DE60317962T2

DE60317962T2 - Radarsystem

Info

Publication number: DE60317962T2
Application number: DE60317962T
Authority: DE
Inventors: Toru Nagaokakyo-shi Ishii; Motoi Nagaokakyo-shi Nakanishi; Tetsu Nagaokakyo-shi Nishimura
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2002-04-01
Filing date: 2003-03-27
Publication date: 2008-12-04
Anticipated expiration: 2023-03-28
Also published as: EP1353194A2; DE60317962D1; US6825797B2; KR20030079690A; EP1353194A3; US20030184470A1; EP1353194B1; JP2003294835A

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Radarsystem, das ein Zielobjekt unter Verwendung von Funkwellen erfasst.
2. Beschreibung der verwandten Technik
Ein Frequenzmodulation-Dauerstrich-Radarsystem (FM-CW-Radarsystem; FM-CW = frequency-modulating continuous-wave) wurde als ein fahrzeuginternes Radarsystem entwickelt, das in einem beweglichen Körper vorgesehen ist, wie beispielsweise einem Fahrzeug, und das ein anderes Fahrzeug, eine Person, ein Hindernis oder ein anderes Objekt erfasst.
Das FM-CW-Radarsystem sendet ein frequenzmoduliertes CW-Signal als ein Sendesignal. Dasselbe erzeugt ein Schlagsignal durch ein Mischen des Sendesignals und eines Empfangssignals, das so erzeugt wird, dass das Sendesignal durch ein Zielobjekt reflektiert wird. Dasselbe erfasst eine Relativposition zu dem Zielobjekt und die Relativgeschwindigkeit desselben basierend auf der Frequenz des Schlagsignals.
Ein spannungsgesteuerter Oszillator (VCO; VCO = voltagecontrolled oscillator), bei dem eine Oszillationsfrequenz mit einer Steuerspannung variiert, wird als eine Schaltung zum Erzeugen des Sendesignals verwendet. Die Beziehung zwischen der Steuerspannung und der Oszillationsfrequenz des VCO ist vorab bekannt. Somit kann durch ein Steuern der Steuerspannung, die zu dem VCO geliefert wird, die erwünschte Frequenzmodulation durchgeführt werden.
Die Charakteristika der Oszillationsfrequenzen von VCOs zu den Steuerspannungen derselben sind nicht immer identisch, sondern weisen Unterschiede auf.
Hinsichtlich des obigen Punkts gibt es die folgenden drei verwandten Dokumente. (1) Die ungeprüfte japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 8-304532 offenbart, dass die Periode einer Steuerspannung mit Dreiecksignalverlauf, die zu einem VCO geliefert wird, in n Intervalle unterteilt ist und zwei Intervalle unter denselben sequentiell für eine Dreiecksignalverlaufkorrektur ausgewählt werden. (2) Die ungeprüfte japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 11-271428 offenbart, dass ein Korrigieren von Daten durch ein Vergleichen von Frequenzspektren in n Teilungsintervallen erhalten wird. (3) Die ungeprüfte japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2001-174548 offenbart, dass Frequenzmodulationscharakteristika durch ein Durchführen einer Schnelle-Fourier-Transformation-Verarbeitung (FFT-Verarbeitung; FFT = fast Fourier transform) in dem Abschnitt eines Modulationsintervalls, ein Extrahieren von Schlagfrequenzen in einer Mehrzahl von Intervallen und ein Transformieren einer nichtlinearen Verzerrung in numerischer Form basierend auf den Schlagfrequenzen gemessen werden.
Ein Radarsystem in irgendeinem der oben beschriebenen Dokumente (1), (2) und (3) verwendet ein Modulationsverfahren, das sich von diesem unterscheidet, das bei einer tatsächlichen Erfassungsoperation verwendet wird, weil eine Korrektur unter Verwendung von n Teilungsmodulationsintervallen durchgeführt wird. Somit ist es unmöglich, eine Korrektur in einer Form durchzuführen, bei der Korrekturdaten simultan gewonnen werden, während eine tatsächliche Erfassungsoperation durchgeführt wird.
Veränderungen bei Charakteristika von Radarsystemkomponenten, insbesondere Zeitänderungscharakteristika (proportional zu einer Zeit oder Jahren) eines frequenzmodulierenden Spannungssignals, wurden nicht berücksichtigt. Folglich ist es unmöglich, mit Veränderungen bei Charakteristika umzugehen, die nach einem Versand des Radarsystems von einer Fabrik oder nach einem Installieren des Radarsystems in einem Objekt, wie beispielsweise einem Fahrzeug, auftreten. Zusätzlich können in Verbindung mit den Veränderungen mit der Zeit Fehlfunktionen oder andere Probleme bei den Radarsystemkomponenten nicht erfasst werden.
Die EP0573321 bezieht sich auf linear frequenzmodulierte Dauerstrich-Radare, die FMCW-Radare genannt werden, und genauer gesagt auf diese, die in dem Sendeabschnitt einen spannungsgesteuerten Oszillator, der das Sendesignal erzeugt, und einen Rampengenerator, der das Signal zum Modulieren der Frequenz des Oszillators erzeugt, und in dem Empfangsabschnitt einen Spektrumanalysator umfassen, der in dem Signal, das während einer Rampe empfangen wird und durch das Sendesignal demoduliert wird, eine Identifikation und Trennung der verschiedenen Frequenzlinien ermöglicht, die den beobachteten Echos entsprechen. Dasselbe besteht in einem Zwingen der Form des Signals von dem Rampengenerator zu einem Optimum in der Auflösung oder in der Feinheit des Frequenzspektrums, das durch den Spektrumanalysator geliefert wird, mittels einer Formungsschaltung, die zwischen diese zwei Elemente eingefügt ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Um die oben beschriebenen Probleme zu überwinden, sehen bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ein Radarsystem vor, bei dem Zeitänderungscharakteristika eines frequenzmodulierenden Spannungssignals nicht nur zu dem Zeitpunkt eines Versands von einer Fabrik, sondern auch nach einem Versand, d. h. in einem tatsächlichen Gebrauchszustand, eingestellt werden können.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst ein Radarsystem eine Sende-/Empfangseinheit zum Senden, durch ein Liefern eines frequenzmodulierenden Spannungssignals an einen spannungsgesteuerten Oszillator zum Bestimmen einer Sendefrequenz, eines Sendesignals, bei dem ein Aufwärtsmodulierintervall, das eine Aufwärtsverschiebefrequenz aufweist, und ein Abwärtsmodulierintervall, das eine Abwärtsverschiebefrequenz aufweist, abwechselnd wiederholt werden, und zum Empfangen eines reflektierten Signals von einem Zielobjekt; eine Frequenzanalysiereinheit zum Finden von Daten bezüglich des Frequenzspektrums eines Schlagsignals basierend auf dem Sendesignal und dem empfangenen Signal; eine Erfasste-Daten-Extrahiereinheit zum Extrahieren, basierend auf dem Schlagsignal in dem Aufwärtsmodulierintervall und dem Schlagsignal in dem Abwärtsmodulierintervall, eines relativen Abstands zu dem Zielobjekt und/oder einer relativen Geschwindigkeit des Zielobjekts; und eine Zeitänderungscharakteristikeinstellungseinheit zum Finden eines Evaluationswerts zum Auswerten der Linearität einer Frequenzänderung bei dem Sendesignal aus dem Ergebnis der Analyse durch die Frequenzanalysiereinheit, wobei eine Zeitänderungscharakteristik des frequenzmodulierenden Spannungssignals um einen geringen Betrag verändert ist, und zum Einstellen der Zeitänderungscharakteristik, so dass der Evaluationswert optimal ist.
Vorzugsweise kann das Radarsystem von bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung eine Warnungsausgabeeinheit zum Ausgeben einer Warnung, wenn der Betrag zum Optimieren des Evaluationswerts zum Einstellen der Zeitänderungscharakteristik des frequenzmodulierenden Spannungssignals einen vorbestimmten Wert überschreitet, umfassen.
Bei dem Radarsystem von bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung kann die Zeitänderungscharakteristik des frequenzmodulierenden Spannungssignals durch ein Polynom der zweiten oder höheren Ordnung ausgedrückt sein und die Zeitänderungscharakteristik des frequenzmodulierenden Spannungssignals durch ein Verändern des Koeffizienten jedes Terms des Polynoms eingestellt werden.
Gemäß bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung wird, wenn eine Einstellung durchgeführt wird, eine Zeitänderungscharakteristik eines frequenzmodulierenden Spannungssignals eingestellt, so dass ein Evaluationswert, der basierend auf dem Ergebnis einer Frequenzanalyse erhalten wird, durch ein Verändern der Zeitänderungscharakteristik um einen geringen Betrag optimal ist. Somit kann die Einstellung bei einem normalen Zielobjekterfassungsbetrieb durchgeführt werden.
Die Zeitänderungscharakteristik des frequenzmodulierenden Spannungssignals wird basierend auf einem Schlagsignal eingestellt, das durch eine Reflexion von dem Zielobjekt bewirkt wird, das erfasst werden soll. In einer Fabrik etc. ist es somit nicht nötig, ein spezielles Zielobjekt für eine Charakteristikeinstellung anzuordnen, oder eine Vorrichtung für eine Charakteristikeinstellung anzuschließen. Folglich kann die Einstellung in einem tatsächlichen Verwendungszustand durchgeführt werden.
Gemäß bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung können beim Optimieren eines Evaluationswertes, wenn der Betrag eines Einstellens einer Zeitänderungscharakteristik eines frequenzmodulierenden Spannungssignals einen vorbestimmten Wert überschreitet, den Zustand darstellende Daten ausgegeben werden. Deshalb kann eine Zeitänderung (Jahresänderung) eines VCO erfasst werden, wobei so eine Wartung erleichtert wird.
Gemäß bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ist eine Zeitänderungscharakteristik eines frequenzmodulierenden Spannungssignals durch ein Polynom zweiter oder höherer Ordnung ausgedrückt und kann die Zeit änderungscharakteristik des frequenzmodulierenden Spannungssignals durch ein Ändern des Koeffizienten in jedem Term eingestellt werden. Somit kann eine kleinere Anzahl von Parametern die Zeitänderungscharakteristik des frequenzmodulierenden Spannungssignals darstellen und ermöglicht eine Größen- und Kostenreduzierung der gesamten Vorrichtung, ohne die erforderliche Speicherkapazität zu erhöhen.
Andere Merkmale, Elemente, Charakteristika und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele derselben mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen deutlicher.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur eines Radarsystems zeigt;
2 umfasst Graphen, die ein Beispiel von Frequenzänderungen bei einem Sendesignal und einem Empfangssignal zeigen, die durch einen relativen Abstand zu einem Zielobjekt und die Relativgeschwindigkeit desselben verändert sind;
3 umfasst Graphen, die eine Beziehung zwischen einer Zeitänderungscharakteristik eines frequenzmodulierenden Spannungssignals und einer Frequenzmodulation eines Sendesignals zeigen;
4 ist ein Graph, der ein Beispiel von Zeitänderungscharakteristika eines frequenzmodulierenden Spannungssignals zeigt;
5A, 5B und 5C sind Graphen, die Beispiele von Veränderungen bei Frequenzspektren zeigen, die durch eine Einstellung von Charakteristika bewirkt sind;
6 umfasst Graphen, die Zeitänderungscharakteristika eines frequenzmodulierenden Spannungssignals, die durch eine Einstellung von Charakteristika bewirkt sind, und Beispiele von durch dasselbe bewirkten Veränderungen bei Frequenzspektren eines Schlagsignals zeigen;
7 umfasst Graphen, die Zeitänderungscharakteristika eines frequenzmodulierenden Spannungssignals, die durch eine Einstellung von Charakteristika bewirkt sind, und Beispiele von durch dasselbe bewirkten Veränderungen bei Frequenzspektren eines Schlagsignals zeigen;
8 umfasst Graphen, die Zeitänderungscharakteristika eines frequenzmodulierenden Spannungssignals, die durch eine Einstellung von Charakteristika bewirkt sind, und Beispiele von durch dasselbe bewirkten Veränderungen bei Frequenzspektren eines Schlagsignals zeigen; und
9 ist ein Flussdiagramm, das einen Charakteristikeinstellungsprozess zeigt.
Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
Ein Radarsystem gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung und ein Charakteristikeinstellungsverfahren für dasselbe sind unten mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben.
1 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur eines Radarsystems zeigt. Das Radarsystem umfasst einen Hochfrequenzblock (HF-Block) 1 und einen Signalverarbeitungsblock 2.
Der HF-Block 1 sendet und empfängt Funkwellen für eine Erfassung unter Verwendung von Radar. Der HF-Block 1 entspricht einer Sende-/Empfangseinheit gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der HF-Block 1 gibt an den Signalverarbeitungsblock 2 ein Schlagsignal aus, das basierend auf einem Sendesignal und einem Empfangssignal erzeugt wird. Ein Modulationszähler 12 in dem Signalverarbeitungsblock 2 ändert einen Zählwert in dreieckiger Form unter einer Steuerung einer Mikroprozessoreinheit (MPU = microprocessor unit) 15. Ein Signalverlaufsdatengenerator 11 gibt an einen Digital-zu-Analog-Wandler (D/A-Wandler) 10 einen Ausgabewert aus, der auf einem Ausgabewert, der von dem Modulationszähler 12 geliefert wird, und auf Parametern (α, b und c, die später beschrieben sind) von der Mikroprozessoreinheit 15 basiert, die erforderlich sind, um eine Oszillationsfrequenz in einem Aufwärtsmodulationsintervall und einem Abwärtsmodulationsintervall monoton zu verändern. Der D/A-Wandler 10 wandelt den Ausgabewert von dem Signalverlaufsdatengenerator 11 in ein analoges Signal um und liefert das analoge Signal zu einem VCO 8 in dem HF-Block 1. Folglich erzeugt der VCO ein Oszillationssignal, das in einem Dreiecksignalverlauf FM-moduliert ist.
Das Oszillationssignal von dem VCO 8 wird durch ein Trennglied (Isolator) 7, einen Koppler 6 und einen Zirkulator 5 zu einem Primärstrahler 4 geliefert. Der Primärstrahler 4 ist in der Brennebene einer dielektrischen Linse 3 oder in der Nähe derselben positioniert. Die dielektrische Linse 3 sendet als einen scharfen Strahl ein Millimeterwellensignal, das durch den Primärstrahler 4 abgestrahlt wird. Wenn reflektierte Wellen von einem Zielobjekt als ein Empfangssignal durch die dielektrische Linse 3 hindurch an dem Primärstrahler 4 einfallen, wird das Empfangssignal durch den Zirkulator 5 hindurch zu dem Mischer 9 geführt. Das empfangene Signal und ein lokales Signal, das ein Abschnitt des Sendesignals ist, werden in den Mischer 9 eingegeben. Ein Schlagsignal, das ein Frequenzsignal ist, das die Differenz zwischen dem empfangenen Signal und dem lokalen Signal darstellt, wird als ein Zwischenfrequenzsignal von dem Mischer 9 an den A/D-Wandler 13 in dem Signalverarbeitungsblock 2 ausgegeben. Der A/D-Wandler 13 wandelt das Schlagsignal in digitale Daten um. Ein Digitalsignalprozessor (DSP) 14 entspricht einer Frequenzanalysiereinheit gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der DSP 14 findet das Frequenzspektrum des Schlagsignals durch ein Durchführen einer FFT-Verarbeitung an einem Datenstrom, der von dem A/D-Wandler 13 eingegeben wird.
Die MPU 15 entspricht einer Erfasste-Daten-Extrahiereinheit gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die MPU 15 berechnet einen relativen Abstand zu dem Zielobjekt und die Relativgeschwindigkeit desselben und gibt den berechneten relativen Abstand und die Geschwindigkeit an eine Host-Vorrichtung aus. Die MPU 15 entspricht auch einer Zeitänderungscharakteristikeinstelleinheit. Die MPU 15 versorgt den Signalverlaufsdatengenerator 11 mit Parametern zum Erzeugen von Signalverlaufsdaten.
Ein Abschnitt des HF-Blocks 1, der durch das Bezugszeichen 16 bezeichnet ist, ist eine Abtasteinheit, die den Primärstrahler 4 steuert, um sich in der Brennebene der dielektrischen Linse 3 oder in einer Ebene parallel zu derselben zu bewegen. Eine bewegliche Einheit, die bei dem Primärstrahler 4 vorgesehen ist, und eine feste Einheit bilden einen 0-dB-Koppler. Der Abschnitt M gibt einen Motor zum Treiben der beweglichen Einheit an.
2 zeigt ein Beispiel einer Frequenzänderung zwischen einem Sendesignal und einem Empfangssignal, die durch einen Abstand zu einem Zielobjekt und die Relativgeschwindigkeit desselben bewirkt wird. Eine Frequenzdifferenz zwischen dem Sendesignal und dem Empfangssignal in einem Aufwärtsmodulierintervall des Sendesignals ist eine Aufwärts-Schlagfrequenz f_BU. Eine Frequenzdifferenz zwischen dem Sendesig nal und dem Empfangssignal in einem Abwärtsmodulierintervall des Sendesignals ist eine Abwärts-Schlagfrequenz f_BD. Eine Verschiebung (Zeitdifferenz) in einem Zeitbereich (Zeitachse) der Dreieckwellen des Sendesignals und Empfangssignals entspricht einer Zeit, in der die Funkwellen von der Antenne ausgesendet werden und zu der Antenne zurückkehren. Eine Verschiebung in dem Frequenzbereich (Frequenzachse) des Sendesignals und des Empfangssignals ist ein Doppler-Verschiebungsbetrag. Dies wird durch eine Relativgeschwindigkeit des Zielobjekts mit Bezug auf die Antenne bewirkt. Diese Zeitdifferenz und der Doppler-Verschiebungsbetrag verändern die Werte der Aufwärts-Schlagfrequenz f_BU und der Abwärts-Schlagfrequenz f_BD. Anders ausgedrückt werden durch ein Erfassen der Aufwärts-Schlag- und der Abwärts-Schlagfrequenz der Abstand von dem Radarsystem zu dem Zielobjekt und die Relativgeschwindigkeit desselben zu dem Radarsystem berechnet.
3 zeigt eine Beziehung zwischen einer Zeitänderungscharakteristik eines frequenzmodulierenden Spannungssignals zu dem VCO 8 und einer Zeitänderungscharakteristik einer Sendefrequenz. In 3 geben die horizontalen Achsen die Zeit an, gibt „V" an der vertikalen Achse ein frequenzmodulierendes Spannungssignal zu dem VCO 8 an und gibt „f" an der vertikalen Achse eine Oszillationsfrequenz an. Auf der Grundlage des FM-CW-Radars muss das Oszillationssignal des VCO 8 in einem dreieckigen Signalverlauf frequenzmoduliert sein. Normalerweise jedoch können das frequenzmodulierende Spannungssignal zu dem VCO 8 und die Oszillationsfrequenz desselben nicht durch einen linearen Ausdruck ausgedrückt werden. Wie es in 3 gezeigt ist, weist die Zeitänderungscharakteristik des frequenzmodulierenden Spannungssignals keinen genauen dreieckigen Signalverlauf auf.
4 zeigt eine Zeitänderungscharakteristik eines frequenzmodulierenden Spannungssignals in dem Aufwärtsmodulierintervall, das in 3 gezeigt ist. In 4 stellt „v" ein frequenzmodulierendes Spannungssignal dar, stellt „t” die Zeit dar und stellen v1 und v2 Spannungen zu einer Zeit t1 bzw. einer Zeit t2 dar. Das frequenzmodulierende Spannungssignal ist gesteuert, um in dem folgenden Ausdruck ausgedrückt zu sein: v = α(t – t1) (t – t2) + b·t + cwobei α einen Parameter darstellt und v = b·t + c eine Linie darstellt, die durch die Punkte (t1, v1) und (t2, v2) verläuft.
Durch ein Verändern von α verändert sich deshalb die Ausbeulung einer Kurve, die durch die zwei Punkte (t1, v1) und (t2, v2) verläuft. Bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Zeitänderungscharakteristik des frequenzmodulierenden Spannungssignals durch ein Setzen des Parameters α gesetzt.
Als nächstes wird ein Verfahren zum Einstellen der Charakteristik unten beschrieben.
Die in 5A, 5B und 5C gezeigten Frequenzspektren geben Frequenzspektren von Schlagsignalen an, die durch reflektierte Wellen von einem Zielobjekt bewirkt werden. 5A, 5B und 5C entsprechen Zeitänderungscharakteristika des frequenzmodulierenden Spannungssignals, die durch Bezugszeichen (a), (b) und (c) in 4 gezeigt sind.
In jedem Graphen gibt die horizontale Achse die Frequenz des Schlagsignals an und gibt die vertikale Achse eine Signalintensität (Leistung) an. Bei diesem Beispiel in einem FFT-Bereichskasten zeigt sich eine Ausbeulung einer Signalintensität um die Frequenzposition herum, die durch eine Frequenz fp bezeichnet ist. Wenn die Zeitänderungscharakteristik des frequenzmodulierenden Spannungssignals durch die Kurve angegeben ist, die durch das Bezugszeichen (b) in 4 angegeben ist, ist die Signalintensität Po der Spitzenfrequenz fp das Maximum. Je schlechter die Linearität einer Frequenzverschiebung des Sendesignals in dem Aufwärtsmodulierintervall und dem Abwärtsmodulierintervall, desto größer die Ausbeulung der Signalintensität, die sich in dem Frequenzspektrum des Schlagsignals zeigt. Je besser die Linearität der Frequenzverschiebung, desto höher umgekehrt die Signalintensität der Spitzenfrequenz, so dass die Schärfe der Ausbeulung der Signalintensität, die sich in dem Frequenzspektrum zeigt, groß ist. Unter Verwendung des Spitzenwerts Po der Spitzenfrequenz fp und einer Signalintensität P – 1 in einem niedrigeren Bereich benachbart zu dem FFT-Bereichskasten und einer Signalintensität P1 in einem oberen Bereichskasten benachbart zu dem FFT-Bereichskasten erscheint bei diesem Beispiel ein Evaluationswert Ps, der die Schärfe der Signalintensität darstellt, in dem Frequenzspektrum.
Hier ist der Evaluationswert Ps gesetzt als: Ps = Po/(P – 1 + Po + P1)
Durch ein Ermitteln eines Parameters α, bei dem der Evaluationswert Ps maximal ist, wird eine Einstellung durchgeführt.
6 zeigt einen Fall, bei dem die oben beschriebene Einstellung durchgeführt wird, während eine tatsächliche Erfassung eines Zielobjekts durchgeführt wird. In 6 zeigt das Bezugszeichen (2) eine Zeitänderungscharakteristik eines frequenzmodulierenden Spannungssignals zu dem VCO 8 in dem vorliegenden Zustand, bei dem die oben beschriebene Einstellung bereits durchgeführt wurde, und das Frequenzspektrum eines Schlagsignals, das durch die Zeitänderungscharakteristik erzeugt ist. Durch ein Erhöhen oder Verringern eines Parameters α von diesem Zustand um einen geringen Betrag werden die Zeitänderungscharakteristik des frequenzmodulierenden Spannungssignals zu dem VCO 8 und das Frequenzspektrum des Schlagsignals, das durch Zeitänderungscharakteristik bewirkt ist, verändert, wie es durch die Bezugszeichen (1) und (3) in 6 gezeigt ist. In dem Fall in 6 ist der Zustand, der durch das Bezugszeichen (2) gezeigt ist, eines Anfangseinstellungswertes optimal. Eine Erhöhung oder Verringerung des Parameters α von diesem Zustand reduziert die Schärfe der Ausbeulung der Signalintensität in dem Frequenzspektrum. In dem in 6 gezeigten Zustand wird folglich der Parameter α kontinuierlich beibehalten, wobei der Anfangseinstellungswert unverändert ist.
In dem in 7 gezeigten Fall ist ähnlich dem oben beschriebenen Fall, wenn der Parameter α um einen geringen Betrag erhöht ist, wie es durch das Bezugszeichen (1) gezeigt ist, die Ausbeulung der Signalintensität, die in einem Frequenzspektrum enthalten ist, schärfer als diese des Zustands, der durch das Bezugszeichen (2) gezeigt ist. In diesem Fall wird folglich durch ein Erhöhen des Parameters α eine Einstellung durchgeführt, so dass die Charakteristik, die durch das Bezugszeichen (1) gezeigt ist, erhalten werden kann.
In dem in 8 gezeigten Fall wird ferner, wenn der Zustand des vorliegenden Einstellungswerts, der durch das Bezugszeichen (2) gezeigt ist, durch ein Erhöhen des Parameters α um einen geringen Betrag zu dem Zustand geändert ist, der durch das Bezugszeichen (1) gezeigt ist, die Ausbeulung der Signalintensität, die in dem Frequenzspektrum des Schlagsignals enthalten ist, schärfer. Wenn jedoch der Parameter α in dem Zustand des Anfangseinstellungswerts einen vorbestimmten zulässigen Wert überschreitet, ist bestimmt, das eine Zeitänderung des VCO 8 fortschreitet, was es unmöglich macht, vorbestimmte Charakteristika auf einer frühen Stufe zu erhalten. Dann wird eine Warnung ausgesandt.
Als nächstes ist unten mit Bezug auf das in 9 gezeigte Flussdiagramm ein Prozess der MPU 15 beschrieben, die einer Zeitänderungscharakteristikeinstellungseinheit und einer Warnungsausgabeeinheit gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung entspricht.
Der vorliegende Parameter α1 wird um einen geringen Betrag Δα erhöht, um einen neuen Parameter zu erzeugen, und eine Zeitänderungscharakteristik des frequenzmodulierenden Spannungssignals zu dem VCO 8 wird gesetzt. In diesem Zustand wird der Evaluationswert Psp über die Schärfe einer Ausbeulung der Signalintensität in dem Frequenzspektrum berechnet (Schritt s1). Als nächstes wird ein Evaluationswert Ps berechnet, wobei der Parameter α unverändert bei dem gegenwärtig gesetzten Parameter α1 liegt (Schritt s2). In einem Zustand, der durch ein Verringern des Parameters α um einen geringen Betrag Δα von dem vorliegenden Parameter α1 erhalten wird, wird auch der Evaluationswert Ps berechnet (Schritt s3). Danach werden die Evaluationswerte Ps, Psn und Psp betragsmäßig miteinander verglichen. Falls der Evaluationswert Ps nicht geringer als der Evaluationswert Psn und nicht geringer als der Evaluationswert Psp ist (Schritte s4 und s6), wird der vorliegende Parameter α1 als optimal betrachtet und endet der Prozess direkt („ENDE").
Falls Psn > Ps, wird ein neuer Parameter α1 auf α1 – Δα gesetzt (Schritt s5). Falls Psp > Ps (Schritt s6), wird ein neuer Parameter α1 auf α1 + Δα gesetzt (Schritt s7).
Danach wird der Absolutwert der Differenz zwischen dem vorliegend gesetzten α1 und dem anfänglichen Parameter α0 als ein Einstellungswert in einem anfänglichen Zustand, wie beispielsweise ein Zustand bei einem Versand von der Fabrik, betragsmäßig mit dem vorbestimmten Schwellenwert α_err verglichen. Falls der Absolutwert der Differenz den Schwellenwert α_err überschreitet (Schritt s8), wird bestimmt, dass die Zeitänderung fortgeschritten ist, und es wird eine Warnung an ein Obersystem (z. B. eine Host-Vorrichtung, mit der das Radarsystem verbunden ist) gesendet (Schritt s9). Dies bewirkt, dass die Host-Vorrichtung an der Anzeigeeinheit derselben eine Warnung anzeigt, die angibt, dass die Lebensdauer des VCO 8 abgelaufen ist oder dass der VCO 8 den Betrieb aufnimmt.
Der Einstellungsprozess in 9 kann regelmäßig durchgeführt werden oder kann zu zufälligen Zeiten durchgeführt werden, da derselbe durchgeführt werden kann, wenn ein normaler Erfassungsbetrieb durchgeführt wird, falls nötig. Beispielsweise kann derselbe in regelmäßigen Zeitintervallen nach der Leistungsversorgung durchgeführt werden oder kann bei einem anfänglichen Prozess nach der Leistungsversorgung durchgeführt werden.
Es sollte klar sein, dass die vorstehende Beschreibung die vorliegende Erfindung lediglich veranschaulicht. Verschiedene Alternativen und Modifikationen können durch Fachleute auf dem Gebiet erdacht werden, ohne von der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Folglich soll die vorliegende Erfindung alle derartigen Alternativen, Modifikationen und Variationen umschließen, die in den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche fallen.

Claims

Ein Radarsystem, das folgende Merkmale aufweist: eine Sende-/Empfangseinheit (1) zum Senden, durch ein Liefern eines frequenzmodulierenden Spannungssignals an einen spannungsgesteuerten Oszillator (8) zum Bestimmen einer Sendefrequenz, eines Sendesignals, bei dem ein Aufwärtsmodulierintervall, das eine Aufwärtsverschiebefrequenz aufweist, und ein Abwärtsmodulierintervall, das eine Abwärtsverschiebefrequenz aufweist, abwechselnd wiederholt werden, und zum Empfangen eines reflektierten Signals von einem Zielobjekt; eine Frequenzanalysiereinheit (14) zum Finden von Daten bezüglich des Frequenzspektrums eines Schlagsignals basierend auf dem Sendesignal und dem empfangenen Signal; eine Erfasste-Daten-Extrahiereinheit (15) zum Extrahieren, basierend auf dem Schlagsignal in dem Aufwärtsmodulierintervall und dem Schlagsignal in dem Abwärtsmodulierintervall, eines relativen Abstands zu dem Zielobjekt und/oder einer relativen Geschwindigkeit des Zielobjekts; und eine Zeitänderungscharakteristikeinstellungseinheit (15) zum Finden eines Evaluationswerts zum Auswerten der Linearität einer Frequenzänderung bei dem Sendesignal aus dem Ergebnis der Analyse, die durch die Frequenzanalysiereinheit durchgeführt wird, wobei eine Zeitänderungscharakteristik des frequenzmodulierenden Spannungssignals um einen geringen Betrag verändert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitänderungscharakteristik während einer tatsächlichen Verwendung des Radarsystems eingestellt wird, so dass der Evaluationswert optimal ist.
Ein Radarsystem gemäß Anspruch 1, das ferner eine Warnungsausgabeeinheit (15) zum Ausgeben einer Warnung aufweist, wenn der Betrag zum Optimieren des Evaluationswerts zum Einstellen der Zeitänderungscharakteristik des frequenzmodulierenden Spannungssignals einen vorbestimmten Wert überschreitet.
Ein Radarsystem gemäß Anspruch 1, bei dem die Zeitänderungscharakteristik des frequenzmodulierenden Spannungssignals durch ein Polynom zumindest zweiter Ordnung ausgedrückt ist und die Zeitänderungscharakteristik des frequenzmodulierenden Spannungssignals durch ein Verändern des Koeffizienten jedes Terms des Polynoms eingestellt wird.
Ein Radarsystem gemäß Anspruch 1, bei dem die Zeitänderungscharakteristik während einer tatsächlichen Verwendung des Radarsystems eingestellt wird.
Ein Radarsystem gemäß Anspruch 1, bei dem die Zeitänderungscharakteristikeinstellungseinheit (15) die Zeitänderungscharakteristik während eines normalen Zielobjekterfassungsbetriebs einstellt, der durch das Radarsystem durchgeführt wird.
Ein Radarsystem gemäß Anspruch 1, bei dem die Sende-/Empfangseinheit einen Hochfrequenzblock (1) aufweist.
Ein Radarsystem gemäß Anspruch 1, bei dem die Frequenzanalysiereinheit einen digitalen Signalprozessor (14) aufweist.
Ein Radarsystem gemäß Anspruch 1, bei dem die Erfasste-Daten-Extrahiereinheit eine Mikroprozessoreinheit (15) aufweist.
Ein Radarsystem gemäß Anspruch 1, bei dem die Zeitänderungscharakteristikeinstellungseinheit eine Mikroprozessoreinheit (15) aufweist.
Ein Radarsystem gemäß Anspruch 2, bei dem die Warnungsausgabeeinheit eine Mikroprozessoreinheit (15) aufweist.
Ein Radarsystem gemäß Anspruch 1, das ferner einen Hochfrequenzblock (1) und einen Signalverarbeitungsblock (2) aufweist, wobei die Frequenzanalysiereinheit in dem Hochfrequenzblock (1) vorgesehen ist.
Ein Radarsystem gemäß Anspruch 1, das ferner einen Hochfrequenzblock (1) und einen Signalverarbeitungsblock (2) aufweist, wobei die Erfasste-Daten-Extrahiereinheit in dem Hochfrequenzblock (1) vorgesehen ist.
Ein Radarsystem gemäß Anspruch 1, das ferner einen Hochfrequenzblock (1) und einen Signalverarbeitungsblock (2) aufweist, wobei die Zeitänderungscharakteristikeinstellungseinheit in dem Hochfrequenzblock (1) vorgesehen ist.
Ein Radarsystem gemäß Anspruch 2, das ferner einen Hochfrequenzblock (1) und einen Signalverarbeitungsblock (2) aufweist, wobei die Warnungsausgabeeinheit in dem Hochfrequenzblock (1) vorgesehen ist.
Ein Verfahren zum Betreiben eines Radarsystems, das folgende Schritte aufweist: Liefern eines frequenzmodulierenden Spannungssignals an einen spannungsgesteuerten Oszillator (8) zum Bestimmen einer Sendefrequenz, um ein Sendesignal zu senden, bei dem ein Aufwärtsmodulationsintervall, das eine Aufwärtsverschiebefrequenz aufweist, und ein Abwärtsmodulationsintervall, das eine Abwärtsverschiebefrequenz aufweist, abwechselnd wiederholt werden, und Empfangen eines reflektierten Signals von einem Zielobjekt; Bestimmen und frequenzmäßiges Analysieren von Daten betreffend das Frequenzspektrum eines Schlagsignals basierend auf dem Sendesignal und dem empfangenen reflektierten Signal; Extrahieren, basierend auf dem Schlagsignal in dem Aufwärtsmodulierintervall und dem Schlagsignal in dem Abwärtsmodulierintervall, eines relativen Abstands zu dem Zielobjekt und/oder einer relativen Geschwindigkeit des Zielobjekts; und Einstellen (51, ... 59) einer Zeitänderungscharakteristik durch ein Finden eines Evaluationswerts zum Auswerten der Linearität einer Frequenzänderung in dem Sendesignal aus dem Ergebnis des Bestimmungs- und Frequenzanalysierschritts, wobei eine Zeitänderungscharakteristik des frequenzmodulierenden Spannungssignals um einen geringfügigen Betrag verändert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitänderungscharakteristik während einer tatsächlichen Verwendung des Radarsystems eingestellt wird, so dass der Evaluationswert optimal ist.
Das Verfahren gemäß Anspruch 15, das ferner den Schritt eines Ausgebens (59) einer Warnung aufweist, wenn der Betrag zum Optimieren des Evaluationswerts zum Einstellen der Zeitänderungscharakteristik des frequenzmodulierenden Spannungssignals einen vorbestimmten Wert überschreitet.
Das Verfahren gemäß Anspruch 15, bei dem die Zeitänderungscharakteristik des frequenzmodulierenden Spannungssignals durch ein Polynom zumindest zweiter Ordnung ausgedrückt ist und die Zeitänderungscharakteristik des frequenzmodulierenden Spannungssignals durch ein Ändern des Koeffizienten jedes Terms des Polynoms eingestellt wird.
Das Verfahren gemäß Anspruch 15, bei dem die Zeitänderungscharakteristik während eines tatsächlichen Betriebs des Radarsystems eingestellt wird.
Das Verfahren gemäß Anspruch 15, bei dem die Zeitänderungscharakteristik während eines normalen Zielobjekterfassungsbetriebs einstellt wird, der durch das Radarsystem durchgeführt wird.