(57)【要約】  本発明は、運転者支援デバイスは、車両（１）の外部にある対象物（１０）を参照した測定変数（α１、α２、Ｒ１、Ｒ２）を決定するレーダ装置（３、４）を有する車両（１）用の運転者支援デバイス（２）であって、レーダ装置（３、４）が、信号（ＳＥ１、ＳＥ２）をそれぞれ受信する少なくとも第１および第２の受信アンテナ（１４、１５）と、各々が受信信号（ＳＥ１、ＳＥ２）をそれぞれベースバンド信号（ＳＢ１、ＳＢ２）にダウンコンバートする、第１の受信経路（１６）を経由して第１の受信アンテナ（１４）に結合された第１のダウンコンバータ（１７）および第２の受信経路（２１）を介して第２の受信アンテナ（１５）に結合された第２のダウンコンバータと、ベースバンド信号（ＳＢ１、ＳＢ２）を用いて測定変数（α１、α２、Ｒ１、Ｒ２）を決定する制御デバイス（５）と、ローカルチェック信号（ＳＰ）を生成し、同一のチェック信号（ＳＰ）を第１の受信経路（１６）に結合し、第２の受信経路（２１）に結合することで、制御デバイス（５）が、第１のテスト信号（ＳＴ１）として第１のダウンコンバーダ（１７）によってダウンコンバートされたチェック信号（ＳＰ）を受信し、第２のテスト信号（ＳＴ２）として第２のダウンコンバータ（２３）によってダウンコンバートされたチェック信号（ＳＰ）を受信するテスト手段（３２）とを備える運転者支援デバイス（２）に関する。制御デバイス（５）は、測定変数（α、α２、Ｒ１、Ｒ２）を補正する周波数依存補正変数（δ（Ｆ））を決定するために、テスト信号（ＳＴ１、ＳＴ２）を使用する。また、本発明は適切な方法に関する。
2014513272.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両（１）用の運転者支援デバイス（２）であって、前記運転者車両デバイスが、前記車両の外部にある対象物（１０）を参照した少なくとも１つの測定変数（α１、α２、Ｒ１、Ｒ２）を決定するレーダ装置（３、４）を有し、
前記レーダ装置（３、４）が、
信号（ＳＥ１、ＳＥ２）をそれぞれ受信する少なくとも第１および第２の受信アンテナ（１４、１５）と、
各々が前記受信信号（ＳＥ１、ＳＥ２）をそれぞれベースバンド信号（ＳＢ１、ＳＢ２）にダウンコンバートする、第１の受信経路（１６）を経由して前記第１の受信アンテナ（１４）に結合された第１のダウンコンバータ（１７）および第２の受信経路（２１）を介して前記第２の受信アンテナ（１５）に結合された第２のダウンコンバータ（２３）と、
前記ベースバンド信号（ＳＢ１、ＳＢ２）を受信し、前記ベースバンド信号（ＳＢ１、ＳＢ２）を用いて前記少なくとも１つの測定変数（α１、α２、Ｒ１、Ｒ２）を決定する制御デバイス（５）と、
ローカルチェック信号（ＳＰ）を生成し、同一のチェック信号（ＳＰ）を、最初に、前記第１の受信経路（１６）に結合し、次に、前記第２の受信経路（２１）に結合することで、前記制御デバイス（５）が、最初に、第１のテスト信号（ＳＴ１）として前記第１のダウンコンバーダ（１７）によってダウンコンバートされた前記チェック信号（ＳＰ）を受信し、次に、第２のテスト信号（ＳＴ２）として前記第２のダウンコンバータ（２３）によってダウンコンバートされた前記チェック信号（ＳＰ）を受信するテスト手段（３２）と、
を備え、
前記制御デバイス（５）が、前記測定変数（α１、α２、Ｒ１、Ｒ２）を補正する補正変数（δ（ｆ））を決定するために、前記テスト信号（ＳＴ１、ＳＴ２）を使用するように構成され、
前記制御デバイス（５）が、周波数依存変数として前記補正変数（δ（ｆ））を決定するために、前記テスト信号（ＳＴ１、ＳＴ２）を使用するように構成されることを特徴とする運転者支援デバイス。
【請求項２】
前記周波数依存の補正変数が、前記第１のテスト信号（ＳＴ１）の位相と前記第２のテスト信号（ＳＴ２）の位相との位相差（δ（ｆ））であることを特徴とする、請求項１に記載の運転者支援デバイス（２）。
【請求項３】
前記測定変数（α１、α２、Ｒ１、Ｒ２）が、前記レーダ装置（３、４）を通る基準線（１１）と、前記レーダ装置（３、４）および前記対象物（１０）を通る接続線（１２）との間の角度であるターゲット角度（α１、α２）であることを特徴とする、請求項１または２に記載の運転者支援デバイス（２）。
【請求項４】
前記制御デバイス（５）が、前記テスト信号（ＳＴ１、ＳＴ２）の基本周波数の整数倍に対して前記テスト信号（ＳＴ１、ＳＴ２）を評価することによって、前記周波数依存補正変数（δ（ｆ））を決定するように構成されることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の運転者支援デバイス（２）。
【請求項５】
前記テスト信号（ＳＰ）には単側波帯変調がかけられていることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の運転者支援デバイス（２）。
【請求項６】
前記制御デバイス（５）が、第１のパイロット信号（ＳＰｉｌｏｔ１）と、前記第１のパイロット信号（ＳＰｉｌｏｔ１）に対して９０°の位相ずれを有する第２のパイロット信号（ＳＰｉｌｏｔ２）とを前記テスト手段（３２）に出力するように構成され、前記パイロット信号は、前記チェック信号（ＳＰ）を生成するために使用されることができることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の運転者支援デバイス（２）。
【請求項７】
前記パイロット信号（ＳＰｉｌｏｔ１、ＳＰｉｌｏｔ２）は、方形波信号であることを特徴とする、請求項６に記載の運転者支援デバイス（２）。
【請求項８】
前記レーダ装置（３、４）が、前記ベースバンド信号（ＳＢ１、ＳＢ２）を増幅させるために、前記第１のダウンコンバータ（１７）に結合された第１のベースバンド増幅器と、前記第２のダウンコンバータ（２３）に結合された第２のベースバンド増幅器とを備え、
好ましくは、前記ベースバンド増幅器が、周波数が１０倍になるごとに、１７ｄＢ〜２０ｄＢの値の範囲にあり、特に、２０ｄＢである傾斜因子だけ上昇する周波数依存利得特性を有することを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の運転者支援デバイス（２）。
【請求項９】
前記テスト手段（３２）が、前記ローカルチェック信号（ＳＰ）を生成するアップコンバータ（３５）を有し、前記アップコンバータの出力が、最初に、前記第１の受信経路（１６）に結合され、次に、前記第２の受信経路（２１）に結合されることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の運転者支援デバイス（２）。
【請求項１０】
前記レーダ装置（３、４）が、発振器信号（２７）を供給するローカル発振器（２６）を有し、前記ローカル発振器が、前記第１および第２のダウンコンバータ（１７、２３）および前記アップコンバータ（３５）によって共有されることを特徴とする、請求項９に記載の運転者支援デバイス（２）。
【請求項１１】
前記ローカル発振器（２６）が、方向性結合器または電力分配器（４１）を経由して前記アップコンバータ（３５）の入力（４２）に結合され、前記方向性結合器または電力分配器（４１）が、前記アップコンバータ（３５）に対して前記発振器信号（２７）の電力から−２５ｄＢ〜−１５ｄＢの一部分を取り出すように構成されることを特徴とする、請求項１０に記載の運転者支援デバイス（２）。
【請求項１２】
前記制御デバイス（５）が、前記第１の受信経路（１６）および／または第２の受信経路（２１）の動作状態をチェックするために、最初に、前記第１のテスト信号（ＳＴ１）を使用し、および／または、次に、前記第２のテスト信号（ＳＴ２）を使用するように構成されることを特徴とする、請求項１から１１のいずれか一項に記載の運転者支援デバイス（２）。
【請求項１３】
前記チェック信号（ＳＰ）が、前記レーダ装置（３、４）のテストモードにおいて生成されえ、
前記レーダ装置（３、４）が、前記測定変数（α１、α２、Ｒ１、Ｒ２）を決定する任意の伝送信号を送信しないことを特徴とする、請求項１から１２のいずれか一項に記載の運転者支援デバイス（２）。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか一項に記載の運転者支援デバイス（２）を有する車両（１）、特に、自動車。
【請求項１５】
車両の外部にある対象物（１０）を参照した少なくとも１つの測定変数（α１、α２、Ｒ１、Ｒ２）を決定する、車両（１）用レーダ装置（３、４）の動作方法であって、
信号（ＳＥ１、ＳＥ２）が、少なくとも第１および第２の受信アンテナ（１４、１５）によって受信されるステップと、
前記受信信号（ＳＥ１、ＳＥ２）が、最初に、第１の受信経路（１６）を経由して前記第１の受信アンテナ（１４）に結合された第１のダウンコンバータ（１７）によって、次に、第２の受信経路（２１）を介して前記第２の受信アンテナ（１５）に結合された第２のダウンコンバータによって、それぞれベースバンド信号（ＳＢ１、ＳＢ２）にダウンコンバートされるステップと、
前記ベースバンド信号（ＳＢ１、ＳＢ２）が受信され、前記少なくとも１つの測定変数（α１、α２、Ｒ１、Ｒ２）が、制御デバイス（５）によって前記ベースバンド信号（ＳＢ１、ＳＢ２）を用いて決定されるステップと、
ローカルチェック信号（ＳＰ）が生成され、前記ローカルチェック信号（ＳＰ）が、前記第１の受信経路（１６）および前記第２の受信経路（２１）に結合されることで、前記制御デバイス（５）が、最初に、第１のテスト信号（ＳＴ１）として前記第１のダウンコンバータ（１７）によってダウンコンバートされた前記チェック信号（ＳＰ）を受信し、次に、第２のテスト信号（ＳＴ２）として前記第２のダウンコンバータ（２３）によってダウンコンバートされた前記チェック信号（ＳＰ）を受信するステップと、
を備え、
前記制御デバイス（５）が、前記測定変数（α１、α２、Ｒ１、Ｒ２）を補正する補正変数（δ（ｆ））を決定するために、前記テスト信号（ＳＴ１、ＳＴ２）を使用し、
前記テスト信号（ＳＴ１、ＳＴ２）が、前記制御デバイス（５）によって周波数依存変数として前記補正変数（δ（ｆ））を決定するために使用される方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両外部の対象物を参照した少なくとも１つの測定変数を決定するレーダ装置を有する車両用運転者支援デバイスに関する。レーダ装置は、信号をそれぞれ受信するための、少なくとも第１および第２の受信アンテナを備える。さらに、レーダ装置は、第１および第２のダウンコンバータを備え、第１のダウンコンバータは、第１の受信経路を介して第１の受信アンテナに結合され、第２のダウンコンバータは、第２の受信経路を介して第２の受信アンテナに結合される。ダウンコンバータは、受信信号をベースバンド信号にそれぞれダウンコンバートするために使用される。また、レーダ装置は、ベースバンド信号を受信し、かつ、ベースバンド信号を用いて少なくとも１つの測定変数を決定する制御デバイスを含む。テスト手段が、ローカルチェック信号を生成し、かつ、一方では、チェック信号を第１の受信経路に結合し、他方では、チェック信号を第２の受信経路に結合するために設けられる。したがって、制御デバイスは、一方では、第１のテスト信号として第１のダウンコンバータによってダウンコンバートされたチェック信号を受信し、他方で、第２のテスト信号として第２のダウンコンバータによってダウンコンバートされたチェック信号を受信する。次に、制御デバイスは、測定変数を補正するための補正変数を決定するためにテスト信号を用いる。また、本発明は、このような運転者支援デバイスを備えた車両、および自動車のレーダ装置を動作する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本明細書では、自動車のレーダ装置、すなわち、特に、対象物のターゲット角度を決定するために使用されるレーダ装置の動作状態を較正およびチェックすることに着目している。ターゲット角度とは、レーダ装置と車両の外部にある対象物とを結ぶ接続線と、レーダ装置を通る基準線との間の角度である。特に、位相モノパルス測定に関心が払われている。この方法は、ターゲット角度を決定するために使用され、レーダ技術における公知の方法である。ターゲット角度、また場合によっては、さらなる測定変数を決定するには、２つの個別アンテナ、または２つの受信アンテナ群（アレイ）であってもよい少なくとも２つの受信アンテナが必要である。受信アンテナによって受信される信号は、２つの別々の受信チャネルまたは受信経路において調整され、制御デバイスを用いてディジタル信号を処理する。ターゲット角度、場合によっては、さらなる測定変数は、受信信号間の位相ずれを基に決定される。
【０００３】
このように、レーダ装置は、高レベルの精度で測定変数を確定するために２つの受信チャネルを必要とする。受信チャネルまたは受信経路は、受信アンテナおよびダウンコンバータ（受信ミキサ）を含む。ダウンコンバータは、通常、ベースバンド信号を増幅するために使用されるベースバンド増幅器に結合される。しかしながら、ダウンコンバートされた信号の位相は、伝播経路および空中伝播特性のみによって、すなわち、レーダ装置に対する対象物の位置のみによって決定されるわけではなく、動作温度にさらに高く依存するとともに、レーダ装置、すなわち、特にダウンコンバータおよびベースバンド増幅器の構成部品の製造パラメータの偏差、ならびにレーダ装置のハウジング内へのこれらの構成部品の一体化にも高く依存する。したがって、以下の問題、すなわち、第１のダウンコンバータおよびベースバンド増幅器を含む第１の受信経路が、第２のダウンコンバータおよび第２のベースバンド増幅器を含む第２の受信経路とは異なる受信信号位相ずれを生じうるという問題が存在する。しかしながら、測定変数を決定する場合、第１および第２の受信経路のそれぞれの位相ずれが同一であると仮定している。これらの位相ずれが異なれば、測定変数、特に、ターゲット角度を最高精度で決定することができなくなる。
【０００４】
ここで、ローカル高周波チェック信号を生成し、この信号を２つの受信チャネルに結合するテスト手段が設けられたレーダシステムによって改善策が提供される。そして、このチェック信号は、それぞれのダウンコンバータによって、すなわち、ベースバンドにダウンコンバートされる。次に、第１の受信チャネルにおいてダウンコンバートされたチェック信号は、制御デバイスによって第１のテスト信号として受信され、第２の受信チャネルにおいてダウンコンバートされたチェック信号は、第２のテスト信号として利用可能である。次に、制御デバイスは、２つのテスト信号の位相間の位相差を決定でき、この位相差をターゲット角度を補正する補正変数として使用しうる。米国特許出願公開第２００３／０１６０７１８号明細書に記載の主題において、レーダ装置によって放射された伝送信号が、この場合、チェック信号として使用され、既知の信号として２つの受信チャネルに結合される。伝送信号は、伝送路または伝送チャネルから取り出され、スイッチを経由して受信チャネルに送られる。
【０００５】
さらに、伝送信号と別または無関係のチェック信号を供給し、そのチェック信号をそれぞれの受信チャネルに結合することは従来の技術である。伝送信号をチェック信号として使用することと比較して、この手法には、レーダ装置が伝送信号を放射していなくても、補正変数の確認およびレーダ装置の較正が可能であるという利点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、車両に対する車両外部の対象物の多種多様な相対速度に対して、少なくとも１つの測定変数をより高精度に決定できるように、冒頭に述べた問題となっているタイプの運転者支援デバイスをさらに開発可能である方法を示すことである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、請求項１に記載の特徴を有する運転者支援デバイスによって、請求項１４に記載の車両によって、かつ、請求項１５の特徴を有する方法によって、この目的を達成する。本発明の好適な実施形態は、従属請求項およびその説明の主題である。
【０００８】
本発明による運転者支援デバイスのレーダ装置は、車両外部の対象物を参照した少なくとも１つの測定変数を決定するために使用される。このレーダ装置は、少なくとも第１および第２の受信アンテナ（単一のアンテナまたはアンテナ群またはアレイ）を備え、各アンテナは、信号、すなわち、電磁波を受信する。第１の受信アンテナは、第１の受信経路を経由して第１の受信アンテナに結合される第１のダウンコンバータを有し、第２の受信アンテナは、第２の受信経路を経由して第２の受信アンテナに結合される第２のダウンコンバータを有する。ダウンコンバータは、受信信号をベースバンド信号にそれぞれダウンコンバートするために使用される。制御デバイスは、ベースバンド信号を受信し、ベースバンド信号を用いて少なくとも１つの測定変数を決定する。レーダ装置は、ローカルチェック信号を生成するとともに、同一のチェック信号を、最初に、第１の受信経路に結合し、次に、第２の受信経路に結合するように構成されるテスト手段を有する。制御デバイスは、最初に、第１のテスト信号として第１のダウンコンバータによってダウンコンバートされたチェック信号を受信し、次に、第２のテスト信号として第２のダウンコンバータによってダウンコンバートされたチェック信号を受信する。制御デバイスは、測定変数を補正する補正変数を決定するために、テスト信号を使用しうる。本発明によれば、制御デバイスは、周波数依存変数として補正変数を決定するためにテスト信号を使用するように提供される。
【０００９】
言い換えれば、本発明の中心となる概念は、ベースバンドの周波数に依存し、測定変数、すなわち、例えば、ターゲット角度を補正するために使用可能な補正変数を決定するために、２つのテスト信号を使用することにある。したがって、受信信号の位相の位相差の周波数依存較正を行うことがある程度可能になる。また、本発明は、２つのダウンコンバータの他に、ダウンコンバータにそれぞれベースバンド増幅器が結合されると、全ベースバンドにわたって周波数依存した位相差の変動が生じ、ひいては、受信信号の位相の位相差の周波数依存変動が予測されうるという考えに基づいている。したがって、２つのベースバンド増幅器およびコンバータにより、受信信号の位相間の差は、２つのベースバンド増幅器およびコンバータの位相特性の一様ではない変動によって生じる周波数依存変動を受ける。ここで、本発明は、ベースバンドの複数の周波数点に対して、補正変数、すなわち、特に、第１の受信チャネルの位相ずれと第２の受信チャネルの位相ずれとの位相差を決定する方法をとることで、周波数依存較正を実行することができる。受信信号の周波数、ひいては、自動車に対する対象物の現在のそれぞれの相対速度（ドップラー効果）にかかわらず、少なくとも１つの測定変数を最高精度で決定することができる。
【００１０】
また、本発明は、ベースバンド増幅器によって生じる位相の変動が、原則的に、周波数が１０倍になるごとに、およそ２０ｄＢ増大する利得特性を一般的に有するベースバンド増幅器によって生じうるという考えに基づいている。一方で、これは、対象物と自動車との距離が増大するのに伴い、受信信号の低減レベルを補償するため好適である。したがって、他方で、レーダ受信機の位相特性は、全ベースバンドにわたって変わり、言い換えれば、位相差の周波数依存補正が不十分であることを意味する。本発明による手法によれば、ベースバンドの周波数に依存する変数として補正変数を決定することによって、この場合の改善策が提供される。
【００１１】
テスト手段によって供給されるチェック信号は、レーダ装置によって放射される伝送信号と別または無関係の信号であることが好ましい。したがって、米国特許出願公開第２００３／０１６０７１８号明細書に記載の主題とは異なり、測定変数を測定するための伝送信号が放射されない場合でも、補正変数を決定することができ、レーダ装置を較正できる。
【００１２】
補正変数は、第１のテスト信号の位相と第２のテスト信号の位相との間の位相差であることが好ましい。したがって、ベースバンドの異なる多くの周波数点に対して、それぞれのダウンコンバータおよびそれぞれのベースバンド増幅器を含む受信経路間の位相差を決定することができる。したがって、このような測定変数は、受信信号からのそれぞれの位相情報を基に確かめられるため、最高精度で決定することができる。したがって、詳細には、一例として例えば、位相モノパルス方法を用いて、最高精度でターゲット角度を決定することができる。
【００１３】
このように、測定変数はターゲット角度であってもよい。このターゲット角度は、以下のように、レーダ装置を通る基準線とレーダ装置および対象物を通る接続線との間の角度として規定される。
【００１４】
原則的に、周波数依存補正変数は、チェック信号、ひいては、テスト信号の基本周波数がベースバンドにわたって変更され、したがって、補正変数がさまざまな周波数値に対して確認される方法で決定されうる。しかしながら、信号レベルに対してフィルタ特性を常に考慮に入れる必要がある。したがって、周波数依存補正変数を決定するために、テスト信号の基本周波数の整数倍に対して、一定の基本周波数で、テスト信号が評価されることが特に好適であることが分かった。言い換えれば、周波数依存補正変数を決定するために、テスト信号の高調波が評価される。特に、この決定方法は、基本周波数のさまざまな整数倍に相当する複数の周波数点に対して、テスト信号の位相の位相差を決定することを伴う。この「マルチトーン方法」により、ベースバンド増幅器の利得特性の増大による受信機の過励振をもたらすことなく、測定変数を補正する補正値が全ベースバンド内またはレーダ装置の全周波数範囲内であることを確認できる。このように、高調波信号を評価することによって、高調波周波数点での２つの受信経路の利得特性間の位相不均衡を較正することができる。
【００１５】
特に好ましいこととして、チェック信号には単側波帯変調がかけられている。多数の測定によれば、このような単側波帯変調をチェック信号にかけることで、ダウンコンバータおよびベースバンド増幅器を含む２つの受信経路の全位相誤差を非常に高レベルの精度で検出できることが分かった。対照的に、従来の両側波帯変調では、上記のような検出ができず、または複雑度を増した場合にのみ可能であり、これは、単純な両側波帯アップコンバータでは、原則的に任意の位相誤差をまったく検出できないためである。したがって、単側波帯変調は、２つのテスト信号間の位相差、ひいては、レーダ装置からの測定変数を最高精度で決定する。この実施形態において、一例として、ローカルチェック信号を生成する単側波帯アップコンバータを提供することができる。このため、アップコンバータは、制御デバイスから、所定の周波数で第１のパイロット信号を受信するとともに、第１のパイロット信号に対して９０°の位相ずれを有する第２のパイロット信号を受信しうる。次に、アップコンバータは、第１および第２のパイロット信号から単側波帯変調されたチェック信号を生成することができる。
【００１６】
このように、制御デバイスは、テスト手段、特に、アップコンバータに第１のパイロット信号と、第１のパイロット信号に対して９０°の位相ずれを有する第２のパイロット信号とを出力でき、これらのパイロット信号からチェック信号が生成される。これにより、単側波帯変調されたチェック信号が提供される。
【００１７】
テスト信号の高調波の評価に関して、チェック信号を生成する２つのパイロット信号が方形波信号であれば特に好適であることが分かった。詳細には、ローカルチェック信号は、ベースバンドへのダウンコンバート後に評価可能である多数の高調波を有する。したがって、方形波信号を用いることによって、多数の周波数点に対して補正変数を決定でき、測定変数は、全ベースバンドにわたってある程度周波数ベースで補正されうる。
【００１８】
上述したように、レーダ装置は、第１のダウンコンバータに結合された第１のベースバンド増幅器と、第２のダウンコンバータに結合された第２のベースバンド増幅器とを備えてもよく、前記ベースバンド増幅器は、ベースバンド信号を増幅するように構成される。この実施形態において、ベースバンド増幅器は、周波数が１０倍になるごとに、１７ｄＢ〜２３ｄＢの値の範囲にある傾斜因子だけ上昇する周波数依存利得特性を有してもよい。傾斜因子は、例えば、２０ｄＢであってもよい。このような利得特性は、対象物と自動車との距離が増大するのに伴い、受信信号の低減レベルを補償するために使用できる一方、正確には、このような利得特性は、周波数依存補正変数が決定される必要がある。
【００１９】
テスト手段は、ローカルテスト信号を生成するためのアップコンバータ、特に、単側波帯アップコンバータを有してもよく、前記アップコンバータの出力は、最初に、第１の受信経路に結合され、次に、第２の受信経路に結合される。アップコンバータの出力は、最初に、第１の受信経路に結合され、次に、第２の受信経路に結合されてもよい。ローカルチェック信号は、例えば、方向性結合器を用いて各受信経路に結合されうる。そして、２つの方向性結合器は、好ましくは、同一のデザインのものであり、言い換えれば、２つの受信経路へのチェック信号の結果的に得られる結合が対称的であることを意味する。アップコンバータを使用すると、所定の周波数で制御デバイスによって生成されたパイロット信号は、それぞれの受信経路またはレーダ装置の動作周波数にアップコンバートできることで、レーダ装置の動作周波数で受信経路のチェックが可能になる。次に、ダウンコンバータは、チェック信号をベースバンドに、すなわち、それぞれのテスト信号にダウンコンバートしうる。
【００２０】
レーダ装置のコンポーネントの小型化、削減および省設置スペース化に関して、同じレーダ装置が、最初に、第１および第２のダウンコンバータによって共有され、次に、アップコンバータによって共有されるとともに、発振器信号を供給するために使用されるローカル発振器を有すれば、特に好適であることが分かった。したがって、アップコンバータには、いずれにせよレーダ装置に存在するローカル発振器から発振器信号が供給される。したがって、レーダ装置は追加の発振器が不要であり、すなわち、設置スペース、重量およびコストに関する問題を伴う追加のコンポーネントの使用が不要になる。さらに、位相誤差および周波数誤差が、さまざまな発振器により排除される。
【００２１】
ローカル発振器は、方向性結合器または電力分配器または同様のコンポーネントを経由してアップコンバータの入力に結合されることが好ましい。アップコンバータに対して、発振器信号からほんの一部の電力しか取り出されないことが好ましい。詳細には、方向性結合器または電力分配器は、アップコンバータの発振器信号の電力から−２５ｄＢ〜−１５ｄＢの値の範囲の一部を取り出しうる。一例として、アップコンバータに対して−２５ｄＢ〜−１５ｄＢｍの範囲の値の電力を取り出すことが完全に可能である。アップコンバータにこの種の低電力発振器信号を供給することによって、ダウンコンバータを供給するために使用される発振器信号の部分に対して追加の増幅器を使用する必要がない。また、アップコンバータの発振器信号に対して追加の増幅器が要求されることもない。アップコンバータに比較的低レベルの発振器信号が供給されるが、アップコンバータがローカルチェック信号を生成するパイロット信号の電力は、これに対応して高いものであってもよく、これは、アップコンバータのダイオードがオンになっていることを意味する。
【００２２】
１つの実施形態において、制御デバイスは、第１および／または第２の受信経路の動作状態をチェックするために、最初に、第１のテスト信号を使用し、および／または、次に、第２のテスト信号を使用する。したがって、それぞれの機能経路の受信準備状態をチェックすることができ、制御デバイスは、任意の操作エラーまたは任意の不良受信経路を認識するとともに、適切なエラーメッセージを出力しうる。このようなエラーメッセージは、エラー受信経路および／またはレーダ装置全体に明示的にフラグを立てることで、どのレーダ装置またはどの受信経路が実際に不良であるかについてエンジニアに明確に通知されるようにしてもよい。したがって、エンジニアは、別個に車両に存在するレーダ装置のすべてをチェックする必要はない。このように、それぞれの受信経路のチェックは、チェック信号を生成すること、および制御デバイスがそれぞれのテスト信号の存在をチェックすることを伴うものであってもよい。このように、制御デバイスは、それぞれのテスト信号が存在するか否かをチェックする。
【００２３】
すでに説明したように、制御デバイスは、測定変数を補正する補正変数を決定するとともに、適切であれば、受信経路のそれぞれの動作状態をチェックするためにローカルチェック信号を使用しうる。このような較正、特に、上述した操作方法のチェックは、テストモードにあるレーダ装置で起こりうる。このテストモードは、レーダ装置が伝送信号を放射し、受信信号を処理する通常モードまたは操作モードとは別のモードであることが好ましい。したがって、テストモードにおいて、レーダ装置は、伝送信号を放射しないことが好ましい。この実施形態の１つの実施例において、この種の方法を実行することが可能であり、例えば、テストモードにおいて、レーダ装置は、ローカルチェック信号を生成し、その信号を２つの受信経路に結合する。チェック信号が供給される期間中、レーダ装置は伝送信号を送信せず、これは、原則的に、いずれの受信アンテナによっても信号が受信されないことを意味する。チェック信号は、第１のダウンコンバータおよび第２のダウンコンバータの両方によってダウンコンバートされ、すなわち、ベースバンドにされ、第１のダウンコンバータは、第１のテスト信号を制御デバイスに出力し、第２のダウンコンバータは、第２のテスト信号を制御デバイスに出力する。制御デバイスは、第１および第２のテスト信号の位相間の差を算出する。この位相差は、制御デバイスによって格納され、すなわち、測定変数、例えば、ターゲット角度を後で補正するために格納される。このようなテストモードの持続時間は非常に短いものであってもよい。一例として、このようなテストモードの持続時間は、１００μｓ〜１ｍｓの値の範囲のものであってもよい。位相差および／または別の補正変数が制御デバイスによって決定されると、テストモードは終了可能であり、レーダ装置は操作モードに変わる。このような操作モードにおいて、レーダ装置は、所定数の周波数変調された信号パルス（「チャープ」という用語でも知られている）を送信しうる。次に、第１および第２の受信アンテナの各々は、対象物によって反射される伝送信号である受信信号を受信する。ダウンコンバータは、受信信号をダウンコンバートし、制御デバイスにそれぞれのベースバンド信号を供給する。ベースバンド信号から、制御デバイスは、まず、テストモードにおいて決定された位相差とは関係なく、測定変数、例えば、ターゲット角度を決定する。このようにして決定された測定変数は、引き続き、位相差を用いて補正される。レーダ装置は、各操作モードまたは各測定サイクルの前にテストモードに移行でき、テストモードでは、それぞれ所定数の周波数変調された信号パルスがレーダ装置によって送信される。各測定サイクルの前に補正変数を決定すると、各測定サイクル後、最高の精度で測定変数を決定できるようになる。
【００２４】
レーダ装置のテストモードでのみローカルチェック信号を生成するのではなく、同じチェック信号を制御デバイスで常に、すなわち、レーダ装置の操作中、生成することもできる。この場合、周波数成分、すなわち、制御デバイスが把握している周波数成分がそれぞれのベースバンド信号において継続的に得られる。この周波数、より正確には、複数の周波数成分は既知であるため、制御デバイスによって、例えば、ノッチフィルタを利用して除去することもできる。
【００２５】
レーダ装置は、周波数変調された連続電磁波（ＦＭＣＷ（周波数変調連続波）レーダという用語でも知られている）を放射するように構成された連続波レーダであることが好ましい。このようなレーダ装置は、同じレーダ装置から対象物の範囲、レーダ装置に対する対象物の相対速度およびターゲット角度を決定するためにうまく使用することができる。また、レーダ装置の受信機は、２つのダウンコンバータとは別に、各受信経路に、低域フィルタ、増幅器およびアナログ／ディジタル変換器を備えてもよい。次に、第１および第２の受信アンテナによって受信される信号は、受信機において、ベースバンドへダウンコンバートされ、低域フィルタリングされ、およびアナログ／ディジタル変換にかけられる。
【００２６】
レーダ装置は、個別の送信アンテナであれ、送信アンテナ群であれ、伝送信号を生成するためにローカル発振器によって供給される別々の送信アンテナの使用を伴うことが好ましい。送信アンテナは、全体的に、水平方向の指向特性に対して狭い主ローブを有する比較的広い周囲領域を捕捉することができるように位相制御されうる。
【００２７】
自動車における運転者支援デバイスの多種多様な応用が合理的に可能であり、一例として、運転者支援デバイスは、車線変更支援、死角モニタリングおよび事故の早期認識用に使用可能である。あるいは、運転者支援デバイスは、自動距離警報システム、車間距離適応走行制御システム、車線逸脱警報システムおよび／または駐車支援の機能を有してもよい。
【００２８】
本発明による車両、特に、自動車は、本発明による運転者支援デバイスまたはその好ましい改良デバイスを備える。
【００２９】
車両においてレーダ装置を動作するための本発明による方法の場合、同じレーダ装置が、車両の外部にある対象物を参照した少なくとも１つの測定変数を決定する。少なくとも第１および第２の受信アンテナによって信号が受信される。受信信号は、最初に、第１の受信経路を経由して第１の受信アンテナに結合された第１のダウンコンバータによって、次に、第２の受信経路を経由して第２の受信アンテナに結合された第２のダウンコンバータによって、それぞれベースバンド信号にダウンコンバートされる。制御デバイスは、ベースバンド信号を受信し、ベースバンド信号から少なくとも１つの測定変数を決定する。ローカルチェック信号が、レーダ装置において生成され、第１の受信経路および第２の受信経路に結合される。制御デバイスは、最初に、第１のテスト信号として第１のダウンコンバータによってダウンコンバートされたチェック信号を受信し、次に、第２のテスト信号として第２のダウンコンバータによってダウンコンバートされたチェック信号を受信する。制御デバイスは、測定変数を補正する周波数依存補正変数を決定するためにテスト信号を用いる。
【００３０】
本発明による運転者支援デバイスを参照して提示された好ましい実施形態および前記実施形態の利点は、本発明による車両および本発明による方法に対応するように適用される。
【００３１】
本発明のさらなる特徴は、特許請求の範囲、図面および図面の説明から明らかになる。本明細書に上述したすべての特徴および特徴の組み合わせ、ならびに図面の説明において以下に記載され、および／または、図面のみ示されている特徴および特徴の組み合わせは、それぞれ示された組み合わせにおいてだけでなく、他の組み合わせまたは単独でも使用されうる。
【００３２】
以下、単一の好ましい例示的な実施形態を用いて、添付の図面を参照しながら、本発明について詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態による運転者支援デバイスを備えた自動車の平面図の概略図を示す。
【図２】詳細に説明されるレーダ装置によってさまざまな部分範囲の捕捉を有する、図１に示す自動車の平面図の概略図を示す。
【図３】運転者支援デバイスのレーダ装置の概略図を示す。
【図４】レーダ装置におけるアップコンバータの一般配置図（ＲＦ−レイアウト）の概略図を示す。
【図５】レーダ装置の一般配置図（ＲＦ−レイアウト）の概略図を示す。
【図６】無線装置のベースバンド増幅器の周波数依存利得特性および位相特性を示す。
【図７】レーダ装置のテスト手段によって生成され、レーダ装置の受信経路に結合されるチェック信号の周波数スペクトルを示す。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
図面において、同じ要素および同じ機能を有する要素には、同じ参照記号を付与している。
【００３５】
図１に示す自動車１は、自動車１を運転するさいに運転者の支援を行う運転者支援デバイス２を備える。例示的な実施形態において、自動車１は乗用車である。運転者支援デバイス２は、死角モニタリングシステムおよび／または事故の早期認識システムおよび／またはＡＣＣ（車間距離適応走行制御）システムであってもよい。
【００３６】
運転者支援デバイス２は、第１のレーダ装置３と、第２のレーダ装置４とを備える。第１のレーダ装置３は、リヤバンパの左隅に配設され、第２のレーダ装置４は、同じバンパの右隅に配設されている。第１および第２のレーダ装置３、４は、周波数変調連続波レーダ装置（ＦＭＣＷレーダ）である。また、レーダ装置３、４は、例えば、第１および第２のレーダ装置３、４によって共有されるマイクロコントローラ６と、図示していないディジタル信号プロセッサとを含んでもよい制御デバイス５を含む。あるいは、例えば、自動車１にある通信バスを介して互いに通信する２つの別々のマイクロコントローラ６および／または２つのディジタル信号プロセッサが設けられてもよい。
【００３７】
第１のレーダ装置３は、図１の２本の線７ａ、７ｂに囲まれた捕捉領域７を有する。捕捉領域７の開口角、すなわち、線７ａ、７ｂ間の角度は、この実施例において、およそ１７０°である。これに対応して、第２のレーダ装置４は、２本の線８ａ、８ｂによって囲まれた捕捉領域８を有する。捕捉領域８の開口角、すなわち、線８ａ、８ｂ間の角度は、例示的な実施形態において、同様におよそ１７０°である。レーダ装置３、４の捕捉領域７、８は交差し、これは重複領域９があることを意味する。重複領域９は、線７ｂ、８ｂによって円弧状に囲まれる。例示的な実施形態において、重複領域９の開口角βはおよそ７０°である。
【００３８】
それぞれの捕捉領域７、８において、レーダ装置３、４は、対象物１０の位置を特定することができる。特に、レーダ装置３、４は、それぞれのレーダ装置３、４からの対象物１０のそれぞれの範囲Ｒ１、Ｒ２、それぞれのターゲット角度α１、α２および自動車１に対する対象物１０の相対速度を決定でき、これらはレーダ装置３、４の測定変数である。ターゲット角度α１、α２は、関連するレーダ装置３、４を通るそれぞれの基準線１１と、対象物１０およびそれぞれのレーダ装置３、４を通る接続線１２との間の角度である。
【００３９】
レーダ装置３、４は、位相モノパルス方法を用いて、それぞれターゲット角度α１、α２を測定しうる。
【００４０】
図２を参照すると、レーダ装置３および同様にレーダ装置４は、連続した捕捉領域７のさまざまな部分領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈを調べることができる。一例として、これは、電子的に水平方向（方位方向）に、すなわち、位相アレイ原理を用いて、送信アンテナからの送信ローブを旋回回転させることによって行われうる。この場合、少なくとも１つの受信アンテナは、水平方向に、全捕捉領域７に及ぶ幅広い受信特性を有してもよい。一方で、他の改良点は、幅広い送信ローブと組み合わせて狭い受信角度領域を実現してもよい。
【００４１】
明確に示すために、図２は、第１のレーダ装置３の捕捉領域７から部分領域Ａ〜Ｈのみを示す。これに対応して、レーダ装置４の捕捉領域８は、この場合、第２のレーダ装置４が連続して捕捉を行う複数の部分領域に分割されうる。以下、本明細書は、第１のレーダ装置３のみに関して記載するが、第２のレーダ装置４の操作方法は、第１のレーダ装置３のものに対応する。
【００４２】
操作モードまたは個々の測定サイクルにおいて、部分領域Ａ〜Ｈは、レーダ装置３によって連続的に捕捉される。個々の測定サイクルにおいて、レーダ装置３は、各部分領域Ａ〜Ｈに対して（すなわち、ビームごとに）それぞれ所定の連続した周波数変調信号パルス（チャープ）を別々に送信する。したがって、操作モードにおいて、部分領域Ａ〜Ｈは、連続した回数調べられ、部分領域Ａ〜Ｈに位置する対象物が検出される。各測定サイクル前または操作モードの開始前、すなわち、すべての部分領域Ａ〜Ｈがそれぞれ調べられる前、以下にさらに詳細に説明するように、レーダ装置３は、初めに、テストモードに移行する。
【００４３】
図３は、個々のレーダ装置３、４における受信機１３の構成の概略図を示す。受信機１３は、個別アンテナであっても、それぞれアンテナ群であってもよい第１および第２の受信アンテナ１４、１５を備える。第１の受信アンテナ１４は、第１の受信経路または受信チャネル１６を経由して、第１のダウンコンバータ１７、すなわち、第１のダウンコンバータのＲＦ（無線周波数）入力１８に結合される。第１のダウンコンバータ１７の出力１９は、第１のベースバンド増幅器１０１を経由して、制御デバイス５、詳細には、第１のチャネル入力２０に結合される。また、ダウンコンバータ１７の出力１９は、アナログ／ディジタル変換器（図示せず）を経由して制御デバイス５に結合されてもよい。あるいは、このような変換器は、制御デバイス５に一体化されてもよい。
【００４４】
これに対応して、第２の受信アンテナ１５は、第２の受信経路２１を経由して第２のダウンコンバータ２３のＲＦ入力２２に結合される。第２のダウンコンバータ２３の出力２４は、第２のベースバンド増幅器１０２を経由して、制御デバイス５、すなわち、制御デバイスの第２のチャネル入力２５に結合される。この場合も、アナログ／ディジタル変換器は、制御デバイス５と第２のダウンコンバータ２３との間に接続されてもよく、あるいは、このような変換器は、制御デバイス５に一体化されてもよい。
【００４５】
また、それぞれの受信経路１６、２１は、これらの受信回路に一体化された低雑音増幅器をそれぞれ有してもよい。
【００４６】
ローカル発振器２６が、すなわち、出力２８で、発振器信号またはＬＯ（ローカル発振器）信号２７を供給する。発振器信号２７は、それぞれＬＯ入力２９、３０を経由してダウンコンバータ１７、２３を供給するように使用される。このため、発振器信号２７は、電力分配器３１を用いて対称的に分割される。
【００４７】
第１および第２の受信アンテナ１４、１５は、信号ＳＥ１、ＳＥ２を受信する。これらは受信信号である。信号ＳＥ１、ＳＥ２は、対象物によって反射された伝送信号である。受信信号ＳＥ１、ＳＥ２は、それぞれのダウンコンバータ１７、２３によって、すなわち、ベースバンドにダウンコンバートされる。ダウンコンバータ１７、２３のそれぞれの出力１９、２４は、ベースバンド信号ＳＢ１、ＳＢ２を出力する。次に、これらのベースバンド信号ＳＢ１、ＳＢ２は、２つのベースバンド増幅器１０１、１０２によって増幅され、変換器によってアナログ／ディジタル変換にかけられ、制御デバイス５によって処理される。制御デバイス５は、レーダ装置３、４に対して上述した測定変数、すなわち、範囲Ｒ１、Ｒ２、相対速度およびターゲット角度α１、α２を決定するために、ベースバンド信号ＳＢ１、ＳＢ２を用いる。
【００４８】
受信信号ＳＥ１、ＳＥ２からの角度情報は、ベースバンド信号ＳＢ１、ＳＢ２の位相間の差から制御デバイス５において確認される。しかしながら、ダウンコンバータ１７、２３およびベースバンド増幅器１０１、１０２の出力位相は、２つの受信経路１６、２１からの信号ＳＥ１、ＳＥ２によってのみ決定されるわけではなく、ダウンコンバータ１７、２３およびベースバンド増幅器１０１、１０２およびハウジング内にこれらを一体化したものの動作温度および生産パラメータの変動にもさらに依存する。
【００４９】
ターゲット角度α１、α２は、ベースバンド信号ＳＢ１、ＳＢ２のそれぞれの位相間の位相ずれに基づいて確認される。
【００５０】
ターゲット角度α１、α２および範囲Ｒ１、Ｒ２および相対速度が最高精度で決定されるようにするために、受信機１３はテスト手段３２を有する。テスト手段３２は、ローカルチェック信号ＳＰを生成し、同じチェック信号ＳＰを第１および第２の受信経路１６、２１の両方に対称的に結合するように構成される。ローカルチェック信号ＳＰには単側波帯変調がかけられている。
【００５１】
制御デバイス５の第１のパイロット出力３３は、第１のパイロット信号ＳＰｉｌｏｔ１を生成し、前記制御デバイスの第２のパイロット出力３４が、第２のパイロット信号ＳＰｉｌｏｔ２を生成する。第１のパイロット信号ＳＰｉｌｏｔ１は、高調波信号、すなわち、特に、方形波信号であることが好ましい。第１のパイロット信号ＳＰｉｌｏｔ１は、例えば、１０Ｈｚ〜１ＭＨｚの値の範囲内にある所定の基本周波数を有してもよい。第２のパイロット信号ＳＰｉｌｏｔ２は、同一の信号であり、第１のパイロット信号ＳＰｉｌｏｔ１に対して９０°位相ずれしている。このように、第２のパイロット信号ＳＰｉｌｏｔ２も、方形波信号である。一例として、２つのパイロット信号ＳＰｉｌｏｔ１、ＳＰｉｌｏｔ２は、制御デバイス５の小型発振器を用いて生成されうる。
【００５２】
テスト手段３２は、単側波帯変調用に構成され、したがって、単側波帯ミキサであるアップコンバータ３５を備える。アップコンバータ３５の第１の入力３６が第１のパイロット出力３２に結合され、アップコンバータ３５の第２の入力３７が第２のパイロット出力３４に結合される。アップコンバータ３５は、２つのパイロット信号ＳＰｉｌｏｔ１、ＳＰｉｌｏｔ２をアップコンバートし、これらの信号をオーバーロードして、すなわち、ローカルチェック信号ＳＰを形成する。無線周波数ローカルチェック信号ＳＰは、レーダ装置３、４からの伝送信号の平均周波数に相当するこのような基本周波数を有する。ローカルチェック信号ＳＰは、すでに説明したように、第１および第２の受信経路１６、２１に対称的に結合される。このため、テスト手段３２は、ローカルチェック信号ＳＰを分割する対称電力分配器３８を備える。この場合、チェック信号ＳＰの電力は二等分される。チェック信号ＳＰは、方向性結合器３９、４０を用いて受信経路１６、２１に結合される。方向性結合器３９、４０は、同じデザインのものである。
【００５３】
ローカル発振器２６は、ダウンコンバータ１７、２３およびアップコンバータ３５によって共有される発振器である。ローカル発振器は、制御デバイス５によって作動される。一例として、発振器２６は、制御デバイス５によって発振器２６に供給されたＤＣ電圧の振幅に依存する周波数で発振器信号２７を生成する電圧制御式発振器（電圧制御発振器）である。
【００５４】
発振器信号２７の電力の一部が、アップコンバータ３５に対して、すなわち、例えば、方向性結合器４１を用いて結合される。このように取り出された発振器信号２７は、アップコンバータ３５、詳細には、アップコンバータのＬＯ入力４２に供給するために使用される。アップコンバータ３５に結合された発振器信号２７からの電力のこの部分は、非常にわずかであり、すなわち、例えば、−２０ｄＢｍであることが好ましい。ダウンコンバータ１７、２３に供給されるＬＯ入力４２、ひいては、発振器信号２７の追加の増幅器は不要である。その理由は、パイロット信号ＳＰｉｌｏｔ１、ＳＰｉｌｏｔ２が、対応して高い電力で生成されるためである。
【００５５】
このように、ローカルチェック信号ＳＰは、最初に、第１の受信経路１６に、次に、第２の受信経路２１に結合される。したがって、チェック信号ＳＰは、最初に、第１のダウンコンバータ１７、次に、第２のダウンコンバータ２３によってダウンコンバートされ、すなわち、ベースバンドにダウンコンバートされる。この場合、第１のダウンコンバータ１７は、チェック信号ＳＰから第１のテスト信号ＳＴ１を出力し、第２のダウンコンバータ２３は、第２のテスト信号ＳＴ２を出力する。テスト信号ＳＴ１、ＳＴ２は、制御デバイス５を経由して、すなわち、それぞれのチャネル入力２０、２５で受信される。
【００５６】
すでに説明したように、レーダ装置３、４は、詳細には、各測定サイクル前または各操作モードの始動前にテストモードに移行する。このテストモードにおいて、制御デバイス５は、まず、受信経路１６、２１のそれぞれの動作状態をチェックする。このため、制御デバイス５は、パイロット信号ＳＰｉｌｏｔ１、ＳＰｉｌｏｔ２を生成し、テスト信号ＳＴ１、ＳＴ２がそれぞれチャネル入力２０、２５に適用されているか否かをチェックする。テスト信号ＳＴ１、ＳＴ２が制御デバイス５によって検出できれば、２つの受信経路１６、２１およびダウンコンバータ１７、２３は稼働している。
【００５７】
この点で、チェック信号ＳＰが、レーダ装置からの伝送信号とは別または無関係の信号であることに留意されたい。
【００５８】
テスト信号ＳＴ１、ＳＴ２を基に、制御デバイス５は、測定変数を補正する補正変数を確認する。詳細には、制御デバイス５は、第１のテスト信号ＳＴ１の位相と、第２のテスト信号ＳＴ２の位相との間の位相差を補正変数として算出しうる。次に、この位相差は、測定変数、特に、ターゲット角度α１、α２を補正するために制御デバイス５によって使用される。これは、位相差が、２つの受信経路１６、２１およびダウンコンバータ１７、２３、ベースバンド増幅器１０１、１０２および場合によっては、受信機１３のさらなるコンポーネントの伝播および位相特性の差を再現するためである。したがって、測定変数の決定時に存在するセットポイント測定からの何らかの不正確性や偏差を考慮に入れることもできる。
【００５９】
レーダ装置３、４のテストモードにおいてパイロット信号ＳＰｉｌｏｔ１、ＳＰｉｌｏｔ２、ひいては、ローカルチェック信号ＳＰを生成する代わりに、同じ信号ＳＰｉｌｏｔ１、ＳＰｉｌｏｔ２、ＳＰが、制御デバイス５によって常に、すなわち、レーダ装置３、４の操作中に生成されうる。この場合、パイロット信号ＳＰｉｌｏｔ１、ＳＰｉｌｏｔ２に対応する周波数成分は、それぞれのベースバンド信号ＳＢ１、ＳＢ２において継続的に得られる。この周波数は既知であるため、制御デバイス５によって、例えば、ノッチフィルタによって除去されうる。
【００６０】
パイロット信号ＳＰｉｌｏｔ１、ＳＰｉｌｏｔ２は、例示的な実施形態において、方形波信号である。これらのパイロット信号ＳＰｉｌｏｔ１、ＳＰｉｌｏｔ２は、アップコンバータ３５に送られ、アップコンバータ３５は、無線周波数ローカルチェック信号ＳＰを供給する。チェック信号ＳＰは、ダウンコンバータ１７、２３によって２つの受信チャネルにダウンコンバートされ、ベースバンド増幅器１０１、１０２によって増幅される。
【００６１】
この場合、受信信号ＳＥ１、ＳＥ２の位相間の位相差を基に、ターゲット角度または方位角αを決定することに関心が向けられる。すでに述べたように、制御デバイス５は、ターゲット角度αを補正する補正変数を決定し、この補正変数は、第１の受信チャネルの位相ずれと第２の受信チャネルの位相ずれとの間の位相差である。この位相差は、本質的に、ダウンコンバータ１７、２３によって、およびベースバンド増幅器１０１、１０２によって生じる。ダウンコンバータ１７、２３が、ベースバンドの周波数範囲にわたって本質的に一定の位相特性を有し、ひいては、全ベースバンドにわたって位相差の予測変動もないが、ベースバンド増幅器１０１、１０２は、ベースバンドの周波数に依存する位相誤差を生じる。したがって、ベースバンド増幅器１０１、１０２は、周波数に依存する受信信号ＳＥ１、ＳＥ２の位相間の位相ずれを生じる。周波数依存位相ずれは、ベースバンド増幅器１０１、１０２の利得特性によって生じうる。図６は、それぞれ、周波数ｆの関数として、１つは、ベースバンド増幅器１０１、１０２の利得特性Ｖ、もう１つは、位相特性φを示す。図６から明らかなように、周波数が１０倍になるごとに、２０ｄＢ増大する利得特性Ｖが選択されている（対数分割の場合）。このように、対象物の距離の増大に伴って低減する受信信号ＳＥ１、ＳＥ２の電力が補償される。また、図６から明らかなように、ベースバンド増幅器１０１、１０２は、増幅されたベースバンド信号ＳＢ１、ＳＢ２において周波数依存位相ずれを生じる。
【００６２】
このため、制御デバイス５は、周波数依存補正変数としてターゲット角度α１、α２を補正する補正変数を決定する。詳細には、周波数依存位相差δ（ｆ）は、補正変数として決定される。この位相差δ（ｆ）は、第１の受信チャネルの位相ずれと第２の受信チャネルの位相ずれとの間の周波数依存差を再現する。周波数依存位相差δ（ｆ）を決定するために、パイロット信号ＳＰｉｌｏｔ１、ＳＰｉｌｏｔ２の方形波形状が特に好適であることが分かっている。これは、方形波の場合、チェック信号ＳＰが、基本周波数以外に起こる複数の周波数成分または高調波を有するためである。基本周波数の他に、基本周波数の一様ではない整数倍が生じる。図７に、チェック信号ＳＰの例示的な周波数スペクトルが示されている。図７に、チェック信号ＳＰの搬送周波数がｆｔで示されている。搬送周波数ｆｔの他に、さらなる周波数成分または側波帯が見られる。２つのパイロット信号ＳＰｉｌｏｔ１、ＳＰｉｌｏｔ２が互いに対して９０°の位相ずれを有するため、これらのパイロット信号ＳＰｉｌｏｔ１およびＳＰｉｌｏｔ２の高調波（２ｎ−１）・ｆｔは、同様に、常に（２ｎ−１）・９０°の位相差を有する。このように、高調波はまた、＋／−９０°の位相差を有し、位相較正に必要な適切な側波帯抑圧が、すなわち、単側波帯変調により継続的に確保される。図７から明らかなように、搬送周波数ｆｔから始まる下（左）側波帯および上（右）側波帯は、指数ｎの増大に伴い交互に抑圧される。
【００６３】
周波数依存位相差（δ（ｆ））を決定するために、制御デバイス５は、基本周波数でテスト信号ＳＴ１、ＳＴ２を評価するだけではなく、これらのテスト信号ＳＴ１、ＳＴ２の高調波も評価される。高調波を評価することによって、２つの受信チャネル間の位相差の周波数依存較正が実行され、高調波周波数点で２つのベースバンド増幅器１０１、１０２間の位相の不均衡を較正することもできる。したがって、補正変数（δ（ｆ））は、基本周波数に対してだけではなく、基本周波数の（少なくとも一様ではない）整数倍、すなわち、テスト信号ＳＴ１、ＳＴ２の高調波に対しても決定される。
【００６４】
図４は、マイクロストリップ技術を用いたアップコンバータ３５の一般配置（ＲＦレイアウト）の概略図を示す。アップコンバータ３５は、ダイオード（図示せず）を用いたラットレースミキサとして知られているものである。ＬＯ入力４２には、発振器信号２７が適用される。発振器信号２７は、電力分配器４３を用いて二等分され、まず、第１の環状結合器４５の第１のポート４４の方へ伝播し、次に、第２の環状結合器４７の第１のポート４６の方へ伝播する。アップコンバータ３５の第１の入力３６から、第１のパイロット信号ＳＰｉｌｏｔ１は、結合器４５の第２のポート４８の方へ伝播する。これに対応して、第２のパイロット信号ＳＰｉｌｏｔ２は、第２の入力３７から第２の結合器４７の第２のポート４９の方へ伝播する。一方では、第１のパイロット信号ＳＰｉｌｏｔ１および発振器信号２７、他方では、第２のパイロット信号ＳＰｉｌｏｔ２および発振器信号２７が重なり合い、それぞれの重畳が９０°ハイブリッド結合器５０の方へ伝播する。そこで、これらの重畳が重なることで、ローカルチェック信号ＳＰが出力される。
【００６５】
図５は、同様に、受信機１３の一般配置（ＲＦレイアウト）の概略図を示す。基平面が、図５の５１によって示されている。２つの取り付け領域５２、５３が設けられ、この領域に、第１のダウンコンバータ１７および第２のダウンコンバータ２３が取り付けられる。さらに、図５は、第１および第２の受信経路１６、２１を形成するそれぞれのマイクロストリップラインを表す。これらのラインは、最初に、受信アンテナ１４、１５の接続５４、５５に結合され、次に、これらの点で、それぞれのダウンコンバータ１７、２３に接続されるように取り付け領域５２、５３に送られる。ローカルチェック信号ＳＰは、マイクロストリップ技術を用いて、電力分配器３８を経由して、およびそれぞれの方向性結合器３９、４０を経由して、受信経路１６、２１に結合される。また、電力分配器３１は、マイクロストリップ技術を用いて設けられ、まず、マイクロストリップライン５６を経由して第１のダウンコンバータ１７へ、およびさらなるマイクロストリップライン５７を経由して第２のダウンコンバータ２３に結合される。
【００６６】
方向性結合器３９、４０は、同じデザインのものである。電力分配器３８は、対称形の電力分配器であり、これは、ローカルチェック信号ＳＰの電力が二等分されることを意味する。
【図１】
2014513272.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2014513272.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成25年11月6日(2013.11.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両（１）用の運転者支援デバイス（２）であって、前記運転者車両デバイスが、前記車両の外部にある対象物（１０）を参照した少なくとも１つの測定変数（α１、α２、Ｒ１、Ｒ２）を決定するレーダ装置（３、４）を有し、
前記レーダ装置（３、４）が、
信号（ＳＥ１、ＳＥ２）をそれぞれ受信する少なくとも第１および第２の受信アンテナ（１４、１５）と、
各々が前記受信信号（ＳＥ１、ＳＥ２）をそれぞれベースバンド信号（ＳＢ１、ＳＢ２）にダウンコンバートする、第１の受信経路（１６）を経由して前記第１の受信アンテナ（１４）に結合された第１のダウンコンバータ（１７）および第２の受信経路（２１）を介して前記第２の受信アンテナ（１５）に結合された第２のダウンコンバータ（２３）と、
前記ベースバンド信号（ＳＢ１、ＳＢ２）を受信し、前記ベースバンド信号（ＳＢ１、ＳＢ２）を用いて前記少なくとも１つの測定変数（α１、α２、Ｒ１、Ｒ２）を決定する制御デバイス（５）と、
ローカルチェック信号（ＳＰ）を生成し、同一のチェック信号（ＳＰ）を、最初に、前記第１の受信経路（１６）に結合し、次に、前記第２の受信経路（２１）に結合することで、前記制御デバイス（５）が、最初に、第１のテスト信号（ＳＴ１）として前記第１のダウンコンバーダ（１７）によってダウンコンバートされた前記チェック信号（ＳＰ）を受信し、次に、第２のテスト信号（ＳＴ２）として前記第２のダウンコンバータ（２３）によってダウンコンバートされた前記チェック信号（ＳＰ）を受信するテスト手段（３２）と、
を備え、
前記制御デバイス（５）が、前記測定変数（α１、α２、Ｒ１、Ｒ２）を補正する補正変数（δ（ｆ））を決定するために、前記テスト信号（ＳＴ１、ＳＴ２）を使用するように構成され、
前記制御デバイス（５）が、周波数依存変数として前記補正変数（δ（ｆ））を決定するために、前記テスト信号（ＳＴ１、ＳＴ２）を使用するように構成され、
前記制御デバイス（５）が、前記テスト信号（ＳＴ１、ＳＴ２）の基本周波数の整数倍に対して前記テスト信号（ＳＴ１、ＳＴ２）を評価することによって、前記周波数依存補正変数（δ（ｆ））を決定するように構成されることを特徴とする運転者支援デバイス。
【請求項２】
前記周波数依存の補正変数が、前記第１のテスト信号（ＳＴ１）の位相と前記第２のテスト信号（ＳＴ２）の位相との位相差（δ（ｆ））であることを特徴とする、請求項１に記載の運転者支援デバイス（２）。
【請求項３】
前記測定変数（α１、α２、Ｒ１、Ｒ２）が、前記レーダ装置（３、４）を通る基準線（１１）と、前記レーダ装置（３、４）および前記対象物（１０）を通る接続線（１２）との間の角度であるターゲット角度（α１、α２）であることを特徴とする、請求項１または２に記載の運転者支援デバイス（２）。
【請求項４】
前記テスト信号（ＳＰ）には単側波帯変調がかけられていることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の運転者支援デバイス（２）。
【請求項５】
前記制御デバイス（５）が、第１のパイロット信号（ＳＰｉｌｏｔ１）と、前記第１のパイロット信号（ＳＰｉｌｏｔ１）に対して９０°の位相ずれを有する第２のパイロット信号（ＳＰｉｌｏｔ２）とを前記テスト手段（３２）に出力するように構成され、前記パイロット信号は、前記チェック信号（ＳＰ）を生成するために使用されることができることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の運転者支援デバイス（２）。
【請求項６】
前記パイロット信号（ＳＰｉｌｏｔ１、ＳＰｉｌｏｔ２）は、方形波信号であることを特徴とする、請求項５に記載の運転者支援デバイス（２）。
【請求項７】
前記レーダ装置（３、４）が、前記ベースバンド信号（ＳＢ１、ＳＢ２）を増幅させるために、前記第１のダウンコンバータ（１７）に結合された第１のベースバンド増幅器と、前記第２のダウンコンバータ（２３）に結合された第２のベースバンド増幅器とを備え、
好ましくは、前記ベースバンド増幅器が、周波数が１０倍になるごとに、１７ｄＢ〜２０ｄＢの値の範囲にあり、特に、２０ｄＢである傾斜因子だけ上昇する周波数依存利得特性を有することを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の運転者支援デバイス（２）。
【請求項８】
前記テスト手段（３２）が、前記ローカルチェック信号（ＳＰ）を生成するアップコンバータ（３５）を有し、前記アップコンバータの出力が、最初に、前記第１の受信経路（１６）に結合され、次に、前記第２の受信経路（２１）に結合されることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の運転者支援デバイス（２）。
【請求項９】
前記レーダ装置（３、４）が、発振器信号（２７）を供給するローカル発振器（２６）を有し、前記ローカル発振器が、前記第１および第２のダウンコンバータ（１７、２３）および前記アップコンバータ（３５）によって共有されることを特徴とする、請求項８に記載の運転者支援デバイス（２）。
【請求項１０】
前記ローカル発振器（２６）が、方向性結合器または電力分配器（４１）を経由して前記アップコンバータ（３５）の入力（４２）に結合され、前記方向性結合器または電力分配器（４１）が、前記アップコンバータ（３５）に対して前記発振器信号（２７）の電力から−２５ｄＢ〜−１５ｄＢの一部分を取り出すように構成されることを特徴とする、請求項９に記載の運転者支援デバイス（２）。
【請求項１１】
前記制御デバイス（５）が、前記第１の受信経路（１６）および／または第２の受信経路（２１）の動作状態をチェックするために、最初に、前記第１のテスト信号（ＳＴ１）を使用し、および／または、次に、前記第２のテスト信号（ＳＴ２）を使用するように構成されることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載の運転者支援デバイス（２）。
【請求項１２】
前記チェック信号（ＳＰ）が、前記レーダ装置（３、４）のテストモードにおいて生成されえ、
前記レーダ装置（３、４）が、前記測定変数（α１、α２、Ｒ１、Ｒ２）を決定する任意の伝送信号を送信しないことを特徴とする、請求項１から１１のいずれか一項に記載の運転者支援デバイス（２）。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか一項に記載の運転者支援デバイス（２）を有する車両（１）、特に、自動車。
【請求項１４】
車両の外部にある対象物（１０）を参照した少なくとも１つの測定変数（α１、α２、Ｒ１、Ｒ２）を決定する、車両（１）用レーダ装置（３、４）の動作方法であって、
信号（ＳＥ１、ＳＥ２）が、少なくとも第１および第２の受信アンテナ（１４、１５）によって受信されるステップと、
前記受信信号（ＳＥ１、ＳＥ２）が、最初に、第１の受信経路（１６）を経由して前記第１の受信アンテナ（１４）に結合された第１のダウンコンバータ（１７）によって、次に、第２の受信経路（２１）を介して前記第２の受信アンテナ（１５）に結合された第２のダウンコンバータによって、それぞれベースバンド信号（ＳＢ１、ＳＢ２）にダウンコンバートされるステップと、
前記ベースバンド信号（ＳＢ１、ＳＢ２）が受信され、前記少なくとも１つの測定変数（α１、α２、Ｒ１、Ｒ２）が、制御デバイス（５）によって前記ベースバンド信号（ＳＢ１、ＳＢ２）を用いて決定されるステップと、
ローカルチェック信号（ＳＰ）が生成され、前記ローカルチェック信号（ＳＰ）が、前記第１の受信経路（１６）および前記第２の受信経路（２１）に結合されることで、前記制御デバイス（５）が、最初に、第１のテスト信号（ＳＴ１）として前記第１のダウンコンバータ（１７）によってダウンコンバートされた前記チェック信号（ＳＰ）を受信し、次に、第２のテスト信号（ＳＴ２）として前記第２のダウンコンバータ（２３）によってダウンコンバートされた前記チェック信号（ＳＰ）を受信するステップと、
を備え、
前記制御デバイス（５）が、前記測定変数（α１、α２、Ｒ１、Ｒ２）を補正する補正変数（δ（ｆ））を決定するために、前記テスト信号（ＳＴ１、ＳＴ２）を使用し、
前記テスト信号（ＳＴ１、ＳＴ２）が、前記制御デバイス（５）によって周波数依存変数として前記補正変数（δ（ｆ））を決定するために使用され、
前記制御デバイス（５）が、前記テスト信号（ＳＴ１、ＳＴ２）の基本周波数の整数倍に対して前記テスト信号（ＳＴ１、ＳＴ２）を評価することによって、前記周波数依存補正変数（δ（ｆ））を決定する方法。
【国際調査報告】
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