用于测试以电磁波工作的距离传感器的测试装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于测试距离传感器的测试装置，具有接收元件和发射元件，在模拟运行中，接收信号或从接收信号导出的接收信号借助于模拟/数字转换器转换成采样信号，采样信号由信号处理单元在使用可预定延时的情况下延时为延时采样信号，延时采样信号借助于数字/模拟转换器转换成模拟反射信号，模拟反射信号或从模拟反射信号导出的模拟反射信号作为输出信号通过发射元件发出。可通过下述方式以简单的方式生成具有多普勒特征的模拟反射信号：所述信号处理单元将可预定多普勒特征作为待模拟反射对象的特性运动轮廓调制到采样信号或延时采样信号并且附加地设有多普勒特征的延时采样信号借助于数字/模拟转换器转换成模拟反射信号。拟反射信号。拟反射信号。

【技术实现步骤摘要】
用于测试以电磁波工作的距离传感器的测试装置


[0001]本专利技术涉及一种用于测试以电磁波工作的距离传感器的测试装置，具有用于接收电磁自由空间波作为接收信号的接收元件，具有用于发射电磁输出信号的发射元件，在模拟运行中，接收信号或从接收信号导出的接收信号借助于模拟/数字转换器转换成采样信号，采样信号由信号处理单元在使用可预定延时的情况下延时为延时采样信号，延时采样信号借助于数字/模拟转换器转换成模拟反射信号，模拟反射信号或从模拟反射信号导出的模拟反射信号作为输出信号通过发射元件发射。本专利技术还涉及一种由上述用于测试以电磁波工作的距离传感器的测试装置的信号处理单元执行的方法，以及一种计算机可读存储介质，在所述计算机可读存储介质内存储有具有指令的计算机程序，所述指令在其由所描述的用于测试以电磁波工作的距离传感器的测试装置的信号处理单元执行时使信号处理单元执行上述方法。

技术介绍

[0002]上述类型的用于测试距离传感器的测试装置和用于运行这种测试装置的方法从各种
和应用领域已知，例如从控制器开发和控制器测试领域，尤其是在车辆领域中已知，为此例如参考WO2020/165191A1。另一个应用领域是生产线末端测试台，即用于在生产线末端检查产品的装置，在此即检查距离传感器。当前情况涉及以电磁波工作的距离传感器的测试。在车辆领域中主要使用雷达传感器。但原则上也可以测试在另一电磁波频率范围中，例如在可见光范围中工作的距离传感器，或者以发射具有长相干长度的电磁波的电磁辐射源工作的距离传感器，例如在激光应用中(如激光雷达)。r/>[0003]借助上述测试装置可以对待测试距离传感器模拟实践中任何距离处的反射对象。在此考虑的距离传感器类型原则上这样工作，使得由距离传感器发射的电磁波被距离传感器发射范围内的反射对象反射，距离传感器接收反射的电磁波并从电磁波的渡越时间确定距对象的距离。信号渡越时间(Signallaufzeit或time
‑
of
‑
flight)可以直接确定(飞行时间测量)，但这通常间接地通过合适的信号评估进行。在第一种情况下通常以非常短的传感器信号、即脉冲工作，而在后一种情况下大多使用时间上可识别的扩展的发射信号并且从发射的信号和接收的反射信号的混合信号的频率获得希望的距离信息。作为时间上扩展的发射信号的示例在此应涉及调频的连续波信号(Dauerstrichsignale)。
[0004]为了测试距离传感器，将测试装置置于距离传感器的发射区域中，测试装置接收由距离传感器发出的自由空间波并通过其信号处理单元按照预定延时对该接收信号进行延时并且随后通过其发射元件向待测试距离传感器方向重新发射该延时信号，由此在距离传感器上产生根据预定延时而间隔开的反射对象的印象。
[0005]如果反射由距离传感器发射的发射信号的反射对象相对于距离传感器具有一个径向运动分量，则反射信号基于多普勒效应相对于由距离传感器发射的发射信号的频率发生频移。许多距离传感器也在频移方面评估反射信号，以因此获得关于径向运动分量的速度信息。为此不必直接确定反射信号的频率，而是也可以——例如在确定时延的情况
下——进行合适的信号评估，例如可以评估来自多个发射和接收信号的混合信号之间的相移；不过，具体的评估在此并不要紧。相反，重要的是，所考虑的测试装置和所考虑的用于运行测试装置的方法也必须能够使模拟反射信号相对于接收信号的频率进行相应的频移，以便在模拟反射信号中反映预定的径向运动分量。
[0006]有的反射对象不仅具有单一径向运动分量，而且基于相对运动的对象部件而具有包括多个径向运动分量的运动轮廓(Bewegungsprofil)。这例如适用于行人(手臂、腿部和身体运动)、自行车(车架、辐条)或直升机(机身、旋翼桨叶)。无论反射对象是具有一个还是多个运动分量，它都会将特性化的多普勒特征(Doppler
‑
Signatur)体现在反射信号上。

技术实现思路

[0007]由于未来的距离传感器在评估反射信号时也可能会对更复杂的多普勒特征进行评估，因此本专利技术的任务是提出一种用于测试距离传感器的测试装置和用于运行这种测试装置的对应方法，借助它们能够模拟相应的反射信号。
[0008]所述任务在开头描述的测试装置和开头描述的用于运行用于测试以电磁波工作的距离传感器的测试装置的方法中由此解决：所述信号处理单元将作为待模拟反射对象的特性运动轮廓的可预定的多普勒特征调制到采样信号或延时采样信号上。此外，延时采样且附加地设有多普勒特征的信号随后借助于数字/模拟转换器转换成模拟反射信号。
[0009]在根据本专利技术的测试装置和根据本专利技术的用于运行该测试装置的方法中重要的是，将可预定的多普勒特征调制到采样信号或延时采样信号上完全在数字信号处理的范围内，与模拟解决方案相比，这可以明显更简单且更灵活地实现。在这方面，根据本专利技术的解决方案还包括以下构思：基于具有以数字技术实现的信号处理单元的测试装置，而不是基于具有以模拟电路技术实现的信号处理(单元)的测试装置。以模拟电路技术实现的信号处理单元被广泛使用并且例如以级联信号延迟线路工作。本专利技术使用的信号处理单元例如在数字信号处理器的基础上实现，或者也可以通过现场可编程门阵列(FPGA)形式的配置逻辑模块实现。
[0010]可预定的多普勒特征描述了模拟反射信号应具有哪些特性频率分量。在对于距离传感器以一个径向运动分量近似的行人作为反射对象的情况下，多普勒特征以最大能量分量描述由行人躯干反射的雷达信号向更高频率偏移的部分并且以较小的能量分量描述由四肢的摆动运动引起的相对于躯干向更高和更低频率偏移的众多反射信号分量。当然，也可以模拟仅具有单一径向运动分量的反射对象，如机动车。在此情况下，多普勒特征要简单得多。多普勒特征需要被选择成，使得通过将多普勒特征调制到采样信号或延时采样信号上而在模拟反射信号中产生希望的特性运动轮廓。
[0011]本文总是在概念上区分接收信号和从接收信号导出的接收信号。接收信号本身追溯到由测试装置的接收元件接收的自由空间波。如果在模拟/数字转换器采样之前进行了其它信号处理，则严格来说这不再是接收信号本身，而是从它导出的接收信号。例如当接收信号被向下混合到较低的中频时就是这种情况，由此降低了对信号传输路径的技术实现以及信号处理(尤其是模/数转换)速度的要求。当然，这也按意义适用于数字/模拟转换后的模拟反射信号和从模拟反射信号导出的模拟反射信号(例如向上混合或者说混频到希望的发射频率)。
[0012]在测试装置和用于运行测试装置的方法的一种变型方案中规定，所述信号处理单元首先将多普勒特征调制到采样信号上，然后在使用预定延时的情况下将附加地设有多普勒特征的采样信号延时为延时采样信号。相应地，在测试装置和用于运行测试装置的方法的另一种变型方案中规定，信号处理单元首先在使用预定延时的情况下对采样信号进行延时，然后调制多普勒特征并由此生成延时附加地设有多普勒特征的采样信号。因此，延时和调制多普勒特征的执行顺序可以不同地实现。对于延时，应始终考本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于测试以电磁波工作的距离传感器(2)的测试装置(1)，所述测试装置具有用于接收电磁自由空间波作为接收信号(S
RX
)的接收元件(3)并且具有用于发射电磁输出信号(S
TX
)的发射元件(4)，在模拟运行中，接收信号(S
RX
)或从接收信号(S
RX
)导出的接收信号(S'
RX
)借助于模拟/数字转换器转换成采样信号(S
sample
)，采样信号(S
sample
)由信号处理单元(5)在使用可预定延时(t
delay,soll
)的情况下延时(11)为延时采样信号(S
sample,sim
)，延时采样信号(S
sample,sim
)借助于数字/模拟转换器转换成模拟反射信号(S
sim
)，模拟反射信号(S
sim
)或从模拟反射信号(S
sim
)导出的模拟反射信号(S'
sim
)作为输出信号(S
TX
)通过发射元件(4)发出，其特征在于，所述信号处理单元(5)将作为待模拟反射对象的特性运动轮廓的可预定多普勒特征(S
doppler
)调制(12)到采样信号(S
sample
)或延时采样信号(S
sample,sim
)上，并且附加地设有多普勒特征(S
doppler
)的延时采样信号(S
sample,sim
)借助于数字/模拟转换器转换成模拟反射信号(S
sim
)。2.根据权利要求1所述的测试装置(1)，其特征在于，所述信号处理单元(5)首先将多普勒特征(S
doppler
)调制(12)到采样信号(S
sample
)上，并且然后在使用预定延时(t
delay,soll
)的情况下将设有多普勒特征的采样信号(S
sample
)延时(11)为延时采样信号(S
sample,sim
)，或者所述信号处理单元(5)首先在使用预定延时(t
delay,soll
)的情况下对采样信号(S
sample
)进行延时(11)，并且然后调制(12)多普勒特征(S
doppler
)并由此生成附加地设有多普勒特征(S
doppler
)的延时采样信号(S
sample,sim
)。3.根据权利要求1或2所述的测试装置(1)，其特征在于，所述信号处理单元(5)将采样信号(S
sample
)或延时采样信号(S
sample,sim
)分解(13)成正交信号分量(S
sin
、S
cos
)，所述正交信号分量(S
sin
、S
cos
)以多普勒特征(S
doppler
)的相应正交信号分量(S
doppler,sin
、S
doppler,cos
)进行调制(12)并将获得的经调制的正交信号分量(S
sin,mod
、S
cos,mod
)组合(14)为附加地设有多普勒特征(S
doppler
)的采样信号(S
sample,sim
)。4.根据权利要求3所述的测试装置(1)，其特征在于，所述信号处理单元(5)从多普勒特征(S
doppler
)—尤其是通过对多普勒特征(S
doppler
)的I/Q分解—导出(15)正交信号分量(S
doppler,sin
、S
doppler,cos
)，或为所述信号处理单元(5)预定正交信号分量(S
doppler,sin
、S
doppler,cos
)作为多普勒特征(S
doppler
)。5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：德斯拜思有限公司，
类型：发明
国别省市：