DE19637257C2

DE19637257C2 - Radar range finder that uses FFT for evaluation and works on the principle of a periodically frequency-modulated radar

Info

Publication number: DE19637257C2
Application number: DE19637257A
Authority: DE
Inventors: Markus Niclas
Original assignee: Pepperl and Fuchs SE
Current assignee: Pepperl and Fuchs SE
Priority date: 1996-09-13
Filing date: 1996-09-13
Publication date: 2000-05-18
Anticipated expiration: 2016-09-14
Also published as: DE19637257A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Radar-Entfernungsmesser, der zur Auswertung FFT zur Hilfe nimmt und nach dem Prinzip eines periodisch frequenzmodulierten Radars (FM-Radar) arbeitet, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a radar range finder, which is used for evaluation FFT takes help and works on the principle of a periodically frequency-modulated Radars (FM radar) works according to the preamble of claim 1.

Radarsensoren müssen wegen der BZT-Zulassung vorgeschriebene Fre quenzbänder einhalten, wobei eines der freien Frequenzbänder dasjenige von 24125 GHz mit einem maximalen Frequenzhub, das ist die Auslenkung von der Mittenfrequenz, von ±125 MHz ist. Um eine Meßgenauigkeit im cm-Bereich zu erreichen, wird das Sendesignal entweder im Zeit- oder Frequenzbereich moduliert. Bei einer Zeit- oder Frequenzmodulation des Sendesignals wird die Entfernungsauflösung durch den Frequenzhub bestimmt.Radar sensors must comply with the prescribed Fre Comply with the frequency bands, one of the free frequency bands being that of 24125 GHz with a maximum frequency swing, that is the deflection of the Center frequency, is from ± 125 MHz. To measure accuracy in the cm range the transmission signal will reach either in the time or frequency domain modulated. With a time or frequency modulation of the transmission signal, the Distance resolution determined by the frequency swing.

Die Mikrowellen-Füllstandsmessung nach dem FMCW-Prinzip wird beispiels weise im Bereich von genauen Füllstandsmessungen in Lagertanks angewandt. Nach dem FMCW-Prinzip wird ein hochfrequentes linear-frequenzmoduliertes Sendesignal mit dem vom Target reflektierten Empfangssignal gemischt. Aufgrund der Linearität der Frequenzmodulation ist die dabei entstehende Differenzfrequenz zwischen beiden Signalen, das sogenannte ZF-Signal, konstant und proportional der Laufzeitdifferenz und damit auch proportional dem gesuchten Abstand. Da unter realen Meßbedingungen Nebenziele auftreten, besteht das ZF-Signal aus einem Frequenzgemisch, so daß direkte Verfahren der Frequenzbestimmung, z. B. das Zählen von Nulldurchgängen, nicht angewandt werden können. Daher muß vorzugsweise eine digitale Frequenzanalyse durchgeführt werden, um das Nutzsignal vom Störsignal zu trennen. Betrachtet man ein monofrequentes harmonisches Signal endlicher Länge, so kann dieses als Multiplikation eines unendlich ausgedehnten harmonischen Signales mit einem Rechteckfenster beschrieben werden. Im Frequenzbereich bedeutet dies eine Faltung der beiden Frequenzlinien der harmonischen Schwingung mit der Transformierten des Rechteckfensters, der Si-Funktion.The microwave level measurement based on the FMCW principle is used as an example used in the area of accurate level measurements in storage tanks. A high-frequency linear frequency modulation is carried out according to the FMCW principle Transmitted signal mixed with the received signal reflected by the target. Due to the linearity of the frequency modulation, the resulting one Difference frequency between the two signals, the so-called IF signal, constant and proportional to the transit time difference and therefore also proportional the distance sought. Because under real measurement conditions, secondary goals occur, the IF signal consists of a frequency mix, so that direct Frequency determination method, e.g. B. counting zero crossings, cannot be applied. Therefore, preferably a digital one Frequency analysis can be carried out to determine the useful signal from the interference signal separate. If we consider a monofrequency harmonic signal finite Length, so this can be multiplied by an infinitely extended harmonic signals can be described with a rectangular window. in the Frequency range this means a folding of the two frequency lines of the harmonic vibration with the transform of the rectangular window, the Si function.

Aufgrund des endlichen Abtastrasters im Zeitbereich, Abtastzeit T, erhält man im FFT-Frequenzbereich die Abtastwerte Y_k des Spektrums (Frequenzlinien) als:
Due to the finite sampling grid in the time domain, sampling time T, the sampling values Y _{k of} the spectrum (frequency lines) are obtained in the FFT frequency domain as:

N = Stichprobenumfang; k = 0... N - 1 Index der Frequenzabtastwerte
T = Abtastzeit.N = sample size; k = 0 ... N - 1 index of the frequency samples
T = sampling time.

Ist die zu bestimmende Frequenz f kein ganzzahliges Vielfaches der Beobachtungsfrequenz
If the frequency f to be determined is not an integral multiple of the observation frequency

so verteilt sich die Signalenergie über alle Frequenzabtastwerte (Leakage-Effekt). Aus der Verteilung der Signalenergie kann im Prinzip eindeutig auf die Lage des Maximums der Einhüllenden des Betragsspektrums und damit auch auf die gesuchte Frequenz f zurückgeschlossen werden.so the signal energy is distributed over everyone Frequency samples (leakage effect). From the distribution of the signal energy can in principle clearly on the location of the maximum of the envelope Spectrum of magnitude and thus also on the searched frequency f be inferred.

Durch Johanngeorg Otto: Effiziente suboptimale Algorithmen zur FMCW- Füllstandsmessung, in: ITG-Fachbericht 126, Sensoren - Technologie und Anwendung, 1994, ist eine Frequenzschätzung bei der Mikrowellen-Füllstands messung bekannt geworden, wobei die Frequenzschätzung auf einen Bruchteil des FFT-Frequenzrasters genau sein muß. Es werden rechenzeitaufwendige Algorithmen zur hochgenauen Frequenzbestimmung mit suboptimalen Algorithmen, die bei guter Genauigkeit wesentlich weniger Anforderungen an das Rechenwerk stellen, verglichen. Dabei ist festgestellt worden, daß der Fehler der Abstandsbestimmung mittels einer FFT unter Verwendung eines Rechteck fensters bei einem Frequenzhub von 1 GHz ungefähr 2 cm bis +4 cm vom tatsächlichen Abstand abweicht; unter Verwendung des dort vorgeschlagenen Verfahrens des Zeropaddings wird ein Fehler von bis zu ±0,5 cm erreicht. Mit der des weiteren vorgeschlagenen Dolph-Tschebyscheff-Methode wird ein geringfügig besseres Ergebnis erreicht. Ein solcher Frequenzhub im GHz-Bereich erfordert allerdings einen erheblichen Hardwareaufwand.By Johanngeorg Otto: Efficient suboptimal algorithms for FMCW Level measurement, in: ITG Technical Report 126, Sensors - Technology and Application, 1994, is a frequency estimate at the microwave level measurement became known, the frequency estimate to a fraction of the FFT frequency grid must be exact. It takes a lot of computing time Algorithms for high-precision frequency determination with suboptimal Algorithms that, with good accuracy, have far fewer requirements for the Set calculator, compared. It has been found that the error of the Distance determination using an FFT using a rectangle window with a frequency shift of 1 GHz approximately 2 cm to +4 cm from actual distance differs; using what is proposed there Zeropadding method, an error of up to ± 0.5 cm is achieved. With the the further proposed Dolph-Chebyshev method becomes a minor better result achieved. Such a frequency swing in the GHz range requires however, a considerable amount of hardware is required.

Als Näherung für die Position des Maximums des Betragsspektrums kann auch der Schwerpunkt der Frequenzabtastwerte verwendet werden. Dabei geht neben der Anzahl der verwendeten Frequenzlinien die Art der Fensterfunktion ein.As an approximation for the position of the maximum of the magnitude spectrum can also the center of gravity of the frequency samples are used. It goes alongside the number of frequency lines used, the type of window function.

Die Nachteile der angegebenen Möglichkeiten, nämlich Zeropadding und Dolph- Tschebyscheff, sind folgendermaßen: Um den Schwerpunkt mit der Dolph- Tschebyscheff-Methode zu bestimmen, werden 13 Linien benötigt, das heißt, daß der minimale Meßabstand bei einem Frequenzhub 100 MHz somit 10,5 Meter beträgt. Damit ist diese Methode für viele Füllstandsmessungen nicht mehr anwendbar. Beim Zeropadding 4 . N werden zum einen acht Linien zur Abstandsbestimmung benötigt, woraus sich ein Minimalabstand von 6 Metern errechnet, zum anderen ist die Rechenzeit 4 mal so groß. Das ist durch die vierfache Datensatzlänge begründet, so daß sich daraus ein Fehler von ±30 cm errechnet. Beim Zeropadding 512 . N ist die Rechenzeit sehr groß, nämlich 512 mal länger als bei einfacher Datensatzlänge.The disadvantages of the specified options, namely zero padding and dolphin Chebyshev, are as follows: To focus on the dolphin To determine the Chebyshev method, 13 lines are required, that is, that the minimum measuring distance with a frequency shift of 100 MHz is thus 10.5 Meters. This method is therefore not suitable for many level measurements more applicable. Zeropadding 4. N become eight lines Distance determination is required, which results in a minimum distance of 6 meters calculated, on the other hand the computing time is 4 times as long. That is through the four times the length of the data record, so that this results in an error of ± 30 cm calculated. With Zeropadding 512. N, the computing time is very long, namely 512 times longer than with a simple data record length.

Durch die DE 43 34 079 A1 ist ein Radar-Entfernungsmesser bekannt geworden, der nach dem FMCW-Prinzip konzipiert ist und im Frequenzbereich 24.125 GHz ± 125 MHz arbeitet, wobei durch eine schrittweise Ermittlung des optimalen Frequenzhubes eine genaue Entfernungsbestimmung so durchgeführt wird, daß mit dem maximal zulässigen Hub die Entfernung grob bestimmt wird, anschließend sukzessive der Hub verkleinert wird, bis ein ganzzahliges Vielfaches der generierten Entfernungstore der exakten Distanz von Meßgerät zur Reflektionsoberfläche entspricht. Als Indikator für den optimalen Hub dient die maximale Amplitude des Spektrums der Meßfrequenz oder das Minimum der sogenannten Nebenlinien im Spektrum, und eine Regelschleife, die aus einem Oszillator, einem Richtkoppler, einer Teilerkette, einem Zähler, sowie einem Mikroprozessor und einem D-A-Wandler mit einer Frequenz gebildet wird, deren ganzzahlige vielfache die eigentliche Sendefrequenz ist. Die Änderung des Fre quenzhubs hat zur Folge, daß sich die Mischfrequenz verändert, obwohl die Entfernung konstant ist. Dabei wird der Frequenzhub solange verändert, bis die abgetastete Mischfrequenz eine Ganzzahl von Schwingungszügen ist. Die Änderung des Frequenzhubs hat zur Folge, daß sich die Mischfrequenz verändert, obwohl die Entfernung konstant ist. Dabei wird der Frequenzhub solange verändert, bis die abgetastete Mischfrequenz eine ganze Zahl von Schwingungszügen im Abtastfenster ergibt, dann sind die Seitenbänder, die sich bei der Frequenzanalyse ergeben, minimal. Die Entfernung ist dann richtig angegeben, wenn die Seitenbänder minimal sind.A radar range finder is known from DE 43 34 079 A1 which is designed according to the FMCW principle and in the frequency domain 24.125 GHz ± 125 MHz works, whereby a step by step determination of the optimal frequency swing carried out an accurate distance determination becomes that the distance is roughly determined with the maximum permissible stroke, the stroke is then successively reduced until an integer Multiple of the distance gates generated to the exact distance from the measuring device corresponds to the reflection surface. Serves as an indicator of the optimal stroke the maximum amplitude of the spectrum of the measuring frequency or the minimum of so-called secondary lines in the spectrum, and a control loop that consists of a Oscillator, a directional coupler, a divider chain, a counter, and one Microprocessor and a D-A converter is formed at a frequency whose integer multiples is the actual transmission frequency. The change of Fre quenzhubs has the consequence that the mixed frequency changes, although the Distance is constant. The frequency swing is changed until the sampled mixed frequency is an integer of waveforms. The Changing the frequency swing has the consequence that the mixed frequency changed even though the distance is constant. The frequency swing changed until the sampled mixing frequency is an integer of Vibrations in the scan window results, then the sidebands that are revealed in the frequency analysis, minimal. The distance is then correct indicated when the sidebands are minimal.

Durch die DE 41 14 974 A1 ist ein Verfahren zur Erhöhung der Meßgenauigkeit beim FMCW-Radar, insbesondere zur Ortung von Reflexionen in Licht wellenleitern, bekannt, bei dem das durch Differenzfrequenzbildung aus Sende- und Empfangssignal bestehende Mischsignal mit einem getriggerten, in der Frequenz durchstimmbaren Hilfssignal nochmals gemischt und eines bei dieser Mischung entstehenden Seitenbänder spektral analysiert wird und außerdem der momentane Wert der Frequenz des Hilfssignals zur Signalauswertung mit herangezogen wird. Das Auswerteintervall wird bei der spektralen Analyse phasenstarr mit den zur Steuerung der Frequenz des Sendesignals verwendeten Rampensignal verknüpft.DE 41 14 974 A1 describes a method for increasing the measuring accuracy FMCW radar, especially for locating reflections in light waveguides, is known, in which the by frequency difference from transmission and received signal existing mixed signal with a triggered, in the Frequency-tunable auxiliary signal mixed again and one at this Mixing emerging sidebands is analyzed spectrally and also the current value of the frequency of the auxiliary signal for signal evaluation with is used. The evaluation interval is in the spectral analysis phase locked with those used to control the frequency of the transmit signal Ramp signal linked.

Die Nachteile der beiden letztgenannten Gegenstände liegen darin, daß sehr viele Messungen durchgeführt werden müssen, bis das richtige Ergebnis vorliegt. Nach jeder Messung muß eine Frequenzanalyse, z. B. FFT, durchgeführt werden, um die Seitenbänder im Spektrum bestimmen zu können. Selbst wenn der richtige Frequenzhub gefunden ist, muß noch weiter gesucht werden, da nicht auszuschließen ist, daß sich die Seitenbänder weiter minimieren lassen.The disadvantages of the latter two objects are that a great many Measurements must be taken until the correct result is available. After each measurement, a frequency analysis, e.g. B. FFT, are carried out to determine the sidebands in the spectrum. Even if the correct frequency deviation is found, must be searched further, since not it can be excluded that the sidebands can be further minimized.

Desweiteren darf nur ein dominantes Ziel vorliegen, wie es z. B. bei Flüssigkeiten der Fall ist. Nur für diesen Fall ist der Gegenstand der DE 43 34 079 A1 geeignet, was bedeutet, daß es nicht mehrzielfähig ist, so daß z. B. Schüttgüter nicht korrekt gemessen werden können, da sich für diese die Seitenbänder nicht minimieren lassen. Desweiteren können gemäß den bekannten Gegenständen keine sich bewegenden Objekte gemessen werden, weil sich auch in diesem Fall die Seitenbänder nicht minimieren lassen und ein hoher Hardwareaufwand notwendig ist.Furthermore, there can only be one dominant goal, as it is e.g. B. with liquids the case is. Only in this case is the subject of DE 43 34 079 A1 suitable, which means that it is no longer targetable, so that e.g. B. bulk goods cannot be measured correctly because the sidebands are not suitable for them minimize. Furthermore, according to the known objects no moving objects can be measured because even in this case the sidebands can not be minimized and a high amount of hardware necessary is.

Durch die DE 37 89 830 T2 ist des Weiteren ein Radargerät zur Messung der Entfernung zu einer Oberfläche bekannt geworden, mit Sendemitteln zur Aussendung einer frequenzmodulierten Welle, die in einem Frequenzbereich ΔF frequenzmoduliert wird, und mit Empfangsmitteln zum Empfang der reflektierten Welle, mit einem Autokorrelationsverfahren zur Autokorrelation einer Überlagerungswelle. Zur Verarbeitung des Spektrums wird, ausgehend vom Wert einer Mehrzahl von Frequenzkomponenten, die Verzögerung zwischen der ausgesendeten und der empfangenen Welle dargestellt und nach einer relativ komplizierten Berechnung Amplitudenwerte des Spektrums gebildet und diese weiterverarbeitet, um schließlich die größte Komponente der Amplitudenwerte zu bestimmen.DE 37 89 830 T2 also describes a radar device for measuring the Distance to a surface has become known, with transmission means for Transmission of a frequency-modulated wave in a frequency range ΔF is frequency modulated, and with receiving means for receiving the reflected wave, with an autocorrelation method for autocorrelation an overlay wave. For processing the spectrum is going out of the value of a plurality of frequency components, the delay between the emitted and the received wave and after a relative complicated calculation formed amplitude values of the spectrum and this processed to finally the largest component of the amplitude values to determine.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Mikrowellenabstandssensor der genannten Gattung zu schaffen, der eine höhere Genauigkeit bei der Entfernungsbestimmung haben soll und der insbesondere mehrzielfähig sein soll. Ebenso sollen mit dem Mikrowellenabstandssensor sich bewegende Objekte und auch Schüttgüter erfaßt werden können. The invention has for its object a microwave distance sensor to create named genus, which has a higher accuracy in the Should have distance determination and in particular should be multi-target. Likewise, moving objects and bulk goods can also be recorded.

Die Lösung der Aufgabe besteht erfindungsgemäß in den Merkmalen des Anspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.The object is achieved in the features of Claim 1. Further advantageous embodiments of the invention are in the Subclaims marked.

Der erfindungsgemäße Mikrowellenabstandssensor besitzt den hervorste chenden Vorteil, daß mit diesem ein hochgenauer Radarentfernungsmesser, der nach dem FMCW-Prinzip arbeitet, geschaffen ist, der insbesondere mehr zielfähig ist und der deshalb auch für Schüttgüter oder für sich bewegende Objekte eingesetzt werden kann.The microwave distance sensor according to the invention has the most prominent advantage that with this a highly accurate radar range finder works according to the FMCW principle, which is more is targeted and therefore also for bulk goods or moving goods Objects can be used.

Die Frequenzbestimmung mit einer FFT, deren Zeitwerte beispielsweise mit einem Rechteckfenster gewichtet werden und der Schwerpunktsbestimmung mit zwei Linien in großen Abschnitten ist sehr genau. Erfindungsgemäß erfolgt die Schwerpunktsbestimmung dadurch, in dem die Linie mit dem größten Betrag mit der Nachbarlinie mit dem größeren Betrag zur Schwerpunktsbildung herangezogen wird. Wenn die Nachbarlinien gleich groß sind, kommt es zu einem Sprung; der Meßfehler ist in diesem Fall maximal, nämlich -20 cm bis +40 cm bei einem Hub von 100 MHz. Dabei wird vom ISM-K-Band mit einem maximalen Hub von 250 MHz ausgegangen, wobei auch andere ISM-Bänder erfindungsgemäß einbezogen sind.Frequency determination with an FFT, whose time values, for example, with a rectangular window and the center of gravity with two lines in large sections is very accurate. According to the invention the center of gravity by the line with the largest amount with the neighboring line with the larger amount for center of gravity is used. If the neighboring lines are the same size, there is one Leap; the measurement error is maximum in this case, namely -20 cm to +40 cm at a stroke of 100 MHz. The ISM-K tape uses a maximum stroke of 250 MHz assumed, with other ISM bands are included according to the invention.

Unter Verwendung der bekannten Radargleichungen
Using the known radar equations

erhält man
you get

Es bedeuten:
C = Lichtgeschwindigkeit,
ΔF = Frequenzhub,
R = Objektabstand,
t_Hub = Meßzeit,
f = Mischfrequenz, die sich bei einem Objektabstand R, einem Frequenzhub ΔF und einer Meßzeit t_Hub einstellt. It means:
C = speed of light,
ΔF = frequency swing,
R = object distance,
t _stroke = measuring time,
f = mixed frequency which occurs at an object distance R, a frequency deviation ΔF and a measuring time t _stroke .

Bei einer FFT erhält man nicht die absolute Frequenz, sondern die Anzahl der Schwingungen im Abtastfenster gemäß der Gleichung:
With an FFT one does not get the absolute frequency, but the number of oscillations in the sampling window according to the equation:

Um die Entfernung bestimmen zu können, muß der Schwerpunkt, der wie oben beschrieben berechnet wurde, mit einem Wichtungsfaktor multipliziert werden. Bei der Verwendung eines Frequenzhubes von beispielsweise 100 MHz ist der Wichtungsfaktor beispielsweise 1,5.In order to determine the distance, the center of gravity must be the same as above was calculated, multiplied by a weighting factor. When using a frequency swing of 100 MHz, for example Weighting factor, for example, 1.5.

Multipliziert man die oben bestimmten Werte, bei denen der maximale Fehler vorliegt, mit dem Wichtungsfaktor, so erhält man die Bereiche mit maximalen Fehler bezogen auf die Entfernung.Multiplying the values determined above, at which the maximum error with the weighting factor, you get the areas with maximum Distance related errors.

Wenn nicht mit einer, sondern mit zwei Kennlinien mit verschiedenem Frequenzhub gemessen wird, so hat natürlich bei der Frequenzbestimmung jede Kennlinie für sich den bekannten Fehler. Da die Wichtungsfaktoren bei der Berechnung der Entfernung gemäß Gleichung [3] unterschiedlich sind, sind auch die Stellen für den maximalen Fehler, bezogen auf die Entfernung an verschiedenen Stellen, unterschiedlich.If not with one, but with two characteristic curves with different ones Frequency deviation is measured, so of course everyone has when determining the frequency Characteristic curve for the known error. Since the weighting factors in the Calculation of the distance according to equation [3] are also different the places for the maximum error in relation to the distance different places, different.

Um die Entfernung genau bestimmen zu können, muß berechnet werden, welcher Frequenzhub - bei gegebenem Objektabstand - am günstigsten ist. Der Schwerpunkt ist dann genau, wenn die Beträge der Linien, die zur Schwerpunktsbildung herangezogen werden, nahezu gleich groß sind.In order to be able to determine the distance precisely, the following must be calculated: which frequency deviation - with a given object distance - is the cheapest. The The focus is then exactly when the amounts of the lines leading to the Center of gravity are used, are almost the same size.

Bei der Verwendung von zwei Kennlinien könnte es, abhängig vom zulässigen Entfernungsbereich, immer noch Entfernungen geben, bei denen beide Kennlinien nicht genau genug sind. Durch Einführung einer dritten Kennlinie - und gegebenenfalls weiterer Kennlinien - zur Schwerpunktsbildung und zur Entfernungsbestimmung kann dieser Mangel behoben werden.When using two characteristic curves it could, depending on the permissible Distance range, still give distances at both Characteristic curves are not accurate enough. By introducing a third characteristic - and, if necessary, further characteristic curves - for establishing the focus and for This deficiency can be remedied by determining the distance.

Von entscheidendem Vorteil ist weiterhin, daß bei der Erfindung mit einem dreifachen Zeitaufwand bei der Berechnung, zum Beispiel bei einem Frequenzhub von 100 MHz, ein Fehler von ca. ±6 cm erreicht wird. Der minimale Abstand liegt dadurch, daß nur zwei Linien zur Schwerpunkts bestimmung benötigt werden, unter den gegebenen Bedingungen bei ca. zwei Meter und damit erheblich unter den minimalen Abständen bei der Dolph- Tschebyscheff-Methode oder beim Zeropadding-Verfahren. Diese Verfahren können zwar gleich genau sein, haben aber den entscheidenden Nachteil, daß entweder der Nahbereich mindestens sieben Meter beträgt bei einem Frequenzhub von 150 MHz, oder es wird ein 512 mal größerer Zeitaufwand bei der Berechnung des Schwerpunktes benötigt.Another decisive advantage is that in the invention with a triple the time required for the calculation, for example for one Frequency swing of 100 MHz, an error of approximately ± 6 cm is reached. The minimal distance lies in the fact that only two lines to the center of gravity determination are required, under the given conditions at approximately two Meters and thus considerably below the minimum distances for the dolphin Tschebyscheff method or Zeropadding method. This procedure can be equally precise, but have the decisive disadvantage that either the close range is at least seven meters in one Frequency swing of 150 MHz, or it will take a 512 times more time needed to calculate the center of gravity.

In bevorzugter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Radar-Entfernungs messers können drei Frequenzhübe (Frequenzkennlinien), die ungleiche Start- und Stopfrequenzen aufweisen können, herangezogen werden, wobei mit allen drei Frequenzhüben gemessen wird. Als Fensterfunktion kann vorzugsweise ein Rechteckfenster verwendet werden, jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Ebenso kann die Zwischenfrequenz (ZF) nochmals mit mehreren Mischfrequenzen (Fm1, Fm2, usw) gemischt werden.In a preferred embodiment of the radar range according to the invention knives can have three frequency sweeps (frequency characteristics) that and stop frequencies can be used, with all three frequency sweeps is measured. A window function can preferably be a Rectangular windows are used, however the invention is not based thereon limited. Likewise, the intermediate frequency (IF) can again with several Mixing frequencies (Fm1, Fm2, etc.) can be mixed.

Vorzugsweise wird der Schwerpunkt mittels mindestens zweier Frequenz kennlinien mit verschiedenem Frequenzhub oder mittels dreier Frequenz kennlinien mit verschiedenem Frequenzhub bestimmt. Bei der Verwendung eines Rechteckfensters wird zur genauen Entfernungsbestimmung berechnet, welcher Frequenzhub bei gegebenem Objektabstand am günstigsten ist, wobei der Schwerpunkt dann genau ist, wenn die Beträge der Linien, die zur Schwerpunktsbildung herangezogen werden, nahezu gleich groß sind.The center of gravity is preferably determined by means of at least two frequencies Characteristic curves with different frequency sweeps or by means of three frequencies Characteristic curves determined with different frequency sweeps. When using a rectangular window is calculated to determine the exact distance, which frequency sweep is most favorable for a given object distance, whereby the focus is then exactly when the amounts of the lines leading to the Center of gravity are used, are almost the same size.

Claims

1.Radar range finder, which uses FFT for evaluation and works according to the principle of a periodically frequency-modulated radar (FM radar), for the highly accurate non-contact determination of distances, with digital signal processing and a limited frequency swing, whereby at least two frequency strokes for determining the distance ( Frequency characteristics) are used, characterized in that the associated weighting factors are calculated for these different frequency strokes, the weighting of the time values is carried out by means of a window function, and the FFT in the magnitude spectrum determines the focus from the measurement with all frequency strokes, which at the window function used is most accurate, after which the distance is obtained by multiplying the center of gravity by the weighting factor associated with the frequency swing, and the frequency sweeps are calculated so that a possible center of gravity is then possible at every possible distance hst is exact if the frequency characteristics used to establish the center of gravity are almost the same size.

2. Radar range finder according to claim 1, characterized in that that three frequency sweeps (frequency characteristics), the unequal start and stop frequencies can be used, and with all three Frequency strokes is measured.

3. Radar range finder according to one of the preceding claims, characterized, that a rectangular window serves as a window function for weighting the time values.

4. Radar range finder according to one of the preceding claims, characterized in that when using a rectangular window for exact distance determination, which frequency swing is calculated at given object distance is the cheapest, with the focus then is accurate if the amounts of the lines approaching the center of gravity are drawn, are almost the same size.