t , dass mindestens einem Range Gate (3,4) genau eine Signalverarbeitungseinheit (51,52) zugeord¬ net ist.
23. Radarsystem nach Anspruch 21, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t , dass mindestens zwei Range Gates eine gemeinsame Signalverarbeitungseinheit (51,52) zugeordnet ist.
24. Radarsystem nach einem der Ansprüche 22 oder 23, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der mindestens einen Signalverarbeitungseinheit (51,52) eine Entf ernungszo- nenfusionseinheit (53) nachgeschaltet ist.
25. Radarsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche 21 bis
24, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass mehrere Empfangsantennen (61) vorhanden sind.
26. Radarsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche 21 bis
25, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zumindest ein Rage Gate (3,4) eine Sample & Hold Schaltung aufweist.
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