CH633637A5 - Verfahren zur messung der geschwindigkeit eines bewegten objektes. - Google Patents

Verfahren zur messung der geschwindigkeit eines bewegten objektes. Download PDF

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CH633637A5
CH633637A5 CH1024378A CH1024378A CH633637A5 CH 633637 A5 CH633637 A5 CH 633637A5 CH 1024378 A CH1024378 A CH 1024378A CH 1024378 A CH1024378 A CH 1024378A CH 633637 A5 CH633637 A5 CH 633637A5
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doppler signal
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Max Dr Gautschi
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Patelhold Patentverwertung
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    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/91—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for traffic control
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Description

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Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Messung der Geschwindigkeit eines bewegten Objektes nach dem Doppler-Radar-Prinzip, gekennzeichnet durch die Verwendung einer in Bewegungsrichtung ausgedehnten Mikrowellen-Antenne (A), die in mindestens zwei Teilabschnitten (Ol, 02) abstrahlt, und weiter dadurch gekennzeichnet, dass das von der Antenne abgeleitete Signal, das primäre Doppler-Signal (ds) nach der Doppler-Frequenz ausgewertet wird und das ausgewertete Doppler-Signal (Vgf) einen Korrelator (K) steuert, der in einem durch das primäre Doppler-Signal (ds) gegebenen Zeitintervall das Autokorrolations-maximum aufsucht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Schlitzantenne (A) mit zwei abstrahlenden Öffnungen in Nähe der beiden Antennenenden und weiter dadurch gekennzeichnet, dass die Feingeschwindigkeit (v) am Ausgang des Korrelators (K) sich nach der Formel v =
x max berechnet, wo L den mittleren Abstand der beiden Strahlen (Stl, St2) und xmax den Zeitpunkt des Autokorrelationsmaximum bedeutet.
3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Verwendung einer Schlitzantenne (A) mit mehreren, in regelmässigen Abständen angeordneten Öffnungen.
4. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Schlitzantenne (A) mit mindestens zwei gegeneinander versetzten homologen Schlitzgruppen.
5. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen Mischer (M), der die von der Antenne (A) gelieferte reflektierte Strahlung empfängt und das primäre Doppler-Signal (ds) erzeugt, durch eine Auswerteschaltung (DA), die das primäre Doppler-Signal (ds) auswertet und ausgangsseitig ein Signal (v^) liefert, das dem Grobwert der Geschwindigkeit entspricht, und schliesslich gekennzeichnet durch eine Autokorrelationsschaltung (K), die eingangsseitig das primäre Doppler-Signal (ds) und an ihrem Steuereingang das ausgewertete Doppler-Signal (Vg,.) empfängt und ausgangsseitig den Feinwert (v) der Geschwindigkeit liefert.
Die vorstehend beschriebenen Lösungen weisen jedoch Nachteile auf. Die Doppler-Radareinrichtungen benötigen erhöhten Aufwand, da zwei komplette Radarsysteme erforderlich sind. Den bestehenden Korrelationseinrichtungen haftet wie-5 derum der Mangel an, dass sie auf optischem Weg arbeiten. Für Anwendungen beim Bahnradar und bei vielen industriellen Anwendungen ist die Verschmutzung eines der Hauptprobleme von optischen Einrichtungen. Andererseits ist der Verkippungs-einfluss bei Korrelationseinrichtungen viel geringer. Korrela-lo tionsverfahren sind ausserdem aufwendig, wenn sie digital durchgeführt werden, da grosse Datenspeicher notwendig sind und viele Multiplikationen durchgeführt werden müssen. Dieser Nachteil ist besonders schwerwiegend, wenn die Grössenord-nung der Korrelationszeit nicht bekannt ist.
15 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Anordnungen zu vermeiden. Dies wird erfin-dungsgemäss dadurch erreicht, dass eine in Bewegungsrichtung ausgedehnte Mikrowellen-Antenne verwendet wird, die in mindestens zwei Teilabschnitten abstrahlt, und das von der Antenne abgeleitete Signal, das primäre Doppler-Signal nach der Dopp-ler-Frequenz ausgewertet wird und das ausgewertete Doppler-Signal einen Korrelator steuert, der in einem durch das primäre Doppler-Signal gegebenen Zeitintervall das Autokorrelations-Maximum aufsucht.
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Somit ergibt sich eine annähernd kippwinkelunabhängige v-Messung durch:
a) Messung der Geschwindigkeit mittels Doppler-Effekt auf einige Prozent genau (Grobgeschwindigkeit).
b) Verwendung der Grobgeschwindigkeit in einem Korrelator zur Vorgabe des Korrelationszeitintervalls. Der Korrelator liefert die Feingeschwindigkeit praktisch unabhängig vom Kippwinkel.
Doppier-Einrichtung und Korrelator arbeiten mit vorzugsweise dem gleichen Mikrowellenteil.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Messung der Geschwindigkeit eines bewegten Objektes nach dem Doppler-Radar-Prinzip.
Derartige Systeme, insbesondere solche mit einer Antenne, die längs des Fahrweges einen längeren Abschnitt bestrahlt, sind u.a. aus der DE-OS 2 237 139 und aus den ZEV-Glas. Ann. 101 (1977), Nr. 3 (März), S. 79-82, bekannt. Zur Kompensation des Feldes durch den variablen Winkel zwischen Strahlrichtung und Geschwindigkeitsvektor können zwei Messeinheiten verwendet werden, die in verschiedenen Richtungen strahlen (s. CH-PS 522 315).
Zur v-Messung mit optischen Mitteln sind ferner Korrelationseinrichtungen in Gebrauch. Dabei wird die Korrelationszeit zwischen zwei Sensoren bestimmt. Hierzu wird z.B. verwiesen auf die DE-OS 2 312 588.
Die Erfindung sei jetzt anhand der Figur beispielsweise näher erläutert. Die in Fahrtrichtung ausgedehnte Mikrowellen-40 Schlitzantenne A strahlt nicht auf der ganzen Länge, sondern -wie gezeigt—z.B. durch die Öffnungen 01 und 02 in Nähe der beiden Enden. Stl und St2 sind die beiden Strahlen, As der Abschluss, M der Mischer und MO der Mikrowellen-Oszillator. RU ist ein ruhender, rauher Untergrund, gegen den sich die 45 Bewegung vollzieht. Es ist auch denkbar, dass mehrere in regelmässigen Abständen angeordnete Teilabschnitte abstrahlen, wodurch u.U. die Korrelation verbessert wird. Vorteilhafterweise kann auch eine Schlitzantenne mit mindestens zwei gegeneinander versetzten homologen Schlitzgruppen verwendet werden. 50 Der Mischer M empfängt die von der Antenne gelieferte reflektierte Strahlung und erzeugt das primäre Doppler-Signal ds. Die Auswerteschaltung DA wertet das primäre Doppler-Signal ds aus und liefert ausgangsseitig ein Signal Vg,., das dem Grobwert der Geschwindigkeit entspricht; dieses Signal wird am Steuer-55 eingang der Auto-Korrelations-Schaltung K zugeführt, die eingangsseitig das primäre Dopplersignal ds empfängt und aus-
L
gangsseitig den Feinwert v = — der Geschwindigkeit liefert.
T'max
Dabei bedeutet L den mittleren Abstand der beiden Strahlen St 1 und St2 und Tmax den Zeitpunkt des Autokorrelationsmaxi-
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mums.
C
1 Blatt Zeichnungen
CH1024378A 1978-10-03 1978-10-03 Verfahren zur messung der geschwindigkeit eines bewegten objektes. CH633637A5 (de)

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