WO2019219261A1 - Radarsensorsystem und verfahren zum herstellen eines radarsensorsystems - Google Patents

Radarsensorsystem und verfahren zum herstellen eines radarsensorsystems Download PDF

Info

Publication number
WO2019219261A1
WO2019219261A1 PCT/EP2019/055697 EP2019055697W WO2019219261A1 WO 2019219261 A1 WO2019219261 A1 WO 2019219261A1 EP 2019055697 W EP2019055697 W EP 2019055697W WO 2019219261 A1 WO2019219261 A1 WO 2019219261A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
bin
sensor system
radar sensor
components
offset
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/055697
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Schoor
Marcel Mayer
Klaus Baur
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Priority to EP19709708.2A priority Critical patent/EP3794366A1/de
Priority to US17/042,075 priority patent/US20210063528A1/en
Priority to KR1020207035866A priority patent/KR20210010519A/ko
Priority to JP2020564395A priority patent/JP2021523380A/ja
Priority to MX2020012211A priority patent/MX2020012211A/es
Priority to CN201980033056.8A priority patent/CN112136058B/zh
Publication of WO2019219261A1 publication Critical patent/WO2019219261A1/de

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/03—Details of HF subsystems specially adapted therefor, e.g. common to transmitter and receiver
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • 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
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/003—Bistatic radar systems; Multistatic radar systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/87—Combinations of radar systems, e.g. primary radar and secondary radar
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/003—Transmission of data between radar, sonar or lidar systems and remote stations
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/40—Means for monitoring or calibrating
    • G01S7/4004—Means for monitoring or calibrating of parts of a radar system
    • G01S7/4017—Means for monitoring or calibrating of parts of a radar system of HF systems

Definitions

  • the invention relates to a radar sensor system.
  • the invention further relates to a method for producing a radar sensor system.
  • the invention further relates to a computer program product.
  • the object is achieved with a radar sensor system, comprising: at least two RF components each having at least one antenna for transmitting and / or receiving radar waves and at least one antenna controller for operating the at least one antenna; and
  • a length of the synchronization line is such that in a baseband a detected target is representable as a bin pair, the bins of the bin pair being offset from one another by a defined amount.
  • the bin offset can be used to separate signals from different transmitters from each other.
  • an angular resolution or evaluation is thereby improved and costs can be saved by saving expenses for code and frequency multiplexing devices.
  • the object is achieved with a method for producing a radar sensor system, comprising the steps:
  • a synchronization line by means of which the RF components are operatively connected, wherein a length of the synchronization line is formed such that in a baseband a detected target is representable as a bin pair, the bins of the bin pair being a defined extent - are offset.
  • the bin offset is less than one bin, preferably approximately 0.2 to 0.5 Bin is. This will be a good compromise
  • a further advantageous development of the radar sensor system provides that the synchronization line is designed as a real line. In this way, the desired effect of the distance-Bin- offset can be particularly easily realized.
  • a further advantageous development of the radar sensor system is characterized in that an effect of the synchronization line with respect to binary offset can be generated by means of a single-sideband modulator, wherein by means of the single-sideband modulator transmission signals of the RF components are displaceable relative to each other by a certain frequency.
  • a kind of "artificial conduction” is formed which, as a result, achieves the same effect as a real conduction.
  • a frequency offset is an equivalent of the real line.
  • a further advantageous development of the radar sensor system is characterized in that the RF components have a self-feeding device which is set up to form the bin offset in a definable manner. In this way, a further parameter is advantageously provided with which the desired bin offset of the distance bins can be defined even more finely.
  • a further advantageous development of the radar sensor system is characterized in that the transmitters which can be separated by the bin offset are used for the angle evaluation. This advantageously allows the bin offset to be used to separate the transmitters and thus estimate angles.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a proposed
  • Fig. 2 is a schematic representation of another embodiment of the proposed radar sensor system
  • 3a, 3b are schematic representations of an operation of the
  • Fig. 4 is a schematic flow diagram of a proposed
  • the radar sensor system has a high degree of coherence.
  • the different RF components can be operated with the same operating frequency, thereby enabling a redundant and coherent clock supply of a plurality of RF components.
  • At least a portion of the RF components used in the radar sensor system can be supplied with a clock or a useful frequency.
  • all HF components or antenna controls of the radar sensor system can be supplied with the same clock from at least one clock and thus all data are charged to each other.
  • a simultaneous clock supply of all antenna controls or RF components By the clock supply from a source, a high coherence of all RF components of the radar sensor system can be realized. If a clock generator, for example, has a defect, then at least one further clock generator for generating an HF signal can be activated or connected via the control unit.
  • a clock generator for example, has a defect
  • at least one further clock generator for generating an HF signal can be activated or connected via the control unit.
  • one component is assigned the role of the master, which assumes the high-frequency generation, and the other HF components are supplied by the latter with the RF synchronization signal.
  • the RF synchronization signal is required to provide high coherency of the RF devices 10a... 10d to enable high angular resolution of the radar sensor system 100.
  • specialized components for the generation of high frequency and for further signal processing are used in the prior art.
  • the invention proposes that at least two transmitters of a radar sensor system can be operated simultaneously without increasing a required sampling rate of the A / D converters.
  • the idea is based on the fact that a target depending on the transmitter (possibly over RF components) in the baseband is mapped in a different distance bin.
  • a target object it is always desired that a target object be on the same bin in all MMIC baseband.
  • a bin offset in the detection of a target which is detected with different transmission signals of the RF components allows multiple transmitters to be operated simultaneously and signals to be separated from one another without an increase in the baseband frequency.
  • the radar sensor system 100 has four RF components 10a... 10d, which are designed as MMICs. In this case, the number four is merely exemplary, the proposed radar sensor system 100 may also have fewer or more than four RF components. It can also be seen a synchronization line 20, to which all RF components 10a ... 10d are functionally connected and that is used to synchronize eg an RF operating frequency of all RF components 10a ... 10d.
  • the radar sensor system 100 has antenna controls of the RF components 10a... 10d.
  • the antenna controllers mentioned and other components of the HF components 10a... 10d which are required for transmitting and receiving radar waves, such as antennas, amplifiers, oscillators, etc., are not shown.
  • FIG. 2 shows a partial area of the radar sensor system 100 of FIG. 1 or an independent radar sensor system 100 with two RF components 10a, 10b each having an antenna 11a, 11b and a synchronization line 20 having a defined physical length I, which dimensioned in this way is that for a detected target object it leads to a distance bin pair ("double peak"), the bins of the bin pair having a defined offset, eg from a bin.
  • the synchronization line 20 would have to have an electrical length of 30 cm.
  • the physical length I would only be 4.4 cm.
  • the desired bin offset is in a range of about 0.1 Bin to about 1 Bin, more preferably about 0.2 Bin, with several Bin be allowed as an offset.
  • a simplified illustrated, resulting baseband of the two RF components 10a, 10b is shown in Figures 3a and 3b.
  • A is the amplitude and b is the number of the range bin.
  • the RF device 10a transmits (case (i))
  • the signal applied to the mixers does not experience an additional time delay, whereby the peak value of the detected target receive signal is exactly on the expected bin 2 (or any other expected bin).
  • the synchronization line 20 of the HF component 10b effects an offset of the signal of the HF component 10b.
  • the transmit signal "sees” no offset, but the receive mixer (not shown) "sees” the RF signal at a later time (due to the length of the synchronization line 20), the target detected by the radar sensor system 100 appears closer to a bin, as it should be expected. In Fig. 3a, this would correspond to the range bin 1, or more generally formulated, to the expected bin distance minus 1. Thus, the bin distance offset is 1.
  • the baseband image changes as shown in Fig. 3b.
  • the baseband peak value of the RF component 10b is arranged at the expected bin 2.
  • the RF device 10a 10a remains the master in this case, so the signal delay caused by the synchronization line 20 causes the RF device 10a to lower the baseband peak at the expected bin plus 1, i. at Bin 3, as can be seen in Fig. 3b.
  • the distance bin offset is also 1 in this case.
  • MIMO multiple input multiple output
  • the example described above describes a bin offset in the form of an integer offset of exactly one bin. However, this need not necessarily be the case, it is conceivable, e.g. also that the bin offset is 0.2 bin from the desired bin. In this way, RF ramp signals having a different frequency deviation can be used for the transmission signals of the antennas 11a, 11b of the HF components 10a, 10b. Since the field separability of the radar sensor system 100 becomes worse the farther the bins of the bin pair are apart, it is desirable to form the bins of the bin pair at a distance of about 0.2 to about 0.5 bin.
  • An alternative way of generating a time delay from one transmitter to another transmitter in a frequency ramped radar sensor system is to use a single sideband modulator to thereby create an "artificial" synchronization line 20 which has an effect of producing an "artificial” synchronization line 20 Corresponds to the "real", physically present synchronization line 20.
  • the signal of one of the transmitters is shifted by a certain frequency, this frequency offset representing one equivalent to the effect of the defined length of the synchronization line 20.
  • This variant is the possibility of realizing this in an HF component while being able to operate two transmitters of an HF component in parallel.
  • the defined delay effect of the synchronization line 20 in a radar sensor system with a insectspeisungsflower be used, in which for at least one of the RF components, a self- or feedback network is realized.
  • the (“master capable”) capable of feeding the RF signal RF component 10a, 10d are connected in duplicate to the synchronization line 20, which means that a defined feedback of power to the feeding RF device 10a 10b. In this way, a master-capable RF component 10a, 10d is provided in the radar sensor system 100.
  • Radar sensor system can be used.
  • the proposed method can be used not only in a radar sensor system, but also in any product with multiple RF components.
  • the proposed radar sensor system is used in the automotive sector.
  • FIG. 4 shows a basic flow chart of a method for producing a radar sensor system 100.
  • a step 200 provision is made of at least two HF components 10a, 10b, each having at least one antenna 1a, 1b for transmitting and / or receiving radar waves and at least one antenna controller for operating the at least one antenna 1a, 1 1 b performed.
  • a synchronization line 20 by means of which the HF components 10a, 10b are functionally connected, wherein a length of the synchronization line 20 is formed such that in a baseband a detected target can be represented as a bin pair, wherein the bins of the bin pair are offset from each other by a defined amount.
  • the present invention proposes a radar sensor system having at least two transmitters, with which a line length of a synchronization line is designed such that an offset between distance bins is generated. This offset is sought and exploited in order to be able to functionally separate signals from the transmitters and thereby to achieve an improved operating characteristic of the radar sensor system (eg in the form of an improved angle evaluation).

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

Radarsensorsystem (100), aufweisend: - wenigstens zwei HF-Bauelemente (10a, 10b) mit jeweils wenigstens einer Antenne (11a, 11b) zum Senden und/oder Empfangen von Radarwellen und jeweils wenigstens einer Antennensteuerung zum Betreiben der wenigstens einen Antenne (11a, 11b); und - eine Synchronisationsleitung (20), mittels der die HF-Bauelemente (10a, 10b) funktional verbunden sind; wobei - eine Länge der Synchronisationsleitung (20) derart ist, dass in einem Basisband ein detektiertes Ziel als ein Bin-Paar repräsentierbar ist, wobei die Bins des Bin-Paars um ein definiertes Ausmaß voneinander versetzt sind.

Description

Beschreibung
Titel
Radarsensorsvstem und Verfahren zum Herstellen eines Radarsensorsvstems
Die Erfindung betrifft ein Radarsensorsystem. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen eines Radarsensorsystems. Die Erfindung betrifft ferner ein Computerprogrammprodukt.
Stand der Technik
Aktuell befindet sich der Markt der Fahrerassistenzsysteme im Umbruch.
Während in den letzten Jahren hauptsächlich preisgünstige Sensorik im Vorder- grund stand, zeigt sich aktuell der Trend zum hochautonomen Fahren mit wesen- tlich höheren Ansprüchen an die Sensorik. Die höheren Anforderungen resultieren oft in der erhöhten Anzahl an Empfangs- und Sendekanälen. Viele Sendekanäle führen jedoch zu dem Problem, dass sie im Zeitmultiplexbetrieb bei einer vorgegebenen Gesamtmesszeit zu einer geringen Messzeit pro Schalt- zustand führen und somit das S/N-Verhältnis sinkt. Eine bekannte Möglichkeit, dieses Problem zu lösen, ist ein Frequenzmultiplex- oder ein Codemultiplex- betrieb der Sender, bei dem mehrere Sender gleichzeitig arbeiten. Jedoch ergeben sich durch das Frequenzmultiplexverfahren erhöhte Anforderungen an die Basisbandkette und durch das Codemultiplexverfahren ein begrenzter Dynamikbereich bzw. Mehrfachbelegung des Spektrums.
Offenbarung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Radarsensorsystem mit verbesserter Betriebscharakteristik bereitzustellen.
Gemäß einem ersten Aspekt wird die Aufgabe gelöst mit einem Radarsensorsys- tem, aufweisend: wenigstens zwei HF-Bauelemente mit jeweils wenigstens einer Antenne zum Senden und/oder Empfangen von Radarwellen und jeweils wenigstens einer Antennensteuerung zum Betreiben der wenigstens einen Antenne; und
eine Synchronisationsleitung, mittels der die HF-Bauelemente funktional verbunden sind; wobei
eine Länge der Synchronisationsleitung derart ist, dass in einem Basisband ein detektiertes Ziel als ein Bin-Paar repräsentierbar ist, wobei die Bins des Bin-Paars um ein definiertes Ausmaß vonein- ander versetzt sind.
Vorteilhaft kann der Bin-Versatz genutzt werden, um Signale von verschiedenen Sendern voneinander trennen zu können. Im Ergebnis ist dadurch eine Winkel- auflösung bzw. -auswertung verbessert und Kosten können dadurch eingespart werden, dass Aufwendungen für Code- und Frequenzmultiplexeinrichtungen eingespart werden.
Gemäß einem zweiten Aspekt wird die Aufgabe gelöst mit einem Verfahren zum Herstellen eines Radarsensorsystems, aufweisend die Schritte:
Bereitstellen von wenigstens zwei HF-Bauelementen, mit jeweils wenigstens einer Antenne zum Senden und/oder Empfangen von Radarwellen und jeweils wenigstens einer Antennensteuerung zum Betreiben der wenigstens einen Antenne; und
Bereitstellen einer Synchronisationsleitung, mittels der die HF- Bauelemente funktional verbunden sind, wobei eine Länge der Synchronisationsleitung derart ausgebildet wird, dass in einem Basisband ein detektiertes Ziel als ein Bin-Paar repräsentierbar ist, wobei die Bins des Bin-Paars um ein definiertes Ausmaß vonein- ander versetzt sind.
Vorteilhafte Weiterbildungen des Radarsensorsystems sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Radarsensorsystems ist dadurch gekenn- zeichnet, dass der Bin-Versatz weniger als ein Bin, vorzugsweise ca. 0,2 bis 0,5 Bin beträgt. Auf diese Weise wird ein guter Kompromiss betreffend
Ortstrennfähigkeit und Winkelauflösung des Radarsensorsystems bereitgestellt.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Radarsensorsystems sieht vor, dass die Synchronisationsleitung als eine reale Leitung ausgebildet ist. Auf diese Weise kann der angestrebte Effekt des Entfernungs-Bin- Versatzes besonders einfach realisiert werden.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Radarsensorsystems ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Wirkung der Synchronisationsleitung betreffend Bin- Versatz mittels eines Einseitenband-Modulators generierbar ist, wobei mittels des Einseitenband-Modulators Sendesignale der HF-Bauelemente um eine bestimmte Frequenz gegeneinander verschiebbar sind. Auf diese Weise wird eine Art„künstliche Leitung“ ausgebildet, die im Ergebnis denselben Effekt erzielt wie eine reale Leitung. Ein Frequenz-Versatz ist dabei ein Äquivalent der realen Leitung.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Radarsensorsystems zeichnet sich dadurch aus, dass die HF-Bauelemente eine Selbstspeisungseinrichtung aufweisen, die eingerichtet ist, den Bin-Versatz definierbar auszubilden. Auf diese Weise wird vorteilhaft ein weiterer Parameter bereitgestellt, mit dem der angestrebte Bin-Versatz der Entfernungs-Bins noch feiner definierbar ist.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Radarsensorsystems zeichnet sich dadurch aus, dass die durch den Bin-Versatz trennbaren Sender für die Winkel- auswertung genutzt werden. Dadurch kann vorteilhaft der Bin-Versatz genutzt werden, um die Sender zu trennen und damit Winkel zu schätzen.
Im Folgenden werden anhand von stark vereinfachten schematischen Darstel- lungen bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.
Dabei zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines vorgeschlagenen
Radarsensorsystems; Fig. 2 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform des vorgeschlagenen Radarsensorsystems;
Fig. 3a, 3b schematische Darstellungen einer Funktionsweise des
vorgeschlagenen Radarsensorsystems; und
Fig. 4 ein prinzipielles Ablaufdiagramm eines vorgeschlagenen
Verfahrens zum Herstellen eines Radarsensorsystems.
In den Figuren weisen dieselben konstruktiven Elemente jeweils dieselben Bezugsziffern auf.
Aktuelle Radarsensoren weisen üblicherweise viele HF-Kanäle zum Erzeugen und zum Empfangen von Radarwellen auf. Dabei können im Normalbetrieb alle HF-Bausteine gleichzeitig im Betrieb sein.
Dadurch, dass alle HF-Komponenten von einem gemeinsamen Taktgeber mit einer Nutz- bzw. Basisfrequenz gespeist werden, weist das Radarsensorsystem eine hohe Kohärenz auf. Insbesondere können die unterschiedlichen HF-Bauele- mente mit identischer Betriebsfrequenz betrieben werden, wodurch eine redun- dante und kohärente Taktversorgung von mehreren HF-Bauelementen ermöglicht wird.
Vorzugsweise kann zumindest ein Teil der im Radarsensorsystem verwendeten HF-Bauelemente mit einem Takt bzw. einer Nutzfrequenz versorgt werden. Im Normalbetrieb können alle HF-Bauelemente bzw. Antennensteuerungen des Radarsensorsystems mit demselben Takt von mindestens einem Taktgeber versorgt und somit alle Daten miteinander verrechnet werden.
In einem Normalbetrieb des Radarsensorsystems erfolgt durch mindestens einen Taktgeber eine gleichzeitige Taktversorgung aller Antennensteuerungen bzw. HF-Bauelemente. Durch die Taktversorgung aus einer Quelle kann eine hohe Kohärenz aller HF-Bauelemente des Radarsensorsystems realisiert werden. Weist ein Taktgeber beispielsweise einen Defekt auf, dann kann über die Steuer- einheit mindestens ein weiterer Taktgeber zum Erzeugen eines HF-Signals akti- viert bzw. zugeschaltet werden. Üblicherweise wird in einem Radarsensorsystem einem Bauteil die Rolle des Masters, der die Hochfrequenzerzeugung übernimmt, zugeordnet und die anderen HF-Bauelemente werden von diesem mit dem HF- Synchronisations- signal versorgt. Das HF-Synchronisationssignal ist erforderlich, um eine hohe Kohärenz der HF-Bauelemente 10a...10d bereit zu stellen, um eine hohe Winkel- auflösung des Radarsensorsystems 100 zu ermöglichen. Dafür werden im Stand der Technik spezialisierte Bausteine für die Erzeugung der Hochfrequenz und für die weitere Signalverarbeitung eingesetzt.
Jedoch zeigt sich bei immer höheren Kosten für die HF-Bausteinentwicklung, beispielsweise bei höheren Maskenkosten für geringere Knotengrößen, dass die Verwendung von mehreren Bausteinen desselben Typs Kosten vorteile bringen kann, obwohl die eigentliche Siliziumfläche größer ist.
Mit der Erfindung wird vorgeschlagen, dass mindestens zwei Sender eines Radarsensorsystems gleichzeitig betrieben werden können, ohne dazu eine erforderliche Abtastrate der A/D- Wandler zu erhöhen.
Prinzipiell beruht die Idee darauf, dass ein Ziel je nach Sender (gegebenenfalls über HF-Bausteine hinweg) im Basisband in einem anderen Entfernungs-Bin abgebildet wird. Bei konventionellen Multi-MMIC-Systemen wird immer angestrebt, dass ein Zielobjekt in allen MMIC-Basisbändern auf demselben Bin liegt.
Allerdings ermöglicht ein Bin-Versatz bei der Detektion eines Ziels, welches mit unterschiedlichen Sendesignalen der HF-Bausteine detektiert wird, dass ohne eine Erhöhung der Basisbandfrequenz mehrere Sender gleichzeitig betrieben und Signale voneinander getrennt werden können.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines dafür vorgesehenen Radar- sensorsystems 100. Das Radarsensorsystem 100 weist vier HF-Bauelemente 10a...10d auf, die als MMICs ausgebildet sind. Dabei ist die Anzahl vier lediglich beispielhaft, das vorgeschlagene Radarsensorsystem 100 kann auch weniger oder mehr als vier HF-Bauelemente aufweisen. Ferner erkennbar ist eine Synchronisationsleitung 20, an das sämtliche HF-Bauelemente 10a...10d funktional angeschlossen sind und das zum Synchronisieren z.B. einer HF- Betriebsfrequenz aller HF-Bauelemente 10a...10d verwendet wird.
Ferner weist das Radarsensorsystem 100 Antennensteuerungen der HF-Bauele- mente 10a...10d auf. Der Einfachheit halber sind die genannten Antennen- steuerungen und weitere Komponenten der HF-Bauelemente 10a...10d, die zum Aussenden und Empfangen von Radarwellen erforderlich sind, wie beispiels- weise Antennen, Verstärker, Oszillatoren, usw. nicht dargestellt.
Fig. 2 zeigt einen Teilbereich des Radarsensorsystems 100 von Fig. 1 bzw. ein eigenständiges Radarsensorsystem 100 mit zwei HF-Bauelementen 10a, 10b mit jeweils einer Antenne 11 a, 11 b und einer Synchronisationsleitung 20 mit einer definierten physikalischen Länge I, die derart dimensioniert ist, dass sie für ein detektiertes Zielobjekt zu einem Entfernungs-Bin-Paar („Doppelpeak“) führt, wobei die Bins des Bin-Paars einen definierten Versatz, z.B. von einem Bin aufweisen. Bei einem Frequenzhub der Sender von 1 GHz müsste die Synchron- isationsleitung 20 eine elektrische Länge von 30 cm haben. Bei einer Permittivität einer Leiterplatte (nicht dargestellt) von 3 wären das ca. 18 cm physikalische Länge. Bei einer Bandbreite von 4 GHz entspräche die physikalische Länge I nur noch 4,4 cm.
Vorteilhaft liegt der angestrebte Bin-Versatz in einem Bereich von ca. 0,1 Bin bis ca. 1 Bin, besonders bevorzugt ca. 0,2 Bin, wobei auch mehrere Bin als Versatz zulässig sein.
Nachfolgend werden zwei exemplarische Fälle unterschieden:
(i) In einem ersten Fall (dargestellt in Fig. 3a) sendet das HF-Bauelement 10a und beide HF-Bauelemente 10a, 10b empfangen
(ii) In einem zweiten Fall (dargestellt in Fig. 3b) sendet das HF-Bauelement 10b und beide HF-Bauelemente 10a, 10b empfangen
Ein vereinfacht dargestelltes, daraus resultierendes Basisband der beiden HF- Bauelemente 10a, 10b ist in den Figuren 3a und 3b dargestellt. Dabei bezeichnet A die Amplitude und b die Zahl des Entfernungs-Bins. Wenn das HF-Bauelement 10a sendet (Fall (i)), erfährt das den Mischern (nicht dargestellt) zugeführte Signal keine zusätzliche zeitliche Verzögerung, wodurch der Spitzenwert des detektierten Ziel-Empfangssignals genau auf dem zu erwar- tenden Bin 2 (oder jedem anderen zu erwartenden Bin) liegt. Die Synchron- isationsleitung 20 des HF-Bauelements 10b bewirkt hingegen einen Versatz des Signals des HF-Bauelements 10b. Da somit das Sendesignal keinen Versatz „sieht“, jedoch der Empfangsmischer (nicht dargestellt) das HF-Signal erst zu einem späteren Zeitpunkt„sieht“ (durch die Länge der Synchronisationsleitung 20 bedingt), erscheint das vom Radarsensorsystem 100 detektierte Ziel ein Bin näher, als es eigentlich zu erwarten wäre. In Fig. 3a würde dies dem Entfern- ungs-Bin 1 entsprechen, oder verallgemeinert formuliert, dem zu erwartenden Entfernungs-Bin minus 1. Der Entfernungs-Bin-Versatz beträgt also 1.
Wenn der Sender vom HF-Bauelement 10a auf das HF-Bauelement 10b wechselt (Fall (ii)), dann ändert sich das Basisbandbild, wie in Fig. 3b dargestellt. Erkennbar ist, dass in diesem Fall der Basisband-Spitzenwert des HF-Bauele- ments 10b beim zu erwartenden Bin 2 angeordnet ist. Das HF-Bauelement 10a 10a bleibt jedoch in diesem Fall der Master, sodass die durch die Synchroni- sationsleitung 20 bedingte Signalverzögerung dazu führt, dass das HF-Bauele- ment 10a den Basisbandpeak beim zu erwartenden Bin plus 1 , d.h. bei Bin 3 hat, wie in Fig. 3b erkennbar. Der Entfernungs-Bin-Versatz beträgt also auch in diesem Fall 1.
Wenn man nun die Überlagerung der beiden genannten Fälle betrachtet, dann ergibt sich ein Basisband, in dem das HF-Bauelement 10b im Ziel-Bin und im Ziel-Bin minus 1 einen Spitzenwert aufweist, während das HF-Bauelement 10a den Peak im Ziel-Bin und im Ziel-Bin plus 1 hat. Dadurch kann jeweils eine Sendeantenne 1 1a, 1 1 b der beiden HF-Bauelemente 10a, 10b gleichzeitig betrieben werden, wobei Signale beider Antennen 1 1a, 1 1 b getrennt voneinander ausgewertet werden können.
Dies ist für einen MIMO-Betrieb (engl. Multiple Input Multiple Output) von zwei Antennen wichtig. Beide MIMO-Sendeantennen können auf diese Weise gleichzeitig senden, wobei aber ihre Phasen im Basisband getrennt ausgewertet werden können. Diese Art der Auswertung kann nachteilig zu einer Verschlechterung der Orts- trennfähigkeit des Radarsensorsystems führen. Allerdings kann es dabei vorteil- haft nicht zu Fehlinterpretationen kommen, weil zu einem detektierten Ziel ein Bin immer paarweise (Bin +1/Bin -1 ) in Form eines Bin-Paares auftreten muss.
Das vorgehend beschriebene Beispiel beschreibt einen Bin-Versatz in Form eines ganzzahligen Versatzes von exakt einem Bin. Dies muss jedoch nicht unbedingt der Fall sein, denkbar ist z.B. auch, dass der Bin-Versatz 0,2 Bin vom Wunsch-Bin beträgt. Auf diese Weise können für die Sendesignale der Antennen 1 1a, 1 1 b der HF-Bauelemente 10a, 10b HF-Rampensignale mit unterschied- lichem Frequenzhub verwendet werden. Da die Ortstrennfähigkeit des Radar- sensorsystems 100 umso schlechter wird, je weiter die Bins des Bin-Paars auseinanderliegen, wird angestrebt, die Bins des Bin-Paars in einem Abstand von ca. 0,2 Bin bis ca. 0,5 Bin auszubilden.
Soll der Hub von einer Sequenz zur nächsten stark verändert werden, beispiels- weise entsprechend einem Äquivalent von 0,5 Bin, dann ist eine Verzögerungs- bzw. Synchronisationsleitung 20 mit einer festen elektrischen Länge ungeeignet.
Eine alternative Möglichkeit, bei einem mit Frequenzrampen betriebenen Radarsensorsystem eine zeitliche Verzögerung von einem Sender zu einem anderen Sender zu erzeugen, besteht in der Verwendung eines Einseitenband- Modulators, um dadurch eine„künstliche“ Synchronisationsleitung 20 zu erzeu- gen, die in ihrer Wirkung einer„realen“, physikalisch vorhandenen Synchroni- sationsleitung 20 entspricht.
Mittels des Einseitenband-Modulators wird das Signal eines der Sender um eine bestimmte Frequenz verschoben, wobei dieser Frequenz-Versatz ein Äquivalent zur Wirkung der definierten Länge der Synchronisationsleitung 20 repräsentiert. Ein Vorteil dieser Variante ist die Möglichkeit, dies in einem HF-Bauelement zu realisieren und dabei zwei Sender eines HF-Bauelements parallel betreiben zu können.
In einer weiteren Alternative kann der definierte Verzögerungseffekt der Synchronisationsleitung 20 auch in einem Radarsensorsystem mit einem Selbstspeisungskonzept verwendet werden, bei welchem für wenigstens eines der HF-Bauelemente ein Selbst- bzw. Rückspeisenetzwerk realisiert wird.
Dabei ist vorgesehen, dass das zum Einspeisen des HF-Signals fähige („Master- fähigen“) HF-Bauelement 10a, 10d zweifach an die Synchronisationsleitung 20 angeschlossen sind, was bedeutet, dass eine definierte Rückkopplung von Leistung an das einspeisende HF-Bauelement 10a, 10b erfolgt. Auf diese Weise ist im Radarsensorsystem 100 ein masterfähiges HF-Bauelement 10a, 10d bereitgestellt.
Mittels der genannten Selbstspeisungseinrichtung wird vorteilhaft ein weiterer Freiheitsgrad geschaffen, um den angestrebten Bin-Versatz des detektierten Zielobjekts noch feiner zu dimensionieren. Auf vorteilhafte Weise können die durch den Bin-Versatz trennbaren Sender für die Winkelauswertung des
Radarsensorsystems genutzt werden.
Vorteilhaft kann das vorgeschlagene Verfahren nicht nur in einem Radarsensor- system, sondern auch in jeglichem Produkt mit mehreren HF-Bauelementen eingesetzt werden. Vorzugsweise wird das vorgeschlagene Radarsensorsystem im Automobilbereich eingesetzt.
Fig. 4 zeigt ein prinzipielles Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen eines Radarsensorsystems 100.
In einem Schritt 200 wird ein Bereitstellen von wenigstens zwei HF-Bauelemente 10a, 10b) mit jeweils wenigstens einer Antenne 1 1a, 1 1 b zum Senden und/oder Empfangen von Radarwellen und jeweils wenigstens einer Antennensteuerung zum Betreiben der wenigstens einen Antenne 1 1a, 1 1 b durchgeführt.
In einem Schritt 210 wird ein Bereitstellen einer Synchronisationsleitung 20 durchgeführt, mittels der die HF-Bauelemente 10a, 10b funktional verbunden sind, wobei eine Länge der Synchronisationsleitung 20 derart ausgebildet wird, dass in einem Basisband ein detektiertes Ziel als ein Bin-Paar repräsentierbar ist, wobei die Bins des Bin-Paars um ein definiertes Ausmaß voneinander versetzt sind. Zusammenfassend wird mit der vorliegenden Erfindung ein Radarsensorsystem mit wenigstens zwei Sendern vorgeschlagen, mit dem eine Leitungslänge einer Synchronisationsleitung derart ausgebildet ist, dass ein Versatz zwischen Entfernungs-Bins generiert wird. Dieser Versatz wird angestrebt und ausgenutzt, um Signale der Sender funktional voneinander trennen zu können und dadurch eine verbesserte Betriebscharakteristik des Radarsensorsystems (z.B. in Form einer verbesserten Winkelauswertung) zu erreichen.
Der Fachmann kann vorgehend auch nicht oder nur teilweise beschriebene Ausführungsformen realisieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.

Claims

Ansprüche
1. Radarsensorsystem (100), aufweisend:
wenigstens zwei HF-Bauelemente (10a, 10b) mit jeweils wenigstens einer Antenne (1 1a, 1 1 b) zum Senden und/oder Empfangen von Radarwellen und jeweils wenigstens einer Antennensteuerung zum Betreiben der wenigstens einen Antenne (1 1a, 11 b); und eine Synchronisationsleitung (20), mittels der die HF-Bauelemente (10a, 10b) funktional verbunden sind; wobei
eine Länge der Synchronisationsleitung (20) derart ist, dass in einem Basisband ein detektiertes Ziel als ein Bin-Paar repräsentierbar ist, wobei die Bins des Bin-Paars um ein definiertes Ausmaß vonein- ander versetzt sind.
2. Radarsensorsystem (100) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Bin-Versatz weniger als ein Bin, vorzugsweise ca. 0,2 bis 0,5 Bin beträgt.
3. Radarsensorsystem (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Synchronisationsleitung (20) als eine reale Leitung ausgebildet ist.
4. Radarsensorsystem (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wirkung der Synchronisationsleitung (20) betreffend Bin-Versatz mittels eines Einseitenband-Modulators generierbar ist, wobei mittels des Einseitenband-Modulators Sendesignale der HF-Bauelemente (10a, 10b) um eine bestimmte Frequenz gegeneinander verschiebbar sind.
5. Radarsensorsystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die HF-Bauelemente (10a, 10b) eine
Selbstspeisungseinrichtung aufweisen, die eingerichtet ist, den Bin-Versatz definierbar auszubilden.
6. Radarsensorsystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die durch den Bin-Versatz trennbaren Sender für die Winkelauswertung genutzt werden.
7. Verfahren zum Herstellen eines Radarsensorsystems (100), aufweisend die
Schritte:
Bereitstellen von wenigstens zwei HF-Bauelementen (10a, 10b), mit jeweils wenigstens einer Antenne (1 1a, 1 1 b) zum Senden und/oder Empfangen von Radarwellen und jeweils wenigstens einer
Antennensteuerung zum Betreiben der wenigstens einen Antenne
(1 1 a, 1 1 b); und
Bereitstellen einer Synchronisationsleitung (20), mittels der die HF- Bauelemente (10a, 10b) funktional verbunden sind, wobei eine Länge der Synchronisationsleitung (20) derart ausgebildet wird, dass in einem Basisband ein detektiertes Ziel als ein Bin-Paar repräsen- tierbar ist, wobei die Bins des Bin-Paars um ein definiertes Ausmaß voneinander versetzt sind.
PCT/EP2019/055697 2018-05-17 2019-03-07 Radarsensorsystem und verfahren zum herstellen eines radarsensorsystems WO2019219261A1 (de)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP19709708.2A EP3794366A1 (de) 2018-05-17 2019-03-07 Radarsensorsystem und verfahren zum herstellen eines radarsensorsystems
US17/042,075 US20210063528A1 (en) 2018-05-17 2019-03-07 Radar sensor system and method for producing a radar sensor system
KR1020207035866A KR20210010519A (ko) 2018-05-17 2019-03-07 레이더 센서 시스템 및 레이더 센서 시스템의 제조 방법
JP2020564395A JP2021523380A (ja) 2018-05-17 2019-03-07 レーダセンサシステムおよびレーダセンサシステムの製造方法
MX2020012211A MX2020012211A (es) 2018-05-17 2019-03-07 Sistema detector de radar y metodo para producir un sistema detector de radar.
CN201980033056.8A CN112136058B (zh) 2018-05-17 2019-03-07 雷达传感器系统和用于制造雷达传感器系统的方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018207716.9A DE102018207716A1 (de) 2018-05-17 2018-05-17 Radarsensorsystem und Verfahren zum Herstellen eines Radarsensorsystems
DE102018207716.9 2018-05-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019219261A1 true WO2019219261A1 (de) 2019-11-21

Family

ID=65718017

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2019/055697 WO2019219261A1 (de) 2018-05-17 2019-03-07 Radarsensorsystem und verfahren zum herstellen eines radarsensorsystems

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20210063528A1 (de)
EP (1) EP3794366A1 (de)
JP (1) JP2021523380A (de)
KR (1) KR20210010519A (de)
DE (1) DE102018207716A1 (de)
MX (1) MX2020012211A (de)
WO (1) WO2019219261A1 (de)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013008953A1 (de) * 2013-05-27 2014-11-27 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben einer Radareinrichtung eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftwagens, sowie Radareinrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere einen Kraftwagen
EP3301470A2 (de) * 2016-09-29 2018-04-04 Panasonic Corporation Multiradarsystem
WO2019048110A1 (de) * 2017-09-05 2019-03-14 Robert Bosch Gmbh Fmcw-radarsensor mit synchronisierten hochfrequenzbausteinen

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2569857B1 (fr) * 1982-10-13 1988-05-13 Trt Telecom Radio Electr Simulateur de retard variable electriquement pour appareil de mesure de distance a onde continue modulee en frequence
JP3501659B2 (ja) * 1998-08-26 2004-03-02 三菱電機株式会社 車輌用シェルタ
JP4271511B2 (ja) * 2003-06-27 2009-06-03 株式会社マキタ レーダ装置と距離と反射率の測定方法
JP4080435B2 (ja) * 2004-02-17 2008-04-23 株式会社京三製作所 障害物検知装置及び検知方法
JP2006329689A (ja) * 2005-05-24 2006-12-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd パルスレーダ装置
JP2007192575A (ja) * 2006-01-17 2007-08-02 Mitsubishi Electric Corp 目標測位装置
US9297887B2 (en) * 2012-02-29 2016-03-29 Panasonic Corporation Device for detecting intruding objects, and method for detecting intruding objects
JP2018059895A (ja) * 2016-09-29 2018-04-12 パナソニック株式会社 マルチレーダシステム

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013008953A1 (de) * 2013-05-27 2014-11-27 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben einer Radareinrichtung eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftwagens, sowie Radareinrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere einen Kraftwagen
EP3301470A2 (de) * 2016-09-29 2018-04-04 Panasonic Corporation Multiradarsystem
WO2019048110A1 (de) * 2017-09-05 2019-03-14 Robert Bosch Gmbh Fmcw-radarsensor mit synchronisierten hochfrequenzbausteinen

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210010519A (ko) 2021-01-27
JP2021523380A (ja) 2021-09-02
US20210063528A1 (en) 2021-03-04
DE102018207716A1 (de) 2019-11-21
CN112136058A (zh) 2020-12-25
EP3794366A1 (de) 2021-03-24
MX2020012211A (es) 2021-01-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2753950B1 (de) Abbildender radarsensor mit synthetischer vergrösserung der antennenapertur und zweidimensionaler strahlschwenkung
EP1340097B1 (de) Radareinrichtung und verfahren zum betreiben einer radareinrichtung
DE112019006800T5 (de) Antennenvorrichtung und Radarvorrichtung
WO2017137136A1 (de) Radarsensor für fahrerassistenzsysteme in kraftfahrzeugen
DE102014009861B4 (de) Radarsensorvorrichtung mit wenigstens zwei Radarsensoren und Kraftfahrzeug
DE102015218542A1 (de) Integrierter Hochfrequenzschaltkreis, Radarsensor und Betriebsverfahren
EP3788394A1 (de) Überwachen eines fmcw-radarsensors
DE2812575C2 (de) Phasengesteuertes Antennenfeld
EP1582890B1 (de) Linear frequenzmoduliertes Impulsradar
EP2414862A1 (de) Mehrstrahlradarsensorvorrichtung und verfahren zum bestimmen eines abstandes
DE102013216461A1 (de) Synthetik-Apertur-Radarverfahren
DE102004051276A1 (de) Radarsensor zur Ermittlung des Abstands und der Relativgeschwindigkeit von Objekten
DE102017128507A1 (de) Erzeugung einer Radarwellenform mit mehreren Modulationselementen
WO2019219261A1 (de) Radarsensorsystem und verfahren zum herstellen eines radarsensorsystems
DE10163653A1 (de) Vorrichtung für ein Radarsystem
DE102010044134B4 (de) Radarsendesignalerzeuger und Verfahren zur Radarsendesignalerzeugung
WO2019166146A1 (de) Radarsensorsystem und verfahren zum betreiben eines radarsensorsystems
DE2342090A1 (de) Antenne mit variabler strahlbreite
WO2019170277A1 (de) Radarsensorsystem und verfahren zum betreiben eines radarsensorsystems
WO1998052247A1 (de) Kraftfahrzeug-radarsensor
DE102010041755A1 (de) Radarsystem
WO2020177909A1 (de) Verfahren zum betreiben eines ofdm-radarsystems
EP3737963A1 (de) Radarsystem mit in einem radarsensorkopf integrierter analyseeinheit
WO2019162005A1 (de) Systeme zum transport von extern empfangenen signalen innerhalb eines kraftfahrzeugs
WO2019174796A1 (de) Radarsensorsystem und verfahren zum betreiben eines radarsensorsystems

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19709708

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020564395

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20207035866

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2019709708

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019709708

Country of ref document: EP

Effective date: 20201217