Patent DE-102020120416-B4 (DE)
Title: Optimierte Signalformung von Chirp-Signalen für automobile Ultraschallmesssysteme mit Maximierung der Schallaussendungsdauer bei Transducer-Resonanzfrequenz
Inventor: SPIEGEL EGBERT
IPC: G01S7/523
Filed: 2020-08-03
Granted: 2023-04-27
Abstract: Verfahren zum Betreiben eines Ultraschallsensors umfassend die Schritte- Aussenden eines Ultraschall-Bursts als eine Folge von Ultraschallpulsen mit einer Pulsdauer (T1) und einem Pulsabstand (T2),- wobei Pulsdauer (T1) und Pulsabstand (T2) in Summe die Pulsperiodendauer (T=T1+T2) darstellen und- wobei der Ultraschall-Burst einen Beginn zu einem ersten Zeitpunkt (t1) und ein Ende zu einem zweiten Zeitpunkt (t2) aufweist und- wobei der Ultraschall-Burst eine zeitliche Ultraschall-Burstlänge (Δts=t2-t1) aufweist und- wobei die Pulsmomentanfrequenz (fm,NL= |1/T|) dem Betrag des Kehrwerts der momentanen Pulsperiodendauer (T) zu einem Zeitpunkt (t) während des Ultraschall-Bursts (t1≤t≤t2) entspricht und- wobei die Pulsperiodendauer (T) und damit die Pulsmomentanfrequenz (fm,NL= |1/T|) zum ersten Zeitpunkt (t1) im Folgenden als erste Pulsmomentanfrequenz (fu) bezeichnet wird und- wobei die Pulsperiodendauer (T) und damit die Pulsmomentanfrequenz (fm,NL= |1/T| ) zum zweiten Zeitpunkt (t2) im Folgenden als zweite Pulsmomentanfrequenz (fl) bezeichnet wird und- und wobei die erste Pulsmomentanfrequenz (fu) von der zweiten Pulsmomentanfrequenz (fl) verschieden ist und- wobei der Ultraschall-Burst eine mittlere Pulsmomentanfrequenz (fc= |fu-fl|/2) aufweist und- wobei im Folgenden die Gesamtänderung der Pulsmomentanfrequenz (fm,NL= |1/T|) zwischen dem ersten Zeitpunkt (t1) und dem zweiten Zeitpunkt (t2) als Gesamtfrequenzänderung (Δfs) bezeichnet wird und- wobei die erste Grenzfrequenz (fcu) die Frequenz ist, deren Frequenzbetragsabstand zur ersten Pulsmomentanfrequenz (fu) die Hälfte des Frequenzbetragsabstands zur zweiten Pulsmomentanfrequenz (fl) beträgt und- wobei die zweite Grenzfrequenz (fcl) die Frequenz ist, deren Frequenzbetragsabstand zur zweiten Pulsmomentanfrequenz (fl) die Hälfte des Frequenzbetragsabstands zur ersten Pulsmomentanfrequenz (fu) beträgt und- wobei die Pulsmomentanfrequenz (fm,NL) zu einem ersten Grenzzeitpunkt (tcu) gleich der ersten Grenzfrequenz (fcu) ist und- wobei die Pulsmomentanfrequenz (fm,NL) zu einem zweiten Grenzzeitpunkt (tcl) gleich der zweiten Grenzfrequenz (fcl) ist und- wobei der erste Grenzzeitpunkt (tcu) auf den ersten Zeitpunkt (t1) zeitlich folgt und- wobei der zweite Grenzzeitpunkt (tcl) auf den ersten Grenzzeitpunkt (tcu) zeitlich folgt und- wobei der zweite Zeitpunkt (t2) auf den zweiten Grenzzeitpunkt (tcl) zeitlich folgt und- wobei sich die Pulsmomentanfrequenz (fm,NL) während eines ersten Zeitraums (Δtu), der mit dem ersten Zeitpunkt (t1) beginnt und mit dem ersten Grenzzeitpunkt (tcu) endet, zwischen der ersten Pulsmomentanfrequenz (fu) und der ersten Grenzfrequenz (fcu) in einem ersten Frequenzbereich (Δfu) zwischen der ersten Pulsmomentanfrequenz (fu) und der ersten Grenzfrequenz (fcu) befindet und- wobei sich die Pulsmomentanfrequenz (fm,NL) während eines mittleren Zeitraums (Δtc), der mit dem ersten Grenzzeitpunkt (tcu) beginnt und mit dem zweiten Grenzzeitpunkt (tcl) endet, zwischen der ersten Grenzfrequenz (fcu) und der zweiten Grenzfrequenz (fcl) in einem mittleren Frequenzbereich (Δfc) zwischen der ersten Grenzfrequenz (fcu) und der zweiten Grenzfrequenz (fcl) befindet und- wobei sich die Pulsmomentanfrequenz (fm,NL) während eines zweiten Zeitraums (Δtl), der mit dem zweiten Grenzzeitpunkt (tcl) beginnt und mit dem zweiten Zeitpunkt (t2) endet, zwischen der zweiten Grenzfrequenz (fcl) und der zweiten Pulsmomentanfrequenz (fl) in einem zweiten Frequenzbereich (Δfl) zwischen der ersten Pulsmomentanfrequenz (fu) und der ersten Grenzfrequenz (fcu) befindet und- wobei die Zeitdauer des mittleren Zeitraums (Δtc) größer ist als die Summe aus der Zeitdauer des ersten Zeitraums (Δtu) und der Zeitdauer des zweiten Zeitraums (Δtl) oder wobei die Zeitdauer des mittleren Zeitraums (Δtc) gleich ist der Summe aus der Zeitdauer des ersten Zeitraums (Δtu) und der Zeitdauer des zweiten Zeitraums (Δtl) und- wobei die Pulsmomentanfrequenz (ƒm,NL(t)) mit der Gleichungfm,NL(t)=tT(BL+BC11−4t2T2)beschrieben wird,- wobei BLder Koeffizient der Bandbreite für einen linearen Anteil und BCder Koeffizient der Bandbreite für einen nichtlinearen Anteil ist.