近距離レーダー測定用のマルチスタティックセンサ装置およびこのセンサ装置の駆動方法
対象物までの距離を測定するマルチスタティックセンサ装置は、送信ユニット（Ｔｎ）および受信ユニット（Ｒｍ）を有しており、これらはそれぞれ１つずつ高周波数発振器（ＨＦＯ‐Ｔｎ，ＨＦＯ‐Ｒｍ）およびパルス発生器（ＰＧ‐Ｔｎ，ＰＧ‐Ｒｍ）を有している。パルス発生器（ＰＧ‐Ｔｎ，ＰＧ‐Ｒｍ）には信号発生器からクロック信号（ＴＳ，ＲＳ）が供給され、ここでクロック信号（ＴＳ，ＲＳ）は共通のデータバス（Ｂ）を介して送信ユニット（Ｔｎ）および受信ユニット（Ｒｍ）へ伝送される。これにより高周波数発振器（ＨＦＯ‐Ｔｎ，ＨＦＯ‐Ｒｍ）の高周波数信号の確定的な位相比が形成される。
さらに上述のセンサ装置の駆動方法では、まず２つのクロック信号が共通のデータバス（Ｂ）を介して送信ユニットおよび受信ユニットへ供給される。次に送信ユニットから信号が対象物へ送信される。さらにデータバス（Ｂ）を介して受信ユニット（Ｒｍ）を通って得られたクロック信号が対象物（Ｏ）での反射信号と混合され、ここから評価可能な測定信号が形成される。ここで距離軸線での測定信号のキャリブレーションは共通のデータバスのクロック信号のゼロ点を求めることにより行われる。これによりデータバスを介した２つのクロック信号の位相が比較される。
さらに上述のセンサ装置の駆動方法では、まず２つのクロック信号が共通のデータバス（Ｂ）を介して送信ユニットおよび受信ユニットへ供給される。次に送信ユニットから信号が対象物へ送信される。さらにデータバス（Ｂ）を介して受信ユニット（Ｒｍ）を通って得られたクロック信号が対象物（Ｏ）での反射信号と混合され、ここから評価可能な測定信号が形成される。ここで距離軸線での測定信号のキャリブレーションは共通のデータバスのクロック信号のゼロ点を求めることにより行われる。これによりデータバスを介した２つのクロック信号の位相が比較される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は近距離レーダー測定用のマルチスタティックセンサ装置およびこのセンサ装置の駆動方法に関する。
【０００２】
パルスレーダーセンサ装置およびその駆動方法は以前から多様な形式で存在しており、例えば後掲の文献［１］［２］［３］からも公知である。パルスレーダーセンサは、工業測定技術では充填レベルセンサに、自動車技術では駐車支援システムのセンサまたは近距離センサとして衝突回避・周囲のマッピング・自動ナビゲーションのために、さらに搬送技術ではロボットやコンベヤシステムなどに使用されている。通常パルスレーダーセンサは、中心周波数約１〜１００ＧＨｚ、典型的なパルス長２００ｐｓ〜２ｎｓでの適用分野で使用される。大きな測定帯域幅のためにこの種のセンサは以前からウルトラワイドバンドレーダー（ＵＷＢ‐ＲＡＤＡＲ）と称されている。ほぼ全てのパルスレーダーセンサに共通するのは、測定信号がきわめて大きな帯域幅を有しているため、通常の技術ではこれを直接にピックアップして処理することができないということである。このためほぼ全ての従来のセンサがいわゆるシーケンシャルサンプリングシステムを採用している。シーケンシャルサンプリング方式は、すでに初期のディジタルサンプリングオシロスコープからも周知であるが、サンプリング時点のシフトにより測定信号が複数の測定サイクルにわたってシーケンシャルにサンプリングされる方式のことである。
【０００３】
パルスレーダーの回路技術手段は例えば上述の従来技術から知られる。従来技術の文献には、所定の反復周波数ＣＬＫ‐Ｔｘ（Clock-Transmission）を有する送信パルスが説明されており、この送信パルスが送信され、反射された受信信号がサンプリング装置によって反復周波数ＣＬＫ‐Ｒｘ（Clock-Reception）でピックアップされる。送信シーケンスの周波数とサンプリングシーケンスの周波数との相違がわずかであれば、２つのシーケンスの位相は緩慢にオフセットされる。サンプリング時点から送信時点への緩慢なオフセットはシーケンシャルサンプリング過程に作用する。
【０００４】
図１には冒頭に言及した形式で動作するパルスレーダーの周知の例が示されている。送信ユニットでは送信クロック発生器ＡＴがクロック周波数ＣＬＫ‐Ｔｘを形成し、これによりパルス発生器ＢＴが周期的に短い電圧パルスを形成する。この短いパルスにより続いて高周波数発振器ＣＴがスイッチオンされ、オン時間中に高周波数の振動が形成され、これが送信信号ＤＴとしてアンテナＥＴを介して送信される。受信分岐または受信ユニットには、受信クロック発生器ＡＲ，パルス発振器ＢＲ，高周波数発振器ＣＲを備えた同一のパルス発生器チェーンが設けられる。発振器ＣＲからのパルス信号はミキサＭへ出力され、さらにこのミキサは他方側から供給される受信信号ＤＲのサンプリング装置として働く。送信分岐の送信信号Ｄの信号成分は対象物Ｏで反射され、受信信号ＤＲとして戻って受信アンテナＥＲへ達し、これと発振器ＣＲからの低周波数帯域の信号とがミキサＭで混合される。これにより形成されるサンプリングパルスシーケンスはバンドパスフィルタＢＰＦを介して平滑化され、最終的に測定信号ＬＦＳ（Low Frequency Signal）が得られる。
【０００５】
測定信号で良好な信号ノイズ比ＳＮＲを達成するためには、発振器ＣＴ、ＣＲが１シーケンスの全てのパルスにわたって確定的な（つまり非確率的な）位相比を有することが重要である。ただし発振器ＣＴ，ＣＲによって形成されるパルスの確定的関係は容易には得られない。なぜならこれらの発振器の動作が相互に分離されているからである。パルス発生器ＢＴ，ＢＲをスイッチオンするパルス信号が高周波数発振器ＣＴ，ＣＲの周波数帯域の高調波を形成するように構成されていれば、この関係が達成される。高調波により発振器ＣＴ，ＣＲはスイッチオン時に確率的には発振せず、信号ＢＴ，ＢＲの高調波に対してコヒーレントにオンとなる。信号およびパルス発生器ＢＴ，ＢＲの高調波はスイッチオン過程ではつねに等しいため、発振器ＣＴ，ＣＲはつねに特徴的な固定の始動フェーズで振動する。つまり信号は送信信号シーケンスおよびサンプリング信号シーケンスによって定められた確定的な位相比および時間比で相互に生じる。
【０００６】
送信パルスとサンプリングパルスとの確定的関係を保証する方法も従来技術から知られており、ここでは一般に、連続的に動作する個々の固定周波数発振器が使用され、そこからスイッチを介して必要なパルスが導出される。また個別のアンテナＥＴ，ＥＲに代えて、共通の送受信アンテナを使用することも知られている。この場合には送受信信号は例えば方向性カプラを介して相互に分離される。
【０００７】
多くの適用分野で、レーダーセンサにより１次元の距離を測定するだけでなく、多次元のオブジェクトシーンをシミュレートできると有利である。例えば３次元のシーンマッピング、ひいては対象物までの正確な距離測定のために、センサまたはその測定方向を運動させて種々の位置または種々の方向で測定したり、および／または空間的に分布された複数のセンサを有するシステムを使用して測定したりする。このようなシステムは例えば後掲の文献［４］から“マルチスタティックセンサシステム”として知られている。空間的に分布された複数の送受信機を有するマルチスタティックセンサシステムでは、それぞれの送信機が信号を送信し、オブジェクトシーンで反射された反射信号を全ての受信機が検出する。しかしこのような装置の駆動方法には、空間的に分布された送受信分岐を相互に結合して高周波数信号源の位相が確定的な比を生じるようにすることがきわめて困難になってしまうという欠点がある。
【０００８】
上述したように、確定的な位相比は良好な信号ノイズ比を得るための前提条件である。ただし高周波数信号を共通の信号源から導出し、高周波数線路を介して空間的に分布させることは特に商業利用上望ましくない。これは高いコストや信号減衰のみならず、伝送される信号の分散も引き起こすからである。そのため一般に複数の発振器を結合する位相制御回路がそもそも使用できない。
【０００９】
したがって本発明の基礎とする課題は、低コストかつ正確な距離測定を行えるマルチスタティックセンサ装置およびこのセンサ装置の駆動方法を提供することである。
【００１０】
この課題は独立請求項の特徴部分に記載の構成により解決される。
【００１１】
対象物までの距離を測定するマルチスタティックセンサ装置は、送信ユニットＴｎおよび受信ユニットＲｍを有しており、これらはそれぞれ少なくとも１つずつ高周波数発振器ＨＦＯ‐Ｔｎ，ＨＦＯ‐Ｒｍおよびパルス発生器ＰＧ‐Ｔｎ，ＰＧ‐Ｒｍを有している。本発明では、パルス発生器ＰＧ‐Ｔｎ，ＰＧ‐Ｒｍに信号発生器からクロック信号ＴＳ，ＲＳが供給され、ここでクロック信号ＴＳ，ＲＳは共通のデータバスＢを介して送信ユニットＴｎおよび受信ユニットＲｍへ伝送される。これにより高周波数発振器ＨＦＯ‐Ｔｎ，ＨＦＯ‐Ｒｍの高周波数信号の確定的な位相比が形成される。
【００１２】
クロック信号はクロック発生器のステータスから既知となる固定の周波数比を有している。
【００１３】
送信ユニットＴｎのパルス発生器ＰＧ‐Ｔｎは有利には回路Ｓｗｎを介してデータバスＢへ接続され、これにより送信ユニットは制御ユニットによって制御された状態で作動される。データバスＢから受信ユニットへの接続も同様に回路を介して行われる。
【００１４】
上述のセンサ装置の駆動方法では、まず２つのクロック信号が共通のデータバスＢを介して送信ユニットおよび受信ユニットへ供給される。次に送信ユニットから信号が対象物へ送信される。さらにデータバスＢを介して受信ユニットＲｍを通って得られた信号が対象物Ｏで反射した受信信号と混合され、ここから評価可能な測定信号が形成される。ここで距離軸線での測定信号のキャリブレーションは共通のデータバスのクロック信号のゼロ点を求めることにより行われる。これにより２つのクロック信号の位相がデータバスを介して比較される。
【００１５】
距離軸線とは、距離測定の測定曲線の時間に対する特性であると解されたい。
【００１６】
特に、装置のアパーチャエレメントを高周波数側に接続しなくてよいので、コスト上有利である。各送信ユニットおよび各受信ユニットの高周波数発振器も相互に接続する必要はない。
【００１７】
本発明を実施例に則して詳細に説明する。
【００１８】
図２には本発明のマルチスタティックセンサ装置が示されている。図３には図２のセンサ装置を車両の駐車支援システムに適用する実施例が示されている。図４には本発明の装置で使用される受信ユニットの構造が示されている。
【００１９】
図２のマルチスタティックセンサ装置はｎ個の送信ユニットＴ１〜Ｔｎとｍ個の受信ユニットＲ１〜Ｒｍとを有する。これらは送信分岐および受信分岐とも称される。システムの中心的なエレメントはデータバスＢであり、このバス上を図１の信号ＡＴ，ＡＲが伝送される。当該のデータバスを介してｎ個の送信ユニットおよびｍ個の受信ユニットの全てが図２のクロック信号ＴＳ，ＲＳを受け取る。マルチプレクサ回路Ｓｗ１〜Ｓｗｎは制御ユニットＣＵを介してｎ個の送信ユニットＴ１〜Ｔｎのうちいずれか１つをその時点でアクティブな送信機として選択する。ｍ個の受信ユニットは全て並列に受信を行う。
【００２０】
特に有利には、マルチスタティックセンサ装置はｎ個の送信ユニットＴｎおよびｍ個の受信ユニットＲｍを有しており、ここでｎ，ｍはそれぞれ１以上の整数である。ユニットはそれぞれ少なくとも１つの高周波数発振器ＨＦＯ‐Ｔｎ，ＨＦＯ‐Ｒｍおよび少なくとも１つのパルス発生器ＰＧ‐Ｔｎ，ＰＧ‐Ｒｍおよび少なくとも１つのアンテナＥＴｎ，ＥＲｍを有している。送信ユニットＴｎには第１のクロック源で形成されたクロック信号ＴＳが供給される。受信ユニットＲｍはミキサＭＩＸを有しており、第２のクロック源で形成されたクロック信号ＲＳと受信アンテナＥＲｍで受信された信号とが供給される。２つのユニットＴｎ，Ｒｍは制御ユニットＣＵへ接続されている。ここでパルス発生器ＰＧ‐Ｔｎ，ＰＧ‐Ｒｍは共通のデータバスＢへ接続されており、これにより送信ユニットおよび受信ユニットにはデータバスＢを介してそれぞれクロック信号が供給される。データバスＢを介した共通のクロック信号により、高周波数信号の確定的な位相比が各ユニットの高周波数発振器ＨＦＯ‐Ｔｎ，ＨＦＯ‐Ｒｍから得られる。
【００２１】
以下に、低コストかつ任意に実現可能なバイスタティックパルスレーダーセンサまたはマルチスタティックパルスレーダーセンサの有利なモジュールコンセプトを示す。２つの基本ユニット、すなわち送信ユニットＴｎおよび受信ユニットＲｍから成るチップセットが用いられる。２つのユニットは次のような機能を有する。
１．送信ユニットＴｎは、アンテナ出力側前方の高周波数発振器ＨＦＯ‐Ｔｎ、制御パルス発生器ＰＧ‐Ｔｎ、場合により（図示されていない）フィルタＨＦ‐ＦＬＴ、および場合により集積セラミックアンテナＥＴｎから成る。フィルタはアンテナＥＴｎの出力側の前方に配置され、送信信号を許可条件（Vereinigten Staaten FCC15.3）に適合するように制御する。
２．受信ユニットＲｍは、高周波数発振器ＨＦＯ‐Ｒｍ、制御パルス発生器ＰＧ‐Ｒｍ、ミキサＭＩＸ、場合により低ノイズ増幅器、サンプルアンドホールド素子、場合によりミキサの直接後方に接続された（図示されていない）バンドパスフィルタ、場合によりフィルタＨＦ‐ＦＬＴ、および場合により集積セラミックアンテナＥＲｍから成る。フィルタはアンテナＥＲｍの入力側の後方に配置され、障害信号を抑圧する。
【００２２】
受信ユニットおよび送信ユニットに対するクロック源は有利には共通の制御ユニットＣＵによって制御される。
【００２３】
それぞれのユニットからの送信信号および受信信号を符号化できることは自明である。
【００２４】
測定プロセスの全体は次のように行われる。まず１つの送信ユニットＴ１を、制御ユニットＣＵによってアクティブな送信分岐として選択するか、またはデータバスＢを介してマルチプレクサ回路Ｓｗによってイネーブルする。選択された送信ユニットは、図１に示されているように、送信信号ＤＴを形成する。この信号は例えば対象物Ｏで反射され、冒頭に言及したシーケンシャルサンプリング方式でｍ個の受信分岐Ｒ１〜Ｒｍで並列に受信される。続いて同じ測定プロシージャが残り全てのｎ個の送信分岐に対して反復される。例えば送信アンテナＥＴｎおよび受信アンテナＥＲｍが異なる位置に配置されている場合、ｎ個の送信分岐およびｍ個の受信分岐でｎ＊ｍ個の不可逆の測定路が生じ、ｎ個またはｍ個の従来のモノスタティックレーダーセンサまたはバイスタティックレーダーセンサでｎ個のみまたはｍ個のみの測定路を用いる駆動時よりもかなり大きくなる。送信分岐および受信分岐に対して共通のアンテナＥを採用する場合には、つねに１〜ｎ個、つまりｎ＋（ｎ−１）＋（ｎ−２）＋．．．＋１個の不可逆の測定路の累和が得られる。送信分岐および受信分岐の数はユニットの個数ｎまたはｍ以下である。
【００２５】
ただし、得られる測定情報の範囲にとって、ｎ個の送信分岐とｍ個の受信分岐とを加算した和、つまり全体数が重要となる。この場合ｍおよびｎはそれぞれ１以上の任意の整数である。得られた測定路について、周知の三角法またはホログラフィ法またはトモグラフィアルゴリズムのでの計算により、２次元または３次元のオブジェクトシーンが再構成され、対象物までの距離を計算することができる。
【００２６】
センサ装置全体を最適に動作させ、正確な測定プロセスを達成するために、有利には距離測定においてゼロ点が求められる。ゼロ点とは送信分岐Ｔｎの高周波数発振器ＨＦＯ‐Ｔｎおよび受信分岐Ｒｍの高周波数発振器ＨＦＯ‐Ｒｍからの信号エッジが正確に同相である時点のことである。エッジとは例えば信号の終了前の定義された数の周期であると解されたい。
【００２７】
有利には、クロック信号ＴＳ，ＲＳ間の位相比較をデータバスＢに沿った所定のポイントで行う。なぜならこれらの信号は位相オフセットを有しているからである。オフセット量は計算により補償される。ゼロ点を検出するための位相比較は通常の位相比較器、すなわち図１に示されているフリップフロップΔφによって行われる。ここでデータバスのケーブル長およびその無駄時間は測定プロセスの知識の基礎となる。位相比較の評価ユニットは最適には直接にデータバスＢに接続されているか、または制御ユニットＣＵの構成要素となっている。
【００２８】
ゼロ点はさらにクロック信号ＴＳ，ＲＳのクロックエッジのオフセット、温度および経年劣化に起因して信号線路のエラーが生じ、誤って定義されることがある。特にデータバスの線路タイプを選択する際に、有利にはクロック信号ＴＳ，ＲＳからデータバスを介して到来するトリガ信号のエッジはできるだけ等しく維持されなければならない。これは低いクロック周波数（典型的には１００ｋＨｚ〜１０ＭＨｚ）では比較的簡単に実現可能である。ただし高い周波数でのトリガエッジの同期は、高周波数信号の位相オフセットが信号のきわめて小さい始動時間差またはデータバスのジオメトリ変化によって著しく増幅されてしまうため、困難である。したがって低いクロック周波数のほうが有利である。これによりデータバスＢは適合化回路網ＡＮへ最適に接続される。この種の適合化回路網は約５０Ωの抵抗値を有しており、従来技術から周知である。
【００２９】
測定プロセスで高い精度を達成するために、例えばクロック源のクロック信号ＴＳ，ＲＳをデータバスＢを介してやり取りしたり、または少なくとも異なる長さの線路を伝送させたりする。得られた信号と元のクロック信号とを比較することにより補正量が得られ、また測定プロセスに関する値がキャリブレーションされる。この場合キャリブレーションのたびに通常の測定過程を行う（つまり送信ユニットへの回路を閉成する）。クロック信号はデータバスシステムの両側または両端部へ供給される。このとき直接に連続して２回ずつ距離測定が行われる。つまり第１の測定ではデータバスの一方側へ、第２の測定ではデータバスの他方側へクロックが供給される。このようにデータバスにおいてほぼ同一の２つのエコープロフィルが得られるが、これらは特徴的なオフセット量のぶんだけ相互にずれている。当該のオフセット量ひいては相応の補正値は、特徴的な最大値の位置から直接に、または距離測定の測定曲線の２つのプロフィルの相関から求められる。ただしここで基本的には任意の他のクロック供給手段も適用可能である。例えば各送信ユニットおよび各受信ユニットに固有のクロック源を設け、選択的にデータバスにクロックを供給してもよい。
【００３０】
ゼロ点を求める他の手段として、信号を横伝搬によって直接に（つまり反射を介さずに送信ユニットから受信ユニットへ）伝送し、評価することもできる。この信号は反射信号と比べると強く際立っており、簡単に識別することができる。この特徴を増幅するために、横伝搬が可能なようにアンテナＥＴ，ＥＲを配向する。これに代えて送信分岐と受信分岐とのあいだの線路の構造を横伝搬に対して構成してもよい。送信ユニットと受信ユニットとのあいだの直接のクロストークはゼロ点を用いれば簡単かつ直接にキャリブレーションすることができる。
【００３１】
図３には自動車における駐車支援システムのレーダーとして構成された本発明の装置が示されている。自動車ＢＰのバンパに４つのレーダーセンサ１〜４が配置されている。共通のトリガ／制御／評価ユニット５からレーダーセンサに結合されたデータバスＢへ信号が供給される。レーダーセンサのアンテナ（図２を参照）は、主伝搬方向ｙのほか、バンパに対して垂直にさらなる信号エネルギが横方向ｘへ送信されるように構成されている。これにより前述の横伝搬でのゼロ点検出を行うことができる。前述したように、有利には、送信アンテナおよび受信アンテナは特に測定プロセスの精度を向上させるために各レーダーセンサ１〜４内では空間的に分離されている。
【００３２】
送信ユニットまたは受信ユニットを正確に構成するために次のようにする。すなわち、通常、高周波数モジュールは例えばテフロンまたはエポキシベースの有機材料から成る配線板上に構成される。一般に有利には、高周波数モジュールエレメントはできるだけ小さなユニットとして製造する。しかし波長と材料による構造サイズとが関連しているため、小さな構造サイズを達成するのは困難である。このような装置に代えて、回路を薄膜セラミクス上に構成すれば、製造は簡単になるがコストはよけいにかかってしまう。
【００３３】
このため、レーダーモジュールまたはレーダーモジュールのコンポーネントを特に有利にはＬＴＣＣモジュール（低温焼結セラミックモジュール：Low Temperature Cofired Ceramic Module）とする。ＬＴＣＣベースの高周波数構造体は比較的大きな誘電定数と積層技術とのためにコンパクトに実現できる。ＬＴＣＣベースのモジュールの製造は低コストで、材料製造プロセスにとっても有利である。
【００３４】
高周波数のＬＴＣＣモジュールとしての有利なレーダーユニット（ここでは受信ユニット）が図４に示されている。ＬＴＣＣモジュールＲ１上には例えば高周波数発振器ＨＦＯ‐Ｒ１、高周波数発振器を駆動するための制御パルス発生器ＰＧ‐Ｒ１、およびミキサＭＩＸが集積されている。
【００３５】
ＬＴＣＣモジュールＲ１からアンテナＥＲ１の端子まではディジタル信号または低周波数信号のみが外部へ達する（図２のＬＦＳ‐１〜ＬＦＳ‐ｍを参照）ので、モジュールＲ１は問題なく低コストで残りの回路内へ集積可能である。アンテナＥＲ１がセラミクスへ集積されない場合には、モジュールを直接にパッチアンテナまたはスロットアンテナＥＲ１の供給点へ実装できるので特に有利である。パッチアンテナは例えば２層の薄板として構成されており、薄板の前面はアンテナ構造体を、後面はＬＴＣＣモジュールを支持する。ここで後面は必要な給電電力およびアース面積を有する。ＬＴＣＣモジュールはきわめて小さいので、これを供給点でアンテナの前面に直接に実装したり、場合によってはこれを保護層または適合化層に埋め込むこともできる。このときにもアンテナのフィールドパターンは障害をほとんど受けない。
【００３６】
上述のエレメントを備えたＬＴＣＣレーダーモジュールの有利な構造が図４に示されている。ＨＦ回路Ｒ１はここでは複数の層（ＨＦ層）ＨＦＬから成る。ＬＴＣＣ基板の表面には内側の層へ集積できない半導体素子、例えばミキサＭＩＸ、高周波数発振器ＨＦＯ‐Ｒ１またはパルス発生器ＰＧ‐Ｒ１が実装される。実装技術として特に周知のＳＭＴ実装またはフリップチップ実装が用いられる。ＬＴＣＣモジュールそのものはいわゆるボールグリッド技術ＢＧまたはランドグリッド技術ＬＧにより標準の配線板ＬＰへ取り付けることができる。有利にはバイアス回路網ＢＮおよびフィルタＩＦを集積することもできる。
【００３７】
文献リスト
［１］米国特許第３１１７３１７号明細書
［２］米国特許第４１３２９９１号明細書
［３］米国特許第４５２１７７８号明細書
［４］M.Vossiek, H.Ermert, "An Ultrasonic Sensor System for Location Gauging and Recognition of Small Workpieces", Sensor 95.7 "Internat. Fachmesse mit Kongress fuer Sensoren, Messaufnehmer u. Systeme 1995"
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】従来技術によるパルスレーダーを示す図である。
【図２】本発明のマルチスタティックセンサ装置を示す図である。
【図３】図２のセンサ装置を車両の駐車支援システムに適用する実施例を示す図である。
【図４】本発明の装置で使用される受信ユニットの構造を示す図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は近距離レーダー測定用のマルチスタティックセンサ装置およびこのセンサ装置の駆動方法に関する。
【０００２】
パルスレーダーセンサ装置およびその駆動方法は以前から多様な形式で存在しており、例えば後掲の文献［１］［２］［３］からも公知である。パルスレーダーセンサは、工業測定技術では充填レベルセンサに、自動車技術では駐車支援システムのセンサまたは近距離センサとして衝突回避・周囲のマッピング・自動ナビゲーションのために、さらに搬送技術ではロボットやコンベヤシステムなどに使用されている。通常パルスレーダーセンサは、中心周波数約１〜１００ＧＨｚ、典型的なパルス長２００ｐｓ〜２ｎｓでの適用分野で使用される。大きな測定帯域幅のためにこの種のセンサは以前からウルトラワイドバンドレーダー（ＵＷＢ‐ＲＡＤＡＲ）と称されている。ほぼ全てのパルスレーダーセンサに共通するのは、測定信号がきわめて大きな帯域幅を有しているため、通常の技術ではこれを直接にピックアップして処理することができないということである。このためほぼ全ての従来のセンサがいわゆるシーケンシャルサンプリングシステムを採用している。シーケンシャルサンプリング方式は、すでに初期のディジタルサンプリングオシロスコープからも周知であるが、サンプリング時点のシフトにより測定信号が複数の測定サイクルにわたってシーケンシャルにサンプリングされる方式のことである。
【０００３】
パルスレーダーの回路技術手段は例えば上述の従来技術から知られる。従来技術の文献には、所定の反復周波数ＣＬＫ‐Ｔｘ（Clock-Transmission）を有する送信パルスが説明されており、この送信パルスが送信され、反射された受信信号がサンプリング装置によって反復周波数ＣＬＫ‐Ｒｘ（Clock-Reception）でピックアップされる。送信シーケンスの周波数とサンプリングシーケンスの周波数との相違がわずかであれば、２つのシーケンスの位相は緩慢にオフセットされる。サンプリング時点から送信時点への緩慢なオフセットはシーケンシャルサンプリング過程に作用する。
【０００４】
図１には冒頭に言及した形式で動作するパルスレーダーの周知の例が示されている。送信ユニットでは送信クロック発生器ＡＴがクロック周波数ＣＬＫ‐Ｔｘを形成し、これによりパルス発生器ＢＴが周期的に短い電圧パルスを形成する。この短いパルスにより続いて高周波数発振器ＣＴがスイッチオンされ、オン時間中に高周波数の振動が形成され、これが送信信号ＤＴとしてアンテナＥＴを介して送信される。受信分岐または受信ユニットには、受信クロック発生器ＡＲ，パルス発振器ＢＲ，高周波数発振器ＣＲを備えた同一のパルス発生器チェーンが設けられる。発振器ＣＲからのパルス信号はミキサＭへ出力され、さらにこのミキサは他方側から供給される受信信号ＤＲのサンプリング装置として働く。送信分岐の送信信号Ｄの信号成分は対象物Ｏで反射され、受信信号ＤＲとして戻って受信アンテナＥＲへ達し、これと発振器ＣＲからの低周波数帯域の信号とがミキサＭで混合される。これにより形成されるサンプリングパルスシーケンスはバンドパスフィルタＢＰＦを介して平滑化され、最終的に測定信号ＬＦＳ（Low Frequency Signal）が得られる。
【０００５】
測定信号で良好な信号ノイズ比ＳＮＲを達成するためには、発振器ＣＴ、ＣＲが１シーケンスの全てのパルスにわたって確定的な（つまり非確率的な）位相比を有することが重要である。ただし発振器ＣＴ，ＣＲによって形成されるパルスの確定的関係は容易には得られない。なぜならこれらの発振器の動作が相互に分離されているからである。パルス発生器ＢＴ，ＢＲをスイッチオンするパルス信号が高周波数発振器ＣＴ，ＣＲの周波数帯域の高調波を形成するように構成されていれば、この関係が達成される。高調波により発振器ＣＴ，ＣＲはスイッチオン時に確率的には発振せず、信号ＢＴ，ＢＲの高調波に対してコヒーレントにオンとなる。信号およびパルス発生器ＢＴ，ＢＲの高調波はスイッチオン過程ではつねに等しいため、発振器ＣＴ，ＣＲはつねに特徴的な固定の始動フェーズで振動する。つまり信号は送信信号シーケンスおよびサンプリング信号シーケンスによって定められた確定的な位相比および時間比で相互に生じる。
【０００６】
送信パルスとサンプリングパルスとの確定的関係を保証する方法も従来技術から知られており、ここでは一般に、連続的に動作する個々の固定周波数発振器が使用され、そこからスイッチを介して必要なパルスが導出される。また個別のアンテナＥＴ，ＥＲに代えて、共通の送受信アンテナを使用することも知られている。この場合には送受信信号は例えば方向性カプラを介して相互に分離される。
【０００７】
多くの適用分野で、レーダーセンサにより１次元の距離を測定するだけでなく、多次元のオブジェクトシーンをシミュレートできると有利である。例えば３次元のシーンマッピング、ひいては対象物までの正確な距離測定のために、センサまたはその測定方向を運動させて種々の位置または種々の方向で測定したり、および／または空間的に分布された複数のセンサを有するシステムを使用して測定したりする。このようなシステムは例えば後掲の文献［４］から“マルチスタティックセンサシステム”として知られている。空間的に分布された複数の送受信機を有するマルチスタティックセンサシステムでは、それぞれの送信機が信号を送信し、オブジェクトシーンで反射された反射信号を全ての受信機が検出する。しかしこのような装置の駆動方法には、空間的に分布された送受信分岐を相互に結合して高周波数信号源の位相が確定的な比を生じるようにすることがきわめて困難になってしまうという欠点がある。
【０００８】
上述したように、確定的な位相比は良好な信号ノイズ比を得るための前提条件である。ただし高周波数信号を共通の信号源から導出し、高周波数線路を介して空間的に分布させることは特に商業利用上望ましくない。これは高いコストや信号減衰のみならず、伝送される信号の分散も引き起こすからである。そのため一般に複数の発振器を結合する位相制御回路がそもそも使用できない。
【０００９】
したがって本発明の基礎とする課題は、低コストかつ正確な距離測定を行えるマルチスタティックセンサ装置およびこのセンサ装置の駆動方法を提供することである。
【００１０】
この課題は独立請求項の特徴部分に記載の構成により解決される。
【００１１】
対象物までの距離を測定するマルチスタティックセンサ装置は、送信ユニットＴｎおよび受信ユニットＲｍを有しており、これらはそれぞれ少なくとも１つずつ高周波数発振器ＨＦＯ‐Ｔｎ，ＨＦＯ‐Ｒｍおよびパルス発生器ＰＧ‐Ｔｎ，ＰＧ‐Ｒｍを有している。本発明では、パルス発生器ＰＧ‐Ｔｎ，ＰＧ‐Ｒｍに信号発生器からクロック信号ＴＳ，ＲＳが供給され、ここでクロック信号ＴＳ，ＲＳは共通のデータバスＢを介して送信ユニットＴｎおよび受信ユニットＲｍへ伝送される。これにより高周波数発振器ＨＦＯ‐Ｔｎ，ＨＦＯ‐Ｒｍの高周波数信号の確定的な位相比が形成される。
【００１２】
クロック信号はクロック発生器のステータスから既知となる固定の周波数比を有している。
【００１３】
送信ユニットＴｎのパルス発生器ＰＧ‐Ｔｎは有利には回路Ｓｗｎを介してデータバスＢへ接続され、これにより送信ユニットは制御ユニットによって制御された状態で作動される。データバスＢから受信ユニットへの接続も同様に回路を介して行われる。
【００１４】
上述のセンサ装置の駆動方法では、まず２つのクロック信号が共通のデータバスＢを介して送信ユニットおよび受信ユニットへ供給される。次に送信ユニットから信号が対象物へ送信される。さらにデータバスＢを介して受信ユニットＲｍを通って得られた信号が対象物Ｏで反射した受信信号と混合され、ここから評価可能な測定信号が形成される。ここで距離軸線での測定信号のキャリブレーションは共通のデータバスのクロック信号のゼロ点を求めることにより行われる。これにより２つのクロック信号の位相がデータバスを介して比較される。
【００１５】
距離軸線とは、距離測定の測定曲線の時間に対する特性であると解されたい。
【００１６】
特に、装置のアパーチャエレメントを高周波数側に接続しなくてよいので、コスト上有利である。各送信ユニットおよび各受信ユニットの高周波数発振器も相互に接続する必要はない。
【００１７】
本発明を実施例に則して詳細に説明する。
【００１８】
図２には本発明のマルチスタティックセンサ装置が示されている。図３には図２のセンサ装置を車両の駐車支援システムに適用する実施例が示されている。図４には本発明の装置で使用される受信ユニットの構造が示されている。
【００１９】
図２のマルチスタティックセンサ装置はｎ個の送信ユニットＴ１〜Ｔｎとｍ個の受信ユニットＲ１〜Ｒｍとを有する。これらは送信分岐および受信分岐とも称される。システムの中心的なエレメントはデータバスＢであり、このバス上を図１の信号ＡＴ，ＡＲが伝送される。当該のデータバスを介してｎ個の送信ユニットおよびｍ個の受信ユニットの全てが図２のクロック信号ＴＳ，ＲＳを受け取る。マルチプレクサ回路Ｓｗ１〜Ｓｗｎは制御ユニットＣＵを介してｎ個の送信ユニットＴ１〜Ｔｎのうちいずれか１つをその時点でアクティブな送信機として選択する。ｍ個の受信ユニットは全て並列に受信を行う。
【００２０】
特に有利には、マルチスタティックセンサ装置はｎ個の送信ユニットＴｎおよびｍ個の受信ユニットＲｍを有しており、ここでｎ，ｍはそれぞれ１以上の整数である。ユニットはそれぞれ少なくとも１つの高周波数発振器ＨＦＯ‐Ｔｎ，ＨＦＯ‐Ｒｍおよび少なくとも１つのパルス発生器ＰＧ‐Ｔｎ，ＰＧ‐Ｒｍおよび少なくとも１つのアンテナＥＴｎ，ＥＲｍを有している。送信ユニットＴｎには第１のクロック源で形成されたクロック信号ＴＳが供給される。受信ユニットＲｍはミキサＭＩＸを有しており、第２のクロック源で形成されたクロック信号ＲＳと受信アンテナＥＲｍで受信された信号とが供給される。２つのユニットＴｎ，Ｒｍは制御ユニットＣＵへ接続されている。ここでパルス発生器ＰＧ‐Ｔｎ，ＰＧ‐Ｒｍは共通のデータバスＢへ接続されており、これにより送信ユニットおよび受信ユニットにはデータバスＢを介してそれぞれクロック信号が供給される。データバスＢを介した共通のクロック信号により、高周波数信号の確定的な位相比が各ユニットの高周波数発振器ＨＦＯ‐Ｔｎ，ＨＦＯ‐Ｒｍから得られる。
【００２１】
以下に、低コストかつ任意に実現可能なバイスタティックパルスレーダーセンサまたはマルチスタティックパルスレーダーセンサの有利なモジュールコンセプトを示す。２つの基本ユニット、すなわち送信ユニットＴｎおよび受信ユニットＲｍから成るチップセットが用いられる。２つのユニットは次のような機能を有する。
１．送信ユニットＴｎは、アンテナ出力側前方の高周波数発振器ＨＦＯ‐Ｔｎ、制御パルス発生器ＰＧ‐Ｔｎ、場合により（図示されていない）フィルタＨＦ‐ＦＬＴ、および場合により集積セラミックアンテナＥＴｎから成る。フィルタはアンテナＥＴｎの出力側の前方に配置され、送信信号を許可条件（Vereinigten Staaten FCC15.3）に適合するように制御する。
２．受信ユニットＲｍは、高周波数発振器ＨＦＯ‐Ｒｍ、制御パルス発生器ＰＧ‐Ｒｍ、ミキサＭＩＸ、場合により低ノイズ増幅器、サンプルアンドホールド素子、場合によりミキサの直接後方に接続された（図示されていない）バンドパスフィルタ、場合によりフィルタＨＦ‐ＦＬＴ、および場合により集積セラミックアンテナＥＲｍから成る。フィルタはアンテナＥＲｍの入力側の後方に配置され、障害信号を抑圧する。
【００２２】
受信ユニットおよび送信ユニットに対するクロック源は有利には共通の制御ユニットＣＵによって制御される。
【００２３】
それぞれのユニットからの送信信号および受信信号を符号化できることは自明である。
【００２４】
測定プロセスの全体は次のように行われる。まず１つの送信ユニットＴ１を、制御ユニットＣＵによってアクティブな送信分岐として選択するか、またはデータバスＢを介してマルチプレクサ回路Ｓｗによってイネーブルする。選択された送信ユニットは、図１に示されているように、送信信号ＤＴを形成する。この信号は例えば対象物Ｏで反射され、冒頭に言及したシーケンシャルサンプリング方式でｍ個の受信分岐Ｒ１〜Ｒｍで並列に受信される。続いて同じ測定プロシージャが残り全てのｎ個の送信分岐に対して反復される。例えば送信アンテナＥＴｎおよび受信アンテナＥＲｍが異なる位置に配置されている場合、ｎ個の送信分岐およびｍ個の受信分岐でｎ＊ｍ個の不可逆の測定路が生じ、ｎ個またはｍ個の従来のモノスタティックレーダーセンサまたはバイスタティックレーダーセンサでｎ個のみまたはｍ個のみの測定路を用いる駆動時よりもかなり大きくなる。送信分岐および受信分岐に対して共通のアンテナＥを採用する場合には、つねに１〜ｎ個、つまりｎ＋（ｎ−１）＋（ｎ−２）＋．．．＋１個の不可逆の測定路の累和が得られる。送信分岐および受信分岐の数はユニットの個数ｎまたはｍ以下である。
【００２５】
ただし、得られる測定情報の範囲にとって、ｎ個の送信分岐とｍ個の受信分岐とを加算した和、つまり全体数が重要となる。この場合ｍおよびｎはそれぞれ１以上の任意の整数である。得られた測定路について、周知の三角法またはホログラフィ法またはトモグラフィアルゴリズムのでの計算により、２次元または３次元のオブジェクトシーンが再構成され、対象物までの距離を計算することができる。
【００２６】
センサ装置全体を最適に動作させ、正確な測定プロセスを達成するために、有利には距離測定においてゼロ点が求められる。ゼロ点とは送信分岐Ｔｎの高周波数発振器ＨＦＯ‐Ｔｎおよび受信分岐Ｒｍの高周波数発振器ＨＦＯ‐Ｒｍからの信号エッジが正確に同相である時点のことである。エッジとは例えば信号の終了前の定義された数の周期であると解されたい。
【００２７】
有利には、クロック信号ＴＳ，ＲＳ間の位相比較をデータバスＢに沿った所定のポイントで行う。なぜならこれらの信号は位相オフセットを有しているからである。オフセット量は計算により補償される。ゼロ点を検出するための位相比較は通常の位相比較器、すなわち図１に示されているフリップフロップΔφによって行われる。ここでデータバスのケーブル長およびその無駄時間は測定プロセスの知識の基礎となる。位相比較の評価ユニットは最適には直接にデータバスＢに接続されているか、または制御ユニットＣＵの構成要素となっている。
【００２８】
ゼロ点はさらにクロック信号ＴＳ，ＲＳのクロックエッジのオフセット、温度および経年劣化に起因して信号線路のエラーが生じ、誤って定義されることがある。特にデータバスの線路タイプを選択する際に、有利にはクロック信号ＴＳ，ＲＳからデータバスを介して到来するトリガ信号のエッジはできるだけ等しく維持されなければならない。これは低いクロック周波数（典型的には１００ｋＨｚ〜１０ＭＨｚ）では比較的簡単に実現可能である。ただし高い周波数でのトリガエッジの同期は、高周波数信号の位相オフセットが信号のきわめて小さい始動時間差またはデータバスのジオメトリ変化によって著しく増幅されてしまうため、困難である。したがって低いクロック周波数のほうが有利である。これによりデータバスＢは適合化回路網ＡＮへ最適に接続される。この種の適合化回路網は約５０Ωの抵抗値を有しており、従来技術から周知である。
【００２９】
測定プロセスで高い精度を達成するために、例えばクロック源のクロック信号ＴＳ，ＲＳをデータバスＢを介してやり取りしたり、または少なくとも異なる長さの線路を伝送させたりする。得られた信号と元のクロック信号とを比較することにより補正量が得られ、また測定プロセスに関する値がキャリブレーションされる。この場合キャリブレーションのたびに通常の測定過程を行う（つまり送信ユニットへの回路を閉成する）。クロック信号はデータバスシステムの両側または両端部へ供給される。このとき直接に連続して２回ずつ距離測定が行われる。つまり第１の測定ではデータバスの一方側へ、第２の測定ではデータバスの他方側へクロックが供給される。このようにデータバスにおいてほぼ同一の２つのエコープロフィルが得られるが、これらは特徴的なオフセット量のぶんだけ相互にずれている。当該のオフセット量ひいては相応の補正値は、特徴的な最大値の位置から直接に、または距離測定の測定曲線の２つのプロフィルの相関から求められる。ただしここで基本的には任意の他のクロック供給手段も適用可能である。例えば各送信ユニットおよび各受信ユニットに固有のクロック源を設け、選択的にデータバスにクロックを供給してもよい。
【００３０】
ゼロ点を求める他の手段として、信号を横伝搬によって直接に（つまり反射を介さずに送信ユニットから受信ユニットへ）伝送し、評価することもできる。この信号は反射信号と比べると強く際立っており、簡単に識別することができる。この特徴を増幅するために、横伝搬が可能なようにアンテナＥＴ，ＥＲを配向する。これに代えて送信分岐と受信分岐とのあいだの線路の構造を横伝搬に対して構成してもよい。送信ユニットと受信ユニットとのあいだの直接のクロストークはゼロ点を用いれば簡単かつ直接にキャリブレーションすることができる。
【００３１】
図３には自動車における駐車支援システムのレーダーとして構成された本発明の装置が示されている。自動車ＢＰのバンパに４つのレーダーセンサ１〜４が配置されている。共通のトリガ／制御／評価ユニット５からレーダーセンサに結合されたデータバスＢへ信号が供給される。レーダーセンサのアンテナ（図２を参照）は、主伝搬方向ｙのほか、バンパに対して垂直にさらなる信号エネルギが横方向ｘへ送信されるように構成されている。これにより前述の横伝搬でのゼロ点検出を行うことができる。前述したように、有利には、送信アンテナおよび受信アンテナは特に測定プロセスの精度を向上させるために各レーダーセンサ１〜４内では空間的に分離されている。
【００３２】
送信ユニットまたは受信ユニットを正確に構成するために次のようにする。すなわち、通常、高周波数モジュールは例えばテフロンまたはエポキシベースの有機材料から成る配線板上に構成される。一般に有利には、高周波数モジュールエレメントはできるだけ小さなユニットとして製造する。しかし波長と材料による構造サイズとが関連しているため、小さな構造サイズを達成するのは困難である。このような装置に代えて、回路を薄膜セラミクス上に構成すれば、製造は簡単になるがコストはよけいにかかってしまう。
【００３３】
このため、レーダーモジュールまたはレーダーモジュールのコンポーネントを特に有利にはＬＴＣＣモジュール（低温焼結セラミックモジュール：Low Temperature Cofired Ceramic Module）とする。ＬＴＣＣベースの高周波数構造体は比較的大きな誘電定数と積層技術とのためにコンパクトに実現できる。ＬＴＣＣベースのモジュールの製造は低コストで、材料製造プロセスにとっても有利である。
【００３４】
高周波数のＬＴＣＣモジュールとしての有利なレーダーユニット（ここでは受信ユニット）が図４に示されている。ＬＴＣＣモジュールＲ１上には例えば高周波数発振器ＨＦＯ‐Ｒ１、高周波数発振器を駆動するための制御パルス発生器ＰＧ‐Ｒ１、およびミキサＭＩＸが集積されている。
【００３５】
ＬＴＣＣモジュールＲ１からアンテナＥＲ１の端子まではディジタル信号または低周波数信号のみが外部へ達する（図２のＬＦＳ‐１〜ＬＦＳ‐ｍを参照）ので、モジュールＲ１は問題なく低コストで残りの回路内へ集積可能である。アンテナＥＲ１がセラミクスへ集積されない場合には、モジュールを直接にパッチアンテナまたはスロットアンテナＥＲ１の供給点へ実装できるので特に有利である。パッチアンテナは例えば２層の薄板として構成されており、薄板の前面はアンテナ構造体を、後面はＬＴＣＣモジュールを支持する。ここで後面は必要な給電電力およびアース面積を有する。ＬＴＣＣモジュールはきわめて小さいので、これを供給点でアンテナの前面に直接に実装したり、場合によってはこれを保護層または適合化層に埋め込むこともできる。このときにもアンテナのフィールドパターンは障害をほとんど受けない。
【００３６】
上述のエレメントを備えたＬＴＣＣレーダーモジュールの有利な構造が図４に示されている。ＨＦ回路Ｒ１はここでは複数の層（ＨＦ層）ＨＦＬから成る。ＬＴＣＣ基板の表面には内側の層へ集積できない半導体素子、例えばミキサＭＩＸ、高周波数発振器ＨＦＯ‐Ｒ１またはパルス発生器ＰＧ‐Ｒ１が実装される。実装技術として特に周知のＳＭＴ実装またはフリップチップ実装が用いられる。ＬＴＣＣモジュールそのものはいわゆるボールグリッド技術ＢＧまたはランドグリッド技術ＬＧにより標準の配線板ＬＰへ取り付けることができる。有利にはバイアス回路網ＢＮおよびフィルタＩＦを集積することもできる。
【００３７】
文献リスト
［１］米国特許第３１１７３１７号明細書
［２］米国特許第４１３２９９１号明細書
［３］米国特許第４５２１７７８号明細書
［４］M.Vossiek, H.Ermert, "An Ultrasonic Sensor System for Location Gauging and Recognition of Small Workpieces", Sensor 95.7 "Internat. Fachmesse mit Kongress fuer Sensoren, Messaufnehmer u. Systeme 1995"
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】従来技術によるパルスレーダーを示す図である。
【図２】本発明のマルチスタティックセンサ装置を示す図である。
【図３】図２のセンサ装置を車両の駐車支援システムに適用する実施例を示す図である。
【図４】本発明の装置で使用される受信ユニットの構造を示す図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信ユニット（Ｔｎ）および受信ユニット（Ｒｍ）を有しており、これらはそれぞれ１つずつ高周波数発振器（ＨＦＯ‐Ｔｎ，ＨＦＯ‐Ｒｍ）およびパルス発生器（ＰＧ‐Ｔｎ，ＰＧ‐Ｒｍ）を有している
対象物までの距離を測定するマルチスタティックセンサ装置において、
パルス発生器（ＰＧ‐Ｔｎ，ＰＧ‐Ｒｍ）に信号発生器からクロック信号（ＴＳ，ＲＳ）が供給され、ここでクロック信号（ＴＳ，ＲＳ）は共通のデータバス（Ｂ）を介して送信ユニット（Ｔｎ）および受信ユニット（Ｒｍ）へ伝送され、これにより高周波数発振器（ＨＦＯ‐Ｔｎ，ＨＦＯ‐Ｒｍ）からの高周波数信号の確定的な位相比が形成される
ことを特徴とするマルチスタティックセンサ装置。
【請求項２】
送信ユニットおよび受信ユニットはそれぞれアンテナ（ＥＴｎ，ＥＲｍ）を有する、請求項１記載の装置。
【請求項３】
受信ユニットはミキサ（ＭＩＸ）を有する、請求項１または２記載の装置。
【請求項４】
クロック源がデータバスの種々の位置に配置されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
【請求項５】
クロック源がデータバスの端部に配置されている、請求項４記載の装置。
【請求項６】
送信ユニットおよび受信ユニットは高周波数のＬＴＣＣモジュールとして構成されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の装置。
【請求項７】
受信ユニット内では付加的に、低ノイズ増幅器および／またはバンドパスフィルタおよび／または高周波数フィルタおよび／またはサンプルアンドホールド素子が他のコンポーネントに接続されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の装置。
【請求項８】
請求項１から７までのいずれか１項記載のセンサ装置の駆動方法において、
クロック源からクロック信号（ＴＳ，ＲＳ）を共通のデータバス（Ｂ）を介して送信ユニット（Ｔｎ）および／または受信ユニット（Ｒｍ）へ供給し、
送信ユニット（Ｔｎ）から信号を対象物（Ｏ）へ送信し、反射信号（ＲＥＦ）とクロック信号とを受信ユニットで混合し、ここから評価可能な測定信号を形成し、
ここでクロック信号のキャリブレーションをデータバス上のクロック信号のゼロ点を求めることにより行い、これによりデータバスを介した２つのクロック信号の位相を比較する
ことを特徴とするセンサ装置の駆動方法。
【請求項９】
データバス（Ｂ）の所定の位置での検査に基づいて位相比較を行い、ゼロ点を求める、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
２つのクロック信号の位相を比較することによりゼロ点を求め、該ゼロ点をデータバス（Ｂ）の２つの端部へ供給する、請求項８または９記載の方法。
【請求項１１】
クロック信号をデータバスの種々の長さにわたって伝送し、元のクロック信号と比較して補正量を導出することにより、クロック信号のキャリブレーションを行う、請求項８から１０までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
位相比較をフリップフロップにより行う、請求項８から１１までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１３】
制御ユニットによりマルチプレクサ回路を介して送信ユニットを作動する、請求項８から１２までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１４】
全ての受信ユニットを作動し、対象物で反射した受信信号を並列に受信する、請求項８から１３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１】
送信ユニット（Ｔｎ）および受信ユニット（Ｒｍ）を有しており、これらはそれぞれ１つずつ高周波数発振器（ＨＦＯ‐Ｔｎ，ＨＦＯ‐Ｒｍ）およびパルス発生器（ＰＧ‐Ｔｎ，ＰＧ‐Ｒｍ）を有している
対象物までの距離を測定するマルチスタティックセンサ装置において、
パルス発生器（ＰＧ‐Ｔｎ，ＰＧ‐Ｒｍ）に信号発生器からクロック信号（ＴＳ，ＲＳ）が供給され、ここでクロック信号（ＴＳ，ＲＳ）は共通のデータバス（Ｂ）を介して送信ユニット（Ｔｎ）および受信ユニット（Ｒｍ）へ伝送され、これにより高周波数発振器（ＨＦＯ‐Ｔｎ，ＨＦＯ‐Ｒｍ）からの高周波数信号の確定的な位相比が形成される
ことを特徴とするマルチスタティックセンサ装置。
【請求項２】
送信ユニットおよび受信ユニットはそれぞれアンテナ（ＥＴｎ，ＥＲｍ）を有する、請求項１記載の装置。
【請求項３】
受信ユニットはミキサ（ＭＩＸ）を有する、請求項１または２記載の装置。
【請求項４】
クロック源がデータバスの種々の位置に配置されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
【請求項５】
クロック源がデータバスの端部に配置されている、請求項４記載の装置。
【請求項６】
送信ユニットおよび受信ユニットは高周波数のＬＴＣＣモジュールとして構成されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の装置。
【請求項７】
受信ユニット内では付加的に、低ノイズ増幅器および／またはバンドパスフィルタおよび／または高周波数フィルタおよび／またはサンプルアンドホールド素子が他のコンポーネントに接続されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の装置。
【請求項８】
請求項１から７までのいずれか１項記載のセンサ装置の駆動方法において、
クロック源からクロック信号（ＴＳ，ＲＳ）を共通のデータバス（Ｂ）を介して送信ユニット（Ｔｎ）および／または受信ユニット（Ｒｍ）へ供給し、
送信ユニット（Ｔｎ）から信号を対象物（Ｏ）へ送信し、反射信号（ＲＥＦ）とクロック信号とを受信ユニットで混合し、ここから評価可能な測定信号を形成し、
ここでクロック信号のキャリブレーションをデータバス上のクロック信号のゼロ点を求めることにより行い、これによりデータバスを介した２つのクロック信号の位相を比較する
ことを特徴とするセンサ装置の駆動方法。
【請求項９】
データバス（Ｂ）の所定の位置での検査に基づいて位相比較を行い、ゼロ点を求める、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
２つのクロック信号の位相を比較することによりゼロ点を求め、該ゼロ点をデータバス（Ｂ）の２つの端部へ供給する、請求項８または９記載の方法。
【請求項１１】
クロック信号をデータバスの種々の長さにわたって伝送し、元のクロック信号と比較して補正量を導出することにより、クロック信号のキャリブレーションを行う、請求項８から１０までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
位相比較をフリップフロップにより行う、請求項８から１１までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１３】
制御ユニットによりマルチプレクサ回路を介して送信ユニットを作動する、請求項８から１２までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１４】
全ての受信ユニットを作動し、対象物で反射した受信信号を並列に受信する、請求項８から１３までのいずれか１項記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公表番号】特表２００６−５０４９６３（Ｐ２００６−５０４９６３Ａ）
【公表日】平成１８年２月９日（２００６．２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−５４８８４３（Ｐ２００４−５４８８４３）
【出願日】平成１５年１０月３１日（２００３．１０．３１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００３／０１２１８８
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０４２４１９
【国際公開日】平成１６年５月２１日（２００４．５．２１）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
テフロン
【出願人】（３９００３９４１３）シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト (2,104)
【氏名又は名称原語表記】Ｓｉｅｍｅｎｓ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１８年２月９日（２００６．２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１５年１０月３１日（２００３．１０．３１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００３／０１２１８８
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０４２４１９
【国際公開日】平成１６年５月２１日（２００４．５．２１）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
テフロン
【出願人】（３９００３９４１３）シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト (2,104)
【氏名又は名称原語表記】Ｓｉｅｍｅｎｓ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ
【Ｆターム（参考）】
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