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雷達(dá)系統(tǒng)中的方法、雷達(dá)系統(tǒng)或雷達(dá)系統(tǒng)的裝置與流程

文檔序號:12287117閱讀:368來源:國知局
雷達(dá)系統(tǒng)中的方法、雷達(dá)系統(tǒng)或雷達(dá)系統(tǒng)的裝置與流程

本發(fā)明涉及一種雷達(dá)系統(tǒng)中的方法、雷達(dá)系統(tǒng)或雷達(dá)系統(tǒng)的裝置。特別是這適用于具有分布式發(fā)送接收單元的雷達(dá)設(shè)施。



背景技術(shù):

在雷達(dá)技術(shù)中區(qū)分初級雷達(dá)和次級雷達(dá)。初級雷達(dá)表示如下雷達(dá)設(shè)備,該雷達(dá)設(shè)備分析之前發(fā)射的高頻信號的被動反射的信號回波。在次級雷達(dá)中,在第二雷達(dá)單元中接收由第一雷達(dá)單元之前發(fā)射的高頻信號。第二雷達(dá)單元隨后主動發(fā)送應(yīng)答信號回給第一雷達(dá)單元。次級雷達(dá)有時(shí)也稱收發(fā)系統(tǒng),其中那么低雷達(dá)大約經(jīng)常稱為基站,而第二雷達(dá)單元稱為收發(fā)器。初級雷達(dá)接收和處理自身發(fā)出的信號,而次級雷達(dá)接收和處理外來的在另一單元中生成的信號。

具有合成孔徑(SA)的雷達(dá)方法不僅對于雷達(dá)成像而且對于收發(fā)器的定位是已知的。常見方法和實(shí)施形式可見于例如專業(yè)書籍“Inverse Synthetic Aperture Radar Imaging with Matlab Algorithms”的第3和4章中,或者在R.Miesen、F.Kirsch和M.Vossiek的“UHF RFID Localization Based on Synthetic Apertures”,IEEE自動化科學(xué)與工程學(xué)報(bào),第10冊,第3號,第807-815頁,2013年7月”中,或者在G.Li、R.Ebelt和M.Vossiek的“A Novel Sequential Monte Carlo Method Based Synthetic Aperture Reconstruction Approach for Real-Time 3D Wireless Local Positioning”,F(xiàn)requenz:Journal of RF-Engineering and Telecommunications,第66冊,11-12號,363-371頁,2012年11月中。已知的還有來自例如文獻(xiàn)US 7948431 B2、US 8299959 B2以及在這些文獻(xiàn)中闡明的現(xiàn)有技術(shù)的SA方法。

一般已知的是,可以實(shí)施具有所有關(guān)聯(lián)波形例如在具有電磁的雷達(dá)范圍中的SA方法。在雷達(dá)傳感裝置的領(lǐng)域中,人們就此大多談及SAR(合成孔徑雷達(dá)/具有合成孔徑的雷達(dá))或SDRS(軟件限定的雷達(dá)傳感器)或MIMO(多輸入多輸出)雷達(dá)。

接受者不知道其曲線和關(guān)聯(lián)性的波源的信號也可以SA方法處理,如果由在至少兩個(gè)空間分離的位置接收的信號形成如下信號,該信號不再描述信號的絕對相位而是相位差。該方案也以術(shù)語雷達(dá)干涉法已知或者對于輻射度學(xué)的領(lǐng)域描述在Ruf,CS.;Swift,CT.;Tanner,A.B.;Le Vine,D.M.的“Interferometric synthetic aperture microwave radiometry for the remote sensing of the Earth”,Geoscience and Remote Sensing,IEEE Transactions on,26冊,5號,597、611頁,1988年9月中。即使在該方法中仍應(yīng)要求的是,由關(guān)聯(lián)工作的接收器接收至少在兩個(gè)空間分離的位置處接收的信號,以便可以如此確定在所述至少兩個(gè)信號之間的相位差。利用僅僅兩個(gè)接收位置在這樣的方法中卻不能夠確定與波源的距離。

此外已知的是多種次級雷達(dá)方法,如其例如描述在文獻(xiàn)US 7940743 B2中、在A.Stelzer,A.Fischer,M.Vossiek的“A New Technology for Precise Position Measurement-LPM”,Microwave Symposium Digest,2004,IEEE MTT-S International,2冊,6-11,2004年6月,655-658頁中,或者在R.Gierlich,J.Huttner,A.Ziroff和M.Huemer的“Indoor positioning utilizing fractional-N PLL Synthesizer and multi-channel base stations”,Wireless Technology,2008,EuWiT2008,European Conference,2008,49-52頁中。

在雷達(dá)-無線電定位和通信技術(shù)的領(lǐng)域中也已知的是,通過復(fù)合運(yùn)行分離多個(gè)發(fā)送器的信號。碼分時(shí)間或頻率復(fù)用是常見的復(fù)用方法。在Roehr,S.;Gulden,P.;Vossiek,M.的“Precise Distance and Velocity Measurement for Real Time Locating in Multipath Environments Using a Frequency-Modulated Continuous-Wave Secondary Radar Approach”,Microwave Theory and Techniques,IEEE Transactions,56冊,10號,2329、2339頁,2008年10月中例如示出,如何可實(shí)現(xiàn)FMCW信號的復(fù)用(FMCW:Frequency Modulated Continuous Wave)。在Sturm,Christian,et al.的“Spectrally interleaved multi-carrier signals for radar network applications and multi-input multi-output radar”IET Radar,Sonar&Navigation,2013,7.Jg.,Nr.3,261-269頁中并且在GUTIERREZ DEL ARROYO,Jose R.;JACKSON,Julie Ann;TEMPLE,Michael A.的“Receive signal processing for OFDM-based radar imaging”In:Acoustics,Speech and Signal Processing(ICASSP),2013IEEE International Conference.IEEE,2013,2775-2779頁中將OFDM(OFDM:Orthogonal Frequency-Division Multiplexing)信號用于復(fù)用。

已知的是如下雷達(dá)方法,該雷達(dá)方法應(yīng)用所謂的多斜坡FMCW信號用于距離和速度測量,例如來自如下:Ali,F.;Vossiek,M.的“Detection of weak moving targets based on 2-D range-Doppler FMCW radar Fourier processing”,German Microwave Conference,2010,214、217、15-17頁,2010年3月,以及其中引用的現(xiàn)有技術(shù)以及文獻(xiàn)US020140022111A1。

一般已知的是次級雷達(dá)方法和次級雷達(dá)設(shè)施,這來自于Scheiblhofer,Stefan,et al.的“Performance analysis of cooperative FMCW radar distance measurement Systems”,Microwave Symposium Digest,2008IEEE MTT-S International.IEEE,2008,121-124頁和Roehr,S.;Gulden,P.;Vossiek,M.的“Precise Distance and Velocity Measurement for Real Time Locating in Multipath Environments Using a Frequency-Modulated Continuous-Wave Secondary Radar Approach”,Microwave Theory and Techniques,IEEE Transactions,56冊,10號,2329,2339頁,2008年10月。這些方法或者基于非關(guān)聯(lián)同步或者混合的信號的頻率差的傳送。兩個(gè)方法因此不適用于關(guān)聯(lián)距離測量并且作為SAR方法的基礎(chǔ)。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本發(fā)明的任務(wù)在于,提出備選方法和系統(tǒng)裝置,其能實(shí)現(xiàn)在各單元之間的關(guān)聯(lián)距離測量。特別是應(yīng)能實(shí)現(xiàn)在各次級雷達(dá)單元之間的高精度距離測量并且對于雷達(dá)一般能實(shí)現(xiàn)較大孔徑的合成和/或可實(shí)現(xiàn)的較高的分辨率。

該任務(wù)通過具有權(quán)利要求1特征的雷達(dá)系統(tǒng)中的方法、根據(jù)權(quán)利要求12的雷達(dá)系統(tǒng)或具有權(quán)利要求16特征的雷達(dá)系統(tǒng)的裝置解決。有利設(shè)計(jì)方案是從屬權(quán)利要求的技術(shù)方案。

優(yōu)選地,因此特別是提出一種雷達(dá)系統(tǒng)中的方法,其中,在第一非關(guān)聯(lián)的發(fā)送接收單元中產(chǎn)生第一信號并且將其通過路徑發(fā)送、特別是發(fā)射;在另一特別是第二非關(guān)聯(lián)的發(fā)送接收單元中產(chǎn)生第一信號并且將通過路徑發(fā)送、特別是發(fā)射;在第一發(fā)送接收單元中形成其第一信號與這樣的由另一發(fā)送接收單元經(jīng)由所述路徑接收的第一信號的比較信號;以及在另一發(fā)送接收單元中形成其第一信號與這樣的由第一發(fā)送接收單元經(jīng)由路徑接收的第一信號的另一比較信號;其中,另一比較信號由另一發(fā)送接收單元傳輸、特別是通信給第一發(fā)送接收單元。

術(shù)語“第一信號”代替僅僅“信號”特別是用作相對于比較信號和比較-比較信號的概念上的限定。這樣的比較信號特別是相應(yīng)于如下比較信號,該比較信號在所述兩個(gè)發(fā)送接收單元中之一中的第一比較級中產(chǎn)生,其中,所述兩個(gè)發(fā)送接收單元中至少之一的比較信號傳輸給發(fā)送接收單元中的至少另一個(gè)。

如此應(yīng)用術(shù)語“第二”、“另一”或“其他”,這特別是用于區(qū)分在第一這樣的發(fā)送接收單元中或來自這樣的發(fā)送接收單元的信號或構(gòu)件與至少一個(gè)第二這樣的發(fā)送接收單元的至少一個(gè)相應(yīng)信號或相應(yīng)構(gòu)件,第二這樣的發(fā)送接收單元為了方法實(shí)施或作為系統(tǒng)組成部分與第一這樣的發(fā)送接收單元配合。

路徑特別是空氣接口,經(jīng)由該空氣接口借助于天線發(fā)送或傳輸和接收信號和比較信號。

只要在發(fā)送接收單元中實(shí)施計(jì)算、分析處理或其他方法步驟,屬于其中的也包括必要時(shí)實(shí)體的獨(dú)立的分析處理機(jī)構(gòu),其連接到發(fā)送接收單元。例如發(fā)送接收單元可以如此構(gòu)成為由特別是一個(gè)或多個(gè)天線連同一些少量的信號產(chǎn)生或信號處理機(jī)構(gòu)構(gòu)成的機(jī)構(gòu),而另外的構(gòu)件如信號比較單元或分析處理機(jī)構(gòu)作為構(gòu)造上獨(dú)立的構(gòu)件連接到這樣的機(jī)構(gòu)。只要構(gòu)件可以應(yīng)用,那么這些構(gòu)件——只要技術(shù)上可實(shí)現(xiàn)——構(gòu)成為所謂的由處理構(gòu)件構(gòu)成的硬件和/或?qū)崿F(xiàn)為完全或部分在處理器中可實(shí)現(xiàn)的信號或數(shù)據(jù)處理接口。

有利地如此能實(shí)現(xiàn):在第一發(fā)送接收單元中能實(shí)現(xiàn)改善的數(shù)據(jù)處理,因?yàn)閭鬏數(shù)皆摰谝话l(fā)送接收單元內(nèi)的比較信號包括特別是關(guān)于另一發(fā)送接收單元的周期或相位和頻率狀態(tài)的信息內(nèi)容或者數(shù)據(jù)并且由此對于在發(fā)送接收單元中或與之該連接的分析處理機(jī)構(gòu)關(guān)聯(lián)或顯得關(guān)聯(lián)的信號時(shí)是可重構(gòu)和可處理的。

也有利的是,通過確定比較信號存在具有較低頻率的信號,該信號需要較小數(shù)量的掃描點(diǎn)用于明確顯示。由可以將包含的信息更容易地傳輸給另一/其他發(fā)送接收單元。特別是對于在1G赫茲以上的頻率范圍中的信號,較小的掃描率對于用于技術(shù)實(shí)現(xiàn)的比較信號是非常有利的并且因此是要追求的。有利地還有通過較小的數(shù)據(jù)量降低存儲要求。

一種設(shè)計(jì)方案存在如下,由所述比較信號與所述另一比較信號形成比較-比較信號。這樣的比較-比較信號特別是相應(yīng)于如下信號,該信號在第二比較級中在所述兩個(gè)發(fā)送接收單元之一中由兩個(gè)這樣的比較信號產(chǎn)生,其中,所述比較信號特別是源自發(fā)送接收單元自身并且其他用于比較的比較信號由所述另一發(fā)送接收單元傳輸。這樣的比較-比較信號特別是在次級雷達(dá)系統(tǒng)中是具有如下信號特征的信號,該信號此外利用初級雷達(dá)系統(tǒng)是可創(chuàng)建的。

一種設(shè)計(jì)方案在于,所述比較-比較信號相應(yīng)于利用關(guān)聯(lián)雷達(dá)系統(tǒng)產(chǎn)生的比較信號,其方法是兩個(gè)比較信號相互處理特別是共軛復(fù)數(shù)相乘。

特別是因此方法可以在雷達(dá)系統(tǒng)中實(shí)施,其中,比較-比較信號由此形成,即在第一非關(guān)聯(lián)的發(fā)送接收單元中形成由其自身產(chǎn)生的第一信號和在另一特別是第二非關(guān)聯(lián)的發(fā)送接收單元中產(chǎn)生并且通過路徑發(fā)送特別是發(fā)射的第一信號的比較信號,并且以下比較-比較信號由該比較信號和另一比較信號形成,其中,所述另一比較信號以相應(yīng)的方式和方法在另一發(fā)送接收單元中由這樣的在該產(chǎn)生的第一信號和這樣的在該通過路徑接收的來自第一發(fā)送接收單元的第一信號形成并且傳輸、特別是通信給第一發(fā)送接收單元。

特別是因此可以在雷達(dá)系統(tǒng)中實(shí)施方法,其中,由此形成比較-比較信號,即在第一非關(guān)聯(lián)的發(fā)送接收單元中產(chǎn)生第一信號,并且比較信號由第一信號和由另一特別是第二非關(guān)聯(lián)的發(fā)送接收單元接收的第一信號形成,其中,第一信號由另一發(fā)送接收單元產(chǎn)生并且通過路徑發(fā)送特別是發(fā)射給第一發(fā)送接收單元,另一比較信號通過相應(yīng)方式和方法在另一發(fā)送接收單元中由這樣的在其中產(chǎn)生的第一信號和這樣的在其中通過路徑接收的第一發(fā)送接收單元的第一信號形成并且傳輸、特別是通信給第一發(fā)送接收單元,并且所述比較-比較信號由該比較信號和所述另一比較信號形成。

特別是因此方法可以實(shí)施在分布式雷達(dá)系統(tǒng)中,其包括至少兩個(gè)空間上間隔的發(fā)送接收單元作為雷達(dá)單元,其中,發(fā)送接收單元分別具有信號生成器,其中信號生成器生成如下信號,該信號交替地在雷達(dá)單元之間交換并且其中發(fā)送接收單元具有通信機(jī)構(gòu),其中利用通信機(jī)構(gòu)將發(fā)送接收單元(比較信號在其中形成)的比較信號的至少之一傳輸給至少另一發(fā)送接收單元,并且其中,發(fā)送接收單元中的至少之一具有第二或另一比較單元并且該第二比較單元提供所述兩個(gè)第一比較單元的確定的比較信號給所述兩個(gè)發(fā)送接收單元,并且在該第二比較單元中實(shí)施至少一個(gè)混合過程或關(guān)聯(lián)并且如此由此形成比較-比較信號,使得該比較-比較信號的特征與信號運(yùn)行時(shí)間成比例,信號對于在發(fā)送接收單元之間的路程需要該信號運(yùn)行時(shí)間,其中,該特征是比較信號中的相位或相位曲線或頻率或者在比較信號中脈沖形信號最大值的位置。

有利的是該方法或者用于在次級雷達(dá)單元之間的高度精確的距離測量的實(shí)施該方法的機(jī)構(gòu)。有利的是該方法或者按照另一設(shè)計(jì)方案的實(shí)施該方法的機(jī)構(gòu),以便能實(shí)現(xiàn)對于雷達(dá)一般較大的孔徑和可實(shí)現(xiàn)的較高的分辨率。對于較大的孔徑有利地實(shí)現(xiàn)陣列的技術(shù)上更簡單的實(shí)施,因?yàn)樘貏e是不再需要高頻信號的至今必要的復(fù)雜的分布。

一種設(shè)計(jì)方案在于,比較信號、另一比較信號或比較-比較信號中至少之一通過混合或關(guān)聯(lián)中的至少一種形成。

優(yōu)選地,在另一比較單元或第二比較過程中至少實(shí)施混合過程并且如此形成比較-比較信號并且由該比較-比較信號借助于傅里葉變換確定或計(jì)算如下信號。由該確定或計(jì)算的信號確定對象或用作發(fā)送接收單元的第二雷達(dá)單元的距離和/或空間位置和/或速度。

優(yōu)選地,在另一比較單元或第二比較過程中形成至少一個(gè)比較-比較信號并且由該比較-比較信號借助于傅里葉變換確定至少一個(gè)相位或相位值和/或至少一個(gè)頻率值。特別是利用這些相位或頻率值中至少之一確定、特別是計(jì)算距離和/或速度值。

代替或附加于混合可應(yīng)用關(guān)聯(lián)。

一種設(shè)計(jì)方案在于,至少一個(gè)這樣的另一比較信號在發(fā)送接收單元之間作為數(shù)據(jù)、包含數(shù)據(jù)的信號或可重構(gòu)地包含數(shù)據(jù)的信號中至少之一來傳輸。

這確保:在接收器中比較信號的數(shù)據(jù)內(nèi)容完好地接收或者是可重構(gòu)的。在比較信號的比較中,因此避免失真或干擾效應(yīng),其可能由于在傳輸包含在信號中的數(shù)據(jù)時(shí)而信號失真。因此特別是數(shù)據(jù)作為這樣的特別是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸或通信,其中,這樣的數(shù)據(jù)不僅通過發(fā)送借助于天線可傳輸?shù)教炀€的環(huán)境中而且可有線傳輸。也有利的是,在此特別是僅僅必須傳輸信號的必要部分或者可以以壓縮/預(yù)處理形式傳輸信號并且因此對通信數(shù)據(jù)速率的要求更低。

一種設(shè)計(jì)方案在于,第一信號中至少之一作為發(fā)送信號經(jīng)由構(gòu)成為空氣接口的路徑發(fā)送。第一信號的發(fā)送因此可以通過通常方式由此實(shí)現(xiàn),使得雷達(dá)信號作為模擬信號利用發(fā)送天線發(fā)射或放射到發(fā)送天線的環(huán)境中。

一種設(shè)計(jì)方案在于,如此協(xié)調(diào)用于發(fā)送第一信號的時(shí)刻,使得第一信號在時(shí)間上至少部分重疊。由此發(fā)送第一信號的發(fā)送接收單元的特別的預(yù)同步如此產(chǎn)生,使得信號重疊,特別是重疊了其信號長度或調(diào)制持續(xù)時(shí)間的至少四分之一、優(yōu)選重疊了其信號長度或調(diào)制持續(xù)時(shí)間的一半以上。有利地,在這樣的實(shí)現(xiàn)中需要較小的帶寬,在信號產(chǎn)生和需要的構(gòu)件的大小確定時(shí)必須考慮該帶寬。再者改善作用范圍,因?yàn)樵谳^長的時(shí)間段上存在兩個(gè)信號。

一種設(shè)計(jì)方案在于,由至少一個(gè)比較-比較信號確定信號運(yùn)行時(shí)間,這樣的第一信號對于在發(fā)送接收單元之間的路程需要該信號運(yùn)行時(shí)間,其方法是分析比較-比較信號的相位或相位值、頻率、幅度曲線或相位曲線中至少之一。

由信號運(yùn)行時(shí)間特別是可確定在參與的發(fā)送接收單元之間的距離。作為用于確定信號運(yùn)行時(shí)間的方法例如可利用頻譜分析特別是傅里葉變換確定頻率,解析地或借助于傅里葉變換確定相位值,由幅度-時(shí)間圖確定幅度曲線和/或由相位與時(shí)間圖確定相位曲線。特別是,如此通過信號運(yùn)行時(shí)間決定性地確定在比較-比較信號中比較-比較信號的相位、頻率、幅度曲線、相位曲線或者脈沖形信號最大值的位置。

在第二比較過程中,特別是實(shí)施關(guān)聯(lián)過程并且如此形成比較-比較信號并且在該比較-比較信號中探測至少一個(gè)脈沖形信號最大值或脈沖。以下,確定在比較信號中的脈沖的時(shí)間位置或至少一個(gè)探測的脈沖的相位值或頻率,并且這些之前確定的位置、相位或頻率值中至少之一用于計(jì)算距離或速度值。

一種設(shè)計(jì)方案在于,作為FMCW或OFDM調(diào)制信號產(chǎn)生和發(fā)送第一信號中至少之一。FMCW調(diào)制信號能實(shí)現(xiàn)比較-比較信號通過傅里葉變換的特別簡單的分析處理。再者FMCW調(diào)制信號按照原理特別好地適用于距離測量,因?yàn)槠鋾r(shí)間-頻率關(guān)系特別好地是已知的。此外可以以小的技術(shù)成本產(chǎn)生FMCW信號。OFDW信號對于通信系統(tǒng)是特別有利的。OFDW信號因此能實(shí)現(xiàn)方法在通信系統(tǒng)中有利的結(jié)合。

一種設(shè)計(jì)方案在于,作為多斜坡信號產(chǎn)生和發(fā)送第一信號中至少之一。有利地由此產(chǎn)生好的速度確定和目標(biāo)分離。

一種設(shè)計(jì)方案在于,利用至少兩個(gè)發(fā)送接收單元在時(shí)間上依次測量多個(gè)比較-比較信號,其中發(fā)送所述接收單元中至少之一運(yùn)動;以及利用合成孔徑方法確定發(fā)送接收單元之一的距離、位置、速度或存在中至少之一或者這樣的發(fā)送接收單元的存在或者相對于目標(biāo)的距離、位置、速度中至少之一或目標(biāo)的存在。

為此例如測量在在發(fā)送接收單元之間的直接路程上的距離,如在次級雷達(dá)中,并且如此確定所述兩個(gè)單元相互間的距離。而且可以如此通過在作為被動目標(biāo)的對象上的反射確定或測量在發(fā)送接收單元之間的距離。借助于單元已知的位置那么也可以確定對象的距離和位置。

優(yōu)選地特別是一種雷達(dá)系統(tǒng),其中:

-至少一個(gè)第一非關(guān)聯(lián)的發(fā)送接收單元構(gòu)成為,產(chǎn)生第一信號并且通過路徑發(fā)送、特別是發(fā)射;

-至少另一特別是第二非關(guān)聯(lián)的發(fā)送接收單元構(gòu)成為,產(chǎn)生第一信號并且通過所述路徑發(fā)送、特別是發(fā)射;

-所述第一發(fā)送接收單元構(gòu)成為,形成其第一信號與這樣的由另一發(fā)送接收單元經(jīng)由路徑接收的第一信號的比較信號;

-所述另一發(fā)送接收單元構(gòu)成為,形成其第一信號與這樣的由第一發(fā)送接收單元經(jīng)由路徑接收的第一信號的另一比較信號;以及

-所述另一比較信號由所述另一發(fā)送接收單元傳輸、特別是通信給所述第一發(fā)送接收單元。

一種設(shè)計(jì)方案在于,在雷達(dá)系統(tǒng)中由所述比較信號和所述另一比較信號形成比較-比較信號。

一種設(shè)計(jì)方案在于一種具有三個(gè)或更多個(gè)空間上間隔的發(fā)送接收單元的雷達(dá)系統(tǒng),其中,利用多于兩對的各兩個(gè)所述空間間隔開的發(fā)送接收單元測量兩個(gè)或更多個(gè)比較-比較信號,所述比較-比較信號確定發(fā)送接收單元之一的距離、位置、速度或存在或者這樣的發(fā)送接收單元的存在或者相對于目標(biāo)的距離、位置、速度中至少之一或目標(biāo)的存在。

通過機(jī)構(gòu)因此構(gòu)成孔徑矩陣,其分析處理能實(shí)現(xiàn)入射角的確定。備選地可以利用僅僅一個(gè)發(fā)送接收單元利用(abfahren)孔徑并且隨后借助于合成孔徑方法確定入射角。

一種設(shè)計(jì)方案是如下雷達(dá)系統(tǒng),其中,所述第一發(fā)送接收單元和至少一個(gè)這樣的另一發(fā)送接收單元和/或分析處理機(jī)構(gòu)構(gòu)成為用于實(shí)施這樣的方法。這樣的分析處理機(jī)構(gòu)特別是一個(gè)或兩個(gè)發(fā)送接收單元的組成部分或者連接到一個(gè)或多個(gè)這樣的發(fā)送接收單元。

優(yōu)選地特別是雷達(dá)系統(tǒng)的裝置,特別是用于實(shí)施這樣的方法和/或在這樣的雷達(dá)系統(tǒng)中,其中,該裝置:

-構(gòu)成為第一非關(guān)聯(lián)的發(fā)送接收單元,特別是第一非關(guān)聯(lián)的發(fā)送接收單元;

-以及具有信號生成器和至少一個(gè)天線,所述天線構(gòu)成為,產(chǎn)生第一信號并且將其通過路徑發(fā)送、特別是發(fā)射;

-具有如下機(jī)構(gòu),該機(jī)構(gòu)構(gòu)成為,形成第一信號與這種由另一發(fā)送接收單元經(jīng)由路徑接收的第一信號的比較信號;并且

-具有如下接口中至少之一:所述接口構(gòu)成為,將比較信號傳輸、特別是通信給另一發(fā)送接收單元;或者所述接口構(gòu)成為,借助于傳輸、特別是通信在第一發(fā)送接收單元中獲取這樣的由該另一發(fā)送接收單元產(chǎn)生的另一比較信號。

一種設(shè)計(jì)方案在于如下裝置,其具有另一比較單元,所述另一比較單元由在相同發(fā)送接收單元中形成的比較信號和傳輸給該發(fā)送接收單元的比較信號形成比較-比較信號。

輸出比較信號的機(jī)構(gòu)和比較單元特別是構(gòu)成為混合器或校正器。如此因此實(shí)施處理特別是關(guān)聯(lián)過程。由最后形成的比較-比較信號特別是確定對象或這樣的所述發(fā)送接收單元中之一的距離或位置或速度。

一種設(shè)計(jì)方案在于如下裝置,其中,所述至少一個(gè)接口是數(shù)據(jù)接口。這能實(shí)現(xiàn)將第一比較信號作為數(shù)據(jù)——特別是作為包含數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)據(jù)信號——在發(fā)送接收單元之間傳輸。

一種設(shè)計(jì)方案在于如下裝置,其中,在輸出比較信號的機(jī)構(gòu)與形成比較-比較信號的另一比較單元之間設(shè)置濾波器,其中,濾波器給比較單元施加比較信號,其中,濾波器不施加于另一在前置于濾波器的機(jī)構(gòu)中形成的比較信號并且抑制在所述前置的機(jī)構(gòu)中形成的比較信號或者將其在接口提供。

如此,通過由發(fā)送接收單元的發(fā)送天線到其接收天線的反向反射產(chǎn)生的另一比較信號要么僅僅由另一比較單元避開要么在自身輸出端或接口上提供用于進(jìn)一步處理。這樣的機(jī)構(gòu)特別是在CW信號應(yīng)用中是有利的并且考慮通過反向或橫向反射產(chǎn)生的被動雷達(dá)內(nèi)容。

一種設(shè)計(jì)方案在于如下裝置,該裝置具有多個(gè)相互空間間隔開的接收天線,給這些接收天線分別配置一個(gè)機(jī)構(gòu),該機(jī)構(gòu)構(gòu)成為,分別由第一信號和由這樣的由這樣的另一發(fā)送接收單元經(jīng)由路徑接收的第一信號形成比較信號。

如此構(gòu)成一種關(guān)聯(lián)的多通道接收器,其模仿空間孔徑,所述空間孔徑利用第一信號的測量或發(fā)送產(chǎn)生多個(gè)比較-比較信號并且能實(shí)現(xiàn)在裝置相互間和/或在空間中例如角位置的相應(yīng)分析處理。

優(yōu)選地因此特別是用于利用多個(gè)相互不關(guān)聯(lián)工作的發(fā)送接收單元產(chǎn)生關(guān)聯(lián)雷達(dá)信號的方法和用于實(shí)施該方法的機(jī)構(gòu)以及新式分布式的用于使用所述方法和機(jī)構(gòu)定位和成像的雷達(dá)系統(tǒng)。關(guān)聯(lián)在此特別是通過不同信號的再處理(Postprocessing)產(chǎn)生。

所述任務(wù)特別是也通過如下方式解決,即,測量信號在分布式雷達(dá)系統(tǒng)中(所述雷達(dá)系統(tǒng)包括至少兩個(gè)其源相互不關(guān)聯(lián)的雷達(dá)單元)如此形成,使得如此形成的信號的相位與在雷達(dá)單元之間交換的測量信號的信號運(yùn)行時(shí)間成比例關(guān)系,如這僅僅是在關(guān)聯(lián)雷達(dá)單元中的情況。通過優(yōu)選方法和機(jī)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)具有多個(gè)不關(guān)聯(lián)的發(fā)送接收單元的新式的性能卓越的分布式雷達(dá)系統(tǒng),該雷達(dá)系統(tǒng)不僅適用于被動反射對象的定位和成像而且適用于其他非關(guān)聯(lián)的發(fā)送接收單元的定位。在具有多個(gè)非關(guān)聯(lián)的發(fā)送接收單元的這些分布式雷達(dá)系統(tǒng)中特別是也可應(yīng)用SA方法。

這構(gòu)成決定性的改善,因?yàn)槿缟纤鯯A方法需要原本關(guān)聯(lián)的發(fā)送接收單元。通過優(yōu)選的方法特別是可能的是,利用多個(gè)空間分布的發(fā)送接收單元產(chǎn)生大的合成孔徑,而無需給多個(gè)單元如此外通常的那樣供以共同的關(guān)聯(lián)的高頻參考信號。通過省去用于分布高頻參考信號的高頻線路顯著降低這樣的機(jī)構(gòu)的成本和復(fù)雜性。

在次級雷達(dá)領(lǐng)域中通過機(jī)構(gòu)附加地提高位置、運(yùn)動和速度測量的可達(dá)到的精度,因?yàn)楝F(xiàn)在存在關(guān)聯(lián)信號。

附圖說明

在以下附圖進(jìn)一步闡明各實(shí)施例。在此,在不同附圖中對于相同或作用相同的方法步驟、信號、構(gòu)件和諸如此類應(yīng)用相同附圖標(biāo)記,從而對此也參照其他附圖的實(shí)施方案。特別是優(yōu)選地描述相對于對其他特別是上述附圖的實(shí)施方案的區(qū)別。

附圖示出:

圖1示意地示出兩個(gè)不關(guān)聯(lián)的發(fā)送接收單元的結(jié)構(gòu)及其交互和信號處理;

圖2示意地示出在應(yīng)用CW雷達(dá)信號(CW:連續(xù)波(Continuous Wave))時(shí)兩個(gè)不關(guān)聯(lián)的發(fā)送接收單元的結(jié)構(gòu)及其交互和信號處理;

圖3示出多個(gè)這樣的非關(guān)聯(lián)的發(fā)送接收單元對于用于測量被動反射的對象以便定位對象或描繪對象情景的MIMO機(jī)構(gòu)的布置;

圖4示出多個(gè)這樣的非關(guān)聯(lián)的發(fā)送接收單元對于用于在主動反射的非關(guān)聯(lián)的發(fā)送接收單元之間的測量以便定位至少另一非關(guān)聯(lián)的發(fā)送接收單元的MIMO機(jī)構(gòu)的布置;

圖5示出用于次級雷達(dá)孔徑合成的接收情況;

圖6示出用于逆次級雷達(dá)孔徑合成的接收情況;

圖7示出用于測量在兩個(gè)非關(guān)聯(lián)的發(fā)送接收單元之間相對于第二天線平面的角的機(jī)構(gòu);

圖8示出用于測量在兩個(gè)非關(guān)聯(lián)的發(fā)送接收單元之間相對于第一天線平面的角的機(jī)構(gòu);

圖9示出用于測量在對象與兩個(gè)非關(guān)聯(lián)的發(fā)送接收單元中第一發(fā)送接收單元之間的角或者用于定位對象或者用于描繪對象情景的機(jī)構(gòu);以及

圖10示出示例性應(yīng)用的FMCW多斜坡信號。

具體實(shí)施方式

圖1示意地示出兩個(gè)非關(guān)聯(lián)的發(fā)送接收單元NKSE1、NKSE2的結(jié)構(gòu)及其優(yōu)選交互和信號處理作為分布式雷達(dá)系統(tǒng)的構(gòu)件,以便顯示示例性的優(yōu)選基本結(jié)構(gòu)。以下發(fā)送接收單元NKSE1、NKSE2總是理解為非關(guān)聯(lián)的發(fā)送接收單元NKSE1、NKSE2。

兩個(gè)發(fā)送接收單元NKSE1、NKSE2特別是空間分離地設(shè)置。發(fā)送接收單元NKSE1、NKSE2相互交換信號,所述信號也包括具有包含在其中的關(guān)于路徑SP的信息或數(shù)據(jù)的信號,路徑特別是構(gòu)成為空氣接口。在發(fā)送接收單元NKSE1、NKSE2之一中除了在直接路徑上由另一發(fā)送接收單元NKSE2、NKSE1傳輸?shù)男盘栔庖步邮臻g接傳輸?shù)男盘枺撔盘柺艿窖芈窂絊P在對象上的反射。

對于優(yōu)選方法的應(yīng)用存在優(yōu)選的機(jī)構(gòu),該機(jī)構(gòu)包括至少兩個(gè)同樣構(gòu)造的發(fā)送接收單元NKSE1、NKSE2。

在至少兩個(gè)發(fā)送接收單元NKSE1、NKSE2中的第一發(fā)送接收單元中,信號生成器SigGen1產(chǎn)生第一信號sigTX1。通過信號分配器將該第一信號sigTX1分配到兩個(gè)路徑中。通過路徑中之一將第一信號sigTX1通過構(gòu)成為發(fā)送天線的天線TA1從第一發(fā)送接收單元NKSE1發(fā)射。通過另一路徑將第一信號sigTX1提供給信號比較單元SigComp1。信號生成器特別是應(yīng)用時(shí)鐘源或振蕩器或振蕩信號。

第二發(fā)送接收單元或至少兩個(gè)發(fā)送接收單元中的另一發(fā)送接收單元NKSE2通過設(shè)計(jì)為接收天線的天線RA2接收由第一發(fā)送接收單元NKSE1發(fā)射的信號并且將該信號作為第一接收信號sigRX21提供給信號比較單元SigComp2。在該第二或另一發(fā)送接收單元NKSE2中,信號生成器SigGen2產(chǎn)生另一第一信號sigTX2。該另一第一信號sigTX2同樣被分配特別是通過信號分配器分配,并且在路徑中提供給信號比較單元SigComp2。該另一第一信號sigTX2僅由第二路徑通過設(shè)計(jì)為發(fā)送天線的天線TA2發(fā)射。

第一發(fā)送接收單元NKSE1通過設(shè)計(jì)為接收天線的天線RA1接收由第二或另一發(fā)送接收單元NKSE2發(fā)射的信號并且將該信號作為第一接收信號sigRX12提供給第一發(fā)送接收單元NKSE1的信號比較單元SigComp1。

按照一個(gè)變形,相應(yīng)的第一信號sigTX1、sigTX2例如經(jīng)由方向耦合器從在信號生成器SigGen1、SigGen2與天線TA1、TA2之間的路徑解耦。也可能的是,通過設(shè)計(jì)為發(fā)送天線的天線TA1、TA2發(fā)送第一信號sigTX1、sigTX2并且通過另一設(shè)計(jì)為接收天線的天線RA1、RA2接收并且施加給信號比較單元SigComp1、SigComp2。此外可能的是,第一信號sigTX1、sigTX2通過設(shè)計(jì)為發(fā)送天線的天線TA1、TA2發(fā)送并且通過相同的附加地設(shè)計(jì)為接收天線的天線在相同路徑上接收、解耦并且施加給信號比較單元SigComp1、SigComp2。

優(yōu)選地,作為這樣的第一信號sigTX1或sigTX2應(yīng)用調(diào)頻信號。特別是,線性調(diào)頻信號(FMCW:frequency modulated continous wave)、逐級調(diào)頻信號(FSCW:frequency stepped continuous wave)或者頻移鍵控信號(FSK:frequencyshift keying)或者具有跳頻(FHOP:frequency hop)的信號或在正交頻分復(fù)用方法中的信號(OFDM:Orthogonal frequency-division multiplexing)是優(yōu)選的信號和/或調(diào)制形式。但是也可應(yīng)用所有其他具有所謂良好的關(guān)聯(lián)特性的信號形式——如其在雷達(dá)技術(shù)中一般已知的那樣——如例如噪聲信號、虛擬隨機(jī)的具有幅度或相位調(diào)制的脈沖序列,如例如Barker、M、Gold或Kasami序列或者多相碼。對于多個(gè)發(fā)送接收單元NKSE1、NKSE2的同時(shí)運(yùn)行特別有利的是,為了具有N>1的發(fā)送接收單元NKSE-N的多個(gè)數(shù)量為N的發(fā)送接收單元NKSE-N的復(fù)用選擇如下信號形式,利用該信號形式可以形成一組N個(gè)正交調(diào)制的信號sigTXl、sigTX2、...、sigTXN。如此,每個(gè)在發(fā)送接收單元NKSE1、NSKE2、...、NSKE-N之一中如此形成的第一信號sigTX1、sigTX2、...也可以在同時(shí)接收的情況下分別與在發(fā)送接收單元NKSE1、NSKE2、...、NSKE-N中的其他如此形成的第一接收信號分離。特別是數(shù)量N因此也可以大于二。

信號比較單元SigComp1、SigComp2比較在其上分別施加的第一信號sigTX1或sigTX2與第一接收信號sigRX12或sigRX21并且分別形成特別是第一比較信號sigC12或sigC21。特別是由這些比較信號sigC12、C21通過相應(yīng)的第一信號sigTX1或sigTX2的時(shí)間、頻率和/或頻率差和相應(yīng)的第一接收信號sigRX12或sigRX21預(yù)定其相位和/或時(shí)間曲線并且將其可選擇地確定。特別是由第一發(fā)送接收單元NKSE1的比較信號sigC12通過在第一發(fā)送接收單元NKSE1中的第一信號sigTX1和第一接收信號sigRX21的時(shí)間、頻率和/或相位差確定和可確定其相位和/或時(shí)間曲線,并且由第二或另一發(fā)送接收單元NKSE2的比較信號sigC21通過在第二發(fā)送接收單元NKSE2中的第一信號sigTX2和第一接收信號sigRX21的時(shí)間、頻率和/或相位差確定和可確定其相位和/或時(shí)間曲線。

這樣的信號比較單元SigComp1或SigComp2優(yōu)選包括在應(yīng)用調(diào)頻信號下所謂的混合器或在應(yīng)用相位和幅度調(diào)制或脈沖形信號下的校正器以便形成比較信號sigC12或sigC21。在混合器中,分別存在的兩個(gè)信號完全或逐步相乘或者在校正器中完全或部分關(guān)聯(lián)。而且混合器和校正器的組合應(yīng)用也是可實(shí)現(xiàn)的。

第二或另一發(fā)送接收單元NKSE2的比較信號sigC21利用第二發(fā)送接收單元NKSE2的數(shù)據(jù)接口CommTX、CommRX傳輸給第一發(fā)送接收單元NKSE1的數(shù)據(jù)接口CommTX、CommRX并且在第一發(fā)送接收單元NKSE1中提供給另一信號比較單元SigComp2。比較信號sigC21在此優(yōu)選數(shù)字化并且利用設(shè)計(jì)為數(shù)字接口的接口傳輸。在數(shù)據(jù)接口CommTX、CommRX之間的接口可以無線地構(gòu)成為無線電接口,特別是經(jīng)由在這些無線電接口之間的路徑SP,或者構(gòu)成為線路連接或有線連接。給第一發(fā)送接收單元NKSE1中的另一信號比較單元SigComp2作為另一信號提供在第一發(fā)送接收單元NKSE1中形成的比較信號sigC12。

另一信號比較單元SigComp2比較在其上存在的比較信號sigC12和sigC21并且形成比較-比較信號sigCC12。特別是,比較-比較信號的相位或其幅度和/或相位曲線通過信號運(yùn)行時(shí)間確定或可選擇地確定,信號用于由第一發(fā)送接收單元NKSE1到第二和/或另一發(fā)送接收單元NKSE2或由第二和/或另一發(fā)送接收單元NKSE2到第一發(fā)送接收單元NKSE1的路程需要該信號運(yùn)行時(shí)間。另一信號比較單元SigComp2為此優(yōu)選地包括混合器和/或校正器用于形成比較-比較信號sigCC12。比較信號sigC12優(yōu)選數(shù)字化地提供給另一信號比較單元SigComp2并且優(yōu)選借助于數(shù)字信號處理實(shí)施信號比較。

比較-比較信號sigCC21因此特別是通過如下方式形成,即,在第一步驟中在第一發(fā)送接收單元NKSE1中形成由該發(fā)送接收單元本身產(chǎn)生的第一信號sigTX1和在第二或另一發(fā)送接收單元NKSE2中產(chǎn)生并且經(jīng)由路徑SP傳輸?shù)牡谝恍盘杝igTX2的比較信號sigC12,并且隨后在第二步驟中形成該第一比較信號sigC12和另一第一比較信號sigC21的比較-比較信號sigCC21,其中之前另一第一比較信號sigC21通過相應(yīng)方式和方法在另一發(fā)送接收單元NKSE2中由其第一信號sigTX2和在其中經(jīng)由路徑SP接收的來自第一發(fā)送接收單元NKSE1的第一信號sigTX1形成并且作為特別是數(shù)據(jù)信號來傳輸。

首先特別不重要的是,由發(fā)送接收單元NKSE1的天線TA1發(fā)射的信號sigTX1是否通過直接路程到達(dá)設(shè)計(jì)為接收天線的天線RA2或者通過對象反射到達(dá)另一發(fā)送接收單元NKSE2的設(shè)計(jì)為接收天線的天線RA2。由天線TA1到另一天線TA2的傳輸路徑可以一般如在系統(tǒng)原理中通常的那樣通過通道傳遞函數(shù)或所謂的通道脈沖響應(yīng)來描述。在這里所述的方法中特別是利用如下,即,由用于發(fā)送的天線TA2發(fā)射的信號sigTX2經(jīng)由相同通道傳輸?shù)教炀€RA1,如之前沿相反方向由發(fā)送接收單元NKSE1的用于發(fā)送的天線TA1傳輸?shù)搅硪话l(fā)送接收單元NKSE2的用于接收的天線RA2。用于沿兩個(gè)傳輸方向通道傳遞函數(shù)的特別要求的一致性的一般已知的專業(yè)概念是所謂的通道交互性。對于本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員而言已知的是,如果天線TA1和RA1位于在相同地點(diǎn)或者在發(fā)送接收單元NKSE1中僅僅利用一個(gè)天線用于發(fā)送和接收,并且另一發(fā)送接收單元NKSE2的天線TA2和RA2也位于在相同地點(diǎn)或也在另一發(fā)送接收單元NKSE2中僅僅利用一個(gè)天線用于發(fā)送和接收,人們可以基于通道交互性。如果不僅發(fā)送接收單元NKSE1的天線TA1、RA1而且至少另一發(fā)送接收單元NKSE2的天線TA2、RA2非常緊密相鄰地設(shè)置,那么也可以基于特別是足夠近似的通道交互性。非常緊密相鄰理解為,遵循空間掃描原理,亦即例如對于具有180°的開角的天線的間隔為半波長或者在90°的間隔下為一個(gè)波長。

在至少另一發(fā)送接收單元NKSE2中可以以相應(yīng)的方式——如在前述發(fā)送接收單元NKSE1中形成比較-比較信號sigCC12那樣——形成比較-比較信號sigCC21。在通道交互性中,可以由比較-比較信號sigCC21和sigCC12提取的信息然而是相同的。因此通常足夠的是,形成兩個(gè)比較-比較信號中的僅僅一個(gè)。

可選擇地可以附加地通過相應(yīng)方法將第一發(fā)送接收單元NKSE1的比較信號sigC12利用第一發(fā)送接收單元NKSE1的所述或者一個(gè)數(shù)據(jù)接口CommTX、CommRX傳輸給第二和/或另一發(fā)送接收單元NKSE2的所述或者一個(gè)數(shù)據(jù)接口CommTX、CommRX并且施加給該第二和/或另一發(fā)送接收單元NKSE2的另一信號比較單元SigComp21。作為另一信號給在第二和/或另一發(fā)送接收單元NKSE2中的另一信號比較單元SigComp21提供在該發(fā)送接收單元NKSE2中形成的比較信號sigC21。利用另一信號比較單元SigComp21如此同樣形成比較-比較信號sigCC21。

根據(jù)在圖2中闡明的示例性實(shí)施形式現(xiàn)在示例性闡述適合的非關(guān)聯(lián)的發(fā)送接收單元的基本功能和基本結(jié)構(gòu)。

出于簡單的數(shù)學(xué)表達(dá)首先特別是假定信號生成器為正弦信號生成器。在數(shù)學(xué)上,生成的CW信號(CW=連續(xù)波(continous wave))分別表示為在示例性的發(fā)送接收單元NKSE1、NKSE2的固定圓頻率ω1或ω2的情況下復(fù)數(shù)值的正弦形連續(xù)波信號。連續(xù)波信號特別是如下信號,該信號以不變頻率連續(xù)在一個(gè)時(shí)間段中發(fā)射。該信號表示到實(shí)數(shù)值信號上的傳輸作為這樣的是已知的。兩個(gè)發(fā)送接收單元NKSE1、NKSE2的假定為CW發(fā)送信號的第一信號sigTX1、sigTX2根據(jù)時(shí)間t如下定義:

信號sigTX1、sigTX2的開始時(shí)間是T01或T02,而相位和是任意的零相位角,亦即在時(shí)刻t=0的角。在時(shí)間限制的信號中優(yōu)選如此選擇信號的開始時(shí)間,使得這兩個(gè)信號sigTX1、sigTX2明顯地重疊。如果T是兩個(gè)信號sigTX1、sigTX2的持續(xù)時(shí)間,并且ΔT12是開始時(shí)間T01或T02的差值,那么優(yōu)選地要求:持續(xù)時(shí)間T比差ΔT12的值大得非常多,有利地大至少10倍。如果不是這種情況,那么發(fā)送接收單元NKSE1、NKSE2配備如下機(jī)構(gòu),該機(jī)構(gòu)構(gòu)成為,存儲發(fā)送和接收信號sigTX1、sigTX2、sigRX21、sigRX12,以便緊接于信號傳輸?shù)仉x線比較這些發(fā)送和接收信號。

發(fā)送接收單元中之一NKSE1發(fā)出第一信號sigTX1。該信號一方面?zhèn)鬏斀o至少一個(gè)另一發(fā)送接收單元NKSE2并且在那兒作為信號sigRX21接收。另一方面,發(fā)送的信號但是也可以在對象反射回地到達(dá)發(fā)送該信號的發(fā)送接收單元NKSE1并且在那兒作為信號sigRX11接收。下式適用于還沒有混合的信號:

以及

其中τ12表示信號由一個(gè)特別是第一發(fā)送接收單元NKSE1到另一特別是第二發(fā)送接收單元NKSE2的運(yùn)行時(shí)間,而τ11表示信號由一個(gè)特別是第一發(fā)送接收單元NKSE1到對象并且又返回到自身的運(yùn)行時(shí)間。通過相位和特別是考慮所有不變的系統(tǒng)和反射有關(guān)的可能出現(xiàn)的相位移動。

另一發(fā)送接收單元NKSE2發(fā)出其信號sigTX2。該信號一方面?zhèn)鬏斀o特別是第一發(fā)送接收單元NKSE1并且在那兒作為信號sigRX12接收。另一方面,信號但是也可以在對象處反射回并且返回到達(dá)發(fā)送該信號的另一發(fā)送接收單元NKSE2并且在那兒作為信號sigRX22接收。適用下式:

以及

其中τ21表示信號由另一特別是第二發(fā)送接收單元NKSE2到一個(gè)特別是第一發(fā)送接收單元NKSE1的運(yùn)行時(shí)間,而τ22表示信號由另一發(fā)送接收單元NKSE2到對象并且又返回的運(yùn)行時(shí)間。在通道交互性中運(yùn)行時(shí)間τ21和τ12相同,下文中基于此。通過相位或相位值和特別是考慮所有不變的系統(tǒng)和反射有關(guān)的可能出現(xiàn)的相位移動。在通道交互性中相位和相同,在下文中簡化地基于此。

信號比較單元SigComp1、SigComp2在實(shí)施例中構(gòu)成為混合器Mix。利用該混合器將接收的信號sigRX21、sigRX11或sigRX12、sigRX22分別混合到低頻頻帶中。作為這一般已知的是,混合過程系統(tǒng)理論上可以表示為相乘或者混合在兩個(gè)復(fù)數(shù)正弦信號的情況下表示為信號之一與另一信號的共軛復(fù)數(shù)(*=共軛的標(biāo)識)的相乘。因此適用如下:

以及

在第一發(fā)送接收單元NKSE1的信號比較單元SigComp1中形成第一發(fā)送接收單元NKSE1的信號sigTX1和其中接收的另一發(fā)送接收單元NKSE2的信號sigRX12的比較信號sigC12以及第一發(fā)送接收單元NKSE1的信號sigTX1和其中接收的反射的信號sigRX11的比較信號sigC11。在另一特別是第二發(fā)送接收單元NKSE2的信號比較單元SigComp2中形成該發(fā)送接收單元NKSE2的信號sigTX2和其中接收的另一第一發(fā)送接收單元NKSE1的信號sigRX21的比較信號sigC21以及第二發(fā)送接收單元NKSE2的信號sigTX2和其中接收的反射的信號sigRX22的比較信號sigC22。

通過比較信號sigC12和sigC11或比較信號sigC21和sigC22可以簡單地相互分離,亦即特別是能實(shí)現(xiàn)復(fù)用運(yùn)行,優(yōu)選地發(fā)送接收單元NKSE1的圓頻率ω1與另一發(fā)送接收單元NKSE2的頻率ω2不同地選擇。頻率偏差|Δ12|=|ω1-ω2|應(yīng)優(yōu)選大于零但是不太大地選擇。后者是有意義的,以便不會不必要地提高比較信號的帶寬,特別是對于如下構(gòu)件,如模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器ADC、濾波器FLT、另一信號比較單元SigComp2和數(shù)據(jù)接口CommTX、CommRX。特別是頻率偏差|Δ12|應(yīng)小于現(xiàn)在例如作為通常運(yùn)行頻率的20M赫茲。混合的比較信號的帶寬相應(yīng)于在信號中包含的頻率,特別是由零直至最高在比較信號中包含的頻率的范圍。

這樣的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器ADC特別是后置于信號比較單元SigComp1、SigComp2。根據(jù)設(shè)計(jì)方案,特別是給模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器ADC后置這樣的濾波器FLT或者數(shù)據(jù)接口CommTX、CommRX。這樣的濾波器FLT特別是前置于另一信號比較單元SigComp12。另一信號比較單元SigComp12例如又構(gòu)成為混合器MIX。

在濾波器FLT與接收數(shù)據(jù)接口CommRX之間連接的另一信號比較單元SigComp12由濾波器FLT獲得施加的比較信號sigC12,該比較信號由在該發(fā)送接收單元NKSE1中產(chǎn)生的信號sigTX1和由另一發(fā)送接收單元NKSE2經(jīng)由路徑SP接收的信號sigRX12形成。此外給另一信號比較單元SigComp12由數(shù)據(jù)接口CommRX施加由另一發(fā)送接收單元NKSE2傳輸?shù)男盘杝igC21。

可選擇地,濾波器FLT提供通過反向反射產(chǎn)生的比較信號sigC11用于進(jìn)一步處理??蛇x擇地,數(shù)據(jù)接口CommRX提供共同傳輸?shù)谋容^信號sigC22用于進(jìn)一步處理,該比較信號通過反向反射在另一發(fā)送接收單元NKSE2中產(chǎn)生并且被一同傳輸。

如果應(yīng)用多于兩個(gè)非關(guān)聯(lián)的發(fā)送接收單元NKSEi,其中i=1,2,...N,那么所有發(fā)送接收單元NKSEi的信號特別是在復(fù)用運(yùn)行中運(yùn)行。在示出的實(shí)施例中那么在第三非關(guān)聯(lián)的發(fā)送接收單元中對于相應(yīng)的頻率偏差例如適用如下,即|Δ12|≠|(zhì)Δ13|≠|(zhì)A23|并且|Δ12|≠0,|Δ13|≠0,|Δ23|≠0。

如果作為通過發(fā)送接收單元產(chǎn)生的信號sigTX1或sigTX2應(yīng)用復(fù)雜調(diào)制的信號,亦即例如FMCW-、HSK-、FSCW-或OFDM信號,那么信號sigTX1或sigTX2優(yōu)選如此調(diào)制,使得這些信號是支持復(fù)用的,亦即所有通過發(fā)送接收單元產(chǎn)生、發(fā)送的信號在發(fā)送接收單元中接收之后可以分離并且配置給相應(yīng)的已經(jīng)發(fā)送信號的發(fā)送接收單元。在此為了信號分離特別是可應(yīng)用碼分、頻分和時(shí)分復(fù)用方法。

由通過發(fā)送接收單元之一產(chǎn)生、發(fā)送和又反向反射的信號產(chǎn)生的比較信號sigC11、sigC22特別是本身看起來是通常的CW雷達(dá)信號或在應(yīng)用由例如FMCW調(diào)制的信號中特別是本身看起來通常的FMCW雷達(dá)信號。用于獲得該比較信號sigC11、sigC22的構(gòu)件及其機(jī)構(gòu)特別是相應(yīng)于本身看起來通常的CW雷達(dá)。因此作為這樣已知的是,如何構(gòu)成CW雷達(dá)系統(tǒng)并且如何處理CW雷達(dá)信號以及如何在應(yīng)用多個(gè)信號頻率時(shí)可通過FMCW、FSK、FHOP或OFDM雷達(dá)方法確定對于多個(gè)目標(biāo)的距離和速度。

特別是在特別是第二發(fā)送接收單元NKSE2中第一信號比較單元SigComp2的兩個(gè)比較信號sigC22、sigC21通過接口CommTX、CommRX傳輸給特別是第一發(fā)送接收單元NKSE1并且在那兒進(jìn)一步處理??蛇x擇地也可能的是,在特別是第一發(fā)送接收單元NKSE1中形成的相應(yīng)的兩個(gè)比較信號sigC11、sigC12以相同方式傳輸給另一特別是第二發(fā)送接收單元NKSE2并且在那兒處理。出于清晰的原因該選擇和為此必要的構(gòu)件在實(shí)施例中沒有示出。

如上所述,一種特別優(yōu)選的方案在于,如此傳輸?shù)谋容^信號sigC21和sigC12提供給至少另一信號比較單元SigComp12。在例子中,為此在特別是第一發(fā)送接收單元NKSE1中另一信號比較單元SigComp12特別是構(gòu)成為混合器,該混合器將借助于傳輸獲得的比較信號sigC21和在發(fā)送接收單元NKSE1中形成的比較信號sigC12處理、特別是相乘。作為比較-比較結(jié)果,特別是混合結(jié)果使用相位值的情況下產(chǎn)生:

如可見的那樣,現(xiàn)在該比較-比較信號sigCC12在第二比較過程之后也符合根據(jù)作為這樣通常的CW雷達(dá)的信號的形式,因?yàn)樾盘柕南辔慌c信號的運(yùn)行時(shí)間τ12成比例。通過交替測量和另外的信號比較實(shí)現(xiàn):特別是補(bǔ)償首先非關(guān)聯(lián)信號的所有未知成分。通過這種方式和方法,即使使用兩個(gè)非關(guān)聯(lián)的發(fā)送接收單元NKSE1、NKSE2來測量,也產(chǎn)生如在關(guān)聯(lián)雷達(dá)中那樣的雷達(dá)信號。

因?yàn)楸容^-比較信號sigCC12符合也按照通常CW雷達(dá)信號的形式,因此也可以在應(yīng)用多個(gè)信號頻率的情況下應(yīng)用自身已知的FMCW-、FSK-、FHOP-或OFDM雷達(dá)方法,以便確定在兩個(gè)非關(guān)聯(lián)的發(fā)送接收單元NKSE1、NKSE2之間的距離和在其之間的相對速度。FMCW-、FSK-、FHOP-或OFDM雷達(dá)方法在雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域中作為這樣是已知的并且可用于傳輸?shù)牡谝恍盘杝igTX1、sigTX2。

如果發(fā)送接收單元NKSE1、NKSE2相互位于未知距離或者它們以未知相對速度相互運(yùn)動,那么可以如所述通過比較-比較信號sigCC12——其在多個(gè)頻率下確定——的分析處理確定發(fā)送接收單元相互間的距離和速度,只要信號在發(fā)送接收單元之間直接通過可見連接交換。

圖3示出在用于目標(biāo)O的定位或成像的測量情況下多個(gè)非關(guān)聯(lián)的發(fā)送接收單元NKSE1、NKSE2、…、NKSE-N的可能的布置。發(fā)送接收單元NKSE1、NKSE2、…、NKSE-N分別具有已知位置特別是共同的分析處理機(jī)構(gòu)P由發(fā)送接收單元NKSE1、NKSE2、…、NKSE-N分別獲得特別是比較-比較信號sigCC11、sigCC12、sigCC13、sigCC22、sigCC21、sigCC23、…、sigCC33、sigCC31、sigCC32用于進(jìn)一步處理。比較-比較信號sigCC11、sigCC12、sigCC13、sigCC22、sigCC21、sigCC23、…、sigCC33、sigCC31、sigCC32在此覆蓋發(fā)送接收單元NKSE1、NKSE2、…、NKSE-N中的兩個(gè)以上的組合,特別是所有發(fā)送接收單元NKSE1、NKSE2、…、NKSE-N的所有可能的組合,其通過這樣的布置產(chǎn)生。

如果發(fā)送接收單元NKSE1、NKSE2相互位于不變和已知的間隔并且一起發(fā)送信號共同輻射目標(biāo)O,如此可以以與在按照前述設(shè)計(jì)方案的反向反射的比較信號sigC11和sigC22相似的方式確定信號傳輸路段的間隔或長度,并且可以如在比較-比較信號sigCC12中那樣確定與目標(biāo)O的相對速度。

那么可以通過兩個(gè)或更多個(gè)基于反向發(fā)射形成的比較信號sigC11、sigC22和比較-比較信號sigCC12的分析處理分別確定信號傳輸路段的長度。在例如圓形輻射的天線的情況下,來自基于反向反射形成的比較信號sigC11、sigC22的距離值因此分別提供圓形軌跡,目標(biāo)O可以位于在其上,并且比較-比較信號sigCC12提供雙曲線。通過作為這樣已知的多邊方法可以因此確定目標(biāo)O特別是相對于發(fā)送接收單元NKSE1、NKSE2位置的位置。通過應(yīng)用附加使用的另外的發(fā)送接收單元NKSE-N改善定位精度或者實(shí)現(xiàn)改善的多目標(biāo)功能。

相位值和相互間偏差通常已知,但是不是強(qiáng)制已知。然而如果相位值和相互間偏差由校準(zhǔn)測量已知,那么基于反向反射形成的信號sigC11、sigC22和比較-比較信號sigCC12也關(guān)于其相位進(jìn)行比較。這那么允許通過特別是相位單脈沖方法或干涉測量方法以及應(yīng)用所謂的重構(gòu)成像方法如例如SAR重構(gòu)方法或?qū)拵D的非常準(zhǔn)確的角測量。重構(gòu)方法作為這樣也已知為術(shù)語數(shù)字波束成形或衍射斷層圖。對于重構(gòu)方法有利的是,應(yīng)用大量例如N件發(fā)送接收單元。在這里優(yōu)選的方法的應(yīng)用中有利的是,不僅可確定N個(gè)單邊/單一靜態(tài)測量的相位值如這在分布式非關(guān)聯(lián)運(yùn)行的雷達(dá)中作為這樣通常的那樣,特別是橫向傳輸路程的相位值也進(jìn)入分析處理中,由此大幅提高測量信息。在所謂的稀疏區(qū)域(英語:sparse array)中天線位置的適合選擇中可能的是,利用相對少的發(fā)送接收單元實(shí)現(xiàn)良好的重構(gòu)結(jié)果。

圖4示出一種可能的布置:在用于定位至少另一非關(guān)聯(lián)的發(fā)送接收單元NKSE2的測量情況下多個(gè)非關(guān)聯(lián)的發(fā)送接收單元NKSE1、NKSE3、…、NKSE-N布置為一個(gè)MIMO次級雷達(dá)。在例子中,發(fā)送接收單元NKSE1、NKSE3、…、NKSE-N的N-1個(gè)位置是已知的。另一或其他特別是第二發(fā)送接收單元NKSE2的位置首先是未知的。

通過優(yōu)選方法可以由發(fā)送接收單元NKSE1、NKSE3、…、NKSE-N中的每個(gè)確定與發(fā)送接收單元NKSE1、NKSE3、…、NKSE-N中的另一個(gè)的間隔。在實(shí)施例中,例如比較-比較信號sigCC12使用在第一和第二發(fā)送接收單元NKSE1、NKSE2中產(chǎn)生的信號sigTX1、sigTX2提供在第一發(fā)送接收單元NKSE1與第二發(fā)送接收單元NKSE2之間的間隔,而第三發(fā)送接收單元NKSE3和例如第N發(fā)送接收單元NKSE-N分別同樣提供與第二發(fā)送接收單元NKSE2的距離值。通過作為這樣已知的多邊方法因此可以確定第二發(fā)送接收單元NKSE2的位置。通過應(yīng)用另外適合設(shè)置的發(fā)送接收單元改善定位精度。

相位值至相互間偏差通常是不變的,但是不是強(qiáng)制已知的。然而如果已知相位值的偏差,這例如可以通過校準(zhǔn)確保,那么按照一個(gè)優(yōu)選設(shè)計(jì)方案也關(guān)于其相位或相位值至比較例如比較信號sigC12、sigC32(所述比較信號基于在發(fā)送接收單元NKSE1、NKSE3中產(chǎn)生的和其他特別是第二發(fā)送接收單元NKSE2形成)與比較-比較信號sigCCN2(該比較-比較信號基于例如第N發(fā)送接收單元NKSE1-N和第二發(fā)送接收單元NKSE2形成)。這那么允許通過相位單脈沖方法或干涉測量方法以及應(yīng)用所謂的重構(gòu)定位方法如例如SAR重構(gòu)方法或?qū)拵D的非常準(zhǔn)確的角測量。備選地例如也可以實(shí)施這樣的方法,其方法是每個(gè)發(fā)送接收單元以至少兩個(gè)接收通道運(yùn)行并且應(yīng)用其發(fā)送和傳輸信號。由此信號的入射角可以在發(fā)送接收單元中通過通道的相位差的分析處理實(shí)現(xiàn)。

用于定位收發(fā)器的適合的SAR方法例如由開始所述文獻(xiàn)已知?;谠诖怂鰞?yōu)選的該方法和這樣的機(jī)構(gòu)可以應(yīng)用這樣的用于定位收發(fā)器的方法不再僅僅用于所謂的背向散射收發(fā)器,所述背向散射收發(fā)器的特征在于,雷達(dá)信號由收發(fā)器利用關(guān)聯(lián)載波相調(diào)制地反射。傳輸?shù)狡渌瞻l(fā)系統(tǒng)現(xiàn)在也是可能的,即使具有自身信號源的收發(fā)器通常非關(guān)聯(lián)地應(yīng)答。通過所述方法現(xiàn)在特別是可能的是,確定相位值該相位值與在分別兩個(gè)相互集成的非關(guān)聯(lián)的發(fā)送接收單元之間相應(yīng)的距離成比例關(guān)系。因此所有定位和重構(gòu)方法都是可用的,如其由初級雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域和由背向散射收發(fā)器定位領(lǐng)域作為這樣已知的那樣。相比于背向散射收發(fā)器系統(tǒng),具有在此描述的非關(guān)聯(lián)的發(fā)送接收單元的收發(fā)器系統(tǒng)具有如下優(yōu)點(diǎn),其作用范圍可以顯著更大,特別是可應(yīng)用更復(fù)雜的復(fù)用方法。

特別有利地,該優(yōu)選方法可以在如下情況應(yīng)用,即如果在兩個(gè)非關(guān)聯(lián)的發(fā)送接收單元NKSE1、NKSE2之間測量時(shí)至少一個(gè)所述發(fā)送接收單元NKSE1運(yùn)動并且通過輔助傳感裝置例如借助于慣性傳感裝置、里程表或其他測量運(yùn)動的機(jī)構(gòu)確定在發(fā)送接收單元NKSE1、NKSE2之間的相對運(yùn)動。圖5利用次級雷達(dá)孔徑合成的接收情況示出對此示例性的SAR測量情況。因?yàn)樵诶迷诖怂龇椒ㄔ趦蓚€(gè)發(fā)送接收單元NKSE1、NKSE2之間測量時(shí)形成如下信號,該信號的相位與在發(fā)送接收單元NKSE1、NKSE2之間距離成比例,因此可應(yīng)用在雷達(dá)技術(shù)中作為這樣已知的合成孔徑方法(SAR)或逆合成孔徑方法(ISAR)。

特別是第一發(fā)送接收單元NKSE1在時(shí)刻t從位置開始以不等于零的速度沿著軌跡運(yùn)動并且在行駛期間多次實(shí)施根據(jù)在此所述的方法對于其他特別是第二發(fā)送接收單元NKSE2的測量。第二發(fā)送接收單元NKSE2例如位于在具有等于零的速度的位置上。為了分析處理特別是應(yīng)用這兩個(gè)發(fā)送接收單元NKSE1、NKSE2的比較-比較信號sigCC12。通過全息圖重構(gòu)算法,如其例如由開始所述文獻(xiàn)作為這樣已知的那樣,那么可能的是,高度精確地確定第二發(fā)送接收單元NKSE2相對于第一發(fā)送接收單元NKSE1的位置。示出的方法和機(jī)構(gòu)因此特別適用于高度精確地定位車輛,如機(jī)動車、飛機(jī)、軌道車輛、移動機(jī)器人,自動駕駛車輛等。第一發(fā)送接收單元NKSE1例如位于在車輛上,而另一發(fā)送接收單元NKSE2等作為路標(biāo)位于在已知位置上。如果車輛運(yùn)動,那么第一發(fā)送接收單元NKSE1可以根據(jù)SA方法確定其與另一發(fā)送接收單元NKSE2的相對位置并且因此在路標(biāo)的坐標(biāo)系統(tǒng)中確定其自身位置。

圖6示出對于逆次級雷達(dá)孔徑合成的示例性測量情況或接收情況。特別是第二發(fā)送接收單元NKSE2在時(shí)間t從位置以不同于零的速度沿著軌跡運(yùn)動并且在運(yùn)動期間根據(jù)優(yōu)選方法利用至少另一特別是第一發(fā)送接收單元NKSE1多次實(shí)施測量。通過例如慣性平臺,第二發(fā)送接收單元NKSE2也確定軌跡的曲線并且將其通過無線電發(fā)送給第一發(fā)送接收單元NKSE1,所述第一發(fā)送接收單元特別是留在位置固定的位置并且速度等于零。在此慣性平臺特別是理解為由加速度和角速度傳感器組成的機(jī)構(gòu),優(yōu)選分別三軸地實(shí)現(xiàn)。對于分析處理特別是應(yīng)用這兩個(gè)發(fā)送接收單元NKSE1、NKSE2的比較-比較信號sigCC12。通過全息圖重構(gòu)算法如其例如在開始所述文獻(xiàn)中作為這樣所示,那么特別是高度精確地確定第二發(fā)送接收單元NKSE2相對于第一發(fā)送接收單元NKSE1的位置。示出的方法和機(jī)構(gòu)因此特別是適用于定位配備具有這樣的非關(guān)聯(lián)的發(fā)送接收單元的收發(fā)器的移動對象或者特別是適用于定位機(jī)器人或例如起重機(jī)臂或負(fù)重裝置的如此配備的最終執(zhí)行機(jī)構(gòu)。如果多個(gè)位置固定的發(fā)送接收單元用于確定移動發(fā)送接收單元的位置,那么特別有利地在開始所述的文獻(xiàn)應(yīng)用表示為“多邊擬合成孔徑次級雷達(dá)(multilateral inverse synthetic aperture secondary radar)”的定位方法。

以下附圖示出這樣的非關(guān)聯(lián)的發(fā)送接收單元的可能的進(jìn)一步的設(shè)計(jì)方案。

圖7示出在兩個(gè)非關(guān)聯(lián)的發(fā)送接收單元NKSE1、NKSE2之間相對于具有特別是多個(gè)用于接收的天線RA2,1、RA2,2、RA2,3的天線平面的角的機(jī)構(gòu)。第一發(fā)送接收單元NKSE1特別是類似于來自圖2的第一發(fā)送接收單元NKSE1那樣構(gòu)成,其中濾波器沒有示出或者完全忽略。用于接收其他特別是第二發(fā)送接收單元NKSE2的通信接口CommRX可選擇地如此設(shè)計(jì),使得該通信接口可以接收比較信號,該比較信號由第二發(fā)送接收單元NKSE2利用設(shè)計(jì)用于發(fā)送的天線CA2也經(jīng)由空氣接口傳輸。

第二發(fā)送接收單元NKSE2同樣具有信號生成器SigGen2,其生成的信號sigTX2通過天線TA2發(fā)送并且此外解耦。在第二發(fā)送接收單元NKSE2中多個(gè)例如三個(gè)連接用于接收的天線RA2,1、RA2,2、RA2,3分別具有后置的信號比較單元SigComp2,其例如構(gòu)成為混合器。對于這些信號比較單元SigComp2分別為了與天線的接收信號混合附加地施加生成的信號sigTX2?;旌闲盘柗謩e直接傳輸或者特別是分別施加給后置的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器并且施加給通信接口CommTRX用以傳輸給其他發(fā)送接收單元NKSE1。例如該通信接口CommTRX配備有用于經(jīng)由空氣接口發(fā)送的天線CA2。

因此給第一發(fā)送接收單元NKSE1傳輸三個(gè)或更多個(gè)比較信號sigC21,1、sigC21,2、sigC21,3,其中,比較信號sigC21,1、sigC21,2、sigC21,3分別配置給在第二發(fā)送接收單元NKSE內(nèi)的另一接收地點(diǎn)。在第一發(fā)送接收單元NKSE1中因此優(yōu)選形成多個(gè)比較-比較信號sigCC121、sigCC122、…、sigCC12N并且提供用于分析處理或分析處理。

通過在發(fā)送接收單元NKSE2中這樣的應(yīng)用多個(gè)關(guān)聯(lián)耦合的接收天線可能的是,不僅確定在兩個(gè)發(fā)送接收單元NKSE1、NKSE2之間的間隔和速度,而且也確定其相互間的角。本身已知的是,如何可以利用多個(gè)關(guān)聯(lián)接收通道確定波的入射角。利用根據(jù)圖7的機(jī)構(gòu)特別是也確定在兩個(gè)發(fā)送接收單元NKSE1、NKSE2之間相對于具有多個(gè)天線RA2,1、RA2,2、RA2,3的發(fā)送接收單元NKSE2的天線平面的角。

利用根據(jù)圖8的機(jī)構(gòu)可以確定在兩個(gè)非關(guān)聯(lián)的發(fā)送接收單元NKSE1、NKSE2之間相對于第一發(fā)送接收單元NKSE1的天線平面的角。

在該例子中,第一發(fā)送接收單元NKSE1特別是類似于圖7中的第二發(fā)送接收單元NKSE2構(gòu)成,配備特別是多個(gè)連接用于接收的天線RA1,1、RA1,2、RA1,3。對于該第一發(fā)送接收單元后置有由信號比較單元SigComp1構(gòu)成的機(jī)構(gòu),信號比較單元例如對于每個(gè)天線RA1,1、RA1,2、RA1,3分別具有一個(gè)混合器。對于信號比較單元SigComp2為了混合天線之一的分別一個(gè)接收信號并且附加地施加在第一發(fā)送接收單元NKSE1中生成的信號sigTX1。利用混合器產(chǎn)生的信號作為比較信號分別施加給后置的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器ADC1、ADC2或ADCN并且在轉(zhuǎn)換之后或者直接施加給信號比較單元SigComp12。給信號比較單元SigComp12此外還施加通過通信接口CommTRX接收的信號或在其上接收的數(shù)據(jù),其包含由第二發(fā)送接收單元NKSE2接收的比較信號sigC21。信號比較單元SigComp12特別是產(chǎn)生多個(gè)比較-比較信號sigCC112、sigCC122、…、sigCC1N2,它們被提供用于分析處理或分析處理。

例如通信接口CommTRX配備用于經(jīng)由空氣接口接收的天線CA1。相應(yīng)地,在第二發(fā)送接收單元NKSE2中通信接口CommTRX配備用于經(jīng)由空氣接口發(fā)送的天線CA2。第二發(fā)送接收單元NKSE2此外例如如圖2的第二發(fā)送接收單元NKSE2那也設(shè)計(jì)。相比之下作為另外的區(qū)別,圖8中的第二發(fā)送接收單元NKSE2具有濾波器FLT,濾波器FLT連接在模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器ADC與通信接口CommTRX之間并且對于通信接口CommTRX僅僅如下比較信號允許通過,該比較信號由自身產(chǎn)生的信號sigTX2和由第一發(fā)送接收單元NKSE1接收的信號sigRX21產(chǎn)生。

如果按照另一設(shè)計(jì)方案在兩個(gè)非關(guān)聯(lián)的發(fā)送接收單元中構(gòu)成多個(gè)連接用于接收的天線,那么在發(fā)送接收單元之間的角和兩個(gè)天線平面相互傾斜是可確定的。備選或附加地例如也可能的是,應(yīng)用多個(gè)關(guān)聯(lián)發(fā)送通道。

具有多個(gè)平行設(shè)置的非關(guān)聯(lián)的發(fā)送接收單元的這樣的機(jī)構(gòu)對于作為被動雷達(dá)目標(biāo)的目標(biāo)O的測量也是有利的。對此圖9示例性地示出利用兩個(gè)非關(guān)聯(lián)的發(fā)送接收單元NKSE1、NKSE2針對非協(xié)作的目標(biāo)的測量包括其角測量的機(jī)構(gòu)。在此發(fā)送接收單元NKSE1、NKSE2如圖8設(shè)計(jì),但是分別發(fā)送的第一信號sigTX1或sigTX2針對目標(biāo)O,信號由該目標(biāo)反射到相應(yīng)天線RA1,1、RA1,2、…、RA1,N或RA2。利用該機(jī)構(gòu)附加地除了根據(jù)上述方法之一的距離之外也可通過相位差估計(jì)入射角并且可與距離組合。為了解決內(nèi)部校準(zhǔn)問題,每個(gè)發(fā)送接收單元也可以配備所謂的背向散射(后向散射),利用背向散射校準(zhǔn)接收通道。

對于距離和速度測量特別有利的是,作為測量信號或通過相應(yīng)信號生成器SigGen1、SigGen2作為其信號sigTX1、sigTX2應(yīng)用所謂的多斜坡FMCW信號。圖10示出示例性的FMCW多斜坡信號,其作為特別是第一信號sigTX1,1、sigTX1,2、…、sigTX1,K或sigTX2,1、sigTX2,2、…、sigTX2,K通過信號生成器SigGen1、SigGen2作為前述圖的第一或另一/第二發(fā)送接收單元NKSE1、NKSE2的其信號sigTX1產(chǎn)生。在該多斜坡FMCW信號中,多個(gè)優(yōu)選K個(gè)相同的FMCW調(diào)制信號sigTXl,1;sigTXl,2;…sigTXl,K或sigTX2,l;sigTX2,2;…sigTX2,K以優(yōu)選固定的時(shí)間間隔發(fā)送。為了復(fù)用,多斜坡-FMCW信號在參與測量的發(fā)送接收單元中要么微小時(shí)間錯開地要么頻率錯開地發(fā)送。微小特別是理解為在時(shí)間頻率圖中測量斜坡持續(xù)時(shí)間的最大10%的時(shí)間延遲或等同的頻率錯開。

通過信號的優(yōu)選交替的交換如所述在每個(gè)單個(gè)的FMCW斜坡中產(chǎn)生FMCW測量信號。因此總共產(chǎn)生K個(gè)FMCW測量信號。優(yōu)選地,這些測量信號作為比較-比較信號sigCC12,1;sigCC12,2;…,sigCC12,K現(xiàn)在設(shè)置為矩陣。該數(shù)據(jù)矩陣在按照時(shí)間設(shè)置信號的情況下例如具有如下形式:

如果對該矩陣應(yīng)用二維傅里葉變換,那么產(chǎn)生所謂的距離-多普勒圖,由該圖特別是可以非常準(zhǔn)確地確定在非關(guān)聯(lián)的發(fā)送接收單元NKSE之間的距離和速度。

為了在分布式發(fā)送接收單元中更好協(xié)調(diào)信號生成器可以有意義的是,將信號源在站中或者在具有非關(guān)聯(lián)的發(fā)送接收單元的裝置中通過交換無線電信號在實(shí)施作為優(yōu)選描述的測量過程之前關(guān)于頻率/時(shí)鐘頻率和時(shí)間偏差進(jìn)行同步。因?yàn)槌杀居欣恼袷幤骺赡苤档米⒁獾仄x額定值或者在溫度變化時(shí)產(chǎn)生漂移。信號源中的時(shí)鐘生成器的偏差例如引起所有頻率值和持續(xù)時(shí)間的縮放,這特別是可以使得信號調(diào)制和數(shù)字化信號的時(shí)間基礎(chǔ)失真并隨之可能導(dǎo)致錯誤的比較結(jié)果。為了同步非關(guān)聯(lián)的發(fā)送接收單元例如適合的是按照專利文獻(xiàn)US 8,108,558 B2“Circuit arrangement and method for synchronization of clocks in a network”的方法或按照文獻(xiàn)US 7,940,743 B2“Method and device for the synchronization of radio stations and a time-synchronous radio bus System”的方法。特別是對于同步非關(guān)聯(lián)的發(fā)送接收單元有利的是,應(yīng)用來自文獻(xiàn)US 7,940,743 B2的方法到比較信號sigC21或sigC12。特別是在此有利的是,交換具有至少兩個(gè)數(shù)值或符號不同的掃描率(每個(gè)時(shí)間信號頻率的變化)的至少兩個(gè)FMCW雷達(dá)信號。優(yōu)選實(shí)施形式在此應(yīng)用至少兩個(gè)FMCW雷達(dá)信號,其中,在該FMWC信號之一中頻率隨時(shí)間上升,這相應(yīng)于正的掃描率,而在另一FMWC信號中頻率隨時(shí)間下降,這相應(yīng)于負(fù)的掃描率。

特別是還有另外的可實(shí)現(xiàn)為在不同附圖中示出的或者對此備選的所述不同設(shè)計(jì)方案元素的所述組合。

作為另一設(shè)計(jì)方案可實(shí)現(xiàn)例如預(yù)選比較信號sigC21、sigC12的感興趣的范圍并且通過通信機(jī)構(gòu)僅僅傳輸該范圍而不是傳輸完全的比較信號。相應(yīng)地落入到概念“比較信號”上的還有僅僅部分的比較信號,只要該比較信號對于比較-比較信號的確定還具有足夠數(shù)據(jù)內(nèi)容。在這樣的情況下可以可選擇地附加地傳輸系數(shù)值,該系數(shù)值表示傳輸比較信號的哪個(gè)范圍。同樣可實(shí)現(xiàn)傳輸這樣的比較信號的多個(gè)范圍或部段。

通過傳輸比較信號按照又一設(shè)計(jì)方案也可實(shí)現(xiàn)傳輸頻譜而不是原本產(chǎn)生的比較信號和/或逐部段傳輸?shù)念l譜。可實(shí)現(xiàn)的特別是還有形成所述兩個(gè)比較信號的頻譜或者為了形成比較比較信號在頻譜平面上共軛復(fù)數(shù)相乘。

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