雷达系统和用于运行雷达系统的方法技术方案

本发明专利技术涉及雷达系统，包括：至少一个雷达发送单元；至少一个雷达接收单元；中央单元；和用于连接这些单元的玻璃纤维，中央单元包括中央光学发送单元，其这样构造用于提供光学雷达驱动信号，且至少一个雷达发送单元包括光学接收单元和雷达发送器，光学接收单元这样构造用于接收光学雷达驱动信号并变换成电雷达驱动信号并将其提供用于驱动雷达发送器，至少一个雷达接收单元包括雷达接收器、混频器和光学调制单元，混频器这样构造，用于将由雷达接收器所接收的雷达回声信号与电雷达驱动信号混频，且调制单元这样构造用于将经混频的信号调制成光学雷达驱动信号并且输入耦合到至少一个玻璃纤维中，且中央单元评估经调制的信号。本发明专利技术还涉及所属方法。

Radar systems and methods for operating radar systems

The invention relates to a radar system, comprising at least one radar transmitting unit, at least one radar receiving unit, a central unit, and a glass fiber for connecting these units, the central unit comprising a central optical transmitting unit, which is thus constructed to provide an optical radar driving signal, and at least one radar transmitting unit comprising an optical receiving unit and a radar transmitter, optics. The receiving unit is thus constructed for receiving the optical radar driving signal and converting it into the electric radar driving signal and providing it for driving the radar transmitter. At least one radar receiving unit includes a radar receiver, a mixer and an optical modulation unit. The mixer is thus constructed for mixing and modulating the radar echo signal received by the radar receiver with the electric radar driving signal. The unit is thus constructed to modulate the mixing signal into an optical radar driving signal and input coupled to at least one glass fiber, and the central unit evaluates the modulated signal. The invention also relates to the method to which it belongs.

【技术实现步骤摘要】
雷达系统和用于运行雷达系统的方法
本专利技术涉及雷达系统和用于运行雷达系统的方法。此外，本专利技术涉及这样的雷达系统的中央单元、雷达发送单元和雷达接收单元。
技术介绍
在机动车中的被动安全系统（passiveSicherheitssysteme）的范围内，以及针对在4和5级中的自主行驶，不仅为了保护乘客而且也为了保护其他交通参与者，交通参与者可区分性是有特殊意义的。为此，需要安全的环境检测（Umfelderfassung）。为了保障（garantieren）这点，必须以尽可能高的分辨率来在所有三个空间维度中检测该机动车的环境。现代的相机系统和LIDAR系统能够保证该环境检测，然而在其质量方面受影响或者在差的能见度情况下、例如在雾、雪或黑暗情况下完全失灵。相反，雷达传感器不受到所述限制，然而必须为了高分辨率的三维成像而在具有多个传感器的阵列中布置。此外，在这样的阵列中的各个传感器必须关于其发送和接收时间被同步。这样的同步在技术上是极其高要求的。因此有利的是，各个雷达传感器是尽可能地小、简单、灵活、容错、鲁棒性和廉价的。为此目的应该在该雷达传感器自身上安置（verbauen）尽可能少的电子装置，并且数字的数据处理应该中央地在中央控制单元之内发生。然而，在这种目标设定中有问题的是，各个雷达传感器的发送和接收信号的传输。因此，待传输的（zuübertragene）信号的频率在所选的78GHz的雷达载波频率情况下例如为约19.5GHz。这样的信号的电传输于是可能引起多个dB的衰减（Dämpfung）。
技术实现思路
本专利技术基于如下技术问题：创建一种雷达系统和用于运行雷达系统的方法，在所述雷达系统和用于运行雷达系统的方法的情况下，信号传输被改善。根据本专利技术，通过具有专利权利要求1的特征的雷达系统和具有专利权利要求10的特征的方法来解决该技术任务。本专利技术的有利的构型从从属权利要求中得出。尤其是，创建一种雷达系统，其包括至少一个雷达发送单元、至少一个雷达接收单元、中央单元和至少一个玻璃纤维，其中所述至少一个雷达发送单元和所述至少一个雷达接收单元至少逐段地经由所述至少一个玻璃纤维来与所述中央单元连接，其中所述中央单元包括中央光学发送单元，所述中央光学发送单元这样构造，用于提供光学雷达驱动信号并且将所述光学雷达驱动信号输入耦合到所述至少一个玻璃纤维中，并且其中所述至少一个雷达发送单元包括光学接收单元和雷达发送器，其中所述光学接收单元这样构造，用于经由所述至少一个玻璃纤维来接收所述光学雷达驱动信号并且将所述光学雷达驱动信号变换成电雷达驱动信号并且将所述电雷达驱动信号提供用于驱动所述雷达发送器，其中所述至少一个雷达接收单元包括雷达接收器、混频器和光学调制单元，其中所述混频器这样构造，用于将由所述雷达接收器所接收的雷达回声信号与所述电雷达驱动信号混频，并且其中所述调制单元这样构造，用于将经混频的信号调制到光学雷达驱动信号上（aufmodulieren…auf）并且输入耦合到所述至少一个玻璃纤维中，并且其中所述中央单元此外包括中央光学接收单元和评估单元，其中所述评估单元这样构造，用于评估由所述中央光学接收单元所接收的经调制的信号并且输出由此所推导出的雷达信息。此外提供一种用于驱动雷达系统的方法，所述方法包括以下步骤：借助中央单元的中央光学发送单元来产生和提供光学雷达驱动信号；借助至少一个玻璃纤维来将所述光学雷达驱动信号传送给至少一个雷达发送单元；接收所述光学雷达驱动信号；和借助所述至少一个雷达发送单元的光学接收单元来将所述光学雷达驱动信号变换成电雷达驱动信号；利用所述电雷达驱动信号来驱动所述雷达发送单元的雷达发送器；借助雷达接收单元的雷达接收器来接收雷达回声信号；在所述雷达接收单元的混频器中将所接收的雷达回声信号与所述电雷达驱动信号混频；借助所述雷达接收单元的调制单元来将经混频的信号调制到光学雷达驱动信号上；经由所述至少一个玻璃纤维来将经调制的信号传送给所述中央单元；借助所述中央单元的中央光学接收单元来接收经调制的信号；借助所述中央单元的评估单元来评估所接收的经调制的信号；将由此所推导出的雷达信息输出。此外创建一种用于在前面提及的雷达系统中使用的中央单元，其中所述中央单元包括中央光学发送单元，所述中央光学发送单元这样构造，用于提供光学雷达驱动信号并且将其输入耦合到至少一个玻璃纤维中，和其中所述中央单元此外包括中央光学接收单元和评估单元，其中所述评估单元这样构造，用于评估由所述中央光学接收单元所接收的经调制的信号并且输出由此所推导出的雷达信息。此外，创建一种用于在前面提及的雷达系统中使用的雷达发送单元，所述雷达发送单元包括光学接收单元和雷达发送器，其中所述光学接收单元这样构造，用于经由玻璃纤维来接收光学雷达驱动信号并且将所述光学雷达驱动信号变换成电雷达驱动信号并且将所述电雷达驱动信号提供用于驱动所述雷达发送器。最后，创建一种用于在前面提及的雷达系统中使用的雷达接收单元，所述雷达接收单元包括：雷达接收器、混频器和调制单元，其中所述混频器这样构造，用于将由所述雷达接收器所接收的雷达回声信号与电雷达驱动信号混频，并且其中所述调制单元这样构造，用于将经混频的信号调制到所接收的光学雷达驱动信号上并且输入耦合到玻璃纤维中。本专利技术的基本思想是：在中央单元和雷达发送单元或雷达接收单元之间光学地实现信号传输。为此，在所述中央单元中光学地产生雷达驱动信号并且经由至少一个玻璃纤维来传输给至少一个雷达接收单元和/或至少一个雷达发送单元。在所述雷达发送单元中，所述光学雷达驱动信号然后被变换成电雷达驱动信号并且被使用用于驱动雷达发送器。由雷达接收器所接收的雷达回声信号在雷达接收单元的混频器中被与电雷达驱动信号混频。所述经混频的信号接下来借助调制单元来被调制到光学驱动信号上，输入耦合到玻璃纤维中并且传送回到所述中央单元。经调制的光学信号在所述中央单元中被接收并且借助评估单元来被评估。随后，该结果作为雷达信息来被提供。本专利技术的优点是：进行用于产生和接收雷达回声信号的光学的和电气的构件的协整（Kointegration）。雷达驱动信号的产生光学地并且中央地在中央单元中进行，到雷达发送单元或到雷达接收单元的传输同样光学地进行。在此情况下，与电传输相比在经由玻璃纤维进行的传输中可以利用信号的小出多个量级的衰减。更小的衰减实现：给大数目的雷达发送单元和雷达接收单元共同地供给雷达驱动信号。此外，玻璃纤维具有比相应的电线路明显更小的重量并且相对外部干扰、诸如电磁场较不敏感。中央地光学地产生雷达驱动信号的另一优点是：可以以紧凑的结构方式以小尺寸来制造并且提供雷达发送单元和雷达接收单元。由此节省结构空间和成本。雷达系统的复杂性在根据本专利技术的解决方案中在于中央单元而不再是在于各个雷达发送单元或各个雷达接收单元。由此，各个雷达发送单元和雷达接收单元能够简单地并且廉价地制造并且在故障情况下简单地并且快速地替换。在一种实施方式中规定：将光学雷达驱动信号调制到具有1300nm或1550nm的波长的光学载波信号上。这具有如下优点：能够利用标准玻璃纤维的电信波长（Telekomwellenlänge）。标准玻璃纤维在这种波长范围内具有特别小的分散（Dispersion）或特别小的衰减。在另本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.雷达系统（1），所述雷达系统包括：至少一个雷达发送单元（3‑1，3‑2，3‑3，3‑n）；至少一个雷达接收单元（4‑1，4‑2，4‑3，4‑n）；中央单元（2）；和至少一个玻璃纤维（5），其中所述至少一个雷达发送单元（3‑1，3‑2，3‑3，3‑n）和所述至少一个雷达接收单元（4‑1，4‑2，4‑3，4‑n）至少逐段地经由所述至少一个玻璃纤维（5）来与所述中央单元（2）连接，其中所述中央单元（2）包括中央光学发送单元（60），所述中央光学发送单元这样构造，用于提供光学雷达驱动信号（6）并且将所述光学雷达驱动信号输入耦合到所述至少一个玻璃纤维（5）中，并且其中所述至少一个雷达发送单元（3‑1，3‑2，3‑3，3‑n）包括光学接收单元（9）和雷达发送器（14），其中所述光学接收单元（9）这样构造，用于经由所述至少一个玻璃纤维（5）来接收所述光学雷达驱动信号（6）并且将所述光学雷达驱动信号变换成电雷达驱动信号（21）并且将所述电雷达驱动信号提供用于驱动所述雷达发送器（14），其中所述至少一个雷达接收单元（4‑1，4‑2，4‑3，4‑n）包括雷达接收器（34）、混频器（33）和光学调制单元（38），其中所述混频器（33）这样构造，用于将由所述雷达接收器（34）所接收的雷达回声信号（43）与所述电雷达驱动信号（42）混频，并且其中所述调制单元（38）这样构造，用于将经混频的信号调制到所述光学雷达驱动信号（6）上并且输入耦合到所述至少一个玻璃纤维（5）中，并且其中所述中央单元（2）此外包括中央光学接收单元（64）和评估单元（65），其中所述评估单元（65）这样构造，用于评估由所述中央光学接收单元（64）所接收的经调制的信号（7）并且输出由此所推导出的雷达信息（8）。...

【技术特征摘要】
2017.11.28 DE 102017221257.81.雷达系统（1），所述雷达系统包括：至少一个雷达发送单元（3-1，3-2，3-3，3-n）；至少一个雷达接收单元（4-1，4-2，4-3，4-n）；中央单元（2）；和至少一个玻璃纤维（5），其中所述至少一个雷达发送单元（3-1，3-2，3-3，3-n）和所述至少一个雷达接收单元（4-1，4-2，4-3，4-n）至少逐段地经由所述至少一个玻璃纤维（5）来与所述中央单元（2）连接，其中所述中央单元（2）包括中央光学发送单元（60），所述中央光学发送单元这样构造，用于提供光学雷达驱动信号（6）并且将所述光学雷达驱动信号输入耦合到所述至少一个玻璃纤维（5）中，并且其中所述至少一个雷达发送单元（3-1，3-2，3-3，3-n）包括光学接收单元（9）和雷达发送器（14），其中所述光学接收单元（9）这样构造，用于经由所述至少一个玻璃纤维（5）来接收所述光学雷达驱动信号（6）并且将所述光学雷达驱动信号变换成电雷达驱动信号（21）并且将所述电雷达驱动信号提供用于驱动所述雷达发送器（14），其中所述至少一个雷达接收单元（4-1，4-2，4-3，4-n）包括雷达接收器（34）、混频器（33）和光学调制单元（38），其中所述混频器（33）这样构造，用于将由所述雷达接收器（34）所接收的雷达回声信号（43）与所述电雷达驱动信号（42）混频，并且其中所述调制单元（38）这样构造，用于将经混频的信号调制到所述光学雷达驱动信号（6）上并且输入耦合到所述至少一个玻璃纤维（5）中，并且其中所述中央单元（2）此外包括中央光学接收单元（64）和评估单元（65），其中所述评估单元（65）这样构造，用于评估由所述中央光学接收单元（64）所接收的经调制的信号（7）并且输出由此所推导出的雷达信息（8）。2.根据权利要求1所述的雷达系统（1），其特征在于，将所述光学雷达驱动信号（6）调制到具有1300nm或1550nm的波长的光学载波信号上。3.根据权利要求1或2中任意一项所述的雷达系统（1），其特征在于，所述中央光学发送单元（60）提供具有如下频率的所述光学雷达驱动信号（6），所述频率与用于运行所述雷达发送器（14）所需的载波频率的分数相应，其中所述至少一个雷达发送单元（3-1，3-2，3-3，3-n）包括倍增器单元（12），所述倍增器单元这样构造，用于使所述光学雷达驱动信号（6）从所述频率倍增到所需的载波频率并且提供所述光学雷达驱动信号。4.根据权利要求3所述的雷达系统（1），其特征在于，所述至少一个雷达发送单元（3-1，3-2，3-3，3-n）的所述光学接收单元（9）包括光电二极管（10），其中所述倍增器单元（12）此外这样构造，用于使得由所述光电二极管所提供的电信号在频率方面倍增并且由此产生和提供具有所述所需的载波频率的所述电雷达驱动信号（21）。5.根据上述权利要求中任意一项所述的雷达系统（1），其特征在于，所述光学雷达驱动信号（6）由雷达载波信号和雷达斜坡信号组成。6.根据上述权利要求中任意一项所述的雷达系统（1），其特征在于，所述中央光学发送单元（60）为了提供所述光学雷达驱动信号（6）而包括激光二极管（61）和调制器（62）。7.根据权利要求6所述的雷达系统（1），其特征在于，所述调制器（62）的偏压这样来选择，使得发生以经抑制的光学载波信号进行的双边带调制。8.根据上述权利要求中任意一项所述的雷达系统（1），其特征在于，所述雷达系统（1）包括至少一个其他雷达发送单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：T施奈德，J舍贝尔，F施瓦陶，S普罗伊斯勒，H李，C舍伊特，M施文克特，T巴格多纳特，H库尔茨，
申请(专利权)人：大众汽车有限公司，奥迪股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE