DE10208332A1

DE10208332A1 - Pulsradarvorrichtung und Verfahren zum Erfassen, zum Detektieren und/oder zum Auswerten von mindestens einem Objekt

Info

Publication number: DE10208332A1
Application number: DE10208332A
Authority: DE
Inventors: Thomas Wixforth
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2002-02-27
Filing date: 2002-02-27
Publication date: 2003-09-04
Also published as: JP2005525547A; EP1481260A1; WO2003073124A1; US20050156779A1

Abstract

Um eine Pulsradarvorrichtung (100) sowie ein Verfahren zum Erfassen, zum Detektieren und/oder zum Auswerten von mindestens einem Objekt so weiterzuentwickeln, daß nicht nur Informationen hinsichtlich der Entfernung, sondern auch hinsichtlich der Winkellage des zu detektierenden Objekts erhalten werden, wird vorgeschlagen, DOLLAR A - daß die Empfangsantenneneinheit (30) der Pulsradarvorrichtung (100) DOLLAR A - als mindestens eine mindestens zwei Antennenelemente (32, 34, 36, 38) aufweisende Gruppenantenne ausgebildet ist und DOLLAR A - zum Empfangen der am Objekt reflektierten Signale als vektorielle Signale ausgelegt ist und DOLLAR A - daß dem Empfangszweig (50) der Pulsradarvorrichtung (100) mindestens eine Empfangsschaltung (70), insbesondere N[iedrig-]F[requenz]-Empfangsschaltung, zum Auswerten und zum Weiterverarbeiten der empfangenen vektoriellen Signale nachgeschaltet ist, so daß auch die Winkellage des mindestens einen Objekts meßbar sowie bestimmbar ist.

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Pulsradarvorrichtung zum Erfassen, zum Detektieren und/oder zum Auswerten von mindestens einem Objekt, aufweisend

1. [a] mindestens eine Oszillatoreinheit, insbesondere Mikrowellen- Oszillatoreinheit, zum Erzeugen von Oszillatorsignalen;
2. [b] mindestens einen der Oszillatoreinheit nachgeschalteten Sendezweig mit
- 1. [b.1] mindestens einer mit den Oszillatorsignalen beaufschlagbaren Sendepulsschaltereinheit zum Erzeugen von pulsmodulierten Hochfrequenzsignalen und
- 2. [b.2] mindestens einer der Sendepulsschaltereinheit nachgeschalteten Sendeantenneneinheit zum Abstrahlen der von der Sendepulsschaltereinheit erzeugten Hochfrequenzsignale;
3. [c] mindestens einen der Oszillatoreinheit nachgeschalteten Empfangszweig, insbesondere R[adio]F[requenz]-Empfangszweig, mit
- 1. [c.1] mindestens einer Empfangsantenneneinheit zum Empfangen der am Objekt reflektierten Signale,
- 2. [c.2] mindestens einer der Empfangsantenneneinheit nachgeschalteten Empfangspulsschaltereinheit und
- 3. [c.3] mindestens einer der Empfangsantenneneinheit nachgeschalteten I[nphase]/Q[uadratur]-Mischeinheit zum Mischen
- 4. [c.3.1] der von der Empfangsantenneneinheit empfangenen Signale, mit denen der erste Eingangsanschluß der I/Q-Mischeinheit beaufschlagbar ist,
- 5. [c.3.2] mit den Oszillatorsignalen, mit denen der zweite Eingangsanschluß der jeweiligen I/Q-Mischeinheit beaufschlagbar ist:
4. [d] mindestens eine Taktgeneratoreinheit, insbesondere N[iedrig- ]F[requenz]-Taktgeneratoreinheit, zum Erzeugen von Taktsignalen, mit denen sowohl die Sendepulsschaltereinheit als auch die Empfangspulsschaltereinheit beaufschlagbar ist; und
5. [e] mindestens eine zwischen die Taktgeneratoreinheit und die Empfangspulsschaltereinheit geschaltete Pulsverzögerungseinheit zum gegenüber den Taktsignalen, mit denen die Sendepulsschaltereinheit angesteuert wird, definierten zeitlichen Verzögern der Taktsignale, mit denen die Empfangspulsschaltereinheit angesteuert wird.

Die vorliegende Erfindung betrifft des weiteren ein Verfahren zum Erfassen, zum Detektieren und/oder zum Auswerten von mindestens einem Objekt, bei welchem Verfahren

- Oszillatorsignale mittels mindestens einer Oszillatoreinheit, insbesondere Mikrowellen-Oszillatoreinheit, erzeugt werden;
- pulsmodulierte Hochfrequenzsignale mittels mindestens einer mit den Oszillatorsignalen beaufschlagten Sendepulsschaltereinheit erzeugt werden;
- die von der Sendepulsschaltereinheit erzeugten Hochfrequenzsignale mittels mindestens einer der Sendepulsschaltereinheit nachgeschalteten Sendeantenneneinheit abgestrahlt werden;
- die am Objekt reflektierten Signale mittels mindestens einer Empfangsantenneneinheit empfangen werden;
- die von der Empfangsantenneneinheit empfangenen Signale, mit denen der erste Eingangsanschluß mindestens einer der Empfangsantenneneinheit nachgeschalteten I[nphase]/Q[uadratur]- Mischeinheit beaufschlagbar ist, mit den Oszillatorsignalen, mit denen der zweite Eingangsanschluß der jeweiligen I/Q-Mischeinheit beaufschlagbar ist, mittels der jeweiligen I/Q-Mischeinheit gemischt werden;
- Taktsignale, mit denen sowohl die Sendepulsschaltereinheit als auch mindestens eine der Empfangsantenneneinheit nachgeschaltete Empfangspulsschaltereinheit beaufschlagbar ist, mittels mindestens einer Taktgeneratoreinheit, insbesondere N[iedrig]F[requenz]-Taktgeneratoreinheit, erzeugt werden; und
- die Taktsignale, mit denen die Empfangspulsschaltereinheit angesteuert wird, gegenüber den Taktsignalen, mit denen die Sendepulsschaltereinheit angesteuert wird, mittels mindestens einer zwischen der Taktgeneratoreinheit und der Empfangspulsschaltereinheit zwischengeschalteten Pulsverzögerungseinheit definiert zeitlich verzögert werden.

Stand der Technik

Eine Sensierung des Umfelds eines Fortbewegungsmittels, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, kann grundsätzlich mittels LIDAR (= LIght Detecting And Ranging), mittels RADAR (= RAdio Detecting And Ranging), mittels Video oder auch mittels Ultraschall erfolgen.
So ist aus der Druckschrift DE 42 42 700 A1 ein Objektdetektionssystem mit Mikrowellen-Radarsensor bekannt, durch den die Erfassung von insbesondere auch in einer größeren Distanz vorausfahrenden Objekten an einem Fahrzeug ermöglicht wird. Dieser Radarsensor trägt zu einem Fahrzeugsicherheitssystem bei, bei dem ständig Informationen über den Abstand und die Relativgeschwindigkeit des Fahrzeugs zu den vorausfahrenden Fahrzeugen in einem vorgegebenen Winkelbereich verarbeitet werden.
In der Druckschrift DE 44 42 189 A1 ist offenbart, daß bei einem System zur Abstandsmessung im Umgebungsbereich von Kraftfahrzeugen Sensoren mit Sendeeinheiten und mit Empfangseinheiten zugleich zum Senden und zum Empfangen von Informationen eingesetzt werden. Unter Zuhilfenahme der Abstandsmessung können hier passive Schutzmaßnahmen für das Kraftfahrzeug, beispielsweise bei einem Front-, Seiten- oder Heckaufprall, aktiviert werden. Mit einem Austausch der erfaßten Informationen kann zum Beispiel eine Beurteilung von Verkehrssituationen zur Aktivierung entsprechender Auslösesysteme durchgeführt werden.
Weiterhin ist auch aus der Druckschrift DE 196 16 038 A1 ein Objektdetektionssystem bekannt, bei dem ein optischer Sender für einen Lichtstrahl mit veränderlichem Sendewinkel und ein winkelauflösender optischer Empfänger vorhanden sind. Der ausgesendete Lichtstrahl wird hier derart moduliert, daß aus der Phasendifferenz des gesendeten Lichtstrahls und des empfangenen Lichtstrahls bis zu einer bestimmten Entfernung auch die Lage des Objekts innerhalb des Winkelbereichs des ausgesendeten Lichtstrahls ermittelbar ist.
In der Druckschrift DE 196 22 777 A1 ist ein Sensorsystem zur automatischen relativen Positionsbestimmung zwischen zwei Objekten offenbart. Dieses konventionelle Sensorsystem besteht aus einer Kombination eines winkelunabhängigen Sensors und eines winkelabhängigen Sensors. Der nicht winkelauflösende und somit winkelunabhängige Sensor ist als ein Sensor ausgeführt, der über eine Laufzeitmessung den Abstand zu einem Objekt auswertet. Als mögliche Sensoren werden Radar-, Lidar- oder Ultraschallsensoren vorgeschlagen.
Der winkelabhängige Sensor besteht aus einer geometrischen Anordnung von optoelektronischen Sendern und Empfängern, die in Form von Lichtschranken angeordnet sind. Die Sensoren, die beide einen gemeinsamen Detektionsbereich abdecken, sind räumlich eng benachbart angeordnet. Um eine relative Position zum Objekt zu bestimmen, wird mittels des winkelunabhängigen Sensors der Abstand zum Objekt und mittels des winkelauflösenden Sensors der Winkel zum Objekt bestimmt.
Auf Basis des Abstands und des Winkels zum Objekt ist die relative Position zum Objekt bekannt. Als Alternative zur genannten Anordnung von optoelektronischen Sendern und Empfängern wird eine Verwendung von zwei Sensoren vorgeschlagen, die gemeinsam nach dem Triangulationsprinzip den Winkel zum Objekt bestimmen.
Aus der Druckschrift DE 199 49 409 A1 ist ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Objektdetektierung mit mindestens zwei an einem Kraftfahrzeug angebrachten abstandsauflösenden Sensoren bekannt, deren Detektionsbereiche sich zumindest teilweise überlappen. Hierbei sind Mittel vorhanden, um relative Positionen möglicher detektierter Objekte bezüglich der Sensoren im Überlappungsbereich nach dem Triangulationsprinzip zu bestimmen; mögliche Scheinobjekte, die durch die Objektbestimmung entstehen, können durch dynamische Objektbeobachtungen ermittelt werden.
In der Druckschrift DE 100 11 263 A1 schließlich ist ein Objektdetektionssystem, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, vorgeschlagen, wobei das Objektdetektionssystem mehrere Objektdetektoren und/oder Betriebsmodi aufweist, mit denen unterschiedliche Detektionsreichweiten und/oder Detektionsbereiche erfaßt werden. Hierbei kann ein Objektdetektor ein Radarsensor sein, der in einem ersten Betriebsmodus eine relativ große Detektionsreichweite bei relativ kleinem Winkelerfassungsbereich und in einem zweiten Betriebsmodus eine relativ dazu geringe Detektionsreichweite bei vergrößertem Winkelerfassungsbereich aufweist.
Es ist darüber hinaus für sich gesehen allgemein bekannt, daß eine Abstandsmessung mit einem sogenannten Pulsradar vorgenommen werden kann, bei dem ein Trägerpuls mit einer rechteckförmigen Umhüllung einer elektromagnetischen Schwingung im Gigahertzbereich ausgesendet wird.
Dieser Trägerpuls wird am Zielobjekt reflektiert, und aus der Zeitspanne zwischen dem Aussenden des Impulses und dem Eintreffen der reflektierten Strahlung kann die Zielentfernung und mit Einschränkungen unter Ausnutzen des Dopplereffekts auch die Relativgeschwindigkeit des Zielobjekts bestimmt werden. Ein solches Meßprinzip ist beispielsweise in dem Fachbuch von Albrecht Ludloff, "Handbuch Radar und Radarsignalverarbeitung", Seiten 2-21 bis 2-44, Vieweg-Verlag, 1993 beschrieben.
Für das sichere Ansteuern der eingangs erwähnten Insassenschutzsysteme in einem Kraftfahrzeug werden in der Regel eine Vielzahl von Radarsensoren für die einzelnen Konfliktsituationen im Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs benötigt; beispielsweise ist eine Kollisionsfrüherkennung (sogenannte Pre-Crash-Erkennung) notwendig, um ein vorzeitiges Erfassen eines Objekts zu ermöglichen, das bei einer Kollision eine Gefahr für die Fahrzeuginsassen darstellt. Hierdurch sollte es möglich sein, Schutzsysteme wie Airbag, Gurtstraffer oder Sidebag rechtzeitig zu aktivieren, um dadurch die größtmögliche Schutzwirkung zu erzielen.
Das Erfassen bzw. Überwachen der Verkehrssituation, insbesondere im Nahbereich des Kraftfahrzeugs, kann darüber hinaus auch für eine Vielzahl weiterer Anwendungen nutzbringend sein. Hierzu zählen Einparkhilfen, Hilfen zur Überwachung des sogenannten "toten Winkels" sowie eine Unterstützung des sogenannten "Stop & Go"-Verkehrs, bei dem der Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug ermittelt wird, um automatisch anhalten und anfahren zu können.
Hierbei werden üblicherweise eine Vielzahl von Radarsensoren mit jeweils an die Meßaufgabe angepaßten unterschiedlichen Anforderungen verwendet, wobei sich die Anforderungen im wesentlichen in der Reichweite und in der Auswertezeit unterscheiden, denn jede dieser Funktionen weist spezifische Erfassungsbereiche sowie unterschiedliche Meßzykluszeiten auf; zwar lassen sich prinzipiell sogenannte Universalsensoren über ein speziell angepaßtes Bussystem gemeinsam betreiben und mit einer Auswerteeir heit zusammenschalten, jedoch lassen sich oft aus Leistungsgründen nicht alle Entfernungsbereiche innerhalb eines Nahbereichs in einer für eine sichere Funktionsweise relativ kurzen Auswertezeit optimal abarbeiten.
Aus diesem Grunde wird in der Druckschrift DE 199 63 005 A1 eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Erfassen und zum Auswerten von Objekten im Umgebungsbereich eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche vorgeschlagen.
Hierbei wird gemäß der Druckschrift DE 199 63 005 A1 der Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs unter Ausnutzung eines Sendesignals jeweils eines Pulsradarsensors in einem oder mehreren Empfangszweigen derart erfaßt, daß unterschiedliche Entfernungsbereiche parallel und/oder sequentiell ausgewertet werden; gleichwohl ist weder die Vorrichtung noch das Verfahren gemäß der Druckschrift DE 199 63 005 A1 in der Lage, auch eine entsprechende Winkelinformation hinsichtlich des zu detektierenden Objekts zu liefern.

Darstellung der Erfindung

Aufgabe, Lösung, Vorteile

Ausgehend von den vorstehend dargelegten Nachteilen und Unzulänglichkeiten sowie unter Würdigung des umrissenen Standes der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Pulsradarvorrichtung der eingangs genannten Art sowie ein Verfahren der eingangs genannten Art so weiterzuentwickeln, daß nicht nur Informationen hinsichtlich der Entfernung, sondern auch hinsichtlich der Winkellage eines zu detektierenden Objekts erhalten werden.
Diese Aufgabe wird durch eine Pulsradarvorrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen sowie durch ein Verfahren mit den im Anspruch 7 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die Lehre gemäß der vorliegenden Erfindung baut demnach auf dem konventionellen Radarkonzept und auf dem konventionellen Entwicklungsstand, der die Entfernungsmessung der zu detektierenden und zu sensierenden Ziele mittels 24 Gigahertz-Nahbereichsradar-Technik erlaubt, auf und ergänzt diese nicht nur um weitere Empfangskanäle oder -pfade, sondern zum Realisieren einer Sensorgruppe um mindestens eine (Empfangs-)Gruppenantenne.
Diese mindestens eine Gruppenantenne ermöglicht mit digitalen Signalverarbeitungsmethoden

- eine Strahlformung von Antennenrichtdiagrammen,
- Winkelmessungen detektierter Zielobjekte sowie
- sogenannte D[irection]O[f]A[rrival]-Algorithmen

In diesem Zusammenhang können gleichzeitig eine Verringerung der benötigten Anzahl an Radarsensoren sowie an Einbauorten pro Kraftfahrzeug und damit insgesamt geringere Kosten für das Nahbereichsradarsystem erzielt werden, wobei der Einsatz mindestens einer Gruppenantenne im Empfangszweig ein erhebliches Innovationspotential auf dem Gebiet der Radarsensoren eröffnet und eine geschickte sowie kostengünstige Kombination aus analoger und digitaler Signalverarbeitung darstellt.
Hierbei ergibt sich im allgemeinen eine Gruppenantenne, wie sie beispielsweise aus der Druckschrift DE 195 35 441 A1 bekannt ist, aus der Zusammenschaltung mehrerer Einzelantennen. Durch die komplexe Gewichtung der einzelnen Antennenpfade kann beispielsweise eine Richtcharakteristik der Gesamtanordnung mit einer stark ausgeprägten Hauptkeule in der gewünschten Richtung erhalten werden; darüber hinaus können auch Nullstellen im Richtdiagramm erzeugt werden, um verschiedene Störsignale richtungsselektiv zu unterdrücken.
Für den Empfang mit einer Gruppenantenne kann die Richtwirkung derselben laufend an die momentanen Eigenschaften des Übertragungskanals angepaßt werden; in diesem Zusammenhang wird auch von einem adaptiven Antennensystem bzw. von einer intelligenten Antenne (sogenannte "smart antenna") gesprochen. Die Adaption erfolgt durch Algorithmen, die auf Basis der empfangenen Signalwerte einen möglichst optimalen Satz von Gewichtsfaktoren bestimmen.
Die Wahl eines geeigneten Algorithmus ist hierbei im wesentlichen abhängig

- von den konkreten Eigenschaften des Übertragungskanals,
- von den konkreten Eigenschaften der Gruppenantenne,
- von der verfügbaren Rechenleistung der digitalen Signalverarbeitung,
- von der geforderten Genauigkeit sowie
- von der Robustheit gegen Fehlereinflüsse.

Der Fachmann auf dem technischen Gebiet der Objektdetektierung mittels abstandsauflösender Sensoren wird in bezug auf die vorliegende Erfindung insbesondere zu schätzen wissen, daß mittels des Einsatzes der mehreren zur Gruppenantenne gehörenden Antennenelemente, deren jeweils aufgenommene Informationen auf mehreren zugeordneten Empfangskanälen oder -pfaden transportiert und verarbeitet werden, nicht zuletzt aus der Phasenbeziehung der Signale zueinander eine Winkelinformation und hieraus eine Richtungsschätzung mittels eines Einzelsensors gewonnen werden kann. Darüber hinaus ist die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung mit nur sehr geringem Mehraufwand und mit sehr geringen Mehrkosten verbunden.
Die vorliegende Erfindung betrifft schließlich die Verwendung mindestens einer Pulsradarvorrichtung der vorstehend dargelegten Art und/oder eines Verfahrens gemäß der vorstehend dargelegten Art auf dem Gebiet der Fahrzeugumfeldsensorik, so zum Beispiel zum Messen sowie zum Bestimmen der Winkellage von mindestens einem Objekt, wie sie etwa auch im Rahmen einer Pre-Crash-Sensierung bei einem Kraftfahrzeug relevant ist.
Hierbei wird durch eine Sensorik festgestellt, ob es zu einer möglichen Kollision mit dem detektierten Objekt, beispielsweise mit einem anderen Kraftfahrzeug, kommen wird. Falls es zu einer Kollision kommt, wird zusätzlich bestimmt, mit welcher Geschwindigkeit und an welchem Aufschlagpunkt es zur Kollision kommt. In Kenntnis dieser Daten können lebensrettende Millisekunden für den Fahrer des Kraftfahrzeugs gewonnen werden, in denen vorbereitende Maßnahmen beispielsweise bei der Ansteuerung des Airbags oder bei einem Gurtstraffersystem vorgenommen werden können.
Weitere mögliche Einsatzgebiete von System und von Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung sind Einpark-Assistenzsysteme, eine Tote- Winkel-Detektion oder ein Stop & Go-System als Erweiterung zu einer bestehenden Einrichtung zum automatischen Regeln der Fahrgeschwindigkeit, wie etwa einem A[daptive-]C[ruise-]C[ontrol]-System.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Weitere Ausgestaltungen, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachstehend anhand der durch die Fig. 1 bis 3 veranschaulichten drei Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der Pulsradarvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Pulsradarvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels der Pulsradarvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Gleiche oder ähnliche Ausgestaltungen, Elemente oder Merkmale sind in den Fig. 1 bis 3 mit identischen Bezugszeichen versehen.

Bester Weg zur Ausführung der Erfindung

Im folgenden wird die für den Nahbereich ausgelegte Pulsradarvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Erfindung sowie ein hierauf bezogenes Verfahren zum Erfassen, zum Detektieren und/oder zum Auswerten von mindestens einem Objekt beispielhaft erläutert. Bei den gezeigten drei Ausführungsbeispielen ist die Grenze zwischen dem in den Fig. 1, 2 und 3 jeweils in der linken Bildhälfte angeordneten H[och]F[requenz]-Bereich (= sogenannte "R[adio]F[requency]") und dem in den Fig. 1, 2 und 3 jeweils in der rechten Bildhälfte angeordneten N[iedrig]F[requenz]-Bereich (= sogenannte "L[ow]F[requency]") jeweils durch eine strichpunktierte Linie angedeutet.
Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Pulsradarvorrichtung 100, bei der mittels einer Mikrowellen-Oszillatoreinheit 20 (sogenanntes "24 GHz-Mikrowellenfrontend" entsprechend einer Periodendauer von etwa 41,67 Pikosekunden oder einer Wellenlänge von etwa 12,5 Millimetern) Oszillatorsignale in Form von Pulsen einer Pulsdauer von etwa vierhundert Pikosekunden (entsprechend einer Frequenz von etwa 2,5 Gigahertz oder einer Wellenlänge von etwa zwölf Zentimetern) erzeugt und auf einen 24,125 Gigahertz-Träger amplitudenmoduliert werden.
Ein Puls enthält demzufolge etwa zehn Wellenzüge des 24 GHz-Trägers (→ Periodendauer etwa vierzig Pikosekunden) und ist etwa zehn Wellenlängen des Trägers, nämlich etwa 12,5 Zentimeter, lang, wodurch die Größenordnung der erreichbaren Entfernungsauflösung gegeben ist; zum Erzeugen der kurzen Pulse werden Step-Recovery-Dioden eingesetzt.
Die Pulse steuern sendeseitig eine Sendepulsschaltereinheit 12 in Form eines Mikrowellenschalters an, mit dem der Träger amplitudenmoduliert wird (sogenanntes "on-off-keying"). Die Seitenbänder des Modulationsspektrums haben ihre ersten Nullstellen (400 ps)^-1 = 2,5 GHz entfernt vom Träger. Die Pulswiederholfrequenz beträgt etwa fünf Megahertz, was einer Periodendauer bzw. Laufzeit von etwa 200 Nanosekunden und mithin etwa sechzig Metern Pulslaufweg entspricht; eindeutige Entfernungsmessungen sind also bis maximal etwa dreißig Meter möglich.
Die so geformten Sendepulse werden zu einer Sendeverstärkereinheit 14 in Form eines Verstärkertransistors und danach zu einem Sendeantennenelement 16 geführt, mittels dessen die von der Sendepulsschaltereinheit 12 erzeugten Hochfrequenzsignale abgestrahlt werden und das ein breites Antennenrichtdiagramm (sogenanntes "antenna pattern") zum Zwecke eines großen Bereichs der Winkelabdeckung bereitstellt. Die von den Zielobjekten reflektierten Pulse werden sodann von einer wegen der einfacheren Entkoppelbarkeit separaten Empfangsantenneneinheit 30 aufgefangen und einem Empfangsverstärker zuführt.
Gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung ist nun in Fig. 1 exemplarisch eine Empfangsantenneneinheit 30 in Form einer Gruppenantenne mit vier Antennenelementen 32, 34, 36, 38 gezeigt (es können jedoch auch zwei, drei, fünf oder mehr Antennenelemente vorgesehen sein).
Für jedes Antennenelement 32, 34, 36, 38 ist erfindungsgemäß ein eigener Empfängerkanal oder -pfad, aufweisend

- jeweils einen Empfangsverstärker 42, 44, 46, 48 in Form eines sogenannten L[ow-]N[oise-]A[mplifiers], zum Beispiel jeweils aufweisend eine oder zwei R[adio]F[requenz]-Transistoreinheiten,
- jeweils einen I[nphase]/Q[uadratur]-Mischer 62, 64, 66, 68, zum Beispiel jeweils aufweisend vier R[adio]F[requenz]-Diodeneinheiten,
- jeweils zwei Tiefpaßfilter 72a, 72b, 74a, 74b, 76a, 76b, 78a, 78b mit Basisbandverstärker und mit Impedanzumsetzung, zum Beispiel jeweils aufweisend eine N[iedrig]F[requenz]-Transistoreinheit mit zugehörigem Filter, und
- jeweils zwei A[nalog]/D[igital]-Umsetzer 82a, 82b, 84a, 84b, 86a, 86b, 88a, 88b, angeordnet vorzugsweise innerhalb mindestens eines Mikrocontrollers,

Wie der Darstellung der Fig. 1 entnehmbar ist, wird nun das jeweilige L[okal-]O[szillator]-Tor aller I/Q-Mischer 62, 64, 66, 68 über einen möglichst symmetrisch arbeitenden Leistungsteiler 18 mit gepulsten, mittels einer Pulsverzögerungseinheit 24 einstellbar zeitlich verzögerten wiederkehrenden L[okal-]O[szillator]-Signalen gleicher Amplitude und gleichen zeitlichen Verlaufs angesteuert und gespeist. Diese LO-Impulse werden genauso erzeugt wie die Pulse sendeseitig.
Stimmt nun die durch die Pulsverzögerungseinheit 24 eingestellte zeitliche Verzögerung dieser LO-Pulse mit der Laufzeit der an einem Zielobjekt reflektierten Sendepulse überein, wird die Signalenergie der Basisbandsignale der Empfangspulse am Ausgangsanschluß der I/Q-Mischer 62, 64, 66, 68 maximal (sogenanntes "lokales Maximum"); dies bedeutet mit anderen Worten, daß die empfangenen Pulse gewissermaßen ein Matched- Filter in der Zeitdomäne durchlaufen. Da dieses Matched-Filter empfangsseitig gewissermaßen eine zeitliche Fensterung durchführt, filtert es darüber hinaus unerwünschtes Rauschen heraus und optimiert so das Signal-zu-Rausch-Leistungsverhältnis hinter den I/Q-Mischern 62, 64, 66, 68.
Die zeitliche Verzögerung, die proportional zur Entfernung des Zielobjekts ist, wird - verglichen mit der von der Mikrowellen-Oszillatoreinheit 20 bereitgestellten Pulswiederholfrequenz von fünf Megahertz - nur langsam zwischen Null und etwa zweihundert Nanosekunden variiert, nämlich mittels mindestens einer der Pulsverzögerungseinheit 24 zugeordneten Variationsoszillatoreinheit 26 mit einer Frequenz von etwa einhundert Hertz (entsprechend einer Periodendauer von etwa zehn Millisekunden) und vorzugsweise sägezahnförmig; gewissermaßen stellt also das Matched- Filter ein Zeitdomänenfenster dar, das mittels des Sägezahnsignals der Variationsoszillatoreinheit 26 über die Breite der Entfernungen des Zielobjekts geschoben wird.
Dies bedeutet, daß das Matched-Filter oder "Ziel-Fenster" für mehr als einen Puls über einem Ziel liegt und daß die Signalenergien mehrerer zu einem Ziel gehörender Pulse durch eine anschließende, mittels der Tiefpaßfiltereinheiten 72a, 72b, 74a, 74b, 76a, 76b, 78a, 78b erfolgende Tiefpaßfilterung (auf)integriert werden, was das Signal-zu-Rausch- Leistungsverhältnis verbessert und damit die Wahrscheinlichkeit einer exakten Zieldetektierung in signifikanter Weise erhöht; des weiteren wird mittels der Tiefpaßfilter 72a, 72b, 74a, 74b, 76a, 76b, 78a, 78b die Bandbreite der empfangenen analogen Signale gegenüber den breitbandigen Pulssignalen in signifikanter Weise schmäler.
Die Grenzfrequenz der für jeden der vier R[adio]F[requenz]- Empfangskanale oder -pfade vorgesehenen jeweils zwei Tiefpaßfilter 72a, 72b bzw. 74a, 74b bzw. 76a, 76b bzw. 78a, 78b für die I[nphase]- Komponenten des Basisbandsignals und für die Q[uadratur]- Komponenten des Basisbandsignals begrenzt die nach dem jeweiligen Tiefpaßfilter 72a, 72b, 74a, 74b, 76a, 76b, 78a, 78b noch ableitbare Zielentfernungsauflösung und wird daher etwa das Einhundertfache von einhundert Hertz betragen.
Demzufolge ist eine relativ geringe Abtastrate, nämlich etwa zwanzig Kilohertz bis etwa vierzig Kilohertz, der die Basisbandsignale abtastenden, nachfolgend noch erläuterten A[nalog]/D[igital]-Umsetzer 82a, 82b, 84a, 84b, 86a, 86b, 88a, 88b für eine weitere digitale Signalverarbeitung und -auswertung in einem Mikroprozessor 90 ausreichend.
Die Grenzfrequenz der Tiefpaßfilter 72a, 72b, 74a, 74b, 76a, 76b, 78a, 78b begrenzt außerdem die bei sich radial zum Radar bewegenden Zielobjekten entstehende maximale Dopplerfrequenz der Basisbandpulse und somit die maximale radiale Relativgeschwindigkeit detektierbarer Zielobjekte.
Bei den den Tiefpaßfiltereinheiten 72a, 72b, 74a, 74b, 76a, 76b, 78a, 78b nachgeschalteten, zumindest im wesentlichen parallel arbeitenden A/D- Umsetzern 82a, 82b, 84a, 84b, 86a, 86b, 88a, 88b haben die Abtastzeitpunkte alle gleich zu sein oder zumindest in einem festen zeitlichen Raster zueinander zu stehen, so daß innerhalb der in Form der N[iedrig]F[requenz]-Elektronik ausgebildeten Empfangsschaltung 70 eine kohärente Verarbeitung der Signale der Antennenelemente 32, 34, 36, 38 gewährleistet ist ("N[iedrig-]F[requenz]-Elektronik" bedeutet in diesem Zusammenhang Tiefpaß- und Abtastfrequenzen in der Größenordnung von einigen Kilohertz).
Auf der digitalen Seite der A/D-Umsetzer 82a, 82b, 84a, 84b, 86a, 86b, 88a, 88b stehen somit vektorielle, komplexwertige Basisbandsignale zur Verfügung, auf die nun digitale Signalverarbeitungsverfahren zur Antennendiagramm-Strahlformung (↔ räumliche Filterung), Winkelschätzverfahren und dergleichen angewendet werden können.
In Fig. 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Pulsradarvorrichtung 100 dargestellt, das eine Variante des ersten Ausführungsbeispiels aus Fig. 1 darstellt; aus diesem Grunde werden nachstehend zum Vermeiden unnötiger Wiederholungen lediglich die Unterschiede zum ersten Ausführungsbeispiel dargelegt.
Die empfangseitigen Pulsschalter 52, 54, 56, 58 sind gemäß Fig. 2 anstelle im L[okal-]O[szillator]-Zweig der I/Q-Mischer 62, 64, 66, 68 im R[adio]F[requenz]-Empfangszweig 50, und zwar nach den jeweiligen Antennenelementen 32, 34, 36, 38 sowie nach den jeweiligen Empfangsverstärkern 42, 44, 46, 48 und vor jeweiligen den I/Q-Mischern 62, 64, 66, 68 angeordnet.
Zwar werden bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel vier Empfangspulsschaltereinheiten 52, 54, 56, 58 benötigt (beim ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 wird nur eine Empfangspulsschaltereinheit 52 benötigt), jedoch ergeben sich Vorteile in bezug auf Leistungsbetrachtungen, nicht zuletzt weil jeder der vier I/Q-Mischer 62, 64, 66, 68 an seinem jeweils zweiten Eingangsanschluß unmittelbar (und nicht wie beim ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 über die dort einzige Empfangspulsschaltereinheit 52) durch das Oszillatorsignal der Mikrowellen-Oszillatoreinheit 20 gespeist wird.
Gemäß einem in Fig. 3 gezeigten dritten Ausführungsbeispiel der Pulsradarvorrichtung 100 können die Empfangspulsschaltereinheiten 52, 54, 56, 58 der vier Empfangskanäle oder -pfade selektiv oder wahlweise, und hierbei

- vorzugsweise einzeln zeitlich nacheinander sowie
- vorzugsweise mittels der Pulsverzögerungseinheit 24 einstellbar zeitverzögert

Fig.

28

22

Im Schaltbild der Fig. 3 werden die jeweiligen Ausgangssignale aus den Ausgangsanschlüssen der Empfangspulsschaltereinheiten 52, 54, 56, 58 über einen H[och]F[requenz]-Leistungsteiler/-kombinierer 60 (sogenannter "H[igh]F[requency] divider/combiner") zusammengeführt und auf den dem H[och]F[requenz]-Leistungsteiler/-kombinierer 60 nachgeschalteten einzigen Inphase/Quadratur-Mischer 62 gegeben, dessen zweiter Eingangsanschluß wiederum unmittelbar (und nicht wie beim ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 über die Empfangspulsschaltereinheit 52) durch das Oszillatorsignal der Mikrowellen-Oszillatoreinheit 20 gespeist wird.
Für die digitale Signalverarbeitung steht hier gemäß Fig. 3 also nur ein komplexwertiger Skalar und nicht, wie gemäß den Fig. 1 und 2, ein komplexwertiger Vektor zur selben Zeit zur Verfügung. In Entsprechung hierzu werden die Signale der vier verschiedenen Antennenelemente 32, 34, 36, 38 beim dritten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 also sequentiell, das heißt zeitlich nacheinander (und nicht zeitgleich) von der digitalen Signalverarbeitung 90 aufgenommen, was mit einer deutlichen Reduzierung des schaltungstechnischen Aufwands bei Fig. 3 einhergeht.
Voraussetzung für die einwandfreie Funktion der Schaltungstechnik gemäß Fig. 3 ist hierbei, daß die zeitlich aufeinanderfolgende Aufnahme der Einzelelementsignale schneller erfolgt, als sich die Signalsituation des Sensorfelds ändert. Hierzu ist unter Umständen ein höherer Aufwand bei den A/D-Umsetzern 82a, 82b, 84a, 84b, 86a, 86b, 88a, 88b und bei der digitalen Signalverarbeitung 90 angemessen, um im Vergleich zu den Schaltungsanordnungen gemäß den Fig. 1 und 2 höhere Abrastraten bzw. höhere Verarbeitungsraten zu erzielen.
Im Ergebnis erfolgt mithin beim dritten Ausführungsbeispiel der Pulsradarvorrichtung 100 in erfindungswesentlicher Weise mittels des selektiven, vorzugsweise einzeln zeitlich nacheinander gestalteten Ansteuerns der der Empfangspulsschaltereinheiten 52, 54, 56, 58 ein selektives Abtasten der Empfangssignale der Antennenelemente 32, 34, 36, 38 der Empfangsgruppenantenne 30.
Dieses Abtasten erfolgt im Verhältnis zu Änderungen der Signal- bzw. Objektsituation im sensierten Feld wesentlich schneller, so daß sich aus den zum Prozessor 90 weitergeleiteten komplexwertigen Einzelsignalen, die den vier Antennenelementen 32, 34, 36, 38 zugeordnet werden können, ein komplexwertiger Signalvektor zur digitalen Signalverarbeitung im Prozessor 90 rekonstruieren läßt.
Die vorstehend beschriebenen drei Ausführungsbeispiele können insbesondere hinsichtlich der Anzahl ihrer Empfangskanäle oder -zweige und der gemeinsam oder separat eingesetzten Empfängerbausteine verändert werden, ohne die Funktion gemäß der vorliegenden Erfindung im wesentlichen zu verändern.
Eine von den dargestellten drei Ausführungsbeispielen abweichende Kombination von paralleler und sequentieller Auswertung der verschiedenen Entfernungs- und/oder Winkelbereiche ist ebenfalls möglich. Weiterhin müssen auch bei der Auswertung der Informationen der verschiedenen Entfernungsbereiche unter Umständen nicht alle Entfernungsinformationen abgefragt werden, um wegen des Leistungsabfalls mit der vierten Potenz der Entfernung Meßzeit einzusparen; hierbei sollten allerdings die Entfernungsinformationen ständig bis zur ersten relevanten Änderung überprüft werden. Bezugszeichenliste 100 Pulsradarvorrichtung
10 Sendezweig
12 Sendepulsschaltereinheit
14 Sendeverstärkereinheit
16 Sendeantenneneinheit
18 Leistungsteilereinheit
20 Oszillatoreinheit, insbesondere Mikrowellen-Oszillatoreinheit
22 Taktgeneratoreinheit, insbesondere N[iedrig-]F[requenz]-Taktgeneratoreinheit
24 Pulsverzögerungseinheit
26 Variationsoszillatoreinheit
28 Mu[ltiple]xeinheit
30 Empfangsantenneneinheit
32 erstes Antennenelement
34 zweites Antennenelement
36 drittes Antennenelement
38 viertes Antennenelement
42 erste Empfangsverstärkereinheit
44 zweite Empfangsverstärkereinheit
46 dritte Empfangsverstärkereinheit
48 vierte Empfangsverstärkereinheit
50 Empfangszweig, insbesondere R[adio]F[requenz]-Empfangszweig
52 erste Empfangspulsschaltereinheit
54 zweite Empfangspulsschaltereinheit
56 dritte Empfangspulsschaltereinheit
58 vierte Empfangspulsschaltereinheit
60 Leistungskombinierereinheit, insbesondere H[och]F[requenz]-Leistungsteiler/-kombinierereinheit
62 erste I[nphase]/Q[uadratur]-Mischeinheit
64 zweite I[nphase]/Q[uadratur]-Mischeinheit
66 dritte I[nphase]/Q[uadratur]-Mischeinheit
68 vierte I[nphase]/Q[uadratur]-Mischeinheit
70 Empfangsschaltung, insbesondere N[iedrig-]F[requenz]-Empfangsschaltung
72a erste Tiefpaßfiltereinheit
72b zweite Tiefpaßfiltereinheit
74a dritte Tiefpaßfiltereinheit
74b vierte Tiefpaßfiltereinheit
76a fünfte Tiefpaßfiltereinheit
76b sechste Tiefpaßfiltereinheit
78a siebte Tiefpaßfiltereinheit
78b achte Tiefpaßfiltereinheit
82a erster A[nalog]/D[igital]-Umsetzer = erste A[nalog]/D[igital]-Wandlereinheit
82b zweiter A[nalog]/D[igital]-Umsetzer = zweite A[nalog]/D[igital]-Wandlereinheit
84a dritter A[nalog]/D[igital]-Umsetzer = dritte A[nalog]/D[igital]-Wandlereinheit
84b vierter A[nalog]/D[igital]-Umsetzer = vierte A[nalog]/D[igital]-Wandlereinheit
86a fünfter A[nalog]/D[igital]-Umsetzer = fünfte A[nalog]/D[igital]-Wandlereinheit
86b sechster A[nalog]/D[igital]-Umsetzer = sechste A[nalog]/D[igital]-Wandlereinheit
88a siebter A[nalog]/D[igital]-Umsetzer = siebte A[nalog]/D[igital]-Wandlereinheit
88b achter A[nalog]/D[igital]-Umsetzer = achte A[nalog]/D[igital]-Wandlereinheit
90 Prozessoreinheit, insbesondere Mikroprozessoreinheit

Claims

1. Pulsradarvorrichtung (100) zum Erfassen, zum Detektieren und/oder zum Auswerten von mindestens einem Objekt, aufweisend

1. [a] mindestens eine Oszillatoreinheit (20), insbesondere Mikrowellen- Oszillatoreinheit, zum Erzeugen von Oszillatorsignalen;

2. [b] mindestens einen der Oszillatoreinheit (20) nachgeschalteten Sendezweig (10) mit

1. [b.1] mindestens einer mit den Oszillatorsignalen beaufschlagbaren Sendepulsschaltereinheit (12) zum Erzeugen von pulsmodulierten Hochfrequenzsignalen und

2. [b.2] mindestens einer der Sendepulsschaltereinheit (12) nachgeschalteten Sendeantenneneinheit (16) zum Abstrahlen der von der Sendepulsschaltereinheit (12) erzeugten Hochfrequenzsignale;

3. [c] mindestens einen der Oszillatoreinheit (20) nachgeschalteten Empfangszweig (50), insbesondere R[adio]F[requenz]- Empfangszweig, mit

1. [c.1] mindestens einer Empfangsantenneneinheit (30) zum Empfangen der am Objekt reflektierten Signale,

2. [c.2] mindestens einer der Empfangsantenneneinheit (30) nachgeschalteten Empfangspulsschaltereinheit (52, 54, 56, 58) und

3. [c.3] mindestens einer der Empfangsantenneneinheit (30) nachgeschalteten I[nphase]/Q[uadratur]-Mischeinheit (62, 64, 66, 68) zum Mischen

4. [c.3.1] der von der Empfangsantenneneinheit (30) empfangenen Signale, mit denen der erste Eingangsanschluß der I/Q-Mischeinheit (62, 64, 66, 68) beaufschlagbar ist,

5. [c.3.2] mit den Oszillatorsignalen, mit denen der zweite Eingangsanschluß der jeweiligen I/Q-Mischeinheit (62, 64, 66, 68) beaufschlagbar ist:

4. [d] mindestens eine Taktgeneratoreinheit (22), insbesondere N[iedrig]F[requenz]-Taktgeneratoreinheit, zum Erzeugen von Taktsignalen, mit denen sowohl die Sendepulsschaltereinheit (12) als auch die Empfangspulsschaltereinheit (52, 54, 56, 58) beaufschlagbar ist; und

5. [e] mindestens eine zwischen die Taktgeneratoreinheit (22) und die Empfangspulsschaltereinheit (52, 54, 56, 58) geschaltete Pulsverzögerungseinheit (24) zum gegenüber den Taktsignalen, mit denen die Sendepulsschaltereinheit (12) angesteuert wird, definierten zeitlichen Verzögern der Taktsignale, mit denen die Empfangspulsschaltereinheit (52, 54, 56, 58) angesteuert wird,

dadurch gekennzeichnet,
daß die Empfangsantenneneinheit (30)
als mindestens eine mindestens zwei Antennenelemente (32, 34, 36, 38) aufweisende Gruppenantenne ausgebildet ist und
zum Empfangen der am Objekt reflektierten Signale als vektorielle Signale ausgelegt ist und
daß dem Empfangszweig (50) mindestens eine Empfangsschaltung (70), insbesondere N[iedrig-]F[requenz]-Empfangsschaltung, zum Auswerten und zum Weiterverarbeiten der empfangenen vektoriellen Signale nachgeschaltet ist, so daß auch die Winkellage des mindestens einen Objekts meßbar sowie bestimmbar ist.

2. Pulsradarvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillatoreinheit (20) mindestens eine Leistungsteilereinheit (18) nachgeschaltet ist, mittels derer die von der Oszillatoreinheit (20) erzeugten Oszillatorsignale auf den Sendezweig (10) und auf den Empfangszweig (50) verteilbar sind.

3. Pulsradarvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Sendeantenneneinheit (10) mindestens eine Sendeverstärkereinheit (14) zum Verstärken der abgestrahlten Hochfrequenzsignale vorgeschaltet ist und/oder
daß den Antennenelementen (32, 34, 36, 38) der Gruppenantenne jeweils mindestens eine Empfangsverstärkereinheit (42, 44, 46, 48) zum Verstärken der vom jeweiligen Antennenelement (32, 34, 36, 38) empfangenen Signale nachgeschaltet ist.

4. Pulsradarvorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsschaltung (70) aufweist:
mindestens eine dem I[nphase]-Ausgangsanschluß der I/Q- Mischeinheit (62, 64, 66, 68) nachgeschaltete Tiefpaßfiltereinheit (72a, 74a, 76a, 78a) sowie
mindestens eine dem Q[uadratur]-Ausgangsanschluß der I/Q- Mischeinheit (62, 64, 66, 68) nachgeschaltete Tiefpaßfiltereinheit (72b, 74b, 76b, 78b),
welche Tiefpaßfiltereinheiten (72a, 72b, 74a, 74b, 76a, 76b, 78a, 78b) zum Filtern und/oder zum Integrieren, insbesondere zum Schmälern der Bandbreite, der empfangenen analogen breitbandigen Signale vorgesehen sind;
mindestens eine der jeweiligen Tiefpaßfiltereinheit (72a, 72b, 74a, 74b, 76a, 76b, 78a, 78b) nachgeschaltete A[nalog]/D[igital]- Wandlereinheit (82a, 82b, 84a, 84b, 86a, 86b, 88a, 88b) zum Umsetzen der tiefpaßgefilterten analogen Signale mit relativ geringer Abtastrate in digitale Signale; und
mindestens eine den A/D-Wandlereinheiten (82a, 82b, 84a, 84b, 86a, 86b, 88a, 88b) nachgeschaltete Prozessoreinheit (90), insbesondere Mikroprozessoreinheit, zum digitalen Verarbeiten der in Form von komplexwertigen Vektoren oder komplexwertigen Skalaren systematisierten digitalen Signale.

5. Pulsradarvorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Empfangspulsschaltereinheit (52, 54, 56, 58) zwischen die Oszillatoreinheit (20) und die jeweiligen I/Q-Mischeinheiten (62, 64, 66, 68) geschaltet ist oder
daß die jeweilige Empfangspulsschaltereinheit (52, 54, 56, 58) zwischen das jeweilige Antennenelement (32, 34, 36, 38) und die jeweilige I/Q-Mischeinheit (62, 64, 66, 68) geschaltet ist.

6. Pulsradarvorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen die Pulsverzögerungseinheit (24) und die jeweilige Empfangspulsschaltereinheit (52, 54, 56, 58) mindestens eine Mu[ltiple]xeinheit (28) zum selektiven, insbesondere zeitlich nacheinander versetzten Ansteuern der jeweiligen Empfangspulsschaltereinheit (52, 54, 56, 58) mit den zeitlich verzögerten Taktsignalen geschaltet ist und
daß zwischen die jeweilige Empfangspulsschaltereinheit (52, 54, 56, 58) und die I/Q-Mischeinheit (62) mindestens eine Leistungskombinierereinheit (60), insbesondere H[och]F[requenz]- Leistungsteiler/-kombinierereinheit, zum Bereitstellen von komplexwertigen Skalaren für die digitale Signalverarbeitung geschaltet ist.

7. Verfahren zum Erfassen, zum Detektieren und/oder zum Auswerten von mindestens einem Objekt, bei welchem Verfahren
Oszillatorsignale mittels mindestens einer Oszillatoreinheit (22), insbesondere Mikrowellen-Oszillatoreinheit, erzeugt werden;
pulsmodulierte Hochfrequenzsignale mittels mindestens einer mit den Oszillatorsignalen beaufschlagten Sendepulsschaltereinheit (12) erzeugt werden;
die von der Sendepulsschaltereinheit (12) erzeugten Hochfrequenzsignale mittels mindestens einer der Sendepulsschaltereinheit (12) nachgeschalteten Sendeantenneneinheit (16) abgestrahlt werden;
die am Objekt reflektierten Signale mittels mindestens einer Empfangsantenneneinheit (30) empfangen werden;
die von der Empfangsantenneneinheit (30) empfangenen Signale, mit denen der erste Eingangsanschluß mindestens einer der Empfangsantenneneinheit (30) nachgeschalteten I[nphase]/Q[uadratur]- Mischeinheit (62, 64, 66, 68) beaufschlagbar ist, mit den Oszillatorsignalen, mit denen der zweite Eingangsanschluß der jeweiligen I/Q-Mischeinheit (62, 64, 66, 68) beaufschlagbar ist, mittels der jeweiligen I/Q-Mischeinheit (62, 64, 66, 68) gemischt werden;
Taktsignale, mit denen sowohl die Sendepulsschaltereinheit (12) als auch mindestens eine der Empfangsantenneneinheit (30) nachgeschaltete Empfangspulsschaltereinheit (52, 54, 56, 58) beaufschlagbar ist, mittels mindestens einer Taktgeneratoreinheit (22), insbesondere N[iedrig-]F[requenz]-Taktgeneratoreinheit, erzeugt werden; und
die Taktsignale, mit denen die Empfangspulsschaltereinheit (52, 54, 56, 58) angesteuert wird, gegenüber den Taktsignalen, mit denen die Sendepulsschaltereinheit (12) angesteuert wird, mittels mindestens einer zwischen der Taktgeneratoreinheit (22) und der Empfangspulsschaltereinheit (52, 54, 56, 58) zwischengeschalteten Pulsverzögerungseinheit (24) definiert zeitlich verzögert werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß die am Objekt reflektierten Signale mittels mindestens einer mindestens zwei Antennenelemente (32, 34, 36, 38) aufweisenden Gruppenantenne als vektorielle Signale empfangen werden und
daß die empfangenen vektoriellen Signale mittels mindestens einer Empfangsschaltung (70), insbesondere N[iedrig-]F[requenz]- Empfangsschaltung, ausgewertet und weiterverarbeitet werden, so daß auch die Winkellage des mindestens einen Objekts gemessen sowie bestimmt wird.

8. Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die empfangenen analogen breitbandigen Signale
mittels mindestens einer dem I[nphase]-Ausgangsanschluß der I/Q- Mischeinheit (62, 64, 66, 68) nachgeschalteten Tiefpaßfiltereinheit (72a, 74a, 76a, 78a) sowie mittels mindestens einer dem Q[uadratur]-Ausgangsanschluß der I/Q-Mischeinheit (62, 64, 66, 68) nachgeschalteten Tiefpaßfiltereinheit (72b, 74b, 76b, 78b) gefiltert und/oder integriert, insbesondere in ihrer Bandbreite geschmälert, sowie
mittels mindestens einer der jeweiligen Tiefpaßfiltereinheit (72a, 72b, 74a, 74b, 76a, 76b, 78a, 78b) nachgeschalteten A[nalog]/D[igital]-Wandlereinheit (82a, 82b, 84a, 84b, 86a, 86b, 88a, 88b) mit relativ geringer Abtastrate in digitale Signale umgesetzt werden und
daß die in Form von komplexwertigen Vektoren oder komplexwertigen Skalaren systematisierten digitalen Signale mittels mindestens einer den A/D-Wandlereinheiten (82a, 82b, 84a, 84b, 86a, 86b, 88a, 88b) nachgeschalteten Prozessoreinheit (90), insbesondere Mikroprozessoreinheit, digital verarbeitet werden.

9. Verfahren gemäß Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige Empfangspulsschaltereinheit (52, 54, 56, 58) mittels mindestens einer zwischen die Pulsverzögerungseinheit (24) und die jeweilige Empfangspulsschaltereinheit (52, 54, 56, 58) geschalteten Mu[ltiple]xeinheit (28) selektiv, insbesondere zeitlich nacheinander versetzt mit den zeitlich verzögerten Taktsignalen angesteuert wird, wenn die jeweilige Empfangspulsschaltereinheit (52, 54, 56, 58) zwischen das jeweilige Antennenelement (32, 34, 36, 38) und die jeweilige I/Q-Mischeinheit (62, 64, 66, 68) geschaltet ist.

10. Verwendung mindestens einer Pulsradarvorrichtung (100) gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6 und/oder eines Verfahrens gemäß mindestens einem der Ansprüche 7 bis 9 zum Messen sowie zum Bestimmen der Winkellage von mindestens einem Objekt.