(57)【要約】本発明はとりわけ自動車のために使用可能なレーダ測定装置及びレーダ測定装置の動作のための方法に関する。小さい帯域幅を占有するためにレーダ測定装置は、キャリア周波数信号（ｗ２４）を発生するための高周波発振器（１４）を有し、レーダパルス信号（Ｒ１）を発生及び送信するための送信手段（１１，１６、１８）を有し、これらの送信手段は第１のパルス信号（ｗ１）を発生するためのパルス成形装置（１１）と第１のパルス信号（ｗ１）及びキャリア周波数信号（ｗ２４）から形成される第１のレーダパルス信号（Ｒ１）を送信するための送信アンテナ（１８）を有し、レーダ信号（Ｒ２）を受信するための受信手段（１９、２１）を有し、受信されたレーダ信号（Ｒ２）の処理のための処理手段（１２、２１、２２、２３、２５、２６、２９、３０）を有し、これらの処理手段は第２のパルス信号（ｗ２）を発生するための第２のパルス成形装置（２５）を有し、上記送信手段は第１のパルス信号（ｗ１）とキャリア周波数信号（Ｔ）とを混合するための単側波帯混合装置（１６）を有し、この単側波帯混合装置（１６）から出力されるレーダパルス信号（Ｒ１）は基本的にキャリア周波数信号（Ｔ）の一方の側波帯にある。
2005537485.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
とりわけ自動車のためのレーダ測定装置において、
キャリア周波数信号（ｗ２４）を発生するための高周波発振器（１４）を有し、
レーダパルス信号（Ｒ１）を発生及び送信するための送信手段（１１、１６、１８）を有し、該送信手段は第１のパルス信号（ｗ１）を発生するためのパルス成形装置（１１）と前記第１のパルス信号（ｗ１）及び前記キャリア周波数信号（ｗ２４）から形成される第１のレーダパルス信号（Ｒ１）を送信するための送信アンテナ（１８）を有し、
レーダ信号（Ｒ２）を受信するための受信手段（１９、２１）を有し、
受信されたレーダ信号（Ｒ２）の処理のための処理手段（１２、２１、２２、２３、２５、２６、２９、３０）を有し、これらの処理手段は第２のパルス信号（ｗ２）を発生するための第２のパルス成形装置（２５）を有し、
前記送信手段は前記第１のパルス信号（ｗ１）と前記キャリア周波数信号（Ｔ）とを混合するための単側波帯混合装置（１６）を有し、該単側波帯混合装置（１６）から出力されるレーダパルス信号（Ｒ１）は基本的に前記キャリア周波数信号（Ｔ）の一方の側波帯にある、とりわけ自動車のためのレーダ測定装置。
【請求項２】
単側波帯混合装置（１６）から出力されるレーダパルス信号（Ｒ１）は抑圧されたキャリア周波数を有する上側波帯信号であり、この上側波帯信号の信号周波数は基本的にキャリア周波数信号（ｗ２４）のキャリア周波数より上にあることを特徴とする、請求項１記載のレーダ測定装置。
【請求項３】
第１のパルス信号（ｗ１）は少なくとも基本的に直流電圧なしで単側波帯混合装置（１６）に入力されることを特徴とする、請求項１又は２記載のレーダ測定装置。
【請求項４】
キャリア周波数信号（ｗ２４）のキャリア周波数は１０〜４０ＧＨｚまでの範囲に、有利には２２〜２６ＧＨｚまでの範囲に、例えば２４ＧＨｚにあり、第１及び第２のパルス信号（ｗ１、ｗ２）は２００ｐｓ〜１０００ｐｓ、有利にはほぼ３５０ｐｓ長のパルスを有することを特徴とする、請求項１〜３のうちの１項記載のレーダ測定装置。
【請求項５】
処理手段（１２、２１、２２、２３、２５、２６、２９、３０）はスイッチング装置（２６）を有し、該スイッチング装置（２６）はキャリア周波数信号（ｗ２４）を第２のパルス信号（ｗ２）に依存して導通切換し、第２のレーダパルス信号を出力し、該第２のレーダパルス信号及び受信されたレーダ信号（Ｒ２）は同相信号（Ｉ）及び直交信号（Ｑ）をもとめるためにＩＱ混合装置（２２，２３）に出力されることを特徴とする、請求項１〜４のうちの１項記載のレーダ測定装置。
【請求項６】
処理手段はキャリア周波数信号（ｗ２４）と受信されたレーダ信号（Ｒ２）とを混合し、第２の側波帯信号を出力するための第２の単側波帯混合装置（３２）を有することを特徴とする、請求項１〜４のうちの１項記載のレーダ測定装置。
【請求項７】
第２の単側波帯混合装置は第２の側波帯信号を同相信号（Ｉ）及び直交信号（Ｑ）をもとめるためにＩＱ混合装置（２２，２３）に出力することを特徴とする、請求項６記載のレーダ測定装置。
【請求項８】
ベースバンドにおける相関は有利には０ＧＨｚ〜２ＧＨｚまで又は０ＧＨｚ〜４ＧＨｚまでにおいて行われることを特徴とする、請求項６又は７記載のレーダ測定装置。
【請求項９】
クロック信号（Ｃ）を受け取って、可変的時間差（Δｔ）だけ遅延されたクロック信号を第２のパルス成形装置（２５）に出力するための時間遅延装置（１２）が設けられており、前記第２のパルス成形装置（２５）から出力される第２のパルス信号（ｗ２）は第１のパルス信号（ｗ１）と同じパルス長及びパルス繰り返し周波数を有することを特徴とする、請求項１〜８のうちの１項記載のレーダ測定装置。
【請求項１０】
レーダ測定装置は、制御装置（４）、有利にはマイクロコントローラ（４）又はデジタルシグナルプロセッサを時間遅延装置（１２）の制御のために有することを特徴とする、請求項９記載のレーダ測定装置。
【請求項１１】
制御装置（４）は信号遅延時間を受信されたレーダ信号（Ｒ２）と送出したパルスレーダ信号（Ｒ１）との位相差からもとめることを特徴とする、請求項９又は１０記載のレーダ測定装置。
【請求項１２】
レーダ測定装置の動作のための方法において、
キャリア周波数信号を発生するステップと、
第１のパルス信号を成形するステップと、
このパルス信号と前記キャリア周波数信号とからレーダパルス信号を発生するステップと、
このレーダパルス信号（Ｒ１）を送信するステップと、
レーダパルス信号（Ｒ２）を受信するステップと、
受信されたレーダパルス信号を処理して同相信号（Ｉ）及び直交信号（Ｑ）をもとめるステップとを有し、
レーダパルス信号は前記第１のパルス信号と前記キャリア周波数信号との単側波帯混合によって発生される、レーダ測定装置の動作のための方法。
【請求項１３】
単側波帯混合において、抑圧されたキャリア周波数を有する上側波帯が発生されることを特徴とする、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
受信されたレーダ信号（Ｒ２）及びキャリア周波数信号（ｗ２４）から単側波帯混合によって側波帯信号が、有利にはキャリア周波数より上にある上側波帯の側波帯信号が発生され、この側波帯信号及び第２のレーダパルス信号からＩＱ混合によって同相信号及び直交信号がもとめられることを特徴とする、請求項１２又は１３記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はとりわけ自動車に使用可能なレーダ測定装置及びレーダ測定装置の動作のための方法に関する。
【０００２】
レーダ測定装置は自動車においてとりわけ他のオブジェクトまでの間隔及び他のオブジェクトに対する相対速度を測定するために使用される。この検出は原則的には車両の周りの全角度領域において行われ、測定信号はとりわけ事故防止（Precrash）乃至は衝突回避のために、ＡＣＣストップアンドゴー（「アダプティブ・クルーズ・コントロール」）に対して、パーキング支援、渋滞支援として、死角検出のために及びカーブ及び車線変更支援として使用される。車両の前方では１０ｍまでの近傍領域の検出（ショートレンジレーダ、ＳＲＲ）が例えば４０ＧＨｚまでの周波数領域において行われ、４０ｍまでの中間領域及び１２０ｍまでの遠方領域の検出が例えば７７ＧＨｚの比較的高い周波数において行われる。
【０００３】
レーダパルスエコー測定では遅延時間測定により間隔が及び間隔値の時間微分及び／又はドップラー測定により相対速度が得られる。この場合、キャリア周波数信号は、パルス信号により制御されたスイッチによって導通切換され、これによって変調に依存して例えば２００ｐｓ〜１０００ｐｓ長のキャリア周波数信号のパルスが発生される。スイッチによる変調は、キャリア周波数信号と（矩形）パルス信号との乗算に相応する。これによって中間キャリア周波数及びキャリア周波数から両側へと降下するパワーを有する送信スペクトルが得られる。例えば２４ＧＨｚのキャリア周波数では、３５０ｐｓのパルス長及びメガヘルツ領域のパルス繰り返しレートにおいて、ほぼ２２〜２６ＧＨｚのスペクトルが生じる。
【０００４】
しかし、パルスレーダシステムに必要な帯域幅はとりわけ近傍領域に関連する１０〜４０ＧＨｚの周波数において問題がある。とりわけ安全に係わる航空無線サービス及びナビゲーション無線サービスの帯域ならびに電波天文学の禁止された帯域領域（restrected bands）のために、１０ＧＨｚと４０ＧＨｚとの間、とりわけ１０ＧＨｚと２４ＧＨｚとの間の周波数領域では部分的には１ＧＨｚより小さい帯域幅を有するほんの僅かな帯域幅しか許可されていない。
【０００５】
これに対して、請求項１記載のレーダ測定装置ならびに請求項１２記載のレーダ測定装置の動作のための方法は、とりわけ僅かな帯域幅が占有され、高い妨害に対する耐性が達成されるという利点を有する。さらに比較的僅かな装置コストで、とりわけ装置の基本コンポーネントの重複なしで、高いパワーの狭帯域システムがＩＳＭ帯域において使用されうる。信号の評価のためには重要ではないキャリア周波数信号は単側波帯変調によって有利には十分に抑圧される。例えば２４〜３１．２ＧＨｚへと帯域幅を高めることによって高い信号増幅（プロセッシングゲイン）が可能である。本発明によれば、指向性無線通信装置もとりわけ２１．６〜２３．６ＧＨｚまでの周波数領域において使用できる。単側波帯しか伝送されないので、ウルトラワイドバンド（ＵＷＢ）システムが使用できる。
【０００６】
本発明は、キャリア周波数信号がパルス信号により制御されたスイッチによって導通切換される従来のパルス変調は原則的に例えば無線周波数（ＲＦ）領域において振幅変調で使用されるような両側波帯変調に相応するという認識に基づいている。しかし、このような両側波帯変調はパルスレーダシステム乃至はパルスエコーレーダシステムでは基本的に必要ではなく、必要な帯域幅及び強いキャリア周波数信号のために単に不利な作用効果しかもたらさない。この強いキャリア周波数信号は信号評価の際に付加的な情報を供給しない。これに対して、本発明の解決策によれば乗算を惹起するスイッチの代わりに単側波帯混合装置を使用することによっておどろくほど簡単なやり方で高いキャリア周波数抑圧における比較的僅かな帯域幅の占有が可能になる。
【０００７】
変調のためには、例えばＳＲＤ（ショートレンジ検出）パルスが使用される。さらに、ＰＮ符号によるＰＮ（疑似雑音）変調の使用が可能であり、このＰＮ変調においてはＰＮ符号に従ってパルスが送信されるか否かが決定され、受信される反射されたパルス信号が既知の符号化に基づいて相関によってターゲットオブジェクトの検出のために処理されうる。
【０００８】
本発明によれば、上側波帯が、抑圧されたキャリア周波数において伝送される。パルス信号の直流電圧なしの結合によってスペクトル密度は比較的高い周波数にシフトされ、この結果、キャリア周波数がさらにより良好に抑圧されうる。
【０００９】
反射されたレーダ信号の受信及びレーダ信号の処理において、本発明では一方で受信されたレーダ信号がそれ自体は公知のやり方で時間遅延されてパルス幅変調されたキャリア周波数信号とＩＱ混合器において混合され、この結果、同相信号及び直交信号をもとめることができる。さらに、スイッチング装置の代わりに受信側においても単側波帯混合装置が使用される。この場合、相関はベースバンド（例えば０〜２ＧＨｚまで又は０〜４ＧＨｚまで）において行われる。
【００１０】
本発明を以下において添付図面に基づいて２つの実施例において詳しく説明する。
図１は送信側に単側波帯混合装置を有する本発明の第１の実施例によるレーダ測定装置のブロック回路図を示し、
図２は送信及び受信側に単側波帯混合装置を有する本発明の更に別の実施例によるレーダ測定装置のブロック回路図を示す。
【００１１】
レーダ測定装置１は低周波段２及び高周波段３を有する。このＬＦ段２の制御装置４、例えばマイクロコントローラ又はデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）は、バス５を介して自動車の外部制御装置６に接続されている。ＤＣ-ＤＣ変換器７は８Ｖの直流電圧をレーダ測定装置に適した５Ｖの直流電圧に変換する。クロック発生器９から５ＭＨｚのクロック周波数のクロック信号がとりわけ制御装置４及びさらに直流電圧変換器１０、第１のパルス成形装置１１及び時間遅延装置１２に出力され、この時間遅延装置１２の時間遅延Δｔは制御装置４のアナログ出力側を介して調整可能である。
【００１２】
直流電圧変換器１０の出力信号はバイアス電圧として２４ＧＨｚの周波数を有するＨＦ発振器１４に入力される。第１のパルス成形装置１１から出力されるパルス信号ｗ１及びＨＦ発振器１４のＨＦキャリア信号ｗ２４は単側波帯混合器１６において混合され、これによって変調されたレーダパルス信号Ｒ１が発生される。単側波帯混合器１６としては原則的に振幅変調から公知の混合装置が使用されうる。この場合、キャリア周波数信号ｗ２４及びパルス信号ｗ１はそれぞれ９０°だけシフトされ、形成される積項はシフトされない値と加算され、この結果、次式が得られる：
２ａ・ｃｏｓ（ｔ・ｗ１）・ｃｏｓ（ｔ・ｗ２４）
−２ａ・ｓｉｎ（ｔ・ｗ１）・ｓｉｎ（ｔ・ｗ２４）
ここから三角法の変形によって：
［ａ・ｃｏｓ（ｔ・ｗ２４＋ｔ・ｗ１）＋ａ・ｃｏｓ（ｔ・ｗ２４−ｔ・ｗ１）］
−［ａ・ｃｏｓ（ｔ・ｗ２４−ｔ・ｗ１）−ａ・ｃｏｓ（ｔ・ｗ２４＋ｔ・ｗ１）］
そして最終的に：
２・ａ・ｃｏｓ（ｔ・ｗ２４＋ｔ・ｗ１）
となる。
【００１３】
従って、乗算及び総和乃至は減算によって２つの側波帯が発生され、これらの２つの側波帯のうち下側波帯が干渉によって破棄される。この場合、キャリア周波数も抑圧される。パルス成形装置からのこうして形成されたレーダパルス信号Ｒ１は混合器１６から送信アンテナ１８に出力され、送信される。
【００１４】
オブジェクトにより反射されたレーダ信号Ｒ２は受信アンテナ１９によって受信され、増幅器２１を介してＩＱ混合器２２、２３に供給される。送信及び受信アンテナ１８、１９は別個に又は一体化された送受信アンテナとして構成してもよい。クロック信号が時間遅延装置１２を介して値Δｔだけ時間シフトされ、第２のパルス成形装置２５に供給され、所定の時間シフトΔｔを有する第１のパルス成形装置１２と同じパルスが発生される。こうして形成された時間シフトされたパルス信号はスイッチング装置２６にパルス変調のために供給され、このスイッチング装置２６はＨＦ発振器１４のキャリア周波数信号ｗ２４を時間遅延されたパルス信号ｗ２に依存して導通切換し、こうして形成された遅延されたパルスレーダ信号が同様にＩＱ混合器２２、２３に供給される。
【００１５】
このＩＱ混合器は２つの乗算装置２２、２３を有し、これらの２つの乗算装置２２、２３には２つのレーダ信号がダイレクトに乃至はπ／２（９０°）の位相シフトによって供給される。ここから同相信号Ｉ及び直交信号Ｑが形成され、これらの信号からシグナルプロセッサ２９が幾何学的な和をもとめる。プロセッサ２９の出力信号は制御装置４により制御可能な増幅率ｖを有する増幅器３０を介して制御装置４に供給され、この制御装置４は受信されたレーダ信号Ｒ２と送信されたレーダパルス信号Ｒ１との間の時間シフトから間隔をもとめる。
【００１６】
図２に示された実施形態では受信側においてもスイッチング装置１９の代わりに単側波帯混合器３２が使用される。この単側波帯混合器３２は増幅装置２１から出力された増幅された受信されたレーダ信号をＨＦ発振器１４のキャリア周波数信号と混合し、信号をＩＱ混合器２２、２３に出力する。このＩＱ混合器２２、２３はさらに第２のパルス成形装置２５の時間遅延されたパルス信号ｗ２を受け取る。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】送信側に単側波帯混合装置を有する本発明の第１の実施例によるレーダ測定装置のブロック回路図を示す。
【図２】送信及び受信側に単側波帯混合装置を有する本発明の更に別の実施例によるレーダ測定装置のブロック回路図を示す。
【符号の説明】
【００１８】
１  レーダ測定装置
２  ＬＦ段
３  ＨＦ段
４  ＬＦ段の制御装置
５  バス
６  自動車の外部制御装置
７  ＤＣ-ＤＣ変換器
９  クロック発生器
１０  直流電圧変換器
１１  第１のパルス成形装置
１２  時間遅延装置
１４  ＨＦ発振器
１６  単側波帯混合器
１８  送信アンテナ
１９  受信アンテナ
２１  増幅器
２２、２３  ＩＱ混合器
２５  第２のパルス成形装置
２６  スイッチング装置
２９  シグナルプロセッサ
３０  増幅器
３２  単側波帯混合器
Δｔ  時間遅延
ｗ１  パルス信号
ｗ２４  ＨＦキャリア周波数信号
Ｒ１  送信されるレーダパルス信号
Ｒ２  受信されるレーダパルス信号
Ｉ  同相信号
Ｑ  直交信号
ｖ  増幅率
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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2005537485.tif 000006
2005537485.tif 000007
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