WO2024170181A1

WO2024170181A1 - Verfahren zur störsignalunterdrückung bei einem rapid-chirp-fmcw-radarsensor für kraftfahrzeuge

Info

Publication number: WO2024170181A1
Application number: PCT/EP2024/050849
Authority: WO
Inventors: Matthias Steinhauer; Rolf Noethlings; Dirk Bechler; Michael Schoor
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 2023-02-15
Filing date: 2024-01-16
Publication date: 2024-08-22
Also published as: DE102023201273A1

Abstract

Verfahren zur Unterdrückung von Störsignalen mit bekanntem Störsignalfrequenzspektrum in einem Rapid-Chirp-FMCW-Radarsensor für Kraftfahrzeuge, bei dem ein durch Mischung eines gesendeten Signals mit einem empfangenen Signal gebildetes Basisbandsignal einer mindestens zweidimensionalen diskreten Fouriertransformation unterzogen wird, wobei eine der mindestens zwei Dimensionen ein Dopplerspektrum repräsentiert, das heißt, ein Spektrum von durch Radialgeschwindigkeiten von Radarzielen relativ zum Radarsensor bedingten Dopplerfrequenzen, und bei dem die Startzeitpunkte (t₁,..., t_n) von Chirps (28) im gesendeten Signal derart gewählt werden, dass ihre Abstände um nichtlinear variierende Zeitintervalle ΔT_n voneinander abweichen, dadurch gekennzeichnet, dass die Variationsbreite Δ der Zeitintervalle ΔT_n in Abhängigkeit vom Störsignalfrequenzspektrum so gewählt wird, dass mindestens eine Störsignalfrequenz fi im Dopplerspektrum gezielt unterdrückt wird.

Description

R.404087 15.02.2023 Beschreibung Titel Verfahren zur Störsignalunterdrückung bei einem Rapid-Chirp-FMCW- Radarsensor für Kraftfahrzeuge Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterdrückung von Störsignalen mit be- kanntem Störsignalfrequenzspektrum in einem Rapid-Chirp-FMCW- Radarsensor für Kraftfahrzeuge, bei dem ein durch Mischung eines gesendeten Signals mit einem empfangenen Signal gebildetes Basisbandsignal einer min- destens zweidimensionalen diskreten Fouriertransformation unterzogen wird, wobei eine der mindestens zwei Dimensionen ein Dopplerspektrum repräsen- tiert, das heißt, ein Spektrum von durch Radialgeschwindigkeiten von Radarzie- len relativ zum Radarsensor bedingten Dopplerfrequenzen, und bei dem die Startzeitpunkte von Chirps im gesendeten Signal derart gewählt werden, dass ihre Abstände um nichtlinear variierende Zeitintervalle ^tn voneinander abwei- chen. Stand der Technik Bei einem FMCW-Radar (Frequency Modulated Continuous Wave) wird die Frequenz des gesendeten Radarsignals rampenförmig moduliert. Wenn man dann das empfangene Radarecho mit einem Teil des zum selben Zeitpunkt ge- sendeten Signals mischt, führt der Frequenzunterschied zwischen den beiden Signalen zu einer Schwebung, und es entsteht ein Basisbandsignal mit einer R.404087 15.02.2023 Frequenz, die dem Frequenzunterschied zwischen dem gesendeten und dem empfangenen Signal entspricht. Da dieser Frequenzunterschied proportional zur Signallaufzeit und damit proportional zum Abstand des georteten Radarziels ist, enthält die Frequenz des Basisbandsignals Information über den Abstand des Objekts. Im Fall von beweglichen Radarzielen ist allerdings die Frequenz des Basisbandsignals aufgrund des Doppler-Effekts auch von der Relativge- schwindigkeit zwischen Radarziel und Radarsensor abhängig. Bei einem Rapid-Chirp-FMCW-Radarsensor werden sehr steile Frequenzram- pen, sogenannte Chirps, in rascher Folge gesendet. Durch die große Rampensteigung wird die Abstandssensitivität des Sensors erhöht. Auf die durch den Dopplereffekt verursachte Frequenzverschiebung hat die Rampensteigung jedoch keinen Einfluss, so dass bei genügend großer Ram- pensteigung der Dopplereffekt gegenüber der abstandsabhängigen Frequenz- verschiebung vernachlässigt werden kann. Im Fourier-Spektrum zeichnet sich dann jedes geortete Objekt als ein Peak bei einer bestimmten Frequenz ab, die in guter Näherung den Abstand des Objekts angibt. Um Information über die Relativgeschwindigkeit zu erhalten, nutzt man den Umstand aus, dass die von verschiedenen Frequenzrampen erhaltenen Radarechos eine von der Relativ- geschwindigkeit abhängige Phasenverschiebung aufweisen. Durch eine zweite Fouriertransformation, bei der nicht das auf einer einzelnen Rampe erhaltene Signal transformiert wird, sondern die Signale, die für einander entsprechende Stützstellen in den aufeinanderfolgenden Frequenzrampen empfangen werden, erhält man ein zweidimensionales Fourier-Spektrum, bei dem die erste Dimen- sion den Abstand des Objekts und die zweite Dimension die Dopplerfrequenz und damit die Relativgeschwindigkeit angibt. In DE 102009016480 B4 wird ein nach diesem Prinzip arbeitender Radar- sensor beschrieben, bei dem die zeitlichen Abstände zwischen den aufeinan- derfolgenden Chirps gemäß einer Zufallsfolge variiert werden. Durch diese R.404087 15.02.2023 Variation der zeitlichen Abstände soll in Verbindung mit einem speziellen Ver- fahren zum Objekt-Tracking die Objektplausibilisierung und die Auflösung von Mehrdeutigkeiten bei der Bestimmung der Relativgeschwindigkeiten verbessert werden. Als Nebeneffekt wird jedoch auch erwähnt, dass die Variation der zeitli- chen Abstände zu einer größeren Robustheit der Radarortung gegenüber Stör- signalen führen kann. Offenbarung der Erfindung Aufgabe der Erfindung ist es, in Szenarien, in denen Störsignale mit bekannter Frequenz oder Frequenzverteilung in den Radarsensor eingestreut werden, die Unterdrückung dieser Störsignale zu verbessern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bei einem Radar- sensor der eingangs genannten Art die Variationsbreite ^ der Zeitintervalle ^tn in Abhängigkeit vom Störsignalfrequenzspektrum so gewählt wird, dass mindes- tens eine Störsignalfrequenz fi im Dopplerspektrum gezielt unterdrückt wird. Die Erfindung nutzt den Umstand aus, dass die Variation der Abstände zwi- schen den Chirps zu Phasenverschiebungen im Basisbandsignal führen, die dann bei der Fourier-Transformation in Frequenzverschiebungen im Doppler- spektrum umgesetzt werden. Grundsätzlich werden durch diesen Effekt im Dopplerspektrum allerdings nicht nur diejenigen Peaks verbreitert und abge- flacht, die durch Störsignale verursacht werden, sondern auch die durch das Nutzsignal verursachten Peaks, die die Relativgeschwindigkeit von echten Ra- darzielen angeben. Für ein Signal mit gegebener Frequenz ist jedoch die Abfla- chung der Signalpeaks nicht nur von der Variationsbreite der Chirpabstände ab- hängig, sondern auch von der Frequenz des betreffenden Signals. Wenn man die Frequenz eines Störsignals kennt, kann man deshalb die Variationsbreite so einstellen, dass gezielt diejenigen Signalpeaks unterdrückt werden, die durch R.404087 15.02.2023 das Störsignal verursacht werden, während das Spektrum für Nutzsignale, die in der Regel eine andere Frequenz haben, kaum beeinflusst wird, so dass die Detektierbarkeit der echten Radarziele verbessert wird. Die Erfindung lässt sich beispielsweise dazu nutzen, Störsignale zu unterdrü- cken, die von einem getakteten Spannungsregler verursacht werden, der bei- spielsweise zur Energieversorgung des Radarsensors und/oder anderer elekt- ronischer Komponenten im Fahrzeug dient. Die Schaltfrequenz des Span- nungsreglers führt zu einer Welligkeit der Versorgungsspannung für die Radar- elektronik. Bei den empfindlichen Schaltungsteilen der Sende- und Empfangs- schaltungen des Radarsensors kann dies zur Einkopplung einer Störfrequenz in das Sende- bzw. Empfangssignal führen und letztlich die Auswertbarkeit des Empfangssignals beeinträchtigen. Eine bekannte Methode zur Reduzierung sol- cher Störeinflüsse besteht darin, dass mit passiven Filtern (L-C-Filtern) die Amplitude der Welligkeit so weit gedämpft wird, dass im Spektrum des Emp- fangssignals keine Störung mehr detektiert werden kann. Aufgrund der hohen Empfindlichkeit der Sende- und Empfangsschaltungsteilen sind die Anforderun- gen an die Filterwirkung jedoch sehr hoch, so dass diese Art der Störungsunter- drückung sehr aufwändig ist. Ein weiterer bekannter Ansatz, die maximale Störleistung bei der Schaltfre- quenz und ihren höheren Harmonischen zu reduzieren, ist die zeitliche Varia- tion der Schaltfrequenz (Spread-Spektrum-Verfahren), um die Leistung spektral zu verteilen. Im allgemeinen sind die Möglichkeiten, die Schaltfrequenz des Spannungsreglers zu variieren jedoch aufgrund der zu beachtenden Randbe- dingungen sehr begrenzt, so dass dieser Ansatz nicht immer zum Erfolg führt. Das erfindungsgemäße Verfahren hat demgegenüber den Vorteil, dass nicht die Störfrequenz gespreizt werden muss, sondern stattdessen nur der zugehö- rige Peak im Dopplerspektrum gespreizt wird. R.404087 15.02.2023 Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich jedoch ebenso auch dazu nutzen, andere Störsignale zu unterdrücken, die typischerweise in der Umgebung des Radarsensors in einem Kraftfahrzeug entstehen und deren Frequenzen be- kannt sind. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Bei einigen bekannten Rapid-Chirp-Radarsensoren sind die Chirps zu Paketen zusammengefasst, die durch gewisse Zeitlücken voneinander getrennt sind. In dem Fall ist es möglich, die Startzeitpunkte der einzelnen Pakete zu variieren, während die Abstände zwischen den Chirps innerhalb eines Paketes einheitlich sein können. Die Variationsbreite der zeitlichen Abstände wird dann nur durch die Mindestgröße der Zeitlücken begrenzt und sie kann somit deutlich größer sein als der zeitliche Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Chirps in- nerhalb eines Paketes. Selbstverständlich können zusätzlich auch die Abstände zwischen den Chirps innerhalb eines Paketes variiert werden, wenn auch mit kleinerer Variationsbreite. Die beiden unterschiedlichen Variationsbreiten lassen sich dann beispielsweise dazu nutzen, zwei unterschiedliche Störsignale zu un- terdrücken. Gegenstand der Erfindung ist auch ein Radarsensor, in dem das oben beschrie- bene Verfahren implementiert ist und bei dem die Variationsbreite der Zeitinter- valle auf die Frequenz einer internen Störsignalquelle des Radarsensors abge- stimmt ist. Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Kraftfahrzeug mit einem Radar- sensor, in dem das oben beschriebene Verfahren implementiert ist und bei dem die Variationsbreite der Zeitintervalle auf die Frequenz einer im Kraftfahrzeug vorhandenen Störsignalquelle abgestimmt ist. R.404087 15.02.2023 Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeich- nungen näher erläutert. Es zeigen: Fig.1 ein Blockdiagramm eines FMCW-Radarsensors, bei dem die Erfindung anwendbar ist; Fig.2 eine Zusammenstellung von Diagrammen zur Erläuterung der Funktionsweise eines Rapid-Chirp-FMCW-Radarsensors; Fig.3 ein Beispiel eines Modulationsschemas für einen Radarsensor gemäß Fig.2; Fig.4 ein weiteres Beispiel eines Modulationsschemas für ein Rapid- Chirp-FMCW-Radar gemäß einer anderen Ausführungsform; Fig.5 eine vereinfachte Darstellung von Einzelheiten eines Modulati- onsschemas, das auf dem in Fig.4 illustrierten Prinzip beruht; Fig.6 eine andere Variante des Modulationsschemas entsprechend Fig.4; und Fig.7 eine Skizze eines Kraftfahrzeugs mit einem Radarsensor und einer Störsignalquelle. Ein typischer Aufbau eines Radarsensors, auf den die Erfindung anwendbar ist, soll anhand eines in Fig.1 gezeigten Blockschaltbilds erläutert werden. Der R.404087 15.02.2023 Radarsensor weist eine Funktionsgruppe 10 zur Erzeugung eines Sendesig- nals 12 im Radar-Frequenzbereich (76-81 GHz) auf. Dieses Signal wird über parallele Verstärker- und Phasenschieberschaltungen 14 auf Sendeantennen 16 gegeben. Empfangssignale, z.B. die von verschiedenen radarzielen empfangenen Radar- echos, werden über mehrere parallele Empfangsantennen 18 empfangen und über Mischer 20 mit dem Sendesignal 12 gemischt und dadurch zu sogenann- ten Basisbandsignalen mit niedrigeren Frequenzen umgesetzt. Im Basisband- bereich werden die Signale durch geeignet Schaltungen 22 verstärkt, gefiltert und digitalisiert. Die weitere Verarbeitung der Basisbandsignale zur Detektion der Radarziele und zur Berechnung von Messgrößen wie Abständen, Relativgeschwindigkeiten und Ortungswinkeln der Radarziele erfolgt in einer digitalen Verarbeitungsstufe 24. Die Eigenschaften des Radarsensors hinsichtlich der Messung der Entfernung und Geschwindigkeit von Objekten werden im Wesentlichen von der Signal- form, bzw. -modulation der Sendesignale bestimmt. Aktuelle Radarsensoren basieren zumeist auf Variationen der sogenannten Rapid-Chirp- oder Chirp-Se- quence-Modulation, die in Fig.2 illustriert wird ist. Die Frequenz f der Sendesig- nale 12 ist dort als Funktion der Zeit t dargestellt. Eine Modulationssequenz 26 zur Erfassung der Umgebung besteht aus einer Reihe gleichförmiger FMCW- Rampen oder Chirps 28, die mit äquidistantem Zeitabstand TR2R ausgesendet werden. Die digitalen Empfangssignale im Basisband werden je Sende- und Empfangs- kanal mittels einer zweidimensionalen Fouriertransformation (Fast-Fourier- Transformation FFT) in ein Spektrum 30 transformiert. In einer ersten R.404087 15.02.2023 Dimension D1 werden Fouriertransfomationen für die einzelnen Chirps 28 aus- geführt. Die Eingangsgrößen sind dabei die komplexen Amplituden des Basis- bandsignals zu Zeitpunkten, die einer Folge von Stützstellen 32 auf dem Chirp 28 entsprechen. Jeder Leistungspeak 34, 36 im eindimensionalen Spektrum in dieser Dimension D1 entspricht einem Radarziel, zu dem Radarsensor einen bestimmten Abstand aufweist, der zur Frequenz des Peaks proportional ist. In einer zweiten Dimension D2 werden Fouriertransformationen über einander ent- sprechenden Stützstellen 32 in den aufeinanderfolgenden Chirps 28 ausgeführt. Ein reflektiertes Signal führt so im zweidimensionalen Spektrum 30 zu einem Leistungspeak 34', 36', dessen Frequenzlage in der Dimension D2 die Relativ- geschwindigkeit des betreffenden Radarziels angibt. Das Spektrum 30 ist de- menentsprechend in der ersten Dimension D1 in Abstandsbins 38 und in der zweiten Dimension D2 in Geschwindigkeitsbins 40 unterteilt. Innerhalb jedes Abstandsbins 38 stellt die Verteilung der Signalleistung über die Geschwindig- keitsbins 40 ein Dopplerspektrum dar. Bei ausreichender Leistung des Reflexi- onssignals können die den verschiedenen Radarzielen zugeordneten Leis- tungspeaks 34', 36' detektiert und jeweils einem Paar aus Abstandsbin und Ge- schwindigkeitsbin zugeordnet werden. Durch die Modulationsparameter der Chirp-Sequence-Modulation ist jedem Abstandsbin 38 ein bestimmter Bereich von Objektabständen und jedem und jedem Geschwindigkeitsbin 40 ein be- stimmter Bereich von Relativgeschwindigkeiten zugeordnet. Die Koordinaten (Entfernung und Geschwindigkeit) eines georteten Radarziels können so an- hand der Indizes der Abstands- und Geschwindigkeitsbins ermittelt werden. Die Ortungswinkel der Radarziele werden in bekannter Weise anhand der Pha- senbeziehungen zwischen den in den verschiedenen Empfangskanälen emp- fangenen Signalen bestimmt. Erfindungsgemäß wird das oben beschriebene Verfahren, insbesondere das verwendete Modulationsschema, so abgewandelt, dass Signale von bekannten R.404087 15.02.2023 Störquellen im Spektrum 30 gezielter unterdrückt werden können. Anstelle einer zeitlich äquidistanten Aussendung der Chirps, werden die Startzeitpunkte der einzelnen Chirps 28 jeweils um ein nichtlinear variierendes Zeitintervall ∆Tn ver- setzt. Dadurch werden entsprechend die Abtastzeitpunkte für die Dopplerverar- beitung der Empfangssignale des Radarsensors "verzittert" oder "verjittert". Wie in Fig.3 gezeigt ist, werden die Startzeitpunkte tn der Chirps 28 (für n >1) ge- mäß der folgenden Formel (1) bestimmt: tn = t1 + (n-1)T0 + ^Tn (1) Der Abstand zwischen den Startzeitpunkten zweier aufeinanderfolgender Chi- rps 28 setzt sich somit jeweils zusammen aus einem festen Anteil T₀ und einem variablen Zeitintervall ^Tn. Das variable Zeitintervall ^Tn ist dabei stets größer als 0 und kleiner als eine bestimmte Variationsbreite ^. Eine obere Schranke für die Variationsbreite ^ ^ergibt sich daraus, dass die aufeinanderfolgenden Chirps 28 einander nicht überlappen dürfen. Wenn T_r die Rampendauer ist, muss des- halb gelten: ^ ^ ^ T₀ - T_r (2) Die Zeitintervalle ^Tn sollen unregelmäßig, also insbesondere nichtlinear variie- ren und können beispielsweise mit Hilfe eines Zufallszahlengenerators erzeugt werden. Wahlweise kann auch eine feste Folge von Zeitintervallen ^Tn vorge- geben werden, die sich nach einer bestimmten (möglichst großen) Anzahl von Chirps 28 wiederholt. Vorzugsweise sind die Zeitintervalle gleichmäßig über das Intervall [0, ^] verteilt. In Fig.4 ist eine andere Variante eines herkömmlichen Chirp-Sequence-Verfah- rens dargestellt. Dabei sind jeweils mehrere Chirps 28, die in gleichmäßigen Abständen aufeinanderfolgen, zu Paketen P1, P2, ..., Pn zusammengefasst , die R.404087 15.02.2023 durch gewisse Zeitlücken voneinander getrennt sind. Die Mittenfrequenz f1, f2, ..., fn der Chirps 28 ist von Paket zu Paket verschieden und wird über die Se- quenz der Pakete linear variiert. Bei den bekannten Verfahren dieser Art sind die Startzeitpunkte ^1, ^2, …, ^n der Pakete P1, P2, …, Pn durch konstante Zeit- abstände T_p2p voneinander getrennt. Eine mögliche Adaption der Erfindung an diese Version des Chirp-Sequence- Verfahrens ist in Fig.5 dargestellt. Hier sind nur die Anfangssequenzen dreier aufeinanderfolgender Pakete P_n, P_n+1, P_n+2 gezeigt. Das Intervall zwischen den Anfangszeitpunkten ^_m, ^_m+1 bzw. ^_m+1 ^ ^ ^_m+2 zweier aufeinanderfolgender Pakete setzt sich jeweils zusammen aus einem festen Anteil T0 und einem variablen Zeitintervall ^T_n+1 bzw. ^T_n+2. Die Abstände T_R2R zwischen den Startzeitpunkten aufeinanderfolgender Chirps 28 innerhalb jedes Pakets sind dagegen konstant. Auch die Zeitintervalle ^Tn+1, ^ ^ ^ ^können nur innerhalb einer bestimmten Variati- onsbreite ^ variieren, die in diesem Fall dadurch beschränkt ist, dass die aufei- nanderfolgenden Pakete einander nicht überlappen dürfen. Je größer die Zeitlü- cken zwischen den einzelnen Paketen Pn, … sind, desto mehr Spielraum be- steht für die Variation der Zeitintervalle ^T_n+1 ^ ^… . Fig.6 zeigt eine Ausführungsvariante, bei der die Startzeitpunkte ^_n, ^_n+1 … der Pakete in der gleichen Weise variieren wie in Fig.5, bei der jedoch zusätzlich auch die Startzeitpunkte der Chirps 28 innerhalb jedes Pakets variiert werden. Innerhalb jedes Pakets setzen sich die Intervalle zwischen den Startzeitpunkten der Chirps zusammen aus einem festen Anteil T0 und einem variablen Anteil ^T2, ^T3 bzw. ^TK, ^TK+1. Die Indizes k und k+1 symbolisieren dabei, dass die Folge, in der die Zeitintervalle variieren, für verschiedene Pakete unterschied- lich sein kann. Wahlweise kann natürlich auch für alle Pakete dasselbe Variati- onsschema verwendet werden. R.404087 15.02.2023 Die Wirkung der Variation der Zeitintervalle ^Tn lässt sich anhand des folgen- den Signalmodells erläutern. Für die Phasen ^_n der von dem n-ten Chirp bzw. dem n-ten Paket erhaltenen Empfangssignale aufgrund einer Reflektion an ei- nem einzelnen Objekt gilt die Beziehung: ^_n = 4^ (f_^/c) ∙ v ∙ t_n + ^₀ = 4^ (f_^/c) ∙ v ∙ (n ∙ T₀ + ^T_n) (3) Darin ist f_^ die Mittenfrequenz des Chirps bzw. des Pakets, c die Lichtgeschwin- digkeit, v die Relativgeschwindigkeit des Objekts, der Startzeitpunkt des n-ten Chirps bzw. des n-ten Pakets, und ^₀ die Phase des Empfangssignals, das man für ein Objekt mit der Relativgeschwindigkeit v = 0 erhalten würde. Falls dem Empfangssignal ein Störsignal mit der Frequenz fi überlagert ist, so gilt die Beziehung: ^n = 2^ ((2f^/c) ∙ v + fi) ∙ tn + ^0 = 4^ (f_^/c) ∙ v ∙ (n ∙ T₀ + ^T_n) + 2^ ∙ f_i ∙ (n ∙ T₀ + ^T_n) + ^₀ (4) In diesem Ausdruck ist (2f_^/c) die Dopplerfrequenz f_d, die im Spektrum 30 mög- lichst genau bestimmt werden sollte, um die Relativgeschwindigkeit v zu mes- sen. Also gilt: ^_n = 2^ f_d ∙ (n ∙ T₀ + ^T_n) + 2^ ∙ f_i ∙ (n ∙ T₀ + ^T_n) + ^₀ = 2^ f_d ∙ n ∙ T₀ + 2^ f_d ∙ ^T_n + 2^ f_i ∙ n ∙ T₀ + 2^ f_i ^T_n + ^₀ (5) Die Variation der Zeitintervalle ^Tn führt zu einer gewollten Phasenmodulation des Störsignals aufgrund des Störsignalterms 2^ fi ^Tn und zu einer uner- wünschten Phasenmodulation des Nutzsignals aufgrund des Nutzsignalterms 2^ fd ∙ ^Tn. Diese Phasenmodulationen bewirken aufgrund der Fouriertransfor- mation in der zweiten Dimension D2 eine "Verschmierung" des Leistungspeaks über einen Frequenzbereich, der sich über mehrere Geschwindigkeitsbins R.404087 15.02.2023 erstrecken kann, und eine entsprechende Abflachung des Peaks. Um ein Stör- signal mit einer hohen Störsignalfrequenz fi zu unterdrücken, kann man nun die Variationsbreite ^ der Zeitintervalle ^T_n so wählen, dass sie in der Größenord- nung ^ = 1/2f_i liegt. Der Störsignalpeak wird dann wie gewünscht verbreitert und abgeflacht, so dass er nicht mehr fälschlich als Reflex von einem Objekt inter- pretiert wird. Darüber hinaus werden alle ungeraden Harmonischen der Störsig- nalfrequenz unterdrückt, weil die Chirp-Sequenz aufgrund der Phasenmodula- tion aus Paaren von Chirps besteht, deren Phasen um 180° gegeneinander ver- setzt sind. Bei dem Nutzsignalpeak ist die Verschmierung dagegen um den Faktor 1/ f_i << 1 kleiner, und Nebenzipfel des Nutzsignalpeaks werden unab- hängig von der Dopplerfrequenz des Objekts wirksam unterdrückt, so dass das reale Radarziel gut detektierbar bleibt. In Fig.7 ist schematisch ein Kraftfahrzeug 42 gezeigt, das eine Störsignalquelle 44 mit einem bekannten Frequenzspektrum enthält. Außerdem weist dieses Kraftfahrzeug einen Radarsensor 46 auf, der nach dem oben beschriebenen Prinzip arbeitet. Die Variationsbreite ^ ist in dem Radarsensor 46 auf die domi- nierende Störsignalfrequenz fi der Störsignalquelle 44 abgestimmt, so dass de- ren Störsignale bei der Auswertung der Radarechos wirksam unterdrückt wer- den.

Claims

R.404087 15.02.2023 Ansprüche 1. Verfahren zur Unterdrückung von Störsignalen mit bekanntem Störsig- nalfrequenzspektrum in einem Rapid-Chirp-FMCW-Radarsensor (46) für Kraft- fahrzeuge (42), bei dem ein durch Mischung eines gesendeten Signals mit ei- nem empfangenen Signal gebildetes Basisbandsignal einer mindestens zweidi- mensionalen diskreten Fouriertransformation unterzogen wird, wobei eine (D2) der mindestens zwei Dimensionen (D1, D2) ein Dopplerspektrum repräsentiert, das heißt, ein Spektrum von durch Radialgeschwindigkeiten von Radarzielen relativ zum Radarsensor bedingten Dopplerfrequenzen, und bei dem die Start- zeitpunkte von Chirps (28) im gesendeten Signal derart gewählt werden, dass ihre Abstände um nichtlinear variierende Zeitintervalle ^T_n voneinander abwei- chen, dadurch gekennzeichnet, dass die Variationsbreite ^ der Zeitintervalle ^t_n in Abhängigkeit vom Störsignalfrequenzspektrum so gewählt wird, dass min- destens eine Störsignalfrequenz fi im Dopplerspektrum gezielt unterdrückt wird. 2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das gesendete Signal aus einer Folge von Paketen (P1, …, Pn ) besteht, die jeweils mehrere Chirps 28 umfas- sen und durch Zeitlücken voneinander getrennt sind, und bei dem die Abstände zwischen den Startzeitpunkten ^1, …, ^n der Pakete (P1, … Pn)) um nichtlinear variierende Zeitintervalle ^tn voneinander abweichen. 3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Chirps (28) innerhalb jedes Pa- kets äquidistante zeitliche Abstände TR2R zueinander aufweisen. 4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, bei dem die zu verschiedenen Pake- ten(P1, … Pn) gehörenden Chirps (28) sich in ihrer Mittenfrequenz (f1, f2) vonei- nander unterscheiden. R.404087 15.02.2023 5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, zur Unterdrückung von Störsignalen mit einer dominierenden Störsignalfrequenz fi, bei dem die Va- riationsbreite ^ der Zeitintervalle ^T_n zwischen 1/4f_i und 1/f_i beträgt. 6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die zeitli- chen Abstände zwischen den Startzeitpunkten (t1, …, tn; ^1, …, ^n) der Chirps (28) bzw. der Rampen (P1, … Pn ) sich jeweils additiv zusammensetzen aus ei- nem festen Anteil (T₀) und dem variierenden Zeitintervall( ^T_1, ^ ^ ^ ^ ^ ^T_n ^ ^ ^wobei die aufeinanderfolgenden Zeitintervalle ( ^T_{1, ...,} ^T_n ) eine Zufallsfolge oder Pseudozufallsfolge bilden und gleichmäßig über das Intervall [0, ^] verteilt sind. 7. Radarsensor, der eine interne Störsignalquelle aufweist und in dem das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zur Unterdrückung von Störsignal- frequenzen fi der internen Störsignalquelle implementiert ist. 8. Kraftfahrzeug (42) mit einer internen Störsignalquelle (44) und einem Ra- darsensor (46), in dem das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zur Unterdrückung von Störsignalfrequenzen der Störsignalquelle (44) implemen- tiert ist.