DE112020003906T5

DE112020003906T5 - Mehrzielradaremulatorsystem

Info

Publication number: DE112020003906T5
Application number: DE112020003906.4T
Authority: DE
Inventors: Gregory S. Lee
Original assignee: Keysight Technologies Inc
Current assignee: Keysight Technologies Inc
Priority date: 2019-08-20
Filing date: 2020-05-06
Publication date: 2022-05-05
Also published as: US11543489B2; CN114258498B; JP7646630B2; US20210055384A1; WO2021034357A1; CN114258498A; JP2022545066A

Abstract

Ein System (100) zum Testen von Fahrzeugradar wird beschrieben. Das System (100) umfasst ein diffraktives optisches Element (104) (DOE (104)), das konfiguriert ist, elektromagnetische Wellen zu beugen, die von einem Radar-Testobjekt (DUT) auf eine erste Seite (103) auftreffen. Das System (100) umfasst auch ein Rück-Beleuchtungselement, das angepasst ist, die elektromagnetischen Wellen zu empfangen, die von dem DOE (104) von einer zweiten Seite (105) gebeugt werden. Das Rück-Beleuchtungselement ist angepasst, um elektromagnetische Wellen eines scheinbaren Ankunftswinkels (AoA) zurück zu dem DOE (104) zu senden.

Description

Hintergrund
Millimeterwellen resultieren aus Schwingungen bei Frequenzen in dem Frequenzspektrum zwischen 30 Gigahertz (GHz) und 300 Gigahertz. Die Millimeterwellen(mm-Wellen)-Kraftfahrzeug-Radartechnik ist eine Schlüsseltechnologie für existierende hochentwickelte Fahrerassistenzsysteme (ADAS; ADAS = advanced driver-assistance systems) und für geplante Systeme autonomen Fahrens. Die Millimeterwellen-Kraftfahrzeug-Radartechnik wird beispielsweise in hochentwickelten Fahrerassistenzsystemen verwendet, um vor Vorwärtskollisionen und Rückwärtskollisionen zu warnen. Zusätzlich kann die Millimeterwellen-Kraftfahrzeug-Radartechnik in geplanten Systemen autonomen Fahrens eingesetzt werden, um eine adaptive Temporegelung und autonomes Parken zu implementieren, und letztendlich zum autonomen Fahren auf Straßen und Autobahnen. Die Millimeterwellen-Kraftfahrzeug-Radartechnik hat Vorteile gegenüber anderen Sensorsystemen, und zwar dahingehend, dass die Millimeterwellen-Kraftfahrzeug-Radartechnik unter den meisten Wetterbedingungen sowie bei Licht und Dunkelheit arbeiten kann. Eine Anpassung der Millimeterwellen-Kraftfahrzeug-Radartechnik hat die Kosten so weit gesenkt, dass die Millimeterwellen-Kraftfahrzeug-Radartechnik nun im großen Maßstab eingesetzt werden kann. Folglich werden Millimeterwellen-Kraftfahrzeug-Radargeräte nun verbreitet für Fern-, Mittel- und Nahbereichs-Umgebungs-Erfassung in hochentwickelten Fahrerassistenzsystemen eingesetzt. Zusätzlich werden Millimeterwellen-Kraftfahrzeug-Radargeräte wahrscheinlich verbreitet in Systemen autonomen Fahrens eingesetzt werden, die sich aktuell in der Entwicklung befinden.
Tatsächliche Fahrumgebungen, in denen Kraftfahrzeug-Radare eingesetzt werden können, können stark variieren und viele derartige Fahrumgebungen können komplex sein. Beispielsweise können tatsächliche Fahrumgebungen zahlreiche Objekte enthalten und einige Objekte, die in tatsächlichen Fahrumgebungen vorkommen, haben komplizierte Reflexions- und Beugungscharakteristika, die Echosignale beeinflussen. Die unmittelbaren Folgen eines falschen Erfassens und/oder Interpretierens von Echosignalen können sein, dass falsche Warnungen oder unsachgemäße Reaktionen ausgelöst werden oder Warnungen oder Reaktionen, die ausgelöst werden sollten, nicht ausgelöst werden, was letztendlich zu Unfällen führen kann.
Folglich sind Autohersteller und die Kraftfahrzeug-Radar-Hersteller bestrebt, Fahrbedingungen elektronisch zu emulieren, um Kraftfahrzeug-Radarsysteme mit optimal genauer Leistung bereitzustellen.
Einfachziel-Radar-Emulatoren sind bekannt. Eine Emulation eines tatsächlichen Fahrszenarios erfordert jedoch eine Emulation mehrerer Ziele. Beispielsweise könnte ein Wagen in derselben Spur vor dem mit Radar ausgerüsteten Fahrzeug fahren, ein LKW könnte weiter vorne eine Spur weiter links fahren, ein Fahrradfahrer könnte weiter vorne auf dem Trennstreifen der rechten Spur fahren und ein weiteres Fahrzeug könnte im entgegenkommenden Verkehr versuchen, über eine rote Ampel zu fahren. Eine Emulation eines scheinbaren Ankunftswinkels (AoA, angle of arrival) unter Verwendung bekannter Geräte ist langsam und aufgrund der teuren Elektronik nicht auf größere Anzahlen skalierbar. Ferner wird in den meisten bekannten Emulatoren lediglich ein unvollständiger Teilsatz aus Reichweite, Geschwindigkeit und AoA emuliert.
Daher ist ein System zum Emulieren mehrerer Ziele, die einem Radarsystem begegnen, erforderlich, welches zumindest die Nachteile der oben beschriebenen bekannten Radaremulatoren überwindet.
Figurenliste
Die beispielhaften Ausführungseispiele sind am besten verständlich von der folgenden detaillierten Beschreibung im Zusammenhang mit den angehängten Figuren. Es wird betont, dass die verschiedenen Merkmale nicht notwendigerweise maßstabsgerecht sind. In der Tat können die Abmessungen beliebig vergrößert oder verkleinert werden, um die Erörterung zu verdeutlichen. Wo es angemessen und praktisch ist, beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Elemente.

1 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm, das ein System zum Testen von Fahrzeugradar gemäß einem darstellenden Ausführungsbeispiel zeigt.
2 ist ein vereinfachtes Diagramm bestimmter Komponenten eines Systems zum Testen von Fahrzeugradar gemäß einem darstellenden Ausführungsbeispiel.
3 ist eine perspektivische Ansicht eines diffraktiven optischen Elements (DOE) gemäß einem darstellenden Ausführungsbeispiel.
4 ist ein vereinfachtes Schaltbild einer Modulierte-Reflexion-Vorrichtung (MRD; MRD = modulated reflective device) gemäß einem darstellenden Ausführungsbeispiel.
5A ist ein Graph der Frequenz über der Zeit eines Chirp-Signals gemäß einem darstellenden Ausführungsbeispiel.
5B ist ein Graph der Frequenz über der Zeit eines Chirp-Signals gemäß einem darstellenden Ausführungsbeispiel.
6A ist ein vereinfachtes schematisches Schaltbild einer Rück-Beleuchtungsvorrichtung gemäß einem darstellenden Ausführungsbeispiel.
6B zeigt Phasenbeziehungen von Gleichphase- und Quadratur-Komponenten von Mischern von MRD von 6A gemäß einem darstellenden Ausführungsbeispiel.
7 ist ein vereinfachtes Diagramm bestimmter Komponenten eines Systems zum Testen von Fahrzeugradar, einschließlich aktiver Echounterdrückung gemäß einem darstellenden Ausführungsbeispiel.

Detaillierte Beschreibung
In der folgenden detaillierten Beschreibung werden zu Erläuterungs- und nicht zu Beschränkungszwecken darstellende Ausführungsbeispiele beschrieben, die spezifische Einzelheiten offenbaren, um ein gründliches Verständnis eines Ausführungsbeispiels gemäß den vorliegenden Lehren bereitzustellen. Beschreibungen bekannter Systeme, Vorrichtungen, Materialien, Betriebsverfahren und Herstellungsverfahren können ausgelassen werden, um das Behindern der Beschreibung der darstellenden Ausführungsbeispiele zu vermeiden. Trotzdem liegen Systeme, Vorrichtungen, Materialien und Verfahren, die innerhalb des Fachwissens eines Durchschnittsfachmanns auf diesem Gebiet liegen, innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Lehren und können gemäß darstellenden Ausführungsbeispielen verwendet werden. Es ist klar, dass die hierin verwendete Terminologie nur dem Zweck des Beschreibens bestimmter Ausführungsbeispiele dient und nicht beschränkend sein soll. Die definierten Begriffe sind zusätzlich zu den technischen und wissenschaftlichen Bedeutungen der definierten Begriffe, wie sie üblicherweise verstanden werden und auf dem technischen Gebiet der vorliegenden Lehren anerkannt sind.
Obwohl die Begriffe erste/r, zweite/r, dritte/r, etc. hierin verwendet werden können, um verschiedene Elemente oder Komponenten zu beschreiben, ist klar, dass diese Elemente oder Komponenten nicht durch diese Begriffe begrenzt werden sollten. Die Begriffe werden lediglich verwendet, um ein Element oder eine Komponente von einem anderen Element oder einer anderen Komponente zu unterscheiden. Somit könnte ein erstes Element oder eine erste Komponente, die nachfolgend erörtert werden, als ein zweites Element oder eine zweite Komponente bezeichnet werden, ohne von den Lehren der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
Die hierin verwendete Terminologie dient dem Zweck des Beschreibens bestimmter Ausführungsbeispiele und soll nicht beschränkend sein. Wie sie hierin in der Beschreibung und den angehängten Ansprüchen verwendet werden, sollen die Singularformen von Begriffen „ein“, „eine“ und „der, die das“ sowohl Singular- als auch Pluralformen umfassen, es sei denn, der Kontext gibt dies eindeutig anderweitig vor. Außerdem spezifizieren die Begriffe „weist auf und/oder „aufweisend“ und/oder ähnliche Begriffe, die in dieser Beschreibung verwendet werden, das Vorliegen der aufgeführten Merkmale, Elemente und/oder Komponenten, aber schließen das Vorliegen oder das Hinzufügen eines oder mehrerer anderer Merkmale, Elemente, Komponenten oder Gruppen derselben nicht aus. Wie er hierin verwendet wird, umfasst der Begriff „und/oder“ jede und alle Komponenten von einem oder mehreren der zugeordneten aufgelisteten Elemente.
Sofern nicht anderweitig angemerkt, wenn ein Element oder eine Komponente als „verbunden mit“ oder „gekoppelt mit“ oder „benachbart zu“ einem anderen Element oder einer anderen Komponente bezeichnet wird, ist klar, dass das Element oder die Komponente mit dem anderen Element oder der anderen Komponente direkt verbunden oder gekoppelt sein kann oder dazwischenliegende Elemente oder Komponenten vorliegen können. Das heißt, diese und ähnliche Begriffe umfassen Fälle, wo ein oder mehrere Zwischenelemente oder Zwischenkomponenten verbindet werden können, um zwei Elemente oder Komponenten zu verbinden. Wenn jedoch ein Element oder eine Komponente als „direkt verbunden“ mit einem anderen Element oder Komponente bezeichnet wird, umfasst dies nur Fälle, wo die zwei Elemente oder Komponenten ohne dazwischenliegende oder dazwischen angeordnete Elemente oder Komponenten verbunden sind.
Wie hierin in Verbindung mit verschiedenen darstellenden Ausführungsbeispielen beschrieben ist, wird ein System zum Testen von Fahrzeugradar offenbart. Das System weist ein diffraktives optisches Element (DOE; DOE = diffractive optical element) auf, das konfiguriert ist, elektromagnetische Wellen, die auf eine erste Seite von einem Testobjekt auftreffen, zu beugen. Das System weist auch ein Rück-Beleuchtungselement (Re-Illuminationselement) auf, das angepasst ist, um die elektromagnetischen Wellen zu empfangen, die von dem DOE von einer zweiten Seite gebeugt werden. Das Rück-Beleuchtungselement ist angepasst, elektromagnetische Wellen eines scheinbaren Ankunftswinkels (AoA) zurück zu dem DOE zu übertragen. Das System weist auch eine Steuerung auf, die einen Speicher umfasst, der Anweisungen speichert, und einen Prozessor, der die Anweisungen ausführt. Die Steuerung steuert das Rück-Beleuchtungselement und ist konfiguriert, Leistungstesten an dem Fahrzeugradar mit einer Mehrzahl von Zielen durchzuführen.
1 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm, das ein System 100 zum Testen von Fahrzeugradar gemäß einem darstellenden Ausführungseispiel zeigt. Wie es für einen Durchschnittsfachmann auf diesem Gebiet klar sein wird, dem die Vorteile der vorliegenden Offenbarung vorliegen, ist ein möglicher Fahrzeugradar ein Kraftfahrzeugradar, der aktuellen und zukünftigen Kraftfahrzeuganwendungen in verschiedenen Funktionen verwendet wird. Es wird jedoch betont, dass das aktuell beschriebene System 100 zum Testen von Fahrzeugradar nicht auf Kraftfahrzeugradarsysteme begrenzt ist und auf andere Fahrzeugtypen angewendet werden kann, einschließlich Busse, Motorräder, motorisierte Fahrräder (z. B. Roller) und andere Fahrzeuge, die ein Fahrzeugradarsystem verwenden könnten.
Gemäß einem darstellenden Ausführungsbeispiel ist das System 100 angeordnet, um ein Radar-Testobjekt 102 zu testen und weist ein diffraktives optisches Element 104 und eine Mehrzahl von Rück-Beleuchtungsvorrichtungen 106 auf. Jede der Rück-Beleuchtungsvorrichtungen 106 weist eine Antenne 108 und eine MRD 110 auf. Wie es hierin näher beschrieben wird, gibt es für jedes emulierte Ziel eine Rück-Beleuchtungsvorrichtung.
Das System weist auch einen Computer 112 auf. Der darstellende Computer 112 weist eine hierin beschriebene Steuerung 114 auf. Die hierin beschriebene Steuerung 114 kann eine Kombination aus einem Speicher 116, der Anweisungen speichert, und einem Prozessor 118 umfassen, der die Anweisungen ausführt, um hierin beschriebene Prozesse zu implementieren. Die Steuerung 114 kann in einem Arbeitsplatzrechner, wie z. B. dem Computer 112 oder einer anderen Anordnung aus einer oder mehreren Rechenvorrichtungen, einer Anzeige/einem Bildschirm und einem oder mehreren Eingabegeräten (z. B. eine Tastatur, Joysticks und Maus) in der Form eines selbständigen Rechensystems, eines Client-Computers eines Serversystems, eines Tischcomputers oder eines Tablets untergebracht oder damit verbunden sein. Der Begriff „Steuerung“ umfasst auf eine breite Weise alle strukturellen Konfigurationen, wie es auf dem Gebiet der vorliegenden Offenbarung klar ist und beispielhaft in der vorliegenden Offenbarung beschrieben ist, einer anwendungsspezifischen Hauptplatine oder einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung zum Steuern einer Anwendung verschiedener Prinzipien, wie sie in der vorliegenden Offenbarung beschrieben sind. Die strukturelle Konfiguration der Steuerung kann Folgendes umfassen, ist aber nicht darauf beschränkt: Prozessoren), computernutzbare(s)/computerlesbare(s) Speichermedium(en), ein Betriebssystem, Anwendungsmodul(e), Peripheriegerätesteuerung(en), Schlitz(e) und Tor(e).
Obwohl der Computer 112 vernetzte Komponenten zeigt, können zusätzlich zwei solche Komponenten in einem einzigen System integriert sein. Beispielsweise kann der Computer 112 mit einer Anzeige (nicht gezeigt) und/oder mit dem System 100 integriert sein. Das heißt, bei einigen Ausführungsbeispielen kann eine Funktionalität, die dem Computer 112 zugeschrieben ist, implementiert sein durch (z. B. durchgeführt durch) das System 100, das das erste medizinische Bilderzeugungssystem 410 umfasst. Andererseits können die vernetzten Komponenten des Computers 112 auch räumlich verteilt sein, wie z. B. in unterschiedlichen Zimmern oder unterschiedlichen Gebäuden verteilt sein, in welchem Fall die vernetzten Komponenten über Datenverbindungen verbunden sein können. Bei noch einem weiteren Ausführungsbeispiel ist eine oder mehrere der Komponenten des Computers 112 mit den anderen Komponenten nicht über eine Datenverbindung verbunden, sondern stattdessen manuell mit einer Eingabe oder Ausgabe versehen, wie z. B. durch einen Speicherstick oder eine andere Form von Speicher. Bei noch einem weiteren Ausführungsbeispiel kann hierin beschriebene Funktionalität basierend auf einer Funktionalität der Elemente des Computers 112 aber außerhalb des Systems 100 durchgeführt werden.
Obwohl die verschiedenen Komponenten des Systems 100 in Verbindung mit darstellenden Ausführungsbeispielen nachfolgend näher beschrieben werden, wird aktuell eine Beschreibung der Funktion des Systems 100 präsentiert.
Beim Betrieb emittiert das Radar-Testobjekt 102 Signale (darstellend Millimeterwellensignale), die auf eine erste Seite 103 des DOE 104 auftreffen. Wie es hierin näher beschrieben wird, werden die Signale von dem Radar-Testobjekt 102 durch das DOE 104 gebeugt und an einer jeweiligen der Antennen 108 fokussiert, die, wie es nachfolgend näher beschrieben wird, vorteilhafterweise Antennen mit vergleichsweise hohem Gewinn sind. Daher beugt das DOE 104 die einfallende Welle in einem bestimmten Winkel relativ zu der zweiten Seite 105 und jede gebeugte Welle wird auf eine jeweilige der Antennen 108 fokussiert. Es ist anzumerken, dass die jeweiligen Brennpunkte (alternativ Fokuspunkte) an jeder der Antennen 118 ein Ziel darstellen, das durch das System 100 emuliert wird.
Erneut trifft jedes der Signale, die durch das DOE 104 gebeugt werden, auf eine jeweilige der Antennen 108 der Rück-Beleuchtungsvorrichtungen 106. Die Signale, die auf die Antennen 108 auftreffen, werden an eine jeweilige der MRD 110 geliefert. Wie es hierin näher beschrieben wird, wird basierend auf einer Eingabe von der Steuerung eine Frequenzmodulation der auftreffenden Signale in jeder der MRD bewirkt und emuliert vorteilhafterweise einen Abstand eines Ziels von dem Radar-Testobjekt 102 oder eine Geschwindigkeit eines Ziels relativ zu dem Radar-Testobjekt 102 oder beides. Darüber hinaus, und erneut, wie es nachfolgend näher beschrieben wird, werden Azimut (± x-Richtung in dem Koordinatensystem von 1) und Elevation (± z-Richtung in dem Koordinatensystem von 1) durch die Antenne 108 emuliert, die auf darstellende Weise mechanisch kardanisch aufgehängt sind, oder eine Kombination aus mechanischer kardanischer Aufhängung und elektronischer Emulation.
Die rück-beleuchteten Signale treffen auf die zweite Seite 105 des DOE 104 auf und werden erneut gebeugt und treffen auf das Radar-Testobjekt 102. Der Computer 112 empfängt die Signale von dem Radar-Testobjekt 102 für eine weitere Analyse der Genauigkeit des Radar-Testobjekts 102.
2 ist ein vereinfachtes Diagramm bestimmter Komponenten eines Systems 200 zum Testen von Fahrzeugradar gemäß einem darstellenden Ausführungsbeispiel. Aspekte des Systems 100, die in Verbindung mit den darstellenden Ausführungsbeispielen von 1 beschrieben sind, können gleich sein wie bei dem System 200, das aktuell beschrieben wird, obwohl dieselben nicht wiederholt werden.
Das System 200 ist konfiguriert, um ein Radar-Testobjekt 202 zu testen und weist eine DOE 204, eine erste Rück-Beleuchtungsantenne 206, eine zweite Rück-Beleuchtungsantenne 208, eine dritte Rück-Beleuchtungsantenne 210 und eine vierte Rück-Beleuchtungsantenne 212 auf.
Jede der ersten bis vierten Rück-Beleuchtungsantennen 206 - 212 ist mit Verzögerungselektronik 214 verbunden, die zumindest eine MRD (in 2 nicht gezeigt) umfasst, und dieselben werden nachfolgend näher beschrieben.
Wie es ebenfalls nachfolgend in Verbindung mit 3 beschrieben ist, ist das DOE 204 eine Verallgemeinerung einer Fresnel-Linse mit Beugungselementen, die Abmessungen aufweisen, die ausgewählt sind, um eine elektromagnetische Strahlung eines gewünschten Frequenzbereichs zu beugen. Wie oben angemerkt, sind die Radarsignale des Radar-Testobjekts der vorliegenden Lehren in dem Millimeterwellenbereich.
Das DOE 204 hat einen einzelnen Brennpunkt 216 (alternativ einzelnen „Fokuspunkt“) auf einer DOE-Achse 217 auf einer Seite 219 und an dem Radar-Testobjekt 202; und eine Mehrzahl von Brennpunkten (alternativ Mehrzahl von Fokuspunkten) auf einer Seite gegenüber der Seite 217, die der ersten bis vierten Rück-Beleuchtungsantenne 206 - 212 zugewandt ist. Jeder Brennpunkt der Mehrzahl von Fokuspunkten ist an einem Eingang von einer der ersten bis vierten Rück-Beleuchtungsantennen 206 - 212 angeordnet. Allgemein ist die Anzahl der Mehrzahl von Fokuspunkten auf der Seite gegenüber der Seite 219 gewählt, um die maximale Anzahl möglicher Ziele zu sein. Bei bestimmten darstellenden Ausführungsbeispielen fokussiert das DOE 204 Signale von dem Radar-Testobjekt an 10 oder mehr Stellen. Eine Signalemulation des Radar-Testobjekts 202 erfordert eine Platzierung einer geeigneten Empfangsvorrichtung (z. B. einer Hornantenne, die für die Frequenz der Radar-Testobjekt-Signale ausgewählt ist, die Empfänger sind und rück-beleuchtet sind) an Stellen, an denen die Signale von dem DOE 204 fokussiert werden. Es ist anzumerken, dass die Anzahl von emulierten Zielen durch die Auswahl der Anzahl von Rück-Beleuchtungsantennen oder die Anzahl von aktiven Rück-Beleuchtungsantennen gesteuert wird. Daher, obwohl Radarsignale, die von dem einzelnen Fokuspunkt 216 an dem Radar-Testobjekt 202 gesendet werden, zu den mehreren Fokuspunkten auf der Seite gegenüber der Seite 219 gebeugt werden, kann Zielemulation nicht für jedes gebeugte Signal durchgeführt werden.
Gemäß einem darstellenden Ausführungsbeispiel ist jede der ersten bis vierten Rück-Beleuchtungsantennen 206 - 212 eine Antenne mit vergleichsweise hohem Gewinn, die einen Gewinn von zumindest etwa 20 dBi aufweiset. Es ist anzumerken, dass die erste bis vierte Rück-Beleuchtungsantenne 206 - 212 keine Dipolhornantennen oder Hornantennen mit geringem Gewinn sind, da solche Vorrichtungen zu viele (wenn nicht sogar alle) der DOE 204 rück-beleuchten können, was Fehler bei den AoA der emulierten Ziele verursacht. Stattdessen werden die erste bis vierte Rück-Beleuchtungsantenne 206 - 212 bei bestimmten darstellenden Ausführungsbeispielen als punktfokussierende Antennen betrachtet. Darstellenderweise liegt die Brennweite einer punktfokussierenden Antenne zwischen etwa 30 % und etwa 100 % des Abstands zwischen dem Brennpunkt an der bestimmten punktfokussierenden Antenne und dem DOE 204. Die Punktgröße hat darstellenderweise einen Durchmesser in dem Bereich von etwa 1 cm und etwa 6 cm.
Beim Betrieb treffen Radarsignale von dem einzelnen Brennpunkt 216 des Radar-Testobjekts 202 auf das DOE 204 auf und werden durch das DOE 204 gebeugt. Das einzelne Radarsignal, das von dem Radar-Testobjekt 202 übertragen wird, trifft auf die Seite 219 auf und tritt nach der Beugung als eine Mehrzahl von Funksignalen von der Seite des DOE 204 gegenüber der Seite 219 aus. Jedes dieser mehreren austretenden Radarsignale wird durch das DOE 204 gebeugt und an einer der ersten bis vierten Rück-Beleuchtungsantennen 206 - 212 fokussiert. Die Radarsignale, die auf die erste bis vierte Rück-Beleuchtungsantenne 206 - 212 auftreffen, werden in die Verzögerungselektronik eingegeben, die die Zielabstände und relative Geschwindigkeiten zwischen dem Ziel und dem Radar-Testobjekt 202 emuliert.
Bei bestimmten darstellenden Ausführungsbeispielen werden Azimut (Position relativ zu der DOE-Achse 217 entlang der x-Richtung des Koordinatensystems von 2) und Elevation (Position relativ zu der DOE-Achse 217 entlang der y-Richtung des Koordinatensystems von 2) des emulierten Signals von jedem der Ziele emuliert durch kardanisches Aufhängen (als Pfeile gezeigt) der ersten bis vierten Rück-Beleuchtungsantennen 206 - 212. Bei anderen hierin beschriebenen darstellenden Ausführungsbeispielen wird eine der Azimut- oder Elevation-Ausrichtungen (d. h. Winkelausrichtungen) von rück-beleuchteten Radarsignalen von der ersten bis vierten Rück-Beleuchtungsantenne 206 - 212 zu der Seite des DOE 204 gegenüber der Seite 219 elektronisch bewirkt, unter Verwendung von Komponenten der hierin offenbarten Verzögerungselektronik. Entsprechend wird bei bestimmten darstellenden Ausführungsbeispielen eine Kombination aus mechanischer kardanischer Aufhängung der ersten bis vierten Rück-Beleuchtungsantenne 206 - 212 und elektronische Strahlformung verwendet, um den Teilbereich der Seite des DOE gegenüber der Seite 219 zu bestimmen, und schließlich die emulierte Position und Ausrichtung eines Ziels. Anders ausgedrückt, gemäß bestimmten darstellenden Ausführungsbeispielen kann eine Emulation von beiden AoA-Freiheitsgraden (Azimut und Elevation) vollständig mechanisch ohne elektronische Steuerung ausgeführt werden; oder mechanisch für einen AoA-Freiheitsgrad (z. B. scheinbare Elevation) und elektronisch für den anderen AoA-Freiheitsgrad (z. B. scheinbarer Azimut).
Gemäß bestimmten darstellenden Ausführungsbeispielen sind die erste bis vierte Rück-Beleuchtungsantenne 206 - 212 Antennen mit vergleichsweise hohem Gewinn und, wie oben angemerkt, können dieselben sogenannte punktfokussierende Antennen sein, wie z. B. Linsen-Hornantennen. Daher empfangen die erste bis vierte Rück-Beleuchtungsantenne 206 - 212 des dargestellten Ausführungsbeispiels Radarsignale, die zu den mehreren Fokuspunkten an jeweiligen Positionen der Eingänge in die erste bis vierte Rück-Beleuchtungsantenne 206 - 212 gebeugt werden, und vier (oder mehr oder weniger, in Abhängigkeit von der gewünschten Anzahl von Zielen) eher kleine Teilbereiche des DOE 204 rück-beleuchten. Das rück-beleuchtete Millimeterwellen-DOE 204 stellt scheinbare Azimut- und Elevationswinkel der Teilbereichpunkte auf der Normalen zu dem Radar-Testobjekt 202 dar und liefert somit emulierte AoA der emulierten Ziele. Diese rück-beleuchteten Radarsignale werden dann durch das Radar-Testobjekt 202 empfangen und die Genauigkeit des Radar-Testobjekts 202 wird unter Verwendung eines Computers (z. B. Computer 112) bestimmt.
Wie es in 2 gezeigt ist, gibt es vier Bereiche O₁, O₂, O₃ und O₄, wo die Radarsignale von der ersten bis vierten Rück-Beleuchtungsantenne 206 - 212 auf das DOE 204 auftreffen. Jeder dieser vier Bereiche ist an dem einzelnen Brennpunkt 216 an dem Radar-Testobjekt 202 fokussiert. Diese vier Bereiche sind emulierte AoA-Zielteilbereiche und stellen die AoA der vier (in diesem Fall) emulierten Ziele dar. Es ist anzumerken, dass eine optionale Strahlaufweitungslinse 220 vorgesehen sein kann und einen vergleichsweise breiten Azimut verursacht, der durch das erste Ziel bei O₁ auf der Seite 219 des DOE 204 präsentiert wird.
Die vier (bei dieser Darstellung) Bereiche O₁, O₂, O₃ und O₄ sind Zielpunkte, durch die auf darstellende Weise kardanisch aufgehängten erste bis vierten Rück-Beleuchtungsantenne 206 - 212 beleuchtet werden, die punktfokussierende Antennen sein können. Das DOE 204 kann so gesehen werden, dass dem Radar-Testobjekt 202 etwas „winkelunabhängig“ zugewandt ist, aber das gesamte DOE (einschließlich Bereichen, die durch die erste bis vierte Rück-Beleuchtungsantenne 206 - 212 zu einem bestimmten Zeitpunkt nicht gesehen werden) entworfen, um seine Fokussierung auf die verschiedenen ersten bis vierten Rück-Beleuchtungsantennen 206 - 212 aufzuteilen. Zu einem anderen Zeitpunkt können eine oder mehrere der ersten bis vierten Rück-Beleuchtungsantennen 206 - 212 an einem anderen Punkt auf dem DOE 204 kardanisch aufgehängt sein, so dass andere Bereiche (z. B. O₅ (nicht gezeigt) das neue scheinbare Winkelziel sind. Daher präsentiert die Neuausrichtung der ersten bis vierten Rück-Beleuchtungsantenne 206 - 212 (erneut bei dieser Darstellung) „neue“ scheinbare Ziele für eine Emulation des Systems 200.
Es ist klar, dass die Emulation von Azimut und Elevation von Zielen bewirkt wird unter Verwendung der beugenden Eigenschaften des DOE 204, der Ausrichtung der ersten bis vierten Rück-Beleuchtungsantenne 206 - 212 und in einigen Fällen von Strahlformungslinsen, die für die bestimmte Wellenlänge (z. B. Millimeter) der Signale von dem Radar-Testobjekt 202 ausgewählt sind. Durch die vorliegenden Lehren wird die Emulation des Abstands zwischen dem Radar-Testobjekt 202 und einem Ziel oder der relativen Geschwindigkeit des Radar-Testobjekts 202 und eines Ziels oder beides unter Verwendung einer MRD elektronisch durchgeführt.
3 ist eine perspektivische Ansicht einer DOE-Fliese 300 gemäß einem darstellenden Ausführungsbeispiel.
Wie das DOE 204, ist die DOE-Fliese 300 eine Verallgemeinerung einer Fresnel-Linse mit Beugungselementen, die Abmessungen aufweisen, die ausgewählt sind, um elektromagnetische Strahlung eines gewünschten Frequenzbereichs zu beugen. Wie oben angemerkt, sind die Radarsignale der Radar-Testobjekte der vorliegenden Lehren im Millimeterwellenbereich.
Die DOE-Fliese 300 ist durchlässig für die Wellenlänge des Radar-Testobjekts (z. B. Millimeterwelle) und ist aus einem geeigneten Material für eine solche Durchlässigkeit hergestellt. Beispielsweise kann die DOE-Fliese 300 aus einem geeigneten Polymer hergestellt sein, wie z. B. Polystyren, Acryl, Polycarbonat, Ultem oder Rexolit, das verarbeitet wurde, um die Terrassierung aufzuweisen, wie es in 3 gezeigt ist. Darüber hinaus, wie es in 3 gezeigt ist, ist auf der DOE-Fliese 300 eine Terrassierung gebildet, um die Beugung von elektromagnetischer Strahlung bereitzustellen, die darauf auftrifft. Die Terrassierung hat geeignete ausgewählte Abmessungen, um eine stückweise lineare Annäherung an eine glatte gekrümmte Linse bereitzustellen. Bei darstellenden Ausführungsbeispielen, wo die DOE-Fliese 300 aus Kunststoff oder einem ähnlichen Material hergestellt ist, wird Terrassierung bereitgestellt durch Verarbeiten eines Substrats des ausgewählten Materials, so dass dasselbe die gewünschten Umrisse der Terrassierung aufweist. Gemäß einem darstellenden Ausführungseispiel kann eine Mehrzahl von DOE-Fliesen 300 verwendet werden, um ein DOE (z. B. DOE 204) bereitzustellen. Beispielsweise können eine (1) bis acht (8) DOE-Fliesen 300 verwendet werden, um ein DOE bereitzustellen.
Wie oben beschrieben, hat die DOE-Fliese 300 eine erste Seite, die am nächsten zu dem Radar-Testobjekt angeordnet ist, die einen einzelnen Brennpunkt bereitstellt, und eine zweite Seite, die der ersten Seite gegenüberliegt und am nächsten zu der Rück-Beleuchtungsantenne angeordnet ist, die eine Mehrzahl von Fokuspunkten bereitstellt. Die Anzahl von Fokuspunkten ist ausgewählt, um die maximale Anzahl von Zielen, die zu emulieren sind, bereitzustellen. Wie oben angemerkt, müssen jedoch nicht alle Ziele emuliert werden, daher basiert die Anzahl von Zielen, die in einem bestimmten Test emuliert werden, auf der Anzahl von aktiven Rück-Beleuchtungsantennen.
Wie es oben erwähnt wurde, wird der scheinbare oder emulierte Abstand von dem Radar-Testobjekt 202 bestimmt durch Bereitstellen einer Verzögerung in dem Signal, das durch die jeweilige erste bis vierte Rück-Beleuchtungsantenne 206 - 212 empfangen wird. Falls die erste bis vierte Rück-Beleuchtungsantenne 206 - 212 mit einem reflektierenden Leerlauf oder Kurzschluss verbunden sind, dann ist der scheinbare Zielabstand der Strahl-Spur-Abstand (plus kleine Korrekturen aufgrund einer Linsenverzögerung, Antennenverzögerung, usw.). Daher ist der scheinbare Zielabstand lediglich die Summe von Testobjekt-Teilbereich-Abstand plus Teilbereich-Rück-Beleuchtungsvorrichtung-Abstand. Darüber hinaus gäbe es in solch einem Szenario keine relative Geschwindigkeit zwischen dem Radar-Testobjekt 202 und dem Ziel. Somit ist in 2 ein scheinbarer oder emulierter Abstand zwischen dem Radar-Testobjekt 202 und dem Ziel 2 lediglich der Strahl-Spur-Abstand von dem Radar-Testobjekt 202 zu dem Teilbereich O₂ plus dem Abstand von O₂ zu der zweiten Rück-Beleuchtungsantenne 208. Die meisten Antriebsemulationstests erfordern jedoch Emulationsabstände von etwa 1 m bis zu der Größenordnung von 100 m. Darüber hinaus wird die Richtung des Ziels durch das System 200 bestimmt und in Kombination mit der emulierten relativen Geschwindigkeit zwischen dem Radar-Testobjekt 202 und dem Ziel, das emuliert wird, liefert dies die Emulation der relativen Geschwindigkeit des Ziels, das emuliert wird.
Wie oben angemerkt, wird die Emulation von Abstand und Geschwindigkeit ausgeführt durch Verbinden jeder der ersten bis vierten Rück-Beleuchtungsantennen 206 - 212 mit einer MRD, ein darstellendes Ausführungsbeispiel wird nachfolgend in Verbindung mit 4 beschrieben.
4 ist ein vereinfachtes Schaltbild einer Modulierte-Reflexion-Vorrichtung (MRD; MRD = modulated reflection device) 400 gemäß einem darstellenden Ausführungsbeispiel. Aspekte der MRD 400, die in Verbindung mit den darstellenden Ausführungsbeispielen von 4 beschrieben werden, können auch für alle oben beschriebenen MRD und Verzögerungselektronik gelten, obwohl dieselben nicht wiederholt werden.
Die MRD 400 ist mit einer Rück-Beleuchtungsantenne 401 verbunden und kann somit eine der oben beschriebenen Rück-Beleuchtungsantennen sein. In der Praxis gibt es selbstverständlich mehr als eine MRD 400 in einem System und somit mehr als eine Rück-Beleuchtungsantenne 401 (z. B. wie es in dem darstellenden Ausführungsbeispiel von 2 dargestellt ist). Bei bestimmten darstellenden Ausführungsbeispielen ist die Rück-Beleuchtungsantenne 401 eine Hornantenne, die für die Wellenlänge von Signalen ausgewählt wurde, die von einem Radar-Testobjekt (in 4 nicht gezeigt) empfangen werden. Die Rück-Beleuchtungsantenne 401 kann einen variablen Gewinn aufweisen und kann mit dem Strahlformungselement, wie z. B. einer Linse, gekoppelt sein, um einen Freiheitsgrad eines AoA passend zu machen, wie es oben angemerkt wurde. Die Verwendung einer Hornantenne oder einer ähnlichen Antenne für die Rück-Beleuchtungsantenne 401 ist nicht wesentlich und andere Antennentypen, wie z. B. Patch-Antennen oder Patch-Antennen-Arrays (nachfolgend beschrieben) werden in Betracht gezogen.
Die MRD 400 weist einen Zirkulator 402 auf, der mit einem Mischer 403 verbunden ist. Der Mischer 403 ist ein Gleichphase(I)-Quadratur(Q)-Mischer (IQ-Mischer), der aus den nachfolgend beschriebenen Gründen vorteilhafterweise ein Einseitenband-IQ-Mischer ist, mit einer standardmäßigen 90° Phasenverschiebung des HF-Signals, was zu einer Ausgabe entweder des oberen Seitenbands (USB; USB = upper side band) oder des unteren Seitenbands (LSB; LSB = lower side band) führt, wobei LSB bzw. USB verworfen wird. Die Ausgabe des Mischers 400 wird einem Verstärker mit variabler Verstärkung (VGA; VGA = variable gain amplifier) 404 bereitgestellt, der einen Verstärkungssteuereingang 405 aufweist. Wie es oben erwähnt wurde, ist der Verstärkungssteuereingang 405 des VGA 404 mit einem Computer (z. B. Computer 112 von 1) verbunden. Es ist anzumerken, dass der VGA 404 eine ordnungsgemäße Emulation des rück-beleuchteten Signals ermöglicht, das von dem DOE an der Rück-Beleuchtungsantenne 401 empfangen wird. Genauer gesagt, wie es oben angemerkt wurde, wird das auftreffende Signal von dem Radar-Testobjekt an dem DOE aufgeteilt zwischen der Anzahl von Fokuspunkten an der Rück-Beleuchtungsantenne 401. Daher wird die Leistung des Signals auf die Beugung durch das DOE hin aufgeteilt und daher ist die Leistung jedes Radarsignals, das zu den mehreren Fokuspunkten an der Rück-Beleuchtungsantenne 401 gebeugt wird, im Vergleich zu der Ausgabeleistung des Radarsignals von dem Radar-Testobjekt reduziert. Darüber hinaus, wie oben angemerkt, hängt der Abschnitt (und somit die Leistung) des Signals, das von Fokuspunkten auf der Seite der DOE, die der Rück-Beleuchtungsantenne 401 zugewandt ist, gebeugt wird, von der Ausrichtung der Rück-Beleuchtungsantenne 401 relativ zu einem oder mehreren Fokuspunkten an der Rück-Beleuchtungsantenne 401 ab. Daher kann es ein, dass die Leistung des Signals, das auf die Rück-Beleuchtungsantenne 401 trifft, nicht ausreicht für eine Rück-Übertragung zu dem Radar-Testobjekt und somit für eine genaue Testung. Darüber hinaus ist die Leistung des rück-beleuchteten Signals von Rück-Beleuchtungsantenne 401 eine Anzeige des emulierten Abstands zwischen einem Ziel und dem Radar-Testobjekt. Daher ist die Verstärkung, die durch den VGA 404 bereitgestellt wird, ausgewählt, an dem Verstärkungssteuereingang 405, basierend auf der Leistung des Radarsignals, das auf die Rück-Beleuchtungsantenne 401 auftrifft, und den gewünschten Emulationsabstand des Ziels, das emuliert wird.
Es ist anzumerken, dass Leistung verwendet wird, um einen einheitlichen Radarquerschnitt (RCS; RCS = radar cross-section) zu emulieren. Der Radarquerschnitt (RCS) kann in Nachschlagtabellen gespeichert werden. Zu diesem Zweck ist es für einen bestimmten Bereich r bekannt, dass das Rückführungssignal proportional zur RCS ist und abfällt als I/r⁴. Von einem Fahrzeug wird typischerweise ausgegangen, dass es 10 dBsm ist, was Radarsprache ist zum Messen eines Bereichs, d.h., 10 dB relativ zu einem Quadratmeter (qm) oder im Klartext 10 Quadratmeter. Viele Objekte wurden tabellarisch erfasst (Menschen, Fahrradfahrer, Gebäude, usw.) und diejenigen, die noch nicht aufgelistet sind, können heutzutage durch Strahlenverfolgungstechniken berechnet werden. Durch die vorliegenden Lehren wird die Bereitstellung einer Stärke eines Rückführungssignals zu dem Radar-Testobjekt betont, die proportional zu dem Abstand r ist (unter Berücksichtigung des gut bekannten I/r⁴ Radarzerfallsgesetz) und dem akzeptierten Wert von RCS für das bestimmte Objekt. Gemäß einem darstellenden Ausführungsbeispiel wird die Signalstärke (und somit Leistung) eingestellt durch Einstellen der Stärke der I/Q-Antriebssignale von dem Computer 112 zu den MRD der verschiedenen Ausführungsbeispiele, wobei ein schwächeres I/Q-Antriebssignal ein vergleichsweise schwächeres Emulationssignal liefert. Es ist anzumerken, dass der Computer 112 bei bestimmten darstellenden Ausführungsbeispielen das einheitliche Rückführungssignal vorausberechnet, das dem einzelnen Brennpunkt an dem Radar-Testobjekt bereitgestellt wird, und die Steuerung 114 stellt dann die Stärke des I- und Q-Antriebs ein, um diese SSB-Stärke zu erreichen. Alternativ und vorteilhafterweise kann die Verstärkung des VGA 404 eingestellt werden, um die Rück-SSB-Stärke zu steuern.
Da viele Fahrzeugradare Frequenzmodulierte-Dauerstrichwelle(FMCW; FMCW = frequency modulated continuous-wave)-Vorrichtungen sind, ist es nicht notwendig, eine echte variable Verzögerungsleitung zu implementieren, um eine variable scheinbare Zeitverzögerung zu emulieren. Stattdessen wird der Abstand/die Geschwindigkeit unter Verwendung der MRD 400 elektronisch emuliert. Zu diesem Zweck verwenden FMCW-Radarsysteme Chirp-Signalverläufe, wobei die Korrelation des ursprünglichen Sende(Tx)-Signalverlaufs von dem Radar-Testobjekt mit dem empfangenen (Rx) Echosignalverlauf den Zielabstand zeigt. Beispielsweise führt bei Upchirp/Downchirp-Systemen (Aufwärts-Chirp/Abwärts-Chirp-Systemen) mit Chirp-Raten von ±k_sw (gemessen in Hz/Sek) ein Ziel an einem Abstand d und einer relativen Geschwindigkeit von null zu dem Egofahrzeug zu einer Frequenzverschiebung (δf), gegeben durch: $δ f = - (\pm 2 k_{sw} d/c)$
wobei c die Lichtgeschwindigkeit ist und der Faktor 2 an der Umlaufausbreitung des Signals von dem Radar-Testobjekt liegt. Das Vorzeichen der Verschiebung hängt davon ab, welcher Teil des Signalverlaufs, Upchirp gegenüber Downchirp, verarbeitet wird. Im Gegensatz dazu zeigen sich Dopplerverschiebungen aufgrund der relativen Geschwindigkeit als „Gleichtakt“-Frequenzverschiebungen; z. B. zeigt eine Nettoaufwärtsverschiebung über beide Hälften des Signalverlaufs an, dass sich das Radar-Testobjekt dem Ziel nähert. In dem ZF/Basisbandprozessor des Testobjekts wird eine Korrelation durchgeführt; Bandbreiten von einigen wenigen Megahertz sind typisch.
Die am häufigsten verwendete Variation von FMCW verwendet sich wiederholende Upchirps oder sich wiederholende Downchirps, aber nicht beide (mit dazwischenliegenden Totzeiten). Daher wird der Abstand zu einem Ziel wie in dem vorhergehenden Absatz bestimmt, aber ohne das Vorzeichenproblem. Die relative Geschwindigkeit wird durch Messen der Phasenverschiebung zwischen ZF-Korrelationssignalen von aufeinanderfolgenden Rahmen bestimmt, wobei Rahmen ein Fachbegriff für eine Periode des Signalverlaufs ist.
Bei vielen FMCW-Radaranwendungen beträgt die Rahmenwiederholungsrate typischerweise einige wenige Kilohertz.
Ein bekannter Lösungsansatz führte das Konzept des Empfangens eines Sendesignals von einem Radar-Testobjekt an einem oder mehreren Sondenpunkten ein, mit einem anschließenden Anlegen einer symmetrischen Phasenmodulation an das empfangene Signal, bevor das Signal zurück zu dem Radar-Testobjekt gesendet wird. Da die Phasenmodulation eine andere Form von Frequenzmodulation ist, führt die symmetrische Phasenmodulation eines solchen bekannten Systems zu einer Zweiseitenband(DSB; DSB = double side band)-Modulation des ursprünglichen Signals, wodurch der ursprünglich überstrichene Träger unterdrückt wird. Die symmetrische Phasenmodulation ist sehr leicht zu implementieren, da einfach zwischen einer offenen und einer kurzgeschlossenen Last geschaltet werden kann. Wenn die Modulationsfrequenz δf* ist und die zeitabhängige Frequenz des ursprünglichen Signals f(t) ist, dann ist aufgrund von vergleichsweise langsamen Chirpraten die zeitabhängige Frequenz des Rückführungssignals f(t)±δf*. Aus Gleichung (1) emuliert das erwähnte bekannten Verfahren durch Wählen von $δ f* = 2 k_{SW} (d_{em} - d_{su}) /c$
einen Zielabstand von dem für einen Einrichtungsabstand von d_su, der der physikalische Abstand zwischen dem Radar-Testobjekt und der Sonde ist. Leider erzeugt dieses Verfahren aufgrund dieser DSB-Modulation für jedes absichtlich erzeugte Ziel j in einem Abstand d_em,j auch ein Zwilling-Geisterziel in einem Abstand d_em,j ± 2d_su,j, wobei d_su,j der Einrichtungsabstand zu der Sonde j ist, wobei das Vorzeichen in der „Geister-Gleichung“ von dem Vorzeichen der Chirp-Steigung abhängt.
Für Fernbereichsradare (LRR; LRR = Long Range Radar) ist eine Abstandsgenauigkeit von 10 cm wünschenswert, während Nahbereichsradare (SRR; SRR = Short Range Radar) eine Genauigkeit von 2 cm anstreben. Dies impliziert, dass die Einrichtungsabstände der bekannten DSB-Modulationstesteinrichtungen < 5 cm für LLR und < 1 cm für SSR sein müssen, damit die Geister-Zwillingsbildung keine Rolle spielt. Das Erreichen solcher Einrichtungen gestaltet sich zunehmend schwierig, da der Einrichtungsabstand den tatsächliche Abstand von Radar-Patch-Antenne zu Stoßstange, den Abstand von Stoßstange zu Sonde und die effektive Stoßstangendicke = tatsächliche Stoßstangendicke umfasst, multipliziert mit dem Brechungsindex für Millimeterwellen des Stoßstangenmaterials.
Ein weiterer Nachteil der bekannten DSB-Modulationstesteinrichtung ist die Unfähigkeit, variable AoA zu emulieren. In solch einem bekannten System sind die scheinbaren AoA festgelegt. Im Prinzip könnten die AoA variiert werden durch Befestigen der Sonden an Verschiebungstischen, aber dann ergibt sich das in der Einführung erwähnte Blockierproblem. Selbstverständlich ist dies nicht sehr effizient.
Ein dritter Nachteil des erwähnten bekannten Systems ist, dass der Dynamikbereich des Radarquerschnitts (RCS; RCS = radar cross section), d.h. die Stärke des Echos auf weniger als 20 dB begrenzt war. Dies liegt daran, dass es keinen angepassten Lastzustand für Schalter gab, die in dem bekannten System verwendet werden, einfach einen Übergangspunkt zwischen „offen“ und „kurzgeschlossen“, der als Quasi-Anpassung diente, wenn die Modulation abgeschaltet war und der Schalter an diesem Punkt vorgespannt war. Das Einsetzen eines Dreistufenschalters ist keine angemessene Lösung zum Erhöhen des Dynamikbereichs, da der RCS beinahe fortlaufend variiert werden muss. Kraftfahrzeugradar-RCS muss in Abhängigkeit von verschiedenen Schätzungen über 25-50 dB variiert werden.
Mit erneuter Bezugnahme auf 4 liefert die MRD auf die Verstärkung/Dämpfung an dem Zirkulator 402 hin ein verstärktes/gedämpftes SSB-Signal, das zu dem Zirkulator 402 zurückgeführt wird und erneut an die Rück-Beleuchtungsantenne 401 gesendet wird.
Es ist anzumerken, dass bei der SSB-MRD 400 des darstellendes Ausführungsbeispiels ein Verringern der Stärke der Modulation der I- und Q-Antriebssignale die Ausgabetonstärke verringern wird und somit den RCS verringern wird. In der Praxis wird dieses Verfahren wahrscheinlich nicht mehr als 15-20 dB des Dynamikbereichs durch Modulationsantrieb allein erreichen. Der VGA 404 gleicht jedoch das Defizit aus, um den gewünschten RCS-Dynamikbereich zu erreichen, und durch eine Kombination von variablen Dämpfungsbaugliedern und Verstärkervorspannungseinstellung können ohne Weiteres 10-50 dB variable Verstärkung erreicht werden. Eine Emulation einer relativen Geschwindigkeit eines Ziels in Systemen zum Testen von Fahrzeugradar gemäß darstellenden Ausführungsbeispielen erfordert einen synchronen Betrieb zwischen der Modulation und den Radar-Testobjekt-Rahmen. Ein solcher synchroner Betrieb kann durch Bereitstellen eines Auslösesignals von dem Radar-Testobjekt oder das Ableiten eines solchen Auslösers bewirkt werden. Das Auslösen wird entweder ermöglicht durch Verwenden eines Hilfsdetektors (manchmal als „Schnüffler“ bezeichnet) oder durch Abgreifen der Ausgabe des Zirkulators 402. Beispielsweise kann der Hilfsdetektor verwendet werden, um die Ankunft eines ersten Chirps und eines zweiten Chirps jedes Rahmens des Radar-Testobjekts zu erfassen. Bei einem Beispiel, bei dem die Rahmenrate etwa 10 fps (frames per second) beträgt, ermöglicht das Aufzeichnen des Zeitintervalls zwischen nur zwei Chirps in einem Burst oder Rahmen durch die nachfolgende Gleichung 3 das Bestimmen einer einheitlichen Chirp-Wiederholungsrate für die Emulation. Für Upchirp/Downchirp-Radar-Testobjekte regelt die Synchronisation das Schalten von LSB zu USB, wie es in 5A gezeigt ist. Für alle Upchirp-Radare ermöglicht die Synchronisation, dass die Null der Phase an den jeweiligen Rahmenanfang gebunden ist. Daher wird gemäß einem darstellenden Ausführungsbeispiel ein Phasenschlupf in dem Modulationssignal eingeführt zwischen Rahmen, der genau den Phasenschlupf nachahmt, den ein Radar-Testobjekt bei einer relativen Geschwindigkeit erfahren würde, wie es nachfolgend in Verbindung mit 5B erörtert wird.
Mit Bezugnahme auf 5A zeigt ein Graph einer Frequenz über der Zeit ein Upchirp/Downchirp gemäß einem darstellenden Ausführungsbeispiel. Die Kurve 501 stellt das Tx-Chirp-Signal von dem Radar-Testobjekt dar und Kurven 502, 503 stellen das Rück-Beleuchtungssignal von der MRD (z. B. MRD 400) dar. Während des Upchirps (Downchirps) wird ein LSB (USB)-Signal ausgewählt. Es wird angemerkt, dass der Zwischenraum zwischen Kurve 501 und Kurven 502, 503 für eine deutliche Beschreibung übertrieben dargestellt ist; in der Realität ist der Zwischenraum vergleichsweise sehr klein, da δf_u* und δf_d* höchstens einige wenige Megahertz sind, während die Chirp-Spanne typischerweise 1-4 Gigahertz beträgt. Somit ist der Zwischenraum für Korrelationszwecke vernachlässigbar. Somit sehen die Kurven 502, 503 wie eine verzögerte Version der Kurve 501 aus, wobei die Verzögerung dem emulierten Abstand zwischen dem Radar-Testobjekt und dem bestimmten Ziel entspricht. Die relative Geschwindigkeit ist durch die übliche Dopplergleichung gegeben, die an den algebraischen Mittelwert der nichtpositiven δf_u* und der nichtnegativen δf_d* angelegt wird.
Mit Bezugnahme auf 5B zeigt ein Graph einer Frequenz über der Zeit ein Upchirp/Downchirp gemäß einem darstellenden Ausführungsbeispiel. Δϕ ist der Phasenschlupf der aufeinanderfolgenden Rahmen, der absichtlich in das Modulationssignal der MRD eingeführt wird. Wenn dies durch das Testobjekt Rx empfangen wird, verarbeitet das Upchirp/Downchirp-FMCW-Testobjekt die Rahmen, erfasst diesen Phasenschlupf und nimmt eine relative Geschwindigkeit wahr. Erneut wird die abgeleitete Verzögerung zwischen den Kurven 501 und 502 durch das Radar-Testobjekt als ein Zielabstand interpretiert.
Es ist anzumerken, dass es sowohl eine Grobgeschwindigkeit als auch eine Feingeschwindigkeit gibt. Eine Grobgeschwindigkeit ist nur eine Änderung des Abstands zwischen Rahmen geteilt durch Rahmenzeit, typischerweise in der Größenordnung von 0,1 Sekunden. Die Feingeschwindigkeit (manchmal als Doppler bezeichnet) wird berechnet durch Messen des ZF-Phasenschlupfs Δϕ zwischen aufeinanderfolgenden Chirps. Falls T die Chirp-zu-Chirp-Periode ist und λ die Mittelbandwellenlänge ist, dann $v_{fine} = λ Δ ϕ / (4π T)$
Die Grobgeschwindigkeit bedeckt typischerweise ungefähr ±5 mph bis > ±100 mph. Die Feingeschwindigkeit ist ein Vernier, das die Auflösung/Genauigkeit auf ~ ±0.1 mph erweitern kann. Die Feingeschwindigkeit stößt typischerweise bei ~ 5-7 mph auf Aliasing, aber das ist der Punkt, wo die Grobgeschwindigkeit übernimmt, um das Aliasing eindeutig zu machen. Es ist anzumerken, dass Grob- und Feingeschwindigkeit kombiniert werden können, um eine durchgehende Geschwindigkeitsmessung von Bruchteilen bis zu Hunderten von Meilen pro Stunde mit einer Genauigkeit und Auflösung unter 1 mph (mph = miles per hour = Meilen pro Stunde) zu erhalten.
Bei den darstellenden Ausführungsbeispielen, die bis hier beschrieben wurden, wird die Verzögerung und somit der Abstand und die Geschwindigkeit eines Ziels elektronisch emuliert, während der Freiheitsgrad von AoA, Azimut und Elevation, eines Ziels mechanisch emuliert werden (z. B. durch kardanische Aufhängung). Das aktuell beschriebene darstellende Ausführungsbeispiel ermöglicht die elektronische Emulation von Azimut sowie von Abstand und Geschwindigkeit. Während das aktuell beschriebene darstellende Ausführungsbeispiel in Verbindung mit nur einer elektronischen Azimut-Emulation eines Ziels beschrieben wird, ist anzumerken, dass bei der Alternative auch die Elevation emuliert werden kann.
6A ist ein vereinfachtes schematisches Diagramm einer Rück-Beleuchtungsvorrichtung 600 gemäß einem darstellenden Ausführungsbeispiel. Aspekte der Rück-Beleuchtungsvorrichtung 600, die in Verbindung mit den darstellenden Ausführungsbeispielen von 6A beschrieben sind, können genauso sein wie bei den Rück-Beleuchtungsvorrichtungen und Systemen, die oben beschrieben sind, obwohl dieselben nicht wiederholt werden.
Zunächst wird angemerkt, dass die Rück-Beleuchtungsvorrichtung 600 für eine der ersten bis vierten Rück-Beleuchtungsantennen 206-210 verwendet werden kann, die mit einer jeweiligen MRD 400 verbunden sein können. Daher würde eine Mehrzahl von Zielen (in 6A nicht gezeigt), die emuliert werden, eine Mehrzahl von (aktiven) Rück-Beleuchtungsvorrichtungen 600 erfordern, wobei jede aktive Rück-Beleuchtungsvorrichtung 600 implementiert ist, um Abstand/Geschwindigkeit und AoA jedes Ziels zu emulieren, das emuliert wird.
Die Rück-Beleuchtungsvorrichtung 600 weist eine erste MRD 601 auf, die mit einem ersten Patch-Antennenarray 602 verbunden ist; eine zweite MRD 603, die mit einer zweiten Patch-Antennenarray 604 verbunden ist, usw. und eine n-te MRD 605, die mit einem n-ten Patch-Antennenarray verbunden ist. Wie es hierin beschrieben ist, wird von aufeinanderfolgenden MRD eine Phasenverzögerung eingeführt und emuliert den Azimut eines einzelnen Ziels (in 6A nicht gezeigt).
Gemäß darstellenden Ausführungsbeispielen sind der erste, zweite und n-te Patch-Antennenarray 602, 604, 606 sogenannte Mikrostreifenantennenarrays. Jedes des ersten, zweiten und n-ten Patch-Antennenarrays 602, 604, 606 weist eine Mehrzahl von Patch-Antennen auf, die in Reihe geschaltet sind, wie zum Beispiel durch eine geeignete Signalübertragungsleitung und sind somit im Wesentlichen gleichphasig zueinander. Um eine Azimut-Emulation eines Ziels bereitzustellen, wird die elektrische Phase zwischen jedem benachbarten Patch-Antennenarray variiert, um in der Azimutrichtung abzutasten. Genauer gesagt, wie es gezeigt ist, wird jedes des ersten, zweiten und n-ten Patch-Antennenarrays 602, 604, 606 durch eine jeweilige erste, zweite, n-te MRD 601, 603, 605 gespeist, wobei die Phase des Ausgangs jeder nächsten MRD im Vergleich zu der letzten verzögert ist. Genauer gesagt, die Phase und Frequenz der Chirp-Eingangssignale in die jeweilige erste, zweite, n-te MRD 601, 603, 605 führt zu einer Phasenänderung zwischen jedem aufeinanderfolgenden Patch-Antennenarray, das die Steuerung von Abstand und Dopplergeschwindigkeit vorgibt.
Genauer gesagt, die MRD der vorliegenden Lehren erfordern keinen Lokaloszillator (LO), da die MRD als ein Transponder wirkt, und nicht als Sender oder Empfänger, die LO-Modulation oder -Demodulation erfordern. Obwohl viele bekannte Transponder durch Empfangen, Abwärtswandeln, ZF-Verarbeiten, Aufwärtswandeln und Rückübertragen funktionieren, ist diese Verarbeitungskette keinesfalls notwendig.
Eine relative Gleichphasen-Phaseneinstellung und eine identische relative Quadraturphasen-Phaseneinstellung auf der gemeinsamen Modulationsfrequenz δf* wird an die erste, zweite, n-te MRD 601, 603, 605 angelegt, die mit der gleichen Rück-Beleuchtungsvorrichtung verbunden sind. Es ist anzumerken, dass „relative“ Phaseneinstellung bei dem darstellenden Ausführungsbeispiel von 6A als die δf*-Phasen auf den I(Q)-Kanälen der aufeinanderfolgenden MRD verstanden werden kann, die mit der Rück-Beleuchtungsvorrichtung verbunden sind. Wie es in 6B gezeigt ist, ist jedes MRD-I-Q-Koordinatensystem im Vergleich zu der vorhergehenden benachbarten MRD gedreht. Erneut wird angemerkt, dass δf* typischerweise nur wenige Megahertz beträgt, daher können die vielen Phasenauferlegungen sowohl mit geringem Verlust als auch geringen Kosten implementiert werden. Die relative Phaseneinstellung, die sowohl I- als auch Q-Modulationskanälen auferlegt wird, führt zu einer relativen Phaseneinstellung der SSB-Chirp-Rückführungssignale über die n Patch-Antennenarrays, wodurch Azimut-Steuerung durch das gut bekannte HF-Phased-Array-Prinzip implementiert wird.
Mit erneuter Bezugnahme auf 6A und 6B kann das erste Patch-Antennenarray 602 als Referenzarray betrachtet werden. Die Ausgabe des zweiten Patch-Antennenarrays 604 wird auf die Neuübertragung hin gedreht und somit wird I₂ des zweiten Patch-Antennenarrays 604 relativ zu I₁ des ersten Patch-Antennenarrays 602 verschoben. Diese Phasenprogression schreitet fort mit aufeinanderfolgenden Phased-Antennenarrays, wobei eine elektronische Azimutverzögerung auf das Signal übertragen wird an dem Punkt auf halber Strecke zwischen dem Radar-Testobjekt und der Rück-Beleuchtungsvorrichtung für das bestimmte Ziel, das emuliert wird. Bei der erneuten Übertragung von der Rück-Beleuchtungsvorrichtung 600 wird das Signal versetzt und es erscheint, als käme es von einem anderen Punkt (azimutmal) des DOE des Systems. Daher ermöglicht die Rück-Beleuchtungsvorrichtung 600 die Emulation eines (einzelnen) Ziels in der Azimutrichtung. Gleichartig dazu kann für jedes Ziel, das im Azimut emuliert wird, eine Rück-Beleuchtungsvorrichtung oder Vorrichtung 600 für eine Rück-Beleuchtungsantenne/MRD implementiert werden, die in Verbindung mit den Systemen und Komponenten der darstellenden Ausführungsbeispiele von 2 bis 4 beschrieben sind.
Es ist klar, dass eine spiegelnde Reflexion von einem DOE von einem oder mehreren der oben beschriebenen Systeme zu einem ständig vorliegenden Echosignal von dem DOE an dem Radar-Testobjekt führen kann. Die vorliegenden Lehren ziehen eine passive Technik in Betracht, um dieses Echosignal im Wesentlichen zu entfernen, und eine aktive Möglichkeit, um dieses Echosignal im Wesentlichen zu entfernen.
7 ist ein vereinfachtes Diagramm bestimmter Komponenten eines Systems 700 zum Testen von Fahrzeugradar, einschließlich aktiver Echounterdrückung gemäß einem darstellenden Ausführungsbeispiel. Aspekte des Systems 700, die in Verbindung mit den darstellenden Ausführungsbeispielen von 1 bis 6B beschrieben sind, können für das aktuell beschriebene System 700 gleich sein, obwohl dieselben nicht wiederholt werden.
Das System 700 ist konfiguriert, um ein Radar-Testobjekt 702 zu testen und weist ein DOE 704, eine erste Rück-Beleuchtungsantenne 706, eine zweite Rück-Beleuchtungsantenne 708, eine dritte Rück-Beleuchtungsantenne 710 und eine vierte Rück-Beleuchtungsantenne 712 auf. Jede der ersten bis vierten Rück-Beleuchtungsantennen 706 bis 712 ist mit der Verzögerungselektronik 714 verbunden, die zumindest eine MRD umfasst (in 2 nicht gezeigt) und nachfolgend näher beschrieben ist.
Wie es ebenfalls nachfolgend in Verbindung mit 3 beschrieben ist, ist das DOE 704 eine Verallgemeinerung einer Fresnel-Linse mit Beugungselementen, die Abmessungen aufweisen, die ausgewählt sind, um elektromagnetische Strahlung eines gewünschten Frequenzbereichs zu beugen. Wie oben angemerkt ist, liegen die Radarsignale der Radar-Testobjekte der vorliegenden Lehren im Millimeterwellenbereich.
Das DOE 704 hat einen einzelnen Fokuspunkt 716 an der Stelle des Radar-Testobjekts 702 auf einer DOE-Achse 717 und eine Mehrzahl von Fokuspunkten auf einer Seite gegenüber der Seite 719, wobei einer der Mehrzahl von Fokuspunkten an einer jeweiligen der ersten bis vierten Rück-Beleuchtungsantenne 706 bis 712 angeordnet ist. Allgemein ist die Anzahl von Fokuspunkten auf der Seite gegenüber der Seite 719 gewählt, um die maximale Anzahl möglicher Ziele zu sein. Wie oben angemerkt ist, ziehen die vorliegenden Lehren Dutzende von Zielen in Betracht, was das Fokussieren von Signalen erfordert, die durch das DOE 704 gebeugt werden, an Punkten, die an dem Eingang jeder Rück-Beleuchtungsantenne angeordnet sind (in diesem Fall an jeder der ersten bis vierten Rück-Beleuchtungsantenne 706 bis 712). Es ist anzumerken, dass die Anzahl von emulierten Zielen durch die Auswahl der Anzahl von Rück-Beleuchtungsantennen oder der Anzahl von aktiven Rück-Beleuchtungsantennen gesteuert wird. Obwohl Radarsignale, die von dem einzelnen Fokuspunkt an dem Radar-Testobjekt 702 übertragen werden, gebeugt werden und auf mehrere Fokuspunkte an jeder der jeweiligen ersten bis vierten Rück-Beleuchtungsantenne 706 bis 712 auftreffen, kann daher nicht für jedes gebeugte Signal eine Zielemulation durchgeführt werden.
Beim Betrieb werden Radarsignale von dem Radar-Testobjekt 702 zu dem DOE 704 an dem einzelnen Fokuspunkt 716 übertragen, der an dem Radar-Testobjekt 702 angeordnet ist, und werden gebeugt und auf die Mehrzahl von Fokuspunkten an der ersten bis vierten Rück-Beleuchtungsantenne 706 bis 712 abgebildet, die auf der Seite des DOE gegenüber der Seite 719 angeordnet sind. Die Radarsignale werden ferner an die Mehrzahl von Fokuspunkten gesendet, die an jeder der ersten bis vierten Rück-Beleuchtungsantenne 706 bis 712 angeordnet sind. Die Radarsignale, die auf die erste bis vierte Rück-Beleuchtungsantenne 706 bis 712 auftreffen, werden in die Verzögerungselektronik eingegeben, die die Zielabstände und relativen Geschwindigkeiten zwischen dem Ziel und dem Radar-Testobjekt 702 emuliert.
Ein Aspekt der Echounterdrückung wird bewirkt unter Verwendung eines Linsenmaterials mit geringer dielektrischer Konstante, das auf die Seite 719 aufgebracht wird. Auch wenn dies die Indexverzögerung relativ zu Luft reduziert, sind die Wellenlängen des Radar-Testobjekts 702 kurz genug, dass Terassierungsschritte von wenigen Millimetern die Norm werden, so dass die Gesamtlinsendicke relativ angemessen ist. Gemäß einem anderen Aspekt der Echounterdrückung wird bei einem darstellenden Ausführungsbeispiel, bei dem die Unterdrückung des Echos von dem DOE 704 passiv bewirkt wird, ein vielfach symmetrisches Muster bereitgestellt.
Bei dem aktuell beschriebenen Ausführungsbeispiel hat das DOE 704 dann eine vierfache Symmetrie, das heißt die linke und rechte Hälfte des DOE 704 sind Spiegelbilder voneinander und die obere und untere Hälfte des DOE 704 sind Spiegelbilder voneinander. Eine Linsenachse von der Mitte des Radar-Testobjekts 702 führt durch die Symmetriemitte der Rück-Beleuchtungsantennen.
Allgemein wird es kompliziert, eine mehr als vierfache Symmetrie des DOE 704 zu erreichen. Vielfache einer vierfachen Symmetrie sind jedoch vergleichsweise leicht einzurichten. Daher kann erneut zu Darstellungs- und nicht zur Beschränkungszwecken die maximale Anzahl von Zielen als Vielfaches von vier ausgewählt werden, um die Symmetrie beizubehalten, obwohl nicht alle Ziele gleichzeitig emuliert werden müssen, wie es hierin angemerkt ist. Falls es daher beispielsweise wünschenswert ist, zehn Ziele zu emulieren, kann das DOE 704 für eine Emulation von 12 Zielen entworfen sein (womit die Vierfachsymmetrie beibehalten wird), wobei zwei der Rück-Beleuchtungsantennen, die dem VGA zugeordnet sind, abgeschaltet sind und somit keine Ziele darstellen.
Da die Fokustiefe einer Linse nie weniger ist als eine Wellenlänge λ (zumindest nicht für eine der Kategorien von Linsen, die für die vorliegenden Lehren in Betracht gezogen werden), ist das DOE 704 in Quadranten unterteilt und die Quadranten sind versetzt. Wie es in der Technik bekannt ist, ist das Versetzen ein physikalisches Verschieben der DOE-Fliesen in der z-Richtung von 7 entlang der DOE-Achse 717. Bei einem darstellenden Ausführungsbeispiel ist das Versetzen um entweder 0 oder λ/4 in der Axialrichtung, ohne die Fokuseigenschaften zu ändern. Bei dem darstellenden Ausführungsbeispiel von 7 sind ein erster Quadrant 721 und ein zweiter Quadrant 722 versetzt und jeder bewirkt eine Phasenverschiebung eines reflektierten Signals von dem Radar-Testobjekt 701 von λ/4, wobei λ die Wellenlänge des reflektierten Signals ist. Der dritte Quadrant 723 und der vierte Quadrant sind im Gegensatz dazu nicht versetzt. Daher wird eine Null-Reflexion zweiter Ordnung auf der DOE-Achse 717 erreicht. Erneut sind der erste und der zweite Quadrant 721, 722 um λ/4 axial versetzt. Dies erzeugt eine zusätzliche λ/2 Phasenverschiebung in den Radarsignalen, die von dem ersten und zweiten Quadrant 721, 722 reflektiert werden (ohne eine Änderung bei der Übertragungsamplitude oder Phase), daher addiert sich die reflektierte Summe der vier Quadranten auf null zurück zu dem Radar-Testobjekt 202.
Aktive Unterdrückung kommt von der Hilfs-Rück-Beleuchtungsvorrichtung EC 730, die eine Hilfs-Rück-Beleuchtungsantenne 732 umfasst. Die Rück-Beleuchtungsvorrichtung erzeugt den schwarz gestrichelten mittleren Bereich 734 (gekennzeichnet durch „EC“) in der Mitte des DOE 704. Die Hilfs-Rück-Beleuchtungsantenne 732 ist an einem etwas zweckmäßigen Übertragungsseitenlappen des DOE 704 positioniert, wobei sich „Übertragung“ auf die Sendeleistung von dem Radar-Testobjekt 202 bezieht, die durch das DOE 204 weder absorbiert noch reflektiert wird. Kalibrierung wird durchgeführt, wobei keine Ziele emuliert werden, aber die Hilfs-Rück-Beleuchtungsphase und Verstärkung eingestellt werden, um den Empfang des Testobjekts zu minimieren. Genauer gesagt, der Computer 112 steuert die Aufhebungssignale, aber dieselben strahlen von einer anderen Rück-Beleuchtungsantenne aus, wie zum Beispiel der Hilfs-Rück-Beleuchtungsantenne 732. Die Unterdrückungssignale treffen an der Mitte des DOE 704 auf und werden neu fokussiert auf das Radar-Testobjekt 702. Dies ist sehr ähnlich wie bei Kopfhörern mit Rauschunterdrückung. Ein sehr zweckmäßiges Verfahren, um dies zu erreichen, ist das Verbinden einer MRD mit der Hilfs-Rück-Beleuchtungsantenne 732 und Wählen deren δf*, so dass der Unterdrückerabstand mit dem Abstand zwischen dem Radar-Testobjekt 202 und dem DOE 204 übereinstimmt und die Hilfs-δf*-Phase und die VGA-Verstärkung eine destruktive Störung mit der spiegelnden Reflexion erzeugen.
Angesichts von Vorstehendem soll die vorliegende Offenbarung, durch eines oder mehr ihrer verschiedenen Aspekte, Ausführungsbeispiele und/oder spezifischen Merkmale oder Teilkomponenten, einen oder mehr der Vorteile, wie sie unten insbesondere genannt sind, herausstellen. Zur Erläuterungszwecken und nicht als Einschränkung sind beispielhafte Ausführungsbeispiele, die spezifische Details offenbaren, dargelegt, um für ein gründliches Verständnis eines Ausführungsbeispiels gemäß den vorliegenden Lehren zu sorgen. Andere Ausführungsbeispiele jedoch, die konsistent mit der vorliegenden Offenbarung sind, die von spezifischen Details abweichen, die hierin offenbart sind, verbleiben dennoch innerhalb des Schutzbereichs der beigefügten Ansprüche. Ferner können Beschreibungen bekannter Vorrichtungen und Verfahren weggelassen sein, um so die Beschreibung der exemplarischen Ausführungsbeispiele nicht zu verschleiern. Derartige Verfahren und Vorrichtungen liegen innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Offenbarung.
Obwohl verschiedene Zielemulationen für Kraftfahrzeug-Radarsysteme Bezug nehmend auf mehrere repräsentative Ausführungsbeispiele beschrieben wurden, wird darauf hingewiesen, dass die Worte, die verwendet wurden, Worte einer Beschreibung und Darstellung sind, und nicht Worte einer Einschränkung. Veränderungen können innerhalb des Bereichs der beigefügten Ansprüche, wie sie vorliegend genannt oder noch geändert werden, durchgeführt werden, ohne von dem Schutzbereich und der Wesensart dynamischer Echosignalemulation für Kraftfahrzeug-Radarsensor-Konfigurationen in deren Aspekten abzuweichen. Obwohl eine dynamische Echosignalemulation für Kraftfahrzeug-Radarsensor-Konfigurationen Bezug nehmend auf bestimmte Einrichtungen, Materialien und Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, soll eine dynamische Echosignalemulation für Kraftfahrzeug-Radarsensor-Konfigurationen nicht auf die offenbarten Details eingeschränkt sein; vielmehr erstreckt sich eine dynamische Echosignalemulation für Kraftfahrzeug-Radarsensor-Konfigurationen auf alle funktionsmäßig äquivalenten Strukturen, Verfahren und Verwendungen, wie sie innerhalb des Schutzbereichs der beigefügten Ansprüche liegen.
Die Darstellungen der hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele sollen für ein allgemeines Verständnis der Struktur der verschiedenen Ausführungsbeispiele sorgen. Die Darstellungen sollen nicht als vollständige Beschreibung aller Elemente und Merkmale der Offenbarung, die hierin beschrieben ist, dienen. Viele weitere Ausführungsbeispiele sind für Fachleute auf diesem Gebiet nach einer Durchsicht der Offenbarung zu erkennen. Weitere Ausführungsbeispiele können genutzt und aus der Offenbarung hergeleitet werden, so dass strukturelle und logische Ersetzungen und Veränderungen durchgeführt werden können, ohne von dem Schutzbereich der Offenbarung abzuweichen. Zusätzlich sind die Darstellungen lediglich repräsentativ und unter Umständen nicht maßstabsgetreu. Bestimmte Proportionen innerhalb der Darstellungen können übertrieben sein, während andere Proportionen minimiert sein können. Entsprechend sollen die Offenbarung und die Figuren als veranschaulichend betrachtend werden, und nicht als einschränkend.
Ein oder mehr Ausführungsbeispiele der Offenbarung können hierin, einzeln und/oder kollektiv lediglich aus Bequemlichkeit und ohne den Schutzbereich dieser Anmeldung wissentlich auf eine bestimmte Erfindung oder ein erfindungsgemäßes Konzept einschränken zu wollen, durch den Ausdruck „Erfindung“ bezeichnet werden. Ferner sollte zu erkennen sein, dass, obwohl spezifische Ausführungsbeispiele hierin dargestellt und beschrieben wurden, eine beliebige nachfolgende Anordnung, die dazu entworfen ist, den gleichen oder einen ähnlichen Zweck zu erzielen, anstelle der gezeigten spezifischen Ausführungsbeispiele eingesetzt werden kann. Diese Offenbarung soll jegliche und alle nachfolgenden Anpassungen oder Variationen verschiedener Ausführungsbeispiele abdecken. Kombinationen der obigen Ausführungsbeispiele, sowie weitere Ausführungsbeispiele, die hierin nicht spezifische beschrieben wurden, werden für Fachleute auf diesem Gebiet nach einer Durchsicht der Beschreibung ersichtlich sein.
Die Zusammenfassung der Offenbarung erfüllt 37 C.F.R. §1.72(b) und wird mit dem Verständnis vorgelegt, dass sie nicht verwendet wird, um den Schutzbereich oder die Bedeutung der Ansprüche zu interpretieren oder einzuschränken. Zusätzlich können in der vorstehenden detaillierten Beschreibung zu dem Zweck einer Verschlankung der Offenbarung verschiedene Merkmale miteinander gruppiert oder in einem einzelnen Ausführungsbeispiel beschrieben sein. Diese Offenbarung soll nicht als Absicht widerspiegelnd aufgefasst werden, dass die beanspruchten Ausführungsbeispiele mehr Merkmale erforderlich machen, als ausdrücklich in jedem Anspruch genannt sind. Vielmehr kann der erfindungsgemäße Gegenstand, wie die folgenden Ansprüche widerspiegeln, auf weniger als alle Merkmale jedes beliebigen der offenbarten Ausführungsbeispiele gerichtet sein. So sind die folgenden Ansprüche in die detaillierte Beschreibung aufgenommen, wobei jeder Anspruch für sich als einen separat beanspruchten Gegenstand definierend steht.
Die vorstehende Beschreibung der offenbarten Ausführungsbeispiele ist vorgesehen, um jedem Fachmann auf diesem Gebiet eine Praktizierung der Konzepte zu ermöglichen, die in der vorliegenden Offenbarung beschrieben sind. So soll der oben offenbarte Gegenstand als veranschaulichend, und nicht einschränkend, betrachtet werden, wobei die beigefügten Ansprüche alle derartigen Modifizierungen, Verbesserungen und anderen Ausführungsbeispiele abdecken sollen, die in die wahre Wesensart und den wahren Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung fallen. So soll der Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung zu dem maximalen Ausmaß, das durch das Gesetz erlaubt ist, durch die breiteste erlaubte Interpretation der folgenden Ansprüche und deren Äquivalente bestimmt sein, und soll durch die vorstehende detaillierte Beschreibung weder eingeschränkt noch begrenzt sein.

Claims

Ein System (100) zum Testen von Fahrzeugradar, das folgende Merkmale aufweist: ein diffraktives optisches Element (104) (DOE (104)), das konfiguriert ist, elektromagnetische Wellen zu beugen, die von einem Radar-Testobjekt (DUT) auf eine erste Seite (103) auftreffen; und ein Rück-Beleuchtungselement, das angepasst ist, die elektromagnetischen Wellen zu empfangen, die von dem DOE (104) von einer zweiten Seite (105) gebeugt werden, wobei das Rück-Beleuchtungselement angepasst ist, elektromagnetische Wellen eines scheinbaren Ankunftswinkels (AoA) zurück zu dem DOE (104) zu senden.
Das System (100) gemäß Anspruch 1, bei dem das Rück-Beleuchtungselement angepasst ist, einen scheinbaren Abstand eines Ziels (2) oder eine scheinbare Geschwindigkeit eines Ziels (2) oder beides zu emulieren (10).
Das System (100) gemäß Anspruch 1, bei dem das Rück-Beleuchtungselement ferner folgendes Merkmal aufweist: eine Mehrzahl von Modulierte-Reflexion-Vorrichtungen (MRD (110)), die jeweils folgende Merkmale aufweisen: eine Antenne (108), einen Zirkulator (402), einen Gleichphase-Quadratur(IQ)-Mischer (403) und einen Verstärker mit variabler Verstärkung (VGA (404)).
Das System (100) gemäß Anspruch 3, bei dem eine Verstärkung oder ein Verlust des VGA (404) ausgewählt ist, um einen Radarquerschnitt auf ein jeweiliges einer Mehrzahl von Zielen abzubilden.
Das System (100) gemäß Anspruch 3, bei dem die Mehrzahl von MRD (110) gleich einer Mehrzahl von Zielen ist.
Das System (100) gemäß Anspruch 3, bei dem jede der Mehrzahl von MRD (110) mit einem jeweiligen einer Mehrzahl von Arrays von Patch-Antennen verbunden ist, die benachbart zueinander verbunden sind, und die Mehrzahl von MRD (110) und die Mehrzahl von Patch-Antennen ein einzelnes Rück-Beleuchtungselement aufweisen.
Das System (100) gemäß Anspruch 6, bei dem das einzelne Rück-Beleuchtungselement in einer Azimutrichtung nicht kardanisch aufgehängt ist.
Das System (100) gemäß Anspruch 6, bei dem jedes des jeweiligen der Mehrzahl von Arrays von Patch-Antennen eine Mehrzahl von Patch-Antennen aufweist, die durch eine Signalübertragungsleitung in Reihe geschaltet sind.
Das System (100) gemäß Anspruch 8, bei dem eine Phase der elektromagnetischen Wellen, die entlang einer jeweiligen der Mehrzahl von Patch-Antennen, die in Reihe geschaltet sind, verlaufen, im Wesentlichen in Reihe sind.
Das System (100) gemäß Anspruch 8, bei dem eine Phase der elektromagnetischen Wellen, die entlang benachbarter Arrays der Mehrzahl von Patch-Antennen verlaufen, elektrische Phasen aufweisen, die zum Abtasten in einer Azimutrichtung variiert werden.
Das System (100) gemäß Anspruch 3, bei dem jede Antenne (108) eine Punktfokussierantenne (108) ist.
Das System (100) gemäß Anspruch 1, bei dem das DOE (104) eine Reduzierung der elektromagnetischen Wellen fördert, die von der ersten Seite (103) desselben spiegelnd reflektiert werden.
Ein System (100) zum Testen von Fahrzeugradar, das folgende Merkmale aufweist: ein diffraktives optisches Element (104) (DOE (104)), das konfiguriert ist, elektromagnetische Wellen zu beugen, die von einem Radar-Testobjekt (DUT) auf eine erste Seite (103) eintreffen; ein Rück-Beleuchtungselement, das angepasst ist, die elektromagnetischen Wellen zu empfangen, die von dem DOE (104) von einer zweiten Seite (105) gebeugt werden, wobei das Rück-Beleuchtungselement angepasst ist, elektromagnetische Wellen eines scheinbaren Ankunftswinkels (AoA) zurück zu dem DOE (104) zu senden, wobei das Rück-Beleuchtungselement angepasst ist, einen scheinbaren Abstand eines Ziels (2) oder eine scheinbare Geschwindigkeit eines Ziels (2) oder beides zu emulieren (10); eine aktive Echounterdrückungsvorrichtung, die mit einer der Mehrzahl von MRD (110) verbunden ist, wobei die aktive Echounterdrückungsvorrichtung eine Frequenzverschiebung (δf*) und eine Verstärkung eines Verstärkers mit variabler Verstärkung (VGA (404)) aufweist, die ausgewählt sind, um elektromagnetische Strahlung, die von der ersten Seite (103) des DOE (104) spiegelnd reflektiert wird, destruktiv zu stören; und eine Steuerung (114), die einen Speicher (116), der Anweisungen speichert, und einen Prozessor (118), der die Anweisungen ausführt, aufweist, wobei die Steuerung (114) das Rück-Beleuchtungselement steuert und konfiguriert ist, Leistungstesten an dem Fahrzeugradar durchzuführen, der eine Mehrzahl von Zielen umfasst.
Das System (100) gemäß Anspruch 13, bei dem das Rück-Beleuchtungselement ferner folgende Merkmale aufweist: eine Mehrzahl von Modulierte-Reflexion-Vorrichtungen (MRD (110)), die jeweils folgende Merkmale aufweisen: eine Antenne (108), einen Zirkulator (402), einen Gleichphasen-Quadratur(IQ)-Mischer (403) und einen Verstärker mit variabler Verstärkung VGA (404).
Das System (100) gemäß Anspruch 14, bei dem eine Anzahl einer Mehrzahl von Fokuspunkten größer als oder gleich wie eine Anzahl der Mehrzahl von Zielen ist, die durch das System (100) emuliert werden.