DE102019110525B4 - Kalibrierung eines radarsystems - Google Patents

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Abstract

Verfahren, das aufweist:Erzeugen eines HF-Oszillatorsignals (sLO(t)) und Verteilen des HF-Oszillatorsignals (sLO(t)) an mehrere Phasenschieber, von denen jeder ein entsprechendes phasenverschobenes HF-Oszillatorsignal (sLO,2(t), sLO,3(t), sLO,4(t), sLO,5(t)) bereitstellt;Empfangen der phasenverschobenen HF-Oszillatorsignale (sLO,2(t), sLO,3(t), sLO,4(t), sLO,5(t)) durch entsprechende Radarchips (2, 3, 4, 5);Abstrahlen des von einem ersten der Radarchips (3) empfangenen phasenverschobenen HF-Oszillatorsignals (sLO,3(t)) über einen ersten HF-Ausgangskanal (TX3.1) des ersten der Radarchips (3), wobei das abgestrahlte Signal an einem Marker (8), der relativ zu den mit den Radarchips (2, 3, 4, 5) gekoppelten Antennen eine vorgegebene Position aufweist, zurückgestreut wird;Empfangen des zurückgestreuten Signals durch zumindest einen HF-Eingangskanal (RX2.1, ..., RX3.1, ..., RX4.1, ..., RX5.1, ...) eines jeden Radarchips (2, 3, 4, 5);Erzeugen mehrerer Basisbandsignale durch Herabmischen der empfangenen Signale in dem zumindest einen HF-Eingangskanal (RX2.1, ..., RX3.1, ..., RX4.1, ..., RX5.1, ..) eines jeden Radarchips (2, 3, 4, 5) in ein Basisband unter Verwendung der durch die betreffenden Radarchips (2, 3, 4, 5) empfangenen, phasenverschobenen HF-Oszillatorsignale (sLO,2(t), sLO,3(t), sLO,4(t), sLO,5(t)); undEinstellen der durch die Phasenschieber bewirkten Phasenverschiebungen (Δϕ1.1, Δϕ1.2, Δϕ1.3, Δϕ1.4) derart, dass die Phasen der Basisbandsignale zu einer vorgegebenen Phase-versus-Antennenposition-Kennlinie passen.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet von Radarsensoren, insbesondere ein neues Konzept zum Kalibrieren eines Radarsystems mit mehreren Eingangs- und mehreren Ausgangskanälen.
  • HINTERGRUND
  • Radarsensoren können in zahlreichen Erfassungsanwendungen, bei denen Abstände und Geschwindigkeiten von Objekten zu messen sind, gefunden werden. Im Automotive-Sektor besteht ein gesteigerter Bedarf an Radarsensoren, die in sogenannten fortgeschrittenen Fahrerassistenzsystemen (advanced driver-assistance systems, ADAS) verwendet werden. Beispiele für ein fortgeschrittenes Fahrerassistenzsystem sind Systeme zur adaptiven Geschwindigkeitsregelung (adaptive cruise control, ACC) bzw. radargestützten Geschwindigkeitsregelung (radar cruise control, RCC). Derartige Systeme können verwendet werden, um die Geschwindigkeit eines Automobils automatisch einzustellen, um einen sicheren Abstand von anderen, vorausfahrenden Automobilen einzuhalten. Andere Beispiele für ein fortgeschrittenes Fahrerassistenzsystem sind Überwachungen des toten Winkels (blind-spot monitors), welche Radarsensoren einsetzen können, um andere Fahrzeuge in einem toten Winkel eines Fahrzeugs zu detektieren. Insbesondere autonome Autos können zahlreiche Sensoren wie beispielsweise Radarsensoren verwenden, um verschiedene Objekte in ihren Umgebungen zu detektieren und zu lokalisieren. Informationen über die Position und Geschwindigkeit von Objekten im Bereich eines autonomen Autos werden verwendet, um dabei zu helfen, sicher zu fahren.
  • Moderne Radarsysteme verwenden hochintegrierte HF-Schaltungen, die alle Kernfunktionen eines HF-Front-Ends eines Radar-Sendeempfängers in einem einzigen Package (Ein-Chip-Sendeempfänger) enthalten können. Derartige HF-Front-Ends enthalten üblicherweise unter anderem einen HF-Lokaloszillator (LO), Leistungsverstärker (power amplifiers, PA), rauscharme Verstärker (low-noise amplifiers, LNA), und Mischer. Frequenzmodulierte Dauerstrich- (frequency-modulated continuous-wave, FMCW) Radarsysteme verwenden Radarsignale, deren Frequenz durch Aufwärts- und Abwärtsrampen der Signalfrequenz moduliert werden. Derartige Radarsignale werden oft als „Chirp-Signale“ oder einfach als „Chirps“ bezeichnet. Ein Radarsensor strahlt üblicherweise Sequenzen von Chirps unter Verwendung von einer oder mehr Antennen ab, und das abgestrahlte Signal wird durch ein oder mehr Objekte (als Radar-Targets bezeichnet), die sich im „Sichtbereich“ eines Radarsensors befinden, zurückgestreut. Die zurückgestreuten Signale (Radar-Echos) werden durch den Radarsensor empfangen und verarbeitet. Die Detektion der Radar-Targets erfolgt üblicherweise unter Verwendung von digitaler Signalverarbeitung.
  • Es sind verschiedene Radarsysteme für Automobil- und andere Anwendungen an sich bekannt und zahlreich publiziert. Die Publikation DE 102018207718A1 betrifft ein Radarsystem mit einem Empfangsantennenarray und mehreren Empfangseinheiten. Insbesondere wird das Thema Phasenkalibrierung behandelt, was für die Genauigkeit der Winkelbestimmung von Bedeutung ist. Die Publikation DE 102018117688A1 betrifft ebenfalls ein integrierten Radarsystem mit mehreren Hochfrequenz-Chipbausteinen. Im Übrigen wird auf die Publikationen DE 102010002004A1 , US 20180120427A1 ,
    DE 102013216970A1 und US 20170307729A1 verweisen, welche ebenfalls Radarsysteme für Automobilanwendungen betreffen.
  • Moderne FMCW-Radarsysteme können mehrere Eingangs- und mehrere Ausgangs-Kanäle enthalten und werden deshalb als Mehrfach-Eingangs-/Mehrfach-Ausgangs-(multiple input/multiple output, MIMO) Systeme bezeichnet. Die HF-Front-Ends des Radarsystems können über mehrere Halbleiterchips, die als monolithisch integrierte Mikrowellenschaltungen (monolithic microwave integrated circuits, MMICs) bezeichnet werden, verteilt sein. Derartige Radarsysteme sind nicht nur dazu in der Lage, Abstände zu messen, sondern auch die entsprechenden Geschwindigkeiten und Azimutalwinkel (auch als Einfallsrichtung (Direction of Arrival, DoA) der Radarechos bezeichnet). Insbesondere die Winkelmessung erfordert eine Kalibrierung der Phasen der gesendeten Radarsignale, um die gewünschte Genauigkeit zu erhalten. Allerdings kann die Phasenkalibrierung bei Radarsystemen mit mehreren Radar-MMICs einige Herausforderungen, die bei Ein-Chip-Lösungen nicht auftreten, mit sich bringen.
  • ÜBERBLICK
  • Hierin wird ein Verfahren zum Kalibrieren eines Radarsystems beschrieben. Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Verfahren das Erzeugen eines HF-Oszillatorsignals und das Verteilen des HF-Oszillatorsignals auf mehrere Phasenschieber, von denen jeder ein entsprechendes phasenverschobenes HF-Oszillatorsignal liefert. Das Verfahren beinhaltet weiterhin das Empfangen der phasenverschobenen HF-Oszillatorsignale durch entsprechende Radarchips und das Abstrahlen des phasenverschobenen HF-Oszillatorsignals über einen ersten HF-Ausgangskanal eines ersten der Radarchips. Das abgestrahlte Signal wird an einem Marker, der eine vorgegebene Position relativ zu den mit den Radarchips gekoppelten Antennen besitzt, zurückgestreut. Das Verfahren beinhaltet weiterhin das Empfangen des zurückgestreuten Signals durch zumindest einen HF-Eingangskanal eines jeden Radarchips und das Erzeugen mehrerer Basisbandsignale durch Herabmischen der empfangenen Signale in ein Basisband in dem zumindest einen HF-Eingangskanal unter Verwendung der durch die entsprechenden Radarchips empfangenen, phasenverschobenen HF-Oszillatorsignale. Das Verfahren beinhaltet weiterhin das Bestimmen einer Phase für jedes Basisbandsignal und das Einstellen der durch die Phasenschieber bewirkten Phasenverschiebungen derart, dass die Phasen des Basisbandsignals zu einer vorgegebenen Phase-gegenüber-Antennenposition-Kennlinie passen.
  • Weiterhin wird ein entsprechendes Radarsystem beschrieben. Gemäß einer Ausführungsform enthält das System einen Master-Radarchip und mehrere Slave-Radarchips, wobei jeder der Slave-Radarchips einen oder mehr mit entsprechenden Sendeantennen gekoppelte HF-Ausgangskanäle und einen oder mehr mit entsprechenden Empfangsantennen gekoppelte HF-Eingangskanäle aufweist. Ein HF-Oszillator ist in dem Master-Radarchip enthalten und dazu ausgebildet, ein HF-Oszillatorsignal zu erzeugen. Das System beinhaltet weiterhin eine Signalverteilungsschaltung, die in dem Master-Radarchip enthalten und dazu ausgebildet ist, das HF-Oszillatorsignal von dem HF-Oszillator zu empfangen, das HF-Oszillatorsignal an mehrere Phasenschieber, die dazu ausgebildet sind, dem HF-Oszillatorsignal eine Phasenverschiebung aufzuprägen, zu verteilen und die phasenverschobenen HF-Oszillatorsignale an die Slave-Radarchips auszugeben. Die HF-Ausgangskanäle eines jeden Slave-Radarchips sind dazu ausgebildet, ein HF-Radarsignal abzustrahlen, das auf dem durch den entsprechenden Slave-Radarchip empfangenen HF-Oszillatorsignal basiert. Das System enthält weiterhin eine Abdeckung, die einen Marker mit einer vorgegebenen Position relativ zu den Sendeantennen und den Empfangsantennen aufweist. Die HF-Eingangskanäle der Slave-Radarchips sind dazu ausgebildet, HF-Radarsignale, die an dem Marker zurückgestreut werden, zu empfangen und die empfangen HF-Radarsignale unter Verwendung des durch die entsprechenden Slave-Radarchips empfangenen, phasenverschobenen HF-Oszillatorsignals in ein Basisband herabzumischen. Auf diese Weise wird für jeden HF-Eingangskanal eines jeden Slave-Radarchips ein Basisbandsignal erzeugt. Das System beinhaltet weiterhin eine Controllerschaltung, die dazu ausgebildet ist, von jedem der Basisbandsignale eine Phase zu bestimmen und die durch die Phasenschieber der Signalverteilungsschaltung bewirkten Phasenverschiebungen derart einzustellen, dass die Phasen der Basisbandsignale zu einer vorgegebenen Phase-gegenüber-Antennenposition-Kennlinie passen.
  • Figurenliste
  • Die Erfindung lässt sich unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen und Beschreibungen besser verstehen. Die Komponenten in den Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu; vielmehr wurde Wert daraufgelegt, die Prinzipien der Erfindung zu veranschaulichen. In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen entsprechende Teile. Zu den Zeichnungen:
    • 1 ist eine Skizze, die ein Arbeitsprinzip eines FMCW-Radarsystems zur Abstands- und/oder Geschwindigkeitsmessung veranschaulicht.
    • 2 enthält zwei Zeitverlaufsdiagramme, die die Frequenzmodulation des bei FMCW-Radarsystemen verwendeten HF-Signals veranschaulichen.
    • 3 ist ein Blockschaltbild, das die Grundstruktur einer FMCW-Radareinrichtung veranschaulicht.
    • 4 ist ein Schaltbild, das ein Beispiel für ein Analog-HF-Front-End und eine analoge Basisbandsignalverarbeitung veranschaulicht.
    • 5 zeigt ein Beispiel eines MIMO-Radarsystems, das mehrere kaskadierte MMICs enthält.
    • 6 zeigt ein Beispiel eines MIMO-Radarsystems, das mehrere kaskadierte MMICs (Master und Slaves) enthält und eine wirkungsvolle Kalibrierung ermöglicht.
    • Die 7 und 8 zeigen ein Beispiel einer Phase-gegenüber-Antennenposition-Kennlinie (Phase-versus-Antennenposition-Kennlinie, phase-over-antenna-position characteristic), die zum Kalibrieren des Radarsystems von 6 verwendet wird; 7 zeigt die Situation vor dem ersten Kalibrierungsschritt und 8 die Situation nach dem ersten Kalibrierungsschritt.
    • 9 zeigt das System von 6 mit kalibrierten Phasen des durch die Slave-MMICs empfangenen LO-Signals.
    • 10 zeigt die Phasen-Offsets der gewünschten Phase-gegenüber-Antennenposition-Kennlinie (siehe 8), die in dem zweiten Kalibrierungsschritt, in dem die Phasen der abgestrahlten HF-Ausgangssignale kalibriert werden, gemessen werden.
    • 11 zeigt das System von 9 mit kalibrierten Phasen der mit entsprechenden Sendeantennen verbundenen HF-Ausgangskanäle.
    • 12 ist ein Flussdiagramm, das eine Ausführungsform einer bei dem hierin beschriebenen Radarsystem verwendeten Phasenkalibrierung veranschaulicht.
    • 13 ist ein Flussdiagramm, das eine Ausführungsform einer bei dem hierin beschriebenen Radarsystem verwendeten weiteren Phasenkalibrierung veranschaulicht
    • 14 zeigt einen Teil des in den 9 und 11 gezeigten Systems ausführlicher, insbesondere im Hinblick auf das Überwachen der Phasen der HF-Ausgangssignale.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • 1 veranschaulicht einen herkömmlichen FMCW-Radarsensor 1. Bei dem vorliegenden Beispiel werden separate Sende-(TX)- und Empfangs-(RX)-Antennen 5 bzw. 6 verwendet (bistatische oder pseudo-monostatische Radarkonfiguration). Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass eine einzige Antenne verwendet werden kann, so dass die Empfangsantenne und die Sendeantenne physisch dieselbe sind (monostatische Radarkonfiguration). Die Sendeantenne 5 strahlt (quasi-)-kontinuierlich ein HF-Signal sHF(t), das, zum Beispiel durch ein sägezahnförmiges Signal, frequenzmoduliert ist, ab. Wenn das abgestrahlte Signal sHF(t) an einem Objekt T, das sich im Sichtbereich des Radarsystems befinden kann, zurückgestreut wird, wird das zurückgestreute HF-Signal yHF(t) durch die Empfangsantenne 6 empfangen. Das Objekt T wird üblicherweise als „Radar-Target“ bezeichnet. Bei einem allgemeineren Beispiel können sich mehrere Targets im Sichtbereich eines Radarsensors befinden und eine einzige RX-Antenne kann anstelle eines Antennenarrays verwendet werden. Ähnlich kann ein Antennenarray anstelle einer einzigen TX-Antenne verwendet werden. Die Verwendung mehrerer RX- und TX-Antennen in einem Mehrkanal-Radarsystem ermöglicht die Messung des Einfallswinkels eines Radarechos (Azimutalwinkel), der üblicherweise als Einfallsrichtung (direction of arrival, DoA) bezeichnet wird. Die Messung der Einfallsrichtung ist für viele Anwendungen wichtig und deshalb verwenden die meisten Radarsensoren Antennenarrays. Um die Zeichnungen einfach zu halten, sind in den 1 und 3 nur eine TX-Antenne und eine RX-Antenne gezeigt. Es versteht sich, dass die unter Bezugnahme auf diese Figuren beschriebenen Konzepte leicht auf Radarsensoren mit Antennenarrays anwendbar sind.
  • 2 veranschaulicht die erwähnte herkömmliche Frequenzmodulation des Signals sHF(t). Wie in dem oberen Diagramm von 2 gezeigt, ist das Signal SHF(t) aus einer Sequenz von „Chirps“, d.h. sinusförmiger Wellenformen mit ansteigender (Aufwärts-Chirp) oder abfallender (Abwärts-Chirp) Frequenz zusammengesetzt. Bei dem vorliegenden Beispiel steigt die Momentanfrequenz fLO(t) innerhalb einer definierten Zeitspanne TRAMP von einer Startfrequenz fSTART zu einer Stopfrequenz fSTOP linear an (siehe unteres Diagramm von 2). Ein derartiger Chirp wird auch als lineare Frequenzrampe bezeichnet Ein frequenzmoduliertes Signal mit drei identischen linearen Frequenzrampen ist in 2 dargestellt. Es wird jedoch angemerkt, dass die Parameter fSTART, fSTOP, TRAMP sowie die Pause zwischen den einzelnen Frequenzrampen abhängig von der tatsächlichen Implementierung der Radareinrichtung 1 variieren kann und auch während des Betriebs der Radareinrichtung variieren kann.
  • 3 ist ein Blockschaltbild, das eine beispielhafte Struktur des Radarsensors 1 veranschaulicht. Dementsprechend sind an ein HF-Front-End 10 das in einem üblicherweise als monolithisch integrierte Mikrowellenschaltung (MMIC) bezeichneten Halbleiterchip integriert sein kann, zumindest eine Sendeantenne 5 (TX-Antenne(n)) und zumindest eine Empfangsantenne 6 (RX-Antenne(n)) angeschlossen. Das HF-Front-End 10 kann sämtliche für die HF-Signalverarbeitung erforderlichen Schaltungskomponenten enthalten. Derartige Schaltungskomponenten können zum Beispiel einen Lokaloszillator (LO), HF-Leistungsverstärker, rauscharme Verstärker (LNAs), Richtkoppler wie beispielsweise Rat-Race-Koppler und Zirkulatoren enthalten, sowie Mischer für die Herabmischung von HF-Signalen (z.B. das empfangene Signal yHF(t), siehe 1) in das Basisband oder ZF-Band. Wie erwähnt, können Antennenarrays anstelle von einzelnen Antennen verwendet werden. Das dargestellte Beispiel zeigt ein bistatisches (oder pseudo-monostatisches) Radarsystem, das separate RX- und TX-Antennen aufweist. Im Fall eines monostatischen Radarsystems kann eine einzige Antenne oder ein einziges Antennenarray sowohl zum Empfangen als auch Senden elektromagnetischer (Radar)-Signale verwendet werden. In diesem Fall kann ein Richtkoppler (z.B. ein Zirkulator) verwendet werden, um an den Radarkanal zu sendende HF-Signale von von dem Radar-Kanal empfangenen HF-Signalen zu separieren.
  • Im Fall eines FMCW-Radarsensors können die durch die TX-Antenne 5 abgestrahlten HF-Signale im SHF-(super hohe Frequenz)- oder EHF-(extrem hohe Frequenz)-Band liegen, z.B. im 24 GHz ISM-Band oder im Bereich von z.B. etwa 76-81 GHz bei Automotive-Anwendungen. Wie erwähnt enthält das durch die RX-Antenne 6 empfangene HF-Signal die Radarechos, d.h. die Signale, die an dem/den Radar-Target(s) zurückgestreut wurden. Das empfangene HF-Signal yHF(t) wird in das Basisband herabgemischt und im Basisband unter Verwendung von analoger Signalverarbeitung (siehe 3, Basisbandsignalverarbeitungskette 20), die im Wesentlichen das Filtern und die Verstärkung des Basisbandsignals beinhaltet und daher die Bandbreite des empfangenen Signals bestimmt, weiterverarbeitet. Das Basisbandsignal wird letztlich unter Verwendung von einem oder mehr Analog-Digital-Wandlern 30 digitalisiert und in der digitalen Domäne weiterverarbeitet (siehe 3, digitale Signalverarbeitungskette, die z.B. in dem digitalen Signalprozessor 40 implementiert ist). Das Gesamtsystem wird durch einen Systemcontroller 50, der zumindest teilweise unter Verwendung eines Prozessors, der geeignete Software-Firmware ausführt, implementiert ist, gesteuert. Der Prozessor kann z.B. in einem Mikrocontroller, einem digitalen Signalprozessor oder dergleichen enthalten sein. Der digitale Signalprozessor 40 (DSP) kann Teil des Systemcontrollers 50 oder getrennt von diesem sein. Das HF-Front-End 10 und die analoge Basisbandsignalverarbeitungskette 20 und optional auch der ADC 30 sowie ein Teil der digitalen Signalverarbeitung können in einer einzigen MMIC integriert sein. Allerdings können die Komponenten auf zwei oder mehr integrierte Schaltungen verteilt sein.
  • 4 veranschaulicht eine beispielhafte Implementierung des HF-Front-Ends 10, das in dem in 3 gezeigten Radarsystem enthalten sein kann. Es wird angemerkt, dass es sich bei 4 um ein vereinfachtes Schaltbild handelt, das die Grundstruktur eines HF-Front-Ends veranschaulicht. Tatsächliche Implementierungen, die stark von der Anwendung abhängen können, sind selbstverständlich komplexer und können mehrere RX- und/oder TX-Kanäle in einer einzigen MMIC enthalten. Das HF-Front-End 10 enthält einen Lokaloszillator 101 (LO), der ein HF-Signal sLO(t) erzeugt, das frequenzmoduliert sein kann wie oben unter Bezugnahme auf 2 erläutert. Das Signal sLO(t) wird auch als LO-Signal bezeichnet. Üblicherweise enthält der Lokaloszillator 101 eine Phasenregelschleife (phase-locked loop, PLL).
  • Das LO-Signal sLO(t) wird in dem Sendesignalpfad sowie im Empfangssignalpfad verarbeitet. Das Sendesignal sHF(t) (ausgehendes Radarsignal), das durch die TX-Antenne 5 abgestrahlt wird, wird durch Verstärken des LO-Signals sLO(t), z.B. unter Verwendung eines HF-Leistungsverstärkers 102, erzeugt. Der Ausgang des Verstärkers 102 ist mit der TX-Antenne 5 gekoppelt. Die zwischen den LO und eine bestimmte TX-Antenne gekoppelte HF-Signalverarbeitungskette wird als TX-Kanal oder HF-Ausgangskanal, der bei dem Beispiel von 4 mit TX1 beschriftet ist, bezeichnet. Um die Phase des ausgehenden Radarsignals sHF(t) einzustellen, enthält der betreffende Ausgangskanal TX1 einen Phasenschieber 103, der zwischen einen Eingangsschaltungsknoten des Ausgangskanals TX1 (an dem das LO-Signal sLO(t) empfangen wird) und den HF-Verstärker 102 gekoppelt sein kann. Der Phasenschieber 103 kann auch nach dem HF-Verstärker 102 angeordnet sein, oder er kann einen Teil des HF-Verstärkers 102 darstellen.
  • Das empfangene Signal yHF(t) (eingehendes Radarsignal), das durch die RX-Antenne 6 geliefert wird, wird an einen Mischer 104 geleitet. Bei dem vorliegenden Beispiel wird das empfangene Signal yHF(t) (d.h. das Antennensignal) durch einen HF-Verstärker 105 (Verstärkung g) vorverstärkt, so dass der Mischer das verstärkte Signal g·yHF(t) an seinem HF-Eingangsanschluss empfängt. Der Mischer 104 empfängt weiterhin das LO-Signal sLO(t) an seinem Referenzeingangsanschluss und ist dazu ausgebildet, das verstärkte Signal g·yHF(t) in das Basisband herabzumischen. Das resultierende Basisbandsignal am Mischerausgang ist mit yBB(t) bezeichnet. Das Basisbandsignal yBB(t) wird durch die analoge Basisbandsignalverarbeitungskette 20 (siehe auch 3), die im Wesentlichen ein oder mehr Filter (z.B. einen Bandpass 21 oder eine Kombination aus Hochpass- und Tiefpassfiltern) enthält, um unerwünschte Seitenbänder zu entfernen und Spiegelfrequenzen zu entfernen, sowie einen oder mehr Verstärker wie beispielsweise einen Verstärker 22 enthält, weiterverarbeitet. Das analoge Ausgangssignal, das einem Analog-Digital-Wandler zugeführt wird (vgl. 3), ist mit y(t) bezeichnet. Verschiedene Techniken für die digitale Nachverarbeitung des digitalisierten Ausgangssignals (digitales Radarsignal) sind als solche bekannt (z.B. Range Doppler Analyse) und werden deshalb hierin nicht weiter erörtert. Die HF-Signalverarbeitungskette, die zwischen eine bestimmte RX-Antenne und den ADC, der das betreffende digitale Basisbandsignal liefert, gekoppelt ist, wird als RX-Kanal oder RX-Eingangskanal, der bei dem Beispiel von 4 mit RX1 beschriftet ist, bezeichnet.
  • Bei dem vorliegenden Beispiel mischt der Mischer 104 das HF-Signal g·yHF(t) (verstärktes Antennensignal) in das Basisband herab. Das betreffende Basisbandsignal (Mischerausgangssignal) ist mit yBB(t) bezeichnet. Die Herabmischung kann in einer einzigen Stufe (z.B. vom HF-Band in das Basisband) oder über eine oder mehr Zwischenstufen (vom HF-Band in ein Zwischenfrequenzband und nachfolgend in das Basisband) erreicht werden.
  • 5 ist ein Blockschaltbild, das ein allgemeines Beispiel eines MIMO-Radarsystems mit mehreren gekoppelten (kaskadierten) MMICs veranschaulicht. Bei dem abgebildeten Beispiel sind vier MMICs 1, 2, 3, 4 auf einem Träger, z.B. einer Leiterplatte (printed circuit board, PCB), angeordnet. Jede der MMICs kann mehrere HF-Eingangskanäle RX1, RX2, RX3, RX4 sowie mehrere HF-Ausgangskanäle TX1, TX2, TX3 enthalten. Für einen ordnungsgemäßen Betrieb des Radarsystems ist es wichtig, dass die durch die einzelnen MMICs 1, 2, 3 und 4 verwendeten LO-Signale kohärent sind. Aus diesem Grund wird das LO-Signal sLO(t) in einer MMIC 1 - der Master-MMIC - erzeugt und auf die anderen, als Slave-MMICs bezeichneten MMICs 2, 3 und 4 verteilt. Bei dem abgebildeten Beispiel wird das LO-Signal sLO(t) an einem LO-Ausgang LOout der Master-MMIC 1 ausgegeben und an einen Eingang eines HF-Leistungsteilers 8 (der z.B. als Wilkinson-Leistungsteiler implementiert ist) geleitet; die Ausgänge des HF-Leistungsteilers 8 sind mit entsprechenden LO-Eingängen LOin der Slave-MMICs 2, 3 und 4 gekoppelt. Abhängig von dem Chip-Package können die LO-Eingänge LOin und die LO-Ausgänge LOout als Pins, Lotbällchen oder dergleichen implementiert sein. Bei bestimmten Beispielen können die LO-Eingänge LOin und die LO-Ausgänge LOout durch Rekonfigurieren eines Ausgangspins des Ausgangskanals TX3 implementiert werden. Allerdings können separate Pins ebenso gut als LO-Eingänge LOin und LO-Ausgänge LOout verwendet werden.
  • Bei dem abgebildeten Beispiel können die Ausgänge der TX-Kanäle TX1 und TX2 einer jeden MMIC mit entsprechenden Sendeantennen gekoppelt werden. Ähnlich können die Eingänge der RX-Kanäle RX1, RX2, RX3 und RX4 einer jeden MMIC mit entsprechenden Empfangsantennen gekoppelt werden. Die Verbindung zwischen den MMICs 1, 2, 3 und 4 und dem Leistungsteiler 8 können zum Beispiel durch (z.B. differentielle) Strip-Lines (Streifenleitungen), die auf der Leiterplatte PCB angeordnet sind, implementiert werden. Auch der Leistungsteiler 8 selbst kann unter Verwendung von Strip-Lines, die auf der Leiterplatte PCB angeordnet sind, implementiert werden. Es sollte angemerkt werden, dass sämtliche MMICs Lokaloszillatoren enthalten können, die jedoch in jenen MMICs, die als Slave-MMICs konfiguriert sind, nicht verwendet werden. Während des normalen Radarbetriebs wird das LO-Signal in der Master-MMIC 1 erzeugt und auf die Slave-MMICs verteilt, was sicherstellt, dass die durch verschiedene MMICs empfangenen und verarbeiteten LO-Signale kohärent sind.
  • Bei dem Beispiel von 5 erzeugt die Master-MMIC 1 das LO-Signal sLO(t) basierend auf einem (System-)-Taktsignal sCLK(t), das durch einen in der Master-MMIC 1 enthaltenen Taktgenerator erzeugt werden kann. Alternativ kann das Taktsignal sCLK(t) durch den Systemcontroller (vgl. 3, in 5 nicht gezeigt) oder durch einen separaten Taktgenerator erzeugt werden. Bei dem vorliegenden Beispiel wird das Taktsignal sCLK(t) auch durch die Master-MMIC 1 ausgegeben (Taktausgang XOUT) und an die Slave-MMICs 2, 3 und 4 verteilt (Takteingänge XIN). Üblicherweise besitzt das Taktsignal eine Frequenz von einigen MHz (z.B. 500 MHz), wohingegen das LO-Signal üblicherweise eine Frequenz von einigen GHz (z.B. 77 GHz) besitzt. Bei einigen Anwendungen können die Master-MMICs 1 dazu ausgebildet sein, das Taktsignal sCLK(t) und das LO-Signal sLO(t) an die Slave-MMICs zu liefern, wobei die HF-Eingangs- und -Ausgangskanäle der Master-MMIC nicht verwendet werden. In diesem Fall besteht der Hauptzweck der Master-MMIC in der Signalerzeugung und -verteilung. Obwohl ein Systemcontroller in 5 nicht gezeigt ist, ist er nichtsdestotrotz vorhanden. Der Systemcontroller kann mit den MMICs 1, 2, 3 und 4 über eine digitale Hochgeschwindigkeitsverbindung (z.B. Low Voltage Differential Signaling, LVDS oder Serial PeripheralInterface, SPI), die dazu in der Lage ist, die durch die einzelnen RX-Kanäle gelieferten, digitalisierten Basisbandsignale an den Systemcontroller zu übertragen, verbunden sein. In diesem Fall wäre die digitale Signalverarbeitung in dem Systemcontroller zentralisiert. Allerdings kann, wie bereits erwähnt, zumindest ein Teil der digitalen Signalverarbeitung in den MMICs erfolgen, so dass nur verarbeitete Daten wie beispielsweise berechnete Phasenwerte, Range-Doppler-Maps, etc. an den Systemcontroller übermittelt werden müssen. Wie erwähnt, kann die tatsächliche Implementierung stark von der konkreten Anwendung abhängen.
  • 6 veranschaulicht ein weiteres Beispiel eines kaskadierten MIMO-Radarsystems, das eine vergleichsweise einfache Online-(außerhalb der Fertigungsstätte)-Kalibrierung (und falls erforderlich, schnelle Neukalibrierung) der Phasen der durch die TX-Kanäle der einzelnen MMICs ausgegebenen HF-Radarsignale als auch der Phasen der durch die RX-Kanäle der einzelnen MMICs verwendeten LO-Signale ermöglicht. Bei diesem Beispiel arbeitet die Master-MMIC 1 im Wesentlichen als LO-Signalerzeugungs- und -verteilungsschaltung, während die RX-Kanäle und die TX-Kanäle, die mit den betreffenden Sende- und Empfangsantennen gekoppelt sind, in den Slave-MMICs 2, 3, 4 und 5 enthalten sind.
  • Bei dem Beispiel von 6 enthält die Master-MMIC 1 einen Lokaloszillator 101, der üblicherweise durch einen spannungsgesteuerten Oszillator, der in einer Phasenregelschleife geschaltet ist, implementiert ist. Das resultierende LO-Signal sLO,1(t) wird den Ausgangskanälen TX1.1, TX1.2, TX1.3 und TX1.4 der Master-MMIC zugeführt. Die HF-Ausgangssignale der Ausgangskanäle TX1.1, TX1.2, TX1.3 und TX1.4 sind dazu ausgebildet, LO-Signale sLO,2(t), sLO,3(t), sLO,4(t) bzw. sLO,5(t), die im Wesentlichen phasenverschobene und verstärkte Versionen des LO-Signals sLO,1(t) sind, auszugeben. Die LO-Signale sLO,2(t), sLO,3(t), sLO,4(t) und sLO,5(t) werden (z.B. über Strip-Lines) an die LO-Eingänge der Slave-MMICs 2, 3, 4 bzw. 5 geroutet. Die Ausgangskanäle TX1.1, TX1.2, TX1.3 und TX1.4 der Master-MMIC können ähnlich zu dem TX-Kanal bei dem Beispiel von 4 implementiert werden. Allerdings können die Verstärkungen der in den Ausgangskanälen TX1.1, TX1.2, TX1.3 und TX1.4 verwendeten Verstärker geringer sein als die Verstärkungen, die in an eine Antenne angeschlossenen Ausgangskanälen verwendet werden.
  • Bei dem vorliegenden Beispiel enthält jede der Slave-MMICs 2, 3, 4 und 5 mehrere RX- und TX-Kanäle, die mit RX2.1, RX2.2, RX2.3 (gemeinschaftlich als RX2-Kanäle bezeichnet), TX2.1, TX2.2, TX2.3 (gemeinschaftlich als TX2-Kanäle bezeichnet), RX3.1, RX3.2, RX3.3 (gemeinschaftlich als RX3-Kanäle bezeichnet), TX3.1, TX3.2, TX3.3 (gemeinschaftlich als TX3-Kanäle bezeichnet), etc., bezeichnet sind. Die HF-Ausgänge der TX-Kanäle und der HF-Eingänge der RX-Kanäle sind an entsprechende Sende- und Empfangsantennen angeschlossen (in 6 durch entsprechende Pfeile angezeigt). Die TX-Kanäle TX2, TX3, TX4 und TX5 und die RX-Kanäle RX2, RX3, RX4 und RX5 können wie die entsprechenden TX- und RX-Kanäle bei dem Beispiel von 4 implementiert sein.
  • Weiterhin ist in 6 eine Abdeckung 7 dargestellt, hinter der das Radarsystem installiert ist. Im Fall einer Automotive-Anwendung kann es sich bei der Abdeckung um eine Stoßstange eines Autos oder dergleichen handeln. Die Abdeckung 7 enthält einen Marker 8, der eine vorgegebene Position relativ zu den Sendeantennen und den Empfangsantennen, die an die Slave-MMICs 2, 3, 4 und 5 angeschlossen sind, aufweist. Bei dem Marker kann es sich um ein kleines Stück aus Metall handeln, an dem die HF-Radarsignale, die durch die Sendeantennen abgestrahlt werden, reflektiert/zurückgestreut werden. Der Marker 8 weisen einen anderen (z.B. einen höheren) Reflexionskoeffizienten als die Oberfläche der zu dem Marker 8 benachbarten Abdeckung auf. Der Marker 8 kann in die Abdeckung 7 eingebettet oder anderweitig daran befestigt sein. Alternativ kann der Marker 8 auch als Loch in der Abdeckung 7 realisiert werden. Durch den Marker 8 bewirkte Radarechos werden durch das Radarsystem als Radar-Target in einer vergleichsweise kurzen Entfernung (z.B. 10-15 cm) zu den Antennen „gesehen“.
  • Wie oben erwähnt, kann es für eine präzise Messung wichtig sein, dass die Phasen der (durch die entsprechenden TX-Antennen gesendeten) Radarsignale sowie die Phasen der durch die Slave-MMICs verwendeten (und deshalb durch die RX-Kanäle darin integrierten) „lokalen“ LO-Signale sLO,2(t), sLO,3(t) , sLO,4(t) und sLO,5(t) eine definierte Relation zueinander besitzen. Da die Phasen der lokalen LO-Signale und die Phasen der gesendeten HF-Signale aufgrund von Toleranzen der in die MMICs integrierten Schaltungskomponenten variieren können und außerdem einer Temperaturdrift unterliegen können, kann eine Kalibrierung und/oder periodische Neukalibrierung der Phasen durchgeführt werden, um die gewünschten Phasenrelationen zu erzielen. Die Struktur des Radarsystems von 6 ermöglicht ein vergleichsweise einfaches und effizientes Kalibrierungsverfahren, das nachfolgend erörtert wird.
  • Für die weitere Erörterung wird angenommen, dass der Lokaloszillator 101 der Master-MMIC 1 ein frequenzmoduliertes LO-Signal sLO,1(t) erzeugt, das gemäß der folgenden Gleichung s LO ,1 ( t ) = A 0 ⋅ sin ( 2 π f 0 ⋅ t + π k ⋅ t 2 + ϕ 0 ) ,
    Figure DE102019110525B4_0001
    modelliert werden kann, wobei für die folgende Erörterung ohne Beschränkung der Allgemeinheit die Amplitude A auf eins gesetzt werden kann und die Phase φ0 auf null gesetzt werden kann, d.h. sLO,1(t) = sin(2πf0·t + πk·t2). Es wird angemerkt, dass für die Momentanfrequenz des LO-Signals sLO,1(t) gilt: fLO = f0+k·t. Das heißt, die Frequenz fLO steigt linear (lineare Frequenzrampe, Aufwärts-Chirp). Jeder der HF-Ausgangskanäle TX1.1, TX1.2, TX1.3 und TX1.4 der Master-MMIC 1 enthält einen Phasenschieber mit einer einstellbaren Phasenverschiebung Δϕ1.1, Δϕ1.2, Δϕ1.3, Δϕ1.4 und einen Verstärker (vgl. 4, Phasenschieber 103, Verstärker 102). Entsprechend können die durch die Ausgangskanäle TX1.1, TX1.2, TX1.3 und TX1.4 der Master-MMIC 1 ausgegebenen LO-Signale sLO,2(t), sLO,3(t), sLO,4(t) und sLO,5(t) wie folgt geschrieben werden, wobei für die folgende Erörterung angenommen wurde, dass die Verstärkungen der Verstärker eins sind. Das heißt, die an den Slave-MMICs 2, 3, 4 und 5 ankommenden LO-Signale sind: s LO ,2 ( t ) = sin ( 2 π f 0 ⋅ t + π k ⋅ t 2 + ϕ 2 + Δ ϕ 1.1 ) ,
    Figure DE102019110525B4_0002
     s LO ,3 ( t ) = sin ( 2 π f 0 ⋅ t + π k ⋅ t 2 + ϕ 3 + Δ ϕ 1.2 ) ,
    Figure DE102019110525B4_0003
     s LO ,4 ( t ) = sin ( 2 π f 0 ⋅ t + π k ⋅ t 2 + ϕ 4 + Δ ϕ 1.3 ) ,
    Figure DE102019110525B4_0004
     s LO ,5 ( t ) = sin ( 2 π f 0 ⋅ t + π k ⋅ t 2 + ϕ 5 + Δ ϕ 1.4 ) ,
    Figure DE102019110525B4_0005
    wobei die zusätzlichen Phasen ϕ2, ϕ3, ϕ4 und ϕ5 unter anderem durch die Ausbreitungsverzögerung zwischen der Master-MMIC 1 und der entsprechenden Slave-MMIC 2, 3, 4 und 5 sowie durch eine Anpassungsschaltung (in den Figuren nicht gezeigt) und die Verstärker (und andere aktive Schaltungskomponenten), die in den HF-Ausgangskanälen TX1.1, TX1.2, TX1.3 und TX1.4 der Master-MMIC 1 enthalten sind, verursacht werden.
  • Für den folgenden Kalibrierungsprozess wird ein HF-Ausgangskanal von einer der Slave-MMICs als Referenzkanal ausgewählt. Bei dem Beispiel von 6 ist der Ausgangskanal TX3.1 der Slave-MMIC 3 als Referenzkanal gewählt. Allerdings könnte stattdessen jeder andere Ausgangskanal gewählt werden. Während eines ersten Teils der Kalibrierung wird das phasenverschobene LO-Signal sLO,3(t) über die an den Ausgang des Referenzkanals TX3.1 angeschlossene Antenne abgestrahlt, das abgestrahlte HF-Signal wird an dem Marker 8 zurückgestreut und die zurückgestreuten Echosignale werden durch sämtliche Empfangsantennen und die entsprechenden, an die RX-Antennen angeschlossen RX-Kanäle empfangen.
  • Zu Beginn des Kalibrierungsprozesses werden sämtliche Phasenverschiebungen, die durch die in den HF-Ausgangskanälen enthaltenen Phasenschieber 103 bewirkt werden, auf null oder einen beliebigen anderen definierten Vorgabewert (z.B. Δϕ1.1 = Δϕ1.2 = Δϕ1.3 = Δϕ1.4 = 0) gesetzt. Die Phasen der durch die RX-Kanäle RX2, RX3, RX4 und RX5 gelieferten (digitalisierten) Basisbandsignale werden, z.B. unter Verwendung eines Fouriertransformationsalgorithmus, ermittelt. 7 veranschaulicht die Phase der durch die RX-Kanäle RX2.1, ..., RX 2.4, RX3.1, ..., RX3.4, RX 4.1, ..., RX 4.4 und RX5.1, ..., RX5.4 gelieferten Basisbandsignale als Funktion der Antennenposition vor der Kalibrierung, wohingegen 8 die entsprechenden Phasen nach dem Kalibrierungsprozess veranschaulicht. Die in 8 veranschaulichte Phase-gegenüber-Antennenposition-Kennlinie ist eine gewünschte vorgegebene Kennlinie für ein bestimmtes Radarsystem. Sie kann, wie dies bei dem vorliegenden Beispiel der Fall ist, eine lineare Kennlinie sein. Allerdings ist die für die Kalibrierung verwendete Kennlinienkurve nicht notwendigerweise linear. Weiterhin sind die negativen Phasenwerte auf den gepunkteten Linien praktisch identisch mit den entsprechenden positiven Werten auf der gestrichelten Linie. Sie unterscheiden sich nur dadurch, dass das Vorzeichen umgekehrt ist.
  • Wie in 7 zu sehen ist, liegen die Phasen der durch die RX-Kanäle RX2, RX4 und RX 5 gelieferten Basisbandsignale nicht auf der gewünschten Kennlinienkurve. Bei dem vorliegenden Beispiel befinden sich die Phasen der durch die RX-Kanäle RX3 gelieferten Basisbandsignale auf der gewünschten Kennlinienkurve (bei dem vorliegenden Beispiel definieren diese Phasen die Position der Kennlinienkurve auf der Ordinatenachse). Allerdings ist dies nicht notwendigerweise der Fall. Sobald die Phasen bestimmt wurden, kann der Phasen-Offset von der gestrichelten Linie (die die lineare Kennlinienkurve bei dem vorliegenden Beispiel ist) für die RX-Kanäle einer jeden Slave-MMIC bestimmt werden. Bei dem Beispiel von 7 ist der Phasen-Offset ΔϕRX2 für die RX2-Kanäle der Slave-MMIC 2, ΔϕRX4 für die RX4-Kanäle der Slave-MMIC 4 und ΔϕRX5 für die RX5-Kanäle der Slave-MMIC 5. Bei dem vorliegenden Beispiel wird der Phasen-Offset ΔϕRX3 für die Referenz-MMIC (Slave-MMIC 3) als Referenz verwendet (der Offset kann gleich null sein). Wie erwähnt, kann dies bei anderen Ausführungsformen anders sein.
  • Basierend auf den ermittelten Phasen (ϕRX2.1, etc. für die RX2-Kanäle, ϕRX3.1, etc. für die RX3-Kanäle, etc.) der Basisbandsignale können die Phasen-Offsets ΔϕRX2, ΔϕRX3, ΔϕRX4 und ΔϕRX5 bestimmt werden (siehe 7), und die Steuereingänge der entsprechenden Phasenschieber, die in den Ausgangskanälen TX1.1, TX1.3 und TX1.4 der Master-MMIC 1 enthalten sind, können - abhängig von den ermittelten Phasen-Offsets ΔϕRX2, ΔϕRX4 und ΔϕRX5 - derart eingestellt werden, dass die Phasen der Basisbandsignale zu der vorgegebenen Kennlinienkurve (Phase-gegenüber-Antennenposition-Kennlinie) passen. In diesem Kontext bedeutet „passen“, dass die Phasen der Basisbandsignale nach dem Einstellen der Steuereingänge der Phasenschieber (innerhalb eines bestimmten Toleranzbereichs), wie in 8 gezeigt, auf der Kennlinienkurve liegen.
  • Die Steuereingänge der in den Ausgangskanälen TX1.1, TX1.3 und TX1.4 enthaltenen Phasenschieber definieren die durch die entsprechenden Phasenschieber gelieferten Phasenverschiebungen Δϕ1.1, Δϕ1.3 und Δϕ1.4 (vgl. Gleichungen 2-5). Um die oben beschriebenen Offsets auszugleichen, können die Phasenverschiebungen wie folgt eingestellt werden: Δϕ1.1 = ΔϕRX2, Δϕ1.2 = -ΔϕRX3 = 0, Δϕ1.3 = -ΔϕRX4 und Δϕ1.4 = -ΔϕRX5, wobei negative Phasenverschiebungen durch Addieren von 360 Grad in äquivalente positive Phasenverschiebungen umgewandelt werden können. Nach dem oben erwähnten ersten Teil der Kalibrierung sind die Phasen der LO-Signale sLO,2(t), sLO,3(t), sLO,4(t) und sLO,5(t) kalibriert, und die RX-Kanäle RX2, RX3, RSX4 und RX5 verwenden die entsprechenden, kalibrierten LO-Signale. Die Einstellung der Steuereingänge der in den Ausgangskanälen TX1.1, TX1.2, TX1.3 und TX1.4 enthaltenen Phasenschieber kann durch den Systemcontroller 50, der den Betrieb des Gesamtsystems sowie das Kalibrierungsverfahren steuert, bewirkt werden.
  • 9 ist im Wesentlichen dieselbe wie 6. Allerdings zeigt das Beispiel in 9 zusätzlich zu 6, wie der Systemcontroller 50 die Steuereingänge der in den Ausgangskanälen TX1.1, TX1.2, TX1.3 und TX1.4 der Master-MMIC 1 enthaltenen Phasenschieber basierend auf den gemessenen Phasen der durch die RX-Kanäle der einzelnen Slave-MMICs 2, 3, 4 und 5 gelieferten Basisbandsignale einstellt. Bei dem oben beschriebenen ersten Teil des Kalibrierungsverfahrens wurde nur der erste Ausgangskanal TX3.1 der Slave-MMIC 3 (Referenz-Kanal) verwendet, um ein Radarsignal an den Marker 8 zu senden. Im zweiten Teil des Kalibrierungsverfahrens strahlen die ersten Ausgangskanäle TX2.1, TX4.1, und TX5.1 sequentiell ein Radarsignal an den Marker 8 ab, während sämtliche RX-Kanäle wieder die resultierenden Radarechos empfangen. Erneut können die Phasen der durch die RX-Kanäle gelieferten Basisbandsignale unter Verwendung von als solchen bekannter Verfahren ermittelt werden.
  • Da im ersten Teil der Kalibrierung nur der TX3.1-Kanal (Referenz-Kanal) ein Radarsignal abgestrahlt hat, wird die in 8 gezeigte, gewünschte Situation (alle Phasen passen zu der gewünschten Kennlinienkurve) im Allgemeinen nicht erreicht, wenn stattdessen die TX-Kanäle (z.B. TX2.1, TX4.1 oder TX5.1) von anderen Slave-MMICs verwendet werden, um ein Radarsignal abzustrahlen. Auf dieser Stufe des Kalibrierungsverfahrens empfangen die in den TX-Kanälen der Slave-MMICs (z.B. TX2.1, TX4.1 oder TX5.1) enthaltenen Phasenschieber nach wie vor Vorgabewerte (z.B. null) an ihren Steuereingängen. Deshalb macht der Kalibrierungsprozess damit weiter, dass der erste Ausgangskanal TX2.1 der Slave-MMIC 2 ein Radarsignal abstrahlt. In diesem Fall liegen die resultierenden Phasen des Basisbandsignals nicht auf der Kennlinienkurve, sondern sie zeigen vielmehr einen Phasen-Offset ΔϕTX2 in Bezug auf die gewünschte Kennlinienkurve (d.h. die gewünschte Phase-gegenüber-Antennenposition-Kennlinie). Ähnlich tritt ein Phasen-Offset ΔϕTX4 auf, wenn der Ausgangskanal TX4.1 der Slave-MMIC 4 ein Radarsignal abstrahlt, und ein Phasen-Offset ΔϕTX5 tritt auf, wenn der Ausgangskanal TX5.1 der Slave-MMIC 5 ein Radarsignal abstrahlt. Diese Situation ist in 10 dargestellt. Selbstverständlich ist der Phasen-Offset ΔϕTX3 null, da der betreffende Ausgangskanal TX3.1 als Referenz-Kanal ausgewählt wurde. Der zweite Teil des Kalibrierungsverfahrens zielt darauf ab, diese Phasen-Offsets ΔϕTX2, ΔϕTX4, und ΔϕTX5 zu kompensieren.
  • Um die Phasen-Offsets ΔϕTX2, ΔϕTX4, und ΔϕTX5 zu kompensieren, werden die Steuereingänge der in den TX-Kanälen TX2.1, TX4.1 und TX5.1 der Slave-MMICs 2, 4, und 5 enthaltenen Phasenschieber eingestellt. Eine Kompensation kann erreicht werden, wenn der Steuereingang Δϕ2.1 des Phasenschiebers des Ausgangskanals TX2.1 auf -ΔϕTX2 eingestellt wird, der Steuereingang Δϕ4.1 des Phasenschiebers des Ausgangskanals TX4.1 auf -ΔϕTX4 eingestellt wird und der Steuereingang Δϕ5.1 des Phasenschiebers des Ausgangskanals TX5.1 auf -ΔϕTX5 eingestellt wird. Diese Situation ist in 11 dargestellt, die im Wesentlichen dieselbe ist wie 9 mit der Ausnahme, dass die Phasenschieber der TX-Kanäle in den Slave-MMICs 2, 3 und 5 kalibriert wurden.
  • Jede MMIC 2, 3, 4, und 5 kann eine interne Kalibrierungsroutine enthalten, in der z.B. TX2.1 (wie oben beschrieben bereits kalibriert) nun als Referenz verwendet wird und die Kanäle TX2.2 bis TX2.4 können unter Verwendung der internen Phasenschieber eines jeden TX-Kanals kalibriert werden, um eine interne Phasenanpassung innerhalb der betreffenden MMIC zu erreichen.
  • Ein Beispiel für das oben beschriebene Kalibrierungsverfahren wird nun unter Bezugnahme auf das in 12 gezeigte Flussdiagramm zusammengefasst. Bei dem hierin beschriebenen Radarsystem kann das Verfahren (z.B. die Schrittfolge und der Signalfluss) durch den Systemcontroller 50 (siehe 6, 9 und 11) gesteuert werden. Zu diesem Zweck kann der Systemcontroller einen Prozessor enthalten, der dazu in der Lage ist, Softwareanweisungen auszuführen, die bewirken, dass der Systemcontroller das Verfahren implementiert. Es versteht sich, dass der Systemcontroller, auch wenn dies nicht in allen Figuren ausdrücklich gezeigt ist, dazu in der Lage ist, über geeignete Kommunikationsverbindungen wie beispielsweise eine LVDS-Verbindung, einen SPI-Bus oder dergleichen mit den Radarchips (Master-MMIC 1 und Slave-MMICs 2-5) zu kommunizieren. Ein Teil des Steuerungsmechanismus kann jedoch direkt in den Radar-MMICs 1-5 implementiert werden. Für das hierin beschriebene Kalibrierungsverfahren ist es nicht speziell relevant, in welcher Komponente die Steuerungsmechanismen implementiert sind und wie die Kommunikation zwischen den einzelnen Chips implementiert ist.
  • Gemäß 12 beinhaltet das Verfahren (12, Schritt S1) die Erzeugung eines HF-Oszillatorsignals, d.h. des LO-Signals sLO,1(t) bei den hierin beschriebenen Beispielen, und die Verteilung des LO-Signals sLO,1(t) an mehrere Phasenschieber. Jeder Phasenschieber liefert ein entsprechendes phasenverschobenes LO-Signal sLO,2(t), sLO,3(t), sLO,4(t), und sLO,5(t). Bei dem in den 6 und 9 gezeigten Beispiel sind diese Phasenschieber in den Ausgangskanälen TX1.1, TX1.2, TX1.3 und TX1.4 der Master-MMIC 1 enthalten. Ein Beispiel dafür, wie ein Phasenschieber in einem Ausgangskanal angeordnet ist, ist in 4 dargestellt (siehe 4, Phasenschieber 103). Die durch die Phasenschieber bewirkten Phasenverschiebungen Δϕ1.1, Δϕ1.2, Δϕ1.3, und Δϕ1.4 können, wie unten beschrieben, durch Einstellen der Steuereingänge der entsprechenden Phasenschieber kalibriert werden.
  • Das Kalibrierungsverfahren beinhaltet weiterhin (12, Schritt S2) das Empfangen der phasenverschobenen LO-Signale sLO,2(t), sLO,3(t), sLO,4(t), und sLO,5(t) durch entsprechende Radarchips (siehe 6, die Slave-MMICs 2-5 empfangen die phasenverschobenen LO-Signale). In jedem Radarchip wird das empfangene LO-Signal den in den Radarchip enthaltenen HF-Ausgangskanälen zugeführt. Weiterhin wird das empfangene LO-Signal in jedem Radarchip in dem in dem Radarchip enthaltenen Eingangskanal verwendet, um das von den Empfangsantennen empfangene Antennensignal herabzumischen. Dementsprechend beinhaltet das Verfahren weiterhin (12, Schritt S3) das Abstrahlen des phasenverschobenen LO-Signals (z.B. sLO,3(t)) über einen ersten HF-Ausgangskanal eines ersten der Radarchips (z.B. Kanal TX3.1 der MMIC 3). Selbstverständlich wird das LO-Signal verstärkt, bevor es durch die mit dem entsprechenden Ausgangskanal gekoppelte Sendeantenne abgestrahlt wird. Das abgestrahlte Signal wird dann an einem Marker, der eine vorgegebene Position relativ zu dem mit den Radarchips gekoppelten Antennen aufweist, zurückgestreut (siehe 6, Marker 8). Die zurückgestreuten Signale (Echosignale) können daher durch zumindest einen HF-Eingangskanal eines jeden Radarchips ( 12, Schritt S4) empfangen werden, z.B. durch die Eingangskanäle RX2.1, RX3.1, RX4.1 und RX5.1 der Slave-MMICs 2-5 bei dem Beispiel von 6 und 9. Bei einem konkreten Beispiel werden sämtliche HF-Eingangskanäle der Radarchips verwendet, um Echosignale zu empfangen.
  • Die empfangenen Echosignale werden, wie oben unter Bezugnahme auf 4 beschrieben, in den HF-Eingangskanälen verarbeitet. Dementsprechend beinhaltet das Verfahren (12, Schritt S5) das Erzeugen mehrerer Basisbandsignale (in 4 mit y(t) bezeichnet) durch Herabmischen der empfangenen Echosignale - in dem zumindest einen HF-Eingangskanal eines jeden Radarchips (z.B. RX2.1, ..., RX3.1, ..., RX4.1, ..., RX5.1, ..) - in das Basisband unter Verwendung der durch die betreffenden Radarchips für das Herabmischen empfangenen, phasenverschobenen LO-Signale sLO,2(t), sLO,3(t), sLO,4(t), und sLO,5(t) (vgl. 4, das vorverstärkte Echosignal wird mit dem LO-Signal gemischt). In dem nächsten Schritt (12, Schritt S6) wird die Phase eines jeden Basisbandsignals unter Verwendung bekannter Techniken ermittelt. In 9 sind diese Phasen mit ϕRX2.1, ϕRX3.1, ϕRX4.1, und ϕRX5.1 bezeichnet. Bei einer Ausführungsform werden die Basisbandsignale digitalisiert und die Phasen werden durch digitale Signalverarbeitung, die die Berechnung von Fouriertransformationen der digitalisierten Signale beinhalten kann, ermittelt. Die Phase kann dann aus den Fouriertransformationen abgeleitet werden. Allerdings gibt es andere Konzepte zum Ermitteln der Phasen. Die Implementierung der Phasenmessung ist nicht von spezieller Relevanz für die vorliegenden Erläuterungen.
  • Die tatsächliche Kalibrierung wird im nächsten Schritt (12, Schritt S7) erzielt, gemäß dem die durch die Phasenschieber (die die phasenverschobenen LO-Signale liefern) verursachten Phasenverschiebungen Δϕ1.1, Δϕ1.3, Δϕ1.4 so eingestellt werden, dass die Phasen der Basisbandsignale zu einer vorgegebenen Phase-gegenüber-Antennenposition-Kennlinie passen. Wie in den 7 und 8 dargestellt, kann die Phase-gegenüber-Antennenposition-Kennlinie (Kennlinienkurve) die Form einer geraden Linie besitzen, d.h. die Relation zwischen den Phasen und den entsprechenden Antennenpositionen ist linear plus ein konstanter Offset. Es wird noch einmal angemerkt, dass die Kennlinienkurve nicht notwendigerweise gerade ist; die Kennlinienkurve ist jedoch vorgegeben und repräsentiert die gewünschte Position für jede Antenne.
  • Wenn das oben beschriebene Kalibrierverfahren abgeschlossen ist, sind die durch die Phasenschieber in der Signalverteilungsschaltung (d.h. in der Master-MMIC 1) bewirkten Phasenverschiebungen Δϕ1.1, Δϕ1.3, Δϕ1.4 kalibriert. Da während der Kalibrierung nur ein HF-Ausgangskanal von einem Radarchip verwendet wurde (z.B. der bei dem Beispiel von 9 als Referenzkanal bezeichnete Kanal TX3.1 der MMIC 3), kann ein ähnliches Kalibrierverfahren für die anderen Radarchips durchgeführt werden. Ein Beispiel wird unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm von 13 zusammengefasst.
  • Gemäß 13 beinhaltet das Verfahren (13, Schritt S8) das Abstrahlen des phasenverschobenen LO-Signals (z.B. sLO,2(t)) über einen ersten HF-Ausgangskanal eines zweiten der Radarchips (z.B. Kanal TX2.1 der MMIC 2). Wie erwähnt, wird das LO-Signal verstärkt, bevor es durch die mit dem entsprechenden Ausgangskanal gekoppelte Sendeantenne abgestrahlt wird. Das abgestrahlte Signal wird dann an dem erwähnten Marker zurückgestreut. Die zurückgestreuten Signale (Echosignale) können daher durch zumindest einen HF-Eingangskanal eines jeden Radarchips empfangen werden (13, Schritt S9), z.B. durch die Eingangskanäle RX2.1, RX3.1, RX4.1 und RX5.1 der Slave-MMICs 2-5 bei dem Beispiel von 11. Wie erwähnt, können sämtliche HF-Eingangskanäle der Radarchips verwendet werden, um Echosignale zu empfangen.
  • Die empfangenen Echosignale werden wie oben unter Bezugnahme auf 4 beschrieben in den HF-Eingangskanälen verarbeitet. Dementsprechend beinhaltet das Verfahren (13, Schritt S10) das Erzeugen mehrerer Basisbandsignale (in 4 mit y(t) bezeichnet) durch Herabmischen der empfangenen Echosignale - in dem zumindest einen HF-Eingangskanal eines jeden Radarchips (z.B. RX2.1, ..., RX3.1, ..., RX4.1, ..., RX5.1, ..) - in das Basisband unter Verwendung der durch die betreffenden Radarchips für das Herabmischen empfangenen, phasenverschobenen LO-Signale sLO,2(t), sLO,3(t), sLO,4(t) und sLO,5(t). Im nächsten Schritt (13, Schritt S11) wird die Phase eines jeden Basisbandsignals unter Verwendung bekannter Techniken ermittelt. Die erwähnten Schritte S10 und S11 sind im Wesentlichen dieselben wie die entsprechenden, in 12 dargestellten Schritte S5 und S6.
  • Die tatsächliche Kalibrierung wird im nächsten Schritt (13, Schritt S12) erreicht, gemäß dem die Phasenverschiebung Δϕ2.1, die durch den in dem ersten Ausgangskanal des zweiten der Radarchips (d.h. bei dem vorliegenden Beispiel der Kanal TX2.1 der MMIC 2) enthaltenen Phasenschieber bewirkt wird, so eingestellt wird, dass die Phasen der Basisbandsignale zu einer vorgegebenen Phase-gegenüber-Antennenposition-Kennlinie passen. Wie in 10 dargestellt, können die vorgegebene Phase-gegenüber-Antennenposition-Kennlinie (Kennlinienkurve) von Schritt p (12) und die weitere vorgegebene Phase-gegenüber-Antennenposition-Kennlinie von Schritt S12 (13) identisch sein (siehe die durchgezogene Linie in 10). Allerdings ist dies nicht notwendigerweise der Fall. Die in 13, Schritt 12 verwendete, weitere vorgegebene Phase-gegenüber-Antennenposition-Kennlinie kann anders sein, z.B., verglichen mit der in 12, Schritt S7 verwendeten, vorgegebenen Phase-gegenüber-Antennenposition-Kennlinie, einen Phasenoffset aufweisen.
  • 13 veranschaulicht die Kalibrierung der Phasenverschiebung Δϕ2.1, die durch den in dem ersten Ausgangskanal des zweiten der Radarchips (z.B. Kanal TX2.1 der MMIC 2) enthaltenen Phasenschieber bewirkt wird. Wie durch den gestrichelten Pfeil in 13 angedeutet, kann dieses Kalibrierverfahren für sämtliche weitere Radarchips (z.B. MMIC 4 und 5) mit Ausnahme des in dem Referenzkanal enthaltenen Radarchips wiederholt werden.
  • 14 veranschaulicht einen Teil des in 9 und 11 gezeigten Systems ausführlicher. Die in dem Beispiel von 14 zusätzlich enthaltene Schaltungstechnik ermöglicht ein Überwachen der Phasen der HF-Ausgangssignale der Ausgangskanäle TX2.1, TX3.1, TX4.1 und TX5.1 der Slave-MMICs 2-5. Es wird angemerkt, dass in 14 sämtliche Schaltungskomponenten, die für die weitere Erläuterung nicht wichtig sind, aus Gründen der Klarheit der Darstellung weggelassen wurden. Weiterhin ist in 14 nur die Slave-MMIC 2 gezeigt. Die anderen Slave-MMICs 3, 4 und 5 sind im Wesentlichen dieselben wie die Slave-MMIC 2. Der Ausgangskanal TX2.1 der Slave-MMIC 2 enthält einen Phasenschieber 103, der auf das LO-Signal sLO,2(t), das an einem LO-Eingang der Slave-MMIC 2 empfangen wird, eine zusätzliche Phasenverschiebung von Δϕ2.1 anwendet. Der Ausgang des Phasenschiebers 103 ist mit einem Eingang des HF-Leistungsverstärkers 102 gekoppelt, und das verstärkte Signal wird an die Antenne 5 geleitet, die über einen Richtkoppler 106 mit einem HF-Ausgang (Antennenanschluss) des Ausgangskanals TX2.1 verbunden ist. Der Richtkoppler 106 ist nahe an dem Antennenanschluss angeordnet und dazu ausgebildet, einen kleinen Teil der Leistung des ausgehenden Antennensignals, das in 14 mit sTX2.1(t) bezeichnet ist, abzuzweigen. Deshalb ist das HF-Signal sTX2.1(t) im Wesentlichen eine skalierte und phasenverschobene Version des LO-Signals sLO,2(t). In anderen Worten, der Richtkoppler 106 wird verwendet, um das (phasenverschobene und verstärkte) LO-Signal an dem HF-Ausgang des Ausgangskanals TX2.1 abzuzweigen, um das Rückkopplungssignal sTX2.1(t) bereitzustellen.
  • Das HF-Signal sTX2.1(t) wird an die Master-MMIC 1 zurückgeführt und einem entsprechenden, in der Master-MMIC 1 enthaltenen HF-Eingangskanal RX1.1 zugeführt. Auf dieselbe Weise kann ein Rückkopplungssignal sTX3.1(t) von dem Ausgangskanal TX3.1 der Slave-MMIC 3 an den HF-Eingangskanal RX1.2 der Master-MMIC 1 zurückgeführt werden, kann ein Rückkopplungssignal sTX4.1(t) von dem Ausgangskanal TX4.1 der Slave-MMIC 4 an den HF-Eingangskanal RX1.3 der Master-MMIC 1 zurückgeführt werden, und kann ein Rückkopplungssignal sTX5.1(t) von dem Ausgangskanal TX5.1 der Slave-MMIC 5 an den HF-Eingangskanal RX1.4 der Master-MMIC 1 zurückgeführt werden (in 14 nicht gezeigt).
  • In dem Eingangskanal RX1.1 kann das Rückkopplungssignal sTX2.1(t) verstärkt werden (siehe 14, optionaler Verstärker 105) und unter Verwendung des durch den Lokaloszillator 101 bereitgestellten LO-Signals sLO,1(t) in das Basisband herabgemischt werden. Wie oben unter Bezugnahme auf 4 ausführlicher erläutert, wird die Herabmischung durch den Mischer 104 erreicht. Das Mischerausgangssignal yBB(t) wird durch die analoge Basisbandsignalverarbeitungskette 20, die im Wesentlichen eine Filterung und eine weitere Verstärkung enthält, verarbeitet. Das resultierende Basisbandsignal y(t) wird einem Analog-Digital-Wandler 30 zugeführt, und die Phase ϕTX2.1 des Basisbandsignals y(t) wird unter Verwendung von bereits weiter oben erwähnten digitalen Signalverarbeitungstechniken berechnet. Auf dieselbe Weise können die Phasen ϕTX3.1, ϕTX4.1 und ϕTX5.1 basierend den Rückkopplungssignalen von den MMICs 3-5 berechnet werden.
  • Am Ende des oben unter Bezugnahme auf 12 und 13 erörterten Kalibrierverfahrens werden die Phasen ϕTX2.1, ϕTX3.1, ϕTX4.1 und ϕTX5.1 basierend auf den entsprechenden Rückkopplungssignalen sTX2.1(t), sTX3.1(t), sTX4.1(t) und sTX5.1(t) ermittelt und, z.B. in einem in dem Systemcontroller enthaltenen Speicher, gespeichert. Alternativ kann der Speicher zum Speichern der Phasen in der Master-MMIC 1 enthalten sein. Die konkrete Implementierung des Speichers ist für die vorliegenden Erläuterungen nicht von besonderer Relevanz. Während des normalen Radarbetriebs des kalibrierten Radarsystems können die Phasen ϕTX2.1, ϕTX3.1, ϕTX4.1 und ϕTX5.1 wiederholt gemessen (überwacht) werden, z.B. nach einem Neustart/Einschalten des Radarsystems, regelmäßig in gegebenen Zeitintervallen oder beim Auftreten bestimmter Ereignisse wie beispielsweise einer detektierten Temperaturänderung. Wenn sich zumindest eine der Phasen, verglichen mit den nach der vorangehenden Kalibrierung gespeicherten, entsprechenden Phasenwerten, geändert hat, kann eine Neukalibrierung ausgelöst werden.
  • Obwohl die Erfindung in Bezug auf eine oder mehr Implementierungen dargestellt und beschrieben wurde, können an den dargestellten Beispielen Änderungen und/oder Modifikationen vorgenommen werden, ohne den Gedanken und den Geltungsbereich der angehängten Ansprüche zu verlassen. In spezieller Hinsicht auf die verschiedenen Funktionen, die durch die oben beschriebenen Komponenten oder Strukturen (Einheiten, Baugruppen, Geräte, Schaltungen, Systeme, etc.) durchgeführt werden, ist beabsichtigt, dass die Ausdrücke (einschließlich eines Verweises auf ein „Mittel“), die verwendet werden, um derartige Komponenten zu beschreiben - sofern nicht anders angegeben - einer beliebigen Komponente oder Struktur entsprechen, die die angegebene Funktion der beschriebenen Komponente ausführt (z.B. die funktional äquivalent ist), selbst wenn sie zu der offenbarten Struktur, die die Funktion in den hierin dargestellten beispielhaften Implementierungen der Erfindung durchführt, nicht äquivalent ist.

Claims (12)

  1. Verfahren, das aufweist: Erzeugen eines HF-Oszillatorsignals (sLO(t)) und Verteilen des HF-Oszillatorsignals (sLO(t)) an mehrere Phasenschieber, von denen jeder ein entsprechendes phasenverschobenes HF-Oszillatorsignal (sLO,2(t), sLO,3(t), sLO,4(t), sLO,5(t)) bereitstellt; Empfangen der phasenverschobenen HF-Oszillatorsignale (sLO,2(t), sLO,3(t), sLO,4(t), sLO,5(t)) durch entsprechende Radarchips (2, 3, 4, 5); Abstrahlen des von einem ersten der Radarchips (3) empfangenen phasenverschobenen HF-Oszillatorsignals (sLO,3(t)) über einen ersten HF-Ausgangskanal (TX3.1) des ersten der Radarchips (3), wobei das abgestrahlte Signal an einem Marker (8), der relativ zu den mit den Radarchips (2, 3, 4, 5) gekoppelten Antennen eine vorgegebene Position aufweist, zurückgestreut wird; Empfangen des zurückgestreuten Signals durch zumindest einen HF-Eingangskanal (RX2.1, ..., RX3.1, ..., RX4.1, ..., RX5.1, ...) eines jeden Radarchips (2, 3, 4, 5); Erzeugen mehrerer Basisbandsignale durch Herabmischen der empfangenen Signale in dem zumindest einen HF-Eingangskanal (RX2.1, ..., RX3.1, ..., RX4.1, ..., RX5.1, ..) eines jeden Radarchips (2, 3, 4, 5) in ein Basisband unter Verwendung der durch die betreffenden Radarchips (2, 3, 4, 5) empfangenen, phasenverschobenen HF-Oszillatorsignale (sLO,2(t), sLO,3(t), sLO,4(t), sLO,5(t)); und Einstellen der durch die Phasenschieber bewirkten Phasenverschiebungen (Δϕ1.1, Δϕ1.2, Δϕ1.3, Δϕ1.4) derart, dass die Phasen der Basisbandsignale zu einer vorgegebenen Phase-versus-Antennenposition-Kennlinie passen.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, das weiterhin aufweist: wobei ein Offset der vorgegebenen Phase-versus-Antennenposition-Kennlinie bestimmt wird durch die Phase des Basisbandsignals, das durch den zumindest einen HF-Eingangskanal (RX3.1, RX3.2, RX3.3, RX3.4) des ersten der Radarchips (3) bereitgestellt wird.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Phase-versus-Antennenposition-Kennlinie einen linearen Zusammenhang darstellt zwischen der Phase und der betreffenden Antennenposition plus einen Offset.
  4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, das weiterhin aufweist: Abstrahlen des von einem zweiten der Radarchips (2) empfangenen phasenverschobenen HF-Oszillatorsignals (sLO,2(t)) über einen ersten HF-Ausgangskanal (TX2.1) des zweiten der Radarchips (2); wobei das abgestrahlte Signal an dem Marker (8) zurückgestreut wird; Empfangen des zurückgestreuten Signals durch zumindest einen HF-Eingangskanal (RX2.1,..., RX3.1,...,RX4.1,...,RX5.1,...) eines jeden Radarchips (2, 3, 4, 5); Erzeugen mehrerer Basisbandsignale durch Herabmischen der empfangenen Signale in dem zumindest einen HF-Eingangskanal (RX2.1, ..., RX3.1, ..., RX4.1, ..., RX5.1, ..) eines jeden Radarchips (2, 3, 4, 5) in das Basisband unter Verwendung der durch die betreffenden Radarchips (2, 3, 4, 5) empfangenen, phasenverschobenen HF-Oszillatorsignale (sLO,2(t), sLO,3(t), sLO,4(t), sLO,5(t)); Ermitteln einer Phase für jedes Basisbandsignal; und Einstellen der Phase (Δϕ2.1) eines weiteren, in dem ersten HF-Ausgangskanal (TX2.1) des zweiten der Radarchips (2) enthaltenen Phasenschiebers derart, dass die Phasen der Basisbandsignale zu einer weiteren vorgegebenen Phase-versus-Antennenposition-Kennlinie passen.
  5. Verfahren gemäß Anspruch 4, wobei die weitere vorgegebene Phase-versus-Antennenposition-Kennlinie gleich der vorgegebenen Phase-versus-Antennenposition-Kennlinie ist.
  6. Verfahren gemäß Anspruch 4 oder 5, das weiterhin aufweist: Messen der Phasen der jeweils über den ersten HF-Ausgangskanal (TX3.1, TX2.1) des ersten und des zweiten der Radarchips (3, 2) abgestrahlten, phasenverschobenen HF-Oszillatorsignals (sLO,3(t), sLO,2(t)) und Speichern der gemessenen Phasenwerte; Wiederholen der Messungen der Phasen und Signalisieren, wenn sich zumindest eine der Phasen, verglichen mit den entsprechenden gespeicherten Phasenwerten, um mehr als eine vorgegebene Phasenverschiebung geändert hat.
  7. Verfahren gemäß Anspruch 6, wobei das Messen der Phasen aufweist: Anzapfen des HF-Oszillatorsignals an einem Ausgangsanschluss des ersten HF-Ausgangskanals (TX3.1, TX2.1) des jeweiligen Radarchips (3, 2) unter Verwendung eines Richtkopplers (106); Herabmischen des abgezapften Signals (sTX3.1(t), sTX2.1(t)) in das Basisband, indem es mit dem HF-Oszillatorsignal (sLO(t)) gemischt wird; Ermitteln der Phase des resultierenden Basisbandsignals (sTX3.1(t), sTX2.1(t)).
  8. Radarsystem, das aufweist: einen Master-Radarchip (1) und mehrere Slave-Radarchips (2,3, 4, 5), wobei die Slave-Radarchips (2, 3, 4, 5) einen oder mehrere mit entsprechenden Sendeantennen gekoppelte HF-Ausgangskanäle (TX2.1, ..., TX5.1) und einen oder mehr mit entsprechenden Empfangsantennen gekoppelte HF-Eingangskanäle (RX2.1, ..., RX5.3) aufweisen, einen HF-Oszillator (101), der in dem Master-Radarchip (1) enthalten und dazu ausgebildet ist, ein HF-Oszillatorsignal (sLO,1(t)) zu erzeugen; eine in dem Master-Radarchip (1) enthaltene Signalverteilungsschaltung (TX1.1, TX1.2, TX1.3, TX1.4), die dazu ausgebildet ist, das HF-Oszillatorsignal (sLO,1(t)) von dem HF-Oszillator (101) zu empfangen, das HF-Oszillatorsignal (sLO,1(t)) an mehrere Phasenschieber, die dazu ausgebildet sind, dem HF-Oszillatorsignal (sLO,1(t)) eine Phasenverschiebung aufzuprägen, zu verteilen, und die phasenverschobenen HF-Oszillatorsignale (sLO,2(t), ..., sLO,5(t)) an die einzelnen Slave-Radarchips (2, 3, 4, 5) auszugeben, wobei die HF-Ausgangskanäle (TX2.1, ..., TX5.1) eines jeden Slave-Radarchips (2, 3, 4, 5) dazu ausgebildet sind, ein HF-Radarsignal, das auf dem durch den jeweiligen Slave-Radarchip (2, 3, 4, 5) empfangenen phasenverschobenen HF-Oszillatorsignal (sLO,2(t), ..., sLO,5(t)) basiert, abzustrahlen; und eine Abdeckung (7), die einen Marker (8) mit einer vorgegebenen Position relativ zu den Sendeantennen und den Empfangsantennen aufweist; wobei die HF-Eingangskanäle (RX2.1, ..., RX5.3) der Slave-Radarchips (2, 3, 4, 5) dazu ausgebildet sind, an dem Marker (8) zurückgestreute HF-Radarsignale zu empfangen und die empfangenen HF-Radarsignale unter Verwendung der durch die jeweiligen Slave-Radarchips (2, 3, 4, 5) empfangenen, phasenverschobenen HF-Oszillatorsignale (sLO,2(t), .., sLO,5(t)) herabzumischen und dadurch für jeden HF-Eingangskanal eines jeden Slave-Radarchips (2, 3, 4, 5) ein Basisbandsignal zu erzeugen, und wobei das System weiterhin eine Controllerschaltung (50) aufweist, die dazu ausgebildet ist: eine Phase eines jeden der Basisbandsignale zu ermitteln, und die durch die Phasenschieber der Signalverteilungsschaltung bewirkten Phasenverschiebungen (Δϕ1.1, Δϕ1.2, Δϕ1.3, Δϕ1.4) derart einzustellen, dass die Phasen der Basisbandsignale zu einer vorgegebenen Phase-versus-Antennenposition-Kennlinie passen.
  9. Radarsystem gemäß Anspruch 8, wobei die Controllerschaltung (50) Schaltkreise umfasst, die in verschiedene Halbleiterchips integriert sind.
  10. Radarsystem gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei zumindest ein HF-Ausgangskanal (TX2.1, ..., TX5.1) eines jeden Slave-Radarchips (2, 3, 4, 5) einen Richtkoppler (106) enthält, der dazu ausgebildet ist, als Rückkopplungssignal (sTX2.1(t), ..., sTX5.1(t)) einen Bruchteil der Leistung des an einem Ausgangsanschluss des jeweiligen HF-Ausgangskanal (TX2.1, ..., TX5.1) abgezapften HF-Oszillatorsignals bereitzustellen.
  11. Radarsystem gemäß Anspruch 10, wobei der Master-Radarchip (1) für jeden Slave-Radarchip (2, 3, 4, 5) einen HF-Eingangskanal (RX1.1, ..., RX1.4) enthält, wobei jeder HF-Eingangskanal (RX1.1, ..., RX1.4) dazu ausgebildet ist, das jeweilige Rückkopplungssignal (sTX2.1(t), ..., sTX5.1(t)), zu empfangen, durch Mischen mit dem HF-Oszillatorsignal (sLO,1(t)) in das Basisband herabzumischen und ein entsprechendes Basisbandsignal bereitzustellen, und wobei die Controllerschaltung (50) dazu ausgebildet ist, die Phasen der durch die HF-Eingangskanäle (RX1.1, ..., RX1.4) bereitgestellten Basisbandsignale zu ermitteln und die ermittelten Phasenwerte in einem Speicher zu speichern.
  12. Radarsystem gemäß Anspruch 11, wobei die Controllerschaltung (50) dazu ausgebildet ist, während des normalen Radarbetriebs die Phasen der durch die HF-Eingangskanäle (RX1.1, ..., RX1.4) bereitgestellten Basisbandsignale zu überwachen und zu signalisieren, wenn sich zumindest eine der Phasen, im Vergleich zu mit den entsprechenden gespeicherten Phasenwerten, um mehr als eine vorgegebene Phasenverschiebung geändert hat.
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