DE102009000816B4

DE102009000816B4 - Radarverfahren und -systeme mit zwei Betriebsarten

Info

Publication number: DE102009000816B4
Application number: DE102009000816.0A
Authority: DE
Inventors: Reinhard Feger; Volker Winkler
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2008-02-12
Filing date: 2009-02-12
Publication date: 2018-11-22
Anticipated expiration: 2029-02-13
Also published as: US20090201194A1; DE102009000816A1; US7821443B2

Abstract

Transceiver mit zwei Betriebsarten, der aufweist:mehrere Sendekanäle (402; TX1, TX2), wobei die Sendekanäle individuell konfigurierbar sind und jede Sendekanalkonfiguration einer bestimmten Auswahl von einem oder mehreren der Sendekanäle entspricht;mehrere Empfangskanäle (404; RX1, RX2), wobei die Empfangskanäle (404; RX1, RX2) individuell konfigurierbar sind und jede Empfangskanalkonfiguration einer bestimmten Auswahl von einem oder mehreren der Empfangskanäle (404; RX1, RX2) entspricht;wobei die erste Betriebsart (502; 602) eine erste Sendekanalkonfiguration mit einer ersten Kombination der mehreren Sendekanäle (TX1 + TX2) umfasst, die dafür ausgelegt ist, abgehende Signale gleichzeitig zu senden; undwobei die zweite Betriebsart (504; 604) mehrere verschiedene Sendekanalkonfigurationen mit jeweils einer geringeren Anzahl an Sendekanälen (TX1, TX2) umfasst, und wobei zwischen unterschiedlichen Empfangskanalkonfigurationen und/oder Sendekanalkonfigurationen gewechselt wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Radarverfahren und -systeme und insbesondere Radarverfahren und -systeme mit zwei Betriebsarten.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Radar bezeichnet eine Technik zum Messen einer Entfernung, eines Winkels und/oder einer Geschwindigkeit sowohl von beweglichen Objekten als auch von stationären Zielen verwendet mittels elektromagnetischer Wellen. Zum Beispiel wird Radar oft zum Detektieren von Wetterbedingungen, Schiffen, Flugzeugen, Kraftfahrzeugen, geologischen Formationen verwendet und kann auch für viele andere Anwendungen benutzt werden.
Die Publikation US 6 137 434 A betrifft ein Multi-Beam-Radarsystem mit einer Vielzahl von Sende- und Empfangsantennen, wobei jedem Sendekanal genau ein Empfangskanal zugeordnet ist. In einer ersten Betriebsart mit hoher Winkelauflösung (high-azimuth-resolution mode) und hoher Reichweite senden und empfangen jeweils drei benachbarte Sende-/Empfangskanäle gleichzeitig. In einer zweiten Betriebsart mit niedriger Winkelauflösung (low-azimuth-resolution mode) und niedriger Reichweite ist jeweils nur ein Sende-/Empfangskanal aktiv. Die Publikation DE 103 48 226 A1 betrifft ein Radarsystem mit umschaltbarer Winkelauflösung.
Wie aus der obigen Erörterung und den hier beschriebenen Ausführungsformen hervorgehen wird, besteht ein Bedarf an Verbesserungen an Radarsystemen.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Ausführungsform betrifft einen Radartransceiver mit zwei Betriebsarten (dual mode radar transceiver). Der Transceiver mit zwei Betriebsarten enthält mehrere Sendekanäle und mehrere Empfangskanäle, wobei die Sendekanäle individuell konfigurierbar sind und jede Sendekanalkonfiguration einer bestimmten Auswahl von einem oder mehreren der Sendekanäle entspricht, und wobei die Empfangskanäle individuell konfigurierbar sind und jede Empfangskanalkonfiguration einer bestimmten Auswahl von einem oder mehreren der Empfangskanäle entspricht. Die erste Betriebsart umfasst eine erste Sendekanalkonfiguration mit einer ersten Kombination der mehreren Sendekanäle, die dafür ausgelegt ist, abgehende Signale gleichzeitig zu senden. Die zweite Betriebsart umfasst mehrere verschiedene Sendekanalkonfigurationen mit jeweils einer geringeren Anzahl an Sendekanälen, wobei zwischen unterschiedlichen Empfangskanalkonfigurationen und/oder Sendekanalkonfigurationen gewechselt wird.
Die folgende Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen erläutern bestimmte beispielhafte Aspekte und Implementierungen der Erfindung im Detail. Diese geben nur einige wenige der verschiedenen Möglichkeiten wieder, wie die Prinzipien der Erfindung verwendet werden können.
Figurenliste

FIGn. 1-2 zeigen ein FMCW-Radarsystem, das einen einzigen Sender und einen einzigen Empfänger enthält;
3 zeigt ein Konzeptdiagramm einer Ausführungsform eines Radarsystems mit zwei Betriebsarten gemäß der vorliegenden Erfindung;
4 zeigt eine Ausführungsform des Transceivers mit zwei Betriebsarten, der zwei Sendekanäle und zwei Empfangskanäle aufweist, gemäß der vorliegenden Erfindung;
5 zeigt eine Ausführungsform zum Variieren der Sendekanäle und Empfangskanäle der Ausführungsform von 4 als Funktion der Zeit, um gemäß der vorliegenden Erfindung zwei Betriebszustände zu erreichen;
6 ist ein weiteres Blockschaltbild einer Ausführungsform zum Variieren der Sendekanäle und Empfangskanäle der Ausführungsform von 4 als Funktion der Zeit, um gemäß der vorliegenden Erfindung zwei Betriebszustände zu erreichen;
7 ist ein Schaltbild einer Ausführungsform eines Transceivers mit zwei Betriebsarten;
8 ist ein Schaltbild einer Ausführungsform einer ersten Abtastschaltung;
9 ist ein Schaltbild einer Ausführungsform einer zweiten Abtastschaltung;
10 ist ein Flussdiagramm einer Ausführungsform eines Fernbereichs-Detektionsverfahrens;
11 ist ein Flussdiagramm einer Ausführungsform eines Nahbereichs-Detektionsverfahrens;
12 ist eine graphische Darstellung mehrerer Simulationsbeispiele für ein Beispiel einer Nahbereichs-Detektion;
13 zeigt eine Ausführungsform einer Schaltung zum Ausführen einer Kalibrierung;
14 zeigt eine Ausführungsform eines Ein- und Ausschaltens von Sende- und Empfangskanälen zum Erreichen der Kalibrierung; und
15 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Schaltung zum Durchführen einer Kalibrierung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Eine oder mehrere Implementierungen der vorliegenden Erfindung werden nun mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen durchgehend gleiche Bezugszeichen zur Bezeichnung von gleichen Elementen verwendet werden. Obwohl bestimmte hier beschriebene Ausführungsformen besonders in Automotive-Radarsystemen nützlich sind, gelten die Konzepte auch für andere Radaranwendungen. Bei Automotive-Radarsystemen können Kompromisse zwischen verbesserter Winkeldetektion und Detektion für große Entfernung dann besonders nützlich sein, wenn Ziele, wie etwa in der Nähe befindliche Fahrzeuge, sich relativ zu dem Radartransceiver in derselben Entfernung befinden können (z.B. Fahrzeuge in angrenzenden Spuren auf einer Autobahn).
Bestimmte Anwendungen der vorliegenden Erfindung können in sogenannten FMCW-Radarsystemen verwendet werden, d.h. in Radarsystemen, die frequenzmodulierte dauerhafte Signale verwenden (FMCW= frequency modulated continuous wave), während andere Anwendungen andere Arten von Radarsystemen verwenden können, wie z.B. gepulste Radarsysteme. 1 zeigt ein FMCW-Radarsystem 100, das einen Sender 102 und einen Empfänger 104 umfasst. Der Sender 102 enthält eine Antenne 106 zum Senden eines gesendeten Signals 108, wie zum Beispiel einer Funkwelle oder einer anderen elektromagnetischen Welle, auf ein Ziel 110. In ähnlicher Weise umfasst der Empfänger 104 eine Antenne 112 zum Empfangen eines gestreuten Signals 114, das von dem Ziel 110 reflektiert wird.
Um eine Distanz zu dem Ziel zu bestimmen, sendet der Sender 102 das gesendete Signal 108 als eine Frequenzrampe 116, deren Frequenz als Funktion der Zeit - zum Beispiel wie in 2 gezeigt - variiert. Nachdem das gesendete Signal 108 gesendet ist, besteht eine gewisse Verzögerung τ, bevor das gestreute Signal 114 als verzögerte Frequenzrampe 118 wieder in dem Empfänger 104 empfangen wird. Da das gesendete und das gestreute Signal 108, 114 eine Gesamtdistanz von 2D mit Lichtgeschwindigkeit c zurücklegen, ist die Verzögerung τ direkt proportional zu der Distanz D zu dem Ziel 110 (d.h. τ=2D/c). Durch Messung der Verzögerung τ zwischen dem gesendeten und gestreuten Signal 108, 114 kann das Radarsystem 100 somit die Distanz zu dem Ziel 110 überwachen.
Das FMCW-Radarsystem 100 kann die Geschwindigkeit des Ziels durch Verwendung einer Reihe verschiedener Rampen oder durch Verfolgen der Distanz als Funktion der Zeit überwachen. Auf diese Weise kann das FMCW-Radarsystem 100 die Distanz und Geschwindigkeit des Ziels 110 bestimmen. In vielen Situationen würde ein Anwender jedoch auch gerne einen Einfallswinkel eines Ziels zusätzlich zu seiner Distanz und Geschwindigkeit wissen. Das FMCW-Radarsystem 100, das einen einzigen Sender und einen einzigen Empfänger verwendet, kann den Einfallswinkel eines Ziels allerdings nicht genau bestimmen.
In 3 ist eine Ausführungsform eines Radarsystems 300 mit zwei Betriebsarten gemäß der Erfindung abgebildet. Das Radarsystem 300 mit zwei Betriebsarten enthält einen Radarsender/- empfänger 302 mit zwei Betriebsarten, der mehrere Sendekanäle 304 und mehrere Empfangskanäle 305 aufweist. Diese mehreren Sende- und Empfangskanäle 304, 305 ermöglichen es dem Transceiver 302 mit zwei Betriebsarten zwischen einer ersten Betriebsart und einer zweiten Betriebsart umzuschalten und dadurch Kompromisse zwischen Detektion für große Entfernung und verbesserter Winkeldetektion auszugleichen.
Die erste Betriebsart, die bei einigen Ausführungsformen auch als Betriebsart für den Fernbereich (long-range mode) bezeichnet werden kann, kann einen Einfallswinkel eines Ziels in einer großen Entfernung 306 detektieren, und zwar zusätzlich zu dem Detektieren von Geschwindigkeit und Entfernung des Ziels. Zum Beispiel verwendet bei der dargestellten Ausführungsform der Transceiver 302 mit zwei Betriebsarten die Fernbereichs-Betriebsart, um Geschwindigkeiten, Entfernungen und/oder Einfallswinkel zu detektieren, die jeweils mit Zielen T1, T2 im Fernbereich und Zielen T3, T4 im Nahbereich (short range) assoziiert sind. Um diese Funktionalität zu ermöglichen, sind die mehreren Sendekanäle 304 gleichzeitig eingeschaltet (d.h. Senden abgehende Signale) und liefern dadurch mehr Ausgangsleistung und einen größeren Gewinn (gain) für eine Detektion im Fernbereich.
Während der zweiten Betriebsart die als Betriebsart für den Nahbereich (short-range mode) und/oder verbesserte Winkeldetektion bezeichnet werden kann, arbeitet der Transceiver 302 mit zwei Betriebsarten innerhalb des Nahbereichs 308. Obwohl diese zweite Betriebsart im allgemeinen keine Informationen für die Ziele T1, T2 im Fernbereich ermitteln kann, kann sie Einfallswinkel (ϕ₃, ϕ₄) für die Ziele (T3 bzw. T4) im Nahbereich genauer messen, als dies in der Fernbereichs-Betriebsart erreichbar ist. Obwohl die Fernbereichs-Betriebsart möglicherweise nicht in der Lage ist, die Einfallswinkel zweier Ziele in derselben Entfernung aufzulösen, kann die Nahbereichs-Betriebsart Einfallswinkel (ϕ₃, ϕ₄), die mit den Zielen im Nahbereich (T3 bzw. T4) assoziiert sind, auch dann auflösen, wenn die beiden Ziele im Nahbereich dieselbe Entfernung und dieselbe Geschwindigkeit aufzuweisen scheinen. Um diese Funktionalität in der Nahbereichs-Betriebsart zu ermöglichen, werden die mehreren Sendekanäle 304 sequentiell ein- und ausgeschaltet. Durch Wechseln zwischen der ersten und der zweiten Betriebsart erreicht der Transceiver 302 mit zwei Betriebsarten einen Kompromiss zwischen Detektion im Fernbereich und verbesserter Winkeldetektion.
Während der Nahbereichs-Betriebsart kann der Transceiver 302 mit zwei Betriebsarten abgehende Signale über eine relativ hohe Bandbreite senden. Während der Fernbereichs-Betriebsart kann der Transceiver 302 mit zwei Betriebsarten dagegen abgehende Signale über eine relativ niedrige Bandbreite senden. Diese relativ niedrige Bandbreite vergrößert den Rauschabstand und ermöglicht dadurch eine Detektion von Zielen im Fernbereich. Bei einer Ausführungsform ergibt die relativ niedrige Bandbreite in der Fernbereichs-Betriebsart einen zusätzlichen Gewinn von ungefähr: $G_{B W} = \frac{B_{S R}}{B_{L R}},$
wobei B_SR die für den Nahbereich (short range) verwendete Bandbreite und B_LR die für den Fernbereich (long range) verwendete Bandbreite ist. Für den Fernbereich beträgt der Gesamtgewinn (total gain) G_Ant + G_BW, wobei G_Ant der Gewinn der Antenne ist. Im Hinblick auf die Radargleichung wird die Entfernung für das Radarsystem mit zwei Betriebsarten während der Fernbereichs-Betriebsart um einen Faktor a_r vergrößert: $a_{r} = \sqrt[4]{G_{A n t}} * G_{B W} .$
Zum Beispiel weist bei einer Ausführungsform die Fernbereichs-Betriebsart eine Frequenzbandbreite von ungefähr 200 MHz und die Nahbereichs-Betriebsart eine Frequenzbandbreite von ungefähr 1 GHz auf, so dass G_BW=5 ist. Im Fall G_Ant=6 dB würde die Entfernung in der Fernbereichs-Betriebsart um einen Faktor von etwa 2,1 gegenüber der für den Nahbereich vergrößert. Wenn der Nahbereich eine Entfernung von etwa 30 m abdeckte, würde die große Entfernung folglich eine Entfernung von etwa 63 m abdecken. Diese Werte sind lediglich Beispiele, und die tatsächlichen Verstärkungen könnten abhängig von vielen Parametern, wie etwa Antennengewinn, Rauschzahl, Rampensequenz usw., stark variieren.
4 zeigt ausführlicher eine Ausführungsform eines Transceivers 400 mit zwei Betriebsarten, der zwischen einer ersten und einer zweiten Betriebsart umschalten kann. Zu Zwecken der Erläuterung umfasst der dargestellte Transceiver 400 mit zwei Betriebsarten zwei Sendekanäle 402 (d.h. einen ersten Sendekanal TX1 und einen zweiten Sendekanal TX2) und zwei Empfangskanäle 404 (d.h. einen ersten Empfangskanal RX1 und einen zweiten Empfangskanal RX2), er könnte allgemeinen aber eine beliebige Anzahl von Sende- und Empfangskanälen aufweisen. Bei der dargestellten Ausführungsform liegt zwischen Phasenzentren der Sendekanäle eine Distanz von ungefähr 2d beabstandet, während zwischen Phasenzentren der Empfangskanäle - wie gezeigt - eine Distanz von ungefähr d liegt.
5 zeigt ein Beispiel für Variationen in den Sendekanälen 402 und Empfangskanälen 404 als Funktion der Zeit, um eine Funktionalität mit zwei Betriebsarten zu ermöglichen. Während der Fernbereichs-Betriebsart 502 sind der erste und der zweite Sender TX1, TX2 zum Zeitpunkt t1 gleichzeitig eingeschaltet. Dadurch kann der Transceiver 400 mit zwei Betriebsarten Geschwindigkeit und Entfernung von Zielen im Fernbereich zum Beispiel durch Verwendung von FMCW-Radartechniken detektieren. Da mehrere Sendekanäle verwendet werden, kann der Transceiver 400 mit zwei Betriebsarten ferner auch die Einfallswinkel dieser Ziele mit einer ersten Winkelgenauigkeit messen.
In der Nahbereichs-Betriebsart 504 werden der erste und der zweite Sender TX1, TX2 dagegen sequentiell ein- und ausgeschaltet. Dadurch kann der Transceiver 400 mit zwei Betriebsarten mehrere unabhängige Ausbreitungswege synthetisieren, um die Einfallswinkel von Zielen im Nahbereich genau zu messen. Während einer zweiten Zeit (t2) ist somit der erste Sender TX1 eingeschaltet und der zweite Sender TX2 ausgeschaltet; während einer dritten Zeit (t3) ist jedoch der erste Sender TX1 ausgeschaltet und der zweite Sender TX2 eingeschaltet. Durch Ein- und Ausschalten der beiden Sendekanäle können vier unabhängige Ausbreitungswege verwendet werden, um den Einfallswinkel für jedes Ziel im Nahbereich zu berechnen. Auf diese Weise kann der Einfallswinkel von Zielen im Nahbereich mit einer zweiten Winkelgenauigkeit gemessen werden, die größer als die in der Fernbereichs-Betriebsart erzielte erste Winkelgenauigkeit ist.
Entsprechend zeigen die FIGn. 4-5 ein Beispiel für einen Transceiver mit zwei Betriebsarten, der drei Sendekanalkonfigurationen aufweist. Die erste Sendekanalkonfiguration entspricht t1, wobei eine erste Kombination von Sendekanälen (d.h. TX1 und TX2) eingeschaltet ist. Die zweite Sendekanalkonfiguration entspricht t2, wobei eine zweite Kombination von Sendekanälen (d.h. TX1) eingeschaltet ist. Die dritte Sendekanalkonfiguration entspricht t3, wobei eine dritte Kombination von Sendekanälen (d.h. TX2) eingeschaltet ist. Obwohl die Ausführungsformen in den FIGn. 4-5 in der Fernbereichs-Betriebsart 502 alle Sendekanäle verwendet, verwenden andere Ausführungsformen im wesentlichen alle Sendekanäle oder nur genug Sendekanäle, um eine Bereichsvergrößerung zu erhalten.
Obwohl im Zusammenhang mit den FIGn. 4-5 zwei Sendekanäle dargestellt und erörtert wurden, könnte bei anderen Ausführungsformen ein Transceiver mit zwei Betriebsarten eine beliebige Anzahl von Sendekanälen aufweisen. Allgemeiner kann also ein Transceiver mit zwei Betriebsarten mehrere Sendekanäle N_TX enthalten, die in einer Anzahl von Sendekanalkonfigurationen angeordnet werden können, wobei jede Sendekanalkonfiguration eine individuelle Kombination von Sendekanälen aufweist. Bei bestimmten Ausführungsformen kann die Anzahl der TX-Kanäle auf zwischen zwei und vier begrenzt werden. Der Grund dafür besteht darin, dass die maximale Dopplerfrequenz und deshalb die maximale Geschwindigkeit von Zielen, die detektierbar ist, mit zunehmender Anzahl der Sendekanäle reduziert wird.
Der Transceiver 400 mit zwei Betriebsarten kann auch eine beliebige Anzahl von Empfangskanälen N_RX enthalten. Im allgemeinen wird ein Transceiver mit zwei Betriebsarten mit mehr Empfangskanälen eine höhere Leistungsfähigkeit (z.B. Winkelauflösung) als ein Transceiver mit zwei Betriebsarten mit weniger Empfangskanälen aufweisen. Zum Beispiel ist bei drei Empfangskanälen der Gesamtabstand zwischen den Empfangsantennen 3d oder im allgemeinen N_RX*d, wobei d der Abstand zwischen angrenzenden Empfangsantennen ist. Dann ist es möglich, zwischen mehr Zielen zu unterscheiden und die Genauigkeit und Robustheit des Verfahrens zu verbessern. Die Anzahl der synthetisierten Kanäle ist N_RX * N_TX.
Die FIGn. 4-5 zeigen eine Ausführungsform, bei der der erste und der zweite Empfangskanal RX1, RX2 für jeden Zeitraum gleichzeitig eingeschaltet sind. Wie anhand von 7 nachfolgend ausführlicher beschrieben werden wird, kann diese Funktionalität durch Mischer ermöglicht werden, die den Empfangskanälen zugeordnet sind. Dies erlaubt ein Mischen des gesendeten Signals mit jeweils gestreuten Signalen, die auf den Empfangskanälen empfangen werde, wodurch die gestreuten Signale für eine parallele Verarbeitung in jeweilige Basisbandsignale umgesetzt bzw. nach unten konvertiert werden.
6 zeigt eine andere Ausführungsform, bei der die Empfangskanäle sequentiell ein- und ausgeschaltet werden, während eine Sendekanalkonfiguration kontinuierlich angewandt wird. Es kann ein Multiplexer verwendet werden, um mehrere Empfangskanäle auf einen ZF-Verstärker und eine Filterkette mit nachfolgendem A/D-Umsetzer zu schalten. Diese Ausführungsform kann im Vergleich zu der Ausführungsform von 5 etwas Hardware ersparen, erfordert aber aufgrund der seriellen Verarbeitung mehr Verarbeitungszeit, wodurch die maximale Geschwindigkeit, die für Ziele detektierbar ist, begrenzt wird. Bei anderen Ausführungsformen können die Aspekte gemäß der FIGn. 5-6 gemischt werden, um einen gewünschten Ausgleich von Leistungsfähigkeit und Kosten zu erzielen. Wie in 6 gezeigt ist, wird während der Zeit t4 kontinuierlich eine erste Sendekanalkonfiguration angewandt, während der Transceiver von einer ersten Empfangskanalkonfiguration (d.h. RX1 ausgeschaltet, RX2 eingeschaltet) zu einer zweiten Empfangskanalkonfiguration (d.h. RX1 eingeschaltet, RX2 ausgeschaltet) wechselt. Für die anderen Sendekanalkonfigurationen ist eine ähnliche Funktionalität dargestellt. 6 zeigt also eine Ausführungsform, bei der die Empfangskanäle zwischen einer Anzahl verschiedener Empfangskanalkonfigurationen gewechselt werden können, während kontinuierlich eine gegebene Sendekanalkonfiguration angewandt wird.
In 7 sind Schaltkreise 700 für einen Transceiver mit zwei Betriebsarten dargestellt, wie er zum Beispiel zuvor anhand der FIGn. 4-5 beschrieben wurde. Wie gezeigt umfassen die Schaltkreise 700 einen Frequenzrampengenerator 702; einen spannungsgesteuerten Oszillator (VCO) 704; einen Ausgangspuffer 706 und einen Puffer 708 eines lokalen Oszillators (LO); einen ersten und einen zweiten Schalter 710, 712, die der ersten bzw. zweiten Sendeantenne 714, 716 zugeordnet sind; einen ersten und einen zweiten Mischer 718, 720, die der ersten bzw. zweiten Empfangsantenne 722, 724 zugeordnet sind; und eine erste und eine zweite Abtastschaltung 726, 728, die dem ersten bzw. zweiten Empfangskanal zugeordnet sind.
Während des Betriebs führt der Frequenzrampengenerator 702 dem VCO 704 eine Reihe von Frequenzrampen zu. Diese Frequenzrampen können bei einer Ausführungsform FMCW-Radarbetrieb ermöglichen.
Der VCO 704 führt dem Ausgangspuffer 706, der abgehende Signale an den ersten und den zweiten Schalter 710, 712 abgibt, eine zeitveränderliche Analogspannung zu.
Der erste bzw. zweite Schalter 710, 712 sendet selektiv die abgehenden Signale über die erste bzw. zweite Antenne 714, 716 als Funktion des ersten bzw. zweiten Steuersignals 730, 732. Bei einer Ausführungsform sind der erste und der zweite Schalter Leistungsverstärker. In der Fernbereichs-Betriebsart können das erste und das zweite Steuersignal 730, 732 den ersten bzw. zweiten Schalter 730, 732 kontinuierlich schließen. Auf diese Weise können der erste und der zweite Sendekanal beide in der Fernbereichs-Betriebsart kontinuierlich abgehende Signale senden, um eine Detektion im Fernbereich zu ermöglichen. In der Nahbereichs-Betriebsart können das erste und das zweite Steuersignal 730, 732 den ersten und den zweiten Schalter 730, 732 dagegen ein- und ausschalten. Auf diese Weise kann eine individuelle Kombination von Sendeantennen in der Nahbereichs-Betriebsart für kurze Entfernung ein abgehendes Signal während eines gegebenen Zeitraums senden.
Nachdem die abgehenden Signale gesendet wurden, können sie von einem Ziel reflektiert und als ein erstes und ein zweites gestreutes Signal 734, 736 von der ersten bzw. zweiten Empfangsantenne 722, 724 empfangen werden.
Der erste Mischer 718 kann das erste gestreute Signal 734 mit einem Signal eines lokalen Oszillators (LO-Signal) 738 mischen, um ein erstes nach unten konvertiertes Signal oder Basisbandsignal IF1 bereitzustellen. Ähnlich kann der zweite Mischer 720 das zweite gestreute Signal 736 mit dem LO-Signal 738 mischen, um ein zweites nach unten konvertiertes Signal oder Basisbandsignal IF2 bereitzustellen. Diese nach unten konvertierten Signale bzw. Basisbandsignale IF1, IF2 können Phasen-, Frequenz- und/oder Amplitudeninformationen in bezug auf die Position, Geschwindigkeit und/oder den Einfallswinkel des Ziels enthalten, von dem die gestreuten Signale reflektiert wurden.
Die nach unten konvertierten Signale IF1, IF2 werden dann durch die erste bzw. die zweite Abwärtsschaltung 726, 728 verarbeitet. Diese Abtastschaltungen wenden abhängig davon, ob der Transceiver mit zwei Betriebsarten in der Fernbereichs-Betriebsart oder der Betriebsart für verbesserte Winkeldetektion arbeitet, verschiedene Filter- und Verstärkungsverfahren auf die nach unten konvertierten Signale an. Zum Beispiel kann die Fernbereichs-Betriebsart für große Entfernung eine Hochpasskurve aufweisen, so dass gestreute Signale von naheliegenden Zielen und interne Reflektionen von dem Transceiver unterdrückt werden. Dies ermöglicht eine Auswahl einer hohen Verstärkung in einem Verstärker mit variabler Verstärkung in den Abtastschaltungen. Die FIGn. 8-9 zeigen ausführlich eine Ausführungsform dieser Abtastschaltungen.
Wie die FIGn. 8-9 zeigen, kann die erste Abtastschaltung 726 eine erste Gruppe von Filterschaltungen 738 und eine zweite Gruppe von Filterschaltungen 740 enthalten. Die zweite Abtastschaltung 728 kann eine dritte Gruppe von Filterschaltungen 742 und eine vierte Gruppe von Filterschaltungen 744 enthalten. Ein gemeinsames Steuersignal 750 bewirkt die Verwendung der ersten und der dritten Gruppe von Filterschaltungen 738, 742 in der Fernbereichs-Betriebsart und bewirkt die Verwendung der zweiten und vierten Gruppe von Filterschaltungen 740, 744 in der Nahbereichs-Betriebsart.
In der Fernbereichs-Betriebsart wird das Steuersignal 750 gesetzt, wodurch bewirkt wird, dass das erste nach unten konvertierte Signal IF1 durch ein erstes Bandpassfilter 752 gefiltert, dann durch einen Verstärker 754 mit variabler Verstärkung verstärkt und dann durch ein erstes Tiefpassfilter 756 gefiltert wird. Das Setzen des Steuersignals 750 bewirkt außerdem, dass das zweite nach unten konvertierte Signal IF2 durch ein zweites Bandpassfilter 758 gefiltert, dann durch einen Verstärker 760 mit variabler Verstärkung verstärkt und dann durch ein zweites Tiefpassfilter 762' gefiltert wird. In der Nahbereichs-Betriebsart wird das Steuersignal 750 zurückgesetzt, wodurch bewirkt wird, dass das erste nach unten konvertierte Signal IF1 durch ein drittes Bandpassfilter 764 gefiltert, dann durch den Verstärker 754 mit variabler Verstärkung verstärkt und dann durch ein drittes Tiefpassfilter 766 gefiltert wird. Das Zurücksetzen des Steuersignals 750 bewirkt außerdem, dass das zweite nach unten konvertierte Signal IF2 durch ein viertes Bandpassfilter 768 gefiltert, dann durch einen Verstärker 760 mit variabler Verstärkung verstärkt und dann durch ein viertes Tiefpassfilter 770 gefiltert wird.
Nachdem nun einige Beispiele für Systeme, die vorteilhafte Radartechniken erzielen können, besprochen wurden, wird nun auf 10-11 Bezug genommen, in denen Verfahren gemäß bestimmten Aspekten der Erfindung gezeigt sind. 10 zeigt ein Detektionsverfahren 1000 für den Fernbereich, während 11 ein verbessertes Winkelverfahren 1100 für den Nahbereich zeigt. Obwohl diese Verfahren im folgenden als eine Reihe von Schritten oder Ereignissen dargestellt und beschrieben werden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die dargestellte Anordnung solcher Schritte oder Ereignisse beschränkt. Zum Beispiel können bestimmte Schritte in anderen Reihenfolgen und/oder gleichzeitig mit anderen Schritten oder Ereignissen als den hier dargestellten und/oder beschriebenen auftreten. Außerdem sind möglicherweise nicht alle dargestellten Schritte erforderlich, um ein Verfahren gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Erfindung zu implementieren. Weiterhin können einer oder mehrere der hier abgebildeten Schritte in einem oder mehreren separaten Schritten oder in einer oder mehreren separaten Phasen ausgeführt werden. Obwohl nachfolgend und in den Zeichnungen auf verschiedene hier abgebildete und beschriebene Strukturen und Elemente verwiesen wird, erfolgt dieser Verweis zum Zwecke der Beschreibung von beispielhaften Ausführungsformen und die dargestellten Schritte und Verfahren sind auf keinerlei Weise bezüglich ihrer Implementierungen auf oder durch diese Verweise, auf Strukturen beschränkt.
Bezugnehmend auf 10 beginnt das Fernbereichs-Detektionsverfahren Fernbereiche bei 1002, wenn ein abgehendes Signal eine Reihe von Rampen gleichzeitig von dem ersten und dem zweiten Sender gesendet wird.
Bei 1004 und 1006 wird das abgehende Signal von einem Ziel reflektiert, wodurch der Empfang eines ersten und eines zweiten gestreuten Signals an dem ersten bzw. zweiten Empfänger RX1, RX2 bewirkt wird. Diese gestreuten Signale werden dann mit dem abgehenden Signal gemischt, dadurch werden die gestreuten Signale in nach unten konvertierte Signale oder Basisbandsignale IF1, IF2 umgesetzt. Abhängig von der Implementierung könnten die Blöcke 1004 und 1006 seriell oder parallel ausgeführt werden.
Bei 1008 werden das erste und das zweite Basisbandsignal IF1, IF2 abgetastet, um ein erstes bzw. zweites abgetastetes Signal zu erzeugen.
Bei 1010 werden schnelle Fouriertransformationen (FFT) auf das erste und zweite abgetastete Signal angewendet, um Spitzen- und Phaseninformationen zu erhalten.
Bei 1012 wird die Phasendifferenz zwischen dem ersten und dem zweiten Basisbandsignal IF1, IF2 mit Hilfe der Spitzen- und Phaseninformationen ausgewertet, um Position, Geschwindigkeit und Einfallswinkel für das Ziel zu berechnen, von dem die gestreuten Signale reflektiert wurden. Bei einer Ausführungsform wird die Phasendifferenz bei einer Spitze in der FFT gemessen, und der Einfallswinkel kann dann folgendermaßen berechnet werden: $Δ Ψ = \frac{2 π d sin θ_{1}}{λ}$
dabei ist ΔΨ die Phasendifferenz bei einer Spitze, d ist die Distanz zwischen den Phasenzentren des Transceivers mit zwei Betriebsarten, θ₁ ist der Einfallswinkel für das Ziel und λ ist die Wellenlänge des abgehenden Signals.
In 11 ist ein Flussdiagramm für die Nahbereichs-Betriebsart abgebildet. Bei 1102 wird während eines ersten Zeitraums ein abgehendes Signal als eine Reihe von Rampen von dem ersten Sender TX1 gesendet. Während dieser Zeit ist der zweite Sender TX2 ausgeschaltet (d.h. er sendet kein Signal, das das von dem ersten Sender TX1 gesendete abgehende Signal wesentlich stört).
Bei 1104 wird das abgehende Signal von einem Ziel reflektiert, wodurch bewirkt wird, dass der erste und der zweite Empfänger RX1, RX2 das erste bzw. zweite gestreute Signal RX1(TX1), RX2(TX1) empfangen. Das erste und das zweite gestreute Signal RX1(TX1), RX2(TX1) werden dann mit dem abgehenden Signal gemischt, um nach unten konvertierte Signale oder Basisbandsignale IF1(TX1), IF2(TX1) bereitzustellen.
Bei 1106 werden die Basisbandsignale IF1(TX1), IF2(TX1) abgetastet und eine FFT wird auf die Abtastwerte angewendet.
Bei 1108 wird während eines zweiten Zeitraums ein abgehendes Signal als eine Reihe von Rampen von dem zweiten Sender TX2 gesendet. Während dieser zweiten Zeit ist der erste Sender TX1 ausgeschaltet.
Bei 1110 wird das abgehende Signal von einem Ziel reflektiert, wodurch bewirkt wird, dass der erste und der zweite Empfänger RX1, RX2 das dritte bzw. vierte gestreute Signal RX1(TX2), RX2(TX2) empfangen. Das dritte und das vierte gestreute Signal RX1(TX2), RX2(TX2) werden mit dem abgehenden Signal gemischt, um nach unten konvertierte Signale oder Basisbandsignale IF1(TX2), IF2(TX2) bereitzustellen.
Bei 1112 werden die Basisbandsignale IF1(TX2), IF2(TX2) abgetastet und eine FFT wird auf die Abtastwerte angewendet.
Bei 1114 werden die Daten durch ein hochauflösendes spektrales Schätzverfahren verarbeitet, und die Daten aus den synthetisierten Kanälen werden in eine Matrix X einsortiert, $X = [\begin{matrix} x_{s} [L - 1] & \dots & x_{s} [0] \\ ⋮ & ⋱ & ⋮ \\ x_{s} [N - 2] & \dots & x_{s} [N - L - 1] \\ x_{s} [1] & \dots & x_{s} [L] \\ ⋮ & ⋱ & ⋮ \\ x_{s} [N - L] & \dots & x_{s} [N - 1] \end{matrix}]$

wobei L die Anzahl der modellierten Pole und N die Anzahl der synthetisierten Empfangskanäle ist. Die Anzahl der Pole entspricht der Anzahl der Ziele die unterschieden werden können. Die Anzahl der synthetisierten Kanäle ist die Anzahl der Empfangskanäle N_RX multipliziert mit der Anzahl der Sender N_TX. Die Koeffizienten können durch a = - (X^HX) ^-1X^HX berechnet werden, wobei der Vektor x $x = {[\begin{matrix} x_{s} [L] & \dots & x_{s} [N - 1] & x_{s}^{*} [0] & \dots & x_{s}^{*} [N - L - 1] \end{matrix}]}^{T}$
ist.
In diesem Beispiel können zwei Pole (L=2) modelliert werden, und die Matrix vereinfacht sich zu $X = [\begin{array}{l} x_{s} [1] & x_{s} [0] \\ x_{s} [2] & x_{s} [1] \\ x_{s}^{*} [1] & x_{s}^{*} [2] \\ x_{s}^{*} [2] & x_{s}^{*} [3] \end{array}],$
wobei der Vector x x=[x_s[2] x_s[3] x_s*[0] x_s*[1]] ist.
Bei 1116 können mit Hilfe des Levinson-Durbin-Algorithmus die Koeffizienten auf rekursive Weise mit reduziertem rechnerischen Aufwand (d.h. dem Burg-Verfahren) berechnet werden. Die Pole können direkt aus dem Koeffizienten a folgendermaßen berechnet werden: $r_{12} = \frac{- a_{1} \pm \sqrt{a_{12}} - 4_{a 2}}{2}$
Bei 1118 kann der Einfallswinkel θ₁₂ für Ziele berechnet werden. Bei einer Ausführungsform führt man dies folgendermaßen durch: $θ_{1,2} = {sin}^{- 1} (\frac{∠ r_{12}^{λ}}{2 π d})$
Dabei ist ∠r₁₂ der Winkel der berechneten Wurzeln aus (4), λ ist die Wellenlänge des gesendeten Signals und d ist die Distanz zwischen Phasenzentren der Empfangskanäle.
Schließlich wird bei 1120 entschieden, ob ein Ziel oder mehrere Ziele vorliegen. Hierzu wird die Amplitude für jeden der detektierten Pole berechnet. In diesem Beispiel kann man die komplexen Amplituden A unter Verwendung der folgenden Matrix erhalten: $X_{A} = [\begin{array}{l} r_{1}^{1} & r_{2}^{1} \\ r_{1}^{2} & r_{2}^{2} \\ r_{1}^{3} & r_{2}^{3} \\ r_{1}^{4} & r_{2}^{4} \end{array}];$
$A = {(X_{A}^{H} X_{A})}^{- 1} X_{A}^{H} [\begin{matrix} x_{s} [0] \\ x_{s} [1] \\ x_{s} [2] \\ x_{s} [3] \end{matrix}] .$
Die Beträge können normiert werden. Zusätzlich können die Beträge A mit der Übertragungsfunktion $H (z) = \frac{1}{1 +_{a_{1} z}^{- 1} +_{a_{2} z}^{- 2}}$
verglichen werden.
12 zeigt ein Simulationsbeispiel für mehrere Gruppen von Zielen im Nahbereich, die mit diesem Verfahren detektiert werden. Zum Beispiel zeigt die erste Kurve 1202 ein Simulationsbeispiel mit einem einzigen Ziel bei einem Einfallswinkel von ungefähr -5 Grad relativ zu der Normalen der Aperturebene des Transceivers. Die zweite Kurve 1204 zeigt ein Simulationsergebnis mit einem einzigen Ziel bei einem Einfallswinkel von ungefähr 0 Grad. Die dritte Kurve 1206 zeigt ein einziges Ziel bei einem Einfallswinkel von ungefähr 30 Grad. Die vierten Kurven 1208 zeigen zwei Ziele bei ungefähr 10 Grad bzw. - 15 Grad. Die fünfte Kurve 1210 zeigt zwei Ziele bei Einfallswinkeln von ungefähr 70 Grad und -20 Grad. Der Betrag für jede Spitze ist im allgemeinen proportional zu der Querschnittsradarfläche des damit assoziierten Ziels. Auf diese oder andere Weisen kann deshalb in der zweiten Betriebsart verbesserte eine Winkeldetektion realisiert werden.
Um eine genaue Winkeldetektion zu ermöglichen, kann eine Phasen- und Amplitudenkalibrierung der Sende- und Empfangskanäle durchgeführt werden. Wie später erörtert werden wird, kann man eine Kalibrierung mit Hilfe von Onboard-Kalibrierungsstrukturen durchführen, die Richtungskoppler und Leistungskombinierer (power combiner) umfassen können. Diese Kalibrierung kann zum Korrigieren geringfügiger Phasenverschiebungen, wie zum Beispiel solcher die im Transceiver selbst auftreten, verwendet werden, um sicherzustellen, dass eine genaue Winkeldetektion erzielt wird.
13 zeigt eine Schaltung 1300 zum Ausführen der Kalibrierung. Wie dargestellt enthält die Schaltung 1300 einen Frequenzrampengenerator 1302; einen VCO 1304 mit einem Teiler 1306; einen ersten und einen zweiten Mischer 1308, 1310, die der ersten bzw. der zweiten Empfangsantenne 1312, 1314 zugeordnet sind; und einen ersten und einen zweiten Ausgangsverstärker 1316, 1318, die jeweils den Sendeantennen 1320, 1322 zugeordnet sind. Der erste und der zweite Richtungskoppler 1324, 1326 leiten die gesendeten Signale selektiv zwischen den Sendeantennen 1320, 1322 und einem Leistungskombinierer 1327. Der Leistungskombinierer 1327 speist eine Verzögerungsleitung 1328, die dann mit einem Signalteiler (signal splitter) 1330 gekoppelt wird. Der Signalteiler 1330 wirkt in Verbindung mit dem dritten und dem vierten Richtungskoppler 1332, 1334, um ein Kalibrierungssignal zu liefern. Die Verzögerungsleitung 1328 ist insofern vorteilhaft, als sie das Kalibrierungssignal von anderen parasitären Koppeleffekten trennt.
In einer Kalibrierungsbetriebsart, wie sie zum Beispiel in 14 gezeigt, wird ein Kalibrierungssignal gemäß einer Sequenz, die genaue Phasen- und Frequenzkalibrierung erlaubt, über die Verzögerungsleitung 1328 gesendet. Bei der Ausführungsform von 14 wird jede individuelle Linearkombination der Sende- und Empfangskanäle unabhängig durch ein Kalibrierungssignal charakterisiert. Die resultierenden nach unten umgesetzten Signale oder Basisbandsignale IF1, IF2 werden dann abgetastet und eine FFT wird auf die Abtastwerte. Ein Kalibrierungssignal S_cal(k) wird in der FFT als eine Spitze erscheinen und kann für alle Linearkombinationen gemessen werden:

zum Zeitpunkt 1402 messe S_cal,e1;
zum Zeitpunkt 1404 messe S_cal,e2;
zum Zeitpunkt 1406 messe S_cal,TX1,RX1;
zum Zeitpunkt 1408 messe S_cal,TX1,RX2;
zum Zeitpunkt 1410 messe S_cal,TX2,RX1;
zum Zeitpunkt 1412 messe S_cal,TX2,RX2;
zum Zeitpunkt 1414 messe S_{cal,TX12,RX1;}
zum Zeitpunkt 1416 messe S_cal,TX12,RX2.

Das Phasen- und Amplitudenungleichgewicht zwischen den Empfangskanälen RX1, RX2 kann folgendermaßen bestimmt werden: $I_{RX,1} = \frac{S_{c a l, T X 1, R X 2} - S_{c a l, e 2}}{S_{c a l, T X 1, R X 1} - S_{c a l, e 1}};$
und $I_{RX,2} = \frac{S_{c a l, T X 2, R X 2} - S_{c a l, e 2}}{S_{c a l, T X 1, R X 2} - S_{c a l, e 2}}$
Auf analoge Weise kann das Phasen- und Amplitudenungleichgewicht zwischen den Sendekanälen TX1, TX2 bestimmt werden durch $I_{TX,1} = \frac{S_{c a l, T X 2, R X 1} - S_{c a l, e 1}}{S_{c a l, T X 1, R X 1} - S_{c a l, e 1}};$
und $I_{TRX,2} = \frac{S_{c a l, T X 2, R X 2} - S_{c a l, e 2}}{S_{c a l, T X 1, R X 2} - S_{c a l, e 2}}$
Mit den Werten S_cal,TX12,RX1 und S_cal,TX12,RX2 kann man prüfen, ob eine lineare Überlagerung (supposition) für das empfangene Signal auftritt oder ob thermische Effekte aufgrund der Ausgangspuffer zu berücksichtigen sind. Der Transceiver mit zwei Betriebsarten kann zwischen der Kalibrierungsbetriebsart, der Fernbereichs-Betriebsart und der Nahbereichs-Betriebsart in regelmäßigen oder anderen Intervallen umschalten. Auf diese Weise kann die Kalibrierungsbetriebsart kontinuierlich dynamische Betriebsbedingungen in dem Radarsystem überwachen und diese korrigieren.
15 zeigt, dass eine Verbesserung bei der Kalibrierung erreicht werden kann, wenn ein zusätzlicher Ausgangspuffer 1502 und ein Kalibrierungsmischer 1504 verwendet werden. Um die Phasenverschiebung zwischen TX1 und TX2 zu messen, wird der Kalibrierungsmischer 1504 ausgeschaltet. Um die Phasenverschiebung zwischen RX1 und RX2 zu bestimmen, wird der Kalibrierungsmischer 1504 eingeschaltet, und dieses zusätzliche Signal wird in beiden Empfangskanälen verglichen. Um Platz zu sparen, können die Kalibrierungssignale mit einem niederfrequenten Kanal, z.B. dem geteilten VCO-Signal, gemultiplext werden. Bei der dargestellten Ausführungsform weist der Leistungskombinierer 1506 einen Differenzausgang auf. Transformationsschaltkreise 1508 können dieses Differenzausgangssignal in ein asymmetrisches Ausgangssignal 1509 transformieren. Diese Transformationsschaltkreise 1508 enthalten zwei symmetrische Zweige mit Filterschaltungen 1510, 1512 in jedem Zweig. Die Filterschaltungen 1510, 1512 sind mit einer Symmetrieschaltung 1514 gekoppelt, die die gefilterten Differenzsignale in das asymmetrische Signal transformiert. Die Transformationsschaltkreise 1508 produzieren außerdem zwei komplementäre Teilersignale 1516, 1518, von denen jedes zu dem VCO 1520 zurückgekoppelt werden könnte. Der VCO 1520 kann das gewählte Teilersignal zusammen mit den Frequenzrampen verwenden, um die Frequenz der gesendeten abgehenden Signale einzustellen. Dieses Kalibrierungsverfahren könnte auch auf eine höhere Anzahl von Sendekanälen erweitert werden.
Bestimmte Verfahren und entsprechende Merkmale der vorliegenden Offenbarung können durch Hardwaremodule, Softwareroutinen oder eine Kombination von Hardware und Software ausgeführt werden. Soweit Software verwendet wird, wie zum Beispiel durch einen Basisbandprozessor oder einen anderen dem Leistungsverstärker zugeordneten Prozessor, kann die Software über ein „computerlesbares Medium“ bereitgestellt werden, worin jedes Medium eingeschlossen ist, das bei der Bereitstellung von Anweisungen für den Prozessor teilnimmt. Ein solches computerlesbares Medium kann zahlreiche Formen annehmen, darunter, aber ohne Einschränkung, nichtflüchtige Medien, flüchtige Medien und Übertragungsmedien. Nichtflüchtige Medien wären zum Beispiel optische Datenträger (wie etwa CDs, DVDs usw.) oder magnetische Datenträger (wie etwa Disketten, Bänder usw.). Zu flüchtigen Medien gehören dynamische Speicher, wie zum Beispiel ferroelektrische Speicher, SRAM oder DRAM. Zu Übertragungsmedien gehören Koaxialkabel, Kupferdraht, Faseroptik usw., die die Anweisungen über ein Netzwerk oder zwischen Kommunikationsgeräten abliefern könnten. Zu Übertragungsmedien können auch elektromagnetische Wellen gehören, wie etwa eine Spannungswelle, Lichtwelle oder Funkwelle.
Obwohl die Erfindung mit Bezug auf eine oder mehrere Implementierungen dargestellt und beschrieben wurde, können Abänderungen und/oder Modifikationen an den dargestellten Beispielen vorgenommen werden, ohne von dem Gedanken und Schutzumfang der angefügten Ansprüche abzuweichen. Allgemein ausgedrückt würde bei Verwendung in der Nahbereichs-Betriebsart ein Radarsystem mit mehr Kanälen in der Lage sein, Winkeldetektion zur Auflösung von mehr Zielen als ein Radarsystem mit weniger Kanälen zu verwenden. Bei Verwendung in der Fernbereichs-Betriebsart wird dagegen ein Radarsystem mit mehr Kanälen in der Lage sein, Ziele in größeren Entfernungen als ein Radarsystem mit weniger Kanälen zu detektieren. Somit nimmt die Radarsystemleistungsfähigkeit tendenziell zu, wenn mehr Kanäle hinzugefügt werden. Obwohl ein Radarsystem mit mehr Kanälen eine größere Leistungsfähigkeit besitzt, kann es jedoch auch aufgrund einer größeren Anzahl von Komponenten und den damit assoziierten Komplexitäten mehr kosten. Wie bei den meisten Systemen besteht deshalb ein Kompromiss zwischen Leistungsfähigkeit und Kosten.
Insbesondere in Bezug auf die durch die oben beschriebenen Komponenten oder Strukturen (Baugruppen, Einrichtungen, Schaltungen, Systeme usw.) ausgeführten Funktionen sollen die zur Beschreibung solcher Komponenten verwendeten Ausdrücke (einschließlich eines Verweises auf ein „Mittel“), wenn es nicht anders angegeben ist, einer beliebigen Komponente oder Struktur entsprechen, die die spezifizierte Funktion der beschriebenen Komponente ausführt (z.B. die funktional äquivalent ist), obwohl sie nicht strukturell der offenbarten. Struktur äquivalent ist, die die Funktion in den hier dargestellten beispielhaften Implementierungen der Erfindung ausführt. Obwohl möglicherweise ein bestimmtes Merkmal der Erfindung mit Bezug auf nur eine von mehreren Implementierungen offenbart wurde, kann ein solches Merkmal zusätzlich mit einem oder mehreren anderen Merkmalen der anderen Implementierungen kombiniert werden, so wie es für eine beliebige gegebene oder konkrete Anwendung erwünscht und vorteilhaft sein kann.

Claims

Transceiver mit zwei Betriebsarten, der aufweist: mehrere Sendekanäle (402; TX1, TX2), wobei die Sendekanäle individuell konfigurierbar sind und jede Sendekanalkonfiguration einer bestimmten Auswahl von einem oder mehreren der Sendekanäle entspricht; mehrere Empfangskanäle (404; RX1, RX2), wobei die Empfangskanäle (404; RX1, RX2) individuell konfigurierbar sind und jede Empfangskanalkonfiguration einer bestimmten Auswahl von einem oder mehreren der Empfangskanäle (404; RX1, RX2) entspricht; wobei die erste Betriebsart (502; 602) eine erste Sendekanalkonfiguration mit einer ersten Kombination der mehreren Sendekanäle (TX1 + TX2) umfasst, die dafür ausgelegt ist, abgehende Signale gleichzeitig zu senden; und wobei die zweite Betriebsart (504; 604) mehrere verschiedene Sendekanalkonfigurationen mit jeweils einer geringeren Anzahl an Sendekanälen (TX1, TX2) umfasst, und wobei zwischen unterschiedlichen Empfangskanalkonfigurationen und/oder Sendekanalkonfigurationen gewechselt wird.
Transceiver nach Anspruch 1, wobei der Transceiver in der ersten Betriebsart eine erste Winkelgenauigkeit und in der zweiten Betriebsart eine zweite Winkelgenauigkeit aufweist, wobei die erste Winkelgenauigkeit kleiner als die zweite Winkelgenauigkeit ist.
Transceiver nach Anspruch 2, wobei der Transceiver dafür ausgelegt ist, in der ersten Betriebsart Ziele in einer ersten Entfernung und in der zweiten Betriebsart in einer zweiten Entfernung zu detektieren, wobei die erste Entfernung größer als die zweite Entfernung ist.
Transceiver nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Transceiver dafür ausgelegt ist, in der ersten Betriebsart die abgehenden Signale über eine erste Bandbreite und in der zweiten Betriebsart über eine zweite Bandbreite zu senden, wobei die erste Bandbreite größer als die zweite Bandbreite ist.
Transceiver nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei jeder Empfangskanal dafür ausgelegt ist, ein gestreutes Signal zu empfangen, das mit einem abgehenden Signal in Beziehung steht.
Transceiver nach Anspruch 5, wobei zwischen Phasenzentren benachbarter Empfangskanäle eine erste Distanz liegt; und wobei zwischen Phasenzentren benachbarter Sendekanäle eine zweite Distanz liegt, wobei die zweite Distanz etwa zweimal die erste Distanz beträgt.
Transceiver nach Anspruch 5, der weiterhin aufweist: mehrere Mischer, wobei jeder der mehreren Mischer mit einem der mehreren Empfangskanäle assoziiert ist, wobei jeder der mehreren Mischer dafür ausgelegt ist, ein gestreutes Signal mit einem abgehenden Signal zu mischen, um ein Basisbandsignal bereitzustellen, wodurch die mehreren Empfangskanäle gestreute Signale gleichzeitig empfangen können.
Transceiver nach Anspruch 7, ferner umfassend: eine erste Filterschaltung, die dafür ausgelegt ist, die Basisbandsignale in der ersten Betriebsart zu filtern; und eine zweite Filterschaltung, die dafür ausgelegt ist, die Basisbandsignale in der zweiten Betriebsart zu filtern.
Verwendung eines Transceivers nach einem der vorangehenden Ansprüche in einem Automobil.
Radarsystem mit zwei Betriebsarten, das einen Transceiver gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 aufweist.
Verfahren zum Detektieren räumlicher Informationen eines Ziels, mit den folgenden Schritten: in einer Fernbereichs-Detektionsbetriebsart Auswählen einer Sendekanalkonfiguration (402), die eine erste Kombination mehrerer Sendekanäle (TX1, TX2) enthält, und gleichzeitiges Senden abgehender Signale über die erste Kombination mehrerer Sendekanäle (TX1, TX2); und während einer Winkeldetektionsbetriebsart im Nahbereich: Wechseln zwischen zusätzlichen Sendekanalkonfigurationen (402), wobei jede zusätzliche Sendekanalkonfiguration eine andere Kombination von Sendekanälen (TX1; TX2) und weniger Sendekanäle als die erste Kombination aufweist, und wobei zwischen unterschiedlichen Empfangskanalkonfigurationen (404) gewechselt wird, und jede Empfangskanalkonfiguration (404) einer bestimmten Auswahl von einem oder mehreren Empfangskanälen (RX1, RX2) entspricht.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die erste Kombination von Sendekanälen im wesentlichen alle Sendekanäle enthält.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei jede der zusätzlichen Kombinationen von Sendekanälen nur einen einzigen Sendekanal enthält.
Verfahren nach Anspruch 11, das weiterhin aufweist: in der Fernbereichs-Detektionsbetriebsart gleichzeitiges Empfangen gestreuter Signale durch mehrere Empfangskanäle.
Verfahren nach Anspruch 14, das weiterhin aufweist: Mischen der gestreuten Signale aus den mehreren Empfangskanälen mit den abgehenden Signalen, um die gestreuten Signale in Basisbandsignale umzusetzen.
Verfahren nach Anspruch 11, das weiterhin aufweist: selektives Arbeiten in einer Kalibrierungsbetriebsart, die dafür ausgelegt ist, mit der Fernbereichs-Detektionsbetriebsart und der Nahbereichs-Detektionsbetriebsart assoziierte dynamische Betriebsbedingungen zu messen.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Verfahren intermittierend auf die Kalibrierungsbetriebsart umschaltet, um die dynamischen Betriebsbedingungen zu überwachen und zu korrigieren.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Fernbereichs-Detektionsbetriebsart ein gleichzeitiges Senden abgehender Signale über eine erste Kombination mehrerer Sendekanäle umfasst.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei die Nahbereichs-Detektionsbetriebsart einen Wechsel zwischen zusätzlichen Sendekanalkonfigurationen umfasst, wobei jede zusätzliche Sendekanalkonfiguration eine andere Kombination von Sendekanälen und weniger Sendekanäle als die erste Kombination aufweist.