雷达传感器的制作方法

本发明涉及一种雷达传感器、如尤其是用于机动车的雷达传感器。

背景技术：

在机动车中总是更经常地使用雷达传感器。这样的雷达传感器例如在驾驶员辅助系统中使用，以便已经在较大的距离时可靠识别例如迎面来的车辆或靠近的车辆和可以尽可能准确地确定其位置和速度或相对速度和方位角。也使用雷达传感器，以便监控机动车的较近的环境。

目前使用雷达传感器，其产生发射出的输出信号并且对在物体上反射的输出信号作为输入信号进行接收并且处理。所述输出信号在此是具有预定的持续时间和频率的一系列单信号，也称为“突发”，其从单信号至单信号在频率方面变化。

所述雷达传感器例如利用所谓的lfmsk发射方法(线性频率调制偏移键控linear-frequency-modulated-shift-keying)运行。在该方法中交错地发射三个单信号a、b、c。在此对于分别大约25μs的持续时间(突发)发射恒定的频率，所述频率于是对于所述三个单信号中的每个线性地改变。在上升的频率时称为上升啁啾并且在下降的频率时称为下降啁啾。除了上升啁啾和下降啁啾之外也使用单频率的单信号，即，所谓的多普勒啁啾。在此交替地使用三个信号类型。

基于对于汽车的使用允许的频域的限定和这样的雷达传感器的同时的增加的使用，提高了装备有雷达传感器的各车辆的相互干扰的可能性。在这样的干扰的情况中，接收机侧的雷达传感器(受扰者)附加于真正的发射信号的反射也接收外来的雷达传感器(干扰器)的发射信号。

如果干扰器的发射信号作为本身的雷达传感器的被反射的发射信号看待的话，这导致错误评估。

技术实现要素：

因此，本发明的任务是，提供一种雷达传感器，其相对于现有技术改善。也应该提出一种用于运行这样的雷达传感器的对应的方法。该任务也提供一种包括至少一个这样的雷达传感器的机动车。

本发明对于方法的任务利用按照权利要求1的特征解决。

本发明的一个实施例涉及一种用于运行雷达传感器的方法，其中，所述雷达传感器设有信号产生设备，所述信号产生设备产生发射信号作为要发射的雷达信号，所述雷达传感器设有信号接收设备，以用于接收和用于处理作为反射的雷达信号的接收信号，其中，发射信号在可预定的频带内产生，其中，就干涉干扰的存在性方面监控接收信号，其中，在识别出干涉干扰时，用于产生发射信号的频带至少暂时在带宽方面减小。由此实现，最初相互干扰的雷达信号在带宽方面移动，在那里它们不再引起干扰，即使所述雷达信号还存在。

在此特别有利的是，受限制的频带在经过可预定的时间之后或在识别预先确定的事件时再次重置为带宽的最初的值。由此实现，在干扰的期待的消除之后将用于产生发射信号的可用的频带再次提高至最大可能的带宽。

在此适宜的是，干涉干扰的识别通过评估接收信号的对时间的导数进行。这样可以尤其是良好识别脉冲状的干扰。

也有利的是，干涉干扰的识别通过评估接收信号的对时间的导数的标准偏差进行。

特别有利的是，由接收信号的对时间的导数的标准偏差和由接收信号的对时间的导数确定干扰的区间。

本发明对于雷达传感器的任务利用按照权利要求6的特征解决。

本发明的一个实施例涉及包括信号产生设备的雷达传感器，所述信号产生设备产生发射信号作为要发射的雷达信号，所述雷达传感器包括信号接收设备，以用于接收和用于处理作为反射的雷达信号的接收信号，其中，发射信号处于预先确定的频带内，其中，接收信号就干涉干扰方面可被分析并且在识别干涉干扰时可限制用于发射信号的允许的频带。

本发明的任务对于方法利用按照权利要求7或8的特征解决。

本发明的一个实施例涉及包括多个雷达传感器的机动车，其中，在限制用于产生发射信号的带宽时在每个雷达传感器中控制对带宽的限制，其中，每个雷达传感器的剩余的可用的带宽不同。

本发明的实施例也涉及一种包括多个雷达传感器的机动车，其中，在限制用于产生发射信号的带宽时在各组雷达传感器中控制对带宽的限制，其中，每组雷达传感器的剩余的可用的带宽不同。

有利的是，一组雷达传感器是一组在车辆上在右边设置的雷达传感器和/或一组雷达传感器是一组在车辆上在左边设置的雷达传感器和/或一组雷达传感器是一组在车辆上在前面设置的雷达传感器和/或一组雷达传感器是一组在车辆上在后面设置的雷达传感器。

附图说明

本发明有利的进一步构成在从属权利要求和后续附图中说明。其中：

图1示出包括发射信号的图表；

图2示出雷达传感器的示意图；

图3示出信号变化曲线的图表；

图4示出信号变化曲线的图表；

图5示出用于解释按照本发明的方法的框图；

图6示出用于解释本发明的图表；

图7示出车辆的环境情况；以及

图8示出车辆的环境情况。

具体实施方式

图1示出用于解释发射信号的图表1，所述发射信号包括一系列单信号。所述图表示出发射信号的频率f(t)作为时间t的函数。单信号f0^a，f0^b，f0^c，f1^a，f1^b，f1^c等形成一个序列，所述序列作为发射信号发射。如果雷达传感器利用所谓的lfmsk发射方法(线性频率调制偏移键控)运行，则交错地发射三个单信号a、b、c。在此对于分别大约25μs的持续时间(突发)发射恒定的频率，所述频率于是对于所述三个单信号中的每个线性地改变。在此可看出，信号f0^a，f0^b，f0^c的频率升高，其中，在下一个序列的信号f1^a，f1^b，f1^c中频率再次升高，其中，频率f1^a大于频率f0^a。在上升的频率情况下称为上升啁啾并且在下降的频率情况下称为下降啁啾。除了上升啁啾和下降啁啾之外也使用单频率的单信号，即，所谓的多普勒啁啾。在此交替地使用三个信号类型。在图1的示例中只示出上升啁啾。但也可以使用下降啁啾或多普勒啁啾。

图2在示意图中示出雷达传感器10，所述雷达传感器具有发射天线11和两个接收天线12、13。被反射的、接收的信号14、15在接收机17中与发射机18的发射信号16混合并且转换到频域中。该信号21在hf(高频)元件19中被混合并且传输给数字的信号处理器20以用于进一步评估。数字的信号处理器20将用于控制雷达传感器的控制信号22传输给hf元件。因此，雷达传感器10在此具有信号产生设备，其具有发射机16、hf元件19和信号处理器20。雷达传感器10在此也具有信号接收设备，所述信号接收设备具有接收机17、hf元件19和信号处理器20。

接收的信号14、15在此是相关的目标的反射的以及不希望的目标的反射叠加，其也在雷达技术中称为杂波，即，由在底部上、边缘结构上的反射和通过下雨引起的所谓的干扰回波。为了探测相关的目标使用os-cfar-方法(有序统计常数恒虚警率orderedstatistic-constantfalsealarmrate)。在探测之后，对于相关的目标出现基本频率信号，其频率由目标的距离和其相对速度造成。在多普勒啁啾中频率仅依赖于相对速度。在频谱分量之间的相位差在基带中分别在两个斜坡之间同样由相关的目标的距离和相对速度得出。通过解线性的方程组，可以由频率和该相位差对于每个测量周期确定目标的距离和相对速度。此外，可以借助在两个接收天线之间的相位差在要评估的频率的位置上确定反射的信号的运行时间差并且因此确定入射角。

由这些信号可以必要时在使用其他信息的情况下确定原始目标参量，所述原始目标参量借助后面的处理阶段被考虑以用于标识物体。作为其他的信息可以有利地考虑信号电平和/或生成的值的可靠性。

图3和4示出具有干扰的信号变化曲线30。图3示出在频率-时间-图表中的上升啁啾，其由cw(连续波)干扰器切割。cw干扰导致时间信号的幅值在两个信号的交点的区域中的脉冲状的上升31，参看图4。该也可以延伸经过多个测量点的上升31引起在频域中的噪声的宽带的抬升。相关的目标的反射由此被掩蔽并且后来不再能被探测到。

在此cw干扰是干扰的示例。也可以出现其他干扰。更复杂的干扰可以例如通过lfmcw(线性调频连续波)和fcsm(快速调频序列调制)引起。在这些干扰中，在频率变化曲线中产生受扰者的发射信号和干扰器信号之间的增加的交点。因此可以在多个时间窗中接收幅值上升形式的干扰，其这样提高噪声水平，使得探测相关的目标在没有校正接收信号的情况下变得困难。

因为接收天线由于制造偏差和不对称的联接经历不同的天线图，所以在两个接收天线中干扰到有效信号上的作用也可以不同。在一种示例的情况中，两个天线中只一个被干扰。此外可以分别按照干扰涉及只单独的或所有三个a、b和c斜坡。这可以归因于，三个斜坡具有不同的频率并且在时间上错开，参看图1。这样例如在具有相同的多普勒频率的窄带的多普勒干扰器中在斜坡a频率的区域中只强烈干扰该斜坡。另两个斜坡的干扰由干扰器的高次谐波造成并且经常由于小的干扰强度而不能被探测到。

为了探测和校正由于干扰的不连续性，可以使用lpc滤波方法。在此预测误差作为用于探测的测试参量使用。在探测之后，脉冲干扰借助以前的不受干扰的信号值评估。干涉干扰借助线性的预测的减小由于复杂的矩阵运算与一定的计算耗费关联。

为了也在不利的交通状况中可以将所有的由雷达检测的物体的目标参量在规定的时间内处理，优选的是，复杂的信号处理算法通过简单的算法代替。

为了探测和校正由于干扰的不连续性，可以使用新进展的方法，所述方法包括find探测算法(快速脉冲噪声检测，fastimpulsivenoisedetection)和用于校正干涉干扰的iabs方法(抗干扰波段选择interferenceavoidingbandselection)。在该方法中利用如下事实，例如在24ghz的范围中存在和使用相同的制造商的高的数量的基本上结构相同的雷达传感器或类似的雷达传感器，其使用相同的发射模式。

干扰应该在此不是被纠正而是避免。当干扰器和受扰者使用不同的频带时，可以实现这一点。

因为足够的是，对干扰在6个斜坡的仅一个中(分别一个接收天线3个斜坡)进行探测，也可以避免在干扰不可以被探测到的信号中的错误。

所谓的find方法基于对接收信号的第一导数的统计学的特性的评估。在图5中示出该方法的框图50。

在框51中提供输入信号。在此，输入信号通常是类正弦的信号或如下信号，所述信号主要由多个正弦形的信号的叠加组成并且干扰叠加到所述信号上。在框52中，进行来自框51的输入信号第一导数的计算。借此在短的时间区间中评估接收信号的导数和其统计学的特性的变化。

在此考虑两个测试参量。来自框52的接收信号的斜率值(steigungswert)或导数应该构成第一测试参量。导数按照在框53中的规定的标准偏差应该在此形成第二测试参量。

按照框53的斜率值的从窗口取出的标准偏差应该关于干扰的存在进行测试，而按照框52的第一导数本身应该用于错误位置的位置确定。

在对干扰的存在的测试中形成第二测试参量的最大值、最小值和平均值，参看框54。

平均值和最小值的差别与最大值和最小值的差别之间的比允许对信号的连续性的推断。

在典型地只在小的数量的窗口中出现的脉冲干扰中，所述比是小的。如果该比处于确定的阈值1/3之下，则所述测量评价为干扰，也参看框55。按照框57存在干扰，按照框58不存在干扰。

借助阈值可以借助测试参量附加地确定，在哪个信号区间中存在干扰，参看框56。

信号的斜率值、亦即第一测试参量在存在干扰时用于位置确定，参看框59。为此按照框60限定阈值，利用所述阈值可以找到各个被干扰的样本。参看框61，作为用于该阈值的初始值，使用该参量的平均值和标准偏差一半的和。在测试参量超过阈值的区域中，在二进制的探测矢量中所述值置为1。在所有其他的部分中其保持为零。此后比较，所有探测的干扰位置是否仅处于来自第二测试参量的与此有关的区间中，参看框62。如果不是这种情况，则阈值升高并且实施另一个过程。在此允许20％的容差。如果自适的阈值适配结束，则二进制的探测矢量作为输出参量释放，参看框63。亦即确定，是否存在干扰并且干扰处于哪个信号区间中。

图6的示图在上面的示图中示出被干扰的输入信号。其为包括脉冲状的干扰的类正弦的函数。中间的示图示出第一测试参量，亦即第一导数。所述第一导数小于或为零，除了在干扰的地方。图6的最下面的示图示出第二测试参量的变化曲线，所述第二测试参量示出，标准偏差在干扰为m时是最大的。因此也可以推断出干扰的存在。

接着说明用于避免干涉干扰的方法。

为了线性的频率调制，在假定的雷达系统中在24ghz时大约提供200mhz的带宽。本发明的思想在此是，将所述带宽分别按照雷达传感器的安装或装入位置在探测干涉或干扰时不同地利用。在利用这些频带的配置中从如下事实出发，即，干扰器本身是干涉干扰的受扰者并且两个雷达传感器是相同的制造商的24ghz雷达传感器。

在图7中借助典型的交通情形示出干涉干扰。示出在行车道101上的车辆100的环境。总体上示出五个车辆100、102、103、104和105，其分别在车辆100前面或后面并且向右或向左侧向地错开。

在此车辆分别装备有前部雷达传感器106和尾部雷达传感器107并且在前部和尾部发射雷达射束或雷达信号作为输出信号。在此对于前部系统在车辆的前面的角上设置两个雷达传感器106并且对于尾部系统在车辆的后面的角上设置两个其他的雷达传感器107。

在图7的示例中，车辆102的前部传感器106干扰车辆100的左边的尾部传感器并且本身被后者干扰。从图中得出其他的干扰。在此干涉干扰在车辆相互检测的地方存在。亦即在雷达传感器的对角延伸的雷达信号中，所述雷达信号由另一个雷达传感器接收。

为了避免在在这样的交通情形中的干涉干扰，一旦探测到干扰，对于雷达传感器只还提供上述的频率范围的一部分。亦即雷达传感器被这样控制，使得为了产生输出信号或发射信号由所述雷达传感器可用的频带被限制。在此允许的可用的频带可以可选地例如确定到上面的或下面的范围上。在此例如下面的频带为在车辆的右侧的所有传感器设置。上面的频带由装配在车辆左侧上的传感器使用，参看图8。发射的雷达信号的区域120在上面的频带中并且区域121在下面的频带中。由此不再存在相同的频带中的各区域的重叠。由按照图8的示图得出，借助该频带分配，所有传感器不再相互干扰。虽然此外存在车辆的相互检测。但因为所述检测以分别不同的频带进行，所以排除了干涉干扰。

因为干涉干扰通常只在限定的时间区间中发生，当车辆以雷达传感器处于对应的附近和定向中时，亦即干扰器似乎处于受扰者天线的“视野”中。

因为该时间区间通常被限定并且典型地不非常长地持续，相应的雷达传感器的可用的频带的限制或划分的持续时间可以被限定，从而在经过可预定的持续时间之后可用的频带再次放大至最初的频带。

该持续时间在干涉干扰的第一次的探测之后例如为大约60秒。

附图标记列表

1图表

10雷达传感器

1发射天线

12接收天线

13接收天线

14信号

15信号

16发射信号

17接收机

18发射机

19hf元件

20信号处理器

21信号

22控制信号

30信号变化曲线

31上升

50框图

51框

52框

53框

54框

55框

56框

57框

58框

59框

60框

61框

62框

63框

100车辆

101行车道

102车辆

103车辆

104车辆

105车辆

106前部雷达传感器

107尾部雷达传感器

120雷达信号

121区域