(57)【要約】  複数の局部発振器（３２）を備えたＦＭＣＷレーダセンサの監視方法およびＦＭＣＷレーダセンサであって、この方法では、これらの局部発振器の第１の局部発振器（３２）の第１の局部発振器信号が、これらの局部発振器の第２の局部発振器（３２）の第２の局部発振器信号と、ミキサ（３８）内でベースバンド信号へと混合され、かつこのベースバンド信号が評価され、この評価の結果に基づいて欠陥が検出される。とりわけ、複数の高周波モジュール（１０、１２、１４、１６）を備えたＦＭＣＷレーダセンサの監視方法およびＦＭＣＷレーダセンサであって、これらの高周波モジュール（１０、１２、１４、１６）はそれぞれ、高周波モジュールに割り当てられた少なくとも１つのアンテナ（２６）に送信信号を出力するための、および高周波モジュールに割り当てられた少なくとも１つのアンテナ（２８）から受信信号を受信するための送信および受信部（２０）を有する。
2021519940.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の局部発振器（３２）を備えたＦＭＣＷレーダセンサの監視方法であって、前記方法では、前記局部発振器の第１の局部発振器（３２）の第１の局部発振器信号が、前記局部発振器の第２の局部発振器（３２）の第２の局部発振器信号と、ミキサ（３８）内でベースバンド信号へと混合され、かつ前記ベースバンド信号が評価され、前記評価の結果に基づいて欠陥が検出される、監視方法。
【請求項２】
複数の高周波モジュール（１０、１２、１４、１６）を備えたＦＭＣＷレーダセンサの監視方法であって、前記高周波モジュール（１０、１２、１４、１６）がそれぞれ、前記高周波モジュールに割り当てられた少なくとも１つのアンテナ（２６）に送信信号を出力するための、および前記高周波モジュールに割り当てられた少なくとも１つのアンテナ（２８）から受信信号を受信するための送信および受信部（２０）を有し、前記ＦＭＣＷレーダセンサの第１の高周波モジュール（１０）が前記第１の局部発振器（３２）を含み、かつ前記ＦＭＣＷレーダセンサの第２の高周波モジュール（１２）が前記第２の局部発振器（３２）を含み、前記方法では、前記第１の高周波モジュール（１０）の前記第１の局部発振器（３２）の前記第１の局部発振器信号が前記第２の高周波モジュール（１２）に伝送され、かつ前記第２の高周波モジュール（１２）の前記第２の局部発振器（３２）の前記第２の局部発振器信号と、前記第２の高周波モジュール（１２）のミキサ（３８）内で前記ベースバンド信号へと混合される、請求項１に記載の監視方法。
【請求項３】
前記第１の局部発振器信号が、既知の信号伝播時間を有する伝送路を介して前記ミキサ（３８）に送られ、かつ前記ベースバンド信号が前記伝送路の前記信号伝播時間（ｔｂ）を考慮して評価される、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１および前記第２の局部発振器信号がそれぞれ、ＦＭＣＷ周波数ランプ（５４、５６）の形態での局部発振器信号であり、前記ＦＭＣＷ周波数ランプが同じ勾配の目標値を有し、かつこの場合、前記ベースバンド信号の前記評価が、
前記ベースバンド信号の周波数位置と予測された周波数位置との比較を含み、これに関し、前記予測された周波数位置が、前記第１と前記第２の局部発振器信号の間の周波数ズレ（Ｆａ）の目標値と、前記伝送路の前記信号伝播時間（ｔｂ）に基づいて予測される周波数シフト（Ｆｂ）との組合せに相応し、前記予測された周波数シフトの絶対値が、前記ランプ勾配の前記目標値と前記伝送路の前記信号伝播時間との積に相応する、請求項２または３に記載の方法。
【請求項５】
前記第１および前記第２の局部発振器信号がそれぞれ、ＦＭＣＷ周波数ランプ（５４、５６）の形態での局部発振器信号であり、前記ＦＭＣＷ周波数ランプが同じ勾配の目標値を有し、かつこの場合、前記ベースバンド信号の前記評価が、
前記局部発振器信号の、時間の経過に伴う前記ベースバンド信号の前記周波数位置のシフトの検出を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記第１および前記第２の局部発振器信号がそれぞれ、ＦＭＣＷ周波数ランプ（５４、５６）の形態での局部発振器信号であり、前記ＦＭＣＷ周波数ランプが異なる勾配の目標値を有し、かつこの場合、前記ベースバンド信号の前記評価の際に、前記ベースバンド信号の前記周波数がゼロクロスを有する時点（Ｓ）の決定が行われる、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記第１および前記第２の局部発振器がそれぞれ、位相ロックループ（３４）によって制御され、これに関し、前記位相ロックループ（３４）の入力信号が相互に同期され、かつこの場合、前記ベースバンド信号の前記評価が、
前記ベースバンド信号のピーク（５８）の外のベースバンド範囲内のノイズレベル（６０、６２）の決定と、
前記決定されたノイズレベルと予測されたノイズレベルとの比較とを含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の局部発振器信号が、前記ＦＭＣＷレーダセンサの第１の送信および受信部（２０）により送信信号へとさらに処理され、少なくとも１つの第１のアンテナ（２６）を介して送信され、かつ少なくとも１つの第２のアンテナ（２８）への混信により、前記ＦＭＣＷレーダセンサの第２の送信および受信部（２０）に送られる、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記ＦＭＣＷレーダセンサの前記第１の局部発振器（３２）の前記第１の局部発振器信号と、前記ＦＭＣＷレーダセンサの第３の局部発振器（３２）の第３の局部発振器信号とが、前記第２の局部発振器（３２）の前記第２の局部発振器信号と、前記ミキサ（３８）内で前記ベースバンド信号へと混合され、その際、前記第３と前記第２の局部発振器信号の間の周波数ズレが、前記第１と前記第２の局部発振器信号の間の周波数ズレとは異なる、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
複数の局部発振器（３２）を備えたＦＭＣＷレーダセンサであって、前記ＦＭＣＷレーダセンサが、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法を実施するために適応されている、ＦＭＣＷレーダセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の局部発振器を備えたＦＭＣＷレーダセンサの監視方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーダセンサは、自動車において交通環境を捕捉するために益々広く用いられるようになっており、かつ測位したオブジェクトの間隔、相対速度、および方位角についての情報を１つまたは複数の支援機能に提供し、これらの支援機能が、自動車を運転する際の運転者の負担を軽減するか、または人間の運転者の代わりを完全にもしくは部分的に務める。これらの支援機能の自律性が高まるにつれ、レーダセンサの性能だけでなく信頼性にも益々高い要求が課されるようになっている。
【発明の概要】
【０００３】
したがって本発明の課題は、レーダセンサの周波数発生の信頼性を高めることである。
この課題は本発明によれば、複数の局部発振器を備えたＦＭＣＷレーダセンサの監視方法によって解決され、この方法では、これらの局部発振器の第１の局部発振器の第１の局部発振器信号が、これらの局部発振器の第２の局部発振器の第２の局部発振器信号と、ミキサ内でベースバンド信号へと混合され、かつこのベースバンド信号が評価され、この評価の結果に基づいて欠陥が検出される。
【０００４】
第１の局部発振器信号と第２の局部発振器信号との混合およびベースバンド信号の評価により、ベースバンド信号において、予測されたベースバンド信号の周波数特性との相違が検出され得る。したがって監視は、レーダセンサの内部機能として動作中に実施され得る。
【０００５】
ランプ状に周波数変調された局部発振器信号の使用により、ＦＭＣＷ周波数ランプの発生の監視が行われ得る。したがって、一定の周波数の局部発振器信号が監視され得るだけでなく、ＦＭＣＷ周波数ランプのパラメータも、このために外部の高価な測定機器を必要とせずに監視され得る。これに加え、ベースバンド信号における評価は、レーダセンサのチャネルのためにいずれにせよＦＭＣＷレーダセンサ内に設けられているアナログ／デジタル変換器を介して行われ得る。
【０００６】
さらに本課題は、ここで説明されている方法を実施するために適応された、複数の局部発振器を備えたＦＭＣＷレーダセンサによって解決される。ＦＭＣＷレーダセンサは、例えば複数の高周波モジュールを備えたＦＭＣＷレーダセンサであることができ、これらの高周波モジュールはそれぞれ、送信および受信部ならびに局部発振器を有する。
【０００７】
本発明の有利な形態および変形形態は、従属請求項に提示されている。
本方法は、複数の高周波モジュールを備えたＦＭＣＷレーダセンサの監視方法であることが好ましく、これらの高周波モジュールはそれぞれ、高周波モジュールに割り当てられた少なくとも１つのアンテナに送信信号を出力するための、および高周波モジュールに割り当てられた少なくとも１つのアンテナから受信信号を受信するための送信および受信部を有し、ＦＭＣＷレーダセンサの第１の高周波モジュールは第１の局部発振器を含み、かつＦＭＣＷレーダセンサの第２の高周波モジュールは第２の局部発振器を含み、本方法では、第１の高周波モジュールの第１の局部発振器の第１の局部発振器信号が第２の高周波モジュールに伝送され、かつ第２の高周波モジュールの第２の局部発振器の第２の局部発振器信号と、第２の高周波モジュールのミキサ内でベースバンド信号へと混合される。
【０００８】
第１の局部発振器信号と第２の局部発振器信号が、互いに対して周波数ズレを有することが好ましい。周波数ズレの目標値は一定であることが好ましい。例えば、第１の局部発振器信号および第２の局部発振器信号がそれぞれ、ＦＭＣＷ周波数ランプの形態での局部発振器信号であることができ、これらのＦＭＣＷ周波数ランプは同じランプ勾配の目標値を有する。ただし周波数が一定の第１および第２の局部発振器信号も、特定の評価のために使用され得る。
【０００９】
第１と第２の局部発振器信号のスタート時点の時間的関係を実現するため、ＦＭＣＷレーダセンサの第１および第２の高周波源に基準クロック信号が送られることが好ましく、これに関し、第１の高周波源は第１の局部発振器を含み、かつ第２の高周波源は第２の局部発振器を含む。例えば、第１と第２の局部発振器信号のスタート時点の時間的関係を実現するため、第１および第２の高周波モジュールの基準クロック信号入口に基準クロック信号が送られ得る。基準クロック信号は、例えば、ＦＭＣＷ周波数ランプの同じスタート時点を定めるために用いられ得る。概括的には、基準クロック信号は、第１および第２の局部発振器を制御するためのタイムベースを定めるために用いられ得る。例えば、第１と第２の局部発振器信号のスタート時点が同期され得る。
【００１０】
１つの例示的実施形態では、第１および第２の局部発振器信号がそれぞれ、ＦＭＣＷ周波数ランプの形態での局部発振器信号であり、これらのＦＭＣＷ周波数ランプは同じ勾配の目標値を有する。ベースバンド信号の評価の際に、ＦＭＣＷ周波数ランプの間の周波数ズレの目標値と、伝送路の信号伝播時間に相応する周波数シフトとが考慮されることが好ましい。ＦＭＣＷ周波数ランプの間の周波数ズレの目標値がゼロではないことが好ましい。
【００１１】
第１の局部発振器信号の、第１の局部発振器からミキサへのまたは第１の高周波モジュールから第２の高周波モジュールへの伝送は、様々なやり方で行われ得る。例えば、第１の局部発振器信号は、既知の信号伝播時間を有する伝送路を介してミキサに送られ得る。例えば、第１の局部発振器信号は、第１の高周波モジュールの信号出口から信号線を介して第２の高周波モジュールの信号入口に送られ得る。
【００１２】
例えば、ベースバンド信号は伝送路の信号伝播時間を考慮して評価され得る。
一例では、ＦＭＣＷレーダセンサは、第１の高周波モジュールがマスターとして働き、かつ第２の高周波モジュールがスレーブとして働き、かつ第２の高周波モジュールを第１の高周波モジュールと同期するために第２の高周波モジュールの同期信号入口に、第１の高周波モジュールの局部発振器信号が第１の高周波モジュールの同期信号出口から送られるという通常動作のために設計することができ、この場合、本方法は測定動作中に実行され、かつ測定動作中は、第１の局部発振器信号が、第１の高周波モジュールの同期信号出口から信号線を介して第２の高周波モジュールの同期信号入口に送られる。別の一例では、第１の局部発振器信号が、第１の高周波モジュールの送信および受信部の送信器出口から信号線を介して第２の高周波モジュールの送信および受信部の受信器入口に送られ得る。とりわけ、それぞれ局部発振器を内包する複数の同一の高周波モジュールを備えたレーダセンサを使用する場合、マスター／スレーブ構成における通常動作のためにはスレーブとして動作する高周波モジュール内で、本来は不要な局部発振器が、マスターとして動作する高周波モジュールの局部発振器の周波数発生を監視するために用いられ得る。これに加えて同一の高周波モジュールの使用により、高性能レーダセンサが比較的安価に実現される。
【００１３】
さらなる一実施形態では、第１の局部発振器信号が、ＦＭＣＷレーダセンサの第１の送信および受信部により送信信号へとさらに処理され、少なくとも１つの第１のアンテナを介して送信され、かつ少なくとも１つの第２のアンテナへの混信により、このＦＭＣＷレーダセンサの第２の送信および受信部に送られる。例えば、第１の局部発振器信号が第１の高周波モジュールの送信および受信部により送信信号へとさらに処理され、少なくとも１つの第１のアンテナを介して送信され、かつ少なくとも１つの第２のアンテナへの混信により第２の高周波モジュールの送信および受信部に送られる。アンテナを介して送信される信号は、例えばセンサ内でまたはセンサのレーダドームにおいて、第２の高周波モジュールに割り当てられたアンテナへと混信し得る。
【００１４】
一例では、第１および第２の局部発振器がそれぞれ、当該の第１または第２の高周波モジュールの位相ロックループによって制御され、これに関し、位相ロックループの入力信号が相互に同期され、かつこの場合、ベースバンド信号の評価は、ベースバンド信号のピークの外のベースバンド範囲内のノイズレベルの決定と、決定されたノイズレベルと予測されたノイズレベルとの比較とを含む。
【００１５】
本発明による方法は、第１の局部発振器と第２の局部発振器の信号発生の相互監視のために、または第１の高周波モジュールと第２の高周波モジュールの信号発生の相互監視のためにも用いられ得る。本発明による方法は、ＦＭＣＷレーダセンサの２つ超の局部発振器の使用へも広げることができ、これらの局部発振器の局部発振器信号は、ベースバンドにおいて別々に評価される。本発明による方法は、例えば２つ超の高周波モジュールの２つ超の局部発振器の使用へと広げることができ、これらの局部発振器の局部発振器信号は、少なくとも１つの高周波モジュール内で、ベースバンドにおいて別々に評価される。例えば、第３の局部発振器信号は第２の局部発振器信号に対する周波数ズレの或る目標値を有することができ、この目標値は、第１の局部発振器信号が第２の局部発振器信号に対して有する周波数ズレの目標値とは異なる。一例では、ＦＭＣＷレーダセンサの第１の高周波モジュールの第１の局部発振器の第１の局部発振器信号と、ＦＭＣＷレーダセンサの第３の高周波モジュールの第３の局部発振器の第３の局部発振器信号とを、ＦＭＣＷレーダセンサの第２の高周波モジュールに伝送でき、かつ第２の高周波モジュールの第２の局部発振器の第２の局部発振器信号と、第２の高周波モジュールのミキサ内でベースバンド信号へと混合でき、その際、第３と第２の局部発振器信号の間の周波数ズレは、第１と第２の局部発振器信号の間の周波数ズレとは異なる。
【００１６】
以下に、例示的実施形態を図面に基づいてより詳しく解説する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】発振器信号回路網を介して相互につながった４つの高周波モジュールを備えたレーダセンサの概略図である。
【図２】局部発振器信号の周波数と時間のグラフおよびベースバンド信号の振幅スペクトルを示す図である。
【図３】一変形実施形態に基づく局部発振器信号の周波数と時間のグラフおよびベースバンド信号の振幅スペクトルを示す図である。
【図４】ノイズレベルの評価を解説するためのベースバンド信号の振幅スペクトルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１では、レーダセンサの４つの高周波モジュール１０、１２、１４、１６が示されており、高周波モジュール１０、１２、１４、１６は共通の基板１８上に配置されている。高周波モジュールはそれぞれ、ＭＭＩＣチップ（モノリシックマイクロ波集積回路）の形態での集積回路である。各々の高周波モジュールが送信および受信部２０を内包しており、送信および受信部２０は少なくとも１つの送信器出口２２および受信器入口２４を含んでおり、送信器出口２２および受信器入口２４は、レーダセンサの割り当てられたアンテナ２６、２８とつながっている。各々の高周波モジュールに、複数の送信アンテナ２６および／または複数の受信アンテナ２８を割り当てることができる。具体例として１つの送信アンテナ２６および１つの受信アンテナ２８が図示されている。送信および受信部２０は、なかでも、例えば周波数の大きさが７６ＧＨｚの発振器信号を増幅し、かつ送信アンテナに分配するために用いられ得る。受信アンテナは送信アンテナと同一であり得る。送信および受信部２０は選択的に、適切なビーム成形およびレーダシステムの可能な限り良好な角度分解能を達成するため、個々のアンテナに送られる送信信号の位相位置および場合によってはさらに周波数位置を変調する回路も内包し得る。
【００１９】
各々の高周波モジュールは、高周波源３０をさらに内包しており、高周波源３０は、位相ロックループ３４を備えた局部発振器３２を含んでおり、かつ局部発振器信号を発生させるために適応されており、この局部発振器信号は、スイッチング回路網３６を介して送信および受信ユニット２０に送られ得る。位相ロックループ３４は分周器を含んでいる。局部発振器信号は、送信および受信部２０のミキサ３８において、受信信号と共にベースバンド信号へと混合され、かつＡ／Ｄ変換器４０を介し、それ自体で知られているやり方で評価に送られる。それぞれのミキサおよびＡ／Ｄ変換器を備えた複数のこのような受信チャネルを設けることができる。
【００２０】
局部発振器信号はさらに、スイッチング回路網３６を介し、同期信号出口として働くＨＦ分配器４２に送られ得る。同期信号出口または同期信号入口として働き得る高周波モジュールのＨＦ分配器は、発振器信号回路網４４を介して相互につながっている。
【００２１】
各々の高周波モジュールは、基準クロック信号のための基準クロック信号入口４６をさらに含んでおり、基準クロック信号は、基準クロック信号線４８を介して基準クロック源５０から送られ、かつ高周波源３０の周波数発生を相互に同期するために用いられる。
【００２２】
レーダセンサのアンテナ２６、２８は、レーダドーム５２の後ろに配置されている。
高周波源３０は、ＦＭＣＷ周波数ランプの形態での周波数変調された局部発振器信号を発生させるために適応されている。ただし選択的に、周波数変調は各々個々の送信および受信部２０内でも行われ得る。
【００２３】
スイッチング回路網３６は、通常動作ではマスター／スレーブ構成のためのレーダセンサを構成するように適応されている。マスター／スレーブ構成による通常動作では、第１の高周波モジュール１０の局部発振器３２の局部発振器信号が、同期信号出口として働くＨＦ分配器４２から、発振器信号回路網４４の信号線を介し、スレーブとして構成されたその他の高周波モジュール１２、１４、１６に送られる。第１の高周波モジュール１０はマスターとして構成されている。スレーブとして構成された各々の高周波モジュールでは、外部から発振器信号回路網４４を介して送られた局部発振器信号が、同期信号入口として働くＨＦ分配器４２およびスイッチング回路網３６を介して送信および受信部２０に送られ、かつ１つまたは複数の割り当てられたレーダアンテナ２６のための送信信号の発生に用いられる。このようにして、これらの高周波モジュールは、第１の高周波モジュール１０の局部発振器信号を使用して同期して働く。
【００２４】
レーダセンサの動作中の高周波源３０の周波数発生の監視を実施するために、通常動作の測定サイクルの間に、レーダセンサが一時的に測定動作に切り替えられ、この測定動作は監視・測定動作とも呼ばれ得る。測定動作は通常動作とは異なる。測定動作のために、局部発振器信号の発生および分配の再構成が行われる。測定動作中は、高周波モジュールの少なくとも２つが信号源として動作し、それらの少なくとも１つに、別の高周波モジュールの局部発振器信号が、規定の信号伝播時間を有する伝送路を介して送られ、かつそれ自体の局部発振器信号と混合され、かつＡ／Ｄ変換器内でデジタル化され、かつさらなる評価に送られる。これにより、得られたベースバンド信号の、伝送路の信号伝播時間から判明する周波数シフトが考慮されおよび例えば差し引かれ得る。この考慮は、発生する局部発振器信号の周波数の特に正確な監視を可能にする。これを以下に、具体例として第１および第２の高周波モジュール１０、１２に基づいて解説する。
【００２５】
第１の高周波モジュール１０の局部発振器３２が局部発振器信号を発生させ、この局部発振器信号は、さらに詳しく説明する伝送路上で第２の高周波モジュール１２に送られる。第２の高周波モジュール１２の局部発振器３２は、第１の高周波モジュール１０の局部発振器３２と同時におよび同期して、それ自体の局部発振器信号を発生させる。両方の局部発振器信号は、ミキサ内で、例えば送信および受信部２０のミキサ３８内で、ベースバンド信号へと混合され、かつＡ／Ｄ変換器４０に送られる。
【００２６】
第１および第２の高周波モジュール１０、１２の２つのアクティブな信号源３０は、発生するＦＭＣＷランプが同一のスタート時点および同一のランプ勾配を有するが中心周波数は少しずれるように構成されている。信号発生の同期は、例えば基準クロック信号を介して行われる。
【００２７】
図２は、第１の高周波モジュールの局部発振器信号の周波数ランプ５４と、第２の高周波モジュール１２の局部発振器の、周波数ズレＦａだけシフトした周波数ランプ５６とを概略的に示している。第２の高周波モジュール１２では、第１の高周波モジュールの局部発振器信号が、信号伝播時間に相応するタイムラグｔｂで得られ、このタイムラグｔｂは、ランプ勾配に基づいて周波数シフトＦｂに相応する。したがってミキサに送られる信号には、結果として生じる周波数シフトＦａｂが存在し、周波数シフトＦａｂは、例えば和Ｆａ＋Ｆｂに相応する。図２の右側に示したベースバンド信号の振幅スペクトルでは、結果として生じる周波数シフトＦａｂでピークが得られる。このピークは、スペクトルの相応の１つのビン内にある。このスペクトルは、それ自体で知られているやり方で、デジタル化されたベースバンド信号のフーリエ変換によって計算される。
【００２８】
中心周波数のシフトＦａは、ベースバンドのバンド幅内で選択される。例えば１０ＭＨｚのサンプリングレートの場合、これは５ＭＨｚのベースバンド幅に相応し、例えば２．５ＭＨｚの周波数ズレＦａが選択される。
【００２９】
第１の高周波モジュール１０から第２の高周波モジュール１２への局部発振器信号の伝送は、様々なやり方で行われ得る。
例えば、第１の高周波モジュールの局部発振器信号は、信号出口、例えばＨＦ分配器４２を介し、および信号線を介し、とりわけ発振器信号回路網４４を介し、第２の高周波モジュール１２の信号入口、例えばＨＦ分配器４２に送られ得る。したがって信号線としては、通常動作中はスレーブのマスターとの同期が行われる発振器信号回路網４４が利用される。ただし選択的に、１つの高周波モジュールの局部発振器信号をもう１つの高周波モジュールに送るための専用の信号線を設けてもよい。例えば、第１の高周波モジュール１０の送信器出口２２が、第２の高周波モジュール１２の受信器入口２４と、相応に接続された信号線を介してつなげられ得る。ただし選択的に、高周波モジュールの簡単に実施される信号入口および信号出口を設けてもよく、これらの信号入口および信号出口は、例えば送信器出口２２または受信器入口２４より低い信号電力のために設計され得る。
【００３０】
選択的に、信号伝送のさらなる可能性として、レーダセンサ内でまたはレーダセンサのレーダドーム５２において、アンテナ２６を介して送信された信号の、もう１つの高周波モジュールの受信アンテナ２８への混信が生じる効果が利用され得る。第１の高周波モジュールと第２の高周波モジュールとの間のこの伝送路も規定の信号伝播時間を有し、この信号伝播時間が、評価の際に周波数シフトＦｂとして考慮され得る。混信による伝送が行われる場合、これにより第１の高周波モジュール１０と第２の高周波モジュール１２とをつなぐための明確な信号線は必要ない。
【００３１】
以下では、周波数発生の監視の例をより詳しく解説する。
局部発振器信号のランプ中心周波数または２つの局部発振器の間の周波数ズレの監視は以下のように行われ得る。図２の例では、ベースバンド信号における信号の予測される周波数（ピーク５８）は、分かっており、かつ構成されたまたは目標の周波数ズレＦａと、高周波モジュールの間の混信または信号輸送の伝播時間に基づいて予測される周波数シフトＦｂとの組合せに相応するので、予測された周波数が、結果として生じた測定された周波数ズレＦａｂと比較され得る。比較した値の差が閾値を上回る場合に欠陥が検出される。とりわけ、欠陥のある周波数ズレが検出され、したがって周波数ランプの欠陥のある周波数、例えば欠陥のあるランプ中心周波数が検出される。測定されるベースバンド周波数の推定精度は、評価すべき信号の持続時間に、つまり周波数ランプの持続時間に依存する。例えば持続時間が１５μｓの高速ランプで、これに相応して１つのＦＦＴビンの幅が２０ｋＨｚの場合でさえ、大きな信号強度により、例えば明らかに１ｋＨｚ未満の高い推定精度が達成され得る。したがって第１および第２の高周波モジュール１０、１２の両方の局部発振器の間の周波数発生における相違が、非常に正確に決定され得る。しかもそのうえ、これにより高速ランプの発生の監視が可能である。
【００３２】
周波数ランプのランプ勾配の監視は以下のように行われ得る。ここでもまた、図２の例に基づく局部発振器信号が利用され得る。第１と第２の高周波モジュール１０、１２の局部発振器のランプ勾配が異なっている場合、周波数チャープに相応するベースバンド信号が生じる。このベースバンド信号は、時間で変化する周波数を有する。局部発振器信号の、時間の経過に伴うピーク５８の周波数位置のシフトが検出される場合に欠陥が検出される。この場合、とりわけ欠陥のあるランプ勾配が検出される。周波数チャープは、得られたベースバンド信号に基づいて検出でき、かつ欠陥として検出できる。このために、例えばパラメトリック推定法、チャープレット変換が利用でき、または時間の経過に伴って周波数ランプの複数の部分を別々にスペクトルに変換でき、これによりベースバンド信号におけるピークの時間的な推移を認識できる。
【００３３】
高周波源３０の位相ノイズの評価は次のように行われ得る。このために、第１の高周波モジュール１０および第２の高周波モジュール１２の両方の高周波源３０が、それらのそれぞれの位相ロックループ、ＰＬＬ、３４により、基準クロック信号の共通の基準クロックに同期される。基準クロック信号は、例えば基準クロック信号線４８を介して送られる。第１の高周波モジュール１０の局部発振器信号が、第２の高周波モジュール１２に伝送され、かつここでもまたミキサ３８により、第２の高周波モジュール１２の局部発振器信号とベースバンドへと混合される。上述の伝送路は、選択的に伝送路として利用され得る。ベースバンド信号において得られたノイズが調べられる。
【００３４】
図４は、ベースバンド信号の振幅スペクトルを概略的に示している。位相ロックループ３４のループバンド幅内では、単一の局部発振器の位相ノイズは基準クロックのノイズによって支配されている。よって局部発振器信号の周りのループバンド幅内では、高周波モジュールの局部発振器３２の位相ノイズが強く相関している。これにより、ベースバンド信号における搬送波信号（周波数スペクトルにおけるピーク５８）の周りのループバンド幅内の位相ノイズ６０は強く抑制されている。周波数スペクトルにおけるピーク５８の周波数は、ここでもまた、ミキサに存在している第１と第２の局部発振器信号の間の周波数ズレに相応する。予測される周波数ズレは、ここでもまた、両方の局部発振器の間の任意選択の目標周波数ズレと、伝送路の伝播時間から結果として生じる周波数シフトとの組合せに相応する。ループバンド幅は、例えば搬送波信号の周りの３００ｋＨｚの周波数範囲に相応し得る。ループバンド幅の外では、単一の局部発振器３２の位相ノイズは、電圧制御発振器３２のノイズ挙動によって支配されている。したがってベースバンド信号において、ループバンド幅の外では位相ノイズ６２は相関しておらず、したがって比較的強い。ベースバンド信号の評価は、例えば、ベースバンド信号のピークの外のバンド幅内のノイズレベルの決定と、決定されたノイズレベルと予測されたノイズレベルとの比較とを含み得る。例えば、局部発振器の位相ロックループ回路のループバンド幅のバンド幅に相応する、ベースバンド信号のピークの周りのバンド幅内でノイズレベルを決定でき、かつ相応の予測されたノイズレベルと比較できる。例えば、局部発振器の位相ロックループ回路のループバンド幅のバンド幅に相応する、ベースバンド信号のピークの周りのバンド幅の外でノイズレベルを決定でき、かつ相応の予測されたノイズレベルと比較できる。
【００３５】
予測されたノイズレベルを上回る場合または閾値より多く上回る場合に欠陥が検出される。この場合、とりわけ欠陥のある位相ロックループが検出される。
ベースバンド信号の評価は、例えば、
−  比較的高いノイズレベルをもつ周りの範囲の内側の（ベースバンド信号のピーク５８の外のバンド範囲内の）比較的低いノイズレベルをもつ範囲の幅Ｂの決定と、
−  決定された幅Ｂと予測された幅の比較とを含むことができ、これに関し、予測された幅は、局部発振器の位相ロックループ回路のループバンド幅に相応する。
【００３６】
比較した値の差が閾値を超える場合に欠陥が検出される。この場合、とりわけ欠陥のある位相ロックループが検出される。したがって、ループバンド幅のチェックが行われ得る。これにより、低いノイズレベルの幅が、位相ロックループのループバンド幅の目標値に関して予測された幅とは相違することを検出でき、かつ欠陥として検出できる。局部発振器の位相ロックループの位相ノイズの監視は、通常は、レーダセンサのＣＷ動作において、つまり一定の周波数の場合にのみ決定でき、しかしＦＭＣＷランプの発生の際には決定できない。前述の方法により、位相ノイズのノイズレベルがＦＭＣＷ周波数ランプの発生の際も評価および監視され得る。
【００３７】
図３に基づいて、周波数ズレおよび／またはランプ勾配を監視するための一変形実施形態を説明する。図３の例は、両方の局部発振器に対し、ＦＭＣＷ周波数ランプ５４、５６の異なるランプ勾配が選択されることにより、図２の例とは異なっている。この場合、最終的な周波数ズレの評価は、混合される信号の周波数ランプが交わる時点が決定される時間領域内で可能である。この場合、ベースバンド信号の評価では、第２の高周波モジュールの局部発振器のランプが、第２の高周波モジュールのミキサにおいて得られた第１の高周波モジュール１０の局部発振器の周波数ランプと交差する、つまり同じ周波数を有する時点Ｓが決定される。周波数スペクトルにおいて、これはピークの直流電圧クロス（Gleichspannungs-Durchgang）に相応し、つまり信号の差周波数がゼロである。したがって、測定された時点Ｓと、伝送路の時間シフトｔｂを考慮して予測された時点との比較に基づいて、目標値とは相違するランプ中心周波数の検出を可能にする。これは欠陥として検出される。ランプ勾配の目標値に対するランプ勾配の相違も、ランプ交点の時間ズレを生じさせ、したがって検出され得る。異なるランプ勾配をもつ複数の周波数ランプによる相次ぐ測定が実施される場合、ランプ勾配の相違が、ランプ中心周波数の相違と区別され得る。
【００３８】
前述のこれらの実施形態では、第２の高周波モジュールが基準信号源として使用されることにより、第１の高周波モジュールの監視が行われ得る。ただし相応のやり方で高周波モジュールの相互監視も考えられる。
【００３９】
前述のこれらの実施形態により、局部発振器の周波数発生の監視が、測定機器では決定し難いパラメータ、例えば位相ノイズ、ランプ中心周波数、およびランプ勾配に関しても可能にされる。とりわけ、レーダセンサの動作中の監視が可能にされる。
【００４０】
さらに、測定動作中に２つ超の高周波モジュールを信号源として同時に動作させてもよい。こうして例えばペアで監視が行われ得る。しかし、複数の高周波モジュールが同時に動作し、これらの高周波モジュールの信号が、１つの評価する高周波モジュールに伝送され、かつそこでそれ自体の局部発振器信号と混合されることも考えられる。つまり例えば、第１の高周波モジュール１０と第２の高周波モジュール１２の間の例えば１ＭＨｚの周波数ズレを選択でき、この周波数ズレは、第２の高周波モジュール１２と第３の高周波モジュール１４の間の例えば１．２ＭＨｚの周波数ズレとは、および第１の高周波モジュールと第３の高周波モジュール１４の間の周波数ズレとは異なる。この場合、同時に信号源として用いられる複数の高周波モジュールに対し、１つの評価する高周波モジュールのベースバンド内で、それぞれの混合されたベースバンド信号が、周波数ズレの相応の位置で得られ、かつ別々に評価され得る。この場合、例えば、第１の高周波モジュールに関しては１ＭＨｚおよび２．２ＭＨｚの信号を受信でき、第２の高周波モジュールに関しては１ＭＨｚおよび１．２ＭＨｚの信号を受信でき、かつ第３の高周波モジュールに関しては１．２ＭＨｚおよび２．２ＭＨｚの信号を受信できる。
【００４１】
それぞれの局部発振器３２を備えた別々の高周波モジュール１０、１２、１４、１６の代わりに、それぞれ複数の局部発振器３２を内包している高周波モジュールまたは複数の局部発振器３２を内包する１つの高周波モジュールを設けることもできる。例えば、１つの高周波モジュール内で、２つ以上の高周波源３０と、それぞれのミキサ３６と、送信および受信部２０と、Ａ／Ｄ変換器４０とが集積され得る。例えば、別々の高周波モジュール１０、１２の代わりに、１つの高周波モジュール内で、つまり共通のチップ上で相応の数の相応の高周波ユニットが集積され得る。発振器信号回路網４４は、例えば内部回路網であり得る。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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