(57)【要約】  雑音、特に位相雑音を補償するための方法、一次レーダシステムであって、送受信ユニットにより送信された雑音により生じた第１干渉成分を有する第１送信信号、前記雑音により生じた第２干渉成分を有する少なくとも１つの第２送信信号が前記送受信ユニットにより前記第１送信信号と同時に、又は、時間的に重複するように送信され、前記送信信号は、前記送信信号がさらに処理され評価される場合、前記干渉成分によって生じる位相及び／又は周波数シフトは、少なくとも部分的に補償される。【選択図】図１
2020519890.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１次レーダシステムにおいて、雑音、特に位相雑音を補償するための方法であって、
送受信ユニットにより、前記雑音によって生じる第１干渉成分を含む第１送信信号が送信され、
前記送受信ユニットにより、前記雑音によって生じる第２干渉成分を含む少なくとも１つの第２送信信号が、前記第１送信信号と同時に、又は、時間的に重複するように送信され、
前記第１、第２送信信号は、前記第１、第２干渉成分によって生じる位相シフト及び／又は周波数シフトが、前記第１、第２送信信号の更なる処理及び評価中に少なくとも部分的に補償されるようなものである、
方法。
【請求項２】
前記第１送信信号は、少なくとも１つの物体に反射され、それによって反射された第１受信信号（ｓ１（ｔ−τ））が前記送受信器に到達し、
特に混合及び／又は、相関によって、前記第１送信信号（ｓ１（ｔ））及び前記第１受信信号（ｓ１（ｔ−τ））から第１測定信号（ｓｍ１（ｔ））が生成され、
前記第２送信信号は、少なくとも１つの物体に反射され、それによって第２受信信号（ｓ２（ｔ−τ））が前記送受信器に到達し、
特に混合及び／又は相関によって、前記第２送信信号（ｓ２（ｔ））及び前記第２受信信号（ｓ２（ｔ−τ））から第２測定信号（ｓｍ２（ｔ））が生成される、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記雑音によって生じる、前記第１測定信号（ｓｍ１（ｔ））の第１干渉成分と、前記雑音によって生じる、前記第２測定信号（ｓｍ２（ｔ））の第２干渉成分とは、互いに複素共役である、
請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１送信信号は、前記第２送信信号（ｓ２（ｔ））の第２因数の複素共役である第１因数を有する、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記第１送信信号（ｓ１（ｔ））は、第１傾斜を有する少なくとも１つの周波数ランプを有し、前記第２送信信号（ｓ２（ｔ））は、第２傾斜を有する少なくとも１つの周波数ランプを有し、前記第１傾斜は、前記第２傾斜とは異なる正弦を有し、前記第１及び第２傾斜の量は、好ましくは少なくとも実質的に等しい、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記第１（ｓｍ１（ｔ））及び第２（ｓｍ２（ｔ））測定信号、又は前記第１（ｓ１（ｔ））及び第２（ｓ２（ｔ））送信信号用のベースＨＦ信号は、同じＨＦ発生器（ＬＯ）によって生成される、
請求項１乃至５のいずれか１項、特に請求項３乃至５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記第１送信信号、又は第１測定信号（ｓｍ１（ｔ））は、第１変調発生器（Ｇ１）の出力に基づき、前記第２送信信号、又は第２測定信号（ｓｍ２（ｔ））は、第２変調発生器（Ｇ２）の出力に基づき、又は、
前記第１送信信号、又は前記第１測定信号（ｓｍ１（ｔ））、及び前記第２送信信号、又は前記第２測定信号（ｓｍ２（ｔ））は、共同変調発生器（Ｇ）の出力に基づく、
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記第１及び／又は第２送信信号のための（基本）信号が生成され、その後、前記それぞれの送信信号は、変調発生器、特にベクトル変調器によって変調され、前記第１送信信号に加えて前記第２送信信号、好ましくはミラー送信信号が生成されるように、前記第１及び／又は第２送信信号は、変調信号を前記変調発生器、特にベクトル変調器の実数又は複素数入力に供給することにより生成される、
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
好ましくは伝搬時間情報を含む周波数、特にビート周波数は、前記第１及び／又は第２測定信号から導かれ、及び／又は、
前記第１、第２測定信号、又は前記第１、第２測定信号から導かれた信号、又は、その一部、特にそれぞれの周波数、好ましくは伝搬時間情報を含み、好ましくは、ビート周波数は、互いに結合され、好ましくは互いに足し合わされる、
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１測定信号（ｓｍ１（ｔ））は、第１ミクサ（Ｍ１）によって生成され、前記第２測定信号（ｓｍ２（ｔ））は、第２ミクサ（Ｍ２）によって生成され、又は、
前記第１測定信号（ｓｍ１（ｔ））及び前記第２測定信号（ｓｍ２（ｔ））は、共同ミクサ、特に複素ミクサ（Ｍ）によって生成される、
請求項１乃至９のいずれか１項、特に請求項２乃至９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１、第２測定信号は、ＦＭＣＷ信号、特にＦＭＣＷランプ、ＳＦＣＷ信号、又は、ＯＦＤＭ信号の混合生成物であり、これらは好ましくは局部発振器によって生成される、
請求項１乃至１０のいずれか１項、特に請求項２乃至１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
１次レーダシステムにおいて、雑音、特に位相雑音を補償するための、特に請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の方法を実行するための装置であって、前記雑音によって生じる第１干渉成分を含む第１送信信号を生成及び送信し、同時に、又は、時間的に重複するように、前記雑音によって生じる第２干渉成分を含む少なくとも１つの第２送信信号を生成及び送信し、前記干渉成分によって生じる位相シフト及び／又は周波数シフトが、前記送信信号の更なる処理及び評価中に少なくとも部分的に補償され得るようにするための送受信ユニットを具備する装置。
【請求項１３】
前記第１送信信号と前記第１送信信号の反射に基づく第１受信信号から第１（ｓｍ１（ｔ））測定信号を生成し、前記第２送信信号と前記第２送信信号の反射に基づく第２受信信号から少なくとも１つの第２（ｓｍ２（ｔ））測定信号を生成するための測定信号生成手段を具備する、
請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記雑音によって生じる、前記第１測定信号（ｓｍ１（ｔ））の第１干渉成分と、前記雑音によって生じる、前記第２測定信号（ｓｍ２（ｔ））の第２干渉成分とは、互いに複素共役である、
請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記第１送信信号は、前記第２送信信号（ｓ２（ｔ））の第２因数と複素共役である第１因数を有する、
請求項１０又は１１に記載の装置。
【請求項１６】
前記送受信ユニットは、送信アンテナ（ＴＸ）及び受信アンテナ（ＲＸ）を具備し、前記送信アンテナ（ＴＸ）は、前記第１及び第２信号を送信し、前記受信アンテナ（ＲＸ）は、前記第１及び第２反射信号を受信し、又は、
前記送受信ユニットは、共同送信／受信アンテナ（ＴＸ／ＲＸ）を具備し、前記共同送信／受信アンテナ（ＴＸ／ＲＸ）は、前記第１信号（ｓ１（ｔ））を送信して前記第１反射信号（ｓ１（ｔ−τ））を受信し、前記第２信号（ｓ２（ｔ））を送信して前記第２反射信号（ｓ２（ｔ−τ））を受信する、
請求項１２乃至１５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１７】
前記測定信号生成手段は、
前記第１送信信号（ｓ１（ｔ））及び前記第１受信信号（ｓ１（ｔ−τ））から混合によって前記第１測定信号（ｓｍ１（ｔ））を生成するため、及び／又は、、
前記第２送信信号（ｓ２（ｔ））及び前記第２受信信号（ｓ２（ｔ−τ））から混合によって前記第２測定信号（ｓｍ２（ｔ））を生成するための１つ以上のミクサ（Ｍ１、Ｍ２、ＭＲＸ、ＴＭ）を具備する、
請求項１２乃至１６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１８】
前記測定信号生成手段は、第１測定信号生成ユニット、特に第１ミクサ（Ｍ１）と、第２測定信号生成ユニット、特に第２ミクサ（Ｍ２）とを具備し、前記第１測定信号生成ユニットは、前記第１測定信号を特に混合によって生成し、前記第２測定信号生成ユニットは、前記第２測定信号を特に混合によって生成し、又は、
前記測定信号生成手段は、共同測定信号生成ユニット、特に共同ミクサ（ＭＲＸ、ＴＸ）を具備し、前記共同測定信号生成ユニットは、前記第１測定信号を特に混合によって生成し、前記第２測定信号を特に混合によって生成する、
請求項１２乃至１７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１９】
前記第１及び第２送信信号、又は前記第１（ｓｍ１（ｔ））及び前記第２（ｓｍ２（ｔ））測定信号用のベースＨＦ信号を生成するためのＨＦ発生器（ＬＯ）
によって特徴付けられる、
請求項１２乃至１８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２０】
前記第１送信信号、又は第１測定信号（ｓｍ１（ｔ））がその出力に基づく第１変調発生器（Ｇ１）、及び前記第２送信信号、又は第２測定信号（ｓｍ２（ｔ））がその出力に基づく第２変調発生器（Ｇ２）、又は、
前記第１送信信号、又は第１測定信号（ｓｍ１（ｔ））、及び前記第２送信信号、又は第２測定信号（ｓｍ２（ｔ））がその出力に基づく共同変調発生器（Ｇ）によって特徴付けられる、
請求項１２乃至１９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２１】
リモートセンシングシステムにおける距離測定の精度を高めるために、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の方法、及び／又は請求項１２乃至２０のいずれか１項に記載の装置を用いること。
【請求項２２】
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の方法を実行するように構成された、及び／又は請求項１２乃至２０のいずれか１項に記載の装置を備えるレーダシステム、特に一次レーダシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばリモートセンシングシステムなどの一次レーダシステム、又は、高比例の位相雑音を有するシステムにおいて、雑音、特に位相雑音を補償するための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一次レーダシステム、特にＦＭＣＷ一次レーダシステム（ここでＦＭＣＷは周波数変調連続波を意味する）は、原理として知られている。局部発振器によって発生された線形周波数ランプを有する送信ＦＭＣＷ信号は、
【０００３】
【数１】
2020519890.tif 000003
と表すことができ、ここで、ｆｃは搬送波周波数であり、μ＝Ｂ／Ｔｓは経時的な周波数ランプの傾斜（掃引速度：sweep rate）であり、φｎ（ｔ）は局部発振器の位相雑音である。この信号は、信号を遅延させ、観測される物体(object)の後方散乱断面積に対応する値Ａだけ減衰させる伝送チャネル(transmission channel)を介して送信される。受信信号  
【０００４】
【数２】
2020519890.tif 000004
は、
【０００５】
【数３】
2020519890.tif 000005
（式中、演算＊は複素共役を意味する）に従って、ミクサによってベースバンドに混合され、ここで、伝送チャネルにおける電磁波の伝搬時間は、変換によって、所謂ビート周波数
【０００６】
【数４】
2020519890.tif 000006
から決定することができ、これから、物体までの距離が決定され得る。これは例えば、フーリエ変換により行ってもよい。
【０００７】
あるいは、好ましくは低周波数で、混合ではなく相関が、実行されてもよい。
【０００８】
信号対雑音比（ＳＮＲ）が良好である場合、相関位相雑音、すなわちｆｂ（ｔ）の第２成分はそれでもなお、リモートセンシングシステムによって実現され得る精度の限度を表す。物体までの距離の推定値の変動は、ここでは、ランダムシーケンスδｆ（ｔ）の統計特性、すなわちこの場合特にチャネル内の伝搬時間に依存し、距離及び／又は伝搬時間の増加とともに増加する。熱雑音に起因する付加的影響は、この例において位相雑音よりも大幅に小さいことが想定されるので、無視される。
【発明の概要】
【０００９】
本発明の目的は、考えられる最も単純な手段を用いて、雑音、特に位相雑音を効果的に補償するための方法及び装置を提案することである。
【００１０】
この目的は特に、独立請求項に記載の方法及び装置によって実現される。
【００１１】
具体的には、目的は、１次レーダシステムにおいて、雑音、特に位相雑音を補償するための方法によって実現され、この方法において、
送受信ユニットにより、雑音によって生じる第１干渉成分を含む第１送信信号（第１レーダ信号）が送信され、
送受信ユニットにより、雑音によって生じる第２干渉成分を含む少なくとも１つの第２送信信号（第２レーダ信号）が、第１送信信号と同時に、又は、時間的に重複するように送信され、
第１、第２送信信号は、好ましくは第１、第２干渉成分によって生じる位相シフト及び／又は、周波数シフトが、第１、第２送信信号の更なる処理及び評価中に少なくとも部分的に補償されるようなものである。
【００１２】
好適には、
第１送信信号は、少なくとも１つの物体に反射され、それによって反射された第１受信信号が送受信器に到達し、
特に混合によって、第１送信信号及び第１受信信号から第１測定信号が生成され、
第２送信信号は、少なくとも１つの物体（特に、上記で言及した少なくとも１つの物体）に反射され、それによって第２受信信号が送受信器に到達し、
特に混合によって、第２送信信号及び第２受信信号から第２測定信号が生成される。
【００１３】
本発明の１つの（任意選択的に独立）態様は、第１送信信号、又は第１測定信号が生成されるのみならず、（少なくとも）第２送信信号、又は（少なくとも）第２測定信号も生成されるという事実にあり、それによって、（位相）雑音によって生じる位相シフト及び／又は、（例えば測定周波数、特に混合周波数及び／又はビート周波数の）周波数シフトは、少なくとも部分的に相殺され得る（又は、補償され得る）。代替又は、追加として、混合に代えて、相関が、好ましくは低周波数で実行されてもよい。
【００１４】
送信信号及び送信された信号という用語、及び受信された信号及び受信信号という用語は、同じ意味で用いられる。送信及び受信信号は、（送受信ユニットから無線で出る、又は送受信ユニットへ無線で入る）特に、ＨＦ信号、又はレーダ信号である。
【００１５】
測定信号は、具体的には、送信信号及び反射された（物体で）、又は送信信号に基づく受信信号から導出される混合信号を意味するものとして理解される。特に、そのような混合は、受信（反射）信号と送信信号との複素共役乗算であってよい。
【００１６】
概して、この方法は、（相関）位相雑音の効果的な低減、又は（完全な）抑制を可能にする。したがって、例えばリモートセンシングシステムにおける距離決定の精度が改善され得る。
【００１７】
好ましくは、第１測定信号の第１干渉成分及び第２測定信号の第２干渉成分は、互いに複素共役である。よって、（相関）位相雑音の効果的な低減（又は、完全な抑制）が特に容易に行われ得る。
【００１８】
第２信号の送信は好適には、第１信号の送信と同時に、又は、少なくとも時間的に重複するように行われる。時間的な重複は、具体的には、第１信号の送信の信号持続期間の少なくとも２０％、好ましくは５０％の間に、第２信号も送信されることを意味するものとして理解される。
【００１９】
好ましくは、第１送信信号は、第２送信信号の因数(factor)の複素共役である少なくとも１つの因数を有する。よって、位相雑音の有効な低減（抑制）が容易に行われ得る。特に、複素共役干渉成分を有する測定信号が、（好適には混合によって）容易に生成され得る。
【００２０】
１つの好ましい実施形態において、第１送信信号は、第１傾斜を有する少なくとも１つの周波数ランプを有し、第２送信信号は、第２傾斜を有する少なくとも１つの周波数ランプを有し、第１傾斜は、第２傾斜とは異なる正弦を有する。更に好ましくは、第１及び第２傾斜の量は（少なくとも実質的に）等しい。位相雑音を低減（除去）する測定信号（混合信号）は、そのような送信信号から特に容易に生成され得る。
【００２１】
第１及び第２測定信号、又は第１及び第２送信信号用のベースＨＦ信号は、好ましくは、同じＨＦ発生器（局部発振器、略してＬＯ）によって生成される。すると、関連（相関）する位相雑音が特に効果的に抑制され得る。一般に、第１及び第２送信信号は、好ましくは、相関位相雑音を有するようなものである。
【００２２】
ベースＨＦ信号は、具体的には、対応する発生器（発振器）の出力から（直接）生じる高周波数信号を意味するものとして理解される。このベースＨＦ信号は、その後、必要に応じて変調され得る。
【００２３】
ベースＨＦ信号及び／又は送信（ＨＦ）信号（又は、レーダ信号）は、１００ＭＨｚ以上、又は１ＧＨｚ以上の周波数又は、複数の周波数を有してよい。
【００２４】
好ましくは、第１送信信号、又は第１測定信号は、第１変調発生器の出力に基づき、第２送信信号、又は第２測定信号は、第２変調発生器の出力に基づく。あるいは、第１及び第２送信信号、又は第１及び第２測定信号は、共同変調発生器(joint modulation generator)の出力に基づいてよい。共同変調発生器が用いられる場合、特に、ダイレクトデジタルシンセサイズ（ＤＤＳ）によって生成された信号が使用されてもよい。
【００２５】
好ましくは、（比較的低い周波数を有する）第１及び／又は、第２送信信号のための（基本）信号が生成され、その後、それぞれの送信信号は、変調発生器、特にベクトル変調器によって変調され、好ましくは、第１送信信号に加えて、第２送信信号、好ましくはミラー送信信号が生成されるように、第１及び／又は第２送信信号は、変調信号を変調発生器、特にベクトル変調器の実数又は複素数入力に供給することによって生成される。
【００２６】
好ましくは、（好ましくは伝搬時間情報を含む）周波数、特にビート周波数は、第１及び／又は第２測定信号から導かれる。代替、又は追加として、第１、第２測定信号、又は第１、第２測定信号から導かれた信号、又は、その一部、特に（好ましくは伝搬時間情報を含む）それぞれの周波数、好ましくは、ビート周波数は、互いに結合され、好ましくは互いに足し合わされる。
【００２７】
第１の好適な代替例において、第１測定信号は第１ミクサによって生成され、第２測定信号は第２ミクサによって生成されてもよい。第２代替例において、第１測定信号及び第２測定信号は、共同（特に複素）ミクサによって生成されてもよい。よって、所望の特性を有する測定信号が容易に生成され得る。
【００２８】
実施形態において、（第１及び第２）測定信号は、ＦＭＣＷ信号、特にＦＭＣＷランプ、ＳＦＣＷ信号（ここでＳＦＣＷはステップ周波数連続波を意味する）又は、ＯＦＤＭ信号（ここでＯＦＤＭは直交周波数分割多重を意味する）の混合生成物であってよい。これらの信号は、好ましくは、（共同）局部発振器によって生成される。
【００２９】
上述した目的は、１次レーダシステムにおいて、雑音、特に位相雑音を補償するための、特に上述した方法を実行するための装置によっても実現され、この装置は、雑音によって生じる第１干渉成分を含む第１送信信号を生成及び送信し、同時に、又は、時間的に重複するように、雑音によって生じる第２干渉成分を含む少なくとも１つの第２送信信号を生成及び送信し、干渉成分によって生じる位相シフト及び／又は周波数シフトが、送信信号の更なる処理及び評価中に少なくとも部分的に補償され得るようにするための送受信ユニットを具備する。
【００３０】
好ましくは、第１送信信号と第１送信信号の反射に基づく第１受信信号から第１（ｓｍ１（ｔ））測定信号を生成し、第２送信信号と第２送信信号の反射に基づく第２受信信号から少なくとも１つの第２（ｓｍ２（ｔ））測定信号を生成するための測定信号生成手段が提供される。
【００３１】
第１測定信号の第１干渉成分及び第２測定信号の第２干渉成分は、好ましくは互いに複素共役である。
【００３２】
好ましくは、第１送信信号は、第２送信信号（ｓ２（ｔ））の第２因数と複素共役である第１因数を有する。
【００３３】
好ましくは、装置は、第１信号を送信し、少なくとも１つの物体に反射された第１反射信号を受信し、第２信号を送信し、少なくとも１つの物体に反射された第２反射信号を受信するための送受信器を具備する。
【００３４】
１つの好ましい実施形態において、送受信ユニットは、送信アンテナ及び受信アンテナを具備し、送信アンテナは、第１及び第２信号を送信し、受信アンテナは、第１及び第２反射信号を受信する。代替実施形態において、送受信ユニットは、共同送信／受信アンテナを具備していてもよく、共同送信／受信アンテナは、第１信号を送信して第１反射信号を受信し、第２信号を送信して第２反射信号を受信する。第１及び第２信号は任意選択的に、異なる（第１送信アンテナ及び第２送信アンテナ）経由で送信されてもよい。原則として、複数の送信及び／又は受信アンテナが提供されてもよい。
【００３５】
好適には、送信された第１信号及び第１反射信号から特に混合によって第１測定信号を生成し、送信された第２信号及び第２反射信号から特に混合によって第２測定信号を生成するための、特に１つ以上のミクサを具備する測定信号生成手段が好ましくは提供される。
【００３６】
一実施形態において、測定信号生成手段は、第１測定信号生成ユニット、特に第１ミクサと、第２測定信号生成ユニット、特に第２ミクサとを具備し、第１測定信号生成ユニットは、特に混合によって第１測定信号を生成し、第２測定信号生成ユニットは、特に混合によって第２測定信号を生成する。代替実施形態において、測定信号生成手段は、共同測定信号生成ユニット、特に共同ミクサを具備し、共同測定信号生成ユニットは、第１測定信号を特に混合によって生成し、第２測定信号を特に混合によって生成する。
【００３７】
装置は、好ましくは、第１及び第２測定信号、又は第１及び第２送信信号用のベースＨＦ信号を生成するＨＦ発生器を有する。ＨＦ発生器は、電圧制御発振器（ＶＣＯ）であってもよい。好ましくは、第１送信信号、又は第１測定信号がその出力に基づく第１変調発生器が提供され、第２送信信号、又は第２測定信号がその出力に基づく第２変調発生器が提供される。あるいは、第１及び第２送信信号、又は第１及び第２測定信号がその出力に基づく共同変調発生器が提供されてもよい。
【００３８】
上述した目的は、上述した方法及び／又は、リモートセンシングシステムにおける距離測定の精度を高めるための上述した装置を使用することによっても実現される。
【００３９】
上述した方法及び／又は、上述した装置は、任意選択的に、短距離を測定するための（特に、比較的単純な構造のＰＬＬを有するか、ＰＬＬが完全に省略された）システムにおいて用いられてもよい。
【００４０】
上述した目的は、上述した方法を実行するように構成された、及び／又は、上述した種類の装置を備えるレーダシステム、特に（リモートセンシングのための）一次レーダシステムによっても実現される。
【００４１】
原則として、第１測定信号及びただ１つの第２測定信号が用いられ得る。しかし、２以上の測定信号を用いることも可能である。少なくとも１つの第２測定信号が、（相関）雑音、特に位相雑音によって生じる周波数シフトが雑音、特に位相雑音によって生じる第１測定信号の周波数シフトと少なくとも部分的に逆であるように構成される限り、最終的に、少なくとも位相雑音の低減が実現され得る。例として、３つの測定信号を用いることも考えられ、この場合、第２及び第３の測定信号は第１測定信号と逆の周波数シフトを有するので、全体として（相関）雑音、特に位相雑音全体が効果的に補償され得る。
【００４２】
本発明は、典型的な実施形態及び図面に基づいて、以下でより詳しく説明される。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係る位相雑音を補償するための装置の概略図を示す。
【図２】周波数図を示す。
【図３】本発明に係る装置の代替実施形態を示す。
【図４】本発明に係る装置のさらなる実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
以下の説明において、同一かつ同等の部分に関して同じ参照番号が用いられる。
【００４５】
図１は、１次レーダシステムを示す。これは、少なくとも１つの局部発振器ＬＯ、２つのミクサＭ１及びＭ２、及び２つの変調発生器Ｇ１及びＧ２を有する送受信ユニットＳＥＥを具備する。図１に示す１次レーダシステムは、特に、相互伝送チャネル（通常、空気伝搬チャネル）によって送受信ユニットＳＥＥから離間され得る１つ以上の物体までの距離を決定するために用いられることが意図される。そのために、変調信号は、送信アンテナＴＸによって伝送チャネルを介して送信され、受信アンテナＲＸによって受信され、その後、ミクサＭ１、Ｍ２によってベースバンドに混合される。混合信号の（規定の伝搬時間によって生じる）周波数シフトは、その後、（デジタルで）処理され得る。その後、そこから距離情報を得ることができる。
【００４６】
ここで特に興味深い事項は、特別に構成された信号形式によって相関位相雑音を（完全に）補償することである。よって本意図は、これを可能にしながら、一方で、高周波数（搬送波）信号を生成するために用いられる構成要素の品質（例えば周波数安定性）に、より低い要求を課すためのものである。一方、位相雑音レベルは好ましくは、（もはや）距離測定の精度に関する下限を表すものではない。
【００４７】
図１に示す実施形態において、第１測定信号ｓｍ１（ｔ）（混合信号）が生成される。これはその後、（任意選択的に送受信ユニットＳＥＥの構成部品であってよい）追加の構成要素によって受信され（以下で詳述するように）更に処理され得る。同時に（又は、少なくとも時間的に重複するように）、第２測定信号ｓｍ２（ｔ）（特に混合信号）が生成され、追加の構成要素によって受信され更に処理される。第２測定信号（混合信号）は、位相雑音によって生じた周波数シフトが、同時に（又は、少なくとも時間的に重複するように）送信及び受信される第１測定信号（第１混合信号）と（正）反対であることを特徴とする。
【００４８】
図１は、第１及び第２信号が、変調発生器Ｇ１及びＧ２によって同じクロックソースＬＯから生成される（比較的単純な）構造を示す。あるいは、ただ１つの変調発生器が提供されることも可能であり、例として、ダイレクトデジタルシンセサイズ（ＤＤＳ）によって動作する変調発生器を用いてもよい。これは、２つの測定信号（第１及び第２測定信号）が雑音成分によって（特に位相雑音又は、ＦＭＣＷランプの均一に発生する非線形性によって）逆の影響を受けるという結果をもたらし得る。１つ又は両方のミクサによる混合プロセスは、原則として４つの信号成分を生成してよく、そのうちの１つの測定に関連する成分は、比較的低いビート周波数を有し、例えばソフトウェア及び／又はハードウェアで構成されたローパスフィルタによって高周波数成分から分離することができる。
【００４９】
図２は、経時的に送信及び受信された信号の特性を示す。ここで、ｓ１２（ｔ）は、従来のＦＭＣＷレーダの上記説明から知られた、上昇（線形）周波数ランプの形式の送信信号であり、ｓ２２（ｔ）は、物体に反射した受信信号である。信号ｓ１２（ｔ）は、以下、第１送信信号と称される。信号ｓ２２（ｔ）は、以下、第１反射信号と称される。また、第２信号ｓ１１（ｔ）は、同時に送信され、反射され、伝送チャネルにおける伝搬時間の後、受信される（これは、反射した第２信号ｓ２１（ｔ）と称される）。ここで重要な点として、この第２送信信号ｓ２２（ｔ）の（ランプ）傾斜は、負であるように（又は、第１送信信号ｓ１２（ｔ）とは異なる符号を有するように）選択される。
【００５０】
一般に、図２における特性は、可能な実施形態の１つに過ぎないとみなされる。例として、ここに示す信号特性の一部のみが選択及び／又は使用されることも代替的に可能である。具体的には、（例えばＴｓ／２で開始する）時間シフト部分が選択されてもよい。１つの可能な代替例は、例えば多数の第２送信信号、又は第２測定信号（混合信号）など、多数の周波数ランプの（同時）使用もある。原則として、好ましくは少なくとも第２測定信号（混合信号）が第１測定信号（混合信号）の複素共役である限り、例えばＳＦＣＷ（ステップ周波数連続波）又は、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）などの他のレーダ信号形式が用いられてもよい。
【００５１】
図１に示す送信信号は、
【００５２】
【数５】
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及び
【００５３】
【数６】
2020519890.tif 000008
によって表すことができ、式中、Ｂはレーダシステムによって用いられる帯域幅であり、μ＝Ｂ／Ｔｓは掃引速度（すなわち、時間単位あたりの周波数の増加）である。受信信号ｓ２１（ｔ）＝Ａｓ１１（ｔ−τ）及びｓ２２（ｔ）＝Ａｓ１２（ｔ−τ）もまた、ここでは、送信信号の減衰及び時間シフトバージョンであると考えられる。送信信号と受信信号との混合及び（好ましくは熱雑音及び他のラジオアプリケーションとの干渉を低減するために測定システムのハードウェアによって実行される）ローパスフィルタリングのプロセスの後、混合生成物
【００５４】
【数７】
2020519890.tif 000009
及び
【００５５】
【数８】
2020519890.tif 000010
が得られる。
【００５６】
ここでは、測定システムが、図１に係る基本構造に対応する正の周波数のみを処理することができるものとして想定される。図３及び図４に係るシステムに関する説明は、当業者によって類似的に理解され得る。これらの混合生成物によって、２つのビート周波数
【００５７】
【数９】
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及び
【００５８】
【数１０】
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は、微分によって計算することができ、上記ビート周波数は、上に示す例と同様、相関雑音成分δｆ（ｔ）によって生じる統計的偏差の対象である。混合信号の複素共役位相特性により、δｆ（ｔ）が正である場合、信号ｆｂ１（ｔ）は、より高い周波数へシフトし、信号ｆｂ２（ｔ）は、より低い周波数へシフトする。
【００５９】
その後、加算によって（合成）測定周波数
【００６０】
【数１１】
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が求められ、これはもはや、相関位相雑音δｆ（ｔ）に依存性しない。この結果は、τに関して解くことができ、物体までの距離は、電磁波の伝搬速度ｃ０を用いて、関係性τ＝２ｘ／ｃ０によって推定することができる。
【００６１】
直線関係により、多数の物体を検出すること、すなわち、送信信号の多数の時間シフト及び減衰コピー（重ね合わせ、又は、目標応答の一次結合）を受信することが可能である。
【００６２】
図１に示す実施形態は、特に上り掃引及び下り掃引を分離するために用いることができる２つの（実数値）ミクサを具備する。これらは任意選択的に、ただ１つの（複合）ミクサ（特に図３におけるミクサＭＲＸ）と置き換えることができる。この場合、１つの測定信号（混合信号）は正の周波数によって生成でき、第２測定信号（混合信号）は、負の周波数によって生成できる。代替、又は追加として、図１における２つの変調発生器Ｇ１及びＧ２もまた、１つの変調発生器Ｇ（図３を参照）と置き換えることができる。その信号はその後、任意選択的に送信ミクサＭＴＸによって混合され、ここで（図３に示す）２つの送信信号は、任意選択的に上側波帯及び下側波帯を表してもよい。
【００６３】
図４に示す実施形態において、２つの（個別の）送信アンテナ及び受信アンテナに代わり単一のアンテナが提供され、単一のアンテナは、送信及び受信のために（共同で）用いられる。この場合、特にＦＭＣＷシステムの場合に有利な送信特性を有し得る送信ミクサ（ＴＭ）が用いられてもよい。
【００６４】
上述した方法及び上述したシステムは、位相雑音を抑制するために用いることができ、特に、例えば位相雑音がほぼない高周波数搬送波信号を生成するために、（例えば位相ロックループの品質に関する）ハードウェア要件を低減するためにも用いることができる。そそれらに起因する誤差は、上述した方法によって（後に）補償することができる。
【００６５】
ここで留意すべき点として、上述した部品及び機能は全て、特に図に示す細部は、個々に、また任意の組み合わせで、本発明に不可欠なものとして特許請求の範囲に記載される。それらの変更例は、当業者によく知られるものである。
【符号の説明】
【００６６】
Ｇ  変調発生器
Ｇ１  変調発生器
Ｇ２  変調発生器
ＬＯ  局部発振器
Ｍ  ミクサ
Ｍ１  ミクサ
Ｍ２  ミクサ
ＭＲＸ  （受信）ミクサ
ＭＴＸ  （送信）ミクサ
ＲＸ  受信アンテナ
Ｓ１（ｔ）  第１信号
Ｓ２（ｔ）  第２信号
Ｓ１（ｔ−τ）  第１反射及び受信信号
Ｓ２（ｔ−τ）  第２反射及び受信信号
Ｓｍ１（ｔ）  第１測定信号（混合信号）
Ｓｍ２（ｔ）  第２測定信号（混合信号）
ＳＥＥ  送受信ユニット
ＴＭ  （送信）ミクサ
ＴＸ  送信アンテナ
【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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