本发明涉及一种用于处理或产生信号的设备，该设备尤其用于处理由与该设备耦合的外部天线设备接收的高频信号(hf信号)，和/或用于产生用于借助与该设备耦合的外部天线设备发送的信号。本发明还涉及一种用于求取用于处理或产生信号的设备的匹配度的方法。所述待处理或待产生的信号尤其是高频信号、例如雷达信号。
背景技术：
用于处理或产生信号的设备例如使用在雷达传感器中。77ghz频带内的用于中短距离范围的汽车雷达传感器主要借助分离的发送和接收天线工作。这些天线在合适的高频电路板(hf电路板)上实现为谐振结构。在使用合适的构建和连接技术的情况下，借助微带线(mikrostreifenleitung)将无源的天线与有源的发送器微波电路或接收器微波电路(例如单片微波集成电路，mmic，英语：monilithicmicrowaveintegratedcircuit)联接。在此，在高频电路板与有源电路之间产生接合部位(stoβstelle)，该接合部位可能会在实现所述高频信号转换时导致波动。发送信号的不期望的背反射(rückreflexion)以及不期望的反射回的接收功率例如导致雷达传感器在作用距离方面的退化。
在de10300955a1中描述一种用于微波应用和毫米波应用的雷达收发器。
技术实现要素：
本发明公开一种具有权利要求1的特征的设备以及一种具有权利要求8的特征的方法。
相应地，用于处理或产生信号的设备设有：衬底；信号装置，其构造为用于处理接收信号和/或用于产生发送信号；接口装置，借助该接口装置，信号装置能够与发送和/或接收天线耦合，所述发送和/或接收天线用于发送所产生的发送信号和/或用于接收待处理的接收信号；分离装置，其设计为将第一信号与第二信号分离，所述第一信号从接口装置传输到信号装置上，所述第二信号从信号装置传输到接口装置上；输出装置，彼此分离的第一信号和第二信号能够在输出装置处彼此分离地被截取(abgreifen)，以用于计算匹配度；其中，信号装置、接口装置、分离装置以及输出装置布置在衬底上、尤其集成到衬底中。
匹配度可以理解为如下参量：该参量适用于标明发送和/或接收天线一方面与用于处理或产生信号的设备一方面之间的转换效率。所述匹配度尤其可以是所反射的功率与在没有反射情况下流过的功率的比例。在接口装置与发送和/或接收天线之间在耦合之后产生接合部位，在所述接合部位可能发生不期望的反射。
本发明还提供一种用于求取用于处理或产生信号的设备的、尤其根据本发明的设备的匹配度的方法，所述方法具有如下步骤：借助设备的信号装置产生发送信号和/或测试信号，所述设备的匹配度是待求取的；将第一信号与第二信号分离，所述第一信号从设备的接口装置传输到信号装置上，所述第二信号从信号装置传输到接口装置上；其中，接口装置与发送和/或接收天线耦合；彼此分离地提供第一信号和第二信号。基于彼此分离的第一信号和第二信号可以产生输出信号，该输出信号标明设备的匹配。“第一信号和第二信号能够被截取或被提供”尤其应该这样理解：所述第一信号和第二信号对于设备自身或对于外部测量设备来说可供使用，或者由所述设备或外部测量设备处理。
根据本发明的设备以及根据本发明的方法能够实现往返信号的分离，并且尤其能够实现所述往返信号的功率测量。可以持续地、即在设备的运行期间连续测量往返的功率。因此，可以随时并且立即呈现关于发送和/或接收天线的设备之间的高频转换质量的数据。
根据本发明的解决方案不仅适用于具有分离的发送和接收天线的双基地(bistatische)雷达，而且也适用于具有共同的发送和接收天线的单基地(monostatische)雷达。
有利地，可以借助外部测量技术来测量从高频电路板(例如具有发送和/或接收天线)到设备中、例如mmic中的匹配度。替代地或附加地，也可以实现从该设备到高频电路板方向上的匹配的测量。所获得的关于匹配度的认知可以用于改善从设备和从电路板方向上的接合部位。基于所求取的匹配度，可以自动匹配发送信号或接收信号的产生和/或处理。可以更容易地求取性能损失的原因。可以在设备运行期间监控高频接口的功能、即设备与电路板之间的接合部位的功能。必要时也可以基于所获得的认知来匹配、例如放大待发送的信号和/或所接收的信号。
由从属权利要求以及由参照附图的描述得出有利的实施方式和扩展方案。
根据一种优选扩展方案，具有信号装置、接口装置、分离装置以及输出装置的衬底构造成单片微波集成电路。
根据另一优选扩展方案，分离装置构造成定向耦合器或环形耦合器。因此，第一信号与第二信号能够特别高效地彼此分离。
根据另一优选扩展方案，分离装置四端口地(viertorig)构造。分离装置尤其可以构造成四端口定向耦合器或构造成四端口环形耦合器。
根据另一优选扩展方案，输出装置具有计算单元，该计算单元设计为用于基于彼此分离的第一信号和第二信号产生标明设备的匹配度的输出信号。因此，可以省去用于确定匹配度的外部计算装置，由此可以更灵活地使用根据本发明的设备。
根据另一优选扩展方案，输出装置包括第一模数转换器，该第一模数转换器设计为用于将第一信号从模拟信号转换成数字信号。输出装置优选还包括第二模数转换器，该第二模数转换器设计为用于将第二信号从模拟信号转换成数字信号。上面描述的计算单元尤其可以构造为用于处理所转换的数字式的第一信号和第二信号。
根据另一优选扩展方案，信号装置设计为用于处理接收信号并且具有混合器和测试信号提供装置。测试信号提供装置设计为用于提供测试信号并且在分离装置与混合器之间无方向性地馈入测试信号。因此，也能够给不构造用于产生待发送的信号的设备提供测试信号，基于该测试信号能够求取根据本发明的设备的匹配度。
根据一种优选扩展方案，在设备的发送运行期间连续执行根据本发明的方法。
根据另一优选扩展方案，在设备的测试模式中执行所述方法。
附图说明
以下根据在附图的示意图中示出的实施例进一步阐述本发明。附图示出：
图1：根据本发明的一种实施方式的用于处理或产生信号的设备的示意性电路图；
图2：根据本发明的另一实施方式的用于处理或产生信号的设备的示意性电路图；
图3：根据本发明的另一实施方式的用于处理或产生信号的设备的示意性电路图；
图4：根据本发明的另一实施方式的用于处理或产生信号的设备的示意性电路图；
图5：根据本发明的另一实施方式的用于处理或产生信号的设备的示意性电路图；
图6：根据本发明的另一实施方式的用于阐述用于求取设备的匹配度的方法的示意性流程图，所述设备用于处理或产生信号。
在所有附图中，只要不另外说明，则相同或功能相同的元件和设备设有相同的附图标记。方法步骤的编号是为了清楚起见，并且只要不另外说明，则尤其不应表示确定的时间序列。尤其也可以同时执行多个方法步骤。
具体实施方式
图1示出根据本发明的一种实施方式的用于处理或产生信号51、52的设备10的示意性电路图。
设备10包括衬底12，在所述衬底中优选集成地构造有设备10的其他组成部分和装置。
设备10包括信号装置14，所述信号装置构造为用于处理接收信号51和/或用于产生发送信号52。如果信号装置14仅构造为用于产生发送信号52，则信号装置14也能够称为信号产生装置。如果信号装置仅构造为用于处理接收信号51，则信号装置14也能够称为信号处理装置。信号装置14尤其可以包括功率电子部件、微处理器、逻辑电路等。
此外，设备10包括接口装置16，借助该接口装置，信号装置14与发送和/或接收天线30、尤其外部发送和/或接收天线30能够耦合或已耦合，所述发送和/或接收天线用于发送所产生的发送信号52和/或用于接收待处理的接收信号51。外部发送和/或接收天线30例如可以在高频电路板上构造为无源谐振结构。发送和/或接收天线30与设备10、即与衬底12、尤其与信号装置14的耦合例如可以通过微带线以及其他合适的构建和/或连接技术、例如通过裸芯片的键合、bga-mmic的焊接等来实现。
此外，设备10包括分离装置18，所述分离装置设计为用于将第一信号51、53与第二信号52分离，所述第一信号从接口装置16传输到信号装置14上，所述第二信号从信号装置14传输到接口装置16上。第一信号51、53尤其可以包括待由信号装置14处理的、由发送和/或接收天线30所接收的接收信号51。第二信号52尤其可以包括由信号装置14所产生的发送信号52，该发送信号构造为用于通过发送和/或接收天线30发送。
从接口装置16传输到信号装置14上的第一信号51、53还可能包括：在接口装置16处和/或在接口装置16与所耦合的发送和/或接收天线30之间的接合部位反射的信号53。反射信号53例如可能通过如下方式产生：由信号装置14所产生的发送信号52在接口装置16处和/或在接口装置16与发送和/或接收天线30之间的接合部位部分地或完全地被反射，该发送信号为了通过发送和/或接收天线30发送而被传递到接口装置16上。因此，到达发送和/或接收天线30的发送功率由于反射信号53而被降低。所述降低的程度由参量“匹配度”标明。
此外，设备10构造有输出装置20，彼此分离的第一和第二信号51、52、53能够在该输出装置处彼此分离地被截取，以用于计算匹配度。例如可以通过外部计算单元实现彼此分离的第一和第二信号51、52、53的处理。然而，设备10也可以具有相应的计算单元。
信号装置14、接口装置16、分离装置18以及输出装置20布置在衬底12上、尤其集成到衬底12中。
图2示出根据本发明的另一实施方式的用于处理或产生信号51、52的设备110的示意性电路图。设备110是设备10的一种变型方案。
设备110包括信号装置114，该信号装置114设计为用于借助放大器将进入的原始信号61放大并且作为发送信号52提供。此外，设备110包括接口装置116，借助该接口装置，信号装置114与发送和接收天线130能够耦合或已耦合。发送和接收天线130可以是设备110的一部分或可以与该设备分开构造。设备110尤其能够用作双基地雷达或在双基地雷达中使用。由信号装置114将发送信号52通过专用线路引导到接口装置116上。作为设备110的分离装置118，定向耦合器118、尤其90°混合定向耦合器连接在信号装置114与接口装置116之间。
定向耦合器尤其是由高频技术已知的四端口构件，通过合适的阻抗和/或线路长度设计，该四端口构件能够在其四个端口处实现信号的个性化耦合。尤其在第一输入端口1处存在去程信号，并且在第二输入端口2处存在回程信号。在第三输出端口3处存在耦合输出的去程信号，并且在第四输出端口4处存在耦合输出的回程信号。第四输出端口4相对于第一输入端口1是隔离的并且第三输出端口3相对于第二输入端口2是隔离的，由此能够实现方向分离。在设备110的情况下，第一输入端口1连接到信号装置114上。第二输入端口2连接到接口装置116上，并且第三输出端口3和第四输出端口4连接到设备110的输出装置120上。
此外，信号装置114构造为用于处理由发送和接收天线130所接收的接收信号51，所述接收信号通过第一和第二输入端口1、2传递。
如图2中示出的那样，输出装置120的第一测量装置121连接到第四输出端口4上，并且输出装置120的第二测量装置122连接到第三输出端口3上。在第一测量装置121处，可以在第一电接通部123与地(英语：ground，gnd)之间截取电信号，该电信号表示或标明第一信号51、53，所述第一信号尤其如关于设备10所描述的那样从接口装置116传输到信号装置114上。如图2中所示，电容器和/或整流二极管例如可以在第一接通部123与第四输出端口4之间布置在截止方向上。
在第二测量装置122处，可以在第二电接通部124与地之间截取电信号，该电信号表示或标明第二信号52，所述第二信号尤其如关于设备10所描述的那样从信号装置114传输到接口装置116上。如图2中所示，电容器和/或整流二极管例如可以在第二接通部124与第三输出端口3之间布置在截止方向上。
图3示出根据本发明的另一实施方式的用于处理或产生信号51、52的设备210的示意性电路图。设备210是设备110的一种变型方案，并且基本上在设备210的分离装置218方面以及信号处理的类型方面区别于设备110。
设备210包括信号装置214，所述信号装置构造为用于基于原始信号61产生发送信号52，以及用于为了处理接收信号51而产生有效信号62。
设备210的分离装置218构造成具有第一至第四端口1'、2'、3'、4'的环形耦合器218。设备210的信号装置214连接到环形耦合器218的第一端口1'和第三端口3'上，并且接口装置116连接到第四端口4'上，该环形耦合器也能够称为鼠竞环耦合器(rat-race-koppler)。设备210的输出装置120的第二测量装置121如关于图2所述的那样构造并且连接到环形耦合器218的第二端口2'上。如关于设备110所述的那样构造的第一测量装置121连接到环形耦合器218的第三端口3'上。在第一端口1'处连接有信号装置214的信号放大器213，该信号放大器设计为用于放大原始信号61以产生发送信号52。
此外，信号装置214具有混合器240，所述混合器构造为用于处理通过接口装置116的由发送和接收天线130所接收的接收信号51。混合器240获得从环形耦合器218的第三端口3'分支出的信号作为输入信号。混合器240接收存在于环形耦合器218的第一端口1'上的信号作为振荡器信号、即作为lo信号。混合器240构造为用于通过混合输入信号和振荡器信号来产生有效信号62，该有效信号例如可以用于进一步处理接收信号51的信息内容。
图4示出根据本发明的另一实施方式的用于处理信号52的设备310的示意性电路图。设备310是设备110的另一变型方案。
与设备110相比，设备310仅设计为用于接收、即用于处理接收信号51，该接收信号能够由设备310的接收天线330所接收并且能够通过设备310的接口装置116传递到设备310的信号装置314上。接口装置116、分离装置118以及输出装置120如关于设备110所述的那样构造。
能够称为信号处理装置314的信号装置314包括混合器340和测试信号提供装置342。混合器340设计为用于接收振荡器信号、即lo信号64并且与由接口装置116所接收的接收信号51混合，以产生有效信号62。因此，与前面所述的设备10、110、210相比，在设备310的情况下将会缺少用于确定匹配度的参考信号。为此，设备310具有测试信号提供装置342，该测试信号提供装置设计为用于提供测试信号63并且在分离装置118(尤其在分离装置118的第一输入端口1处)与混合器340之间无方向性地馈入该测试信号。尤其可以通过测试信号提供装置342从高频lo信号64导出测试信号63，其中，测试信号提供装置342还设计用于借助合适的方法施加频率偏置(frequenzoffset)。该频率偏置在与lo信号64混合之后表现为低频基带信号。
通过无方向性地馈入测试信号63实现，测试信号63的信号功率的一半向接口装置116的方向上传导，并且因此用作有效发送信号52'。通过关于设备110所述的相同方法现在可以再次实现，借助分离装置118提供第一和第二信号51、52'、53来确定匹配度。尤其可以在设备310的测试模式中执行测试信号63的所述馈入，在所述测试模式期间，尤其不进行接收信号51的常规接收。
图5示出根据本发明的另一实施方式的用于处理或产生信号51、52的设备410的示意性电路图。设备410是设备110的一种变型方案，从而不再重新描述已经关于设备110所描述的元件。
设备410在设备410的输出装置420方面区别于设备110，该输出装置代替设备110的输出装置120。输出装置420包括如关于设备110所述的那样的第一和第二测量装置121、122。第一测量装置121的第一电接通部123与输出装置420的第一模数转换器425连接，该第一模数转换器设计为用于将第一测量装置121的信号51、53数字化并且传递到输出装置420的计算单元428上。第二测量装置122的第二电接通部124与输出装置420的第二模数转换器426连接，该第二模数转换器设计为用于将第二测量装置122的第二信号52'数字化并且传递到输出装置420的计算单元428上。
计算单元428构造为用于基于数字化的第一和第二信号51、52'、53产生并且输出输出信号65，该输出信号标明设备410的匹配度。例如可以在设备410的接通点处将输出信号65可截取地提供给外部设备。
图6示出根据本发明的另一实施方式的用于阐述用于求取设备10、110、210、310、410的匹配度的方法的示意性流程图，所述设备用于处理或产生信号51、52、52'。根据图6的方法尤其能够借助根据本发明的设备、尤其借助所述设备10、110、210、310、410执行。因此，根据图6的方法能够匹配于关于根据本发明的设备、尤其关于设备10、110、210、310、410所描述的所有修改方案和扩展方案，反之亦然。
在第一步骤s01中，尤其如上面关于信号装置14、114、214、314所述的那样，借助用于处理或产生信号51、52的设备10、110、210、310、410的信号装置14、114、214、314产生发送信号52或测试信号63。
在步骤s02中，将第一信号51、53与第二信号52、52'分离，所述第一信号从设备10、110、210、310、410的接口装置16、116传输到信号装置14、114、214、314上，所述第二信号从信号装置14、114、214、314传输到接口装置16、116上。接口装置16、116尤其与发送和/或接收天线30、130、330能够耦合或已耦合。在步骤s03中，将第一信号51、53与第二信号52、52'彼此分离地输出。在可选步骤s04中，基于第一和第二信号51、52、52'、53产生输出信号65，该输出信号标明设备10、110、210、310、410的匹配度。可以在设备10、110、210、310、410的发送运行期间连续执行根据图6的方法。替代地或附加地，如上面所描述的那样，也可以在设备10、110、210、310、410的测试模式中执行根据图6的方法。