DE202018105377U1

DE202018105377U1 - Multikanalradarsystem

Info

Publication number: DE202018105377U1
Application number: DE202018105377.9U
Authority: DE
Original assignee: Silicon Radar GmbH
Current assignee: Indie Semiconductor FFO GmbH
Priority date: 2018-09-19
Filing date: 2018-09-19
Publication date: 2018-11-07
Anticipated expiration: 2028-09-20

Abstract

Multikanalradarsystem (10, 10') zum Bereitstellen von zueinander kohärenten Quellensignalen, umfassend:- eine Steuerungseinheit (12) und- mindestens zwei Sender-Empfänger-Einheiten (14, 14a, 14b, 14c, 14d), wobei jede der Sender-Empfänger-Einheiten (14, 14a, 14b, 14c, 14d) einen injektionsgesteuerten Oszillator (16, 16a, 16b, 16c, 16d) zum Erzeugen eines für die Sender-Empfänger-Einheit (14, 14a, 14b, 14c, 14d) spezifischen injektionsgesteuerten Oszillatorsignals durch Injektionssteuerung aufweist, der in einem Zustand ohne Injektionssteuerung mit einer für den injektionsgesteuerten Oszillator (16, 16a, 16b, 16c, 16d) spezifischen freien Frequenz schwingt, wobei jede der Sender-Empfänger-Einheiten (14, 14a, 14b, 14c, 14d) ausgebildet ist ein für die Sender-Empfänger-Einheit (14, 14a, 14b, 14c, 14d) spezifisches Quellensignal und ein für die Sender-Empfänger-Einheit (14, 14a, 14b, 14c, 14d) spezifisches Referenzsignal auf Basis des für die Sender-Empfänger-Einheit (14, 14a, 14b, 14c, 14d) spezifischen injektionsgesteuerten Oszillatorsignals zu erzeugen,wobei die Steuerungseinheit (12) ausgebildet ist jeden der injektionsgesteuerten Oszillatoren (16, 16a, 16b, 16c, 16d) mit einem Frequenzabstimmungssignal zu versorgen, um alle freie Frequenzen derart untereinander abzustimmen, dass das injektionsgesteuerte Oszillatorsignal einer jeweiligen Sender-Empfänger-Einheit (14, 14a, 14b, 14c, 14d) durch Injektionssteuerung auf Basis des Referenzsignals einer jeweiligen anderen Sender-Empfänger-Einheit (14, 14a, 14b, 14c, 14d) erzeugt werden kann undwobei die Sender-Empfänger-Einheiten (14, 14a, 14b, 14c, 14d) derart miteinander und mit der Steuerungseinheit (12) verbunden sind, dass der injektionsgesteuerte Oszillator (16, 16c) einer der Sender-Empfänger-Einheiten (14, 14c) das injektionsgesteuerte Oszillatorsignal auf Basis des Frequenzabstimmungssignals und unabhängig von einem Referenzsignal einer anderen Sender-Empfänger-Einheit (14, 14a, 14b, 14c, 14d) erzeugt und die mindestens eine andere Sender-Empfänger-Einheit (14a, 14b, 14d) das injektionsgesteuerte Oszillatorsignal durch Injektionssteuerung auf Basis des Referenzsignals einer anderen Sender-Empfänger-Einheit (14, 14a, 14c) und auf Basis des Frequenzabstimmungssignals erzeugt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Multikanalradarsystem. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Phased-Array Radarsystem und ein Radarsystem mit mehreren Eingängen und mehreren Ausgängen (MIMO Radarsystem), das einen oder mehrere injektionsgesteuerte Oszillatoren aufweist.
Multikanalradarsysteme sind aus dem Stand der Technik beispielsweise in Form von Phased-Array Radarsystemen und MIMO Radarsystemen bekannt.
US 2013/0321198 A1 beschreibt ein MIMO Radarsystem mit einem oder mehreren Empfängern und Sendern. Einer der Sender stellt ein Referenzsignal zum Injektionssteuern (injection locking) bereit. Das MIMO Radarsystem erzeugt eine Vielzahl von Signalen, deren Phase und Frequenz mit dem Referenzsignal durch Injektionssteuern synchronisiert sind.
Ziel der Erfindung ist es ein verbessertes Multikanalradarsystem zu schaffen.
Erfindungsgemäß wird dieses Ziel von einem Multikanalradarsystem zum Bereitstellen von zueinander kohärenten Quellensignalen mit einer Steuerungseinheit und mindestens zwei Sender-Empfänger-Einheiten erreicht. Jede der Sender-Empfänger-Einheiten weist einen injektionsgesteuerten Oszillator zum Erzeugen eines für die Sender-Empfänger-Einheit spezifischen injektionsgesteuerten Oszillatorsignals durch Injektionssteuerung auf. Der injektionsgesteuerte Oszillator schwingt in einem Zustand ohne Injektionssteuerung mit einer für den injektionsgesteuerten Oszillator spezifischen freien Frequenz. Jede der Sender-Empfänger-Einheiten ist ausgebildet ein für die Sender-Empfänger-Einheit spezifisches Quellensignal und ein für die Sender-Empfänger-Einheit spezifisches Referenzsignal auf Basis des für die Sender-Empfänger-Einheit spezifischen injektionsgesteuerten Oszillatorsignals zu erzeugen. Die Steuerungseinheit ist ausgebildet jeden der injektionsgesteuerten Oszillatoren mit einem Frequenzabstimmungssignal zu versorgen, um alle freie Frequenzen derart untereinander abzustimmen, dass das injektionsgesteuerte Oszillatorsignal einer jeweiligen Sender-Empfänger-Einheit durch Injektionssteuerung auf Basis des Referenzsignals einer jeweiligen anderen Sender-Empfänger-Einheit erzeugt werden kann. Die Sender-Empfänger-Einheiten sind derart miteinander und mit der Steuerungseinheit verbunden, dass der injektionsgesteuerte Oszillator einer der Sender-Empfänger-Einheiten das injektionsgesteuerte Oszillatorsignal auf Basis des Frequenzabstimmungssignals und unabhängig von einem Referenzsignal einer anderen Sender-Empfänger-Einheit erzeugt und die mindestens eine andere Sender-Empfänger-Einheit das injektionsgesteuerte Oszillatorsignal durch Injektionssteuerung auf Basis des Referenzsignals einer anderen Sender-Empfänger-Einheit und auf Basis des Frequenzabstimmungssignals erzeugt.
Die Quellensignale sind zueinander kohärent, wenn sie dieselbe Frequenz und eine bestimmte konstante Phasenlage relativ zueinander haben. Injektionssteuerung (injection locking) bedeutet, dass bei ausreichender Kopplung zweier Oszillatoren, die mit einer ähnlichen Frequenz schwingen, d.h. bei denen der Frequenzunterschied innerhalb eines Injektionssteuerungsgrenzfrequenzbereichs (injection locking range) liegt, die Frequenz eines der Oszillatoren sich der Frequenz des anderen Oszillators angleicht, so dass die Oszillatoren durch die Injektionssteuerung nach einer Einschwingphase mit gleicher Frequenz und mit zueinander definierter Phasenlage schwingen.
Da alle freien Frequenzen der injektionsgesteuerten Oszillatoren derart untereinander abgestimmt sind, dass das injektionsgesteuerte Oszillatorsignal einer jeweiligen Sender-Empfänger-Einheit durch Injektionssteuerung auf Basis des Referenzsignals einer jeweiligen anderen Sender-Empfänger-Einheit erzeugt werden kann und das Referenzsignal der jeweiligen anderen Sender-Empfänger-Einheit auf Basis des injektionsgesteuerten Oszillatorsignals der jeweiligen anderen Sender-Empfänger-Einheit erzeugt wird, sind alle injektionsgesteuerten Oszillatorsignale zueinander kohärent. Da die Quellensignale auf Basis der injektionsgesteuerten Oszillatorsignale erzeugt werden, sind auch die Quellensignale alle Sender-Empfänger-Einheiten kohärent, d.h., das Multikanalradarsystem ermöglicht es zueinander kohärente Quellensignale bereitzustellen und stellt dabei mit Hilfe des Frequenzabstimmungssignals sicher, dass die Unterschiede der freien Frequenzen aller injektionsgesteuerten Oszillatoren im Injektionssteuerungsgrenzfrequenzbereich liegen, so dass eine Injektionssteuerung der injektionsgesteuerten Oszillatoren durch ein jeweiliges Referenzsignal möglich ist.
Die Injektionssteuerung verursacht nur einen geringen Energiebedarf. Um die Injektionssteuerung zu ermöglichen, wird zudem nur eine kleine Fläche benötigt, z.B. für die jeweiligen elektronischen Komponenten und Verbindungen auf einem Chip. Das Multikanalradarsystem ermöglicht es bei geringem Platzbedarf auf einem Chip und bei geringem Energieverbrauch, eine erhöhte Anzahl an Kanälen bereitzustellen und die Funktionalität zu verbessern. Das Multikanalradarsystem ist modular aus mehreren Sender-Empfänger-Einheiten aufgebaut und kann beliebig erweitert werden um die Anzahl an Kanälen weiter zu erhöhen, beispielsweise, indem Sender-Empfänger-Einheiten in einer Kaskadenschaltung miteinander und mit der Steuerungseinheit verbunden werden.
Die Erfindung schließt die Erkenntnis ein, dass bekannte Multikanalradarsysteme, die frequenzmodulierte Signale bereitstellen können einen hohen Energie- und Platzbedarf haben und andere bekannte Multikanalradarsysteme mit geringem Platz- und Energiebedarf keine breitbandigen frequenzmodulierten Signale bereitstellen können.
Beispielsweise verwenden viele bekannte Multikanalradarsysteme Energieverteilungsnetzwerke, wie z.B. Wilkinson-Teiler, um ein Quellensignal an eine Vielzahl von Radarchips zu verteilen. Energieverteilungsnetzwerke benötigen viel Platz auf einem Chip oder auf einer Leiterplatte. Insbesondere Hochfrequenzenergieverteilungsnetzwerke sind teuer, da sie teure Hochfrequenzlaminate benötigen. Um Verluste im Energieverteilungsnetzwerk auszugleichen, benötigen solche Multikanalradarsysteme zusätzliche Pufferverstärker. Die zusätzlichen Pufferverstärker erhöhen den Energiebedarf.
Die Verwendung von Injektionssteuerung in US 2013/0321198 A1 ermöglicht zwar eine Verringerung des Platz- und Energiebedarfs, aber beschränkt das aus US 2013/0321198 A1 bekannte Radarsystem auf Anwendungen ohne breitbandige Frequenzmodulation, da die Injektionssteuerung nur in einem beschränkten Injektionssteuerungsgrenzfrequenzbereich der Oszillatoren möglich ist.
Das erfindungsgemäße Multikanalradarsystem ermöglicht es bei geringem Platz- und Energiebedarf breitbandige frequenzmodulierte Signale bereitzustellen, wie sie für viele Anwendungen insbesondere im Automobilbereich benötigt werden. Das Multikanalradarsystem ist ferner kostengünstig herzustellen und kann als Dauerstrichradar (FMCW-Radar) verwendet werden, insbesondere als Breitband FMCW MIMO Radarsystem oder Breitband FMCW Phased-Array Radarsystem.
Die Sender-Empfänger-Einheit deren injektionsgesteuerter Oszillator das injektionsgesteuerte Oszillatorsignal auf Basis des Frequenzabstimmungssignals und unabhängig von einem Referenzsignal einer anderen Sender-Empfänger-Einheit erzeugt, kann eine Master-Sender-Empfänger-Einheit bilden. In diesem Fall bilden die übrigen Sender-Empfänger-Einheiten, Slave-Sender-Empfänger-Einheiten und die Master-Sender-Empfänger-Einheit ist in diesem Fall nicht injektionsgesteuert. Die Steuerungseinheit kann ausgebildet sein eine Frequenz des injektionsgesteuerten Oszillatorsignals der Master-Sender-Empfänger-Einheit zu steuern. Dies ermöglicht es die Frequenz aller injektionsgesteuerten Signale zu steuern. Zum Beispiel kann die Steuerungseinheit durch einen PLL (Phased Locked Loop) Regelkreis gebildet werden, der das Frequenzabstimmungssignal für alle Sender-Empfänger-Einheiten erzeugt.
Jeder der injektionsgesteuerten Oszillatoren kann ausgebildet sein die Phasenlage des injektionsgesteuerten Oszillatorsignals auf Basis eines Phasenabstimmungssignals derart mit den Phasenlagen der anderen injektionsgesteuerten Oszillatorsignalen abzustimmen, dass die injektionsgesteuerten Oszillatorsignale eine konstante bestimmte Phasenlage zueinander haben. Es können also alle injektionsgesteuerten Oszillatoren ausgebildet sein die Phasenlage des injektionsgesteuerten Oszillatorsignals auf Basis eines Phasenabstimmungssignals derart mit den Phasenlagen der anderen injektionsgesteuerten Oszillatorsignalen abzustimmen, dass die injektionsgesteuerten Oszillatorsignale eine konstante bestimmte Phasenlage zueinander haben. Durch das Phasenabstimmungssignal kann sichergestellt werden, dass ein bestimmter Phasenunterschied zwischen den injektionsgesteuerten Oszillatorsignalen und somit auch den Quellensignalen konstant ist.
Es kann mindestens eines der Phasenabstimmungssignale auf Basis des Frequenzabstimmungssignals erzeugt sein. Dies ermöglicht es, da die injektionsgesteuerten Oszillatoren von der Steuerungseinheit mit dem Frequenzabstimmungssignal versorgt werden, auch das mindestens eine der Phasenabstimmungssignale über die Steuerungseinheit zu beeinflussen.
Jede der Sender-Empfänger-Einheiten kann einen Sender zum Ausstrahlen des Quellensignals, einen Empfänger zum Empfangen von einem Objekt reflektierten Echosignalen oder einen Sender und einen Empfänger aufweisen. Es kann also eine der Sender-Empfänger-Einheiten einen Sender, einen Empfänger oder einen Sender und einen Empfänger aufweisen und eine andere der Sender-Empfänger-Einheiten kann auch einen Sender, einen Empfänger oder einen Sender und einen Empfänger aufweisen. Beispielsweise für eine Ausgestaltung in dem das Multikanalradarsystem 4 Sender-Empfänger-Einheiten aufweist, können beispielsweise zwei der Sender-Empfänger-Einheiten jeweils einen Sender aufweisen und zwei der Sender-Empfänger-Einheiten jeweils einen Empfänger. In einer anderen Ausgestaltung in dem das Multikanalradarsystem zwei Sender-Empfänger-Einheiten aufweist, können beispielsweise die zwei Sender-Empfänger-Einheiten jeweils einen Sender und einen Empfänger aufweisen. Die Sender-Empfänger-Einheiten können auch mehrere Sender, mehrere Empfänger oder mehrere Sender und mehrere Empfänger aufweisen. Die Sender ermöglichen es kohärente Quellensignale auszustrahlen. Die kohärenten Quellensignale werden als von einem Objekt reflektierte Echosignale reflektiert und können von den Empfängern empfangen werden.
Alternativ oder zusätzlich kann auch jede der Sender-Empfänger-Einheiten einen Sendereingang zum Verbinden mit einem Sender, einen Empfängereingang zum Verbinden mit einem Empfänger oder einen Sendereingang und einen Empfängereingang aufweisen. Die Sendereingänge und Empfängereingänge ermöglichen es Sender und Empfänger mit den Sender-Empfänger-Einheiten zu verbinden, so dass Sender mit Quellensignale versorgt und Echosignale von den Empfängern erhalten werden können. Die Sender und Empfänger können in diesem Fall beispielsweise extern zu den Sender-Empfänger-Einheiten angeordnet sein.
Wenigstens einer der Sender kann eine Sendeantenne zum Ausstrahlen des Quellensignals aufweisen. Es kann also einer der Sender, mehrere der Sender oder alle Sender eine Sendeantenne aufweisen. Der oder die Sender können auch mehrere Sendeantennen aufweisen.
Wenigstens einer der Empfänger kann eine Empfangsantenne zum Empfangen der reflektierten Echosignale aufweisen. Es kann also einer der Empfänger, mehrere der Empfänger oder alle Empfänger eine Empfangsantenne aufweisen. Der oder die Empfänger können auch mehrere Empfangsantennen aufweisen.
Die Sender-Empfänger-Einheiten können derart miteinander verbunden sein, dass das von einer der Sender-Empfänger-Einheiten erzeugte Referenzsignal einer anderen Sender-Empfänger-Einheit bereitgestellt werden kann. Dies ermöglicht es auf Basis des Referenzsignals einer anderen Sender-Empfänger-Einheit ein injektionsgesteuertes Oszillatorsignal zu erzeugen.
Jeder injektionsgesteuerte Oszillator kann einen Grobabstimmungseingang zum Empfangen des Frequenzabstimmungssignals und/oder einen Feinabstimmungseingang zum Empfangen eines Phasenabstimmungssignals aufweisen. Es kann also einer der injektionsgesteuerten Oszillatoren einen Grobabstimmungseingang, einen Feinabstimmungseingang oder einen Grobabstimmungseingang und einen Feinabstimmungseingang aufweisen. Es können auch mehrere der injektionsgesteuerten Oszillatoren oder alle injektionsgesteuerten Oszillatoren einen Grobabstimmungseingang und/oder einen Feinabstimmungseingang aufweisen.
Der Grobabstimmungseingang und der Feinabstimmungseingang jedes injektionsgesteuerten Oszillators können dazu ausgebildet sein die freie Frequenz des jeweiligen injektionsgesteuerten Oszillators zu ändern. Hierfür kann die freie Frequenz über das Frequenzabstimmungssignal und das Phasenabstimmungssignal beeinflusst werden. Dies ermöglicht es die freie Frequenz der injektionsgesteuerten Oszillatoren über die Grobabstimmungseingänge und/oder Feinabstimmungseingänge zu ändern.
Die Steuerungseinheit kann ausgebildet sein die Grobabstimmungseingänge zu steuern. Die Steuerung ist über das Frequenzabstimmungssignal und das Phasenabstimmungssignal möglich. Dies ermöglicht es mittels der Steuerungseinheit alle injektionsgesteuerten Oszillatoren zu steuern.
Alle Grobabstimmungseingänge können miteinander verbunden sein.
Die Feinabstimmungseingänge können derart angeordnet sein, dass die Feinabstimmungseingänge eine bestimmte Phasenverschiebung erzeugen, um ungewollte Phasenverschiebungen auszugleichen, so dass die injektionsgesteuerten Oszillatorsignale eine konstante bestimmte Phasenlage zueinander haben. Die Feinabstimmungseingänge können beispielsweise in einem vorbestimmten Abstand zueinander angeordnet sein, so dass ungewollte Phasenverschiebungen, die aufgrund unterschiedlicher Längen von Leitungen zwischen den Sender-Empfänger-Einheiten und der Steuerungseinheit auftreten, derart eingestellt sind, dass diese durch eine bestimmte Phasenverschiebung in entgegengesetzte Richtung ausgeglichen werden können. Dies ermöglicht es eine konstante bestimmte Phasenlage der injektionsgesteuerten Oszillatorsignale zueinander sicherzustellen. Der Feinabstimmungseingang des injektionsgesteuerten Oszillators der Sender-Empfänger-Einheit die das injektionsgesteuerte Oszillatorsignal auf Basis des Frequenzabstimmungssignals und unabhängig von einem Referenzsignal einer anderen Sender-Empfänger-Einheit erzeugt, kann geerdet sein oder mit einer festen Gleichspannung verbunden sein. Der Feinabstimmungseingang der mindestens einen anderen Sender-Empfänger-Einheit kann von der Steuerungseinheit mit dem Frequenzabstimmungssignal versorgt werden, so dass die Phasenlagen der Quellensignale konstant zueinander sind. Der Feinabstimmungseingang der mindestens einen anderen Sender-Empfänger-Einheit kann derart angeordnet sein, dass er eine bestimmte Phasenverschiebung in das injektionsgesteuerte Oszillatorsignal einfügt, um eine ungewollte Phasenverschiebung auszugleichen. Durch die Anordnung der Sender-Empfänger-Einheiten auf einer Leiterplatte können die Längen der Leitungen mit denen die Sender-Empfänger-Einheiten verbunden sind, unterschiedlich ausfallen. Die Leitungen haben einen Einfluss auf die Größe der Phasenverschiebungen des über die Leitungen übertragenen Signals. Durch die Anpassung der Anordnung und somit der Länge der Leitungen, kann die Größe der ungewollten Phasenverschiebung eingestellt werden. Dies ermöglicht es durch die bestimmte Phasenverschiebung in entgegengesetzter Richtung zur ungewollten Phasenverschiebung, die Phasenlage der injektionsgesteuerten Oszillatorsignale zueinander anzupassen und kohärente sowie phasen-korrigierte injektionsgesteuerte Oszillatorsignale zu erzeugen.
Es können zwei oder mehr Feinabstimmungseingänge miteinander verbunden sein. Dies ermöglicht es mehrere Feinabstimmungseingänge gleichzeitig zu beeinflussen.
Einer oder mehrere Feinabstimmungseingänge können mit der Steuerungseinheit verbunden sein. Der eine oder die mehreren Feinabstimmungseingänge können über einen Operationsverstärker mit der Steuerungseinheit verbunden sein. Der Operationsverstärker kann ausgebildet sein das Frequenzabstimmungssignal zu verstärken und das verstärkte Frequenzabstimmungssignal als Phasenabstimmungssignal bereitzustellen.
Das Multikanalradarsystem kann derart ausgebildet sein, dass wenigstens zwei der Feinabstimmungseingänge unabhängig voneinander gesteuert werden können.
Jeder der injektionsgesteuerten Oszillatoren kann wenigstens einen Oszillatorsignalausgang aufweisen. Der wenigstens eine Oszillatorsignalausgang dient dazu das injektionsgesteuerte Oszillatorsignal auszugeben. Jeder der injektionsgesteuerten Oszillatoren kann auch mehrere, beispielsweise zwei Oszillatorsignalausgänge aufweisen. Der Oszillatorsignalausgang ermöglicht es das injektionsgesteuerte Oszillatorsignal an weitere Komponenten der Sender-Empfänger-Einheit auszugeben und das injektionsgesteuerte Oszillatorsignal weiterzuverarbeiten.
Jeder der injektionsgesteuerten Oszillatoren kann ausgebildet sein das injektionsgesteuerte Oszillatorsignal mit der Frequenz des Referenzsignals und einer bestimmten Phasenlage relativ zum Referenzsignal bereitzustellen. Dies ermöglicht es kohärente und Phasen-korrigierte injektionsgesteuerte Oszillatorsignale bereitzustellen. Jeder injektionsgesteuerte Oszillator kann ausgebildet sein die Phasenlage des injektionsgesteuerten Oszillatorsignals relativ zur Phasenlage des Referenzsignals zu verschieben, um das injektionsgesteuerte Oszillatorsignal mit einer bestimmten Phasenlage relativ zum Referenzsignal bereitzustellen. Der injektionsgesteuerte Oszillator dient in diesem Fall als Phasenschieber. Dies ermöglicht eine Phasensynchronisation der Phasenlagen der injektionsgesteuerten Oszillatorsignale und somit der Phasenlagen der Quellensignale.
Wenigstens eine der Sender-Empfänger-Einheiten kann einen Verstärker zum Verstärken des injektionsgesteuerten Oszillatorsignals aufweisen. Es kann also eine Sender-Empfänger-Einheit einen oder mehrere Verstärker aufweisen. Es können auch mehrere oder alle Sender-Empfänger-Einheiten einen oder mehrere Verstärker aufweisen. Der Verstärker kann ein Pufferverstärker sein.
Wenigstens eine der Sender-Empfänger-Einheiten kann einen Signalteiler aufweisen. Der Signalteiler kann ausgebildet sein das injektionsgesteuerte Oszillatorsignal in das Quellensignal und das Referenzsignal aufzuteilen. Es kann also eine Sender-Empfänger-Einheit einen Signalteiler aufweisen. Es können auch mehrere oder alle Sender-Empfänger-Einheiten einen Signalteiler aufweisen. Die Sender-Empfänger-Einheiten können auch mehrere Signalteiler aufweisen. Beispielsweise können die Sender-Empfänger-Einheiten auch einen Quellensignalteiler aufweisen. Der Quellensignalteiler kann ausgebildet sein das Quellensignal in zwei oder mehr Quellensignale aufzuteilen.
Wenigstens eine der Sender-Empfänger-Einheiten kann einen Frequenzteiler aufweisen. Der Frequenzteiler kann ausgebildet sein die Frequenz des injektionsgesteuerten Oszillatorsignals durch einen bestimmten Faktor zu teilen und ein vorgeteiltes Oszillatorsignal auszugeben. Es kann also eine Sender-Empfänger-Einheit einen Frequenzteiler aufweisen. Es können auch mehrere oder alle Sender-Empfänger-Einheiten einen Frequenzteiler aufweisen. Die Sender-Empfänger-Einheiten können auch mehrere Frequenzteiler aufweisen.
Die Steuerungseinheit kann eine Phasenregelschleife aufweisen. Die Phasenregelschleife kann mit einem der Sender-Empfänger-Einheiten in einer geschlossenen Schleife angeordnet sein, um das Frequenzabstimmungssignal zu erzeugen. Die Phasenregelschleife kann ausgebildet sein das Frequenzabstimmungssignal auf Basis eines Phasenregelschleifenreferenzsignals und des vorgeteilten Oszillatorsignals zu erzeugen. Das Multikanalradarsystem kann einen Quarzoszillator aufweisen. Der Quarzoszillator kann zum Bereitstellen des Phasenregelschleifenreferenzsignals ausgebildet sein. Die Phasenregelschleife kann ausgebildet sein das Frequenzabstimmungssignal als ein frequenzmoduliertes Signal zu erzeugen. Die Phasenregelschleife kann ausgebildet sein, das Frequenzabstimmungssignal zum Erzeugen von einer oder mehreren frequenzmodulierten linearen Frequenzrampen zu verwenden.
Die Sender-Empfänger-Einheiten können derart angeordnet sein, dass die Phasenlagen der Quellensignale konstant zueinander sind. Dies ermöglicht es auch für ein frequenzmoduliertes Frequenzabstimmungssignal eine konstante bestimmte Phasenlage der injektionsgesteuerten Oszillatorsignale zueinander und somit kohärente Quellensignale sicherzustellen. Beispielsweise kann der Abstand zwischen den Sender-Empfänger-Einheiten so gewählt sein, dass eine durch Leitungen bedingte frequenzabhängige Phasenverschiebung ausgeglichen wird.
Jede der Sender-Empfänger-Einheiten kann auf einem separaten Chip integriert sein. Alternativ können mehrere Sender-Empfänger-Einheiten auf einem gemeinsamen Chip integriert sein und eine oder mehrere Sender-Empfänger-Einheiten auf separaten oder gemeinsamen Chips. Alternativ können auch alle Sender-Empfänger-Einheiten auf einem gemeinsamen Chip integriert sein.
Die Sender-Empfänger-Einheiten können über Leitungen miteinander verbunden sein. Die Leitungen können beispielsweise Leiterbahnen, insbesondere Kupferleitungen, auf einer Leiterplatte sein.
Die Sender-Empfänger-Einheiten können auf gedruckten Leiterplatten angeordnet sein, jeweils auf einer gedruckten Leiterplatte angeordnet sein oder alle auf einer gemeinsamen gedruckten Leiterplatte angeordnet sein.
Wenigstens eine der Sender-Empfänger-Einheiten kann einen Frequenzvervielfacher aufweisen. Der Frequenzvervielfacher kann zum Vervielfachen der Frequenz des Quellensignals ausgebildet sein. Es kann eine der Sender-Empfänger-Einheiten einen Frequenzvervielfacher aufweisen oder mehrere oder jede der Sender-Empfänger-Einheiten. Der Frequenzvervielfacher kann beispielsweise ein Frequenzverdoppler, ein Frequenzvervierfacher oder ein Frequenzversechsfacher sein. Auch andere Frequenzvervielfacher-Verhältnisse sind möglich. Der Frequenzverdoppler kann zum Verdoppeln der Frequenz des Quellensignals ausgebildet sein. Der Frequenzvervierfacher kann zum Vervierfachen der Frequenz des Quellensignals ausgebildet sein.
Wenigstens eine der Sender-Empfänger-Einheiten kann einen Phasenschieber aufweisen. Der Phasenschieber kann zum Verschieben der Phasenlage des Quellensignals ausgebildet sein. Es kann eine der Sender-Empfänger-Einheiten einen Phasenschieber aufweisen oder mehrere oder jede der Sender-Empfänger-Einheiten.
Das Multikanalradarsystem kann eine Phasenschiebersteuerungseinheit aufweisen. Die Phasenschiebersteuerungseinheit kann ausgebildet sein den wenigstens einen Phasenschieber zu steuern. Die Phasenschiebersteuerungseinheit kann ausgebildet sein den wenigstens einen Phasenschieber derart zu steuern, dass die Phasenlagen der Quellensignale derart zueinander angepasst werden, dass Beamforming möglich ist. Die Phasenschiebersteuerungseinheit kann ausgebildet sein ungewollte Phasenverschiebungen auszugleichen. Die ungewollten Phasenverschiebungen können ausgeglichen werden, indem die Phasenlage in die entgegengesetzte Richtung verschoben wird. Die Phasenschiebersteuerungseinheit kann ausgebildet sein ungewollte Phasenverschiebungen auf Basis eines kalibrierten linearen Rampensignals auszugleichen.
Der wenigstens eine Phasenschieber kann ausgebildet sein eine Phasenverschiebung in das Quellensignal einzufügen, so dass Beamforming möglich ist. Es können auch die Phasenschieber ausgebildet sein eine jeweilige Phasenverschiebung in die Quellensignale einzufügen, so dass Beamforming möglich ist.
Wenigstens einer der injektionsgesteuerten Oszillatoren kann ein spannungsgesteuerter Oszillator (VCO) sein. Es kann einer der injektionsgesteuerten Oszillatoren der Sender-Empfänger-Einheiten ein VCO sein oder mehrere oder alle.
Die Sender-Empfänger-Einheiten können in einer Kaskadenschaltung angeordnet sein. Jede in der Kaskadenschaltung einer anderen Sender-Empfänger-Einheit vorgeschaltete Sender-Empfänger-Einheit kann die ihr nachfolgende Sender-Empfänger-Einheit mit ihrem Referenzsignal versorgen.
Das Multikanalradarsystem kann ein Phased-Array Radarsystem oder ein Radarsystem mit mehreren Eingängen und mehreren Ausgängen (MIMO Radarsystem) sein.
Die Erfindung soll nun anhand von in den Figuren schematisch abgebildeten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Von den Figuren zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Multikanalradarsystems in Form eines MIMO Radarsystems;
2 eine schematische Darstellung eines zeitabhängigen Frequenzverlaufs der freien Frequenzen für injektionsgesteuerte Oszillatoren verschiedener Sender-Empfänger-Einheiten während deren Grobabstimmungseingänge mit einem FMCW Rampensignal versorgt werden aber kein Injektionssignal vorhanden ist;
3 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels des Multikanalradarsystems in Form eines Phased-Array Radarsystems.

In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel des Multikanalradarsystems in Form eines MIMO Radarsystems 10 schematisch dargestellt. Das MIMO Radarsystem 10 dient zum Detektieren von Hindernissen in der Umgebung, wobei auch die örtliche Verteilung der Hindernisse erkannt werden kann. Dafür werden zueinander kohärente Quellensignale bereitgestellt. Die Quellensignale haben alle dieselbe Frequenz und eine bestimmte konstante Phasenlage zueinander.
Das MIMO Radarsystem 10 enthält eine Steuerungseinheit in Form einer Phasenregelschleife 12 und drei Sender-Empfänger-Einheiten 14, 14a und 14b. In anderen Ausführungsbeispielen kann eine alternative Steuerungseinheit vorgesehen sein oder die Steuerungseinheit kann eine Phasenregelschleife und weitere Komponenten enthalten.
In diesem Ausführungsbeispiel sind die Sender-Empfänger-Einheiten 14, 14a und 14b in einer Kaskadenschaltung angeordnet. In anderen Ausführungsbeispielen ist auch eine andere Anordnung der Sender-Empfänger-Einheiten möglich. Jede in der Kaskadenschaltung einer anderen Sender-Empfänger-Einheit 14a, 14b vorgeschaltete Sender-Empfänger-Einheit 14, 14a, versorgt die ihr nachfolgende Sender-Empfänger-Einheit 14a, 14b mit einem für die vorgeschaltete Sender-Empfänger-Einheit 14, 14a spezifischen Referenzsignal, das in der vorgeschalteten Sender-Empfänger-Einheit 14, 14a erzeugt wurde.
In diesem Ausführungsbeispiel ist die Sender-Empfänger-Einheit 14 eine Master-Sender-Empfänger-Einheit und die übrigen beiden Sender-Empfänger-Einheiten 14a und 14b sind Slave-Sender-Empfänger-Einheiten.
Jede der Sender-Empfänger-Einheiten 14, 14a und 14b ist in diesem Ausführungsbeispiel auf einem separaten Chip integriert. In anderen Ausführungsbeispielen können auch mehrere Sender-Empfänger-Einheiten auf gemeinsamen Chips integriert sein oder alle Sender-Empfänger-Einheiten auf einem gemeinsamen Chip integriert sein. In anderen Ausführungsbeispielen können die Sender-Empfänger-Einheiten auf gedruckten Leiterplatten angeordnet sein, jeweils auf einer gedruckten Leiterplatte angeordnet sein oder alle auf einer gemeinsamen gedruckten Leiterplatte angeordnet sein.
Die Sender-Empfänger-Einheiten 14, 14a und 14b sind identisch aufgebaut. Jede der Sender-Empfänger-Einheiten 14, 14a und 14b enthält einen injektionsgesteuerten, spannungsgesteuerten Oszillator (VCO) 16, 16a und 16b, einen Frequenzteiler 18, 18a und 18b, einen Pufferverstärker 20, 20a und 20b, einen Oszillatorsignalteiler22, 22a und 22b, einen Quellensignalteiler 24, 24a und 24b, einen Quellensignalverstärker 26, 26a, 26b, einen Sender in Form einer Sendeantenne 28, 28a und 28b, einen Empfänger in Form einer Empfangsantenne 30, 30a und 30b und einen Mischer 32, 32a und 32b.
Jede der Sender-Empfänger-Einheiten 14, 14a und 14b hat zudem einen Referenzsignaleingang 34, 34a und 34b, einen Grobabstimmungseingang 36, 36a und 36b und einen Feinabstimmungseingang 38, 38a und 38b. Die Eingänge 34, 36, 38 sind mit dem injektionsgesteuerten VCO 16 verbunden, die Eingänge 34a, 36a, 38a sind mit dem injektionsgesteuerten VCO 16a verbunden und Eingänge 34b, 36b, 38b sind mit dem injektionsgesteuerten VCO 16b verbunden.
Jede der Sender-Empfänger-Einheiten 14, 14a und 14b hat zudem einen Signalausgang 40, 40a und 40b für ein vorgeteiltes Signal, einen Referenzsignalausgang 42, 42a und 42b und einen Echosignalausgang (in der Fachliteratur auch als intermediate frequency-Ausgang, kurz IF-Ausgang bezeichnet) 44, 44a und 44b. Die Komponenten der jeweiligen Sender-Empfänger-Einheit 14, 14a und 14b sind über Leitungen in Form von Leiterbahnen 46, 46a und 46b miteinander verbunden.
Das MIMO Radarsystem 10 enthält des Weiteren einen Quarzoszillator 48, einen Operationsverstärker 50, eine Masseleitung 52 und Leitungen in Form von Kupferleitungen 54, 56, 58, 60 und 60a zum Verbinden der Komponenten des MIMO Radarsystems 10. In einem anderen Ausführungsbeispiel können die Leitungen auch in Form von Leiterbahnen eines anderen Materials vorliegen.
Die Frequenzabstimmungssignalkupferleitung 54 verbindet die Phasenregelschleife 12 mit den Grobabstimmungseingängen 36, 36a und 36b der Sender-Empfänger-Einheiten 14, 14a und 14b, so dass alle Grobabstimmungseingänge 36, 36a und 36b miteinander verbunden sind und die Phasenregelschleife 12 die Grobabstimmungseingänge 36, 36a und 36b steuern kann. Die Kupferleitung 56 für ein vorgeteiltes Signal verbindet den Signalausgang 40 für ein vorgeteiltes Signal der Master-Sender-Empfänger-Einheit 14 mit der Phasenregelschleife 12. Die Phasenregelschleife 12, bildet über die Frequenzabstimmungskupferleitung 54 und die Kupferleitung 56 für ein vorgeteiltes Signal somit eine geschlossene Schleife mit der Master-Sender-Empfänger-Einheit 14.
Die Phasenabstimmungskupferleitung 58 verbindet die Feinabstimmungseingänge 38a und 38b der Sender-Empfänger-Einheiten 14a und 14b. Ferner sind die Feinabstimmungseingänge 38a und 38b über die Phasenabstimmungskupferleitung 58, den Operationsverstärker 50 und die Frequenzabstimmungssignalkupferleitung 54 mit der Phasenregelschleife 12 verbunden.
Die Referenzsignalkupferleitungen 60 und 60a verbinden die Sender-Empfänger-Einheiten 14, 14a und 14b miteinander. In anderen Ausführungsbeispielen können anstatt Kupferleitungen auch Leiterbahnen zur Verbindung der Sender-Empfänger-Einheiten miteinander verwendet werden. In diesem Ausführungsbeispiel verbindet die Referenzsignalkupferleitung 60 den Referenzsignalausgang 42 der Master-Sender-Empfänger-Einheit 14 mit dem Referenzsignaleingang 34a der Slave-Sender-Empfänger-Einheit 14a. Die Referenzsignalkupferleitung 60a verbindet den Referenzsignalausgang 42a der Slave-Sender-Empfänger-Einheit 14a mit dem Referenzsignaleingang 34b der Slave-Sender-Empfänger-Einheit 14b.
Die injektionsgesteuerten VCOs 16, 16a und 16b haben jeweils einen Oszillatorsignalausgang 62, 62a, 62b und einen Frequenzteileroszillatorsignalausgang 64, 64a, 64b.
Im Folgenden ist die Funktionsweise des MIMO Radarsystems 10 erläutert.
Der Quarzoszillator 48 ist mit der Phasenregelschleife 12 verbunden und stellt der Phasenregelschleife 12 ein Phasenregelschleifenreferenzsignal bereit. Das Phasenregelschleifenreferenzsignal hat eine vordefinierte konstante Frequenz. Die Phasenregelschleife 12 erzeugt auf Basis eines über die Kupferleitung 56 von der Master-Sender-Empfänger-Einheit 14 erhaltenen vorgeteilten Signals und auf Basis des Phasenregelschleifenreferenzsignals, ein Frequenzabstimmungssignal. Das Frequenzabstimmungssignal ist in diesem Ausführungsbeispiel ein frequenzmoduliertes Signal in Form eines FMCW Frequenzabstimmungssignals.
Das FMCW Frequenzabstimmungssignal wird über die Frequenzabstimmungssignalkupferleitung 54 an den Grobabstimmungseingang 36 der Master-Sender-Empfänger-Einheiten 14 übermittelt. Die Phasenregelschleife 12 steuert mittels des Frequenzabstimmungssignals die Frequenz mit der der injektionsgesteuerte VCO 16 schwingt.
Der injektionsgesteuerte VCO 16 ist über den Feinabstimmungseingang 38 mit der Masseleitung 52 (oder einem Gleichspannungssignal) verbunden während der Referenzsignaleingang 34 mit keiner Leitung verbunden ist, so dass über diesen auch kein Referenzsignal bereitgestellt wird. Der injektionsgesteuerte VCO 16 erzeugt ein für die Master-Sender-Empfänger-Einheit 14 spezifisches injektionsgesteuertes Oszillatorsignal auf Basis des Frequenzabstimmungssignals, sowie auf Basis eines bereitgestellten Phasenabstimmungssignals und unabhängig von einem Referenzsignal. Somit steuert also in diesem Ausführungsbeispiel die Phasenregelschleife 12 die Frequenz des injektionsgesteuerten Oszillatorsignals der Master-Sender-Empfänger-Einheit 14 und die Master-Sender-Empfänger-Einheit 14 ist nicht injektionsgesteuert. Das Phasenabstimmungssignal dient dazu die Phasenlage des für die Master-Sender-Empfänger-Einheit 14 spezifischen injektionsgesteuerten Oszillatorsignals derart mit den Phasenlagen der für die Slave-Sender-Empfänger-Einheiten 14a und 14b spezifischen injektionsgesteuerten Oszillatorsignale abzustimmen, dass die injektionsgesteuerten Oszillatorsignale eine konstante bestimmte Phasenlage zueinander haben.
Das injektionsgesteuerte Oszillatorsignal wird über den Oszillatorsignalausgang 62 zum Pufferverstärker 20 und über den Frequenzteileroszillatorsignalausgang 64 zum Frequenzteiler 18 übermittelt.
Der Frequenzteiler 18 teilt die Frequenz des injektionsgesteuerten Oszillatorsignals durch einen bestimmten Faktor und gibt ein vorgeteiltes Oszillatorsignal aus, das über die Kupferleitung 56 der Phasenregelschleife 12 zugeführt wird. Die Phasenregelschleife 12 bildet also eine geschlossene Schleife mit der Master-Sender-Empfänger-Einheit 14 zum Erzeugen des Frequenzabstimmungssignals.
Der Pufferverstärker 20 verstärkt das injektionsgesteuerte Oszillatorsignal und führt es dem Oszillatorsignalteiler 22 (power divider) zu.
Der Oszillatorsignalteiler 22 teilt das injektionsgesteuerte Oszillatorsignal in ein für die Master-Sender-Empfänger-Einheit 14 spezifisches Quellensignal und ein für die Master-Sender-Empfänger-Einheit 14 spezifisches Referenzsignal auf.
Das Quellensignal wird in der Master-Sender-Empfänger-Einheit 14 weiterverwendet und das Referenzsignal wird über den Referenzsignalausgang 42 und Kupferleitung 60 am Referenzsignaleingang 34a der Slave-Sender-Empfänger-Einheit 14a bereitgestellt.
Das Quellensignal wird über die Leiterbahn 46 dem Quellensignalteiler 24 zugeführt, der das Quellensignal aufteilt und dem Quellensignalverstärker 26 und dem Mischer 32 zuführt.
Der Quellensignalverstärker 26 verstärkt das Quellensignal und leitet es an die Sendeantenne 28 weiter.
Die Sendeantenne 28 strahlt das Quellensignal aus. Das Quellensignal trifft auf ein Objekt und wird von diesem reflektiert. Das auf Basis des Quellensignals durch Reflektion am Objekt erzeugte Echosignal wird von der Empfangsantenne 30 empfangen. Neben dem von der Sendeantenne 28 ausgestrahlten Quellensignal, werden auch weitere Quellensignale am Objekt reflektiert, nämlich von den Sendeantennen 28a und 28b ausgestrahlte Quellensignale. Jedes der Quellensignale erzeugt ein reflektiertes Echosignal, das von der Empfangsantenne 30 empfangen werden kann.
Die reflektierten Echosignale werden dem Mischer 32 zugeführt, der die reflektierten Echosignale und das vom Quellensignalteiler 24 zugeführte Quellensignal mischt und über den Echosignalausgang 44 aus der Sender-Empfänger-Einheit 14 leitet. Das so erzeugte Ausgabesignal kann von weiteren Komponenten die mit dem Echosignalausgang 44 verbunden sind, verarbeitet werden (nicht gezeigt).
Die Slave-Sender-Empfänger-Einheit 14a hat das für die Master-Sender-Empfänger-Einheit 14 spezifische Referenzsignal am Referenzsignaleingang 34a erhalten. Ferner ist das Frequenzabstimmungssignal am Grobabstimmungseingang 36a von der Phasenregelschleife 12 bereitgestellt worden und ein Phasenabstimmungssignal am Feinabstimmungseingang 38a. Der injektionsgesteuerte VCO 16a erzeugt ein für die Slave-Sender-Empfänger-Einheit 14a spezifisches injektionsgesteuertes Oszillatorsignal auf Basis des für die Master-Sender-Empfänger-Einheit 14 spezifischen Referenzsignals, auf Basis des Frequenzabstimmungssignals und auf Basis des Phasenabstimmungssignals. Das injektionsgesteuerte Oszillatorsignal hat die Frequenz des Referenzsignals und eine bestimmte Phasenlage relativ zum Referenzsignal. Der injektionsgesteuerte VCO 16a kann dabei die Phasenlage des injektionsgesteuerten Oszillatorsignals relativ zur Phasenlage des Referenzsignals verschieben, um sicherzustellen, dass das injektionsgesteuerte Oszillatorsignal eine bestimmte Phasenlage relativ zum Referenzsignal hat. In anderen Ausführungsbeispielen können die Sender-Empfänger-Einheiten 14, 14a und 14b derart angeordnet sein, dass die Phasenlagen der Quellensignale konstant zueinander sind.
Das Phasenabstimmungssignal dient dazu die Phasenlage des injektionsgesteuerten Oszillatorsignals derart mit den Phasenlagen der anderen injektionsgesteuerten Oszillatorsignale abzustimmen, dass die injektionsgesteuerten Oszillatorsignale eine konstante bestimmte Phasenlage zueinander haben.
In diesem Ausführungsbeispiel ist das Phasenabstimmungssignal auf Basis des Frequenzabstimmungssignals erzeugt. Hierfür versorgt die Phasenregelschleife 12 den Operationsverstärker 50 mit dem Frequenzabstimmungssignal. Der Operationsverstärker 50 verstärkt das Frequenzabstimmungssignal und stellt es über die Phasenabstimmungskupferleitung 58 den zwei miteinander verbundenen Feinabstimmungseingängen 38a und 38b der Slave-Sender-Empfänger-Einheiten 14a und 14b als Phasenabstimmungssignal bereit.
Das für die Slave-Sender-Empfänger-Einheit 14a spezifische injektionsgesteuerte Oszillatorsignal wird über den Oszillatorsignalausgang 62a dem Pufferverstärker 20a und über den Frequenzteileroszillatorsignalausgang 64a dem Frequenzteiler 18a zugeführt. Da in diesem Ausführungsbeispiel keine Leitung mit dem Ausgang 40a verbunden ist, muss kein vorgeteiltes Signal vom Frequenzteiler 18a erzeugt werden und der Frequenzteiler 18a kann deaktiviert werden um Verlustleistung zu sparen.
Der Pufferverstärker 20a verstärkt das injektionsgesteuerte Oszillatorsignal und führt es zum Signalteiler 22a. Der Signalteiler 22a teilt das injektionsgesteuerte Oszillatorsignal in ein für die Slave-Sender-Empfänger-Einheit 14a spezifisches Quellensignal und ein für die Slave-Sender-Empfänger-Einheit 14a spezifisches Referenzsignal auf. Das Quellensignal wird in der Slave-Sender-Empfänger-Einheit 14a verwendet und das Referenzsignal wird der nachfolgenden Slave-Sender-Empfänger-Einheit 14b über den Referenzsignalausgang 42a, die Referenzsignalkupferleitung 60a und den Referenzsignaleingang 34b bereitgestellt.
Das Quellensignal wird wie in der Master-Sender-Empfänger-Einheit 14 weiterverarbeitet und von der Sendeantenne 28a ausgestrahlt. In der Slave-Sender-Empfänger-Einheit 14b wird auch ein injektionsgesteuertes Oszillatorsignal erzeugt, das verstärkt wird und dann in ein Quellensignal und Referenzsignal aufgeteilt wird. Auch dieses Quellensignal wird dann nach Weiterverarbeitung ausgestrahlt, nämlich von der Sendeantenne 28b. Das für die Slave-Sender-Empfänger-Einheit 14b spezifische Referenzsignal, hingegen, findet in diesem Ausführungsbeispiel keine weitere Verwendung, da der Referenzsignalausgang 42b nicht mit einer Leitung verbunden ist.
Es strahlen also alle Sendeantennen 28, 28a und 28b des MIMO Radarsystems 10 Quellensignale aus. Damit die Quellensignale kohärent sind, werden diese basierend auf durch Injektionssteuerung erzeugte injektionsgesteuerte Oszillatorsignale erzeugt. Jeder der injektionsgesteuerten VCOs 16, 16a und 16b schwingt in einem Zustand ohne Injektionssteuerung mit einer für den jeweiligen injektionsgesteuerten VCO 16, 16a und 16b spezifischen freien Frequenz. Damit eine Injektionssteuerung möglich ist und kohärente injektionsgesteuerte Oszillatorsignale erzeugt werden können, müssen die injektionsgesteuerten VCOs 16, 16a und 16b jeweils mit einer zueinander ähnlich großen freien Frequenz schwingen. In diesem Ausführungsbeispiel liegen alle freien Frequenzen innerhalb eines Injektionssteuerungsgrenzfrequenzbereichs, was durch die Zuführung des gemeinsamen Frequenzabstimmungssignales gewährleistet wird.
Damit alle freien Frequenzen innerhalb des Injektionssteuerungsgrenzfrequenzbereichs liegen, versorgt die Phasenregelschleife 12 alle injektionsgesteuerten VCOs 16, 16a und 16b mit dem Frequenzabstimmungssignal. Das Frequenzabstimmungssignal ermöglicht es also, die freien Frequenzen, mit denen die injektionsgesteuerten VCOs 16, 16a und 16b schwingen derart untereinander abzustimmen, dass das für die Slave-Sender-Empfänger-Einheit 14a spezifische injektionsgesteuerte Oszillatorsignal auf Basis des für die Master-Sender-Empfänger-Einheit 14 spezifischen Referenzsignals erzeugt werden kann und das für die Sender-Empfänger-Einheit 14b spezifische injektionsgesteuerte Oszillatorsignal auf Basis des für die Sender-Empfänger-Einheit 14b spezifischen Referenzsignals erzeugt werden kann.
Die Grobabstimmungseingänge 36, 36a und 36b über die das Frequenzabstimmungssignal bereitgestellt wird und die Feinabstimmungseingänge 38, 38a und 38b über die die Phasenabstimmungssignale bereitgestellt werden dienen somit dazu die freie Frequenz der injektionsgesteuerten VCOs 16, 16a und 16b zu ändern und die Phasenlagen der injektionsgesteuerten Oszillatorsignale zueinander abzustimmen, um kohärente injektionsgesteuerte Oszillatorsignale erzeugen zu können. Der Feinabstimmungseingang 38 kann unabhängig von den Feinabstimmungseingängen 38a und 38b gesteuert werden.
Die Feinabstimmungseingänge 38, 38a und 38b sind derart zueinander angeordnet, dass eine bestimmte Phasenverschiebung erzeugt wird, um eine ungewollte Phasenverschiebung auszugleichen, die aufgrund der Kupferleitungen und anderen linearen Komponenten des MIMO Radarsystems 10 entsteht, so dass die injektionsgesteuerten Oszillatorsignale eine konstante bestimmte Phasenlage zueinander haben. Die bestimmte Phasenverschiebung ist der ungewollten Phasenverschiebung entgegengesetzt gerichtet, so dass das Phasenabstimmungssignal dafür sorgt, dass die ungewollte Phasenverschiebung ausgeglichen wird.
2 zeigt eine schematische Darstellung eines zeitabhängigen Frequenzverlaufs der freien Frequenzen für die in 1 gezeigten Oszillatoren 16, 16a und 16b, für den Fall, dass die Steuerungseinheit die Grobabstimmungseingänge 36, 36a und 36b mit einem FMCW Frequenzabstimmungssignal in Form eines FMCW Rampensignals versorgt und keine injektionsgesteuerten Oszillatorsignale die Frequenzen der Oszillatoren beeinflussen.
Der Feinabstimmungseingang 38 der Master-Sender-Empfänger-Einheit 14 ist geerdet, während die Feinabstimmungseingänge 38a und 38b der Slave-Sender-Empfänger-Einheiten 14a und 14b miteinander verbunden sind und mit einem Phasenabstimmungssignal versorgt werden, das auf Basis des FMCW Rampensignals erzeugt wurde.
Der Unterschied zwischen Frequenzverlauf 66 der freien Frequenz des injektionsgesteuerten Oszillators 16 der Master-Sender-Empfänger-Einheit 14 und dem Frequenzverlauf 68 der freien Frequenzen der injektionsgesteuerten Oszillatoren 16a und 16b der Slave-Sender-Empfänger-Einheiten 14a und 14b steigt linear über die Zeit, d.h., der Frequenzunterschied steigt linear über die Dauer der Versorgung mit dem FMCW Rampensignal an. Diese linear ansteigende Frequenzdifferenz erzeugt über die Zeit eine negative Phasenverschiebung zwischen dem Referenzsignal und dem injektionsgesteuerten Oszillatorsignal, das auf Basis des Referenzsignals erzeugt wird. Diese negative Phasenverschiebung gleicht die positive Phasenverschiebung aus, die von den Leitungen und linearen Komponenten des MIMO Radarsystems 10 erzeugt werden.
In 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel des Multikanalradarsystems in Form eines Phased-Array Radarsystems 10' schematisch dargestellt. In dem Phased-Array Radarsystem 10' werden zueinander kohärente Quellensignale bereitgestellt. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Phased-Array Radarsystem 10' ein FMCW Phased-Array Radarsystem.
Das Phased-Array Radarsystem 10' hat einen ähnlichen Aufbau wie das MIMO Radarsystem 10. Das Phased-Array Radarsystem 10' hat, wie das MIMO Radarsystem 10 eine Steuerungseinheit in Form einer Phasenregelschleife 12. Im Gegensatz zu dem MIMO Radarsystem 10 hat das Ausführungsbeispiel des Phased-Array Radarsystems 10' jedoch nur zwei kaskadierte Sender-Empfänger-Einheiten 14c und 14d.
Die Sender-Empfänger-Einheit 14c bildet mit der Phasenregelschleife 12 eine geschlossene Schleife und bildet zudem eine Master-Sender-Empfänger-Einheit. Die andere Sender-Empfänger-Einheit 14d bildet eine Slave-Sender-Empfänger-Einheit, die mit einem in der Master-Sender-Empfänger-Einheit 14c erzeugten und für diese spezifischen Referenzsignal versorgt wird.
Die Sender-Empfänger-Einheiten 14c und 14d sind identisch aufgebaut. Sie enthalten alle Komponenten, die in den Sender-Empfänger-Einheiten 14, 14a und 14b der 1 enthalten sind, d.h. jede der Sender-Empfänger-Einheiten 14c und 14d enthält einen injektionsgesteuerten VCO 16c und 16d, einen Frequenzteiler 18c und 18d, einen Pufferverstärker 20c und 20d, einen Oszillatorsignalteiler 22c und 22d, einen Quellensignalteiler 24c und 24d, einen Quellensignalverstärker 26c und 26d, einen Sender in Form einer Sendeantenne 28c und 28d, einen Empfänger in Form einer Empfangsantenne 30c und 30d und einen Mischer 32c und 32d. Zusätzlich enthält jede der Sender-Empfänger-Einheiten 14c und 14d einen Frequenzvervielfacher in Form eines Frequenzverdopplers 70c und 70d und einen Phasenschieber 72c und 72d. Anstatt eines Frequenzverdopplers kann auch ein anderer Frequenzvervielfacher verwendet werden, z.B. ein Frequenzvervierfacher.
Die Frequenzverdoppler 70c und 70d dienen dazu die Frequenz der Quellensignale zu Verdoppeln. Die Phasenschieber 72c und 72d dienen dazu die Phasenlagen der Quellensignale zu verschieben. Die Phasenschieber können beispielsweise eine Phasenverschiebung in die Quellensignale einfügen, so dass Beamforming möglich ist.
Jede der Sender-Empfänger-Einheiten 14c und 14d hat zudem einen Referenzsignaleingang 34c und 34d, einen Grobabstimmungseingang 36c und 36d und einen Feinabstimmungseingang 38c und 38d. Die Eingänge 34c, 36c, 38c sind mit dem injektionsgesteuerten VCO 16c verbunden und die Eingänge 34d, 36d, 38d sind mit dem injektionsgesteuerten VCO 16d verbunden.
Jede der Sender-Empfänger-Einheiten 14c und 14d hat zudem einen Signalausgang 40c und 40d für ein vorgeteiltes Signal, einen Referenzsignalausgang 42c und 42d und einen Echosignalausgang 44c und 44d. Die Komponenten der jeweiligen Sender-Empfänger-Einheit 14c und 14d sind über Leitungen in Form von Leiterbahnen 46c und 46d miteinander verbunden.
Das Phased-Array Radarsystem 10' enthält des Weiteren einen Quarzoszillator 48, eine Masseleitung 52 und Leitungen in Form von Kupferleitungen 54, 56, und 60 zum Verbinden der Komponenten des Phased-Array Radarsystems 10'. In einem anderen Ausführungsbeispiel können die Leitungen auch in Form von Leiterbahnen vorliegen.
Die injektionsgesteuerten VCOs 16c und 16d haben jeweils einen Oszillatorsignalausgang 62c und 62d und einen Frequenzteileroszillatorsignalausgang 64c und 64d.
In diesem Ausführungsbeispiel enthält das Phased-Array Radarsystem 10' des Weiteren eine Phasenschiebersteuerungseinheit 74. Die Phasenschiebersteuerungseinheit 74 steuert die Phasenschieber 72c und 72d. Die Phasenschiebersteuerungseinheit 74 ermöglicht es die Phasenschieber 72c und 72d derart zu steuern, dass die Phasenlagen der Quellensignale derart zueinander angepasst werden, dass Beamforming möglich ist. Ferner können ungewollte frequenz- und zeitabhängige Phasenverschiebungen die durch die Leitungen und linearen Komponenten des Phased-Array Radarsystems 10' eingeführt werden, ausgeglichen werden, beispielsweise indem die Phasenschiebersteuerungseinheit 74 die Phasenschieber 72c und 72d auf Basis eines kalibrierten linearen Rampensignals steuert.
Die Grobabstimmungseingänge 36c und 36d werden mit einem Frequenzabstimmungssignal von der Phasenregelschleife 12 versorgt. Das Frequenzabstimmungssignal ist in diesem Ausführungsbeispiel ein FMCW Rampensignal. Dadurch dass beide Grobabstimmungseingänge 36c und 36d mit dem Frequenzabstimmungssignal versorgt werden, kann sichergestellt werden, dass die freien Frequenzen der injektionsgesteuerten VCOs 16c und 16d im Injektionssteuerungsgrenzfrequenzbereich liegen. Es ist daher eine Injektionssteuerung möglich, so dass injektionsgesteuerte Oszillatorsignale mit derselben Frequenz erzeugt werden können.
Der Feinabstimmungseingang 38c ist in diesem Ausführungsbeispiel geerdet. Der Feinabstimmungseingang 38d ist in diesem Ausführungsbeispiel mit der Phasenregelschleife 12 verbunden und wird von dieser mit einem Phasenabstimmungssignal in Form des Frequenzabstimmungssignals versorgt.
In anderen Ausführungsbeispielen kann die Länge der Leitungen und der Einfluss der linearen Komponenten auf die Phasenlage der Quellensignale derart abgestimmt sein, dass die Phasenverschiebung der Quellensignale während des FMCW Rampensignals konstant ist. Insbesondere kann also das Phasenabstimmungssignal mit dem der Feinabstimmungseingang 38d versorgt wird, auf die Phasenverschiebung der Leitung und linearen Komponenten angepasst sein, so dass am Feinabstimmungseingang 38d eine entgegengesetzte Phasenverschiebung bereitgestellt wird, um die ungewollte Phasenverschiebung auszugleichen. In diesem Fall ist es nicht erforderlich die Phasenverschiebungen mit Hilfe der Phasenschiebersteuerungseinheit 74 und den Phasenschiebern 72c und 72d auszugleichen. Daher kommt ein solches Ausführungsbeispiel auch ohne diese Komponenten aus.
Bezugszeichenliste

10: MIMO Radarsystem
10': Phased-Array Radarsystem
12: Steuerungseinheit
14, 14a, 14b, 14c, 14d: Sender-Empfänger-Einheit
16, 16a, 16b, 16c, 16d: injektionsgesteuerter, spannungsgesteuerter Oszillator (VCO)
18, 18a, 18b, 18c, 18d: Frequenzteiler
20, 20a, 20b, 20c, 20d: Pufferverstärker
22, 22a, 22b, 22c, 22d: Oszillatorsignalteiler
24, 24a, 24b, 24c, 24d: Quellensignalteiler
26, 26a, 26b, 26c, 26d: Quellensignalverstärker
28, 28a, 28b, 28c, 28d: Sendeantenne
30, 30a, 30b, 30c, 30d: Empfangsantenne
32, 32a, 32b, 32c, 32d: Mischer
34, 34a, 34b, 34c, 34d: Referenzsignaleingang
36, 36a, 36b, 36c, 36d: Grobabstimmungseingang
38, 38a, 38b, 38c, 38d: Feinabstimmungseingang
40, 40a, 40b, 40c, 40d: Signalausgang für ein vorgeteiltes Signal
42, 42a, 42b, 42c, 42d: Referenzsignalausgang
44, 44a, 44b, 44c, 44d: Echosignalausgang
46, 46a, 46b, 46c, 46d: Leiterbahnen
48: Quarzoszillator
50: Operationsverstärker
52: Masseleitung
54: Frequenzabstimmungssignalkupferleitung
56: Kupferleitung für das vorgeteilte Signal
58: Phasenabstimmungssignalkupferleitung
60, 60a: Referenzsignalkupferleitung
62, 62a, 62b, 62c, 62d: Oszillatorsignalausgang
64, 64a, 64b, 64c, 64d: Frequenzteileroszillatorsignalausgang
66: Frequenzverlauf der freien Frequenz des injektionsgesteuerten VCO der Master-Sender-Empfänger-Einheit während eines FMCW Rampensignals
68: Frequenzverlauf der freien Frequenz des injektionsgesteuerten VCO der Slave-Sender-Empfänger-Einheiten während eines FMCW Rampensignals
70c, 70d: Frequenzverdoppler
72c, 72d: Phasenschieber
74: Phasenschiebersteuerungseinheit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 2013/0321198 A1 [0003, 0011]

Claims

Multikanalradarsystem (10, 10') zum Bereitstellen von zueinander kohärenten Quellensignalen, umfassend: - eine Steuerungseinheit (12) und - mindestens zwei Sender-Empfänger-Einheiten (14, 14a, 14b, 14c, 14d), wobei jede der Sender-Empfänger-Einheiten (14, 14a, 14b, 14c, 14d) einen injektionsgesteuerten Oszillator (16, 16a, 16b, 16c, 16d) zum Erzeugen eines für die Sender-Empfänger-Einheit (14, 14a, 14b, 14c, 14d) spezifischen injektionsgesteuerten Oszillatorsignals durch Injektionssteuerung aufweist, der in einem Zustand ohne Injektionssteuerung mit einer für den injektionsgesteuerten Oszillator (16, 16a, 16b, 16c, 16d) spezifischen freien Frequenz schwingt, wobei jede der Sender-Empfänger-Einheiten (14, 14a, 14b, 14c, 14d) ausgebildet ist ein für die Sender-Empfänger-Einheit (14, 14a, 14b, 14c, 14d) spezifisches Quellensignal und ein für die Sender-Empfänger-Einheit (14, 14a, 14b, 14c, 14d) spezifisches Referenzsignal auf Basis des für die Sender-Empfänger-Einheit (14, 14a, 14b, 14c, 14d) spezifischen injektionsgesteuerten Oszillatorsignals zu erzeugen, wobei die Steuerungseinheit (12) ausgebildet ist jeden der injektionsgesteuerten Oszillatoren (16, 16a, 16b, 16c, 16d) mit einem Frequenzabstimmungssignal zu versorgen, um alle freie Frequenzen derart untereinander abzustimmen, dass das injektionsgesteuerte Oszillatorsignal einer jeweiligen Sender-Empfänger-Einheit (14, 14a, 14b, 14c, 14d) durch Injektionssteuerung auf Basis des Referenzsignals einer jeweiligen anderen Sender-Empfänger-Einheit (14, 14a, 14b, 14c, 14d) erzeugt werden kann und wobei die Sender-Empfänger-Einheiten (14, 14a, 14b, 14c, 14d) derart miteinander und mit der Steuerungseinheit (12) verbunden sind, dass der injektionsgesteuerte Oszillator (16, 16c) einer der Sender-Empfänger-Einheiten (14, 14c) das injektionsgesteuerte Oszillatorsignal auf Basis des Frequenzabstimmungssignals und unabhängig von einem Referenzsignal einer anderen Sender-Empfänger-Einheit (14, 14a, 14b, 14c, 14d) erzeugt und die mindestens eine andere Sender-Empfänger-Einheit (14a, 14b, 14d) das injektionsgesteuerte Oszillatorsignal durch Injektionssteuerung auf Basis des Referenzsignals einer anderen Sender-Empfänger-Einheit (14, 14a, 14c) und auf Basis des Frequenzabstimmungssignals erzeugt.
Multikanalradarsystem (10, 10') nach Anspruch 1, wobei die Sender-Empfänger-Einheit (14, 14c) deren injektionsgesteuerter Oszillator (16, 16c) das injektionsgesteuerte Oszillatorsignal auf Basis des Frequenzabstimmungssignals und unabhängig von einem Referenzsignal einer anderen Sender-Empfänger-Einheit (14, 14a, 14b, 14c, 14d) erzeugt, eine Master-Sender-Empfänger-Einheit (14, 14c) bildet und die übrigen Sender-Empfänger-Einheiten (14a, 14b, 14d), Slave-Sender-Empfänger-Einheiten (14a, 14b, 14d) bilden.
Multikanalradarsystem (10, 10') nach Anspruch 2, wobei die Steuerungseinheit (12) ausgebildet ist eine Frequenz des injektionsgesteuerten Oszillatorsignals der Master-Sender-Empfänger-Einheit (14, 14c) zu steuern.
Multikanalradarsystem (10, 10') nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei jeder der injektionsgesteuerten Oszillatoren (16, 16a, 16b, 16c, 16d) ausgebildet ist die Phasenlage des injektionsgesteuerten Oszillatorsignals auf Basis eines Phasenabstimmungssignals derart mit den Phasenlagen der anderen injektionsgesteuerten Oszillatorsignalen abzustimmen, dass die injektionsgesteuerten Oszillatorsignale eine konstante bestimmte Phasenlage zueinander haben.
Multikanalradarsystem (10, 10') nach Anspruch 4, wobei mindestens eines der Phasenabstimmungssignale auf Basis des Frequenzabstimmungssignals erzeugt ist.
Multikanalradarsystem (10, 10') nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei jede der Sender-Empfänger-Einheiten (14, 14a, 14b, 14c, 14d) einen Sender (28, 28a, 28b, 28c, 28d) zum Ausstrahlen des Quellensignals, einen Empfänger (30, 30a, 30b, 30c, 30d) zum Empfangen von einem Objekt reflektierten Echosignalen oder einen Sender (28, 28a, 28b, 28c, 28d) und einen Empfänger (30, 30a, 30b, 30c, 30d) aufweist.
Multikanalradarsystem (10, 10') nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei jede der Sender-Empfänger-Einheiten (14, 14a, 14b, 14c, 14d) einen Sendereingang zum Verbinden mit einem Sender (28, 28a, 28b, 28c, 28d), einen Empfängereingang zum Verbinden mit einem Empfänger (30, 30a, 30b, 30c, 30d) oder einen Sendereingang und einen Empfängereingang aufweist.
Multikanalradarsystem (10, 10') nach Anspruch 6 oder 7, wobei wenigstens einer der Sender (28, 28a, 28b, 28c, 28d) eine Sendeantenne (28, 28a, 28b, 28c, 28d) zum Ausstrahlen des Quellensignals aufweist.
Multikanalradarsystem (10, 10') nach wenigstens einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei wenigstens einer der Empfänger (30, 30a, 30b, 30c, 30d) eine Empfangsantenne (30, 30a, 30b, 30c, 30d) zum Empfangen der reflektierten Echosignale aufweist.
Multikanalradarsystem (10, 10') nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Sender-Empfänger-Einheiten (14, 14a, 14b, 14c, 14d) derart miteinander verbunden sind, dass das von einer der Sender-Empfänger-Einheiten (14, 14a, 14c) erzeugte Referenzsignal einer anderen Sender-Empfänger-Einheit (14a, 14b, 14d) bereitgestellt werden kann.
Multikanalradarsystem (10, 10') nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei jeder injektionsgesteuerte Oszillator (16, 16a, 16b, 16c, 16d) einen Grobabstimmungseingang (36, 36a, 36b, 36c, 36d) zum Empfangen des Frequenzabstimmungssignals und/oder einen Feinabstimmungseingang (38, 38a, 38b, 38c, 38d) zum Empfangen eines Phasenabstimmungssignals aufweist.
Multikanalradarsystem (10, 10') nach Anspruch 11, wobei der Grobabstimmungseingang (36, 36a, 36b, 36c, 36d) und der Feinabstimmungseingang (38, 38a, 38b, 38c, 38d) jedes injektionsgesteuerten Oszillators (16, 16a, 16b, 16c, 16d) dazu ausgebildet sind die freie Frequenz des jeweiligen injektionsgesteuerten Oszillators (16, 16a, 16b, 16c, 16d) zu ändern.
Multikanalradarsystem (10, 10') nach Anspruch 11 oder 12, wobei die Steuerungseinheit (12) ausgebildet ist die Grobabstimmungseingänge (36, 36a, 36b, 36c, 36d) zu steuern.
Multikanalradarsystem (10, 10') nach wenigstens einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei alle Grobabstimmungseingänge (36, 36a, 36b, 36c, 36d) miteinander verbunden sind.
Multikanalradarsystem (10, 10') nach wenigstens einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei die Feinabstimmungseingänge (38, 38a, 38b, 38c, 38d) derart angeordnet sind, dass die Feinabstimmungseingänge (38, 38a, 38b, 38c, 38d) eine bestimmte Phasenverschiebung erzeugen, um ungewollte Phasenverschiebungen auszugleichen, so dass die injektionsgesteuerten Oszillatorsignale eine konstante bestimmte Phasenlage zueinander haben.
Multikanalradarsystem (10, 10') nach Anspruch 15, wobei der Feinabstimmungseingang (38, 38c) des injektionsgesteuerten Oszillators (16, 16c) der Sender-Empfänger-Einheit (14, 14c) die das injektionsgesteuerte Oszillatorsignal auf Basis des Frequenzabstimmungssignals und unabhängig von einem Referenzsignal einer anderen Sender-Empfänger-Einheit (14, 14a, 14b, 14c, 14d) erzeugt, geerdet ist.
Multikanalradarsystem (10, 10') nach Anspruch 16, wobei der Feinabstimmungseingang (38a, 38b, 38d) der mindestens einen anderen Sender-Empfänger-Einheit (14a, 14b, 14d) von der Steuerungseinheit (12) mit dem Frequenzabstimmungssignal versorgt wird, so dass die Phasenlagen der Quellensignale konstant zueinander sind.
Multikanalradarsystem (10, 10') nach Anspruch 16 oder 17, wobei der Feinabstimmungseingang (38a, 38b, 38d) der mindestens einen anderen Sender-Empfänger-Einheit (14a, 14b, 14d) derart angeordnet ist, dass er eine bestimmte Phasenverschiebung in das injektionsgesteuerte Oszillatorsignal einfügt, um eine ungewollte Phasenverschiebung auszugleichen.
Multikanalradarsystem (10) nach wenigstens einem der Ansprüche 11 bis 18, wobei zwei oder mehr Feinabstimmungseingänge (38a, 38b) miteinander verbunden sind.
Multikanalradarsystem (10, 10') nach wenigstens einem der Ansprüche 11 bis 19, wobei einer oder mehrere Feinabstimmungseingänge (38a, 38b, 38d) mit der Steuerungseinheit (12) verbunden sind.
Multikanalradarsystem (10) nach Anspruch 20, wobei der eine oder die mehreren Feinabstimmungseingänge (38a, 38b) über einen Operationsverstärker (50) mit der Steuerungseinheit (12) verbunden sind.
Multikanalradarsystem (10) nach Anspruch 21, wobei der Operationsverstärker (50) ausgebildet ist das Frequenzabstimmungssignal zu verstärken und das verstärkte Frequenzabstimmungssignal als Phasenabstimmungssignal bereitzustellen.
Multikanalradarsystem (10, 10') nach wenigstens einem der Ansprüche 11 bis 22, wobei das Multikanalradarsystem (10, 10') derart ausgebildet ist, dass wenigstens zwei der Feinabstimmungseingänge (38, 38a, 38b, 38c, 38d) unabhängig voneinander gesteuert werden können.
Multikanalradarsystem (10, 10') nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 23, wobei jeder der injektionsgesteuerten Oszillatoren (16, 16a, 16b, 16c, 16d) wenigstens einen Oszillatorsignalausgang (62, 62a, 62b, 62c, 62d, 64, 64a, 64b, 64c, 64d) aufweist.
Multikanalradarsystem (10, 10') nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 24, wobei jeder der injektionsgesteuerten Oszillatoren (16, 16a, 16b, 16c, 16d) ausgebildet ist das injektionsgesteuerte Oszillatorsignal mit der Frequenz des Referenzsignals und einer bestimmten Phasenlage relativ zum Referenzsignal bereitzustellen.
Multikanalradarsystem (10, 10') nach Anspruch 25, wobei jeder injektionsgesteuerte Oszillator (16, 16a, 16b, 16c, 16d) ausgebildet ist die Phasenlage des injektionsgesteuerten Oszillatorsignals relativ zur Phasenlage des Referenzsignals zu verschieben, um das injektionsgesteuerte Oszillatorsignal mit einer bestimmten Phasenlage relativ zum Referenzsignal bereitzustellen.
Multikanalradarsystem (10, 10') nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 26, wobei wenigstens eine der Sender-Empfänger-Einheiten (14, 14a, 14b, 14c, 14d) einen Verstärker (20, 20a, 20b, 20c, 20d) zum Verstärken des injektionsgesteuerten Oszillatorsignals aufweist.
Multikanalradarsystem (10, 10') nach Anspruch 27, wobei der Verstärker (20, 20a, 20b, 20c, 20d) ein Pufferverstärker (20, 20a, 20b, 20c, 20d) ist.
Multikanalradarsystem (10, 10') nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 28, wobei wenigstens eine der Sender-Empfänger-Einheiten (14, 14a, 14b, 14c, 14d) einen Signalteiler (22, 22a, 22b, 22c, 22d) zum Aufteilen des injektionsgesteuerten Oszillatorsignals in das Quellensignal und das Referenzsignal aufweist.
Multikanalradarsystem (10, 10') nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 29, wobei wenigstens eine der Sender-Empfänger-Einheiten (14, 14a, 14b, 14c, 14d) einen Frequenzteiler (18, 18a, 18b, 18c, 18d) zum Teilen der Frequenz des injektionsgesteuerten Oszillatorsignals durch einen bestimmten Faktor und zum Ausgeben eines vorgeteilten Oszillatorsignals aufweist.
Multikanalradarsystem (10, 10') nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 30, wobei die Steuerungseinheit (12) eine Phasenregelschleife (12) aufweist, die mit einer der Sender-Empfänger-Einheiten (14, 14c) in einer geschlossenen Schleife angeordnet ist, um das Frequenzabstimmungssignal zu erzeugen.
Multikanalradarsystem (10, 10') nach Anspruch 30 und 31, wobei die Phasenregelschleife (12) ausgebildet ist das Frequenzabstimmungssignal auf Basis eines Phasenregelschleifenreferenzsignals und des vorgeteilten Oszillatorsignals zu erzeugen.
Multikanalradarsystem (10, 10') nach Anspruch 32, wobei das Multikanalradarsystem (10, 10') einen Quarzoszillator (48) zum Bereitstellen des Phasenregelschleifenreferenzsignals aufweist.
Multikanalradarsystem (10, 10') nach wenigstens einem der Ansprüche 31 bis 33, wobei die Phasenregelschleife (12) ausgebildet ist das Frequenzabstimmungssignal als ein frequenzmoduliertes Signal zu erzeugen.
Multikanalradarsystem (10, 10') nach Anspruch 34, wobei die Phasenregelschleife (12) ausgebildet ist, das Frequenzabstimmungssignal zum Erzeugen von frequenzmodulierten linearen Frequenzrampen zu verwenden.
Multikanalradarsystem (10, 10') nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 35, wobei die Sender-Empfänger-Einheiten (14, 14a, 14b, 14c, 14d) derart angeordnet sind, dass die Phasenlagen der Quellensignale konstant zueinander sind.
Multikanalradarsystem (10, 10') nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 36, wobei jede der Sender-Empfänger-Einheiten (14, 14a, 14b, 14c, 14d) auf einem separaten Chip integriert ist.
Multikanalradarsystem (10, 10') nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 37, wobei die Sender-Empfänger-Einheiten (14, 14a, 14b, 14c, 14d) über Leitungen (60, 60a) miteinander verbunden sind.
Multikanalradarsystem (10, 10') nach Anspruch 38, wobei die Leitungen (60, 60a) Leiterbahnen (60, 60a) einer Leiterplatte, insbesondere Kupferleitungen (60, 60a), sind.
Multikanalradarsystem (10, 10') nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 39, wobei die Sender-Empfänger-Einheiten (14, 14a, 14b, 14c, 14d) auf Leiterplatten angeordnet sind, jeweils auf einer Leiterplatte angeordnet sind oder alle auf einer gemeinsamen Leiterplatte angeordnet sind.
Multikanalradarsystem (10') nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 40, wobei wenigstens eine der Sender-Empfänger-Einheiten (14c, 14d) einen Frequenzvervielfacher (70c, 70d) zum Vervielfachen der Frequenz des Quellensignals aufweist.
Multikanalradarsystem (10') nach Anspruch 41, wobei der Frequenzvervielfacher (70c, 70d) ein Frequenzverdoppler (70c, 70d) zum Verdoppeln der Frequenz des Quellensignals oder Frequenzvervierfacher zum Vervierfachen der Frequenz des Quellensignals ist.
Multikanalradarsystem (10') nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 42, wobei wenigstens eine der Sender-Empfänger-Einheiten (14c, 14d) einen Phasenschieber (72c, 72d) zum Verschieben der Phasenlage des Quellensignals aufweist.
Multikanalradarsystem (10') nach Anspruch 43, wobei das Multikanalradarsystem (10') eine Phasenschiebersteuerungseinheit (74) aufweist, die ausgebildet ist den wenigstens einen Phasenschieber (72c, 72d) zu steuern.
Multikanalradarsystem (10') nach Anspruch 44, wobei die Phasenschiebersteuerungseinheit (74) ausgebildet ist den wenigstens einen Phasenschieber (72c, 72d) derart zu steuern, dass die Phasenlagen der Quellensignale derart zueinander angepasst werden, dass Beamforming möglich ist.
Multikanalradarsystem (10') nach Anspruch 44 oder 45, wobei die Phasenschiebersteuerungseinheit (74) ausgebildet ist ungewollte Phasenverschiebungen auszugleichen.
Multikanalradarsystem (10') nach wenigstens einem der Ansprüche 44 bis 46, wobei die Phasenschiebersteuerungseinheit (74) ausgebildet ist ungewollte Phasenverschiebungen auf Basis eines kalibrierten linearen Rampensignals auszugleichen.
Multikanalradarsystem (10') nach wenigstens einem der Ansprüche 43 bis 47, wobei der wenigstens eine Phasenschieber (72c, 72d) ausgebildet ist eine Phasenverschiebung in das Quellensignal einzufügen, so dass Beamforming möglich ist.
Multikanalradarsystem (10, 10') nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 48, wobei wenigstens einer der injektionsgesteuerten Oszillatoren (16, 16a, 16b, 16c, 16d) ein spannungsgesteuerter Oszillator (16, 16a, 16b, 16c, 16d) ist.
Multikanalradarsystem (10, 10') nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 49, wobei die Sender-Empfänger-Einheiten (14, 14a, 14b, 14c, 14d) in einer Kaskadenschaltung angeordnet sind.
Multikanalradarsystem (10, 10') nach Anspruch 50, wobei jede in der Kaskadenschaltung einer anderen Sender-Empfänger-Einheit (14a, 14b, 14d) vorgeschaltete Sender-Empfänger-Einheit (14, 14a, 14c), die ihr nachfolgende Sender-Empfänger-Einheit (14a, 14b, 14d) mit ihrem Referenzsignal versorgt.
Multikanalradarsystem (10, 10') nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 51, wobei das Multikanalradarsystem (10, 10') ein Phased-Array Radarsystem (10') oder ein Radarsystem mit mehreren Eingängen und mehreren Ausgängen, sogenanntes MIMO Radarsystem (10) ist.
Multikanalradarsystem (10, 10') nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 52, wobei wenigstens eine der Sender-Empfänger-Einheiten (14, 14a, 14b, 14c, 14d) einen Quellensignalteiler (24, 24a, 24b, 24c, 24d) zum Aufteilen des Quellensignals in wenigstens zwei Quellensignale aufweist.