在不同的發(fā)射陣列之間切換，而且在不同 的接收陣列之間切換。為此，需要僅僅設(shè)置附加的天線元件，但是不需要設(shè)置附加的分析處 理通道。接收陣列的切換則通過以下實現(xiàn)：將發(fā)射天線的另一選擇與分析處理通道連接。 然后，可以通過具有不同發(fā)射陣列的組合進一步增大和/或壓縮虛擬的ΜΜ0陣列。
【附圖說明】
[0032] 以下，根據(jù)附圖進一步闡述本發(fā)明的實施例。附圖示出：
[0033] 圖1 :根據(jù)本發(fā)明的雷達傳感器的框圖；
[0034] 圖2 :發(fā)射彳目號的頻率調(diào)制斜坡（啁嗽）的序列的不意圖；
[0035] 圖3 :在單個啁嗽的頻譜中峰的振幅和相位的示意圖；
[0036] 圖4 :在多個啁嗽的頻譜中峰的振幅值的示意圖；
[0037] 圖5 :來自啁嗽的序列的分析處理的、雷達對象的相對速度V和間距D之間的關(guān)系 的不意圖；
[0038] 圖6 :用于闡明來自與頻率斜坡的兩個序列對應(yīng)的信號的、V和D之間的所求取的 不同關(guān)系的均衡的示意圖；
[0039] 圖7 :用于根據(jù)本發(fā)明的雷達傳感器的循環(huán)模式的示例；
[0040] 圖8 :用于闡明根據(jù)圖1至6的雷達傳感器的功能方式的示圖；以及
[0041] 圖9 :用于闡明雷達傳感器的優(yōu)點的示圖。
【具體實施方式】
[0042] 在圖1中示出的雷達傳感器具有四個天線元件10、12、14、16，它們共同構(gòu)成一個 平面的組合天線18。雷達傳感器如此安裝在機動車中，使得天線元件10-16并排地位于同 一高度上，以便實現(xiàn)雷達傳感器在水平方面（在方位角方面）的角度分辨能力。在圖1中 示意性示出由天線元件在方位角Θ下接收的雷達射束。
[0043] 用于控制天線元件的高頻部件20例如通過一個或多個MMIC(單片微波集成電路） 構(gòu)成并且包括開關(guān)網(wǎng)絡(luò)22,各個天線元件能夠通過所述開關(guān)網(wǎng)絡(luò)選擇性地與本機振蕩器 24連接，所述本機振蕩器產(chǎn)生要發(fā)射的雷達信號。由天線元件10-16接收的雷達回波分別 借助循環(huán)器26脫耦合輸出并且輸送給混頻器28,在那里雷達回波與由振蕩器24提供的發(fā) 射信號混頻。通過這種方式，對于天線元件中的每一個得到一個中頻信號ZfpZf^ZfpZf^ 所述中頻信號輸送給電子的控制與分析處理單元30。
[0044] 所述控制與分析處理單元30包含控制部件32,所述控制部件控制振蕩器24和開 關(guān)網(wǎng)絡(luò)22的功能。由振蕩器24提供的發(fā)射信號的頻率周期地以上升的和/或下降的頻率 斜坡的序列的形式調(diào)制。
[0045] 此外，控制與分析處理裝置30包含具有四通道模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器34的分析處理 部件，所述四通道模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器將由四個天線元件得到的中頻信號2匕-2匕數(shù)字化并且 分別記錄在各個頻率斜坡的持續(xù)時間上。如此得到的時間信號則逐通道地在變換級36中 通過快速傅里葉變換轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的頻譜。在所述頻譜中，所定位的每一個對象以峰的形式 呈現(xiàn)，所述峰的頻率位置取決于從雷達傳感器到對象并且返回到雷達傳感器的信號行進時 間以及由于多普勒效應(yīng)取決于對象的相對速度。由對于同一對象得到了的兩個峰然而在具 有不同斜率、例如上升斜坡和下降斜坡的頻率斜坡上的頻率位置可以計算相關(guān)對象的間距 D和相對速度V。
[0046] 現(xiàn)在，應(yīng)當(dāng)首先參照圖2至6闡述MSFMCW雷達的功能原理。
[0047] 在圖2中關(guān)于時間t地示出發(fā)射信號的頻率f，以（快速的）頻率斜坡（啁嗽）的 序列的形式，所述頻率斜坡分別具有頻偏Ffast和持續(xù)時間Tfast。各個頻率斜坡以時間間距 T&( "斜坡到斜坡"）地相繼。在圖2中示出的示例中Tfast等于T&，從而各個頻率斜坡直 接相繼。
[0048] 圖2示出普遍的示圖，其中各個頻率斜坡的中間頻率在序列期間變化?？焖傩逼?自身的中間頻率尤其描述具有時刻t。時的中間頻率f。的線性的頻率斜坡。所述頻率斜坡 以下也稱作緩慢斜坡。其在斜坡持續(xù)時間TslOT=(NslOT_l) 時具有頻偏FslOT，其中Ns1ot 表示快速斜坡的數(shù)量。
[0049] 在緩慢斜坡具有頻偏0的情形中，序列的快速斜坡是相同的，即描述相同的頻率 變化。
[0050] 在一個測量循環(huán)中，使用快速斜坡的兩個或更多個不同的序列，其中快速斜坡 (啁嗽）在相應(yīng)的序列內(nèi)分別具有相同的頻偏Ffast和相同的斜坡持續(xù)時間Tfast以及斜坡之 間的相同的時間間距T&。一個測量循環(huán)內(nèi)的所述至少兩個序列例如可以通過以下進行區(qū) 分：快速斜坡的頻偏Ffast的數(shù)值和/或符號的不同的值、快速斜坡的不同的斜坡持續(xù)時間、 快速斜坡的不同的斜坡重復(fù)時間T&、緩慢斜坡的不同的中心頻率f。、快速斜坡的不同的數(shù) 量NskJP/或緩慢斜坡的不同的頻偏FslOT。
[0051] 以下，為了簡化示圖首先對于發(fā)射信號的快速斜坡的單個序列闡述測量信號的分 析處理。
[0052] 發(fā)射信號的頻率例如位于76GHz的范圍中。緩慢斜坡的中心頻率例如可以為 76GHz〇
[0053] 在由混頻器28提供的基頻帶信號中，給序列中的每一個快速斜坡分配一個具有 持續(xù)時間Tfast的部分信號。在此可以從以下出發(fā)：對于在雷達傳感器系統(tǒng)的檢測范圍中的 雷達對象而言信號行進時間相對于斜坡持續(xù)時間Tfast是小的。
[0054] 在分析處理的第一步驟中，分析處理至少一個部分信號的頻譜。相應(yīng)于快速斜坡 的基頻帶信號的部分信號在多個Nfast等同的時刻被采樣、即被數(shù)字化并且確定所述部分信 號的頻譜。所述頻譜例如通過計算快速傅里葉變換（FFT)來計算。
[0055] 圖3示意性地關(guān)于頻率點k地示出所得到的信號的以極坐標(biāo)的振幅Abb和相位 X bb°
[0056] 對于由單個雷達對象反射的信號，例如在頻率點k。處得到具有振幅Abb(k。）的峰， 給所述峰分配一個相應(yīng)的相位xbb(k。)。在此，頻率點k。表示雷達對象在所述部分信號的 相關(guān)頻譜中的頻率位置。
[0057] 在發(fā)射信號的線性頻率調(diào)制中，與雷達對象對應(yīng)的峰的頻率位置由兩個項構(gòu)成的 和組成，其中第一項與由雷達對象與雷達傳感器的間距D和斜坡頻偏Ffast的乘積成比例，而 第二項與由雷達對象的相對速度V、快速斜坡的中心頻率和斜坡持續(xù)時間Tfast的乘積成比 例。這相應(yīng)于FMCW公式：
[0058] k〇= (2/c) (D0_rFfast+f0_rV0_rTfast)
[0059] 其中c是光速，D。^是與第r斜坡的中心時刻的對象間距，其中r= 1，2, ···，Ns1ot， 其中是第r斜坡的中心頻率，而V&是雷達對象在第r快速斜坡的中心時刻的相對速 度。峰的所求取的頻率位置因此相應(yīng)于雷達對象的相對速度V和間距D之間的線性關(guān)系。 所述關(guān)系是關(guān)于雷達對象的相對速度和間距的第一信息。所述關(guān)系尤其取決于快速斜坡的 斜坡頻偏Ffast、斜坡持續(xù)時間Tfast以及中心頻率f。^。
[0060] 在雷達對象的相對速度V和加速度不過高時，通過快速斜坡的序列近似地得到峰 的同一頻率位置，并且k。以下應(yīng)當(dāng)表示在序列的所有快速斜坡上雷達對象的所述平均頻率 點。
[0061] 在頻率位置k。處分配給峰的相位Xbb(k。）對于在經(jīng)過快速斜坡的序列期間雷達對 象的間距的變化特別敏感。因此，間距變化了雷達信號的半波長已經(jīng)得出相位移位了振動 的整個周期。
[0062] 圖4以實線示意性示出在經(jīng)過快速斜坡的序列期間在雷達對象在頻譜中的頻率 位置k。時頻譜的實部的相應(yīng)于諧波振動的時間變化：
[0063] Abb*cosX bb(k0)
[0064] 在此，以實線示出的諧波振動相應(yīng)于沒有雷達對象的加速度的情形。
[0065] 在約76GHz的雷達信號頻率時，波長為約4mm。在86km/h(相應(yīng)于24m/sec)的相 對速度時，相位因此以頻率12000Hz變化。在實部的時間變化的頻譜中期望相應(yīng)于所述頻 率的峰，其中所述時間變化相應(yīng)于相繼的快速斜坡；每一個斜坡相應(yīng)于時間變化的一個采 樣值。如果由于相位變化的過低的采樣頻率、即由于過大的斜坡序列時間損壞奈奎斯 特香農(nóng)采樣定理，則不能單義地確定相位變化的頻率。
[0066] 圖4示意性示出所述下采樣（Unterabtastung)。在相應(yīng)的快速斜坡的中心時刻標(biāo) 記實部的值。不能判斷的是，相位變化的真正頻率是否通過以實線描繪的曲線或者是否通 過虛線描繪的曲線來說明。因此，頻率是多義的。
[0067] 相應(yīng)于相位變化的諧波振動的頻率位置可以通過以下確定：使將對于對象測量的 相位xbb(r)說明為斜坡指數(shù)r的函數(shù)的函數(shù)重新經(jīng)受傅里葉變換。所述頻率位置可以通 過其頻率點I。說明并且近似相加地由與緩慢斜坡的平均間距D并且與斜坡頻偏FslOT成比 例的項和與緩慢斜坡的平均相對速度V、斜坡持續(xù)時間TslOT以及緩慢斜坡的中心頻率f。成 比例的項組成。這又相應(yīng)于用于緩慢斜坡的FMCW公式：
[0068] I0= (2/c)(DFslow+VTslowf〇)
[0069] 因此，在普遍的情形中、即在具有緩慢斜坡的斜坡頻偏Fslm^ 0的情形中，由所求 取的相位得出雷達對象的相對速度和間距之間的線性關(guān)系，所述線性關(guān)系自然在相對速度 V和間距D方面是多義的。所述關(guān)系是關(guān)于雷達對象的相對速度和間距的第二信息。在特 定情形Fslm= 0中，然而以下談及緩慢斜坡；所述緩慢斜坡具有斜率0并且得到僅僅關(guān)于 速度的第二信息。所述第二信息在相對速度V方面是單義的，除由緩慢斜坡的半波長和采 樣頻率1/%&的乘積的整數(shù)倍以外。
[0070] 圖5示例性示出由分析處理用于頻率斜坡的序列的測量信號得到的關(guān)于相對速 度V和間距D的信息。頻率調(diào)制的參數(shù)是：Ffast= 425MHz，Tfast= 0. 25ms，每一個