DE102014226073A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Radarsystems eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Radarsystems eines Kraftfahrzeugs Download PDF

Info

Publication number
DE102014226073A1
DE102014226073A1 DE102014226073.6A DE102014226073A DE102014226073A1 DE 102014226073 A1 DE102014226073 A1 DE 102014226073A1 DE 102014226073 A DE102014226073 A DE 102014226073A DE 102014226073 A1 DE102014226073 A1 DE 102014226073A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
signal
int
interference
received signal
parameters
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102014226073.6A
Other languages
English (en)
Inventor
Jonathan Bechter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102014226073.6A priority Critical patent/DE102014226073A1/de
Priority to US15/535,140 priority patent/US10564255B2/en
Priority to JP2017531404A priority patent/JP6533293B2/ja
Priority to PCT/EP2015/074791 priority patent/WO2016096207A1/de
Priority to CN201580069050.8A priority patent/CN107003387B/zh
Publication of DE102014226073A1 publication Critical patent/DE102014226073A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/023—Interference mitigation, e.g. reducing or avoiding non-intentional interference with other HF-transmitters, base station transmitters for mobile communication or other radar systems, e.g. using electro-magnetic interference [EMI] reduction techniques
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • 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
    • G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/35—Details of non-pulse systems
    • G01S7/352—Receivers
    • G01S7/354—Extracting wanted echo-signals
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/35—Details of non-pulse systems
    • G01S7/352—Receivers
    • G01S7/358—Receivers using I/Q processing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Radarsystems eines Kraftfahrzeugs, aufweisend die Schritte: – Empfangen eines Empfangssignals (sein); – Ableiten des Empfangssignals (sein) nach der Zeit; – Ermitteln von Parametern eines Interferenzsignals (sInt) aus dem abgeleiteten Empfangssignal (sein); – Rekonstruieren des Interferenzsignals (sInt) aus den Parametern; und – Eliminieren des Interferenzsignals (SInt) aus dem Empfangssignal (sein).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Radarsystems eines Kraftfahrzeugs. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Betreiben eines Radarsystems eines Kraftfahrzeugs.
  • Stand der Technik
  • Kommende Fahrzeuggenerationen werden im Hinblick auf Verkehrssicherheit und autonomes Fahren zunehmend mit Radarsensoren ausgestattet. Bei hoher Verkehrsdichte und vielen verbauten Radarsystemen ist davon auszugehen, dass ein Radarsystem neben den selbst gesendeten Signalen auch Signale verschiedener anderer Radarsysteme empfängt. Senden die Systeme in überlappenden Frequenzbereichen, kann sich ein Fremdsignal als Störleistung in die Zielantwort des eigenen Signals abbilden. Die Störung eines Radarsystems durch ein anderes Radarsystem wird als Interferenz bezeichnet.
  • US 2006/0125682 A1 offenbart ein Verfahren, das über Sprünge im Zeitsignal oder dessen Ableitung Start und Ende einer Interferenz erkennen soll. Als Gegenmaßnahme wird so genanntes „Zero-padding“ und anschließende Rekonstruktion des Nutzsignals durch eine Kurvenanpassung oder Verwendung eines Mittelwerts durchgeführt. Nachteilig kann durch diese Maßnahmen jedoch ein Teil vom Nutzsignal verloren gehen.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Betreiben eines Radarsystems eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen.
  • Die Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt gelöst mit einem Verfahren zum Betreiben eines Radarsystems eines Kraftfahrzeugs, aufweisend die Schritte:
    • – Empfangen eines Empfangssignals;
    • – Ableiten des Empfangssignals nach der Zeit;
    • – Ermitteln von Parametern eines Interferenzsignals aus dem abgeleiteten Empfangssignal;
    • – Rekonstruieren des Interferenzsignals aus den Parametern; und
    • – Eliminieren des Interferenzsignals aus dem Empfangssignal.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt wird die Aufgabe gelöst mit einer Vorrichtung zum Betreiben eines Radarsystems eines Kraftfahrzeugs, aufweisend:
    • – eine Differenziereinrichtung zum Ableiten des Empfangssignals nach der Zeit;
    • – eine Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln von Parametern des abgeleiteten Empfangssignals, wobei die Parameter ein Maß für eine zeitliche Ableitung eines Phasengangs des Interferenzsignals darstellen;
    • – eine Rekonstruiereinrichtung zum Rekonstruieren des Interferenzsignals aus den Parametern; und
    • – eine Eliminiereinrichtung zum Eliminieren des Interferenzsignals aus dem Empfangssignal.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens und der Vorrichtung sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass die Parameter des Interferenzsignals aus Extremwerten des abgeleiteten Empfangssignals ermittelt werden, wobei aus den Extremwerten eine Gerade ermittelt wird, die ein Maß für eine zeitliche Ableitung eines Phasengangs des Interferenzsignals ist. Auf diese Weise kann ein repräsentatives Abbild für das im Empfangssignal enthaltene Interferenzsignal gebildet werden.
  • Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass eine Amplitude des Interferenzsignals aus Mittelwerten der Extremwerte des Empfangssignals ermittelt wird. Auf diese Weise kann eine Amplitude des Interferenzsignals durch einen Schätzprozess ermittelt werden.
  • Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass eine Steigung und ein Achsenabschnitt der Geraden ermittelt werden. Auf diese Weise kann die zeitliche Ableitung des Phasengangs ermittelt werden, mit deren Hilfe das Interferenzsignal rekonstruiert wird, um daraus ein vom störenden Interferenzsignal bereinigtes Nutzsignal zu ermitteln.
  • Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass das Radarsystem einen IQ-Mischer aufweist, wobei zur Ableitung des Empfangssignals für jeden Pfad des IQ-Mischers eine Differenziereinrichtung verwendet wird, wobei mittels einer Ermittlungseinrichtung die Parameter der Geraden der zeitlichen Ableitung des Phasengangs des Interferenzsignals ermittelt werden, wobei die für jeden Pfad des IQ-Mischers abgeleiteten Anteile des Empfangssignals mit der zeitlichen Ableitung des Phasengangs gewichtet werden, und wobei für jeden Pfad des IQ-Mischers die Nutzanteile des Empfangssignals ermittelt werden. Vorteilhaft muss auf diese Weise kein Nullphasenwinkel des Phasengangs bestimmt werden.
  • Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass die Ermittlungseinrichtung nur für einen Signalpfad des IQ-Mischers vorgesehen ist. Auf diese Weise kann ein Hardwareaufwand des Radarsystems vorteilhaft gering gehalten werden.
  • Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass eine Ermittlung eines Nullphasenwinkels des Phasengangs des Interferenzsignals durchgeführt wird. Auf diese Weise kann eine Rekonstruktion des Nutzsignals auch ohne Vorhandensein eines IQ-Mischers durchgeführt werden.
  • Die Erfindung wird nachfolgend mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand von mehreren Figuren im Detail beschrieben. Dabei bilden alle in der Beschreibung und in den Figuren offenbarten Merkmale den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Rückbeziehung in den Patentansprüchen. Die Figuren dienen vor allem einer Erläuterung der erfindungswesentlichen Prinzipien. Gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • In den Figuren zeigt:
  • 1 ein Blockschaltbild eines konventionellen Radarsystems;
  • 2 eine Darstellung eines Sendesignals des Radarsystems mit einem störenden Signal eines anderen Radarsystems;
  • 3 eine Darstellung von Interferenz in einem Empfangssignal des Radarsystems;
  • 4a ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
  • 4b ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
  • 5 eine prinzipielle Darstellung eines Empfangssignals und dessen zeitliche Ableitung;
  • 6 zeitliche Verläufe eines Empfangssignals und eines rekonstruierten Interferenzsignals;
  • 7 ein von einem Interferenzsignal bereinigtes Nutzsignal;
  • 8a ein Frequenzspektrum vor der Anwendung des Verfahrens; und
  • 8b ein Frequenzspektrum nach der Anwendung des Verfahrens.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • 1 zeigt ein Blockschaltbild eines konventionellen frequenzmodulierten Dauerstrich-Radarsystems (engl. frequency modulated continuous wave radar, FMCW). Dabei ist ein Generator 10 vorgesehen, der ein Sendesignal an einen Leistungsteiler 20 zuführt. Vom Leistungsteiler 20 wird das Signal zur Hälfte an eine Sendeantenne 30 und zur Hälfte an einen Mischer 60 zugeführt. Ein von Zielen reflektiertes Empfangssignal wird von einer Empfangsantenne 40 empfangen und wird einem HF-Vorverstärker 50 und in weiterer Folge einem Mischer 60 zugeführt. Mittels des Mischers 60 werden das Sendesignal und das Empfangssignal miteinander multipliziert, wobei das Ergebnis zum Filtern an ein Filter 70, z.B. in Form eines Tiefpasses zugeführt wird. Von dort gelangt das gefilterte Signal an einen Basisbandverstärker 80, einen Analog-Digital-Wandler 90 und in weiterer Folge über eine Schnittstelle an einen Computer (nicht dargestellt). Mit einem derartigen FMCW-Radarsystem ist es im Automotive Bereich z.B. möglich, Entfernung, Richtung und Geschwindigkeit von Zielen zu bestimmen.
  • Im Folgenden wird die gegenseitige Störung von linear frequenzmodulierten Dauerstrichradaren (LFMCW Radare) betrachtet.
  • 2 zeigt in einem Zeit-Frequenz-Diagramm mehrere Rampen fego des Sendesignals, z.B. als Signal mit einer Chirp-Sequence-Modulation, die mit einem Stör- bzw. Interferenzsignal sInt, das z.B. von einem Radarsystem eines anderen Kraftfahrzeugs ausgesendet wird, in einem definierten Bereich interferiert. Ein links und rechts von den Senderampen fego gestrichelt begrenzter Bereich repräsentiert eine Empfangsbandbreite des Radarsystems, wobei ein von einem Ziel reflektiertes Signal (nicht dargestellt) einen parallel zur Senderampe fego innerhalb der Empfangsbandbreite angeordneten Signalverlauf aufweist, wobei das reflektierte Signal gegenüber der Senderampe fego zeitlich verzögert ist.
  • Jeweils rechts und links von den Senderampen fego des Sendesignals gestrichelte Linien verdeutlichen eine Wirkung des Filters 70 des Radarsystems von 1, sodass es lediglich in den mit Kreisen verdeutlichten Bereichen zu einer Interferenzwirkung des Sendesignals mit dem Interferenzsignal sInt kommen kann. Die Interferenz im Empfangssignal des Radarsystems besitzt eine Symmetrie zur Mitte des Interferenzintervalls, falls sich die Frequenzrampen von zwei FMCW-Radaren schneiden. Voraussetzung für eine Interferenzwirkung ist somit eine wenigstens unterschiedliche Steigung der Modulation des sendenden und des interferierenden Signals.
  • Dies kann sich in einem erhöhten Rauschen im Frequenzspektrum bzw. einer verringerten Sensibilität bei der Zieldetektion auswirken. Für die genannte Symmetrie muss die Frequenzrampe des störenden Radarsignals vollständig innerhalb der Empfangsbandbreite, die in 2 mit zwei gestrichelten Linien angedeutet ist liegen, wenn die Interferenz zu Beginn oder gegen Ende des Nutzsignals eintritt, ist das unwahrscheinlich. Dann stört die Interferenz wegen der Fensterung (zum Beispiel mit Henning-Fenster) der Messdaten aber ohnehin nicht so stark, da Werte am Rand der Rampe nur schwach gewichtet werden.
  • Die Ursache der Symmetrie ist der Phasengang φint(t) des Interferenzsignals sInt über die Gesamtdauer der Interferenz Tint, der sich mathematisch folgendermaßen darstellen lässt:
    Figure DE102014226073A1_0002
    • φint(t)
    Phasengang des Interferenzsignals
    fInt(t)
    Frequenz des Interferenzsignals sInt
    d.h. über den gesamten Interferenzzeitraum TInt betrachtet summiert sich die Phasenänderung zu Null. Der Frequenzgang fInt(t) des heruntergemischten Interferenz- bzw. Störsignals fInt ergibt sich aus der Differenz des Störsignals sInt und des Sendesignals innerhalb der in 2 mit Kreisen verdeutlichten Empfangsbandbreite.
  • Hinsichtlich der Stelle fInt(TInt/2) = 0 (Schnittpunkt von Interferenzsignal und Sendesignal) besteht eine Achsensymmetrie. Wird das Signal differenziert, entsteht ein ursprungssymmetrisches Signal, wobei die Mitte der Interferenzdauer TInt den Ursprung bildet. Das ist äquivalent dazu, dass ein achsensymmetrischer Cosinus abgeleitet einen ursprungssymmetrischen negativen Sinus ergibt.
  • 3 zeigt Auswirkungen der Interferenz auf das Zeitsignal einer Frequenzrampe fego des Sendesignals des eigenen Radars. Erkennbar ist, dass auf einem Großteil der Zeitachse ein amplitudenmäßig geringes Signal auftritt. In einem Bereich der Zeitachse zwischen ca. 180 und ca. 270 (qualitative Zeitangaben) ist hingegen ein erhöhter Amplitudenverlauf erkennbar, was durch eine Interferenzwirkung des Sendesignals mit einem Sendesignal eines anderen Radarsystems verursacht wird.
  • Es wird nunmehr vorgeschlagen, das empfangene Zeitsignal zu differenzieren und aus dieser zeitlichen Ableitung Informationen über die konkrete Beschaffenheit (Frequenzgang) des heruntergemischten Interferenzsignals zu erhalten. Diese werden genutzt, um damit auf den Interferenzanteil im empfangenen Zeitsignal zurückzuschließen und ihn daraus zu entfernen bzw. zu reduzieren. Es handelt sich im Ergebnis also um ein System zur Reparatur des einfallenden Zeit- bzw. Empfangssignals sein(t).
  • Das Empfangssignal sein(t) des Radarsystems lässt sich in allgemeiner Form mathematisch folgendermaßen darstellen:
    Figure DE102014226073A1_0003
    • sein(t)
    gesamtes Empfangssignal
    sN
    Nutzsignal
    und bildet damit eine Überlagerung aus Nutzsignalen sNutz und Interferenzsignalen sInt.
  • Im Folgenden wird eine Einschränkung auf ein einzelnes Interferenzsignal sInt betrachtet, wobei das Vorgehen auch auf Systeme mit mehreren Interferenzsignalen angewendet werden kann. Interferenzsignale sInt lassen sich im Zeitbereich mathematisch folgendermaßen darstellen: sInt = AInt·cosφInt(t) (3)
    • sInt
    Interferenzsignal
    AInt
    Amplitude des Interferenzsignals
    φInt(t)
    Phasengang des Interferenzsignals
  • Der Phasengang φInt(t) des Interferenzsignals sInt resultiert aus der Differenz der Frequenzrampen von Empfangssignal sein und Interferenzsignal sInt gemäß folgender mathematischer Beziehung:
    Figure DE102014226073A1_0004
  • Mit den Parametern:
    • TInt
    Zeitliche Dauer des Interferenzsignals innerhalb der Empfangsbandbreite
    B
    Frequenzhub der gesendeten Frequenzrampe
    BInt
    Frequenzhub der Frequenzrampe des Interferenzsignals
    Tc
    Zeitliche Dauer der gesendeten Frequenzrampe
    Tc,Int
    Zeitliche Dauer des Interferenzsignals
    fc,Int
    Trägerfrequenz des Interferenzsignals
    fc,ego
    Trägerfrequenz des Sendesignals
    Δt
    Zeitliche Verschiebung von Interferenz- und Sendesignal
    φi
    Nullphasenwinkel einer Zielantwort
  • Nutzsignale sN lassen sich als Schwingungen konstanter Frequenz mathematisch folgendermaßen beschreiben: sN,i = AN,i·cos(2πfbeat,i·t + φi) (5)
    • fbeat,i
    Konstante Frequenz der i-ten Zielantwort nach Heruntermischen
  • 4a veranschaulicht in funktionaler Weise eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung 100 zum Betreiben eines Radarsystems eines Kraftfahrzeugs. Erkennbar ist, dass ein Q-Anteil und ein I-Anteil des Empfangssignals sein für einen IQ-Mischer an die Vorrichtung 100 zugeführt werden. Mittels einer Differenziereinrichtung 110 wird jeweils eine zeitliche Ableitung des I-Anteils und des Q-Anteils des Empfangssignals sein vorgenommen.
  • Wird die zeitliche Ableitung des Empfangssignals sein gebildet, kann Information über die störende Interferenz gemäß der folgenden mathematischen Beziehungen gewonnen werden:
    Figure DE102014226073A1_0005
    • φ .Int(t)
    Zeitliche Ableitung des Phasengangs des Interferenzsignals
  • φ .Int(t) hat die Form einer Geraden, deren Parameter aus dem abgeleiteten Empfangssignal sein bestimmt werden können. Dazu können Spitzen- bzw. Extremwerte oberhalb bzw. unterhalb eines bestimmten Schwellwerts, da das Interferenzsignal sInt und dessen Ableitung eine höhere Amplitude als die Nutzsignale haben, aufgelistet werden. Deren Mittelwert vor der Ableitung liefert die Amplitude AInt des Interferenzsignals sInt, die Extremwerte im abgeleiteten Eingangssignal sein können zur Bestimmung der Parameter der Geraden und damit zur Bestimmung von φ .Int(t) genutzt werden. Dabei wird durch die Extremwerte eine Gerade gelegt, für die es zwei mögliche Lösungen gibt, die sich um den Faktor –1 unterscheiden (unterschiedliche Steigungen). Die „falsche“ Gerade, d.h. die Gerade mit der „falschen“ Steigung führt zu einer Erhöhung der Störleistung und kann daher als unplausibel ignoriert werden. Sie kann zum Beispiel durch Vergleich der Extremwerte des rekonstruierten Interferenzsignals sInt mit den gemessenen Extremwerten im Empfangssignal sein erkannt werden.
  • Die Ermittlung erfolgt dabei mittels einer Ermittlungseinrichtung 120. Die Ermittlung der Parameter muss dabei jeweils nur für eine Signalkomponente I, Q durchgeführt werden, wobei die Resultate der Parameterermittlung in einem Schritt 130 mittels einer Multipliziereinrichtung 130 mit der abgeleiteten Signalkomponente multipliziert wird.
  • Mittels einer Eliminiereinrichtung 140 (Summierer) wird das gewichtete Ergebnis mit dem Q-Anteil summiert und daraus das Nutzsignal sN erhalten. Mittels einer Kontrolleinrichtung 160 wird danach noch geprüft, ob der Interferenzanteil im Empfangssignal sein erhöht oder erniedrigt ist. Für den Fall, dass der Interferenzanteil erhöht ist, wurde die falsche Gerade verwendet, so dass zur Bildung des Nutzsignals sN die andere Gerade verwendet werden muss. Im Ergebnis liegt damit ein repariertes Eingangssignal vor, welches von Interferenzanteilen bereinigt wurde. Für den Q-Pfad ist die Vorgehensweise identisch, wobei als Eliminiereinrichtung 141 ein Subtrahierer 141 verwendet wird.
  • Wie in 5 dargestellt, ist in ungestörten Bereichen I des Empfangssignals sin die zeitliche Ableitung der Nutzsignale sN sehr klein im Vergleich zur Ableitung eines interferenzbehafteten Empfangssignals sin im Abschnitt II. Interferenz tritt also ausschließlich im Bereich II auf. Das differenzierte Cosinus-Signal wird nun derart gewichtet, dass der Interferenzanteil denselben Amplitudenverlauf wie im Sinus-Signal aufweist. Die Gewichtung muss also (φ .Int(t))–1 betragen, was einen Verlauf ähnlich f(x) = x–1 hat. Da (φ .Int(t))–1 für die Mitte der Interferenzdauer gegen Unendlich tendiert, sollte im System dafür eine Obergrenze gesetzt werden. Das gewichtete Signal wird schließlich vom Sinussignal subtrahiert.
  • Die Ableitung der I-Komponente des Empfangssignals sin lässt sich folgendermaßen mathematisch darstellen: d / dtΣsNutz + d / dtsInt ≈ –AIntφ .Int(t)·sin(φInt(t)) (8)
  • Für die Q-Komponente des Empfangssignals sin gilt: ΣAi·sin(fit + φi) + AInt·sin(φInt(t)) (9)
  • Summe und Gewichtung mit (φ .Int(t))–1 führen zu: ΣAi·sin(fit + φi) + AInt·sin(φInt(t)) – (φ .Int(t))–1·AIntφ .Int(t)·sin(φInt(t)) = sN (10)
  • Auf diese Weise wurde im Ergebnis das Empfangssignal sein vom Interferenzanteil bzw. -signal sInt bereinigt, sodass ein störungsfreies Nutzsignal sN bereitgestellt wird. Bis zu einem gewissen Grad liegt auch ein Verlust an Nutzsignal sN vor, da die gewichtete I-Komponente noch Teile vom Nutzsignal sN beinhaltet.
  • Vorteilhaft ist bei der Vorrichtung 100 von 4a eine hohe Genauigkeit der Parameterschätzung nicht zwingend erforderlich, um die Terme derart zu überlagern, dass bei den Interferenzanteilen eine Auslöschung der Amplituden auftritt. Außerdem muss bei dieser Variante vorteilhaft kein Nullphasenwinkel des Phasengangs bestimmt werden.
  • Eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung 100 ist in 4b schematisch dargestellt. In diesem Fall wird kein IQ-Mischer im Radarsystem verwendet, wobei das Interferenzsignal sInt aus Amplitude und Frequenz des Empfangssignals sin nachgebildet und vom Empfangssignal sin subtrahiert wird. Die Differenziereinrichtung 110 ist dieselbe wie in der Ausführungsform der Vorrichtung 100 von 4a, ebenso die Ermittlungseinrichtung 120. Zusätzlich zur Steigung und zum Achsenabschnitt der Gerade ist in diesem Fall noch der Nullphasenwinkel des Phasengangs zu bestimmen, zum Beispiel durch Ermittlung der Phasenlage des Empfangssignals sin in der Mitte der Interferenzdauer Tint (ca. Mitte des Abschnitts II von 5). Eine zeitliche Dauer der Interferenz wird entweder über die äußersten gesammelten Spitzenwerte bei der Schwellwertdetektion festgestellt oder über die aufgrund der limitierten Empfangsbandbreite höchste vorkommende Frequenz. Da der Frequenzgang des Filters 70 Einfluss auf das Empfangssignal sein nimmt, kann Vorwissen über diesen genutzt werden, um eine Genauigkeit der Vorrichtung 100 zu verbessern.
  • Anhand von nachfolgend in Figuren dargestellten Messdaten kann erkannt werden, dass schneidende Interferenzrampen im Zeitbereich tatsächlich wie in der Simulation von 3 aussehen. Bisherige Veröffentlichungen zeigen Interferenzen, bei denen nur wenige (ca. 3 bis 5) Signalwerte von der Interferenz beeinflusst werden. Der Unterschied im erfindungsgemäßen Verfahren wird auf die mit der hohen Steilheit der Frequenzrampen verbundene hohe Empfängerbandbreite und Abtastrate zurückgeführt, die insbesondere bei einer Chirp-Sequence-Modulation verwendet werden. Daher kann angenommen werden, dass das erfindungsgemäße Verfahren für die Chirp-Sequence-Modulation besonders gut geeignet ist.
  • Für Messzyklen mit auftretender Interferenz wurde versucht, das Störsignal durch die Schätzung mittels der Vorrichtung 100 in 4b zu rekonstruieren.
  • In 6 ist das Empfangssignal sin durchgezogen und das aus der Ableitung des Empfangssignals sein rekonstruierte Interferenzsignal strichliert dargestellt.
  • In 7 ist das gemessene Empfangssignal sin und die Differenz aus Empfangssignal sein und dem rekonstruierten Interferenzsignal sInt als Nutzsignal sN dargestellt. Vorzugsweise sollte die Schätzung der Parameter sehr genau sein, um eine sinnvolle Rekonstruktion durchzuführen.
  • 8a zeigt ein Frequenzspektrum eines Radarsystems vor der Reparatur mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens. Erkennbar ist ein hoher Rauschanteil im Spektrum, wobei keine nahen Ziele vorhanden sind.
  • 8b zeigt das Frequenzspektrum nach der Reparatur. Im Zentrum des Spektrums ist erkennbar, dass das Rauschen und ca. 10 dB gesunken ist, ferner sind auch einzelne Ziele als Linien erkennbar. Dadurch soll angedeutet werden, dass durch das Entfernen des Interferenzanteils der Rauschanteil im Empfangssignal vermindert werden kann.
  • Vorteilhaft kann die Vorrichtung 100 im Radarsystem als ein Softwareprogramm realisiert sein. Denkbar ist jedoch auch, die Vorrichtung 100 als ein Softwareprogramm in einem oder mehreren Steuergeräten eines Kraftfahrzeugs zu implementieren.
  • Zusammenfassend werden mit der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung vorgeschlagen, mit denen ein störender Interferenzanteil aus einem Empfangssignal eines Radarsystems eliminiert werden kann. Dadurch kann eine Detektionsgenauigkeit erhöht und ein Signal-Rausch-Abstand von empfangenen Signalen verbessert sein.
  • Obwohl die Erfindung vorgehend anhand von konkreten Ausführungsbeispielen beschrieben worden ist, ist sie nicht darauf beschränkt. Der Fachmann kann somit auch vorgehend nicht offenbarte Ausführungsformen realisieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 2006/0125682 A1 [0003]

Claims (10)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Radarsystems eines Kraftfahrzeugs, aufweisend die Schritte: – Empfangen eines Empfangssignals (sein); – Ableiten des Empfangssignals (sein) nach der Zeit; – Ermitteln von Parametern eines Interferenzsignals (sInt) aus dem abgeleiteten Empfangssignal (sein); – Rekonstruieren des Interferenzsignals (sInt) aus den Parametern; und – Eliminieren des Interferenzsignals (sInt) aus dem Empfangssignal (sein).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Parameter des Interferenzsignals (sInt) aus Extremwerten des abgeleiteten Empfangssignals (sein) ermittelt werden, wobei aus den Extremwerten eine Gerade ermittelt wird, die ein Maß für eine zeitliche Ableitung eines Phasengangs (φInt) des Interferenzsignals (sInt) ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Amplitude (AInt) des Interferenzsignals (sInt) aus Mittelwerten der Extremwerte des Empfangssignals (sein) ermittelt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei eine Steigung und ein Achsenabschnitt der Geraden ermittelt werden.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Radarsystem einen IQ-Mischer aufweist, wobei zur Ableitung des Empfangssignals (sin) für jeden Pfad des IQ-Mischers eine Differenziereinrichtung (110) verwendet wird, wobei mittels einer Ermittlungseinrichtung (120) die Parameter der Geraden der zeitlichen Ableitung des Phasengangs (φInt) des Interferenzsignals (sInt) ermittelt werden, wobei die für jeden Pfad des IQ-Mischers abgeleiteten Anteile des Empfangssignals (sein) mit der zeitlichen Ableitung des Phasengangs gewichtet werden, und wobei für jeden Pfad des IQ-Mischers die Nutzanteile (sN) des Empfangssignals (sein) ermittelt werden.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Ermittlungseinrichtung (120) nur für einen Signalpfad des IQ-Mischers vorgesehen ist.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei eine Ermittlung eines Nullphasenwinkels des Phasengangs des Interferenzsignals durchgeführt wird.
  8. Vorrichtung (100) zum Betreiben eines Radarsystems eines Kraftfahrzeugs aufweisend: – eine Differenziereinrichtung (110) zum Ableiten des Empfangssignals (sein) nach der Zeit; – eine Ermittlungseinrichtung (120) zum Ermitteln von Parametern des abgeleiteten Empfangssignals (sein), wobei die Parameter ein Maß für eine zeitliche Ableitung eines Phasengangs (φInt) des Interferenzsignals (sInt) darstellen; – eine Rekonstruiereinrichtung (150) zum Rekonstruieren des Interferenzsignals (sInt) aus den Parametern; und – eine Eliminiereinrichtung (140) zum Eliminieren des Interferenzsignals (sInt) aus dem Empfangssignal (sein).
  9. Vorrichtung (100) nach Anspruch 8, wobei das Radarsystem einen IQ-Mischer aufweist, wobei die Ermittlung der Parameter nur für einen Signalpfad des IQ-Mischers durchführbar ist, wobei beide Signalpfade des abgeleiteten Empfangssignals (sein) mit den Parametern gewichtet werden, und wobei die I-Komponente und die Q-Komponente des Nutzsignals (sN) rekonstruiert werden.
  10. Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln zum Ausführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 wenn es auf einer Steuerungseinrichtung abläuft oder auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert ist.
DE102014226073.6A 2014-12-16 2014-12-16 Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Radarsystems eines Kraftfahrzeugs Pending DE102014226073A1 (de)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014226073.6A DE102014226073A1 (de) 2014-12-16 2014-12-16 Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Radarsystems eines Kraftfahrzeugs
US15/535,140 US10564255B2 (en) 2014-12-16 2015-10-27 Method and device for operating a radar system of a motor vehicle
JP2017531404A JP6533293B2 (ja) 2014-12-16 2015-10-27 自動車のレーダシステムを操作するための方法および装置
PCT/EP2015/074791 WO2016096207A1 (de) 2014-12-16 2015-10-27 Verfahren und vorrichtung zum betreiben eines radarsystems eines kraftfahrzeugs
CN201580069050.8A CN107003387B (zh) 2014-12-16 2015-10-27 用于运行机动车的雷达***的方法和设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014226073.6A DE102014226073A1 (de) 2014-12-16 2014-12-16 Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Radarsystems eines Kraftfahrzeugs

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102014226073A1 true DE102014226073A1 (de) 2016-06-16

Family

ID=54352473

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102014226073.6A Pending DE102014226073A1 (de) 2014-12-16 2014-12-16 Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Radarsystems eines Kraftfahrzeugs

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10564255B2 (de)
JP (1) JP6533293B2 (de)
CN (1) CN107003387B (de)
DE (1) DE102014226073A1 (de)
WO (1) WO2016096207A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112034429A (zh) * 2020-01-06 2020-12-04 中国航天科工集团八五一一研究所 一种消除干扰自激的自适应数字对消方法
EP3770628A1 (de) * 2019-07-24 2021-01-27 Veoneer Sweden AB Verfahren zur radarinterferenzabschwächung

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018200763A1 (de) * 2018-01-18 2019-07-18 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Verarbeiten eines Eingabesignals und Radarvorrichtung
US10482768B1 (en) * 2018-05-08 2019-11-19 Denso International America, Inc. Vehicle function impairment detection
KR20200067629A (ko) * 2018-12-04 2020-06-12 삼성전자주식회사 레이더 데이터를 처리하는 장치 및 방법
JP7288330B2 (ja) * 2019-03-29 2023-06-07 古河電気工業株式会社 レーダ装置およびレーダ装置の干渉推定方法
DE102019114551A1 (de) * 2019-05-29 2020-12-03 Infineon Technologies Ag Detektion interferenzbedingter störungen bei fmcw-radarsystemen
CN112684421A (zh) * 2019-10-17 2021-04-20 零八一电子集团有限公司 线性调频连续波雷达相参标校源***
CN112771401B (zh) * 2020-06-24 2022-03-04 华为技术有限公司 目标检测方法、装置、雷达以及车辆
US20220357423A1 (en) * 2021-04-29 2022-11-10 Qualcomm Incorporated Phase based search procedure for radar detection
WO2022269676A1 (ja) * 2021-06-21 2022-12-29 三菱電機株式会社 レーダ装置および干渉波抑圧装置
DE112021007885T5 (de) * 2021-06-25 2024-04-11 Mitsubishi Electric Corporation Radarapparat und interferenzwellenvermeidungsvorrichtung

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060125682A1 (en) 2004-12-15 2006-06-15 Kelly Thomas M Jr System and method for reducing a radar interference signal

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8026839B2 (en) * 2004-07-21 2011-09-27 Daniel Alexander Weber Selective-sampling receiver
US7683827B2 (en) * 2004-12-15 2010-03-23 Valeo Radar Systems, Inc. System and method for reducing the effect of a radar interference signal
JP4747652B2 (ja) 2005-04-15 2011-08-17 株式会社デンソー Ｆｍｃｗレーダ
JP5130034B2 (ja) * 2006-12-27 2013-01-30 株式会社デンソーアイティーラボラトリ 電子走査式レーダ装置
JP2009139321A (ja) 2007-12-10 2009-06-25 Japan Radio Co Ltd レーダ信号処理装置および方法
JP2011053028A (ja) * 2009-08-31 2011-03-17 Toshiba Corp ドップラーレーダ装置及びドップラー速度算出方法
US20130005280A1 (en) * 2011-06-28 2013-01-03 Hong Kong Applied Science and Technology Research Institute Company Limited Method for constructing a wireless communication device to achieve motion sensing function
JP6080582B2 (ja) * 2013-02-07 2017-02-15 三菱電機株式会社 画像レーダ装置
CN103543126B (zh) * 2013-10-30 2015-12-30 北京航天易联科技发展有限公司 用于气体监测干涉信号干扰下的信号修正补偿计算方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060125682A1 (en) 2004-12-15 2006-06-15 Kelly Thomas M Jr System and method for reducing a radar interference signal

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3770628A1 (de) * 2019-07-24 2021-01-27 Veoneer Sweden AB Verfahren zur radarinterferenzabschwächung
CN112034429A (zh) * 2020-01-06 2020-12-04 中国航天科工集团八五一一研究所 一种消除干扰自激的自适应数字对消方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP6533293B2 (ja) 2019-06-19
CN107003387B (zh) 2021-05-14
US20170343646A1 (en) 2017-11-30
US10564255B2 (en) 2020-02-18
JP2017538121A (ja) 2017-12-21
WO2016096207A1 (de) 2016-06-23
CN107003387A (zh) 2017-08-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102014226073A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Radarsystems eines Kraftfahrzeugs
DE19822957C1 (de) Verfahren zur Detektion und Unterdrückung von Störsignalen in SAR-Daten und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE102013207464B4 (de) Messverfahren und Messgerät zur Vermessung von breitbandigen Messsignalen
EP3154233B2 (de) Messgerät und messverfahren zur detektion von simultanen doppelaussendungen
EP3385750A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur verarbeitung von sar-rohdaten
DE112018007697T5 (de) Radarvorrichtung, Verfahren zum Erfassen des Ausfalls einer Radarvorrichtung und Verfahren zum Betrieb einer Radarvorrichtung
DE102020210149B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen von Frequenzstörungen in einem Empfangssignal eines aktiven Mehrkanal-SAR-Systems
DE102019115245A1 (de) Mehrfachzielerfassung mit einem cdma-radarsystem
DE102013205312A1 (de) Funktionsprüfung eines Ultraschallsensors
DE102015013389A1 (de) Verfahren zur Detektion eines schnellen Ziels mittels einer Radaranlage
DE112008001249T5 (de) Funkempfangsvorrichtung und Rauscheliminierungsverfahren in dieser Vorrichtung
DE102010044742A1 (de) Verfahren und Vorrichrung zur Bestimmung einer aus dem Doppler-Effekt resultierenden Doppler-Frequenzverschiebung
DE102018221285A1 (de) Verfahren zur Interferenzunterdrückung und Verfahren zur Signalwiederherstellung
EP3132282A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur schallbasierten umfelddetektion
DE102017129168A1 (de) Verfahren zur Spektrumklassifizierung, Verfahren zur Klassifizierung sowie Empfangsvorrichtung
DE102016012893A1 (de) Sende-/Empfänger-Schaltkreise
DE112020007670T5 (de) Signalverarbeitungsvorrichtung, radarvorrichtung, radarbetriebsverfahren und radarbetriebsprogramm
EP3064960A1 (de) Verfahren zum betrieb eines dauerstrichradardetektors und dauerstrichradardetektor
DE102005037628B3 (de) Verfahren zum Erfassen eines Objektes mittels Radar
EP4196818B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum bestimmen von frequenzstörungen in einem empfangssignal eines aktiven mehrkanal-sar-systems
DE102020203238B4 (de) Verfahren und System zur Bestimmung eines Mehrwegeeinflusses, Verfahren zur Positionsbestimmung eines Objekts und Vorrichtung zur Datenverarbeitung
DE19604676A1 (de) Verfahren zur Unterdrückung von Störsignalen bei einem Pulsdopplerradar
DE102012212902A1 (de) Verfahren zum Betrieb eines Umfelderfassungssystems eines Fahrzeugs und Umfelderfassungssystem
DE10136626A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen des spektralen Verlaufs von elektromagnetischen Signalen innerhalb eines vorgegebenen Frequenzbereichs
WO2021074111A1 (de) Verfahren, computerprogramm, elektronisches speichermedium und vorrichtung zum auswerten von optischen empfangssignalen

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed