DE4331440A1

DE4331440A1 - Radargerät

Info

Publication number: DE4331440A1
Application number: DE4331440A
Authority: DE
Inventors: Kurt Dipl Ing Lindner
Original assignee: Deutsche Aerospace AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 1993-09-16
Filing date: 1993-09-16
Publication date: 1995-03-23
Also published as: EP0644438A3; EP0644438A2

Description

Die Erfindung betrifft ein Radargerät gemäß dem Oberbe griff des Patentanspruchs 1.

In der Radartechnik ist es oft notwendig, am Empfängeraus gang zwei Ausgangssignale zur komplexen Auswertung zur Verfügung zu haben. Dabei ist eines der Signale "in Phase" I und das andere in "quadrater Phase" Q, also um 90° ge genüber dem I-Signal phasenverschoben. Dies erleichtert die Signalauswertung und erlaubt sowohl die Bildung des Betragssignals sowie unter anderem das Erkennen einer Sei tenbandlage zur Unterscheidung von Dopplersignalen bei der Kommt/Geht-Diskriminierung.

Teure Radargeräte weisen dabei meist serienmäßig zwei Kanäle in ihrer Auswerteschaltung auf, in denen das radar seitig empfangene Signal in jeweils ein I- bzw. ein Q-Signal aufgespalten wird und in dieser Form ausgangssei tig abgegriffen werden kann.

Für einfache Kleinradargeräte, die prinzipiell nur in ein kanaliger Ausführung hergestellt werden, ist der Aufwand zur komplexen IQ-Bildung im Empfänger recht erheblich. Bei Kleinradargeräten, die beispielsweise selbstschwingende Mischstufen mit nur einem einzigen Element zur Schwin gungserzeugung und gleichzeitigen Mischung aufweisen, war es bisher unmöglich, ein IQ-Signalpaar zu bilden, wobei allgemein Radargeräte mit IQ-Bildung I/Q-Radargeräte ge nannt werden.

Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, ein ein kanaliges Radargerät zu schaffen, bei dem auf möglichst einfache Art ein IQ-Signalpaar gebildet werden kann.

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 wiedergege ben. Die weiteren Ansprüche enthalten vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zwi schen der Radarantenne und Radarfrontend ein Phasenschie ber geschaltet ist, daß die Auswerteschaltung eingangssei tig zwei Signalkanäle aufweist, daß das Radarfrontend über einen Kanalumschalter mit jeweils einem der beiden Signal kanäle verbindbar ist, daß der Phasenschieber und der Ka nalumschalter synchron getaktet sind und der Phasenschie ber mit jedem Takt die Phase zwischen 0° und (2n-1)·(λ/8), vorzugsweise 45° umschaltet mit n gleich einer natürlichen Zahl und λ gleich der Wellenlänge bei der Betriebsfre quenz.

Wesentliche Vorteile dieser Lösung bestehen darin,

- daß mit geringem Aufwand ein einkanaliges Radarge rät mit selbstschwingender Mischstufe realisiert werden kann, bei dem zur besseren Signalauswertung I/Q-Signalpaare gebildet werden können;
- daß die Amplitudengleichlaufeigenschaften der I/Q-Signalpaare automatisch optimal sind, da die I- und Q-Signale vom gleichen Radarfrontend- Empfangsteil abgeleitet werden;
- daß durch leichtes Variieren der Phasenschieber einstellung sich die Phasenorthogonalität exakt einstellen bzw. durch eine nachgeschaltete Signal analyse automatisch regeln läßt;
- daß sie sich auch zum nachträglichen Umrüsten äl terer Geräte ohne Änderung des bestehenden Radar frontends eignet.

Anhand der Figur sei nachfolgend exemplarisch die Erfin dung verdeutlicht.

Die Figur zeigt dabei eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radargeräts. Zu erkennen ist die Radar antenne 1 und das Radarfrontend 4.

Zwischen die Radarantenne 1 und das Radarfrontend 4 ist ein Phasenschieber 2 geschaltet, der über einen Taktge nerator 3 angesteuert wird. Am Ausgang 42 des Radargeräts 4 ist ein Kanalumschalter 5 realisiert, der über den sel ben Taktgenerator 3 angesteuert wird und dabei im CHOP-Be trieb (taktgesteuerte Kanalumschaltung) arbeitet. Hier durch wird im Takt des Taktgenerators 3 der Ausgang 42 des Radarteils 4 taktabhängig jeweils auf einen der Signal kanäle 6, 7 der Auswerteschaltung aufgeschaltet. Die Kanäle bestehen dabei aus jeweils einem Filter 61 bzw. 71 zur Empfangssignalglättung und einem sequenziell folgenden Verstärker 62 bzw. 72, an deren jeweiligen Ausgang das Empfangssignal des Radarfrontends 4 in I- bzw. Q-Lage aus gegeben wird.

Prinzipiell funktioniert das Ausführungsbeispiel gemäß der Figur wie folgt:

Der Phasenschieber 2 zwischen der Radarantenne 1 und dem Radarfrontend 4 wird im Takt des Taktgenerators 3 in eine Phasenlage taktabhängig umgeschaltet. Durch gleichzeitiges Umschalten der Phase des Phasenschiebers 2 in eine Phasen lage 0° bzw. 45° (oder allgemein: (2n-1)·(λ/8) mit n gleich einer natürlichen Zahl und λ gleich der Wellenlänge bei der Betriebsfrequenz) und des Ausgangs 42 des Radar frontends 4 durch den Kanalumschalter 5 wird jeweils ein Teil des Empfangssignals des Radarfrontends 4 in der I- und Q-Lage gebildet. Zu berücksichtigen ist dabei, daß das Sendesignal, welches auch den Phasenschieber 2 durch läuft, ebenso um 45° verschoben wird, so daß zwischen den getakteten Empfangssignalen insgesamt eine Phasenlage von 90° entsteht.

Die nach dem Kanalumschalter 5 als getaktete Werte anste henden Signale werden jeweils durch den Filter 61 bzw. 71 geglättet und von der Umtastfrequenz befreit. In bekannter Weise muß die Umtastung schneller als die höchste Signal frequenz sein. Die gefilterten Signale werden anschließend in den Verstärkern 62 bzw. 72 verstärkt und einer (nicht gezeigten) Signalauswertung zugeführt.

Die Vorteile dieser Anordnung bestehen darin, daß die Am plitudengleichlaufeigenschaften zwangsläufig optimal sind, da I- und Q-Werte vom gleichen Empfangsteil abgeleitet werden. Ferner läßt sich die Phasenortogonalität durch leichtes Variieren am Phasenschieber 2 exakt einstellen und ist z. B. durch eine Steuerung mit integrierter Si gnalanalyse regelbar.

Claims

1. Einkanaliges Radargerät mit selbstschwingender Misch stufe, mit einer Radarantenne, einem damit verbundenen einkanaligen Radarfrontend und einer dem Radarfrontend nachgeschalteten Auswerteschaltung, dadurch gekennzeich net,

- daß zwischen der Radarantenne (1) und Radarfron tend (4) ein Phasenschieber (2) geschaltet ist;
- daß die Auswerteschaltung eingangsseitig zwei Si gnalkanäle (6, 7) aufweist;
- daß das Radarfrontend (4) über einen Kanalumschal ter (5) mit jeweils einem der beiden Signalkanäle (6, 7) verbindbar ist;
- daß der Phasenschieber (2) und der Kanalumschalter (5) synchron getaktet sind und der Phasenschieber (2) mit jedem Takt die Phase zwischen 0° und (2n-1)·(λ/8), vorzugsweise 45° umschaltet mit n gleich einer natürlichen Zahl und λ gleich der Wellenlänge bei der Betriebsfrequenz.

2. Radargerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Phasenschieber (2) und der Kanalumschalter (5) mit einem gemeinsamen Taktgenerator (3) verbunden sind.

3. Radargerät nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Signalkanäle (6, 7) jeweils einen Filter (61, 71) und einen Verstärker (62, 72) auf weisen.