Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und einen Simulator zum Prüfen der Genauigkeit oder der Kalibrierung eines Kollisionsvermeidungsradarsystems.

In 1 sind Bauteile eines Kollisionsvermeidungsradarsystems 10 mit einer 1 Quadratmeter großen Metallplatte 108 dargestellt, wie sie in der Regel als Simulator zum Prüfen der Genauigkeit des Radarsystems verwendet werden.

Das in 1 dargestellte Kollisionsvermeidungsradarsystem 10 wird in der Regel in Automobilen eingebaut, mit der Antenne 106 im Front- oder Kühlergrillbereich des Fahrzeugs. Das System funktioniert so, dass ein Signal von der Antennen 106 übertragen und von einem zurück erhaltenen Signal die Distanz (D) bestimmt wird, die sich die Antenne 106 vom Simulator 108 oder einem anderen Reflexionsobjekt entfernt befindet, etwa einem anderen Automobil. Von dem empfangenen Signal kann das Radarsystem 10 auch die Geschwindigkeit (dD/dt) bestimmen, mit der sich das Objekt oder das andere Fahrzeug bewegt. Durch Verarbeitung des empfangenen Signals kann ein Alarm oder eine andere Vorrichtung aktiviert werden, um den Fahrzeuglenker in die Lage zu versetzen, eine Kollision mit dem Objekt oder Fahrzeug zu vermeiden.

Das in 1 dargestellte System umfasst einen Oszillator 100, der so konfiguriert ist, dass er über einen Bereich von Frequenzen wobbelt. Der Ausgang des Oszillators 100 wird an einen Splitter 102 abgegeben. Ein erster Ausgang des Splitters 102 wird als lokales Oszillatorsignal (F_LO) an den ersten Eingang eines Mischers 110 abgegeben. Ein zweiter Ausgang des Splitters 102 wird an den Isolator 104 abgegeben. Der Isolator 104 gibt das Signal vom Splitter 102 an den Eingang der Antenne 106 für die Übertragung ab und gibt das von der Antenne 106 empfangene Signal als RF-Signal (F_RF) an einen zweiten Eingang des Mischers 110 ab.

Der Oszillator 100 wobbelt in der Regel einen Bereich von Frequenzen mit mindestens 76 GHz und höchstens 77 GHz. Der Bereich 76-77 GHz wird von der Federal Communications Commission (FCC – Bundesamt für Kommunikation) den Kollisionsvermeidungsradarsystemen zugeteilt. Der Oszillator 100 wobbelt in der Regel in einem Zeitraum von 1,2 msek ein 250-MHz-Frequenzband innerhalb der 76-77-GHz-Grenzen, wie in 2 dargestellt. In 2 ist der Wobbelbereich auf 76,5 GHz konzentriert, doch kann das 250-MHz-Band auch näher an den Grenzwerten 76 GHz oder 77 GHz angesiedelt sein.

Das vom Oszillator 100 abgegebene Signal wird durch den Isolator 104 und die Antenne 106 als übertragenes Signal bereitgestellt, wie in 3 dargestellt. Ein reflektiertes Signal wird dann von der Antenne 106 empfangen und vom Isolator 104 als F_RF-Signal abgegeben, wie ebenfalls in 3 dargestellt. Das empfangene Signal ist in 3 frequenzabgesetzt vom übertragenen Signal dargestellt, wobei die Frequenzabsetzung von der Distanz D (1) abhängig ist. Die Distanz D ist eine Distanz, um die ein reflektierendes Objekt, wie der 1-Quadratmeter-Standard 108, von der Antenne 106 entfernt ist. Wenn die Distanz D gleich Null ist, findet keine Frequenzabsetzung zwischen den gesendeten und den empfangenen Signalen statt.

3 zeigt auch ein Zwischenfrequenzsignal F_IF, das der Differenz zwischen gesendetem Signal F_LO und empfangenem Signal F_RF an den Eingängen des Mischers 110 entspricht. Da der Mischer 110 nicht zwischen positiv und negativ unterscheiden kann, ist das vom Mischer 100 abgegebene aktuelle Signal F_IF ein positives Frequenzsignal, das sich mit der Zeit ändert, wie in 4 dargestellt. Die Frequenz des Signal F_IF-Ausgangs vom Mischer 110 wird von einem Diskriminator oder Frequenz-Spannungs-Wandler 112 in eine entsprechende Spannung konvertiert. Da Übergänge wie 120 in regelmäßigen 1,2-msek-Intervallen stattfinden, wie in 4 dargestellt, können die Übergänge 120 vom Diskriminator 112 herausgefiltert werden. Der Spannungsausgang vom Diskriminator 112 kann dann zur Bestimmung der Distanz D verarbeitet werden.

Eine Gleichung zur Bestimmung der Distanz D auf Basis des Frequenzwerts des F_IF-Ausgangs vom Mischer 110 kann, wie unten dargestellt, mit Kenntnis des vom Oszillator 100 bereitgestellten 250-MHz-Wobbelbereichs und des 1,2-msek-Zeitraums abgeleitet werden. Zuerst wird die Zeit (t) in Sekunden mit der Distanz D in Metern und der Lichtgeschwindigkeit (c) wie folgt in Beziehung gesetzt:

t = D/c (1)

wobei c = 299,8 × 10⁶ Meter /Sekunde. Ferner wird die Frequenzdifferenz in den gesendeten und empfangenen Signalen F_IF wie folgt mit der Zeit t in Beziehung gesetzt:

F_IF = t&Dgr;t/&Dgr;f (2)

wobei &Dgr;f ist der Frequenzwobbelbereich des Oszillators 100 und &Dgr;t ist der Zeitraum, über den der Frequenzbereich vom Oszillator 100 gewobbelt wird. Die Kombination der Gleichungen (1) und (2) ergibt F_IF in als Funktion von D wie folgt:

F_IF = D&Dgr;f/c&Dgr;t (3)

D als Funktion von F_IF ist dann:

D = F_{I F}c&Dgr;t/&Dgr;f (4)

Wenn &Dgr;f = 250 MHz und &Dgr;t = 1,2 msek wird eine Frequenzdifferenz F_IF von 695 Hz für eine Distanz D von 1 Meter geschaffen, wie aus der Gleichung (4) hervorgeht.

Die Geschwindigkeit, mit der sich ein Objekt gegen die Antenne 106 oder von dieser weg bewegt, oder die Änderung von D bezüglich der Zeit (dD/dt) kann auch durch den Schaltkreis der 1 ermittelt werden. Wenn sich das Objekt, wie der Simulator 108, weiter weg von der Antenne 106 bewegt, nimmt das empfangene Signal an Frequenz relativ zum gesendeten Signal zu, wie in Figur 5A dargestellt. Bei einem sich weg bewegenden Objekt ist die vom Mischer 110 abgegebene Frequenz F_IF während einer Periode &Dgr;t, wenn die Frequenz des gesendeten Signals zunimmt, kleiner als während einer Periode &Dgr;t, wenn die Frequenz des gesendeten Signals abnimmt, abhängig von dD/dt, wie in 5A dargestellt. Bei einem sich der Antenne 106 nähernden Objekt nimmt die Frequenz des empfangenen Signals relativ zum gesendeten Signal ab, wie in 5B dargestellt. Wenn sich ein Objekt nähert, ist die vom Mischer 110 abgegebene Frequenz F_IF während einer Periode, in der die Frequenz des gesendeten Signals zunimmt, größer als während einer Periode, in der die Frequenz des gesendeten Signals abnimmt, abhängig von dD/dt, wie des weiteren in 5B dargestellt. Durch Messen der Frequenzdifferenz zwischen den Wobbelperioden kann somit dD/dt ermittelt werden.

Um eine ordnungsgemäße Leistung des Kollisionsvermeidungsradars der 1 zu gewährleisten, muss die Vorrichtung regelmäßig geprüft oder kalibriert werden. Während der Kalibrierung muss sichergestellt sein, dass der Oszillator 100 innerhalb des von der FCC festgelegten 76-77-GHz-Bandes arbeitet, auch wenn das Radar außerhalb dieses Bereichs gut funktionieren würde. Des weiteren müssen der 250-MHz-Wobbelbereich &Dgr;f und die 1,2 msek Wobbelperiode &Dgr;t verifiziert werden, um sicherzustellen, dass unter Heranziehung der Gleichung (4) präzise Distanzberechnungen stattfinden. Während der Kalibrierung ist am Oszillator 100 in der Regel ein Empfänger angeschlossen, um sicherzustellen, dass der Oszillator richtig funktioniert.

Die Kalibrierung wird auch unter Verwendung des Simulators 108 durchgeführt, um zu prüfen, dass das Radar die richtigen Distanzen D mit einer Genauigkeit bis zu 100 Meter anzeigt. Der Simulator 108 wird auch benützt, um sicherzustellen, dass das Radarsystem die richtige Änderung in den Distanzmessungen dD/dt anzeigt, wie oben beschrieben.

Ein Nachteil in der Verwendung des 1-Quadratmeterplatten-Standards als Simulator liegt jedoch darin, dass zur Ausführung der Simulation eine große Fläche erforderlich ist. Ein weiterer Nachteil ist die Unannehmlichkeit der Bewegung der Platte über eine bestimmte Distanz während einer festgelegten Zeit, um dD/dt zu bestimmen.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Prüfung eines Kollisionsvermeidungsradarsystems bei signifikant geringerem Platzbedarf als mit einem 1-Quadratmeter-Metallplattenstandard. Des weiteren können dD/dt-Prüfungen vorgenommen werden, ohne dass unangenehme Ausrüstungsbewegungen nötig sind wie mit einem 1-Quadratmeter-Plattensimulator.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht auch die Prüfung des Frequenzwobbelbereichs &Dgr;f und der Periode &Dgr; eines vom Oszillator 100 abgegebenen Signals, ohne dass zusätzliche Testausrüstung am Oszillator angeschlossen werden müsste.

EP-A-0182418 beschreibt einen Simulator zum Prüfen eines Radarsystems durch die Generierung eines Signals mit einer Verzögerungsleitungs-Frequenzabsetzung von einem Signal, das von dem geprüften Radarsystem empfangen wird, und Übertragung des abgesetzten Frequenzsignals auf das geprüfte Radarsystem.

In einem Aspekt schafft die vorliegende Erfindung, wie aus EP-A-0182418 bekannt, ein Verfahren zur Prüfung eines Kollisionsvermeidungsradarsystems, umfassend:

Empfangen eines Signals vom Kollisionsvermeidungsradarsystem;

Generieren eines Signals mit abgesetzter Frequenz vom Signal, das vom Kollisionsvermeidungsradarsystem empfangen wurde, wobei die Frequenzabsetzung so gesteuert wird, dass das Kollisionsvermeidungsradarsystem anzeigt, dass ein Objekt sich eine bestimmte Distanz entfernt befindet, nachdem das abgesetzte Signal empfangen wurde, wobei das abgesetzte Signal zum Kollisionsvermeidungsradarsystem übertragen wird, gekennzeichnet durch den Schritt der Generierung eines frequenzabgesetzten Signals.

Im Unterschied zu EP-A-0182418 und in Entsprechung zu der Erfindung umfasst der Schritt eines frequenzabgesetzten Signals die Generierung eines ersten Abschnitts des abgesetzten Signals mit einer ersten Frequenzdifferenz von dem vom Kollisionsvermeidungsradarsystem empfangenen Signal, wenn das Signal vom Köllisionsvermeidungsradarsystem eine zunehmende Frequenz aufweist; und

Generieren eines zweiten Abschnitts des abgesetzten Signals mit einer zweiten Frequenzdifferenz von dem vom Kollisionsvermeidungsradarsystem empfangenen Signal, wenn das Signal vom Kollisionsvermeidungsradarsystem eine abnehmende Frequenz aufweist, wobei die erste Frequenzdifferenz und die zweite Frequenzdifferenz so gesteuert werden, dass das Kollisionsvermeidungsradarsystem anzeigt, dass ein Objekt sich nach Empfang des abgesetzten Signals mit einer Geschwindigkeit (dD/dt) bewegt.

In einem anderen Aspekt schafft die vorliegende Erfindung, wie aus EP-A-0182418 bekannt, einen Simulator zum Prüfen eines Kollisionsvermeidungsradarsystems, umfassend:

• Eine Antenne zur Abgabe eines empfangenen Signals vom Kollisionsvermeidungsradarsystem und zur Abgabe eines übertragenen Signals an das Kollisionsvermeidungsradarsystem;
• einen ersten Mischer mit einem ersten Eingang, einem zweiten Eingang und einem Ausgang und
• einen zweiten Mischer mit einem ersten Eingang, einem zweiten Eingang und einem Ausgang.
• Im Unterschied zu EP-A-0182418 und in Entsprechung zu der Erfindung umfasst der Simulator zusätzlich: einen Isolator, der an die Antenne angeschlossen ist, um das empfangene Signal von der Antenne an den ersten Eingang des ersten Mischers abzugeben und um den Ausgang des zweiten Mischers als das gesendete Signal an die Antenne abzugeben;
• einen spannungsgesteuerten Oszillator (VCO) mit einem Ausgang, der mit dem zweiten Eingang des ersten Mischers und dem zweiten Eingang des zweiten Mischers verbunden ist und einen Spannungssteuerungseingang aufweist;
• einen Phasendetektor mit einem Eingang, der an den Ausgang des ersten Mischers gekoppelt ist, wobei der Phasendetektor ein Signal vom Ausgang des ersten Mischers mit einem Referenzsignal vergleicht und der Phasendetektor einen Ausgang hat, der ein Signal zum Spannungssteuerungseingang des VCO abgibt, um den VCO-Ausgang in die Lage zu versetzen, ein Signal mit einer Frequenz abzugeben, welche dem Signal entspricht, das vom Kollisionsvermeidungsradarsystem, abgesetzt um die Referenzsignalfrequenz, abgegeben wird;
• einen numerisch gesteuerten Oszillator (NCO) mit einem Ausgang, der mit einem ersten Eingang des zweiten Mischers verbunden ist, und einem Eingang, wobei der NCO an seinem Ausgang ein Signal abgibt, das der Referenzsignalfrequenz entspricht, abgesetzt um einen Betrag, der von einem numerischen, am Eingang des NCO abgegebenen Wert gesteuert wird, so dass das Kollisionsvermeidungsradarsystem nach Empfang des übertragenen Signals anzeigt, dass sich ein Objekt eine Distanz entfernt befindet;
• einen Differentiator mit einem Eingang, der mit dem Phasendetektor verbunden ist, und einem Ausgang; und

Speichermittel, welche den Ausgang des Differentiators empfangen und einen ersten numerischen Wert an den Eingang des NCO abgeben, wenn der Ausgangszustand des Differentiators anzeigt, dass der VCO-Ausgang die Frequenz erhöhen sollte, und welche einen zweiten numerischen Wert an den Eingang des NCO abgeben, wenn der Ausgangszustand des Differentiators anzeigt, dass der VCO-Ausgang die Frequenz senken sollte, so dass das Kollisionsvermeidungsradarsystem nach Empfang des übertragenen Signals anzeigt, dass sich ein Objekt mit einer Geschwindigkeit (dD/dt) bewegt.

Wie im folgenden gezeigt wird, kann die differentialgesteuerte Absetzung, der gemäß die Frequenz des Radarsystemausgangs zunimmt oder abnimmt, bewirken, dass der Ausgang des ersten Mischers so aussieht wie in 5A und 5B dargestellt.

Der Simulator kann des weiteren Komponenten enthalten, welche den Frequenzbereich und die Amplitude des Radarsystemausgangs anzeigen, wie sie von dem Tracking-Signal ermittelt werden, das dieses generiert.

Weitere bevorzugte Merkmale der Erfindung werden in den angehängten abhängigen Ansprüchen definiert.

Weitere Details der vorliegenden Erfindung werden mit Hilfe der beiliegenden Zeichnungen erklärt:

1 zeigt die Bauteile eines Kollisionsvermeidungsradarsystems zusammen mit einem Simulator zur Prüfung der Genauigkeit des Radarsystems;

2 stellt einen 250-MHz-Frequenzbereich dar, der von einem Oszillator der 1 während 1,2 msek bereitgestellt wird;

3 stellt gesendete und empfangene Signale vom Radarsystem der 1 dar, zusammen mit einem Signal F_IF, das die Differenz zwischen gesendeten und empfangenen Signalen markiert;

4 stellt ein Signal dar, das vom Mischer des Radarsystems der 1 abgegeben wird;

5A stellt gesendete und empfangene Signale von Radarsystem der 1 dar, wenn sich ein Objekt weiter weg vom Radarsystem bewegt, zusammen mit einem Signal F_IF, das von einem Mischer des Radarsystems abgegeben wird;

5B stellt gesendete und empfangene Signale vom Radarsystem dar, zusammen mit einem Signal F_IF, das von einem Mischer des Radarsystems abgegeben wird;

6 stellt einen Simulator der vorliegenden Erfindung dar, der zum Prüfen oder Kalibrieren eins Kollisionsvermeidungsradarsystems benützt wird;

7 stellt eine typische Konfiguration für einen numerisch gesteuerten Oszillator (NCO) dar; und

8 stellt ein Signal dar, das and den Differentiator der 6 abgegeben wird, und den daraus resultierenden Ausgang des Differentiators.

6 stellt einen Simulator der vorliegenden Erfindung dar, der zum Prüfen oder Kalibrieren eines Kollisionsvermeidungsradarsystems 10 gemäß 1 benützt wird. Der Simulator enthält eine Antenne 606, die im Betrieb unmittelbar neben die Antenne 106 des Kollisionsvermeidungsradarsystems 10 platziert wird. Die Antenne 606 ist mit einem Isolator 608 verbunden, der ein empfangenes Signal (F), das vom Radarsystem 10 empfangen wurde, an einen ersten Eingang des Mischers 610 abgibt. Der Isolator 608 ist auch verbunden mit dem Ausgang eines Mischers 612, um ein Signal vom Mischer 612 als ein mittels Antenne 606 übertragenes Signal an das Radarsystem 10 abzugeben. Zwischen dem Mischer 612 und dem Isolator 608 ist ein Dämpfungsglied 613 eingefügt, damit ein von der Antenne 606 übertragenes Signal die Signalstärke eines gleichen Signals simuliert, das von einem Objekt in einer Distanz D reflektiert wird.

Ein Tracking-Signal F_T wird von einem spannungsgesteuerten Oszillator (VCO) 614 an einen zweiten Eingang des Mischers 610 und des Mischers 612 abgegeben. Das Tracking-Signal F_T wird so gesteuert, dass es das empfangene Signal F mit einer Frequenzabsetzung um ein Referenzsignal F_o verfolgt. Das Referenzsignal F_o in 6 wird mit 10 MHz angenommen, obwohl auch andere Werte gewählt werden können.

Wenn das Signal F_T das Signal F mit einer Absetzung F_o verfolgt, ist der Ausgang des Mischers 610 ein Signal mit der Referenzfrequenz F_o zusammen mit Breitbandrauschen. Der Ausgang des Mischers 610 wird durch einen Vorverstärker 616 an ein Tiefpassfilter 618 abgegeben. Das Tiefpassfilter 618 hat die Aufgabe, das Breitbandrauschen in einem an den Verstärker 620 angelegten Signal zu beschränken, so dass das Nutz-/Rauschsignalverhältnis für den Verstärker 620 in akzeptablen Grenzen bleibt. Hier wird das Filter 618 als 20-MHz-Filter dargestellt, unter der Annahme F_o = 10 MHz. Der Verstärker 620 stellt eine Prüfverbindung für ein relatives Signalstärkensignal (V_RSS) bereit, welche die Bestimmung einer Amplitude des Signals F vom Kollisionsvermeidungsradarsystem ermöglicht. Der Verstärker 620 bietet zudem einen Rechteckwellenausgang mit einem Festamplituden-Bandpassfilter 622. Das Bandpassfilter 622 bietet einen Festamplituden-Sinuswellenausgang mit einem auf das Referenzsignal F_o zentrierten Bandpassbereich, hier 10 MHz.

Ein Phasendetektor 624 empfängt den Ausgang des Bandpassfilters 622. Der Phasendetektor 624 vergleicht das Signal vom Filter 622 mit dem Referenzsignal F_o und stellt einen Ausgang bereit, der eine Differenz zum Spannungssteuerungseingang des VCO 614 anzeigt. Der Phasendetektor 624, welcher bevorzugt ist, weist die in 6 dargestellten Bauteile auf, die sich in einem Wiltron 360 Analyzer finden, hergestellt von der Wiltron Company, Morgan Hill, CA. Der Phasendetektor 624 ist ein gegenphasiger Detektor, wie im Wiltron 360 Analyzer konfiguriert, weil das Signal F_T F ± F_o sein könnte, und die Schaltung des Phasendetektors 624 ermöglicht die Detektion eines gewünschten Signals, vorzugsweise F + F_o, so dass das Tracking-Signal F_T dazu verwendet werden kann, die Frequenz des Kollisionsvermeidungsradarsignals F genau zu messen. Beispielsweise bei F = 76,5 GHz und F_o = 10 MHz könnte das Signal F_T mit einem Phasendetektor, der nicht zwischen F – F_T oder F_T – F unterscheiden kann, wenn der Phasengleichlauf erreicht ist, entweder 76,51 GHz oder 76,49 GHz sein. Der wie dargestellt konfigurierte Phasendetektor 624 würde die Detektion nur des 76,51 GHz Signals ermöglichen.

Um das Referenzsignal F_o zu generieren, enthält der Phasendetektor 624 einen Oszillator 626 und zwei D-Flipflops 628 und 630. Der Oszillator 626 gibt an die getakteten Eingänge der Flipflops 628 und 630 ein Signal mit viermal der Referenzsignalfrequenz ab, hier 40 MHz. Der Q-Ausgang des Flipflops 628 ist mit dem D-Eingang des Flipflops 630 verbunden. Der Q-Ausgang des Flipflops 630 ist mit dem D-Eingang des Flipflops 628 verbunden. Wie verbunden, geben die Q-Ausgänge des Flipflops 628 und 630 je das 10-MHz-Signal F_o ab, wobei der Q-Ausgang des Flipflops 628 90 Grad phasenverschoben zum Q-Ausgang des Flipflops 630 ist.

Der Q-Ausgang des Flipflops 628 wird an einen ersten Eingang des Multiplexers 634 abgegeben, und der Q-Ausgang des Flipflops 630 wird an einen ersten Eingang des Vervielfachers 632 abgegeben. Die zweiten Eingänge der Vervielfacher 632 und 634 werden vom Filter 622 gegeben. Der Ausgang des Vervielfachers 634 wird an einen Sperrsignalgenerator 636 abgegeben.

Der Sperrsignalgenerator 636 gibt ein Entsperrsignal ab, wenn das vom Vervielfacher 634 abgegebene Signal vom Bandpassfilter 622 abwesend oder F-F_T ist, und ein Sperrsignal, wenn das vom Bandpassfilter 622 an den Vervielfacher 634 abgegebene Signal ist gleich F_T – F. Der Sperrsignalgeneratorausgang wird an einen Suchsignalgenerator 638 abgegeben, sowie an die Integratoren 640 und 642, die in Serie mit dem Ausgang des Vervielfachers 632 verbunden sind.

Der Suchsignalgenerator 638 gibt über den Summierer 644 einen Ausgang an den Eingang des Oszillators 614 ab. Der Suchsignalgenerator 638 gibt ein kontinuierlich wobbelndes Signal ab, um eine Frequenz am VCO-614-Ausgang durch den Bereich möglicher Frequenzen für F zu wobbeln, wenn der Sperrsignalgenerator 636 einen unversperrten Zustand anzeigt. Das Ausgangssignal des Suchsignalgenerators 638 ist deaktiviert, wenn der Sperrsignalgenerator einen gesperrten Zustand anzeigt, wenn das Signal F_T das Signal F mit einer Absetzung von F_o verfolgt.

Die seriellen Integratoren 640 und 642 geben gleicherweise ein Signal über den Summierer 644 an den Eingang des VCO 614 ab. Die Integratoren 640 und 642 umfassen je einen Schalter, der mit einem Kondensator parallel geschaltet ist. Der Schalter wird vom Ausgang des Sperrsignalgenerators so gesteuert, dass er in unversperrtem Zustand geschlossen und in versperrtem Zustand geöffnet ist. In einem unversperrten Zustand sind die Integratoren 640 und 642 deaktiviert, und der Ausgang des Vervielfachers 632 wird zum Summierer 644 mit niedriger Verstärkung und einem endlichen Phasenfehler abgegeben. Allerdings sind in einem gesperrten Zustand die Integratoren 640 und 642 aktiviert und geben ein Signal vom Vervielfacher 632 mit einem Nullphasenfehler und hoher Verstärkung über den Summierer 644 zur Steuerung des VCO-614-Eingangs ab, damit das Signal F_T das Signal F mit einer Absetzung F_o verfolgt.

Im Betrieb befindet sich der Sperrsignalgenerator 636 anfänglich in einem unversperrten Zustand. Der Suchsignalgenerator 638 liefert sodann an den Summierer 644 eine Wobbelspannung, wodurch das Signal F_T vom VCO 614 veranlasst wird, durch die Frequenzen von annähernd 76-77 GHz zu wobbeln. Des weiteren deaktiviert der Sperrsignalgenerator die Integratoren 640 und 642, damit der Vervielfacher 632 dem VCO 614 einen Pfad für ein niedrigverstärktes Signal bereitstellt, wodurch der VCO 614 momentan phasenverriegelt wird, wenn der Suchsignalgenerator 638 den VCO 614 dazu veranlasst, durch F ± F_o zu wobbeln. Wenn das Signal F_T nicht gleich F ± F_o ist, weist das vom Vervielfachen 634 an den Sperrsignalgenerator 636 abgegebene DC-Signal 0 Volt auf. Wenn das Signal F_T = F – F_o, dann hat das vom Vervielfachen 634 an den Sperrsignalgenerator 636 abgegebene DC-Signal einen durchschnittlichen positiven Spannungswert. Wenn das Signal F_T = F + F_o, dann hat das vom Vervielfacher 634 an den Sperrsignalgenerator 636 abgegebene DC-Signal einen durchschnittlichen negativen Spannungswert. Der Sperrsignalgenerator 636 ist vorzugsweise so eingestellt, dass er nur dann versperrt anzeigt, wenn der Ausgang des Vervielfachers 634 anzeigt F_T = F + F_o. Wenn F_T ist nicht gleich F ± F_o, gibt der Sperrsignalgenerator 636 weiterhin ein Signal ab, welches einen unversperrten Zustand anzeigt, und der Suchsignalgenerator 638 fährt fort, an seinem Ausgang eine Spannung zu wobbeln. Wenn F_T= F + F_o, deaktiviert der Sperrsignalgenerator 636 den Suchsignalgenerator 638 und aktviert die Integratoren 640 und 642, wodurch ermöglicht wird, dass das Signal F_T phasenstarr mit dem Signal F plus eine Absetzung F_o ist. Obwohl der Sperrsignalgenerator 636 gesperrt anzeigt, wenn F_T = F + F_o, kann er auch so eingestellt werden, dass der gesperrt anzeigt, wenn F_T = F – F_o, indem der durchschnittliche positive Spannungswert akzeptiert wird.

Um eine Anzeige der Frequenz von F bereitzustellen, wird der Spannungssteuerungseingang zum VCO 614 als Prüfverbindung zur Abgabe des Signals V_FT zur Verfügung gestellt. Das Signal V_FT ermöglicht die Ermittlung der Frequenz von F, wenn der Phasengleichlauf erreicht wird, ohne dass eine Verbindung zum Oszillator 100 des in 1 dargestellten Kollisionsvermeidungsradarsystems 10 erforderlich ist, wie in früheren Prüfkonfigurationen.

Ein zweiter Eingang des Mischers 612 ist mit dem Ausgang eines numerisch gesteuerten Oszillators (NCO) 646 verbunden. Ein typischer 32-Bit-NCO ist der Analog Devices AD9850. Eine Konfiguration für einen 4-Bit-NCO 646 ist in 7 dargestellt, obwohl ein 32-Bit-NCO bevorzugt wird. Der NCO der 7 enthält eine Reihe von D-Flipflops 700 mit Q-Ausgängen, die mit einem ersten Eingangssatz A_0–3 eines Addierers 702 verbunden sind. Die Ausgänge F_{0 –3} des Addierers 702 werden dann rückgespeist in die D Eingänge der Flipflops 700. Ein zweiter Eingangssatz B_0–3 in den Addierer steht als Eingang (INPUT) in den NCO zur Verfügung. Die Q-Ausgänge der Flipflops 700 sind des weiteren gegeben durch einen Sinusausgang-Nurlesespeicher (SINE ROM) 704 und einen D/A-Wandler 706, um den Ausgang des NCO bereitzustellen (F_NCO).

Im Betrieb wird eine Zählung des Addierers 702 fortgeführt mit dem an die Flipflops 700 gegebenen Takt (CK), und dies in Inkrementen, die vom B_0–3-Eingang in den Addierer 702 abhängig sind. Wenn beispielsweise der B_0–3 Eingang 0001 ist, fährt die Zählung mit binären 1 en fort, oder wenn der B_{0– 3} Eingang 0010 ist, fährt die Zählung mit binären 2en fort. Der SINE ROM 704 Ausgang nimmt dann an Wert zu, bis zum Überfließen des Addierers 702, und dann schafft die Rücksetzung ein Signal am Ausgang (SINE OUTPUT) des D/A-Wandlers 706 mit einer Frequenz, die vom B_0–3 Eingang gesteuert wird. Für den 4-Bit-NCO der 7 ist der Ausgang des NCOF_NCO= SINE OUTPUT = (INPUT) (CK)/2⁴.

Ein Eingang (INPUT) in den NCO 646 in 6 wird von den Registern 648 und 650 bereitgestellt. Die in den Registern 648 und 650 gespeicherten Werte N_A und N_B und ein entsprechender CK am NCO 646 ermöglichen dem NCO 646, ein Signal F_NCO mit der Frequenz des Frequenzsignals F_o abzugeben, abgesetzt um einen Betrag &Dgr;F gemäß Steuerung durch die Register 648 und 650.

Der Ausgang des Mischers 612 ist F_T ± F_NCO. Das Signal F_T + F_NCO liegt über dem vom Kollisionsvermeidungsradarsystem 10 akzeptierten Frequenzbereich und wird ausgefiltert, solange F_o als ausreichend hoher Wert gewählt wird, so wie das vorgeschlagene 10-MHz-Signal. Wenn F_T ist F + F_o und F_NCO ist F_o – &Dgr;F, ist der Ausgang des Mischers 612 an das Kollisionsvermeidungsradarsystem gleich F_T – F_NCO = (F + F_o) – (F_o – &Dgr;F) = F + &Dgr;F. Die in den Registern 648 und 650 gespeicherten Werte werden von einem Prozessor geliefert und so gesteuert, dass die Absetzung &Dgr;F das Kollisionsvermeidungsradarsystem 10 zu der Anzeige veranlasst, dass sich ein Objekt eine gewählte Distanz D entfernt befindet.

Zwei getrennte Register 648 und 650 werden dazu benützt, die Steuerung der Absetzung &Dgr;F zu ermöglichen, so dass das Kollisionsvermeidungsradarsystem 10 veranlasst wird anzuzeigen, dass sich ein Objekt mit einer Geschwindigkeit dD/dt bewegt. Um die Register 648 und 650 so zu steuern, dass &Dgr;F eine Geschwindigkeit dD/dt anzeigen kann, enthält der Schaltkreis der 6 einen Differentiator 652, einen Vergleicher 654 und einen Wechselrichter 656.

Der Differentiator 652 hat einen mit dem Integrator 642 verbundenen Eingang. Indem der Integrator 642 ein Signal 800 wie in 8 dargestellt abgibt, wenn der Phasengleichlauf stattfindet, ist der Ausgang des Differentiators 652 das Signal 802. Da das Signal 800 die Spannung in Entsprechung zu allen Steigerungen oder Senkungen der Frequenz F steigert oder senkt, zeigt der Zustand des Signals 802 an, ob die Frequenz von F zunimmt oder abnimmt. Um eine Spannungsschwingung zum adäquaten Betreiben nachfolgender Schaltung zu schaffen, wird der Ausgang des Differentiators 652 durch einen Vergleicher 654 bereitgestellt. Der Ausgang des Vergleichers 654 wird folglich wechseln zwischen Erde oder einer Logik 0 und einer Logik 1, abhängig davon, ob die Frequenz des Signals F zunimmt oder abnimmt.

Der Ausgang des Vergleichers 654 wird an einen Freigabeeingang des Registers 650 abgegeben. Der Ausgang des Vergleichers 654 wird des weiteren über einen Wechselrichter 656 an einen Freigabeeingang des Registers 648 abgegeben. Wie angeschlossen, wird der Ausgang eines der Register 648 und 650 freigegeben, wenn die Frequenz von F zunimmt, und wenn die Frequenz von F abnimmt, wird der Ausgang des anderen der Register 648 und 650 freigegeben. Bei einem Prozessor, der unterschiedliche Werte N_A und N_B an die Register 648 und 650 abgibt, lässt das von der Antenne 606 übertragene Signal den Ausgang des Mischers 110 im Kollisionsvermeidungsradarsystem 10 der 1 erscheinen wie in 5. Die in den Registern 648 und 650 gespeicherten Werte N_A und N_B werden so gesteuert, dass die Absetzung &Dgr;F das Kollisionsvermeidungsradarsystem dazu bringt anzuzeigen, dass sich ein Objekt mit einer gewählten Geschwindigkeit (dD/dt) bewegt.

Es ist festzuhalten, dass voranstehend zwar ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben wurde, dies aber nur dem Zweck diente, eine durchschnittliche Fachperson zu lehren, wie die Erfindung herzustellen und zu benützen ist. Fachpersonen auf diesem Gebiet werden jedoch ohne Schwierigkeiten in der Lage sein, zahlreiche Modifikationen an dem Ausführungsbeispiel vorzunehmen, und der Geltungsbereich der Erfindung ist in den anschließenden Patentansprüchen definiert.