专利名称：在连续波雷达系统中测距和传输数据的方法
技术领域：
本发明涉及 一 种用于在连续波雷达系统中测距和传输凄t据的
方法。本发明还涉及 一种连续波雷达系统，具有发射-和接收模块 和至少一个应答器装置； 一种移动式操纵-和观测设备；以及一种
HMI (人才几界面)系统。
背景技术：
雷达系统适用于对目标进4亍无4妻触的定4立和测3巨。在多种不同 的雷达系统中，例如也称为调频连续波(FMCW)雷达的、经频率 调制的连续波雷达系统能够实现可靠地确定目标之间的距离，例如 这些目标间的距离也是很小的。在此典型地没有使用脉沖雷达辐 射，而是使用连续的、也就是i兌连续波(CW)雷达辐射。
在经频率调制的连续波雷达系统中，对发射出的雷达信号的频 率进行周期性的调制，由此与已发射的雷达信号相比，已发射出的 和由目标反射的雷达信号在重新到达雷达系统中时具有一个频率 移动，该频率移动符合传播时间差。该传播时间差代表了发射-和接 收模块与进行反射的目标之间距离的双倍。
为了给进行反射的目标进行定位或距离确定，典型地对在接收 才莫块中的接收到的雷达信号进行频谱分析。例如在频率移动的功率谱中的各个顶点或顶峰直接给出了关于发射-和接收模块与进行反 射的目标之间的距离的信息。那么，例如大的频率移动对应于雷达 信号的大的传播时间差以及因此对应于大的距离，而小的频率移动 对应于小的传播时间差以及因此对应于小的距离。
有时，使用雷达系统来对特定目标进行距离确定是有问题的， 这是因为多种外部因素可能会强烈地妨碍或干^L对^皮反射的雷达 信号的接收。特别是在存在进行反射的金属表面或吸收雷达波束的 物体时，仅在一定条件下可以把接收到的雷达信号分配给特定的进 行反射的目标。在使用应答器或应答器装置的情况下至少可以减少 该问题。
典型地，应答器装置可以响应于询问信号来发射经调制的无线 电应答信号。如果雷达系统的接收器与无线电应答信号的调制相匹 配，则可以借助于合适的滤波方法来使由应答器装置发射的无线电 应答信号清楚地与背景干扰信号或其它干扰信号区分开，且对该无 线电应答信号进行分析处理以用于距离确定。应答器可设计为无源 的应答器或也可设计为有源的、也就是说功率放大的应答器。
由应答器装置调制的无线电应答信号能够实现应答器装置和 雷达系统的接收模块之间的距离确定。特别是考虑到不断变化的环 境条件，应用单个的应答器是有缺陷的。例如，如果雷达系统的应 答器和接收模块发生移动或进行吸收或屏蔽的物体临时地处于应 答器和接收模块之间，则会强烈地干扰无线电应答信号的接收以及 询问信号向应答器的发射，从而也许不再能够确定^巨离。
因此对在空间上伸展很大的目标，例如机器进行定位或距离确
定时适当地在该才几器的四周来i殳置多个应答器，以由此确4呆在4壬 何时候都可以在发射-和接收模块与至少一个应答器之间交换无线
电信号。由现有技术已知了 一种连续波雷达系统，其具有不同应答器的 在空间上分散的布置，该系统可以4巴无线电应答信号明确地分配给 其中一个应答器。在应答器中对无线电应答信号进行第一调制，从 而使接收模块可以进行发射-和接收模块与应答器之间的距离确定。 此外，在应答器中对无线电应答信号进行第二调制，以进行在至少 一个应答器与发射-和接收模块之间的数据传输。例如可以这样来传
输一个应答器ID，以明确地识别出相应的应答器。
在此，询问信号由发射-和接收模块发射出且应答器响应于询问 信号来发射无线电应答信号，该询问信号是经频率调制的连续波信 号(FMCW信号)。也就是说，FMCW信号不仅应用于数据传输而 且也应用于测距。通常不断地发射出询问信号以搜索应答器，也就 是说即使当未设有用于与发射-和接收模块进行通信的应答器时也 这样做。然而在对FMCW信号的频率进行了周期性的调制之后， 这也是非常有可能的，即连续发射出FMCW信号的相邻的发射-和 接收模块互相影响，以致于不能进行可靠的测距。此外，持续地发 射出FMCW信号的发射-和接收模块会干扰在相同频率范围中工作 的其它系统，例如WLAN系统。当4又仅临时地发射出FMCW信号 时，当然也出现该问题。此外，FMCW信号也可干扰在连续波雷达 系统中从应答器到发射-和接收模块的数据传输，这是因为询问信号 通常远强于无线电应答信号。
在KONNO K ET AL: "60GHz毫米波，又工雷达用于IVHS (智 能车辆/>3各系纟充)，，(发表于"Topical Symposium On Millimeter Waves", 1997年，神奈川，日本，1997年7月7-8日，第159-161 页，ISBN: 978-0-7803-3887-6)中描述了一种通信系统，该系统可 以在两个不同的模式中运行。基站在第 一模式中发射出未调制的连 续波信号以及在第二模式中发射出调制了频率的连续波信号，其中 基站的模式选择信号确定了运行模式。US 6868073 Bl描述了 一种在两个应答器之间的距离测定。第 一应答器发射未调制的信号到第二应答器上，以确定其身份标识。 第二应答器借助于应答信号把其身份标识发射到第一应答器上，该 第一应答器验证该身份标识的有效性。如果有效性得到确认，则第 一应答器发射确认到第二应答器上，该第二应答器在接收到该确认 之后变换为距离确定模式。
EP 1 903 412 Al描述了一种用于通过移动式操纵-和观测设备
备接收第一应答器装置的第一标识。随后操纵-和观测设备发射经频 率调制的载波信号，该信号由第一应答器装置反射，由此操纵-和观 测设备可以确定到应答器装置的距离。
发明内容
本发明的目的在于，进一步设计连续波雷达系统，乂人而4吏在应 答器装置与发射-和接收模块之间的测距以及从应答器装置到发射-和接收模块的数据传输能够可靠地进行，特别是不会影响其它系统。
该目的利用独立权利要求的特征来实现。在从属权利要求中说 明本发明的其它有利的实施例。
本发明的第 一 方面涉及 一 种用于在连续波雷达系统中测^巨和 传输数据的方法，在该连续波雷达系统中设置有发射-和接收模块和 至少一个应答器装置。该发射-和接收模块产生具有预定的频率的未 调制的连续波信号作为询问信号，借助于该连续波信号来搜索一个 应答器装置。只有当发射-和接收模块接收了应答器装置的无线电应 答信号时，且该无线电应答信号是响应于询问信号而产生时，则产 生经频率调制的连续波信号。借助于该经频率调制的连续波信号来测量在发射-和接收模块与应答器装置之间的距离，该应答器装置把 频率应答信号发射到发射-和接收模块上。
因此根据本发明，借助于未调制的连续波信号(cw信号)来 搜索这些应答器装置，该未调制的连续波信号具有预定的频率。由 此这样来选择未调制的连续波信号的频率，即使该频率处于未由其 它系统使用的频率范围中。因此可以避免对其它系统的干"l尤。此夕卜，
经频率调制的连续波信号(FMCW信号)仅应用于发射-和接收模 块与至少一个应答器装置之间的测距，例如该测距通过频谱分析和 相对于已发射出的FMCW信号的无线电应答信号的频率移动的确 定来进行。由此这是可能的，即FMCW信号仅在很短暂的时间发 射，例如每秒钟10毫秒。因此，这些系统之间发生干扰的相无率4又 是非常小的，由此显著地改进了不同发射-和"t妻收才莫块和其它系统， 例如WLAN系统的共存性。
在本发明的一个实施例中，发射-和接收模块包括复合的(复变 数komplexwertigen )接收器，该<接收器进4亍对通过无线电应答信号 传输的凄1据的解码且基于4妄收到的无线电应答信号来进4于测3巨。为 此，复合的接收器包括相应的评估装置以用于分析复合的无线电应 答信号，该评估装置在现有4支术中是已知的。
在本发明的一个可替换的特别优选的实施例中，相对于具有预
定频率的接收本地振荡器，所发射的未调制的连续波信号的相位优
选;也移动+/-90°的。例如调制形^犬是矩形，其中例^r调制频率为大
约8kHz。在基带中可以对该额外的调制分量进行抑制，以由此在 发射—和接收模块中获得由应答器装置传输的数据。与复合的接收器
相比，利用大约为8kHz的辅助调制的未调制的连续波信号的相位 的转换虽然导致了信号的质量降4氐了 3dB的信噪比(SNR)。然而 为此应答器装置的无线电应答信号(后向或背散射信号)可以利用 实际的接收器进行解调，如在下面还要详细描述的。与传统的仅利用宽带的FMCW信号来对无线电应答信号进4亍解码的实际系统相 比，在根据本发明的系统中不产生额外的损耗。
可以在发射-和接收模块中或在应答器装置中实现相位移动。
在本发明的另 一个实施例中，未调制的连续波4言号的预定的频 率在对应答器装置的搜索期间进行键控转换。该频移键控在发射-和接收^^莫块中进行。例如，预定的频率在ISM频带内部在2400GHz 和2483GHz之间以例如为大约4kHz的频率进^H建控转换。因此克 服了可能出现的衰减。把ISM频带应用于未调制的连续波信号的优 点在于，即这是无需4受4又的(lizenzfrei) JU吏用该频带的;殳备实际 上在全世界范围内都可以无需特定国家的设置而得到授权。
然而，相位移动和频移键控都产生了寄生调制，必须在发射-和接收模块中对该寄生调制进行抑制。例如该抑制可以借助于合适 的滤波器进行，然而该滤波器必须让由应答器装置4妄收的It据通 过。此夕卜，必须在进4亍滤波时注意群延迟时间(Gruppenlaufzeit)， 以避免码间干扰(ISI)。例如，示例性的适用于抑制寄生调制的滤 波器是Boxcar滤波器、CIC滤波器或IIR滤波器。如果在发射-和 接收模块中进行未调制的连续波信号的频率的可选择的频移键控， 则在已提及的滤波器中优选的是Boxcar滤波器，这是因为该滤波器 基于其极点可以对相位调制和频移键控都进行非常良好的抑制。如 果是在发射-和接收模块中或是在应答器装置中仅进行相位移动，则 根据目前的常识，CIC滤波器提供了比IIR滤波器更好的对寄生调 制的抑制。在此，每种所述的、示例性的滤波器都具有下述性能， 即可以容易地对由应答器装置在发射-和接收模块中接收的数据进 行解调。
在本发明的另 一个优选的实施例中，发射-和接收模块包括用于 从接收到的无线电应答信号中产生实信号(reelle Signal)的混频器。优选地，发射-和4妄收才莫块还包4舌用于测3巨的评估单元以及用于对通 过无线电应答信号传输的数据进行解码的解调单元，其中基于实信 号来进行测距和解码。特别优选地，在实信号的基础上进行对接收 到的无线电应答信号的全部的信号分析处理，从而可以放弃用于分 析复合信号的评估装置。特别地，这能够节省空间地和价廉地实现 发射-和接收模块。
混频器设计为用于使接收到的无线电应答信号与发射信号混
合。从这种混合中所得到的实际的有效信号的光i普可以随后通过评 估单元用于利用FMCW信号进行测距和用于利用CW信号进行数
据解码。
与复合的分析处理相比而言，进行实际的雷达信号-分析处理能 够实现部件尺寸和部件成本的显著降低，而复合的分析处理需要被 接收的雷达信号的I/Q解调。因此可以通过使用实际的(reelle )接 收器和实际的评估单元来遵守所需要的部件尺寸界限，例如移动式 操纵-和观测设备，该移动式操纵-和观测设备包括连续波雷达系统 的上述的发射-和接收模块，在该连续波雷达系统中进行对应答器装 置的搜索以及随后借助于未调制的连续波信号来进行从已发现的 应答器装置到发射-和接收模块的数据传输。此外，实际地配备上接 收装置和分析处理装置能够实现成本的节省。
在本发明的另 一 个实施例中，在产生作为询问信号的未调制的 连续波信号之前，对预定的频率范围，例如在2400GHz和2483GHz 之间的ISM波革殳，进4亍扫描。由此可以确4呆，在所扫描的频率范围 中选出自由的频率以用于未调制的连续波信号的频率，也就是"i兌选 出未被占用的频率。换言之，在产生具有预定的频率的未调制的连 续波信号之前进行频谱监控。因为恰恰是在ISM波段中工作着多个 设备，例如WLAN设备，由此如果不事先进行扫描则会产生危险，即选出已被占用的频率用于未调制的连续波信号。因此可以显著地 降低发射-和接收模块干扰其它设备或被其它设备所干扰的概率。
在本发明的另 一个实施例中设置发射-和接收模块，以在完成数 据解码之后和/或在完成测距之后的 一个预定的时间后重新产生未
调制的连续波信号。也就是说， 一旦借助于cw信号的数据解码和
/或借助于FMCW信号的测距结束，例如在10毫秒之后，则切断 FMCW信号且重新产生CW信号。例如该步艰夂可能会取决于发射-和接收模块的性能。然而也要在一个预定的时间之后关掉该CW信 号，以避免CW信号的不必要的发射。由此进一步改进了共存性。
本发明的另 一方面涉及一种用于4支术设备的自动化组件的移 动式操纵-和观测i殳备，该移动式操纵-和观测i殳备包括上述的发射-和接收模块。为了避免由移动式操纵-和观测设备从禁止的距离来控 制自动化系统，有利的是对操纵-和观测设备进行定位且取决于其位 置来开通或关闭与安全有关的对技术设备的操纵。为此进行测距， 以能够探测到，移动式操纵-和观测设备是否处于活跃的操纵区域内 部。
本发明的另 一方面还涉及一种HMI (人才几界面)系统，该系统 包括至少一个这种移动式操纵-和观测设备。HMI设备的概念是一 个上位概念且包括所有属于该设备群的组件。应该4巴"操作员面 板"，也称为"操纵面板"或简称为"OP" 作为一个例子。该面板 可以设计为固定式或移动式的。HMI设备在网络自动化中用作操作 员的辅助装置，以能够显示或操纵需要控制的技术设备的过程数 据。该功能称为"监控和数据采集"(SCADA)。此外，HMI设备 通常在硬件方面具有特殊构造，也就是说其具有例如触摸屏且特别 针对环境影响而获得保护。此外，在此设计有特殊的软件。该软件 提供了这样的功能，即借助于该功能对操作员在操作时的舒适度、 质量和安全性做出改进。因此通过HMI设备能够可视化、操纵、规划设计以及生成例如是需要操纵的技术设备的交互式的加工图 像。对此， 一方面可以选择性地显示技术设备的反应，大多数情况 下是以测量值和信息的形式。另 一方面通过操纵行为和数据输入的 适宜的默认设置能够实现，在所期望的状态中检验该技术设备。
下面参照附图详细说明本发明的优选的实施例。
图1示出了连续波雷达系统的方框图； 图2示出了 HMI (人机界面)系统的方框图； 图3示出了才艮据本发明的方法的流程图。
具体实施例方式
图1示意性地示出了连续波雷达系统10的一个实施例的方框 图，该连续波雷达系统具有三个应答器14, 16， 18和一个发射-和 接收模块12。该发射-和接收模块12设置为用于发射询问信号，该 询问信号由应答器14, 16， 18 4矣收、调制，以及在必要时方欠大和 作为无线电应答信号再次发回。在此，询问信号或无线电应答信号 的载频保持为不变(所谓的后向或背散射)且典型地处于GHz范围 中，例如在2400GHz和2483GHz之间的ISM波,殳中。
询问信号是未调制的连续波信号(CW信号)。然而， 一旦应 答器响应于询问信号而发射了无线电应答信号，则发射-和接收模块 12发射经频率调制的连续波信号(FMCW信号)来取代未调制的 连续波信号。随后借助于经频率调制的信号来进行在应答器与发射 -和接收模块12之间的测距。也就是说，连续地进行从应答器到发射-和接收模块上的数据-或信息传输以及在应答器与发射-和接收
才莫块之间的观'W巨，其中FMCWM言号只应用于测3巨。
为了更好地区分无线电应答信号与在其它任意的对象上反射 的信号，对由应答器14， 16， 18发射的无线电应答信号以副载波 频率(例如450kHz)进4于第一调制。经这才羊调制的无线电应答J言 号在发射-和接收模块12中与询问信号混合且因此转换为副载波频 率。因此利用相应的滤波器可以有效地排除干扰的背景信号。
该第一副载波频率调制在所有三个应答器14, 16， 18中同样 地进行。其仅仅可以区分由应答器所发射信号与例如在金属表面上 反射的信号。典型地，应用连续波雷达系统用于发射-和接收模块的 定位。为此，应答器14， 16， 18位于预定的基准位置上且在空间 上4皮此分隔开。因为现在借助于第 一调制基于4妄收到的无线电应答 信号不能区分，由三个应答器14, 16, 18中的哪一个发射了接收 到的无线电应答信号，所以对无线电应答信号进行第二调制，该第 二调制能够实现在应答器装置14， 16， 18与发射-和接收模块12 之间的数据传输。
典型地，该第二调制在具有实际的信号处理的系统中借助于调 幅，例如启闭键控调制(OOK)来进行，这是因为仅能利用复合的 信号处理方法来有效地解调相位调制。这能够实现，利用二进制序 列来接通或断开无线电应答信号。因此可以把承载信息的时间上的 编码基于无线电应答信号乂人应答器装置14, 16， 18中的一个传输 至发射-和接收模块12。编码的信息优选地包含识别码，为每个应 答器装置14， 16, 18固定地预设了该识别码。发射-和接收模块具 有相应的解调装置且因此可以明确地为该三个所示出的应答器装 置14, 16， 18中的一个分配接收到的无线电应答信号。例如如果是多个不同的应答器14， 16， 18的无线电应答信号 被接收和分析处理，则可以在知道单个的应答器14， 16， 18的位 置的情况下，把所获取的距离参数有效地用于发射-和接收模块的精
确的定〗立或^f立置确定。
根据示出的实施例，连续波雷达系统的另一个优点在于即使 当发射-和4妾收才莫块12与例如应答器18之间的无线传IIT中断或部分 屏蔽时，仍可以一如既往地4妄收和评估剩下的应答器14和16的无 线电应答信号。连续波雷达系统仅需要接收至少一个应答器的无线 电应答信号，以能够计算出发射-和接收模块12与应答器14， 16， 18中的一个之间的至少一个3巨离。
图2示出了 HMI (人机界面)系统的方框图，包括技术设备 104，具有技术操纵装置；操纵-和观测设备106，具有根据本发明 的发射-和接收模块。例如技术操纵装置是生产技术装置或过程技术 装置的组件。为了对其进行控制而设有自动化组件102,该自动化 组件特别是通过检测元件、位置调节器和不同的其它所谓的"生产 过程用检测仪表"的中转而作用于技术操纵装置。示例性地，自动 化组件102具有可编程控制器，例如程序存4诸控制器120，其在必 要时实时地对纟支术操:纵装置进行控制。
自动化组件102优选地接入总线系统100,例如现场总线。这 能够实现使多个自动化组件102全部联网。
为了对自动化组件102以及例如对该自动化组件的进行中的控 制过程、it断过程、警才艮处理过程和长时间^L测过禾呈来进4亍才喿至从和 只见测，i殳有至少一个移动式才乘皇从-和，见测i殳备106。例如该梯:纵-和 观测设备可以设计为无线的手提式终端设备且例如具有显示屏和 键盘116。此外可以设置紧急按键、闭锁按键和应答按键以及按键 式开关。移动式梯J从-和》见测i殳备106以无4妄触的方式通过无线线路124与技术设备104的自动化组件102交换有效数据。4吏用操纵-和7见测i殳备106的才乘作人员可以因此4吏例如才支术i殳备104的测量{直 在操纵-和观测设备106的显示屏上显示，或通过其键盘116来输入 控制指令以及把该控制指令发射到自动化组件102上。
为了在移动式梯:纵设备106和自动化组件102之间传输例如测 量值和控制指令，该移动式操纵设备106以及自动化组件102具有 相应的lt据传输才莫块118， 122。优选地，该凄t据传，^借助于无线电 频率(RF)信号来实现。在此可以使用多个不同的数据传输协议， 例如WLAN、 IEEE802.il 、 Ultra Wide Band ( UWB )或BlueTooth 协议。
移动式操纵i殳备106还具有定位冲莫块114,该定位才莫块i殳计为 用于发射和接收雷达信号。技术设备104还具有至少一个应答器。 优选地，该i殳备具有一排应答器108， 110， 112，这些应答器布置 在技术设备104上的不同的基准位置上。应答器在此设计为用于对 由定位模块114所发射出的雷达信号进行调制和反射。由定位器 108, 110， 112所调制和反射的雷达信号可以随后由定4立才莫块114 接收且进行分析处理以用于移动式梯:纵i殳备106的定位。因此移动 式操纵设备106可以自动地进行对定位器108， 110， 112的位置或 距离的确定。在此，应答器108， 110， 112不必进行信号分析处理。
在HMI系统的一个4艮据本发明的改进方案中，定位冲莫块114 具备上述的发射和接收模块。借助于由应答器108， 110， 112进行
的副载波频率-调制可以对由应答器反射的雷达信号选择性地进行 分析处理。因此，副载波频率-调制能够实现背景信号与在应答器上 反射的信号之间的区分。通过在定位才莫块114中的相应的副载波频 率-滤波，可以由此借助于仅短时间发射的FMCW雷达，甚至是利 用设计为仅用于实际的信号分析处理的接收器来在定位模块114中 实现对于准稳态的目标的明确的距离测量。在此，准稳态意P未着，在典型地处于几毫秒至几十毫秒范围中 的测量时间期间，应答器的位置或是雷达系统的位置不发生变化。
图3示出了根据本发明的方法的一个优选的实施例的流程图， 该方法用于在连续波雷达系统中测距和传输^t据，在该连续波雷达 系统中设置有发射-和接收模块以及至少一个应答器装置。在第一步 骤Sl中对预定的频率范围进行扫描，以接下来对该频率范围进行 调查，哪些频带还是自由的且未被其它设备或系统占用。随后在第
信号。在第三步骤S3中借助于作为询问信号的未调制的连续波信 号来搜索一个应答器装置。在此，连续波雷达系统的应答器装置这 样设置，即应答器装置响应于询问信号而发射无线电应答信号到发 射-和接收模块上(步骤S4 )。
一旦发射-和接收模块接收到无线电应答信号，则停止产生未调 制的连续波信号且取代该未调制的连续波信号而产生经频率调制 的连续波信号(步骤S5)。借助于该经频率调制的连续波信号，在 步骤S6中来测量在发射-和接收模块与发射无线电应答信号的应答 器装置之间的距离。优选地，在完成测距之后预定时间后在步骤S7 中重新产生未调制的连续波信号，其中该步骤也可以直接在步骤S4 之后进行(未示出)。也就是说，当发射-和接收才莫块接收到应答器 装置的无线电应答信号之后的预定时间后重新产生未调制的连续
发射无线电应答信号时，则上述做法是有利的。因此可以避免对于 该应答器的不必要的测距，取而代之的是直接开始重新搜索合适的
应答器。
权利要求
1.一种用于在连续波雷达系统(10)中测距和传输数据的方法，在所述连续波雷达系统中设置有发射-和接收模块(12)和至少一个应答器装置(14，16，18；108，110，112)，所述方法包括下列步骤-在所述发射-和接收模块中产生具有预定频率的未调制的连续波信号(S2)；-借助于作为询问信号的所述未调制的连续波信号来搜索一个应答器装置(S3)；-由一个应答器装置响应于所述询问信号来把无线电应答信号发射到所述发射-和接收模块上(S4)；-在所述发射-和接收模块中响应于所述无线电应答信号来产生经频率调制的连续波信号(S5)；以及-借助于所述经频率调制的连续波信号来测量所述发射-和接收模块与所述应答器装置之间的距离(S6)。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中在搜索一个应答器装置期 间，所述未调制的连续波信号的发射频率的在所述发射-和接 收模块中以预定的频率来进行键控转换。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，其中所述发射-和接收才莫块 从接收到的所述无线电应答信号中产生实信号。
4. 根据权利要求3所述的方法，其中所述发射-和接收模块进行 对通过所述无线电应答信号传输的所述数据的解码且基于所 述实信号来进行测距。
5. 根据权利要求1所述的方法，其中所述发射-和接收模块进行 对通过所述无线电应答信号传输的所述凄t据的解码且基于插「 收到的所述无线电应答信号来进4于测距。
6. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在产生未调制的 连续波信号之前对预定的频率范围进行扫描(Sl)，以确定自 由的频带，以及其中所述未调制的连续波4言号的所述预定的频 率处于自由的频带中。
7. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在完成数据解码 之后和/或在完成测距之后的预定时间后重新产生所述未调制 的连续波信号(S7)。
8. 才艮据前述片又利要求中4壬一项所述的方法，其中具有预定的频率 的所述未调制的连续波信号的相位发生移动，其中所述移动优 选为+/-90° 。
9. 根据权利要求8所述的方法，其中所述相位移动在所述发射-和接收模块中或在所述应答器装置中进行。
10. —种连续波雷达系统(10)，包4舌-发射-和接收模块(12)，所述发射-和接收模块设置为用于产 生具有预定的频率的未调制的连续波信号和产生经频率调制 的连续波信号，以及-至少一个应答器装置(14， 16, 18; 108, 110, 112)，所述 应答器装置设置为用于响应于询问信号而发射无线电应答信 号，其中所述发射-和接收模块还设置为用于产生作为询问信号的 所述未调制的连续波信号用以搜索一个应答器装置，和响应于一个应答器装置的无线电应答信号来产生所述经频率调制的 连续波信号。
11. 根据权利要求10所述的连续波雷达系统(10)，其中所述发射-和接收模块包括频移键控装置,用于在搜索一个应答器装置 期间对所述未调制的连续波信号的所述频率来进行键控转换。
12. 根据权利要求10或11所述的连续波雷达系统(10)，包括用 于从接收到的所述无线电应答信号中产生实信号的混频器。
13. 根据权利要求12所述的连续波雷达系统(10)，包括用于对通 过所述无线电应答信号传输的所述数据进行解码的解调单元， 和用于测距的评估单元，其中基于所述实信号来进行所述解码 和所述测距。
14. 根据权利要求IO所述的连续波雷达系统(10),其中所述发射 -和接收模块包括复合接收器。
15. 根据权利要求10到14中任一项所述的连续波雷达系统(10)， 包括扫描装置，用于在产生未调制的连续波信号之前对预定的 频率范围进行扫描，以确定自由的频带，其中所述未调制的连 续波信号的所述预定的频率处于自由的频带中。
16. 根据权利要求10到15中任一项所述的连续波雷达系统(10), 其中所述发射-和接收才莫块设置为用于在完成数据解码之后和 /或在完成测距之后预定的时间后重新产生所述未调制的连续 波信号。
17. 根据权利要求10到16中任一项所述的连续波雷达系统(10)， 包括相位移动装置，用于^f吏具有预定的频率的所述未调制的连 续波信号的相位发生移动，其中所述移动优选为+/-90° 。
18. 根据权利要求17所述的连续波雷达系统(10),其中所述相位 移动装置设置在所述发射-和接收4莫块中或所述应答器装置 中。
19. 一种移动式4喿纵-和观测设备(106)，所述移动式#:纵-和 见测 设备(106 )用于技术设备(104 )的自动化组件(102 )且包 括发射-和接收模块(12),所述发射-和接收模块设置为用于 产生具有预定的频率的未调制的连续波^f言号和产生经频率调 制的连续波信号，其中所述发射-和接收模块还设置为用于产 生用以搜索一个应答器装置的所述未调制的连续波信号，以及 用于响应于应答器装置的无线电应答信号来产生所述经频率 调制的连续波信号。
20. 根据权利要求19所述的移动式操纵-和观测设备(106 )，包括 频移键控装置，用于在搜索一个应答器装置期间对所述未调制 的连续波信号的所述频率来进行键控转换。
21. 根据权利要求19或20所述的移动式操纵-和观测设备(106 )， 包括用于从所述接收到的无线电应答信号中产生实信号的混频器。
22. 根据权利要求21所述的移动式操纵-和观测设备(106 )，包括 用于对通过所述无线电应答信号传输的所述凄t据进行解码的 解调单元和用于测距的评估单元，其中基于所述实信号来进行 所述解码和所述测距。
23. 根据权利要求19所述的移动式操纵-和观测i殳备(106 ),包括 复合的接收器。
24. 根据权利要求19到23中任一项所述的移动式操纵-和观测设 备(106)，包括扫描装置，用于在产生未调制的连续波信号之 前对预定的频率范围进行扫描，以确定自由的频带，其中所述 未调制的连续波信号的所述预定的频率处于自由的频带中。
25. 根据权利要求19到24中任一项所述的移动式操纵-和观测设 备(106)，其中所述发射-和接收模块设置为用于，在完成数 据解码之后和/或在完成测距之后的预定时间后重新产生所述 未调制的连续波信号。
26. 根据权利要求19到25中任一项所述的移动式操纵-和观测设 备(106)，包括相位移动装置，用于使具有预定的频率的所述 未调制的连续波信号的相位发生优选为+/-90。的移动。
27. 根据权利要求26所述的移动式操纵-和观测设备(106 )，其中 所述相位移动装置设置在所述发射-和接收模块中。
28. —种HMI (人机界面)系统，包括至少一个根据权利要求19 到27中任一项所述的移动式才喿纵-和观测i殳备(106)。
全文摘要
本发明涉及一种用于在连续波雷达系统(10)中测距和传输数据的方法。本发明还涉及一种连续波雷达系统(10)，其具有发射-和接收模块(12)和至少一个应答器装置(14，16，18；108，110，112)；一种移动式操纵-和观测设备(106)；以及一种HMI(人机界面)系统。借助于作为询问信号的未调制的连续波信号来搜索应答器装置，从而使应答器装置可以响应于询问信号来把无线电应答信号发射到发射-和接收模块(12)上，由此实现了从应答器装置到发射-和接收模块的数据传输。在完成数据传输后产生了经频率调制的连续波信号，从而以此为基础来进行在应答器装置和发射-和接收模块之间的测距。
文档编号G01S13/82GK101604022SQ20091014903
公开日2009年12月16日 申请日期2009年6月12日 优先权日2008年6月13日
发明者亚诺什·吉拉, 奥拉夫·阿尔贝特, 曼弗雷德·施潘德尔, 赖因哈德·赫拉迪克, 马丁·席费尔 申请人:西门子公司