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Radar Target Simulator mit Modellierung der Wellenausbreitung im Digitalbereich

Ref-Nr: TA-FTR-051


Kurzfassung

Die Erfindung beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Simulation eines Abstands zu einer Radarabstandsmesseinrichtung. Das Radartarget-Simulationssystem umfasst einen Target Radarempfänger zum Empfangen des Sendesignals, einen Target-Radarsender zum Sendendes Targetsignals und eine Verzögerungseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, das Targetsignal gegenüber dem Sendesignal zu verzögern, um einen erhöhten Abstand zu simulieren.


Hintergrund

Ein großes Problem stellt heutzutage noch die Hardware-Testung von Radarsystemen dar. Eine Möglichkeit zur Testung stellen bekannte Streuobjekte in reflektionsfreien Messräumen mit bekannten Streuquerschnitten dar. Zur Testung von Radarsystemen mit entsprechender Reichweite bedeutet dies eine entsprechende Größe der Messkammern (bis zur maximalen Reichweite des Radars). Eine Umgehung des Problems stellen hier sogenannte Spiegelsysteme dar, um räumliche Ausdehnungen mehrmals nutzen zu können. Um bewegte Objekte via Doppler messen zu können müssen in einem solchen Messaufbau die Objekte sich entsprechend bewegen, was eine mechanisch aufwendige Konstruktion voraussetzt.


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Problemstellung

Bisherige Radar-Targets zur Abstandssimulation koppeln entweder das Radarsignal in sogenannten Laufzeitstrecken (d.h. Kabel entsprechender Länge), um eine Verzögerung des Signals zu erreichen oder Mischen die ausgesendete Trägerfrequenz mit einer einfachen ("fiktiven") Dopplerverschiebung. Beide Verfahren weisen erhäbliche Mängel auf. Durch die Verzögerung in der Laufzeitstrecke soll die Wellenausbreitung im Freiraum simuliert werden. Für die entsprechende Freiraumdämpfung müssen unter Umständen zusätzliche Dämpfungsglieder implementiert werden. Dementsprechend werden für n unterschiedliche Objekte n Kabel und n Dämpfungsglieder benötigt. Ein Nachteil stellt hier die fehlende Möglichkeit zur Bewegungs-/Dopplersimulation dar, da solche Laufzeitstrecken meist nicht variable bzgl. ihrer Länge sind. Viele Radarabstandsmesseinrichtungen arbeiten zudem mit veränderlicher Frequenz des Sendesignals, das beispielsweise als Frequenzumtastung (FSK, Frequency Shift Keying) oder als Frequenzmodulation ausgeführt sein kann. Sie können mit einer einfachen Dopplerverschiebung nicht getestet werden, da das Phasenverhältnis zwischen den verschiedenen Frequenzen die entsprechende Entfernungsinformation enthält und dies durch einfache Mischung mit einem Dopplersignal nicht gewährleistet ist und verloren geht. Eine Entfernungssimulation ist somit nicht möglich.


Lösung

Mit dem neu entwickelten Radar-Target Simulationssystem, das aus einem oder mehreren Radar-Target Simulatoren bestehen kann, können die Nachteile bestehender Testsysteme effektive behoben werden. Der Radar-Target Simulator kann auf den Frequenzbereich des zu testenden Radargerätes ausgelegt werden (z.B.: das ISM-Band von 24,00 bis 24,15 GHz) und empfängt entsprechend in einer begrenzten Bandbreite das ausgesendetete Radarsignal des zu testenden Radars. Aufgrund der begrenzten Bandbreite kann auch der Radar-Target Simulator mit begrenzter Bandbreite ausgelegt werden, was z.B. im 24 GHz ISM die Verwendung von Patchantennen und schmalbandigen Filtern ermöglicht. Zur Detektion der Richtung der Objekte werden in der Regel mehrere Radar-Target Simulatoren (RTS) in gleichem radialen Abstand zum testenden Radarsystem (RuT) positioniert, die ein Wellenfeld an dem Antennensystem des RuT hervorrufen können. Jeder Targetsimulator arbeitet mit einem eigenen Lokaloszillator autonom, so dass die Simulatoren nicht synchronisiert werden müssen. Die Targets werden nun in Form von Amplitudenverhältnisse zwischen jeweils zwei benachbarten Radar-Target Simulatoren aufgeteilt, so dass Objekte nun kontinuierlich in radialer als auch lateraler Richtung simuliert werden können. Dabei hängt die Anzahl an Radar-Target Simulatoren von dem verwendeten Radarverfahren und der Winkelauflösung ab.


Vorteile

  • effektives System zum Testen aller Arten von Radare, unabhängig von Ihrem Modulationsverfahren
  • die Verzögerungseinrichtung ist leicht einstellbar
  • einfaches und kostengünstiges Simulationssystem
  • ist in der Lage eine Vielzahl von Targets mit verschiedenen Entfernungen zu simulieren
  • kann Dopplerverschiebungen von allen Targets simulieren
  • eine Simulation ist unabhängig von der Größe des Messraums möglich

Anwendungsbereiche

Hersteller und Anwender von Radar-Target Simualtionssystemen zur Testung von Radarabstandsmesseinrichtungen


Service

Angeboten wird eine Lizenz für Herstellung und Vertrieb, exklusiv oder nicht-exklusiv.


IMG Innovations-Management GmbH

Dr. Simon Horoz
+49 631 31668-95
horoz@img-rlp.de
www.img-rlp.de
Adresse
Trippstadter Straße 110
67663 Kaiserslautern



Entwicklungsstand

Machbarkeit


Patentsituation

  • DE 102015121297 B4 erteilt

Stichworte

Radar-Target Simulator, Simulationssystem, Radar-Target, Radar-Testung

Kontakt | Geschäftsstelle

TransferAllianz e. V.
Christiane Bach-Kaienburg
(Geschäftsführerin)

c/o TransMIT GmbH
Kerkrader Straße 3
D-35394 Gießen