(57)【要約】少なくとも１つの対象の検出、検知及び／又は評価のためのパルスレーダ装置（１００）並びに方法を改善して、距離に関する情報のみならず、検出すべき対象の角度位置に関する情報も得るために、−パルスレーダ装置（１００）の受信アンテナユニット（３０）が、−−少なくとも２つのアンテナ素子（３２，３４，３６，３８）を有する少なくとも１つの群アンテナとして構成されており、かつ、−−対象で反射された、ベクトル信号としての信号の受信のために構成されており、−受信路（５０）の後ろ側に、少なくとも１つの受信回路（７０）、殊に、ＮＦ（低周波）受信回路が、受信されたベクトル信号の評価及び後続処理のために接続されており、該接続により、少なくとも１つの対象の角度位置も測定可能並びに特定可能であるようにすることが提案されている。
2005525547.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの対象の検出、検知及び／又は評価のためのパルスレーダ装置（１００）であって、
［ａ］オシレータ信号の形成用の、少なくとも１つのオシレータユニット（２０）、殊に、マイクロ波オシレータユニットと、
［ｂ］前記オシレータユニット（２０）の後ろ側に接続された少なくとも１つの送信分路（１０）と、
［ｃ］前記オシレータユニット（２０）の後ろ側に接続された少なくとも１つの受信路（５０）、殊に、ＲＦ（ラジオ周波数）受信路と、
［ｄ］送信パルススイッチユニット(１２）にも受信パルススイッチユニット（５２，５４，５６，５８）にも供給可能なクロックパルス信号の発生用の、少なくとも１つのクロックパルス発生器ユニット（２２）、殊に、ＮＦ（低周波）クロックパルス発生器ユニットと、
［ｅ］送信パルススイッチユニット（１２）を制御する前記クロックパルス信号に対して定められた、前記受信パルススイッチユニット（５２，５４，５６，５８）を制御するクロックパルス信号の時間遅延のために、前記クロックパルス発生器ユニット（２２）と前記受信パルススイッチユニット（５２，５４，５６，５８）との間に接続された少なくとも１つのパルス遅延ユニット（２４）と
を有しており、
前記送信分路（１０）は、
［ｂ．１］パルス変調された高周波信号の形成のために、オシレータ信号を供給可能な少なくとも１つの送信パルススイッチユニット（１２）と、
［ｂ．２］前記送信パルススイッチユニット（１２）によって形成された前記高周波信号の放射のために、前記送信パルススイッチユニット（１２）の後ろ側に接続された少なくとも１つの送信パルススイッチユニット（１６）と
を有しており、
前記受信路（５０）は、
［ｃ．１］前記対象で反射された信号の受信のために、少なくとも１つの受信アンテナユニット（３０）と、
［ｃ．２］前記受信アンテナユニット（３０）の後ろ側に接続された少なくとも１つの受信パルススイッチユニット（５２，５４，５６，５８）と、
［ｃ．３］前記受信アンテナユニット（３０）の後ろ側に接続された、混合用の少なくとも１つのＩ／Ｑ（同相／直角）混合ユニット（６２，６４，６６，６８）と
を有しており、前記混合は、
［ｃ．３．１］前記Ｉ／Ｑ（同相／直角）混合ユニット（６２，６４，６６，６８）の第１の入力端子に供給可能な、前記受信アンテナユニット（３０）によって受信された信号と、
［ｃ．３．２］各々の前記Ｉ／Ｑ（同相／直角）混合ユニット（６２，６４，６６，６８）の第２の入力端子に供給可能なオシレータ信号との
混合であるようにした
パルスレーダ装置において、
−受信アンテナユニット（３０）は、
−−少なくとも２つのアンテナ素子（３２，３４，３６，３８）を有する少なくとも１つの群アンテナとして構成されており、かつ、
−−対象で反射された、ベクトル信号としての信号の受信のために構成されており、
−受信路（５０）の後ろ側に、少なくとも１つの受信回路（７０）、殊に、ＮＦ（低周波）受信回路が、受信されたベクトル信号の評価及び後続処理のために接続されており、該接続により、少なくとも１つの対象の角度位置も測定可能並びに特定可能である
ことを特徴とするパルスレーダ装置。
【請求項２】
オシレータユニット（２０）の後ろ側には、少なくとも１つの電力分割器ユニット（１８）が接続されており、該電力分割器ユニット（１８）を用いて、前記オシレータユニット（２０）によって形成されたオシレータ信号が、送信分路（１０）と受信分路（５０）とに分割可能である請求項１記載のパルスレーダ装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載のパルスレーダ装置であって、
−送信アンテナユニット（１０）は、少なくとも１つの送信増幅器ユニット（１４）を、放射される高周波信号の増幅のために設けられており、及び／又は、
−群アンテナの各アンテナ素子（３２，３４，３６，３８）の後ろ側に、各々少なくとも１つの受信増幅器ユニット（４２，４４，４６，４８）が、各々の前記アンテナ素子（３２，３４，３６，３８）によって受信された信号の増幅のために接続されている
パルスレーダ装置。
【請求項４】
請求項１から３迄の何れか１記載のパルスレーダ装置であって、
受信回路（７０）は、
−Ｉ／Ｑ混合ユニット（６２，６４，６６，６８）のＩ（同相）出力端子の後ろ側に接続された少なくとも１つのローパスフィルタユニット（７２ａ，７４ａ，７６ａ，７８ａ）、並びに
−前記Ｉ／Ｑ混合ユニット（６２，６４，６６，６８）の少なくとも１つのＱ（直角）出力端子の後ろ側に接続された少なくとも１つのローパスフィルタユニット（７２ｂ，７４ｂ，７６ｂ，７８ｂ）と、
−比較的僅かなサンプリングレートのローパスフィルタリングされたアナログ信号をデジタル信号に変換するための、前記各々のローパスフィルタユニット（７２ａ，７２ｂ，７４ａ，７４ｂ，７６ａ，７６ｂ，７８ａ，７８ｂ）の後ろ側に接続された少なくとも１つのＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器ユニット（８２ａ，８２ｂ，８４ａ，８４ｂ，８６ａ，８６ｂ，８８ａ，８８ｂ）と、
−複素値ベクトル又は複素値スカラーの形式でシステム化されたデジタル信号のデジタル処理のための、前記Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器ユニット（８２ａ，８２ｂ，８４ａ，８４ｂ，８６ａ，８６ｂ，８８ａ，８８ｂ）の後ろ側に接続された少なくとも１つのプロセッサユニット（９０）、殊に、マイクロプロセッサユニットと
を有しており、
−前記各ローパスフィルタユニット（７２ａ，７２ｂ，７４ａ，７４ｂ，７６ａ，７６ｂ，７８ａ，７８ｂ）は、受信されたアナログ広帯域信号の、フィルタリング及び／又は積分、殊に、帯域幅の狭幅化のために設けられている
パルスレーダ装置。
【請求項５】
請求項１から４迄の何れか１記載のパルスレーダ装置であって、
−受信パルススイッチユニット（５２，５４，５６，５８）は、オシレータユニット（２０）と各々のＩ／Ｑ混合ユニット（６２，６４，６６，６８）との間に接続されており、又は、
−前記各々の受信パルススイッチユニット（５２，５４，５６，５８）は、各々のアンテナ素子（３２，３４，３６，３８）と各々のＩ／Ｑ混合ユニット（６２，６４，６６，６８）との間に接続されている
パルスレーダ装置。
【請求項６】
請求項１から５迄の何れか１記載のパルスレーダ装置であって、
−パルス遅延ユニット（２４）と各々の受信パルススイッチユニット（５２，５４，５６，５８）との間に、少なくとも１つのマルチプレックスユニット（２８）が、時間的に遅延されたクロック信号を用いて、各々の受信パルススイッチユニット（５２，５４，５６，５８）を、選択的に、殊に、時間的に順次連続してずらして制御するために接続されており、
−各々の受信パルススイッチユニット（５２，５４，５６，５８）とＩ／Ｑ混合ユニット（６２）との間に少なくとも１つの電力結合ユニット（６０）、殊に、ＨＦ（高周波）電力分割器／結合器ユニットが、デジタル信号処理用の複素値スカラーの形成のために接続されている
パルスレーダ装置。
【請求項７】
少なくとも１つの対象の検出、検知及び／又は評価方法であって、該方法は、
−少なくとも１つのオシレータユニット（２０）、殊に、マイクロ波オシレータユニットを用いて、オシレータ信号を形成し、
−オシレータ信号を供給可能な少なくとも１つの送信パルススイッチユニット（１２）を用いて、パルス変調された高周波信号を形成し、
−前記送信パルススイッチユニット（１２）によって形成された前記高周波信号を、前記送信パルススイッチユニット（１２）の後ろ側に接続された少なくとも１つの送信パルススイッチユニット（１６）を用いて放射し、
−前記対象で反射された信号を、少なくとも１つの受信アンテナユニット（３０）を用いて受信し、
−前記受信アンテナユニット（３０）の後ろ側に接続された少なくとも１つのＩ／Ｑ（同相／直角）混合ユニット（６２，６４，６６，６８）の第１の入力端子に供給可能な、前記受信アンテナユニット（３０）によって受信された信号を、各々の前記Ｉ／Ｑ（同相／直角）混合ユニット（６２，６４，６６，６８）の第２の入力端子に供給可能な、オシレータ信号と、各々の前記Ｉ／Ｑ（同相／直角）混合ユニット（６２，６４，６６，６８）を用いて混合し、
−前記送信パルススイッチユニット(１２）にも、受信アンテナユニット（３０）の後ろ側に接続された少なくとも１つの受信パルススイッチユニット（５２，５４，５６，５８）にも供給可能なクロックパルス信号を、少なくとも１つのクロックパルス発生器ユニット（２２）、殊に、ＮＦ（低周波）クロックパルス発生器ユニットを用いて発生し、
−前記受信パルススイッチユニット（５２，５４，５６，５８）を制御するクロックパルス信号を、送信パルススイッチユニット（１２）を制御する前記クロックパルス信号に対して、前記クロックパルス発生器ユニット（２２）と前記受信パルススイッチユニット（５２，５４，５６，５８）との間に接続された少なくとも１つのパルス遅延ユニット（２４）を用いて所定のように時間遅延する
方法において、
対象で反射された信号を、少なくとも２つのアンテナ素子（３２，３４，３６，３８）を有する少なくとも１つの群アンテナを用いて、ベクトル信号として受信し、
前記受信されたベクトル信号を、少なくとも１つの受信回路（７０）、殊に、ＮＦ（低周波）受信回路を用いて評価して後続処理し、それにより、少なくとも前記対象の角度位置も測定並びに特定する
ことを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項７記載の方法であって、
−受信されたアナログ広帯域信号を、
−−Ｉ／Ｑ混合ユニット（６２，６４，６６，６８）の後ろ側に接続された少なくとも１つのローパスフィルタユニット（７２ａ，７４ａ，７６ａ，７８ａ）を用いて、並びに、前記Ｉ／Ｑ混合ユニット（６２，６４，６６，６８）の後ろ側に接続された少なくとも１つの別のローパスフィルタユニット（７２ｂ，７４ｂ，７６ｂ，７８ｂ）を用いてフィルタリング及び／又は積分し、殊に、当該アナログ広帯域信号の帯域幅に狭幅にし、並びに
−−各々のローパスフィルタユニット（７２ａ，７２ｂ，７４ａ，７４ｂ，７６ａ，７６ｂ，７８ａ，７８ｂ）の後ろ側に接続された少なくとも１つのＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器ユニット（８２ａ，８２ｂ，８４ａ，８４ｂ，８６ａ，８６ｂ，８８ａ，８８ｂ）を用いて、比較的小さなサンプリングレートでデジタル信号に変換し、
−複素値ベクトル又は複素値スカラーの形式でシステム化されたデジタル信号を、前記Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器ユニット（８２ａ，８２ｂ，８４ａ，８４ｂ，８６ａ，８６ｂ，８８ａ，８８ｂ）の後ろ側に接続された少なくとも１つのプロセッサユニット（９０）、例えば、マイクロプロセッサユニットを用いてデジタル処理する
方法。
【請求項９】
各々の受信パルススイッチユニット（５２，５４，５６，５８）が、各々のアンテナ素子（３２，３４，５２，５４，５６，５８）と各々のＩ／Ｑ混合ユニット（６２，６４，６６，６８）との間に接続されている場合、各々の受信パルススイッチユニット（５２，５４，５６，５８）を、パルス遅延ユニット（２４）と前記各々の受信パルススイッチユニット（５２，５４，５６，５８）との間に接続された少なくとも１つのマルチプレックスユニット（２８）を用いて、時間的に遅延されたクロックパルス信号を用いて選択的に、例えば、時間的に順次連続してずらして制御する
請求項７又は８記載の方法。
【請求項１０】
少なくとも１つの対象の角度位置の測定並びに特定用に、請求項１から６迄の少なくとも１記載の少なくとも１つのパルスレーダ装置（１００）の使用、並びに、請求項７から９迄の少なくとも１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つの対象の検出、検知及び／又は評価のためのパルスレーダ装置であって、
［ａ］オシレータ信号の形成用の、少なくとも１つのオシレータユニット、殊に、マイクロ波オシレータユニットと、
［ｂ］オシレータユニットの後ろ側に接続された少なくとも１つの送信分路と、
［ｃ］オシレータユニットの後ろ側に接続された少なくとも１つの受信路、殊に、ＲＦ（ラジオ周波数）受信路と、
［ｄ］送信パルススイッチユニットにも受信パルススイッチユニットにも供給可能なクロックパルス信号の発生用の、少なくとも１つのクロックパルス発生器ユニット、殊に、ＮＦ（低周波）クロックパルス発生器ユニットと、
［ｅ］送信パルススイッチユニットを制御するクロックパルス信号に対して定められた、受信パルススイッチユニットを制御するクロックパルス信号の時間遅延のために、クロックパルス発生器ユニットと受信パルススイッチユニットとの間に接続された少なくとも１つのパルス遅延ユニットと
を有しており、
送信分路は、
［ｂ．１］パルス変調された高周波信号の形成のために、オシレータ信号を供給可能な少なくとも１つの送信パルススイッチユニットと、
［ｂ．２］送信パルススイッチユニットによって形成された前記高周波信号の放射のために、送信パルススイッチユニットの後ろ側に接続された少なくとも１つの送信パルススイッチユニットと
を有しており、
受信路は、
［ｃ．１］対象で反射された信号の受信のために、少なくとも１つの受信アンテナユニットと、
［ｃ．２］受信アンテナユニットの後ろ側に接続された少なくとも１つの受信パルススイッチユニットと、
［ｃ．３］受信アンテナユニットの後ろ側に接続された、混合用の少なくとも１つのＩ／Ｑ（同相／直角）混合ユニットと
を有しており、混合は、
［ｃ．３．１］Ｉ／Ｑ（同相／直角）混合ユニットの第１の入力端子に供給可能な、受信アンテナユニットによって受信された信号と、
［ｃ．３．２］各々のＩ／Ｑ（同相／直角）混合ユニットの第２の入力端子に供給可能なオシレータ信号との
混合であるようにした
パルスレーダ装置に関する。
【０００２】
本発明は、更に、少なくとも１つの対象の検出、検知及び／又は評価方法であって、該方法は、
−少なくとも１つのオシレータユニット、殊に、マイクロ波オシレータユニットを用いて、オシレータ信号を形成し、
−オシレータ信号を供給可能な少なくとも１つの送信パルススイッチユニットを用いて、パルス変調された高周波信号を形成し、
−送信パルススイッチユニットによって形成された高周波信号を、送信パルススイッチユニットの後ろ側に接続された少なくとも１つの送信パルススイッチユニットを用いて放射し、
−対象で反射された信号を、少なくとも１つの受信アンテナユニットを用いて受信し、
−受信アンテナユニットの後ろ側に接続された少なくとも１つのＩ／Ｑ（同相／直角）混合ユニットの第１の入力端子に供給可能な、受信アンテナユニットによって受信された信号を、各々のＩ／Ｑ（同相／直角）混合ユニットの第２の入力端子に供給可能な、オシレータ信号と、各々のＩ／Ｑ（同相／直角）混合ユニットを用いて混合し、
−送信パルススイッチユニットにも、受信アンテナユニットの後ろ側に接続された少なくとも１つの受信パルススイッチユニットにも供給可能なクロックパルス信号を、少なくとも１つのクロックパルス発生器ユニット、殊に、ＮＦ（低周波）クロックパルス発生器ユニットを用いて発生し、
−受信パルススイッチユニットを制御するクロックパルス信号を、送信パルススイッチユニットを制御するクロックパルス信号に対して、クロックパルス発生器ユニットと受信パルススイッチユニットとの間に接続された少なくとも１つのパルス遅延ユニットを用いて所定のように時間遅延する
方法に関する。
【０００３】
従来技術
前進運動手段、例えば、自動車の周囲環境範囲のセンシングは、基本的に、ＬＩＤＡＲ（＝Ｌｉｇｈｔ  Ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ  Ａｎｄ  Ｒａｎｇｉｎｇ）を用いて、ＲＡＤＡＲ（＝ＲＡｄｉｏ  Ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ  Ａｎｄ  Ｒａｎｇｉｎｇ）を用いて、ビデオ又は超音波を用いて行われる。
【０００４】
刊行物ドイツ連邦共和国特許公開第４２４２７００号公報から、マイクロ波レーダセンサを有する対象検出システムが公知であり、このシステムによって、殊に、比較的大きな距離で前方に走行している対象の検出が車両で可能となる。このレーダセンサは、車両の安全システムに貢献し、その際、車両と前方を走行している車両との間隔及び相対速度についての定常的な情報を所定の角度範囲内で処理することができる。
【０００５】
刊行物ドイツ連邦共和国特許公開第４４４２１８９号公報には、自動車の周囲環境範囲内での距離測定のためのシステムで、送信ユニットと受信ユニットとを有するセンサが、情報を同時に送信及び受信するために使用されていることが開示されている。距離測定の補助により、ここでは、自動車用の受動の保護手段が、例えば、フロント、サイド、又は、テールからの衝突時に作動される。検出情報の交換により、例えば、相応のトリガシステムの作動のために、交通状況が判定される。
【０００６】
更に、刊行物ドイツ連邦共和国特許公開第１９６１６０３８号公報から、対象検出システムが公知であり、その際、可変の送信角度の光ビーム用の光送信器及び角度分解能の光受信器が設けられている。送信された光ビームは、ここでは、送信された光ビームと、受信された光ビームとの位相差から、所定の距離に至る迄、送信された光ビームの角度範囲内の対象の位置も検出可能である。
【０００７】
刊行物ドイツ連邦共和国特許公開第１９６２２７７７号公報には、２つの対象間の自動的な相対位置測定用センサシステムが開示されている。この通常慣用のセンサシステムは、角度に依存しないセンサと角度に依存するセンサとの組み合わせから構成されている。角度分解能のないセンサ、従って、角度に依存しないセンサは、伝搬時間測定を介して所定対象との距離を評価するセンサとして構成されている。可能なセンサとして、レーダ、ライダ（Ｌｉｄａｒ）、超音波センサが提案されている。
【０００８】
角度依存センサは、ライトバリアの形式で設けられている光電子送信器及び受信器の幾何的な配列構成からなる。両者とも、１つの共通の検出範囲をカバーしている各センサは、空間的に狭幅に隣り合って設けられている。対象との相対位置を特定するためには、角度に依存しないセンサを用いて、対象との距離が特定され、且つ、角度分解能のセンサを用いて対象との角度が特定される。
【０００９】
光電子送信器と受信器との前述のような装置構成に対して択一的に、一緒に、三角測量方式によって対象との角度を測定する２つのセンサを用いるようにしてもよい。
【００１０】
刊行物ドイツ連邦共和国特許公開第１９９４９４０９号公報からは、自動車に取り付けられた少なくとも２つのセンサを有する対象検出用の装置が公知であり、この装置の検出範囲は、少なくとも部分的に重畳している。この際、検出される可能な対象の、センサに関する相対位置を、三角測量方式によって特定する手段が設けられており、対象測定によって形成される可能な見かけの対象は、動的に対象を観測することによって求めることができる。
【００１１】
刊行物ドイツ連邦共和国特許公開第１００１１２６３号公報には、殊に、自動車用の対象検出システムが提案されており、その際、対象検出システムは、複数の対象検出器及び／又は作動モードを有しており、それにより、種々異なる検出範囲及び／又は検出領域を検出することができる。この際、対象検出器は、レーダセンサにするとよく、このレーダセンサは、第１の駆動モードでは、比較的小さな角度検出範囲で比較的大きな検出領域を有しており、第２の駆動モードでは、それに対して比較的小さな検出領域を拡張した角度検出範囲で有している。
【００１２】
更に、距離測定を所謂パルスレーダを用いて行うことができ、その際、ギガヘルツ領域の電磁振動の矩形状の包囲部の搬送波パルスが送信される。
【００１３】
この搬送波パルスは、目標対象で反射され、パルスの送信と反射ビームの入射との時間間隔から、目標との距離が特定され、ドップラー効果を利用して条件付で目標対象の相対速度も特定することができる。そのような測定方式は、例えば、専門書Ａｌｂｒｅｃｈｔ  Ｌｕｄｌｏｆｆ，”Ｈａｎｄｂｕｃｈ  Ｒａｄａｒ  ｕｎｄ  Ｒａｄａｒｓｉｇｎａｌｖｅｒａｒｂｅｉｔｕｎｇ”，２−２１ページ〜２−４４ページ、Ｖｉｅｗｅｇ−Ｖｅｒｌａｇ，１９９３に記載されている。
【００１４】
自動車での冒頭に記載した乗員保護システムの確実な制御のために、一般的に、自動車の環境領域内での個別の衝突状況に対して、多数のレーダセンサが必要である。衝突時に車両の乗員にとって危険性がある対象を早い時点で検出することができるためには、例えば、衝突の早機検出（所謂プレクラッシュ検出）が必要である。こうすることによって、エアバッグ、シートベルトテンショナー又はサイドバッグのような保護システムが適時に作動して、そうすることによって、出来る限り最大の保護作用を達成することができる。
【００１５】
殊に、自動車の近接範囲内での交通状況の検出乃至監視が、多数の別の用途用でも利用することができる。これには、駐車支援システム、所謂「死角」の監視支援システム、並びに、所謂「ストップ＆ゴー交通」の支援システムもあげることができ、その際、自動的に停止したり走行したりするために、先行車両との距離が求められる。
【００１６】
この際、通常のように、多数のレーダセンサが、各々測定使命に適合された種々異なる要求で使用され、その際、実質的に到達範囲及び評価時間の点で要求が異なっており、つまり、この機能の各々が特殊な検出範囲並びに種々異なる測定サイクル時間を有しており、つまり、原理的に所謂ユニバーサルセンサが、特定に適合されたバスシステムを介して共通に作動され、評価ユニットと一緒に接続されているが、効率の点での理由から、全ての距離範囲を、比較的確実な機能方式のために比較的短い評価時間内で最適に作動するとは限らないことが屡々である。
【００１７】
この理由から、刊行物ドイツ連邦共和国特許公開第１９９６３００５号公報には、独立請求項の上位概念による自動車の周囲環境内での対象の検出及び評価用の装置並びに方法が提案されている。
【００１８】
この際、刊行物ドイツ連邦共和国特許公開第１９９６３００５号公報によると、自動車の周囲環境領域が、各々１つのパルスレーダセンサの送信信号を利用して、１つ又は複数の受信分路内で、種々異なる距離範囲が並列及び／又はシーケンシャルに評価されるようにして検出され、それにも拘わらず、刊行物ドイツ連邦共和国特許公開第１９９６３００５号公報による装置も方法も、検出すべき対象に関する相応の角度情報も提供することは何ら行われていない。
【００１９】
本発明の説明：課題、解決手段、利点
前述の欠点及び不十分さ、並びに、周辺の従来技術の評価に基づいて、本発明の課題は、冒頭に記載した形式のパルスレーダ装置並びに冒頭に記載した形式の方法を、距離に関する情報のみならず、検出すべき対象の角度位置に関する情報も含むように改善することにある。
【００２０】
この課題は、請求項１記載の要件を持ったパルスレーダ装置、並びに、請求項７記載の要件を持った方法によって解決される。本発明の有利な実施例及び目的に適う実施例は、各従属請求項に示されている。
【００２１】
従って、本発明の技術思想は、慣用のレーダのコンセプト、及び、検出すべき、センシングすべき目標の距離測定を、２４ＧＨｚ近接領域レーダ技術を用いて行うことができる慣用の開発技術に基づいており、これらを、別の受信チャネル乃至路のみならず、少なくとも１つの（受信）群アンテナの分だけセンサ群を構成するようにして補完するのである。
【００２２】
この少なくとも１つの群アンテナは、デジタル信号処理方法を用いて
−アンテナ指向性ダイアグラムのビーム成形、
−検出される目標対象の角度測定、並びに
−所謂ＤＯＡ（Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ  Ｏｆ  Ａｒｒｉｖａｌ）アルゴリズム
をパルス駆動と組み合わせて可能とし、従って、センシングされた車両の周辺領域について著しく正確な情報を提供することができる。
【００２３】
この関連で、それと同時に、レーダセンサの所要個数を減らし、並びに、自動車毎の組込み個所を減らし、従って、総じて近接領域レーダシステム用のコストを減らすことができ、その際、受信分路内に少なくとも１つの群アンテナを用いて、レーダセンサの領域での著しく高い新規性のある技術が開示されており、アナログ信号処理とデジタル信号処理を適切に実際に役立つように、且つ、コスト上有利に組み合わせることが開示されている。
【００２４】
この際、一般的に、例えば、刊行物ドイツ連邦共和国特許公開第１９５３５４４１号公報から公知のような群アンテナは、複数の個別アンテナを一緒に接続して得られる。個別アンテナ路の複素重み付けにより、例えば、所望の方向で強く形成された主ローブを持った、全装置構成の指向特性を得ることができる。更に、種々異なるノイズ信号を、方向を選択して抑制するために、指向性ダイアグラム内にゼロ点を形成してもよい。
【００２５】
群アンテナを用いて受信するために、この群アンテナの指向作用を連続して伝送チャネルの瞬時の特性に適合させることができ、この関連で、適合化アンテナシステム乃至インテリジェントアンテナ（所謂「スマートアンテナ」）が該当する。受信信号値に基づいて各重み係数の出来る限り最適なセットを特定するアルゴリズムによって適合化することができる。
【００２６】
この際、適切なアルゴリズムの選択は、実質的に
−伝送チャネルの具体的な特性、
−群アンテナの具体的な特性、
−デジタル信号処理の利用可能な計算能力、
−所要の精度、並びに
−エラーの影響に対するローブスト性
に依存している。
【００２７】
距離分解能センサを用いた対象検出の技術領域の当業者は、本発明に関して、群アンテナに属する複数のアンテナ素子を用いて受信された情報を、対応した複数の受信チャネル乃至路上で伝送して処理し、特に、信号相互の位相関係から角度情報を得て、これから、指向性を、個別センサを用いて評価することができるようになる。更に、本発明によって提案された解決手段によると、非常に少ない追加コスト、非常に僅かな追加費用で実現することができる。
【００２８】
本発明は、前述の形式の少なくとも１つのパルスレーダ装置の使用、及び／又は、車両周辺センサの領域での前述の形式の方法に関しており、例えば、少なくとも１つの対象の角度位置の特定並びに測定用、例えば、例えば、自動車でのプレクラッシュセンサリングの範囲内でも重要である。
【００２９】
この際、センサによって、検出対象、例えば、他の自動車と衝突することがあるかどうか検知することができる。衝突しそうな場合には、付加的に、どの程度の速度で、どこの衝突地点となるか特定することができる。このデータを検知する際、自動車の運転手にとって生命救助を左右するミリセカンドで、例えば、エアバッグ又はシートベルトテンショナーシステムに予め設けられている手段を講じることができる。
【００３０】
本発明のシステム及び方法の別の可能な使用領域としては、駐車支援システム、死角検知又はストップ・アンド・ゴーシステムが、走行速度の自動調整用の既存の装置、例えば、ＡＣＣ（Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｃｒｕｉｓｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）システムに対する拡張としてあげられる。
【００３１】
図面の簡単な説明
本発明の別の構成、特徴及び利点について、以下、図１〜３の３つの実施例を用いて詳細に説明する。
【００３２】
その際：
図１は、本発明のパルスレーダ装置の第１の実施例の略図、
図２は、本発明のパルスレーダ装置の第２の実施例の略図、
図３は、本発明のパルスレーダ装置の第３の実施例の略図
を示している。
【００３３】
同じ又は同様の構成、要素又は特徴には、図１〜３で同じ参照番号が付けられている。
【００３４】
発明の有利な実施例
以下、少なくとも１つの対象の検出、検知及び／又は評価用の、本発明の近傍範囲用に構成されたパルスレーダ装置、並びに、それに関する方法について、例を用いて説明する。図示の３つの実施例では、図１，２及び３に各々図の左側の半部に設けられたＨＦ（高周波）領域（＝所謂”ＲＦ（ラジオ周波数）”）と、図１，２及び３に各々図の右側の半部に設けられたＮＦ（低周波）領域（＝所謂”ＬＦ（Ｌｏｗ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）”）との境界が、各々破線によって示されている。
【００３５】
図１には、パルスレーダ装置１００の第１の実施例が示されており、この装置では、マイクロ波発振ユニット２０（所謂”２４ＧＨｚマイクロ波フロントエンド”、周期約４１．６７ピコ秒又は波長約１２．５ミリメータに相応）を用いて、発振信号が、約４００ピコ秒のパルス期間のパルスの形式で（周波数約２．５ＧＨｚ又は波長約１２ｃｍに相応）形成され、２４．１２５ＧＨｚ搬送波で振幅変調される。
【００３６】
従って、パルスは、２４ＧＨｚ搬送波の約１２個の波列（−−＞約１４ピコ秒の周期）を含み、搬送波の約１０波長、つまり、約１２．５ｃｍの長さであり、そうすることによって、達成可能な距離分解能のオーダーが得られ、短パルスの形成のために、ステップリカバリーダイオードが使われる。
【００３７】
パルスは、送信側でマイクロ波スイッチの形式での送信パルススイッチユニット１２を制御し、このマイクロ波スイッチを用いて、搬送波が振幅変調される（所謂「オンオフキーイング」）。変調スペクトルの側波帯は、搬送波から離れて、その第１のゼロ位置（４００ｐｓ）−１＝２．５ＧＨｚを有している。パルス繰り返し周波数は、約５ＭＨｚであり、つまり、１周期乃至持続時間は、約２００ナノ秒、従って、約６０ｍのパルス伝搬路に相応しており、即ち、最大約３０ｍ迄の距離測定が可能である。
【００３８】
そのように変形された送信パルスは、送信増幅ユニット１４に増幅トランジスタの形式で供給され、その後、送信アンテナ素子１６に供給され、この送信アンテナ素子を用いて、送信パルススイッチユニット１２によって形成された高周波信号が放射され、広幅のアンテナ指向特性図（所謂「アンテナパターン」）を、角度カバー範囲を大きくするために形成することができる。目標対象から反射されたパルスは、比較的簡単に減結合を行うことができるようにするために他から切り離された受信アンテナユニット３０によって受信され、受信増幅器に供給される。
【００３９】
本発明の技術思想によると、図１の実施例では、受信アンテナユニット３０が４つのアンテナ素子３２，３４，３６，３８を有する群アンテナの形式で示されている（しかし、２つ、３つ、又は、それ以上のアンテナ素子を設けてもよい）。
【００４０】
各アンテナ素子３２，３４，３６，３８毎に、本発明によると、固有の受信チャネル又は受信路が、以下を有しており、つまり、
−各々１つの受信増幅器４２，４４，４６，４８を、所謂ＬＮＡ（Ｌｏｗ  Ｎｏｉｓｅ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒｓ）の形式で有しており、例えば、各々１つ又は２つのＲＦ（ラジオ周波数）トランジスタユニットを有しており、
−各々１つのＩ／Ｑ（同相／直角）ミキサ６２，６４，６６，６８を有しており、例えば、各々４つのＲＦ（ラジオ周波数）ダイオードユニットを有しており、
−各々２つのローパスフィルタ７２ａ，７２ｂ，７４ａ，７４ｂ，７６ａ，７６ｂ，７８ａ，７８ｂをベースバンド増幅器及びインピーダンス変換部と共に有しており、例えば、各々ＮＦ（低周波）トランジスタユニットを、所属のフィルタと共に有しており、
−各々２つのＡ／Ｄ（アナログ−デジタル）変換器８２ａ，８２ｂ，８４ａ，８４ｂ，８６ａ，８６ｂ，８８ａ，８８ｂを有していて、有利には、少なくとも１つのマイクロコントローラ内に設けられている
ように構成されている。
【００４１】
図１から分かるように、全てのＩＱミキサ６２，６４，６６，６８の各々のＬＯ（局所発振器）ゲートは、出来る限り対称的に作動する電力分割器１８を介して、パルス遅延ユニット２４を用いて調整可能に時間的に遅延して繰り返されるパルス状の、同じ振幅で同じ時間特性のＬＯ（局所発振器）信号を用いて制御されて給電される。このＬＯパルスは、送信側のパルスと全く同様に形成される。
【００４２】
パルス遅延ユニット２４によって調整された、このＬＯパルスの時間遅延が、目標対象で反射された送信パルスの持続時間と一致すると、ＩＱミキサ６２，６４，６６，６８の出力端子での受信パルスのベースバンド信号の信号エネルギは最大となる（所謂「局所最大」”ｌｏｋａｌｅｓ  Ｍａｘｉｍｕｍ”）；つまり、受信パルスは、所定のように時間領域内での適合化フィルタを通過する。この適合化フィルタは、受信側で所定のように時間窓を形成するので、この適合化フィルタにより、更に不所望なノイズを除去するようにフィルタリングし、そのようにして、ＩＱミキサ６２，６４，６６，６８の後ろ側での信号対雑音電力比が最適化される。
【００４３】
目標対象の距離に比例する時間遅延は、マイクロ波オシレータユニット２０によって形成される５ＭＨｚのパルス繰り返し周波数と比較して、０〜約２００ナノ秒で緩慢に変化し、即ち、約１００Ｈｚ（約１０ｍｓのパルス期間に相応する）で有利には、のこぎり歯状の周波数の、パルス遅延ユニット２４に配属された少なくとも１つのバリエーションオシレータユニット２６を用いて変化し、所定のように、適合化フィルタは、時間領域窓を形成し、この時間領域窓は、バリエーションオシレータユニット２６の、のこぎり歯信号を用いて、目標対象の距離の幅に亘ってシフトされる。
【００４４】
つまり、適合化フィルタ又は「目標窓」は、１つの目標について１つ以上のパルス用に位置しており、１つの目標に所属する複数のパルスの各信号エネルギが、ローパスフィルタユニット７２ａ，７２ｂ，７４ａ，７４ｂ，７６ａ，７６ｂ，７８ａ，７８ｂを用いて続いて行われるローパスフィルタリングによって積分され、それにより、信号対雑音電力比が改善され、従って、正確な目標検出の確率が有意義に高まり、更に、ローパスフィルタ７２ａ，７２ｂ，７４ａ，７４ｂ，７８ａ，７８ｂを用いて、受信アナログ信号のバンド幅が、広帯域パルス信号に対して有意義に狭幅となる。
【００４５】
４つのＲＦ（ラジオ周波数）受信チャネル又は路の各々に設けられた各々２つのローパスフィルタ７２ａ，７２ｂ乃至７４ａ，７４ｂ乃至７６ａ，７６ｂ乃至７８ａ，７８ｂの、ベースバンド信号のＩ（同相）成分とベースバンド信号のＱ（直角）成分用の限界周波数は、各々のローパスフィルタ７２ａ，７２ｂ，７４ａ，７４ｂ，７６ａ，７６ｂ，７８ａ，７８ｂにより更に作動可能な目標距離分解能を限定し、従って、１００Ｈｚの約１００倍となる。
【００４６】
従って、比較的僅かなサンプリングレート、即ち、約２０ＫＨｚ〜約４０ＫＨｚは、ベースバンドをサンプリングする後述するＡＤ（アナログ−デジタル）コンバータ８２ａ，８２ｂ，８４ａ，８４ｂ，８６ａ，８６ｂ，８８ａ，８８ｂが、マイクロプロセッサ９０で更にデジタル信号処理及び評価するのに十分である。
【００４７】
更に、ローパスフィルタ７２ａ，７２ｂ，７４ａ，７４ｂ，７６ａ，７６ｂ，７８ａ，７８ｂの限界周波数は、レーダに対して半径方向に可動の目標対象で形成される、ベースバンドパルスの最大ドップラー周波数を限定し、従って、検出可能な目標対象の半径方向の最大相対速度を限定する。
【００４８】
ローパスフィルタユニット７２ａ，７２ｂ，７４ａ，７４ｂ，７６ａ，７６ｂ，７８ａ，７８ｂの後ろ側に接続された少なくともほぼ並列に作動するＡ／Ｄ変換器８２ａ，８２ｂ，８４ａ，８４ｂ，８６ａ，８６ｂ，８８ａ，８８ｂでは、サンプリング時点は全て同じであるか、又は、少なくとも所定の固定時間の走査パターンで相互に位置しており、その結果、ＮＦ（低周波）電子回路技術の形式で構成された受信回路７０内で、アンテナ素子３２，３４，３６，３８の信号が、コヒーレントに処理されるようになる（「ＮＦ（低周波）電子回路技術」とは、この関連では、数ＫＨｚオーダーのローパス及びサンプリング周波数のことである）。
【００４９】
従って、Ａ／Ｄ変換器８２ａ，８２ｂ，８４ａ，８４ｂ，８６ａ，８６ｂ，８８ａ，８８ｂのデジタル側には、ベクトルの、複素値のベースバンド信号が出力されており、この信号では、アンテナダイアグラムビーム形成用のデジタル信号処理方法（＜−−＞空間フィルタリング）、角度評価方法等を用いることができる。
【００５０】
図２には、図１の第１の実施例の変形実施例を示すパルスレーダ装置１００の第２の実施例が示されており、従って、以下、不必要な繰り返しを避けるために、単に第１の実施例と異なる点についてのみ説明する。
【００５１】
受信側のパルススイッチ５２，５４，５６，５８は、図２によると、図１のようにする代わりに、ＲＦ（ラジオ周波数）受信分路５０内のＩ／Ｑミキサ６２，６４，６６，６８のＬＯ（局所発振器）分路内に、つまり、各アンテナ素子３２，３４，３６，３８の後ろ側、並びに、各受信増幅器４２，４４，４６，４８の後ろ側で、各々Ｉ／Ｑミキサ６２，６４，６６，６８の前に設けられる。
【００５２】
この第２の実施例では、４つの受信パルススイッチユニット５２，５４，５６，５８が必要であるが（図１の第１の実施例では、受信パルススイッチユニット５２が必要となる）、電力に関して考慮した利点が得られ、第１の実施例では、４つのＩ／Ｑミキサ６２，６４，６６，６８の各々が、その各第２の入力端子に直接（図１の第１の実施例の場合のように、その個所の１つの受信パルススイッチユニット５２を介してではなく）マイクロ波オシレータユニット２０のオシレータ信号によって供給される。
【００５３】
図３に示された、パルスレーダ装置１００の第３の実施例によると、４つの受信チャネル又は路の各受信パルススイッチユニット５２，５４，５６，５８が、選択的乃至セレクティブに、かつ、この際
−有利には、個別に時間的に順次連続して、並びに
−有利には、パルス遅延ユニット２４を用いて調整可能に時間遅延して
制御することができ、このことは、図３では、マルチプレックスユニット２８によって可能となり、このマルチプレックスユニット２８によって、ＮＦ（低周波）クロックパルス発生器ユニット２２の５ＭＨｚパルスを任意に種々異なる４つの受信チャネル乃至路にスイッチングすることができる。
【００５４】
図３の回路図では、受信パルススイッチユニット５２，５４，５６，５８の各出力端子からの各々の出力信号は、ＨＦ（高周波）電力分割器／結合器６０（所謂「ＨＦ（高周波）ディバイダ／コンバイナ」）を介して一緒に案内され、ＨＦ（高周波）電力分割器／結合器６０の後ろ側に接続された唯一の同相／直角ミキサ６２に供給され、同相／直角ミキサ６２の第２の入力端子は、直接（且つ、図１の第１の実施例の場合のように受信パルススイッチユニット５２を介してではなく）マイクロ波オシレータユニット２０のオシレータ信号によって供給される。
【００５５】
デジタル信号処理のために、この図３によると、単に複素値のスカラーだけが用いられ、図１及び２による場合のように、複素値のベクトルを同時に使うことはしない。これに相応して、種々異なる４つのアンテナ素子３２，３４，３６，３８の信号は、図３の第３の実施例ではシーケンシャルに、即ち、時間的に順次連続して（且つ時間的に同じでなく）デジタル信号処理部９０に送給され、このようにすると、図３で、回路技術上のコストを明らかに低減することができる。
【００５６】
この際、図３の回路技術の申し分のない機能の前提条件は、個別要素信号を時間的に順次連続して受信することは、センサフィールドの信号状況が変化するよりも速く行われるという点である。このために、場合によっては、Ａ／Ｄ変換器８２ａ，８２ｂ，８４ａ，８４ｂ，８６ａ，８６ｂ，８８ａ，８８ｂ及びデジタル信号処理部９０に比較的高いコストが、図１及び２の回路装置に較べて高いサンプリングレート乃至高い処理レートを達成するためにかかる。
【００５７】
従って、その結果、パルスレーダ装置１００の第３の実施例では、本発明にとって重要なやり方で、選択的に、有利には、受信パルススイッチユニット５２，５４，５６，５８の時間的に順次連続して構成された個別の制御を用いて、受信グループアンテナ３０の各アンテナ素子３２，３４，３６，３８の各受信信号が選択的にサンプリングされる。
【００５８】
このサンプリングは、センシングフィールドでの信号乃至対象の状況の変化に比較して著しく速く行われ、その結果、プロセッサ９０に伝送される複素値の各個別信号（４つのアンテナ素子３２，３４，３６，３８に対応付けることができる）から、複素値の信号ベクトルが、デジタル信号処理のためにプロセッサ９０で再構成される。
【００５９】
前述の３つの実施例は、殊に、その受信チャネル乃至路、及び、共通に又は個別に使用される受信器モジュールの個数に関して、本発明の機能を実質的に変えずに変更することができる。
【００６０】
図示の３つの実施例とは異なった、種々の距離及び／又は角度範囲を並列且つシーケンシャルに評価するように組み合わせてもよい。更に、種々異なる距離範囲の情報を評価する際にも、場合によっては、全ての距離情報を問い合わせて、距離の４乗もの電力低下のために測定時間を節約することができ、この際、何れにせよ、距離情報を、最初の重要な変化が生起する迄定常的に検査する必要がある。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明のパルスレーダ装置の第１の実施例の略図
【図２】本発明のパルスレーダ装置の第２の実施例の略図
【図３】本発明のパルスレーダ装置の第３の実施例の略図
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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