DE102010041755A1 - radar system - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Radarsystem mit einer Signalquelle mit mindestens zwei Transmissionsmischern, wobei die Signalquelle eine erste Verbindungseinheit mit einem ersten Transmissionsmischer und über eine zweite Verbindungseinheit mit einem zweiten Transmissionsmischer verbunden ist, wobei der erste Transmissionsmischer über einen Sende-/Empfangsanschluss mit einer ersten Antenne und über einen Auswerteanschluss mit einer Auswerteeinheit verbunden ist, wobei der zweite Transmissionsmischer über einen Sende-/Empfangsanschluss mit einer zweiten Antenne und über einen Auswerteanschluss mit der Auswerteeinheit verbunden ist, wobei jede Verbindungseinheit einen Schalter aufweist, mit dem die Verbindung zwischen dem Spannungsoszillator und dem Transmissionsmischer unterbrochen werden kann.The invention relates to a radar system with a signal source with at least two transmission mixers, the signal source being connected to a first connection unit with a first transmission mixer and via a second connection unit to a second transmission mixer, the first transmission mixer being connected to a first antenna and via a transmit / receive connection is connected to an evaluation unit via an evaluation connection, the second transmission mixer being connected to a second antenna via a transmit / receive connection and to the evaluation unit via an evaluation connection, each connection unit having a switch with which the connection between the voltage oscillator and the transmission mixer can be interrupted.

Description

Die Erfindung betrifft ein Radarsystem gemäß Patentanspruch 1.The invention relates to a radar system according to claim 1.

Ein abbildendes Radarsystem ermöglicht neben der Entfernungs- und Geschwindigkeitsmessung eines Objektes auch eine Winkelmessung in Azimut und/oder Elevation. Die Winkelbestimmung kann nur unter Verwendung mehrer Sende- bzw. Empfangskanäle erfolgen, deren Antennen räumlich versetzt angeordnet sind. Eine gute Winkelauflösung bedeutet, dass nahe beieinander liegende Objekte getrennt werden können. Die Winkelauflösung eines DBF Radarsystems (Digital Beamforming Radar) kann hardwaretechnisch durch eine höhere Sender- und Empfängeranzahl oder softwaretechnisch über einen entsprechenden Auswertealgorithmus verbessert werden. Im Stand der Technik sind DBF-Radarsysteme bekannt, die eine bistatische Antennenanordnung aufweisen, bei der Sende- und Empfangssignale von getrennten Sende- und Empfangseinrichtungen abgestrahlt bzw. empfangen werden. In Mathias Steinhauer et. al., ”Millimeter-Wave-Radar Sensor based an a Transceiver Array for Automotive Applications”, IEEE Transactions an Microwave Theory and Techniques, Vol. 56, No. 2, Feb. 2008 ist ein Digital Beamforming Konzept vorgeschlagen, das mehrere kombinierte Sende-/Empfänger beinhaltet. Dabei wird für jede Sende-/Empfängereinheit eine eigene Signalquelle verwendet, um die Sende-/Empfängereinheiten über ein Frequenzmultiplexverfahren betreiben zu können (frequenzmodulierte FMCW-Rampen). Dieses Konzept ist relativ hardwareaufwendig.An imaging radar system allows not only the distance and speed measurement of an object but also an angle measurement in azimuth and / or elevation. The angle determination can be made only by using several transmit and receive channels whose antennas are arranged spatially offset. A good angular resolution means that close objects can be separated. The angular resolution of a DBF radar system (Digital Beamforming Radar) can be improved hardware by a higher number of transmitters and receivers or by software technology via a corresponding evaluation algorithm. In the prior art, DBF radar systems are known, which have a bistatic antenna arrangement in which transmission and reception signals are emitted or received by separate transmitting and receiving devices. In Mathias Steinhauer et. al., "Millimeter Wave Radar Sensor Based on a Transceiver Array for Automotive Applications", IEEE Transactions to Microwave Theory and Techniques, Vol. 2, Feb. 2008 is proposed a digital beamforming concept that includes several combined transceivers. In this case, a separate signal source is used for each transceiver unit in order to be able to operate the transceiver units via a frequency-division multiplexing method (frequency-modulated FMCW ramps). This concept is relatively hardware intensive.

Aus WO99/10756 ist ein FMCW-Sensor bekannt, bei dem ein Transmissionsmischer verwendet wird, um eine Antenne mit dem Sendesignal zu versorgen und gleichzeitig das Empfangssignal der Antenne aufzunehmen und an eine Verarbeitungseinheit weiterzuleiten.Out WO99 / 10756 For example, an FMCW sensor is known in which a transmission mixer is used to supply an antenna with the transmission signal and at the same time receive and transmit the reception signal of the antenna to a processing unit.

Aus WO2006/029926A1 ist ein monostatischer planarer Mehrstrahlradarsensor für Kraftfahrzeuge bekannt, der eine Gruppenantenne aufweist, die über eine planare Linse mit mehreren Transfermischern verbunden ist. Die Transfermischer werden über eine Hochfrequenzquelle mit dem Sendesignal versorgt. Zudem sind die Transfermischer mit der Auswerteeinheit verbunden.Out WO2006 / 029926A1 discloses a monostatic planar multi-beam radar sensor for motor vehicles, which has a group antenna, which is connected via a planar lens with a plurality of transfer mixers. The transfer mixers are supplied with the transmission signal via a high-frequency source. In addition, the transfer mixers are connected to the evaluation unit.

Aus DE 102007059260A1 ist ein balancierter Transfermischer mit einem Koppelelement bekannt, das auf einer Seite einen HF-Quellenport und einen Antennenport und auf der anderen Seite zwei Diodenports aufweist, wobei zwei Mischerdioden vorgesehen sind, die jeweils zwischen einem der Diodenports und eine HF-Masse geschaltet sind. Zudem sind Anpassungsnetzwerke vorgesehen, mit denen das Verhältnis zwischen der von den Mischerdioden umgesetzten Leistung zu der reflektierten und über den Antennenport durch eine Antenne abgestrahlten Leistung mittels einer kontrollierten Anpassung der Mischerdioden einstellbar ist.Out DE 102007059260A1 is a balanced transfer mixer with a coupling element is known having on one side an RF source port and an antenna port and on the other side two diode ports, wherein two mixer diodes are provided, which are each connected between one of the diode ports and an RF ground. In addition, matching networks are provided with which the ratio between the power converted by the mixer diodes to the reflected and radiated through the antenna port through an antenna power by means of a controlled adjustment of the mixer diodes is adjustable.

Weiterhin ist aus DE196108501C1 ein monostatisches homodynes Radarsystem mit einem Transfermischer bekannt.Furthermore, it is off DE196108501C1 a monostatic homodyne radar system with a transfer mixer known.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein einfach aufgebautes Radarsystem bereitzustellen.The object of the invention is to provide a simply constructed radar system.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch das Radarsystem gemäß Patentanspruch 1 gelöst.The object of the invention is achieved by the radar system according to claim 1.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen des Radarsystems sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Further advantageous embodiments of the radar system are specified in the dependent claims.

Ein Vorteil des Radarsystems besteht in dem einfachen Aufbau, der dadurch erreicht wird, dass ein gemeinsamer Spannungsoszillator für mehrer Transmissionsmischer vorgesehen ist, und dass zwischen den Transmissionsmischern und dem Spannungsoszillator jeweils eine Verbindungseinheit mit einem Schalter vorgesehen ist, die die Verbindung zwischen dem Spannungsoszillator und den jeweiligen Transmissionsmischern herstellen oder unterbrechen kann. Auf diese Weise können einfach und schnell die Antennen ausgewählt und die Sendeleistung für jede Antenne einzeln ein- bzw. ausgeschaltet werden. Durch die Auswahl der Antennen kann die Strahlform des Radarsystems zur besseren Abtastung eines Objektes angepasst und verändert werden. Durch die Verwendung von schaltbaren Verbindungseinheiten ist ein einfacher Hardwareaufbau möglich. Zudem kann die Sendeleistung damit schnell ein bzw. ausgeschaltet werden, ohne die Transmissionsmischer in der Leistung zu verändern. Somit werden keine Einschwingzeiten für die Transmissionsmischer benötigt.An advantage of the radar system is the simple construction which is achieved by providing a common voltage oscillator for a plurality of transmission mixers, and in each case providing a connection unit with a switch between the transmission mixers and the voltage oscillator, which connection between the voltage oscillator and the voltage oscillator can produce or interrupt respective transmission mixers. In this way, the antennas can be selected easily and quickly and the transmission power for each antenna can be switched on or off individually. By selecting the antennas, the beam shape of the radar system can be adapted and changed for better scanning of an object. By using switchable connection units a simple hardware construction is possible. In addition, the transmission power can be quickly turned on or off without changing the transmission mixers in performance. Thus, no settling times for the transmission mixer are needed.

In einer weiteren Ausführungsform weist eine Verbindungseinheit eine Verstärkerschaltung und einen Schalter auf, wobei der Schalter zwischen dem Spannungsoszillator und der Verstärkerschaltung oder zwischen der Verstärkerschaltung und dem Transmissionsmischer angeordnet ist.In a further embodiment, a connection unit has an amplifier circuit and a switch, wherein the switch is arranged between the voltage oscillator and the amplifier circuit or between the amplifier circuit and the transmission mixer.

Der Schalter kann beispielsweise als elektronischer Schalter in Form eines Feldeffekttransistors oder als Hochfrequenzrelais ausgebildet sein.The switch can be designed, for example, as an electronic switch in the form of a field-effect transistor or as a high-frequency relay.

In einer weiteren Ausführungsform der Verbindungseinheit ist der Schalter zwischen der Spannungsversorgung des Verstärkers und dem Verstärker angeordnet. Auf diese Weise kann die Verstärkerschaltung auf einfache Weise ein- und ausgeschaltet werden, wodurch auch das Frequenzsignal zum Transmissionsmischer ein- bzw. ausgeschaltet wird.In a further embodiment of the connection unit, the switch is arranged between the voltage supply of the amplifier and the amplifier. In this way, the amplifier circuit can be easily turned on and off, whereby the frequency signal to the transmission mixer is switched on or off.

In einer weiteren Ausführungsform ist der Schalter in Form einer Schnittstelle, insbesondere einer Kommunikationsschnittstelle ausgebildet, mit der die Verbindungseinheit in einen leitenden oder nicht leitenden Zustand geschaltet werden kann. In a further embodiment, the switch is designed in the form of an interface, in particular a communication interface, with which the connection unit can be switched to a conducting or non-conducting state.

In einer weiteren Ausführungsform weist die Verbindungseinheit einen Vorverstärker und einen Hauptverstärker auf. Der Hauptverstärker ist über einen Schalter mit einer Versorgungsspannung verbindbar. Durch den Schalter kann der Hauptverstärker ein- oder ausgeschaltet werden. Da der Vorverstärker einen geringen Stromverbrauch aufweist, kann der Vorverstärker eingeschaltet bleiben. Zudem bleibt der Vorverstärker für eine optimale Anpassung eingeschaltet. Auf diese Weise wird eine Einfügedämpfung reduziert und es wird im Vergleich zu herkömmlichen HF-Schaltern eine bessere Empfindlichkeit des Radarsystems erreicht.In a further embodiment, the connection unit has a preamplifier and a main amplifier. The main amplifier can be connected to a supply voltage via a switch. The switch allows the main amplifier to be switched on or off. Since the preamplifier has a low power consumption, the preamplifier can remain switched on. In addition, the preamplifier remains switched on for optimum adaptation. In this way, insertion loss is reduced and improved sensitivity of the radar system is achieved compared to conventional RF switches.

Mit Hilfe der beschriebenen Anordnung können die Sende/-Empfangseinheiten für eine aktive Strahlformung individuell ein- oder ausgeschalten werden. Dies kann beispielsweise Paar- oder Gruppenweise erfolgen. Dadurch können mit derselben Hardware diverse Messbereiche von Interesse, in etwa Nah- oder Fernbereich mit einer entsprechenden Antennenrichtcharakteristik, z. B. ein Schmal- oder Breitantennenstrahl ausgeleuchtet und fokussiert werden. Mit dieser adaptiven Strahlformung können gezielt störende Antennennebenkeulen unterdrückt bzw. ausgeblendet werden. Das geschriebene Radarsystem eignet sich für die Anwendung aller bekannten Radarmodulationsprinzipien, wie z. B. FMCW, Pulsdoppler-Verfahren, Pseudo-Zufallsrauschen oder Phasenkodierung. Bei der Verwendung von FMCW-Rampen können die Kanäle ebenfalls während einer durchlaufenden Rampe geschalten werden, wodurch ein frequenzabhängiges Kanalmultiplexverfahren ermöglicht wird.With the aid of the arrangement described, the transmitting / receiving units can be switched on or off individually for active beam shaping. This can be done, for example, in pairs or groups. As a result, with the same hardware various measuring ranges of interest, in near or distant area with a corresponding Antennenrichtcharakteristik, z. B. a narrow or wide antenna beam are illuminated and focused. With this adaptive beam shaping, it is possible to suppress or suppress interfering antenna secondary lobes. The written radar system is suitable for the application of all known Radarmodulationsprinzipien such. As FMCW, pulse Doppler method, pseudo-random noise or phase encoding. When using FMCW ramps, the channels can also be switched during a continuous ramp, allowing for frequency-dependent channel multiplexing.

Durch die beschriebene Anordnung werden elektrische Verluste, die bei herkömmlichen Hochfrequenzschaltern auftreten, vermieden. Aufgrund des einfachen Aufbaus kann das Radarsystem kostengünstig und platzsparend realisiert werden. Das Radarsystem ist für die Realisierung als kostengünstige planare Schaltung z. B. in Mikrostreifenleitertechnik oder Koplanartechnik geeignet. Zudem ist auch die Herstellung als MMIC mit integrierten Antennen vorteilhaft. Eine Anwendung des Radarsystems ist beispielsweise in der Automobil-, Industrie- und Medizintechnik vorteilhaft.The described arrangement avoids electrical losses which occur in conventional high-frequency switches. Due to the simple structure, the radar system can be realized inexpensively and compactly. The radar system is for the realization of a cost planar circuit z. B. in microstrip technology or coplanar technology suitable. In addition, the production as MMIC with integrated antennas is also advantageous. An application of the radar system is advantageous for example in the automotive, industrial and medical technology.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigenThe invention will be explained in more detail below with reference to FIGS. Show it

1 eine schematischen Aufbau eines Radarsystems, 1 a schematic structure of a radar system,

2 bis 7 verschiedene Ausführungsformen einer Verbindungseinheit, 2 to 7 various embodiments of a connection unit,

8 ein erstes Beispiel für Schaltmöglichkeiten zur Bestimmung der Transmission für zwei Sende-/Empfangseinheiten, 8th a first example of switching options for determining the transmission for two transceiver units,

9 ein zweites Beispiel für Schaltmöglichkeiten zur Bestimmung der Transmission für vier Sende-/Empfangseinheiten des Radarsystems. 9 a second example of switching options for determining the transmission for four transmitting / receiving units of the radar system.

1 zeigt in einer schematischen Darstellung das Radarsystem 1, das vorzugsweise ein linear frequenzmoduliertes Signal (FMCW-frequency modulated continuous wave) verwendet, das von einer Signalquelle bereitgestellt wird. Als Signalquelle ist ein spannungsgesteuerter Oszillator 2 vorgesehen. Der Oszillator 2 wird von einem Modulator 3 in der Spannung und damit in der Frequenz moduliert. Dazu ist ein Eingang des Oszillators 2 mit einem Ausgang des Modulators 3 verbunden. Der Ausgang des Oszillators 2 ist parallel mit einer Anzahl n von Verbindungseinheiten 4, 41 verbunden. Die Verbindungseinheiten 4, 41 sind als schaltbare Verbindungseinheiten ausgeführt und jeweils mit einem Eingang 10 eines Transmissionsmischers 5, 51 verbunden. Die Transmissionsmischer 5, 51 sind mit einem Sende-/Empfangsanschluss jeweils einer Antenne 6, 61 verbunden. Ein Ausgangsanschluss jedes Transmissionsmischers 5, 51 ist vorzugsweise über ein Filter 7, 71 mit einem Eingang einer Auswerteeinheit 8 verbunden. Die Anzahl n von Verbindungseinheiten, Transmissionsmischern und Sende/-Empfangsantennen kann zwei oder größer als zwei sein. 1 shows a schematic representation of the radar system 1 which preferably uses a frequency modulated continuous wave (FMCW) signal provided by a signal source. The signal source is a voltage-controlled oscillator 2 intended. The oscillator 2 is from a modulator 3 modulated in the voltage and thus in the frequency. This is an input of the oscillator 2 with an output of the modulator 3 connected. The output of the oscillator 2 is parallel to a number n of connection units 4 . 41 connected. The connection units 4 . 41 are designed as switchable connection units and each with an input 10 a transmission mixer 5 . 51 connected. The transmission mixers 5 . 51 are each with a transmitting / receiving port one antenna 6 . 61 connected. An output terminal of each transmission mixer 5 . 51 is preferably via a filter 7 . 71 with an input of an evaluation unit 8th connected. The number n of connection units, transmission mixers and transmission / reception antennas may be two or more than two.

Das vom Oszillator 2 ausgegebene Spannungssignal Sn'(t) wird über die jeweilige Verbindungseinheit 4, 41 an den jeweiligen Transmissionsmischer 5, 51 weitergeleitet. Es sind mindestens zwei Verbindungseinheiten 4, 41 vorgesehen, wobei die Anzahl n nicht auf zwei begrenzt ist, sondern auch mehr Verbindungseinheiten 4 vorgesehen sein können.That of the oscillator 2 output voltage signal S n '(t) is via the respective connection unit 4 . 41 to the respective transmission mixer 5 . 51 forwarded. There are at least two connection units 4 . 41 provided, wherein the number n is not limited to two, but also more connection units 4 can be provided.

Jeder Transmissionsmischer 5, 51 leitet das über die jeweilige Verbindungseinheit 4, 41 zugeführte Sendesignal Sn'(t) an eine Antenne 6, 61 weiter. Die Antennen 6, 61 strahlen die vom Transmissionsmischer 5, 51 empfangenen Sendesignale ab. Zudem empfängt jede Antenne 6, 61 ein von einem Objekt reflektiertes Empfangssignal en(t) und leitet dieses an den Sende-/Empfangsanschluss des jeweiligen angeschlossenen Transmissionsmischer 5, 51 weiter. Die Transmissionsmischer 5, 51 mischen das Empfangssignal en(t) mit dem von der Verbindungseinheit 4, 41 empfangenen Signal und geben das gemischte Signal mn(t) über ein Filter 7, 71 an die Auswerteeinheit 8 weiter. Ein Transmissionsmischer ist in der Weise aufgebaut, dass ein an einem Eingang eingespeistes Signal Sn'(t) auf den Eingangs-/Ausgangsanschluss des Transmissionsmischers überkoppelt und für die Abstrahlung über die zugeordnete Antenne 6, 61 verwendet wird. Zudem wird das vom Sende-/Empfangsanschluss empfangene Empfangssignal mn(t) mit dem vom Eingang eingespeisten Sendesignal Sn(t) gemischt und das gemischte Signal wird an einem Ausgangsanschluss als Messsignal mn(t) abgegriffen und über ein Filter 7, 71 an die Auswerteeinheit 8 weitergeleitet. Das gemischte Signal enthält die Frequenz des Sendesignals Sn'(t) und die Summe der Frequenz des Sendesignals Sn'(t) und des Empfangssignals en(t) und die Differenz der Frequenz des Sendesignals Sn'(t) und des Empfangssignals en(t).Every transmission mixer 5 . 51 conducts this via the respective connection unit 4 . 41 supplied transmit signal S n '(t) to an antenna 6 . 61 further. The antennas 6 . 61 they radiate from the transmission mixer 5 . 51 received transmission signals. In addition, each antenna receives 6 . 61 a received signal e n (t) reflected by an object and directs it to the transmitting / receiving port of the respective connected transmission mixer 5 . 51 further. The transmission mixers 5 . 51 Mix the received signal e n (t) with that of the connection unit 4 . 41 received signal and give the mixed signal m n (t) via a filter 7 . 71 to the evaluation unit 8th further. A transmission mixer is constructed in such a way that a signal S n '(t) fed to an input is applied to the input / output signal. Output terminal of the transmission mixer coupled and for the radiation through the associated antenna 6 . 61 is used. In addition, the receive signal m n (t) received by the transmit / receive port is mixed with the transmit signal S n (t) fed from the input, and the mixed signal is tapped at an output port as a measurement signal m n (t) and via a filter 7 . 71 to the evaluation unit 8th forwarded. The mixed signal contains the frequency of the transmission signal S n '(t) and the sum of the frequency of the transmission signal S n ' (t) and the reception signal e n (t) and the difference of the frequency of the transmission signal S n '(t) and Received signal e n (t).

Aus der Differenzfrequenz des Sendesignals Sn(t), das von der Antenne 6 abgestrahlt wird, und der Frequenz des Empfangssignals, das von der Antenne empfangen wird, kann in der Auswerteeinheit 8 der Abstand und die Geschwindigkeit des Objektes abgeleitet werden. Zudem kann eine Winkelbestimmung des Objektes in Bezug auf die Antenne ebenfalls in der Auswerteeinheit erfolgen. Vorzugsweise können alle Antennen parallel für den Empfang von Empfangssignalen eingesetzt werden, wobei zum Senden die Antennen gleichzeitig oder sequenziell verwendet werden.From the difference frequency of the transmission signal S n (t), that of the antenna 6 is emitted, and the frequency of the received signal, which is received by the antenna, in the evaluation unit 8th the distance and speed of the object are derived. In addition, an angle determination of the object with respect to the antenna can also be carried out in the evaluation unit. Preferably, all the antennas can be used in parallel for the reception of received signals, wherein for transmitting the antennas are used simultaneously or sequentially.

2 zeigt eine erste Ausführungsform der Verbindungseinheit in Form eines steuerbaren Schalters 9. Der Schalter 9 weist einen Eingang 10 auf, an den ein Steuersignal einer nicht dargestellten Steuereinheit angelegt werden kann. Abhängig von dem Steuersignal wird der Schalter 9 sperrend oder leitend geschaltet. Der Schalter kann z. B. als schaltbares Hochfrequenzrelais oder als elektronischer Schalter ausgebildet sein. 2 shows a first embodiment of the connection unit in the form of a controllable switch 9 , The desk 9 has an entrance 10 on, to which a control signal of a control unit, not shown, can be applied. Depending on the control signal, the switch 9 blocking or switched on. The switch can z. B. be designed as a switchable high-frequency relay or as an electronic switch.

In einer weiteren Ausführungsform, die in 3 dargestellt ist, ist eine Verbindungseinheit in Form einer Verstärkerschaltung 11 und eines Schalters 9 ausgebildet, die in Serie zwischen dem Oszillator 2 und dem Transmissionsmischer 5 angeordnet sind. In der in 3 dargestellten Ausführungsform ist der Schalter 9 zwischen dem Oszillator 2 und dem Verstärker 11 angeordnet.In a further embodiment, the in 3 is a connection unit in the form of an amplifier circuit 11 and a switch 9 formed in series between the oscillator 2 and the transmission mixer 5 are arranged. In the in 3 illustrated embodiment is the switch 9 between the oscillator 2 and the amplifier 11 arranged.

4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Verbindungseinheit, die in Form eines Verstärkers 11 und des Schalters 9 ausgebildet ist, wobei der Schalter 9 zwischen dem Verstärker 11 und dem Transmissionsmischer 5 angeordnet ist. 4 shows a further embodiment of the connection unit, in the form of an amplifier 11 and the switch 9 is formed, wherein the switch 9 between the amplifier 11 and the transmission mixer 5 is arranged.

5 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Verbindungseinheit 4, die in Form eines Verstärkers 11 und eines Schalters 9 ausgebildet ist. In dieser Ausführungsform ist nur der Verstärker 11 zwischen dem Oszillator 2 und dem Transmissionsmischer 5 angeordnet. Der Verstärker 11 wird von einer Spannungsquelle 12 mit Strom versorgt. Zwischen dem Verstärker 11 und der Spannungsquelle 12 ist der Schalter 9 angeordnet. Somit kann durch eine entsprechende Ansteuerung des Schalters 9 die Spannungsversorgung des Verstärkers 11 abgeschaltet werden. 5 shows a further embodiment of a connection unit 4 in the form of an amplifier 11 and a switch 9 is trained. In this embodiment, only the amplifier is 11 between the oscillator 2 and the transmission mixer 5 arranged. The amplifier 11 is from a voltage source 12 powered. Between the amplifier 11 and the voltage source 12 is the switch 9 arranged. Thus, by a corresponding control of the switch 9 the power supply of the amplifier 11 be switched off.

6 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der der Verstärker 11 in Form eines Vorverstärkers 13 und eines nach geschalteten Hauptverstärkers 14 ausgebildet ist. Der Schalter 9 ist in dieser Ausführungsform zwischen der Spannungsquelle 12 und dem Hauptverstärker 14 angeordnet. Somit kann durch eine entsprechende Ansteuerung des Schalters 9 die Spannungsversorgung des Hauptverstärkers 14 abgeschaltet werden und damit die Verbindung zwischen dem Oszillator 2 und dem Transmissionsmischer 5 unterbrochen werden. Abhängig von der gewählten Ausführungsform könnte auch die Spannungsversorgung des Vorverstärkers 13 abgeschaltet werden, wobei jedoch die Abschaltung des Hauptverstärkers günstiger ist, da der Hauptverstärker einen größeren Energieverbrauch aufweist. 6 shows a further embodiment in which the amplifier 11 in the form of a preamplifier 13 and a downstream main amplifier 14 is trained. The desk 9 is in this embodiment between the voltage source 12 and the main amplifier 14 arranged. Thus, by a corresponding control of the switch 9 the power supply of the main amplifier 14 be turned off and thus the connection between the oscillator 2 and the transmission mixer 5 to be interrupted. Depending on the selected embodiment could also be the power supply of the preamplifier 13 be switched off, but the shutdown of the main amplifier is cheaper, since the main amplifier has a higher energy consumption.

Die Anordnung mit Vorverstärker und Hauptverstärkern weist eine geringere Einfügedämpfung auf und ergibt somit eine bessere Empfindlichkeit des Radarsystems im Vergleich zu herkömmlichen HF-Schaltern. Der verwendete Verstärker weist mehrere Verstärkerstufen, insbesondere einen Vorverstärker und wenigstens einen Hauptverstärker auf. Der Vorverstärker bleibt für eine optimale Anpassung permanent eingeschalten. Die Stromaufnahme des Vorverstärkers ist auf Grund der geringen Verstärkung vernachlässigbar. Mindestens einen Hauptverstärker kann über den zugeordneten Schalter ein- und ausgeschaltet werden.The preamplifier and main amplifier arrangement has a lower insertion loss and thus provides better sensitivity of the radar system compared to conventional RF switches. The amplifier used has several amplifier stages, in particular a preamplifier and at least one main amplifier. The preamplifier remains permanently switched on for optimal adjustment. The current consumption of the preamplifier is negligible due to the low gain. At least one main amplifier can be switched on and off via the assigned switch.

7 zeigt eine weitere Ausführungsform der Verbindungseinheit 4, die eine Schnittstelle 15 beispielsweise in Form einer Statusleitung oder in Form einer Kommunikationsschnittstelle aufweist. Die Schnittstelle 15 kann durch ein Steuersignal 19 von einer Steuereinheit in ihrem Modus umgeschaltet werden, so dass die Verbindungseinheit 4 so beeinflusst wird, dass die Verbindungseinheit von einem leitenden in einen nicht leitenden Zustand geschalten wird. 7 shows a further embodiment of the connection unit 4 that an interface 15 for example, in the form of a status line or in the form of a communication interface. the interface 15 can by a control signal 19 be switched by a control unit in their mode, so that the connection unit 4 is influenced so that the connection unit is switched from a conductive to a non-conductive state.

Durch die beschriebene Anordnung können die Antennen, d. h. die einzelnen Kanäle, d. h. Sende-/Empfangseinheiten sowohl einzeln als auch parallel betrieben werden. Zudem kann die Anordnung für Kalibrierungszwecke verwendet werden, wobei beispielsweise die einzelnen Antennen sequenziell durchgeschaltet werden. Zudem können mit der beschriebenen Anordnung einzelne Sende-/Empfangseinheiten bzw. mehrere Sende-/Empfangseinheiten dazu oder weggeschaltet werden. Dadurch kann ein Phasenversatz der Kanäle untereinander bzw. bezüglich eines Referenzkanals und eine Transmission von einer Sende-/Empfangseinheit auf eine andere Sende-/Empfangseinheit ermittelt werden. Als Sende-/Empfangseinheit wird ein Transmissionsmischer und die mit dem Transmissionsmischer verbundene Antenne verstanden.By the described arrangement, the antennas, ie the individual channels, ie transmitting / receiving units can be operated both individually and in parallel. In addition, the arrangement can be used for calibration purposes, wherein, for example, the individual antennas are switched through sequentially. In addition, with the described arrangement, individual transmitting / receiving units or a plurality of transmitting / receiving units can be switched on or off. As a result, a phase offset of the channels with each other or with respect to a reference channel and a transmission be determined by a transmitting / receiving unit to another transmitting / receiving unit. The transmission / reception unit is understood to be a transmission mixer and the antenna connected to the transmission mixer.

8 zeigt Schaltmöglichkeiten zur Bestimmung der Transmission für zwei Sende-/Empfangseinheiten SEE1, SEE2. Dabei werden drei Messungen M1, M2, M3 durchgeführt. Bei der ersten Messung M1 sendet nur die erste Sende-/Empfangseinheit (SEE1) und es wird das Empfangssignal der zwei Sende- und Empfangseinheiten 15, 16 als erste Messung M1 erfasst. Bei einer zweiten Messung M2 werden beide Sende-/Empfangseinheit 15, 16 benutzt, um Signale abzustrahlen und um Signale zu empfangen. Zudem werden bei der zweiten Messung M2 die empfangenen Signale der zwei Sende-/Empfangseinheiten SEE1, SEE2 als zweite Messung M2 ermittelt. Anschließende werden bei der dritten Messung M3 nur die zweite Sende-/Empfangseinheit SEE2 zur Abstrahlung eines Sendesignals verwendet. Zudem wird das Empfangssignal der zwei Sende-/Empfangseinheiten SEE1, SEE2 als dritte Messung M3 erfasst. Eine Transmission S12 zwischen der ersten und der zweiten Sende-/Empfangseinheit SEE1, SEE2 kann durch folgende Formel berechnet werden: S12 = M2 – M1. Zudem kann eine Transmission S21 von der zweiten Sende-/Empfangseinheit SEE2 zur ersten Sende-/Empfangseinheit SEE2 durch folgende Formel berechnet werden: S21 = M2–M3. 8th shows switching options for determining the transmission for two transceiver units SEE1, SEE2. In this case, three measurements M1, M2, M3 are performed. In the first measurement M1, only the first transmitting / receiving unit (SEE1) transmits and the received signal of the two transmitting and receiving units is transmitted 15 . 16 detected as the first measurement M1. In a second measurement M2 both transmitting / receiving unit 15 . 16 used to broadcast signals and to receive signals. In addition, in the second measurement M2, the received signals of the two transceiver units SEE1, SEE2 are determined as a second measurement M2. Subsequently, in the third measurement M3, only the second transceiver unit SEE2 is used to emit a transmission signal. In addition, the received signal of the two transceiver units SEE1, SEE2 is detected as the third measurement M3. A transmission S12 between the first and second transceiver units SEE1, SEE2 can be calculated by the following formula: S12 = M2-M1. In addition, a transmission S21 from the second transmitting / receiving unit SEE2 to the first transmitting / receiving unit SEE2 can be calculated by the following formula: S21 = M2-M3.

Das Messverfahren ist in der Tabelle auch festgelegt, wobei mit M1 bis M3 die Messungen benannt sind, mit SEE1, 2 sind die Sende-/Empfangseinheiten gekennzeichnet. Eine 0 in der Zeile gibt an, dass die entsprechende Sende-/Empfangseinheit nicht sendet. Eine 1 in der Zeile gibt an, dass die entsprechende Sende-/Empfangseinheit sendet.The measuring method is also specified in the table, with M1 to M3 the measurements being named, with SEE1, 2 the transmitting / receiving units are marked. A 0 in the line indicates that the corresponding transceiver unit is not transmitting. A 1 in the line indicates that the corresponding transceiver unit is transmitting.

9 zeigt Schaltungsmöglichkeiten zur Bestimmung der Transmission für vier Sende-/Empfangseinheiten SEE1, SEE2, SEE3, SEE4. Zur Ermittlung der Transmission zwischen den einzelnen Sende-/Empfangseinheiten werden entsprechende Messungen durchgeführt, wie in der Tabelle rechts aufgelistet ist. 9 shows circuit options for determining the transmission for four transceiver units SEE1, SEE2, SEE3, SEE4. To determine the transmission between the individual transmitting / receiving units, appropriate measurements are carried out, as listed in the table on the right.

Die Tabelle gibt in der ersten Zeile die Sende-/Empfangseinheiten SEE4, 3, 2, 1 an. In den folgenden Spalten sind die Messungen M1, M2, ... M10 angegeben. Durch eine 0 oder eine 1 in der Zeile einer Messung in der Spalte einer Sende-/Empfangseinheit ist angegeben, ob die entsprechende Sende-/Empfangseinheit sendet (1) oder nicht (0). Beim Empfang werden immer alle Sende-/Empfangseinheiten ausgewertet. Die erste Messung M1 legt beispielsweise fest, dass nur die erste Sende-/Empfangseinheit SEE1 sendet.The table indicates in the first line the transmitting / receiving units SEE4, 3, 2, 1. The following columns show the measurements M1, M2, ... M10. A 0 or a 1 in the line of a measurement in the column of a transmitting / receiving unit indicates whether the corresponding transmitting / receiving unit transmits (1) or not (0). When receiving, all transmitting / receiving units are always evaluated. For example, the first measurement M1 determines that only the first transceiver unit transmits SEE1.

In dem Feld Transmission sind die Formeln für die Berechnung der Transmission abgelegt. Dabei wird mit Snm die Transmission von der n-ten zur m-ten Sende-/Empfangseinheit beschrieben. Beispielsweise wird die Transmission von der ersten zur zweiten Sende-/Empfangseinheit durch die Differenz zwischen der zweiten Messung M2 mit der ersten Messung M1 berechnet.In the field Transmission the formulas for the calculation of the transmission are stored. In this case, the transmission from the nth to the mth transceiver unit is described by S nm . For example, the transmission from the first to the second transceiver unit is calculated by the difference between the second measurement M2 and the first measurement M1.

Durch die Anordnung der schaltbaren Verbindungselemente können die Sende-/Empfangseinheit einzeln, paar- oder gruppenweise ein- bzw. abgeschaltet werden, so dass eine aktive Strahlformung des Sendesignals ermöglicht wird. Hiermit können mit einer Hardware verschiedene Messbereiche von Interesse, wie etwa Nah- oder Fernbereich mit einer entsprechenden Antennelichtcharakteristik, z. B. ein Schmal- oder Breitantennenstrahl ausgeleuchtet und fokussiert werden. Mit dieser adaptiven Strahlformung können auch gezielt störende Antennennebenkeulen unterdrückt bzw. ausgeblendet werden.By arranging the switchable connecting elements, the transmitting / receiving unit can be switched on or off individually, in pairs or in groups, so that an active beam shaping of the transmission signal is made possible. This can be used with hardware different measuring ranges of interest, such as near or far with a corresponding Antennelichtcharakteristik, z. B. a narrow or wide antenna beam are illuminated and focused. This adaptive beam shaping can also be used to suppress or hide interfering antenna secondary lobes.

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Claims (5)

Radarsystem (1) mit einer Signalquelle (2, 3) mit mindestens zwei Transmissionsmischern (5, 51), wobei die Signalquelle über eine erste Verbindungseinheit (4) mit einem ersten Transmissionsmischer (5) und über eine zweite Verbindungseinheit (41) mit einem zweiten Transmissionsmischer (51) verbunden ist, wobei der erste Transmissionsmischer (5) über einen ersten Sende-/Empfangsanschluss mit einer ersten Antenne (6) und über einen ersten Auswerteanschluss mit einer Auswerteeinheit (8) verbunden ist, wobei der zweite Transmissionsmischer (51) über einen zweiten Sende-/Empfangsanschluss mit einer zweiten Antenne (61) und über einen zweiten Auswerteanschluss mit der Auswerteeinheit (8) verbunden ist, wobei jede Verbindungseinheit (4, 41) einen steuerbaren Schalter (9) aufweist, mit dem die Verbindung zwischen der Frequenzquelle (2, 3) und dem jeweiligen Transmissionsmischer (5, 51) unterbrochen werden kann.Radar system ( 1 ) with a signal source ( 2 . 3 ) with at least two transmission mixers ( 5 . 51 ), wherein the signal source via a first connection unit ( 4 ) with a first transmission mixer ( 5 ) and via a second connection unit ( 41 ) with a second transmission mixer ( 51 ), the first transmission mixer ( 5 ) via a first transmission / reception connection with a first antenna ( 6 ) and via a first evaluation connection with an evaluation unit ( 8th ), the second transmission mixer ( 51 ) via a second transceiver port with a second antenna ( 61 ) and via a second evaluation connection with the evaluation unit ( 8th ), each connection unit ( 4 . 41 ) a controllable switch ( 9 ), with which the connection between the frequency source ( 2 . 3 ) and the respective transmission mixer ( 5 . 51 ) can be interrupted. Radarsystem nach Anspruch 1, wobei wenigstens eine Verbindungseinheit eine Verstärkungsschaltung (11) für die Signalquelle (1, 2) aufweist, und wobei der Schalter (9) der Verbindungseinheit zwischen der Signalquelle (2, 3) und der Verstärkungsschaltung (11) oder zwischen der Verstärkungsschaltung (11) und dem Transmissionsmischer (5, 51) angeordnet ist.A radar system according to claim 1, wherein at least one connection unit comprises an amplification circuit ( 11 ) for the signal source ( 1 . 2 ), and wherein the switch ( 9 ) of the connection unit between the signal source ( 2 . 3 ) and the amplification circuit ( 11 ) or between the amplification circuit ( 11 ) and the transmission mixer ( 5 . 51 ) is arranged. Radarsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (9) zwischen einer Spannungsversorgung (12) der Verstärkerschaltung (11) und der Verstärkerschaltung (11) angeordnet ist.Radar system according to claim 2, characterized in that the switch ( 9 ) between a power supply ( 12 ) of the amplifier circuit ( 11 ) and the amplifier circuit ( 11 ) is arranged. Radarsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (9) eine Schnittstelle (15), insbesondere einer Kommunikationsschnittstelle aufweist, die den Schalter (9) in einen leitenden oder nicht leitenden Zustand schalten kann.Radar system according to claim 2, characterized in that the switch ( 9 ) an interface ( 15 ), in particular a communication interface that the switch ( 9 ) can switch to a conductive or non-conductive state. Radarsystem nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkerschaltung einen Vorverstärker (13) und einen nach geschalteten Hauptverstärker (14) aufweist, wobei der Schalter (9) zwischen einer Spannungsversorgung (12) des Hauptverstärkers (14) und dem Hauptverstärker (14) angeordnet ist.Radar system according to one of Claims 3 to 5, characterized in that the amplifier circuit comprises a preamplifier ( 13 ) and a downstream main amplifier ( 14 ), wherein the switch ( 9 ) between a power supply ( 12 ) of the main amplifier ( 14 ) and the main amplifier ( 14 ) is arranged.
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