WO2020120334A1 - Method for a mimo radar for unambiguously determining targets, and a radar - Google Patents

Method for a mimo radar for unambiguously determining targets, and a radar Download PDF

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WO2020120334A1
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energy value
antennas
radar
spectrum
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Stefan Zechner
Florian Engels
Adam HEENAN
Ernest CASABAN
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Zf Friedrichshafen Ag
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Definitions

  • the invention relates to a method for a MIMO radar for the unambiguous determination of targets and a radar which is designed for this method.
  • Radars which use MIMO methods are known in the prior art. These include a plurality of transmitting antennas and a plurality of receiving antennas. The successive frequency ramps of the transmitting antenna are encoded by specifically varying the start phase. The coding is often selected periodically here. A radar signal reflected from an object is thereby distributed over several positions in the determined spectrum. Particularly when using multiple transmit antennas, a plurality of energy peaks are generated in the spectrum, all of which belong to the same target of the object. It can occur in certain cases that it is no longer possible to clearly differentiate between the energy components of the different transmission antennas. As a result, the amplitude and the angle of the target may be incorrectly determined.
  • the method is suitable for a MIMO radar (multiple input multiple output radar).
  • a MIMO radar multiple input multiple output radar
  • Such a radar comprises several transmitting antennas and several receiving antennas.
  • the radar preferably works as an FMCW radar (Frequency Modulated Continuous Wave radar).
  • each transmitting antenna transmits a number of frequency ramps which follow one another in time. These frequency ramps are also called chirps or ramps.
  • the successive frequency ramps of each transmitting antenna are varied according to a periodic coding. This means that the start phase of each frequency ramp sent out is set specifically for each frequency ramp.
  • the specifically set start phase, which varies for successive frequency ramps, is also referred to as the coding sequence for a single transmission antenna.
  • the term coding thus encompasses the coding sequences of all transmission antennas.
  • the individual NEN antennas preferably have different coding sequences with respect to coding.
  • the coding sequences are periodically applied to the frequency ramps of the individual transmission antennas.
  • the coding sequence follows periodically with a periodicity with the value N.
  • N indicates the minimum number of start phases for the successive frequency ramps, the coding sequence necessary to provide for a transmitting antenna.
  • N describes the number of frequency ramps before the coding sequence is repeated. If at least 4 defined successive start phases for the frequency ramps are necessary for a coding sequence, then this has a periodicity of 4.
  • phase is varied in binary form, that is to say at 0 ° or 180 °.
  • This is also known as BPSK (Binary Phase Shift Keying).
  • the variation of the phase jumps can also be chosen freely, which is also called PSK (phase shift keying).
  • Different transmission antennas work with different coding sequences during transmission, for example the coding sequence [0000] for a first transmission antenna, which can also be reduced to [0], and the code [0011] for the second transmission antenna.
  • the coding sequences of the two transmit antennas chosen as examples have a periodicity of 1 and 4.
  • Radar signals emitted, in particular the frequency ramps coded by each transmitting antenna can be reflected on an object that is within the field of view of the radar.
  • the reflected radar signals are then detected by the receiving antennas as input signals.
  • An object corresponds to an object that has one or more scattering centers.
  • the scattering centers can be detected by the radar as targets, in particular via a or several dimensions of relative distance, relative speed, azimuth angle and / or elevation angle is resolved. This is done by evaluating the
  • Detected scattering centers or reflection centers are also referred to as targets.
  • a spectrum is determined from the received signals by evaluation.
  • the determination of such a spectrum is well known in the prior art. This is usually done via one or more Fourier transformations, depending on which dimensions are used to resolve.
  • the spectrum can accordingly be multidimensional.
  • the spectrum is 4 dimensional for resolution via distance, speed, azimuth angle and elevation angle. Targets appear as energy peaks within the spectrum.
  • the energy of a detected target is distributed over several different positions within the spectrum due to the coding. This means that several energy peaks occur within a multidimensional spectrum, all of which belong to the same goal. The distribution depends on the number of transmit antennas and the coding.
  • Two transmission antennas with the same transmission power are selected as examples. Accordingly, in the spectrum, a total energy value of 2 occurs for a target. This total energy value is distributed across the various positions.
  • the first antenna is coded so that it maps to a single position. This position then includes the energy value 1.
  • the second antenna can have a coding that maps to two positions, so that an energy value 0.5 falls in two positions.
  • the coding sequence in particular its periodicity N, determines the number of positions to which the associated energy value is distributed in the spectrum.
  • the distribution of the total energy value over the different positions depends on the transmission energy of the transmission antennas and the chosen coding.
  • the transmit antennas can also have different transmit powers, so that the total energy value is no longer an integer.
  • the example corresponds to Total energy value when using 4 transmitting antennas, all of which transmit with the same power, a value of 4.
  • the number of positions depends on the coding sequence. With a periodicity of 2 the total energy value is divided into 2 different positions, with a periodicity from 4 to 4 different positions, etc. An energy value does not have to occur at every position.
  • the coding is chosen such that the energy distribution, in which each position has an energy value, is uniquely distributed over the positions. In other words, a defined energy value occurs for a target at the associated positions.
  • the energy values have a certain relationship to one another, so that conclusions can be drawn unambiguously and these can also be clearly assigned to the respective transmission antennas.
  • the coding is therefore only clear if it is achieved for a real measuring process that at least the ratio between at least two energy values in the spectrum can be clearly assigned to the expected energy distribution.
  • a target from the spectrum is determined based on the clear energy distribution.
  • an energy value can also be determined at a specific position and then verified whether the corresponding energy values are available at the associated further positions of the energy distribution.
  • corresponding ranges for the energy value can be defined for each position of the distribution, within which the actually measured energy values may lie. This allows external circumstances, such as noise, to be taken into account. If the energy value of all associated positions for a distribution lies within the associated areas, the target is accepted as correct. Otherwise the target is discarded.
  • a coding is assumed in which a total energy value is distributed from two to four positions in the spectrum.
  • a transmitting antenna is selected in such a way that it maps the energy value 1 to the first position in the spectrum.
  • the second antenna maps to the second and fourth positions with an energy value of 0.5 each.
  • the energy value is 0.
  • the energy distribution is [1, 0.5, 0, 0.5].
  • the spectrum is analyzed with particular advantage directly after the expected energy distribution for the goals.
  • At least one energy value of the energy distribution is selected or is zero in comparison with the energy values of the other positions with comparatively low energy.
  • At least one energy value is at least 50%, 70% or 90% smaller than the next largest energy value or the highest energy value.
  • At least one energy value is less than or equal to 0.4, 0.3, 0.2, 0.1, 0.05 or 0.
  • the energy value relates accordingly to the energy value of a transmitting antenna ne, which maps the spectrum with a value of 1.
  • low energy values can greatly improve the uniqueness of the evaluation.
  • the target can be optimally verified with such a low energy value at one position.
  • At least one transmission antenna has a coding sequence of the frequency ramps with a periodicity of N, the periodicity being greater than the number of transmission antennas.
  • a plurality of transmitting antennas advantageously have such a coding sequence.
  • the total energy value of all transmit antennas is selected such that an at least low energy value is provided for at least one position with respect to the distribution over the individual positions, which depends on the coding.
  • the periodicity is chosen to be greater than the number of transmit antennas, the total energy value can be distributed over correspondingly more positions, so that one or some of the positions also have low energy values, which enable a clear evaluation.
  • the periodicity is chosen larger than the number of transmit antennas for a plurality of transmit antennas. In particular, at least one third, half or three quarters of the transmission antennas have a periodicity that is greater than the number of transmission antennas.
  • the periodicity for one or more transmit antennas is at least twice as large as the number of transmit antennas.
  • the transmit antennas transmit with different transmit power.
  • the transmission power for the successive frequency ramps can be identical or can vary. If you combine the defined choice of the mean transmission power for the individual transmission antennas with a favorable coding, the distribution of the total energy value over the different positions in the spectrum can be selected in such a way that the clear evaluation of the targets is even more robust. Accordingly, each transmitting antenna can transmit the radar radiation with a different transmission power.
  • the transmission power of the transmission antenna is also varied on successive frequency ramps.
  • the object is also achieved by a radar according to claim 9.
  • the radar is designed to carry out the procedure described above and also in the following. In particular, this can be carried out in accordance with at least one of the explanations given above and also below.
  • Fig. 4 flow chart for the method.
  • the method is described using a MIMO radar that works according to the FMCW method.
  • the spectra shown represent the results of a simulation for a single static target within the field of view of the radar.
  • the radar only comprises two transmitting antennas, each of which emits several frequency ramps in succession at uniform time intervals within a measurement cycle.
  • the outside of the frequency ramps corresponds to a first step 100 of the method, the individual steps of the method being shown in FIG. 4.
  • the radar beams emitted in the form of frequency ramps can be reflected on an object, in particular on a scattering center.
  • a single static target is selected which has a relative speed of zero compared to the radar.
  • the reflected radar beams are detected by a plurality of reception antennas as reception signals.
  • the received signals are processed in the usual way in order to provide a spectrum according to step 120.
  • the spectrum can basically resolve over one or more dimensions, such as distance, speed, azimuth angle or elevation angle. 1 and 2 simulated one-dimensional spectra are shown, which serve to further explain the method.
  • the spectra represent the result for a single target, which has a relative speed of 0 km / h compared to the radar.
  • a one-dimensional resolution is chosen in favor of a simple and descriptive explanation of the method.
  • a plurality of targets are detected within a field of view of the radar and the resolution takes place over several dimensions, in particular distance, speed, azimuth angle and elevation angle.
  • a normalized frequency is plotted, which corresponds to a speed of the target or can be converted into a relative speed.
  • the energy is plotted against the Y axis 12.
  • some frequency ramps 54, 56 are shown, which are emitted by the two transmission antennas Tx1 and 1x2.
  • the time is plotted against the X axis 50 and the frequency is plotted against the Y axis 52.
  • a frequency ramp 54, 56 corresponds to a radar signal that begins at a start frequency and ends with an end frequency that differs from the start frequency.
  • the frequency of the frequency ramps 54, 56 increases linearly from a start frequency to the end frequency.
  • the frequency ramps 54, 56 are emitted for each transmitting antenna at regular intervals.
  • the frequency ramps are transmitted under coding.
  • the start phases f 1 of the frequency ramps 54 of the transmission antenna Tx1 and the start phases f 2 of the frequency ramps 56 of the transmission antenna Tx2 are varied.
  • the start phase is the phase position which the frequency ramp has at the start of the transmission, that is to say at the start frequency.
  • more than two transmit antennas can be formed, each transmit antenna emitting its frequency ramp with its own coding sequence.
  • FIG. 1 The spectrum of FIG. 1, which is represented by line 30, results with reference to a target which has a relative speed of 0 km / h with respect to the radar, the transmitting antenna Tx1 having a coding sequence of [0000].
  • the start phase f 1 is identical for all successive frequency frames. In particular, the start phase is 0 °.
  • the coding sequence of the transmitting antenna Tx2 is [0001]. This corresponds to a periodicity of 4, since four frequency ramps are necessary for the passage of the coding sequence.
  • the coding sequence is applied periodically, ie repetitively, to the frequency ramps of the transmission antenna Tx2.
  • the start phase ⁇ p 2 corresponds to a start phase of 0 ° for successive frequency ramps with a value of 0 and a start phase of 180 ° for value 1.
  • BPSK binary phase shift keying
  • PSK phase shift keying
  • PSK phase shift keying
  • the transmitting antenna Tx1 generates an energy value at a position 32 within the spectrum, which represents an absolute maximum for the spectrum.
  • the transmit antenna Tx2 generates corresponding and essentially identical energy values at positions 34, 36 and 38. Overall, the total energy emitted by the transmitting antennas is divided into positions 32, 34, 36 and 38. The spectrum is now evaluated, the energy values of the individual positions identifying the transmitting components of transmitting antenna Tx1 and transmitting antenna Tx2.
  • Such a spectrum is shown on the line 40 in FIG. 2.
  • the coding sequence of the transmitting antenna Tx1 is identical to that in FIG. 1.
  • the coding sequence of the transmitting antenna Tx2 is [0011].
  • the total energy value of the transmit antennas is distributed to positions 42, 44, 46 and 48, the largest energy value at position 44 and two essentially identical energy values at positions 44 and 48.
  • At position 46 at a normalized frequency of 0.5 no energy components were shown. Due to the chosen coding, the distribution of the total energy value in the spectrum is known.
  • the associated energy distribution is [1, 0.5, 0, 0.5]. This makes it possible to verify whether the energy values at the respective positions have been correctly determined for the further evaluation of the azimuth and / or elevation angle.
  • the target With a suitable choice of energy ranges for the individual positions of the energy distribution, the target can nevertheless be correctly recognized and its position and relative speed in the field of view of the radar can be correctly determined.
  • the target is accepted as correct if the determined energy values at the positions lie within the energy range.
  • the energy areas can be fixed static areas.
  • the energy ranges can also be fundamentally can also be determined separately for each distribution by using an algorithm
  • the distribution of the total energy values of the transmitting antennas in the spectrum can be set in such a way that the goals are clearly and correctly evaluated. In this way, erroneous detection of targets can be reduced by more than 10% compared to the method of the prior art.
  • a coding when using 4 transmit antennas that provide a total energy value of 4 within a spectrum for a target, a coding can be used that has an energy distribution of [1; 0.5; 0.5; 0.5; 0; 0.5; 0.5; 0.5] ready.
  • the first position has an energy value of 1
  • the second position has an energy value of 0.5
  • the third position has an energy value of 0.5
  • the fourth position has an energy value of 0.5
  • the fifth position has an energy value of 0, etc.
  • the corresponding positions and their energy values can be used to verify whether the target has been correctly determined.
  • the target can be determined directly via the energy distribution of the energy values for the corresponding positions.
  • a periodicity of 8 is used for a coding sequence. For example, if a target with an energy distribution of [1; 0.43; 0.59; 0.55; 0.08; 0.52; 0.48; 0.5] so the ses could be accepted as correct.
  • the number of positions and / or the periodicity of at least one or more transmit antennas is advantageously greater than the number of transmit antennas. Due to the larger number of positions compared to the number of transmit antennas, a distribution of the total energy value can take place, in which comparatively low energy values also occur. It is therefore generally advantageous if the number of positions or the periodicity is at least twice as large as the number of transmit antennas. With 16 transmit antennas, a coding with 32 positions is advantageously chosen. The distribution can be such that the energy value for one or more positions is zero or has only comparatively small values. With regard to a transmission antenna with a transmission energy of 1, this can be selected, for example, as an energy value of 0.4, 0.3, 0.2, 0.1, 0.05 or 0. The individual transmission antennas can also be operated with different transmission power in order to provide correspondingly clear distributions of the total energy value in the spectrum.
  • a target is accordingly determined on the basis of the clear energy distribution according to step 130. This ensures that the determined target is a real and correctly detected target.

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Abstract

A method for a MIMO radar for unambiguously determining targets, wherein the radar comprises a plurality of transmitting antennas and a plurality of receiving antennas, • wherein each transmitting antenna emits a plurality of temporally successive frequency ramps (54, 56), • wherein the start phases (φ1, φ2) of successive frequency ramps of the transmitting antennas are varied in accordance with a periodic coding, • wherein the receiving antennas detect the frequency ramps (54, 56) reflected at a target as reception signals, • wherein the reception signals are processed in order to provide a spectrum (40), • wherein the energy of a detected target within the spectrum (40) is distributed among a plurality of positions (42, 44, 46, 48) on account of the coding, • wherein the coding is chosen such that the energy distribution for which each position (42, 44, 46, 48) has an energy value is distributed unambiguously over the positions (42, 44, 46, 48), • wherein a target is determined from the spectrum (40) on the basis of the unambiguous energy distribution. A radar that uses this method is additionally described.

Description

Verfahren für ein MIMO-Radar zur eindeutigen Ermittlung von Zielen sowie ein Radar Procedure for a MIMO radar for the clear determination of targets as well as a radar
Die Erfindung betrifft ein Verfahren für ein MIMO-Radar zur eindeutigen Ermittlung von Zielen sowie ein Radar, das für dieses Verfahren ausgebildet ist. The invention relates to a method for a MIMO radar for the unambiguous determination of targets and a radar which is designed for this method.
Im Stand der Technik sind Radare bekannt, die MIMO Verfahren nutzen. Diese um fassen eine Mehrzahl an Sendeantennen und eine Mehrzahl an Empfangsantennen. Dabei werden die aufeinanderfolgenden Frequenzrampen der Sendeantenne durch gezielte Variation der Startphase kodiert. Die Kodierung wird hier oft periodisch ge wählt. Ein an einem Objekt reflektiertes Radarsignal wird dadurch in dem ermittelten Spektrum auf mehrere Positionen verteilt. Insbesondere bei der Nutzung mehrerer Sendeantennen werden dadurch im Spektrum eine Mehrzahl an Energiespitzen er zeugt, die alle zu demselben Ziel des Objekts gehören. Dabei kann es unter be stimmten Fällen auftreten, dass nicht mehr eindeutig zwischen den Energieanteilen der unterschiedlichen Sendeantennen unterschieden werden kann. Dadurch kann es sein, dass die Amplitude und der Winkel des Ziels fehlerhaft ermittelt werden. Radars which use MIMO methods are known in the prior art. These include a plurality of transmitting antennas and a plurality of receiving antennas. The successive frequency ramps of the transmitting antenna are encoded by specifically varying the start phase. The coding is often selected periodically here. A radar signal reflected from an object is thereby distributed over several positions in the determined spectrum. Particularly when using multiple transmit antennas, a plurality of energy peaks are generated in the spectrum, all of which belong to the same target of the object. It can occur in certain cases that it is no longer possible to clearly differentiate between the energy components of the different transmission antennas. As a result, the amplitude and the angle of the target may be incorrectly determined.
Es ist es Aufgabe ein Verfahren für ein MIMO-Radar und ein entsprechendes Radar bereitzustellen, welches eine eindeutige Ermittlung von Zielen ermöglicht. It is the task to provide a method for a MIMO radar and a corresponding radar, which enables a clear determination of targets.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß den Merkmalen des An spruchs 1. In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausführungen erläutert. This object is achieved by a method according to the features of claim 1. Advantageous embodiments are explained in the dependent claims.
Das Verfahren ist für ein MIMO-Radar (Multiple Input Multiple Output-Radar) geeig net. Ein solches Radar umfasst mehrere Sendeantennen und mehrere Empfangsan tennen. Zudem arbeitet das Radar vorzugsweise als FMCW-Radar (Frequency Mo- dulated Continous Wave-Radar). The method is suitable for a MIMO radar (multiple input multiple output radar). Such a radar comprises several transmitting antennas and several receiving antennas. In addition, the radar preferably works as an FMCW radar (Frequency Modulated Continuous Wave radar).
Gemäß dem Verfahren sendet jede Sendeantenne mehrere zeitlich aufeinanderfol gende Frequenzrampen aus. Diese Frequenzrampen werden auch Chirps oder Rampen genannt. Die aufeinanderfolgenden Frequenzrampen jeder Sendeantenne werden gemäß ei ner periodischen Kodierung variiert. Das bedeutet, dass die Startphase jeder ausge sendeten Frequenzrampe für jede Frequenzrampe gezielt eingestellt wird. Die geziel te eingestellte und für aufeinanderfolgende Frequenzrampen variierende Startphase wird für eine einzelne Sendeantenne auch als Kodierungsfolge bezeichnet. Der Be griff Kodierung umfasst somit die Kodierungsfolgen aller Sendeantennen. Die einzel nen Sendeantennen weisen bezüglich einer Kodierung vorzugsweise jeweils unter schiedliche Kodierungsfolgen auf. Die Kodierungsfolgen werden periodisch auf die Frequenzrampen der einzelnen Sendeantenne angewandt. Die Kodierungsfolge er folgt periodisch mit einer Periodizität mit dem Wert N. N gibt die Mindestanzahl an Startphasen für die aufeinanderfolgenden Frequenzrampen an, die notwendig Kodie rungsfolge für eine Sendeantenne bereitzustellen. Mit anderen Worten beschreibt N die Anzahl der Frequenzrampen bevor sich die Kodierungsfolge wiederholt. Sind für eine Kodierungsfolge mindestens 4 definiert aufeinanderfolgende Startphasen für die Frequenzrampen notwendig, so weist diese eine Periodizität von 4 auf. According to the method, each transmitting antenna transmits a number of frequency ramps which follow one another in time. These frequency ramps are also called chirps or ramps. The successive frequency ramps of each transmitting antenna are varied according to a periodic coding. This means that the start phase of each frequency ramp sent out is set specifically for each frequency ramp. The specifically set start phase, which varies for successive frequency ramps, is also referred to as the coding sequence for a single transmission antenna. The term coding thus encompasses the coding sequences of all transmission antennas. The individual NEN antennas preferably have different coding sequences with respect to coding. The coding sequences are periodically applied to the frequency ramps of the individual transmission antennas. The coding sequence follows periodically with a periodicity with the value N. N indicates the minimum number of start phases for the successive frequency ramps, the coding sequence necessary to provide for a transmitting antenna. In other words, N describes the number of frequency ramps before the coding sequence is repeated. If at least 4 defined successive start phases for the frequency ramps are necessary for a coding sequence, then this has a periodicity of 4.
Die Variation der Phase binär erfolgen, also bei 0° oder 180° liegen. Dies wird auch als BPSK (Binary-Phase-Shift-Keying) bezeichnet. Alternativ kann die Variation der Phasensprünge auch frei gewählt werden, was auch PSK (Phase-Shift-Keying) ge nannt wird. The phase is varied in binary form, that is to say at 0 ° or 180 °. This is also known as BPSK (Binary Phase Shift Keying). Alternatively, the variation of the phase jumps can also be chosen freely, which is also called PSK (phase shift keying).
Unterschiedliche Sendeantennen arbeiten während der Aussendung mit verschiede nen Kodierungsfolgen, beispielsweise die Kodierungsfolge [0000] für eine erste Sen deantenne, die auch auf [0] reduziert werden kann, und der Kode [0011] für die zwei te Sendeantenne. Die beispielhaft gewählten Kodierungsfolgen der beiden Sendean tennen weisen eine Periodizität von 1 und 4 auf. Different transmission antennas work with different coding sequences during transmission, for example the coding sequence [0000] for a first transmission antenna, which can also be reduced to [0], and the code [0011] for the second transmission antenna. The coding sequences of the two transmit antennas chosen as examples have a periodicity of 1 and 4.
Ausgesendeten Radarsignale, insbesondere die von jeder Sendeantenne kodierten Frequenzrampen, können an einem Objekt reflektiert werden, welches sich innerhalb Sichtbereichs des Radars aufhält. Die reflektierten Radarsignale werden sodann von den Empfangsantennen als Eingangssignale detektiert. Ein Objekt entspricht hierbei einem Gegenstand, der ein oder mehrere Streuzentren aufweist. Die Streuzentren können von dem Radar als Ziele detektiert werden, wobei insbesondere über eine oder mehrere Dimensionen von Relativabstand, Relativgeschwindigkeit, Azimutwin kel und / oder Elevationswinkel aufgelöst wird. Dies erfolgt durch Auswertung derRadar signals emitted, in particular the frequency ramps coded by each transmitting antenna, can be reflected on an object that is within the field of view of the radar. The reflected radar signals are then detected by the receiving antennas as input signals. An object corresponds to an object that has one or more scattering centers. The scattering centers can be detected by the radar as targets, in particular via a or several dimensions of relative distance, relative speed, azimuth angle and / or elevation angle is resolved. This is done by evaluating the
Empfangssignale. Detektierte Streuzentren oder Reflektionszentren werden auch als Ziele bezeichnet. Receive signals. Detected scattering centers or reflection centers are also referred to as targets.
Aus den Empfangssignalen wird durch Auswertung ein Spektrum ermittelt. Die Er mittlung eines solchen Spektrums ist im Stand der Technik hinlänglich bekannt. Übli cherweise erfolgt dies über eine oder mehrere Fourier Transformationen, abhängig davon über welche Dimensionen aufgelöst wird. Das Spektrum kann dementspre chend mehrdimensional sein. Bei Auflösung über Abstand, Geschwindigkeit, Azi mutwinkel und Elevationswinkel ist das Spektrum 4 Dimensional. Innerhalb des Spektrums treten Ziele als Energiespitzen auf. A spectrum is determined from the received signals by evaluation. The determination of such a spectrum is well known in the prior art. This is usually done via one or more Fourier transformations, depending on which dimensions are used to resolve. The spectrum can accordingly be multidimensional. The spectrum is 4 dimensional for resolution via distance, speed, azimuth angle and elevation angle. Targets appear as energy peaks within the spectrum.
Die Energie eines detektierten Ziels ist innerhalb des Spektrums aufgrund der Kodie rung über mehrere verschiedene Positionen verteilt. Das bedeutet, dass innerhalb eines mehrdimensionalen Spektrums mehrere Energiespitzen auf treten, die alle demselben Ziel zugehörig sind. Die Verteilung ist von der Anzahl der Sendeantennen und der Kodierung abhängig. The energy of a detected target is distributed over several different positions within the spectrum due to the coding. This means that several energy peaks occur within a multidimensional spectrum, all of which belong to the same goal. The distribution depends on the number of transmit antennas and the coding.
Beispielhaft seien zwei Sendeantennen gewählt, die dieselbe Sendeleistung aufwei sen. Im Spektrum tritt dementsprechend für ein Ziel ein Gesamtenergiewert von 2 auf. Dieser Gesamtenergiewert verteilt sich auf die verschiedenen Positionen. Bei spielsweise ist die erste Antenne derart kodiert, dass diese auf eine einzige Position abbildet. Diese Position umfasst sodann den Energiewert 1. Die zweite Antenne kann eine Kodierung aufweisen, die auf zwei Positionen abbildet, sodass auf zwei Positionen ein Energiewert 0.5 fällt. Die Kodierungsfolge, insbesondere deren Perio dizität N, bestimmt hierbei die Anzahl der Positionen auf die der zugehörige Energie wert im Spektrum verteilt wird. Two transmission antennas with the same transmission power are selected as examples. Accordingly, in the spectrum, a total energy value of 2 occurs for a target. This total energy value is distributed across the various positions. In example, the first antenna is coded so that it maps to a single position. This position then includes the energy value 1. The second antenna can have a coding that maps to two positions, so that an energy value 0.5 falls in two positions. The coding sequence, in particular its periodicity N, determines the number of positions to which the associated energy value is distributed in the spectrum.
Die Verteilung des Gesamtenergiewerts auf die verschiedenen Positionen hängt von der Sendeenergie der Sendeantennen und der gewählten Kodierung ab. Insbeson dere können die Sendeantennen auch unterschiedliche Sendeleistungen aufweisen, sodass der Gesamtenergiewert keine ganze Zahl mehr ist. Beispielhaft entspricht der Gesamtenergiewert bei der Verwendung von 4 Sendeantennen, die alle mit dersel ben Leistung aussenden, einem Wert von Wert 4. The distribution of the total energy value over the different positions depends on the transmission energy of the transmission antennas and the chosen coding. In particular, the transmit antennas can also have different transmit powers, so that the total energy value is no longer an integer. The example corresponds to Total energy value when using 4 transmitting antennas, all of which transmit with the same power, a value of 4.
Die Anzahl der Positionen hängt von der Kodierungsfolge ab. Bei einer Periodizität von 2 wird der Gesamtenergiewert auf 2 verschiedene Positionen verteilt, bei einer Periodizität von 4 auf 4 verschiedene Positionen, usw.. Dabei muss nicht an jeder Position auch ein Energiewert auftreten. The number of positions depends on the coding sequence. With a periodicity of 2 the total energy value is divided into 2 different positions, with a periodicity from 4 to 4 different positions, etc. An energy value does not have to occur at every position.
Die Kodierung ist derart gewählt, dass die Energieverteilung, bei der jede Position einen Energiewert aufweist, über die Positionen eindeutig verteilt ist. Mit anderen Worten tritt für ein Ziel an den zugehörigen Positionen ein definierter Energiewert auf. Die Energiewerte weisen dabei ein bestimmtes Verhältnis zueinander auf, sodass eindeutig auf das Ziel zurückgeschlossen werden kann und diese auch den jeweili gen Sendeantennen eindeutig zugewiesen werden können. Die Kodierung ist somit nur dann eindeutig, wenn für einen realen Messvorgang erreicht wird, dass zumin dest das Verhältnis zwischen zumindest zwei Energiewerten im Spektrum eindeutig der zu erwartenden Energieverteilung zugewiesen werden kann. The coding is chosen such that the energy distribution, in which each position has an energy value, is uniquely distributed over the positions. In other words, a defined energy value occurs for a target at the associated positions. The energy values have a certain relationship to one another, so that conclusions can be drawn unambiguously and these can also be clearly assigned to the respective transmission antennas. The coding is therefore only clear if it is achieved for a real measuring process that at least the ratio between at least two energy values in the spectrum can be clearly assigned to the expected energy distribution.
Dies ist gerade dann nicht der Fall, wenn sich der Gesamtenergiewert auf alle Positi onen verteilt und sich die zu erwartenden Energiewerte für alle Positionen nur gering fügig unterscheiden. Eine geringfügige Unterscheidung ist gerade dann gegeben, wenn die Energiewerte einen derart geringen Abstand aufweisen, dass bei bestimm ten Umständen, beispielsweise verursacht durch Rauschen, ein eigentlich niedrigerer Energiewert an einer Position größer gemessen werden kann als ein eigentlich grö ßerer Energiewert an einer anderen Position. This is especially not the case if the total energy value is distributed across all positions and the expected energy values for all positions differ only slightly. A slight distinction is made when the energy values are so close apart that, under certain circumstances, e.g. caused by noise, an actually lower energy value can be measured larger at one position than an actually larger energy value at another position.
Eine solche eindeutige Verteilung ergibt sich somit gerade dann, wenn an den Posi tionen neben hohen Energiewerten auch niedrigere Energiewerte auftreten. Insbe sondere kann ein Energiewert an einer Position auch null sein. Dementsprechend kann eine ausbleibende Besetzung einer Position auch als Information ausgebildet sein. Dadurch lässt sich eindeutig verifizieren, ob es sich bei einem Energiewert im Spektrum um ein echtes Ziel handelt. Zudem kann dadurch eindeutig zugewiesen werden von welcher Sendeantenne die jeweiligen Energieanteile stammen. Dadurch lassen sich Ziele eindeutig bestimmen. Der Abstand zwischen niedrigen und hohen Energiewerten ist gerade dann gegeben, wenn bei einer realen Messung der höhere Energiewert identifizierbar größer bleibt als der niedrige Energiewert. Such an unambiguous distribution thus arises precisely when, in addition to high energy values, lower energy values also occur at the positions. In particular, an energy value at a position can also be zero. Accordingly, a missing position can also be configured as information. This makes it possible to clearly verify whether an energy value in the spectrum is a real target. In addition, it can be clearly assigned from which transmission antenna the respective energy components originate. Thereby goals can be clearly defined. There is a gap between low and high energy values if, in a real measurement, the higher energy value remains identifiable larger than the low energy value.
Demensprechend wird ein Ziel aus dem Spektrum anhand der eindeutigen Energie verteilung ermittelt wird. Accordingly, a target from the spectrum is determined based on the clear energy distribution.
Dies kann erfolgen indem das Spektrum direkt auf die entsprechende eindeutige Energieverteilung analysiert wird. Alternativ kann auch ein Energiewert an einer be stimmten Position ermittelt werden und sodann verifiziert werden, ob an den zugehö rigen weiteren Positionen der Energieverteilung die entsprechenden Energiewerte vorliegen. This can be done by analyzing the spectrum directly for the corresponding clear energy distribution. Alternatively, an energy value can also be determined at a specific position and then verified whether the corresponding energy values are available at the associated further positions of the energy distribution.
Bei der Ermittlung des Ziels können für jede Position der Verteilung entsprechende Bereiche für den Energiewert festgelegt werden, innerhalb denen die tatsächlich ge messenen Energiewerte liegen dürfen. Dadurch können äußere Umstände, wie bei spielsweise Rauschen, berücksichtigt werden. Liegt der Energiewert aller zugehöri gen Positionen für eine Verteilung innerhalb der zugehörigen Bereiche, so wird das Ziel als korrekt akzeptiert. Andernfalls wird das Ziel verworfen. When determining the target, corresponding ranges for the energy value can be defined for each position of the distribution, within which the actually measured energy values may lie. This allows external circumstances, such as noise, to be taken into account. If the energy value of all associated positions for a distribution lies within the associated areas, the target is accepted as correct. Otherwise the target is discarded.
Beispielsweise wird eine Kodierung angenommen, bei der ein Gesamtenergiewert von 2 auf vier Positionen im Spektrum verteilt wird. Eine Sendeantenne ist derart ge wählt, dass diese vollständig mit dem Energiewert 1 auf die erste Position im Spekt rum abbildet. Die zweite Antenne bildet auf die zweite und die vierte Position mit ei nem Energiewert von jeweils 0.5 ab. An der dritten Position im Spektrum beträgt der Energiewert 0. Die Energieverteilung ergibt sich zu [1 , 0.5, 0, 0.5]. For example, a coding is assumed in which a total energy value is distributed from two to four positions in the spectrum. A transmitting antenna is selected in such a way that it maps the energy value 1 to the first position in the spectrum. The second antenna maps to the second and fourth positions with an energy value of 0.5 each. At the third position in the spectrum, the energy value is 0. The energy distribution is [1, 0.5, 0, 0.5].
Bei der Auswertung der Ziele wird nun ein Maximum detektiert, welches der ersten Position entspricht. Zur Verifizierung wird sodann ermittelt, ob an der zweiten Positi on ein verhältnismäßiger Energiewert von 0.5, an der dritten Position ein Energiewert von 0 und an der vierten Position ein Energiewert von 0.5 vorhanden ist. Ist dies der Fall, so ist das Ziel eindeutig identifiziert und es kann eine korrekte Ermittlung des Raumwinkels erfolgen. T reten an den zugehörigen weiteren Positionen abweichende Energiewerte, so handelt es sich bei dem Energiewert im Spektrum nicht um ein ech tes Ziel sondern um eine fehlerhafte Zuweisung der Energiewerte. When evaluating the targets, a maximum is now detected which corresponds to the first position. For verification, it is then determined whether there is a relative energy value of 0.5 at the second position, an energy value of 0 at the third position and an energy value of 0.5 at the fourth position. If this is the case, the target is clearly identified and the solid angle can be determined correctly. Treads deviating at the associated other positions Energy values, the energy value in the spectrum is not a real goal but an incorrect assignment of the energy values.
Mit besonderem Vorteil wird das Spektrum direkt nach der erwarteten Energievertei lung für die Ziele analysiert. The spectrum is analyzed with particular advantage directly after the expected energy distribution for the goals.
Im Weiteren werden vorteilhafte Ausführungen der Erfindung erläutert. Advantageous embodiments of the invention are explained below.
Es wird vorgeschlagen, dass zumindest ein Energiewert der Energieverteilung im Vergleich mit den Energiewerten der anderen Positionen mit vergleichsweise gerin ger Energie gewählt ist oder Null ist. It is proposed that at least one energy value of the energy distribution is selected or is zero in comparison with the energy values of the other positions with comparatively low energy.
Insbesondere durch vergleichsweise niedrige Energiewerte kann die Verteilung des Gesamtenergiewerts auf die Positionen im Spektrum eindeutig bestimmt werden. Bei bisher üblichen Kodierungen wird bislang ein einzelner maximaler Energiewert be reitgestellt, wobei die Energiewerte der anderen Positionen ebenfalls hohe Werte aufweisen. Diese unterscheiden sich zumeist nur um einige dB, weshalb unter be stimmten Umständen gerade keine eindeutige Auswertung des Ziels möglich ist. The distribution of the total energy value over the positions in the spectrum can be clearly determined, in particular by means of comparatively low energy values. Up to now, a single maximum energy value has been provided in the case of encodings which have been customary to date, the energy values of the other positions also having high values. In most cases, these differ only by a few dB, which is why, under certain circumstances, no clear evaluation of the target is possible.
Mit besonderem Vorteil ist zumindest ein Energiewert zumindest 50%, 70% oder 90% kleiner als der nächstgrößere Energiewert oder der höchste Energiewert. It is particularly advantageous if at least one energy value is at least 50%, 70% or 90% smaller than the next largest energy value or the highest energy value.
Ein solcher Energiewertunterschied kann im Spektrum eindeutig ermittelt werden. Bei Unterschieden von 1 - 2 dB, wie bei aktuellen MIMO Radaren üblich, ist eine eindeu tige Unterscheidung aufgrund von Messeffekten nicht jederzeit möglich. Such an energy value difference can be clearly determined in the spectrum. With differences of 1 - 2 dB, as is common with current MIMO radars, a clear distinction is not always possible due to measurement effects.
Günstigerweise ist zumindest ein Energiewert kleiner gleich 0.4, 0.3, 0.2, 0.1 , 0.05 oder 0. Favorably, at least one energy value is less than or equal to 0.4, 0.3, 0.2, 0.1, 0.05 or 0.
Der Energiewert bezieht sich entsprechend auf den Energiewert einer Sendeanten ne, die mit einem Wert von 1 auf das Spektrum abbildet. Insbesondere können nied rige Energiewerte die Eindeutigkeit der Auswertung stark verbessern. Bei Nutzung von 4 Antennen mit einem Gesamtenergiewert von 4 kann bei einem derart niedrigen Energiewerte an einer Position eine optimale Verifizierung des Ziels erfolgen. The energy value relates accordingly to the energy value of a transmitting antenna ne, which maps the spectrum with a value of 1. In particular, low energy values can greatly improve the uniqueness of the evaluation. When using With 4 antennas with a total energy value of 4, the target can be optimally verified with such a low energy value at one position.
In einer weiteren Ausführungsvariante weist zumindest eine Sendeantenne eine Ko dierungsfolge der Frequenzrampen mit einer Periodizität von N auf, wobei die Perio dizität größer ist als die Anzahl der Sendeantennen. Günstigerweise weisen mehrere Sendeantennen eine derartige Kodierungsfolge auf. In a further embodiment variant, at least one transmission antenna has a coding sequence of the frequency ramps with a periodicity of N, the periodicity being greater than the number of transmission antennas. A plurality of transmitting antennas advantageously have such a coding sequence.
Dabei ist der Gesamtenergiewert aller Sendeantennen derart gewählt, dass bezüg lich der Verteilung auf die einzelnen Positionen, welche von der Kodierung abhängt, ein zumindest niedriger Energiewert für zumindest eine Position bereitgestellt wird. The total energy value of all transmit antennas is selected such that an at least low energy value is provided for at least one position with respect to the distribution over the individual positions, which depends on the coding.
Ist die Anzahl der Sendeantennen im Vergleich mit der gewählten Periodizität ent sprechend hoch, so sind nicht genügend Positionen im Spektrum vorhanden, um den Gesamtenergiewert derart zu verteilen, dass niedrige Energiewerte möglich sind. Demensprechend weisen bei einer solchen Ausführung alle Positionen hohe Ener giewerte auf. If the number of transmit antennas is high compared to the selected periodicity, there are not enough positions in the spectrum to distribute the total energy value in such a way that low energy values are possible. Accordingly, in such an embodiment, all positions have high energy values.
Wird die Periodizität größer gewählt als die Anzahl der Sendeantennen, so kann der Gesamtenergiewert auf entsprechend mehr Positionen verteilt werden, sodass eine oder einige der Positionen auch niedrige Energiewerte aufweisen, welche eine ein deutige Auswertung ermöglichen. Die Periodizität wird dabei für eine Mehrzahl an Sendeantennen größer gewählt als die Anzahl der Sendeantennen. Insbesondere weisen zumindest ein Drittel, die Hälfte oder Drei-Viertel der Sendeantennen eine Periodizität auf, die größer ist als die Anzahl der Sendeantennen. If the periodicity is chosen to be greater than the number of transmit antennas, the total energy value can be distributed over correspondingly more positions, so that one or some of the positions also have low energy values, which enable a clear evaluation. The periodicity is chosen larger than the number of transmit antennas for a plurality of transmit antennas. In particular, at least one third, half or three quarters of the transmission antennas have a periodicity that is greater than the number of transmission antennas.
Mit besonderem Vorteil ist die Periodizität für eine oder mehrere Sendeantennen zu mindest doppelt so groß wie die Anzahl der Sendeantennen. The periodicity for one or more transmit antennas is at least twice as large as the number of transmit antennas.
In einer weiteren Ausführungsvariante senden die Sendeantennen mit unterschiedli cher Sendeleistung aus. Hierbei ist eine unterschiedliche Sendeleistung, insbesondere mittlere Sendeleistung über alle Frequenzrampen eines Messzyklus, gemeint. Dabei kann die Sendeleistung für die aufeinanderfolgenden Frequenzrampen identisch sein oder auch variieren. Kombiniert man die definierte Wahl der mittleren Sendeleistung für die einzelnen Sendeantennen mit einer günstigen Kodierung, so kann die Verteilung des Gesam tenergiewerts auf die verschiedenen Positionen im Spektrum derart gewählt werden, dass die eindeutige Auswertung der Ziele noch robuster ist. Jede Sendeantennen kann die Radarstrahlung dementsprechend mit einer anderen Sendeleistung aus senden. In a further embodiment variant, the transmit antennas transmit with different transmit power. This means a different transmission power, in particular an average transmission power over all frequency ramps of a measurement cycle. The transmission power for the successive frequency ramps can be identical or can vary. If you combine the defined choice of the mean transmission power for the individual transmission antennas with a favorable coding, the distribution of the total energy value over the different positions in the spectrum can be selected in such a way that the clear evaluation of the targets is even more robust. Accordingly, each transmitting antenna can transmit the radar radiation with a different transmission power.
Es wird weiter vorgeschlagen, dass bei der Kodierung zusätzlich zur Startphase auf einanderfolgender Frequenzrampen auch die Sendeleistung der Sendeantenne vari iert wird. It is further proposed that, in addition to the start phase, the transmission power of the transmission antenna is also varied on successive frequency ramps.
Hierdurch lässt sich die Verteilung der Energiewerte auf die verschiedenen Positio nen noch weiter einstellen. Insbesondere kann die Robustheit der eindeutigen Aus wertung der Ziele nochmals verbessert werden. In this way, the distribution of the energy values across the various positions can be adjusted even further. In particular, the robustness of the clear evaluation of the goals can be further improved.
Die Aufgabe wird zudem gelöst durch ein Radar gemäß dem Anspruch 9. The object is also achieved by a radar according to claim 9.
Das Radar ist zur Ausführung des zuvor und auch im nachfolgenden erläuterten Ver fahrens ausgebildet. Insbesondere kann dies gemäß zumindest einer der zuvor und auch nachfolgenden Erläuterungen ausgeführt sein. The radar is designed to carry out the procedure described above and also in the following. In particular, this can be carried out in accordance with at least one of the explanations given above and also below.
Das Verfahren und das Radar werden im Weiteren beispielhaft anhand mehrerer Fi guren dargestellt. Es zeigen: The method and the radar are illustrated below using several figures. Show it:
Fig. 1 Spektrum für eine Kodierung 0001 ; 1 spectrum for coding 0001;
Fig. 2 Spektrum für eine Kodierung 0011 ; 2 spectrum for coding 0011;
Fig. 3 Frequenzrampen der Sendeantennen; Fig. 3 frequency ramps of the transmit antennas;
Fig. 4 Ablaufplan für das Verfahren. Das Verfahren wird anhand eines MIMO Radars beschrieben, welches nach dem FMCW-Verfahren arbeitet. Die dargestellten Spektren stellen die Ergebnisse einer Simulation für ein einzelnes statisches Ziel innerhalb des Sichtbereichs des Radars dar. Zudem umfasst das Radar zugunsten einer anschaulichen Beschreibung nur zwei Sendeantennen, die innerhalb eines Messzyklus jeweils mehrere in gleichmäßi gen Zeitabständen aufeinanderfolgende Frequenzrampen aussenden. Das Aussen den der Frequenzrampen entspricht einem ersten Schritt 100 des Verfahrens, wobei die einzelnen Schritte des Verfahrens in der Fig. 4 dargestellt sind. Die in Form von Frequenzrampen ausgesendeten Radarstrahlen können an einem Objekt, insbeson dere an einem Streuzentrum reflektiert werden. Hier wird beispielhaft ein einzelnes statisches Ziel gewählt, welches gegenüber dem Radar eine Relativgeschwindigkeit von Null aufweist. Die reflektierten Radarstrahlen werden gemäß Schritt 110 von mehreren Empfangsantennen als Empfangssignale detektiert. Fig. 4 flow chart for the method. The method is described using a MIMO radar that works according to the FMCW method. The spectra shown represent the results of a simulation for a single static target within the field of view of the radar. In addition, for the sake of a descriptive description, the radar only comprises two transmitting antennas, each of which emits several frequency ramps in succession at uniform time intervals within a measurement cycle. The outside of the frequency ramps corresponds to a first step 100 of the method, the individual steps of the method being shown in FIG. 4. The radar beams emitted in the form of frequency ramps can be reflected on an object, in particular on a scattering center. Here, for example, a single static target is selected which has a relative speed of zero compared to the radar. According to step 110, the reflected radar beams are detected by a plurality of reception antennas as reception signals.
Die Empfangssignale werden auf die übliche Art und Weise verarbeitet um gemäß Schritt 120 ein Spektrum bereitzustellen. Das Spektrum kann grundsätzlich über eine oder mehrere Dimensionen auflösen, wie beispielsweise Abstand, Geschwindigkeit, Azimutwinkel oder Elevationswinkel. In den Fig. 1 und 2 sind simulierte eindimensio nale Spektren dargestellt, die der weiteren Erläuterung des Verfahrens dienen. The received signals are processed in the usual way in order to provide a spectrum according to step 120. The spectrum can basically resolve over one or more dimensions, such as distance, speed, azimuth angle or elevation angle. 1 and 2 simulated one-dimensional spectra are shown, which serve to further explain the method.
Die Spektren stellen das Ergebnis für ein einzelnes Ziel dar, welches gegenüber dem Radar eine Relativgeschwindigkeit von 0 km/h aufweist. Dabei wird zugunsten einer einfachen und anschaulichen Erläuterung des Verfahrens lediglich eine eindimensio nale Auflösung gewählt ist. Im realen Anwendungsfall werden innerhalb eines Sicht bereichs des Radars eine Mehrzahl von Zielen detektiert und die Auflösung erfolgt über mehrere Dimensionen, insbesondere Abstand, Geschwindigkeit, Azimutwinkel und Elevationswinkel. The spectra represent the result for a single target, which has a relative speed of 0 km / h compared to the radar. In this case, only a one-dimensional resolution is chosen in favor of a simple and descriptive explanation of the method. In the real application, a plurality of targets are detected within a field of view of the radar and the resolution takes place over several dimensions, in particular distance, speed, azimuth angle and elevation angle.
Gegenüber den jeweiligen X-Achsen 10 der Fig. 1 und 2 ist eine normierte Frequenz aufgetragen, welche einer Geschwindigkeit des Ziels entspricht bzw. in eine Relativ geschwindigkeit umgerechnet werden kann. Gegenüber der Y-Achse 12 ist die Ener gie aufgetragen. Bezüglich der Fig. 3 sind beispielhaft einige Frequenzrampen 54, 56 dargestellt, die von den beiden Sendeantennen Tx1 und 1x2 ausgesendet werden. Gegenüber der X-Achse 50 ist die Zeit und gegenüber der Y-Achse 52 die Frequenz aufgetragen. Beispielsweise werden in einem Messzyklus von jeder Sendeantenne 256 aufeinan derfolgende Frequenzrampen ausgesendet. Eine Frequenzrampe 54, 56 entspricht einem Radarsignal, das bei einer Startfrequenz beginnt und mit Endfrequenz endet, die sich von der Startfrequenz unterscheidet. Wie in der Fig. 3 gezeigt steigt die Fre quenz der Frequenzrampen 54, 56 von einer Startfrequenz ausgehend linear bis zur Endfrequenz an. Dabei werden die Frequenzrampen 54, 56 für jede Sendeantenne in zeitlich gleichmäßigen Abständen ausgesendet. Compared to the respective X axes 10 of FIGS. 1 and 2, a normalized frequency is plotted, which corresponds to a speed of the target or can be converted into a relative speed. The energy is plotted against the Y axis 12. 3, some frequency ramps 54, 56 are shown, which are emitted by the two transmission antennas Tx1 and 1x2. The time is plotted against the X axis 50 and the frequency is plotted against the Y axis 52. For example, in one measurement cycle, 256 transmit frequencies are transmitted from each transmit antenna to one another. A frequency ramp 54, 56 corresponds to a radar signal that begins at a start frequency and ends with an end frequency that differs from the start frequency. As shown in FIG. 3, the frequency of the frequency ramps 54, 56 increases linearly from a start frequency to the end frequency. In this case, the frequency ramps 54, 56 are emitted for each transmitting antenna at regular intervals.
Die Aussendung der Frequenzrampen erfolgt unter einer Kodierung. Bei der Kodie rung werden die Startphasen f1 der Frequenzrampen 54 der Sendeantenne Tx1 und die Startphasen f2 der Frequenzrampen 56 der Sendeantenne Tx2 variiert. Die Startphase ist hierbei die Phasenlage, welche die Frequenzrampe zu Beginn der Aussendung, also bei der Startfrequenz aufweist. Grundsätzlich können mehr als zwei Sendeantennen ausgebildet sein, wobei jede Sendeantenne deren Frequenz rampen mit deren eigener Kodierungsfolge aussendet. The frequency ramps are transmitted under coding. In the coding, the start phases f 1 of the frequency ramps 54 of the transmission antenna Tx1 and the start phases f 2 of the frequency ramps 56 of the transmission antenna Tx2 are varied. The start phase is the phase position which the frequency ramp has at the start of the transmission, that is to say at the start frequency. Basically, more than two transmit antennas can be formed, each transmit antenna emitting its frequency ramp with its own coding sequence.
Das Spektrum der Fig. 1 , welches durch die Linie 30 dargestellt ist, ergibt sich in Be zug auf ein Ziel, welches eine Relativgeschwindigkeit von 0 km/h gegenüber dem Radar aufweist, wobei die Sendeantenne Tx1 eine Kodierungsfolge von [0000] auf. Das bedeutet, dass die Startphase f1 für alle aufeinanderfolgenden Frequenzram pen identisch ist. Insbesondere ist die Startphase 0°. The spectrum of FIG. 1, which is represented by line 30, results with reference to a target which has a relative speed of 0 km / h with respect to the radar, the transmitting antenna Tx1 having a coding sequence of [0000]. This means that the start phase f 1 is identical for all successive frequency frames. In particular, the start phase is 0 °.
Die Kodierungsfolge der Sendeantenne Tx2 ist [0001]. Dies entspricht einer Periodi zität von 4, da vier Frequenzrampen für den Durchlauf der Kodierungsfolge notwen dig sind. Die Kodierungsfolge wird dabei periodisch, also sich wiederholend, auf die Frequenzrampen der Sendeantenne Tx2 angewendet. Die Startphase <p2 entspricht für aufeinanderfolgende Frequenzrampen bei einem Wert von 0 einer Startphase von 0° und für den Wert 1 einer Startphase von 180°. Dies wird auch als Binary-Phase- Shift-Keying bezeichnet, BPSK, bei dem die Startphase zwischen zwei um 180° ver setzten Startphasen variiert. Grundsätzlich kann aber auch das Phase-Shift-Keying, PSK, angewendet werden, bei dem die Startphase auf eine beliebige Startphase zwischen 0° und 360° eingestellt und dementsprechend variiert werden kann. The coding sequence of the transmitting antenna Tx2 is [0001]. This corresponds to a periodicity of 4, since four frequency ramps are necessary for the passage of the coding sequence. The coding sequence is applied periodically, ie repetitively, to the frequency ramps of the transmission antenna Tx2. The start phase <p 2 corresponds to a start phase of 0 ° for successive frequency ramps with a value of 0 and a start phase of 180 ° for value 1. This is also known as binary phase shift keying, BPSK, in which the start phase varies between two start phases offset by 180 °. Basically, phase shift keying, PSK, can be used, in which the start phase can be set to any start phase between 0 ° and 360 ° and varied accordingly.
Die Sendeantenne Tx1 erzeugt innerhalb des Spektrums bei einer Position 32 einen Energiewert, der ein absolutes Maximum für das Spektrum darstellt. Zudem erzeugt die Sendeantenne Tx2 bei den Positionen 34, 36 und 38 entsprechende und im we sentlichen identische Energiewerte. Insgesamt verteilt sich die von den Sendeanten nen ausgesendete Gesamtenergie auf die Positionen 32, 34, 36 und 38. Das Spekt rum wird nun ausgewertet, wobei die Energiewerte der einzelnen Positionen der Identifikation der Sendeanteile von Sendeantenne Tx1 und Sendeantenne Tx2 die nen. The transmitting antenna Tx1 generates an energy value at a position 32 within the spectrum, which represents an absolute maximum for the spectrum. In addition, the transmit antenna Tx2 generates corresponding and essentially identical energy values at positions 34, 36 and 38. Overall, the total energy emitted by the transmitting antennas is divided into positions 32, 34, 36 and 38. The spectrum is now evaluated, the energy values of the individual positions identifying the transmitting components of transmitting antenna Tx1 and transmitting antenna Tx2.
Die Kenntnis, welcher Energiewert von welcher Antenne stammt, ist notwendig, da bei einem verwechseln oder vertauschen der Peaks eine nachfolgende Winkelbe stimmung fehlerhaft wäre. Bei einer realen Messung kann es passieren, dass nicht der Energiewert 32 sondern der Energiewert bei der Position 34, 36 oder 38 als der Sendeantenne Tx1 zugehörig ermittelt wird. Die nachfolgende Winkelbestimmung wäre dadurch fehlerhaft. Derart fehlerhafte Auswertungen können auftreten wenn aufgrund von äußeren Umständen, beispielsweise durch reduzierte Spektralberech nungen, Rauscheffekte oder eine Mehrzahl an Zielen in der Nähe der betrachteten Position, der Energiewert der Sendeantenne 1 niedriger und ein Energiewert einer anderen Position höher ausfällt. Diese Kodierung ist dementsprechend fehleranfällt. Das Spektrum der Fig. 1 beschreibt die Herangehensweise des Stands der Technik. Knowing which energy value comes from which antenna is necessary because if the peaks are mixed up or swapped, a subsequent angle determination would be incorrect. In the case of a real measurement, it may happen that the energy value at position 34, 36 or 38 is not determined as belonging to the transmitting antenna Tx1, but rather the energy value 32. The subsequent angle determination would be incorrect. Such incorrect evaluations can occur if, due to external circumstances, for example due to reduced spectral calculations, noise effects or a plurality of targets in the vicinity of the position under consideration, the energy value of the transmitting antenna 1 is lower and an energy value of another position is higher. This coding is therefore error-prone. The spectrum of Fig. 1 describes the prior art approach.
Dieses Problem wird durch eine eindeutige Kodierung, welche ein Spektrum bereit stellt anhand dessen Ziele eindeutig ausgewertet werden können, gelöst. Insbeson dere lassen sich die Anteile der Sendeantennen eindeutig zuweisen. This problem is solved by a clear coding, which provides a spectrum on the basis of which goals can be clearly evaluated. In particular, the proportions of the transmitting antennas can be clearly assigned.
Ein solches Spektrum ist anhand der Linie 40 in der Fig. 2 dargestellt. Die Kodie rungsfolge der Sendeantenne Tx1 ist identisch zu der in Fig. 1. Die Kodierungsfolge der Sendeantenne Tx2 lautet [0011]. Hierdurch wird der Gesamtenergiewert der bei den Sendeantennen auf die Positionen 42, 44, 46 und 48 verteilt, wobei der größte Energiewert bei Position 44 und zwei im Wesentlichen identische Energiewerte bei den Positionen 44 und 48 liegen. An die Position 46 bei einer normalisierten Fre quenz von 0.5 wurden keine Energieanteile abgebildet. Aufgrund der gewählten Ko dierung ist die Verteilung des Gesamtenergiewerts im Spektrum bekannt. Die zuge hörige Energieverteilung lautet [1 , 0.5, 0, 0.5]. Dadurch kann verifiziert werden, ob die Energiewerte an den jeweiligen Positionen für die weitere Auswertung des Azimut und / oder Elevationswinkels korrekt bestimmt wurden. Bezüglich eines Energie werts, der durch die Sendeantenne Tx1 im Spektrum erzeugt wird, darf bei einer Po sition, die um eine normalisierte Frequenz von 0.5 weiter liegt, nur ein niedriger oder kein Energiewert auftreten. Grundsätzlich muss die Folge der Energiewerte für die einzelnen Energiespitzen der Verteilung entsprechen und nur dann handelt es sich um ein echtes und korrekt ermitteltes Ziel. Bei einem derart ermittelten Ziel besteht zudem die Sicherheit, dass anschließende Ermittlung des Azimutwinkels und / oder Elevationswinkels korrekt ist. Such a spectrum is shown on the line 40 in FIG. 2. The coding sequence of the transmitting antenna Tx1 is identical to that in FIG. 1. The coding sequence of the transmitting antenna Tx2 is [0011]. As a result, the total energy value of the transmit antennas is distributed to positions 42, 44, 46 and 48, the largest energy value at position 44 and two essentially identical energy values at positions 44 and 48. At position 46 at a normalized frequency of 0.5, no energy components were shown. Due to the chosen coding, the distribution of the total energy value in the spectrum is known. The associated energy distribution is [1, 0.5, 0, 0.5]. This makes it possible to verify whether the energy values at the respective positions have been correctly determined for the further evaluation of the azimuth and / or elevation angle. With regard to an energy value that is generated in the spectrum by the transmitting antenna Tx1, only a low or no energy value may occur at a position that is further by a normalized frequency of 0.5. In principle, the sequence of energy values for the individual energy peaks must correspond to the distribution and only then is it a real and correctly determined target. With a target determined in this way, there is also the certainty that subsequent determination of the azimuth angle and / or elevation angle is correct.
Bei einer realen Messung könnte es aufgrund äußerer Umstände der Fall sein, dass der Energiewert bei der Position 44 größer ist als der Energiewert bei der Position 42. Da an der Position 48, die um 0.5 Normalfrequenz weiter liegt, ebenfalls ein ho her Energiewert vorhanden ist, kann ausgeschlossen werden, dass es sich hier um ein korrekt ermitteltes Ziel handelt. Auch eine darauffolgende fehlerhafte Ermittlung von Zielen erfolgt dementsprechend nicht. Bei dieser beispielhaften Ausführung sind lediglich zwei Sendeantennen beschrieben, wobei ein Radar im realen Messbetrieb vermeintlich mehr Sendeantennen aufweist. Aufgrund der größeren Anzahl an Sen deantennen und dem damit einhergehenden Gesamtenergiewert liegen die Energie werte an den einzelnen Positionen wesentlich näher beieinander, sodass derartige fehlerhafte Ermittlungen der Ziele öfter Vorkommen. In a real measurement, it could be the case due to external circumstances that the energy value at position 44 is greater than the energy value at position 42. Since position 48, which is 0.5 normal frequency further, also has a high energy value , it can be excluded that this is a correctly determined target. Accordingly, there is no subsequent incorrect determination of targets. In this exemplary embodiment, only two transmit antennas are described, a radar in real measurement mode supposedly having more transmit antennas. Due to the larger number of transmit antennas and the associated total energy value, the energy values at the individual positions are much closer together, so that erroneous determination of the targets occurs more often.
Bei geeigneter Wahl von Energiebereichen für die einzelnen Positionen der Energie verteilung kann das Ziel dennoch korrekt erkannt und dessen Position und Relativ geschwindigkeit im Sichtbereich des Radars korrekt ermittelt werden. Das Ziel wird als korrekt akzeptiert, wenn die ermittelten Energiewerte an den Positionen innerhalb er Energiebereiche liegen. Grundsätzlich können die Energiebereiche fest vorgege benen statische Bereiche sein. Ebenfalls können die Energiebereiche grundsätzlich auch für jede Verteilung gesondert bestimmt werden, indem ein Algorithmus dieWith a suitable choice of energy ranges for the individual positions of the energy distribution, the target can nevertheless be correctly recognized and its position and relative speed in the field of view of the radar can be correctly determined. The target is accepted as correct if the determined energy values at the positions lie within the energy range. In principle, the energy areas can be fixed static areas. The energy ranges can also be fundamentally can also be determined separately for each distribution by using an algorithm
Energieverteilung auf Plausibilität prüft. Checks energy distribution for plausibility.
Durch die Wahl einer eindeutigen Kodierung und deren entsprechenden Kodierungs folgen kann die Verteilung der Gesamtenergiewerte der Sendeantennen im Spekt rum derart eingestellt werden, dass eine eindeutige und korrekte Auswertung der Ziele erfolgt. Hierdurch lassen sich im Vergleich mit dem Verfahren des Stands der Technik fehlerhafte Detektionen von Zielen um mehr als 10% verringern. By choosing a clear coding and its corresponding coding sequence, the distribution of the total energy values of the transmitting antennas in the spectrum can be set in such a way that the goals are clearly and correctly evaluated. In this way, erroneous detection of targets can be reduced by more than 10% compared to the method of the prior art.
Beispielhaft kann bei der Nutzung von 4 Sendeantennen, die einen Gesamtenergie wert von 4 innerhalb eines Spektrums für ein Ziel bereitstellen eine Kodierung ge nutzt werden, die eine Energieverteilung von [1 ; 0.5; 0.5; 0.5; 0; 0.5; 0.5; 0.5] bereit stellen. Dabei entfällt auf die erste Position ein Energiewert von 1 , auf die zweite Po sition ein Energiewert von 0.5, auf die dritte Position ein Energiewert von 0.5, auf die vierte Position ein Energiewert von 0.5, auf die fünfte Position ein Energiewert von 0, usw.. Sobald ein potentieller Energiewert für ein Ziel ermittelt wurde kann anhand der entsprechenden Positionen und deren Energiewerte verifiziert werden, ob das Ziel korrekt ermittelt wurde. Alternativ kann das Ziel direkt über die Energieverteilung der Energiewerte für die entsprechenden Positionen ermittelt werden. Für die Verteilung des Gesamtenergiewerts über 8 Positionen wird für eine Kodierungsfolge beispiels weise eine Periodizität von 8 verwendet. Ermittelt man beispielsweise ein Ziel mit einer Energieverteilung von [1 ; 0.43; 0.59; 0.55; 0.08; 0.52; 0.48; 0.5] so könnte die ses als korrekt akzeptiert werden. For example, when using 4 transmit antennas that provide a total energy value of 4 within a spectrum for a target, a coding can be used that has an energy distribution of [1; 0.5; 0.5; 0.5; 0; 0.5; 0.5; 0.5] ready. The first position has an energy value of 1, the second position has an energy value of 0.5, the third position has an energy value of 0.5, the fourth position has an energy value of 0.5, the fifth position has an energy value of 0, etc. As soon as a potential energy value for a target has been determined, the corresponding positions and their energy values can be used to verify whether the target has been correctly determined. Alternatively, the target can be determined directly via the energy distribution of the energy values for the corresponding positions. For the distribution of the total energy value over 8 positions, for example, a periodicity of 8 is used for a coding sequence. For example, if a target with an energy distribution of [1; 0.43; 0.59; 0.55; 0.08; 0.52; 0.48; 0.5] so the ses could be accepted as correct.
Die Anzahl der Position und / oder die Periodizität, zumindest einer oder mehrerer Sendeantennen, ist günstigerweise größer als die Anzahl der Sendeantennen. Durch die größere Anzahl an Positionen gegenüber der Anzahl an Sendeantennen kann eine Verteilung des Gesamtenergiewerts erfolgen, bei der auch vergleichsweise niedrige Energiewerte auftreten. Von daher ist es Grundsätzlich von Vorteil, wenn die Anzahl der Positionen oder auch die Periodizität mindestens doppelt so groß ist wie die Anzahl der Sendeantennen. Bei 16 Sendeantennen wird günstigerweise eine Ko dierung mit 32 Positionen gewählt. Die Verteilung kann derart erfolgen, dass der Energiewert für eine oder mehrere Po sitionen Null ist oder auch nur vergleichsweise geringe Werte aufweist. In Bezug auf eine Sendeantenne mit einer Sendeenergie von 1 kann dies beispielsweise ein Energiewert von 0.4, 0.3, 0.2, 0.1 , 0.05 oder 0 gewählt werden. Auch können die ein zelnen Sendeantennen mit unterschiedlicher Sendeleistung betrieben werden, um entsprechend eindeutige Verteilungen des Gesamtenergiewerts im Spektrum bereit zustellen. The number of positions and / or the periodicity of at least one or more transmit antennas is advantageously greater than the number of transmit antennas. Due to the larger number of positions compared to the number of transmit antennas, a distribution of the total energy value can take place, in which comparatively low energy values also occur. It is therefore generally advantageous if the number of positions or the periodicity is at least twice as large as the number of transmit antennas. With 16 transmit antennas, a coding with 32 positions is advantageously chosen. The distribution can be such that the energy value for one or more positions is zero or has only comparatively small values. With regard to a transmission antenna with a transmission energy of 1, this can be selected, for example, as an energy value of 0.4, 0.3, 0.2, 0.1, 0.05 or 0. The individual transmission antennas can also be operated with different transmission power in order to provide correspondingly clear distributions of the total energy value in the spectrum.
Ein Ziel wird dementsprechend anhand der eindeutigen Energieverteilung gemäß Schritt 130 ermittelt. Dadurch wird sichergestellt, dass das ermittelte Ziel ein echtes und korrekt detektiertes Ziel ist. A target is accordingly determined on the basis of the clear energy distribution according to step 130. This ensures that the determined target is a real and correctly detected target.
Bezuqszeichen Reference sign
10 X-Achse (Frequenz) 10 X-axis (frequency)
12 Y-Achse (Energie) 12 Y axis (energy)
30 Linie (Spektrum) 30 line (spectrum)
32 Position 32 position
34 Position 34 position
36 Position 36 position
38 Position 38 position
50 X-Achse (Zeit) 50 X-axis (time)
52 Y-Achse (Frequenz) 52 Y-axis (frequency)
54 Frequenzrampe (Tx1 ) 54 frequency ramp (Tx1)
56 Frequenzrampe (Tx2) 56 frequency ramp (Tx2)
100 Schritt 100 paces
110 Schritt 110 step
120 Schritt 120 step
130 Schritt 130 step
fί Startphase f ί start phase
f2 Startphase f 2 start phase
Tx1 Sendeantenne Tx1 transmission antenna
Tx2 Sendeantenne Tx2 transmission antenna

Claims

Patentansprüche Claims
1. Verfahren für ein MIMO-Radar zur eindeutigen Ermittlung von Zielen, wobei das Radar mehrere Sendeantennen und mehrere Empfangsantennen aufweist, 1. A method for a MIMO radar for the unambiguous determination of targets, the radar having a plurality of transmitting antennas and a plurality of receiving antennas,
• wobei jede Sendeantenne mehrere zeitlich aufeinanderfolgende Frequenz rampen (54, 56) aussendet, • wherein each transmitting antenna emits a number of frequency ramps (54, 56) that follow one another in time,
• wobei die Startphasen (f1, f2) aufeinanderfolgender Frequenzrampen der Sendeantennen gemäß einer periodischen Kodierung variiert werden,The starting phases (f 1 , f 2 ) of successive frequency ramps of the transmission antennas are varied according to a periodic coding,
• wobei die Empfangsantennen die an einem Ziel reflektierten Frequenz rampen (54, 56) als Empfangssignale detektieren, Wherein the receiving antennas detect the frequency ramps (54, 56) reflected on a target as received signals,
• wobei die Empfangssignale verarbeitet werden, um ein Spektrum (40) be reitzustellen, Wherein the received signals are processed to provide a spectrum (40),
• wobei die Energie eines detektierten Ziels innerhalb des Spektrums (40) aufgrund der Kodierung auf mehrere Positionen (42, 44, 46, 48) verteilt ist, Wherein the energy of a detected target within the spectrum (40) is distributed over several positions (42, 44, 46, 48) due to the coding,
• wobei die Kodierung derart gewählt ist, dass die Energieverteilung, bei der jede Position (42, 44, 46, 48) einen Energiewert aufweist, über die Positio nen (42, 44, 46, 48) eindeutig verteilt ist, Wherein the coding is selected such that the energy distribution, in which each position (42, 44, 46, 48) has an energy value, is uniquely distributed over the positions (42, 44, 46, 48),
• wobei ein Ziel aus dem Spektrum (40) anhand der eindeutigen Energiever teilung ermittelt wird. • a target from the spectrum (40) is determined on the basis of the clear energy distribution.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Ener giewert (46) der Energieverteilung im Vergleich mit den Energiewerten (42, 44, 48) der anderen Positionen mit vergleichsweise geringer Energie gewählt ist oder Null ist. 2. The method according to claim 1, characterized in that at least one energy value (46) of the energy distribution is selected in comparison with the energy values (42, 44, 48) of the other positions with comparatively low energy or is zero.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Energiewert zumindest 50% kleiner ist als der nächstgrößere Energiewerte oder der höchste Energiewert. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that at least one energy value is at least 50% smaller than the next largest energy value or the highest energy value.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zu mindest ein Energiewert bei einer Position kleiner gleich 0.4, 0.3, 0.2, 0.1 , 0.05 oder 0 aufweist. 4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that has at least one energy value at a position less than or equal to 0.4, 0.3, 0.2, 0.1, 0.05 or 0.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zu mindest eine Sendeantennen eine Kodierungsfolge mit einer Periodizität von N aufweist, wobei die Periodizität N größer ist als die Anzahl der Sendeantennen. 5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that at least one transmitting antenna has a coding sequence with a periodicity of N, wherein the periodicity N is greater than the number of transmitting antennas.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Periodizität N für eine oder mehrere Sendeantennen zumindest doppelt so groß ist wie die Anzahl der Sendeantennen. 6. The method according to claim 5, characterized in that the periodicity N for one or more transmit antennas is at least twice as large as the number of transmit antennas.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeantennen mit unterschiedlicher Sendeleistung aussenden. 7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the transmission antennas transmit with different transmission power.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Kodierung zusätzlich zur Startphase aufeinanderfolgender Frequenzrampen (54, 56) auch die Sendeleistung der Sendeantenne variiert wird. 8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that during the coding in addition to the start phase of successive frequency ramps (54, 56), the transmission power of the transmission antenna is also varied.
9. Radar, ausgebildet zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8. 9. radar designed to carry out the method according to one of claims 1 to 8.
PCT/EP2019/084072 2018-12-10 2019-12-06 Method for a mimo radar for unambiguously determining targets, and a radar WO2020120334A1 (en)

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009016479A1 (en) * 2009-04-06 2010-10-14 Conti Temic Microelectronic Gmbh Radar system for use in driver assisting system for detecting surrounding area of motor vehicle, has antenna for receiving of signals, where glowing objects are varied by signals and not verified by interference rays from cycle to cycle
EP2876460A1 (en) * 2013-11-26 2015-05-27 Autoliv Development AB A vehicle radar with two transmitter antenna arrangements
WO2018137835A1 (en) * 2017-01-30 2018-08-02 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Method for determining at least one piece of object information about at least one object sensed by means of a radar system, in particular of a vehicle, radar system, and driver assistance system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009016479A1 (en) * 2009-04-06 2010-10-14 Conti Temic Microelectronic Gmbh Radar system for use in driver assisting system for detecting surrounding area of motor vehicle, has antenna for receiving of signals, where glowing objects are varied by signals and not verified by interference rays from cycle to cycle
EP2876460A1 (en) * 2013-11-26 2015-05-27 Autoliv Development AB A vehicle radar with two transmitter antenna arrangements
WO2018137835A1 (en) * 2017-01-30 2018-08-02 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Method for determining at least one piece of object information about at least one object sensed by means of a radar system, in particular of a vehicle, radar system, and driver assistance system

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