WO2000043801A1 - Sensor for measuring a distance from an object - Google Patents

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WO2000043801A1
WO2000043801A1 PCT/EP1999/007371 EP9907371W WO0043801A1 WO 2000043801 A1 WO2000043801 A1 WO 2000043801A1 EP 9907371 W EP9907371 W EP 9907371W WO 0043801 A1 WO0043801 A1 WO 0043801A1
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pulse
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Martin Reiche
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Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh
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Definitions

  • the present invention relates to a sensor for measuring a distance to an object, comprising: an oscillator for generating a carrier signal, a first modulation switch for modulating
  • Pulsing on the carrier signal and for generating a first pulse signal a transmitting antenna for transmitting the first pulse signal in the direction of the object, a receiving antenna for receiving the first reflected by the object and delayed by a transit time
  • Pulse signal Pulse signal, a power divider, which is arranged between the oscillator and the first modulation switch, a second modulation switch for modulating
  • Power divider is guided to the second modulation switch, and to generate a second
  • Pulse signal first means for delaying the second pulse signal by a variable delay
  • second means which cooperate with the first means, for varying the delay of the second pulse signal
  • third means for comparing the transit time of the first
  • Such sensors are known from the prior art. They are used in a variety of different areas.
  • a preferred area of application is the distance measurement between two motor vehicles. This allows, for example, the distance between two motor vehicles traveling in series by regulating the speed of the vehicle rear vehicle are kept constant.
  • the rear motor vehicle has a sensor of the type mentioned at the beginning in its front area in the direction of travel.
  • the sensors for measuring the distance to an object usually determine the transit time of a periodic pulse signal from its emission by the sensor through the reflection on the object to the reception by the sensor.
  • the distance to the object results from the transit time of the pulse signal multiplied by the propagation speed of the pulse signals and divided by two.
  • Ultrasonic sensors or pulse radar sensors, for example, work on this basis.
  • the speed of propagation of the pulse signals in such sensors is approximately the speed of sound or the speed of light.
  • the transit times to be determined are a assumption of a maximum measuring range of a few meters
  • Nanosecond range Such short pulse transit times cannot be measured directly, for example by setting a timer when the pulse signal is sent with START and when the reflected pulse signal is received with STOP. Rather, indirect comparative methods are used to determine the pulse transit times.
  • the comparative methods usually work according to the following principle: an oscillator generates a carrier signal, to which pulses are modulated in a first modulation switch. The output signal of the first modulation switch is referred to as the first pulse signal.
  • a transmitting antenna transmits the first pulse signal towards the object. The first pulse signal is reflected by the object and received by a receiving antenna of the sensor. The received first pulse signal is delayed by a transit time compared to the transmitted first pulse signal.
  • the sensor also has a power divider, which is between the oscillator and the first
  • Modulation switch is arranged.
  • the carrier signal is passed through the power divider to a second modulation switch. Pulses are also modulated onto the carrier signal in the second modulation switch.
  • the output signal of the second modulation switch is referred to as the second pulse signal.
  • the second pulse signal is delayed by a variable delay by the first means.
  • the first means are designed, for example, as a dead time element.
  • Second means interact with the first means and serve to vary the delay of the second pulse signal.
  • the second means are designed, for example, as a sweep voltage, by means of which the dead time element is controlled.
  • third means Running time of the first pulse signal compared with the delay of the second pulse signal.
  • the third means are designed, for example, as a mixer, the output signal of which increases detectably precisely when the delay currently set on the first means by the second means is equal to the transit time of the first pulse signal.
  • the sensor has fourth means.
  • the fourth means also determines the distance to the object from the determined delay and the speed of propagation of the first pulse signal.
  • the known sensors have various disadvantages.
  • the modulation switches of the sensors have only finite transmission loss in the open position, in which the transmission loss should ideally be infinite. Therefore, the amplitude of the pulse signal plotted in the time domain during the periods in which the modulation switch is open is also not zero, as should ideally be. Rather, the pulse signal has a clear amplitude value during these periods.
  • the amplitude values of the pulse signal during the periods when the modulation switch is open lead to the im Frequency range applied pulse signal to a fairly large continuous wave pointer on the carrier signal frequency. While the average real pulse power of the pulse signal is distributed over many spectral lines, the average continuous wave power is concentrated on a single spectral line.
  • ⁇ CW "pulse tip ⁇ ⁇ D ÜB.
  • the power gap between the continuous wave pointer 31 and the pulse signal pointers 30 has an order of magnitude of ⁇ 26 dB (P pulse line - P pu ⁇ SSp i tze -52 dB) for the example introduced and is also dependent on the pulse shape of the pulse signal.
  • the frequency spectrum of the pulse signal is now aligned such that the spectral lines at no frequency f exceed the maximum permissible power p x or p 2 .
  • the known sensors which emit a pulse signal with a relatively large continuous wave pointer in the frequency spectrum also have the disadvantage that they are very susceptible to interference from interference signals which operate in the base frequency band in which the pulse signal is located.
  • the sensor is particularly susceptible to interference with frequency-modulated interference signals, so-called frequency-modulated-continuos-wave (FMCW) - interference signals that sweep the carrier frequency of the continuous wave pointer at regular intervals.
  • FMCW frequency-modulated-continuos-wave
  • the known sensors have the disadvantage that they are very susceptible to coherent interference components or to undesired Doppler couplings.
  • An object of the present invention thus results from the aforementioned disadvantages of the prior art, to design and develop a sensor of the type mentioned in the introduction such that the size of the continuous wave pointer is reduced in the spectral power distribution of the pulse signals of the sensor on the carrier signal frequency.
  • the invention proposes, starting from the sensor of the type mentioned, that a third modulation switch is arranged between the oscillator and the power divider.
  • the size of the continuous wave pointer in the spectral power distribution of the pulse signals on the carrier frequency can best be reduced by increasing the forward loss of the first and second modulation switches.
  • the forward attenuation of the modulation switch can be easiest increased according to the present invention by arranging further modulation switches in series with the first and second modulation switches.
  • the invention therefore proposes to arrange a third modulation switch in such a way that it is arranged in series with both the first and the second modulation switch.
  • the third modulation switch is arranged between the oscillator and the power divider.
  • the carrier signal is passed from the third modulation switch to the first and to the second modulation switch by the power divider.
  • the transmission attenuations of the first and third modulation switches or the second and third modulation switches add up. If the third modulation switch has the same forward loss as the first and second modulation switches, the forward loss is doubled at the output of the first and second modulation switches.
  • the continuous wave pointer can be attenuated to the order of magnitude of the pulse signal pointer without great effort.
  • the power of the pointer of the carrier frequency P ⁇ of the sensor according to the invention can be reduced approximately to the size of the mean pulse line signal power P pulse ⁇ inie .
  • the size of the continuous wave pointer is reduced by increasing the forward attenuation of the first modulation switch so that the frequency spectrum of the first pulse signal, in particular the spectral line of the continuous wave pointer, remains below the maximum permissible power. Because of the small size of the continuous wave pointer, it is not necessary to reduce the power of the entire first pulse signal in order to ensure that the spectral line of the continuous wave pointer is within the legally prescribed power limit. Rather, the first pulse signal can be operated with the legally maximum possible power, so that the spectral lines of the mean real pulse power of the first pulse signal are just below the legally prescribed power limit. In this way, the legally permitted maximum power of the first pulse signal can be fully utilized.
  • the size of the continuous wave pointer of the second pulse signal is reduced. This can reduce the sensor's sensitivity to interference from other devices that emit signals at frequencies that lie within the sensor's base frequency band.
  • the Susceptibility of the sensor to coherent interference components or to undesired Doppler coupling can be reduced.
  • the sensor according to the invention thus has decisive advantages over the sensor known from the prior art.
  • the senor have a pulse repetition frequency (PRF) generator which controls the first modulation switch and the second modulation switch via a trigger signal.
  • the PRF generator generates, for example, a square-wave signal whose frequency corresponds to the pulse repetition frequency of the first and the second pulse signal. With each rising or falling edge of the square-wave signal, the first and the second modulation switch are activated by a trigger signal in such a way that they close for the duration of a pulse. In this way, pulses with a certain pulse duration can be modulated onto the carrier signal with a certain pulse repetition frequency.
  • the first pulse signal is then present at the output of the first modulation switch and the second pulse signal is present at the output of the second modulation switch.
  • the first means act directly on the second pulse signal and this by a variable Delay delay. According to an advantageous development of the invention, however, it is proposed that the trigger signal for driving the second
  • Modulation switch is delayed by the first means by the variable delay.
  • the second pulse signal is delayed indirectly by delaying the corresponding trigger signal.
  • the PRF generator control the third modulation switch via the trigger signal and a delayed trigger signal.
  • the third modulation switch can be easily synchronized with the first and the second modulation switch.
  • the PRF generator advantageously controls the third modulation switch in such a way that it is closed at least when the first modulation switch or the second modulation switch is closed. This ensures that pulses can still be modulated onto the carrier signal by specifically closing the first or second modulation switch.
  • the third modulation switch can be switched more slowly than the first and the second modulation switch. This allows a narrower band design of the lines from the third modulation switch to the first and second modulation switches and the power divider. Narrow band Components are easier to implement than broadband components and are therefore also much cheaper.
  • the PRF generator preferably controls the third modulation switch in such a way that it is closed by a multiple of the time for which the first modulation switch or the second modulation switch is closed.
  • the modulation switches can be of any design. According to a preferred embodiment of the invention, however, it is proposed that the modulation switches each have a transmission line with a variable reflection factor for carrying the carrier signal, a stub line opening into the transmission line and means for changing the terminating resistance of the stub line, the reflection factor of the transmission line being changed by changing the terminating resistance of the Stub line is adjustable. Modulation switches designed in this way are switched by changing the reflection factor of the transmission line. These modulation switches are particularly suitable for high-frequency technology because they have particularly short switching times. Their passage loss in the open state is compared to other types
  • modulation switches are relatively small. It is therefore particularly advantageous in the case of first and second modulation switches designed in this way to reduce the pass-through to increase the arrangement of further modulation switches in series.
  • the senor be operated in a frequency range which lies outside the basic frequency band for power limitation which is legally prescribed for the sensor according to ETSI 300 440.
  • the known sensors must all be operated within this base frequency band, since otherwise the spectral line of the continuous wave pointer would exceed the legally prescribed performance limit. Therefore, in the known sensors it must be ensured that the frequency spectrum of the first pulse signal is aligned in such a way that the spectral line of the continuous wave pointer lies exactly within the basic frequency range.
  • the size of the continuous wave pointer could be reduced to such an extent that the sensor can also be operated outside this base frequency band without the range of the entire pulse signal having to be reduced.
  • the sensor By operating the sensor outside the legally prescribed base frequency band, the sensor can avoid interference from other devices that emit signals with a frequency that is generally within the base frequency band. As a result, the susceptibility to failure of the sensor according to the invention can be decisively reduced.
  • a preferred embodiment of the present invention is explained in more detail below with reference to the drawings. Show it:
  • FIG. 1 shows a circuit of a sensor according to the invention in accordance with a preferred embodiment
  • Fig. 2 shows the waveforms of the sensor according to the invention from Fig. 1, and
  • a sensor according to the invention is identified in its entirety with reference number 1.
  • the sensor 1 is used to measure the distance a to an object 2.
  • a preferred area of use for the sensor 1 is the distance measurement between two motor vehicles. In this way, for example, the distance between two motor vehicles traveling behind one another can be kept constant by regulating the speed of the rear vehicle.
  • the rear motor vehicle has sensor 1 in its front area in the direction of travel.
  • the sensor 1 determines the transit time of a first periodic pulse signal 3 from its transmission by the sensor 1 via the reflection on the object 2 to the reception by the Sensor 1.
  • the distance a to the object 2 results from the transit time of the first pulse signal 3 multiplied by the propagation speed of the pulse signal 3 and divided by two.
  • the first pulse signal 3 is designed, for example, as an ultrasound signal or as a radar signal.
  • the sensor 1 works according to the following principle: an oscillator 4 generates a carrier signal 5, to which 17 pulses are modulated in a first modulation switch.
  • the output signal of the first modulation switch 17 is referred to as the first pulse signal 3.
  • a transmitting antenna 7 transmits the first pulse signal 3 in the direction of the object 2.
  • the first pulse signal 3 is reflected by the object 2, and the reflected pulse signal 13 is received by a receiving antenna 8 of the sensor 1.
  • the received first pulse signal 13 is delayed due to the distance traveled from the sensor 1 to the object 2 and back to the sensor 1 by a transit time T run compared to the transmitted first pulse signal 3.
  • the transit time T run depends on the distance a from the object and the propagation speed of the first pulse signal 3.
  • the sensor 1 also has a power divider 16 which is arranged between the oscillator 4 and the first modulation switch 17.
  • the carrier signal 5 is passed through the power divider 16 to a second modulation switch 19.
  • the carrier signal 5 are in the second modulation switch 19 also modulates pulses.
  • the output signal of the second modulation switch 19 is referred to as the second pulse signal 9.
  • the second pulse signal is delayed by delay means 11 first by a variable delay T.
  • the first means 11 are designed as a dead time element.
  • Second means 12 cooperate with the first means 11 and serve to vary the delay T verz of the second pulse signal 9.
  • the second means 12 are designed as a sweep voltage, by which the dead time element is controlled.
  • the transit time T run of the first pulse signal 3 is compared with the delay T ver2 of the second pulse signal 9 by third means 14.
  • the third means 14 are designed as a mixer whose output signal if and only detectable increases when the currently set by the second means 12 to the first means 11 delay T delay equal to the period i ⁇ on the received first pulse signal 13 is.
  • the sensor 1 has fourth means.
  • the fourth means also delimits the distance a to the object 2 from the determined delay T and the Propagation speed of the first pulse signal 3 determined.
  • the present invention is particularly concerned with increasing the pass loss of the first modulation switch 17 and the second modulation switch 19.
  • This is achieved in that a third modulation switch 21 is arranged between the oscillator 4 and the power divider 16.
  • the third modulation switch 21 is thus arranged in series with both the first modulation switch 17 and the second modulation switch 19.
  • two modulation switches 17 and 21 or 19 and 21 arranged in series form a switching unit 6 or 16.
  • the transmission loss of the switching units 6, 16 is formed by the sum of the transmission losses of the individual modulation switches 17 and 21 or 19 and 21 arranged in series .
  • the modulation switches 17, 19, are controlled by a pulse repetition frequency (PRF) generator 18 via a trigger signal 20.
  • PRF pulse repetition frequency
  • the PRF generator 18 generates a square-wave signal, the frequency of which corresponds to the pulse repetition frequency f pu ⁇ swiederho i of the first pulse signal 3 and the second pulse signal 9.
  • the first modulation switch 17 and the second modulation switch 19 become such by the trigger signal 20 controlled that they close for the duration of a pulse T pulse .
  • the carrier signal 5 may be modulated with a certain pulse repetition frequency pu ⁇ SW i i ederho pulses with a specific pulse duration T pulse.
  • the first pulse signal 3 is then present at the output of the first modulation switch 17 and the second pulse signal 9 is present at the output of the second modulation switch 19.
  • the trigger signal 5 is delayed by the first delay 11 by the variable delay T before driving the second modulation switch 19 .
  • the second modulation switch 19 is then activated by the delayed trigger signal 22.
  • the second pulse signal 9 is therefore delayed indirectly by delaying the trigger signal 5.
  • the PRF generator 18 controls the third modulation switch 19 via the trigger signal 20 and the delayed trigger signal 22 such that it is closed at least when the first modulation switch 17 or the second modulation switch 19 are closed.
  • the third modulation switch is switched more slowly than the first modulation switch 17 and the second modulation switch 19.
  • a pulse duration of T pulse 500 ps results.
  • a pulse repetition period T pulse repetition 200 yields ns for the first pulse signal 3 and the second pulse signal 9.
  • the third modulation switch 21 covers the closed states of the first modulation switch 17 and the second modulation switch 19.
  • the modulation switches 17, 19, 21 each have a transmission line with a variable reflection factor for carrying the carrier signal 5, a stub line opening into the transmission line and means for changing the terminating resistance the branch line.
  • the reflection factor of the transmission line can be adjusted by changing the terminating resistance of the stub line.
  • Modulation switches 17, 19, 21 designed in this way are switched by changing the reflection factor of the transmission line.
  • Such modulation switches 17, 19, 21 are particularly suitable for high-frequency technology, since they have particularly short switching times.

Abstract

The invention relates to a sensor (1) for measuring a distance (a) from an object (2). According to the invention an oscillator (4) generates a carrier signal (5); a first modulation switch (17) modulates pulses on to the carrier signal (5) and generates a first pulse signal (3) which is emitted in the direction of the object (2); the first pulse signal (13) reflected by the object (2) and delayed by a propagation time is received; a power divider (16) positioned between the oscillator (4) and the first modulation switch (17) transmits the carrier signal (5) to a second modulation switch (19); the second modulation switch (19) modulates pulses onto the carrier signal (5) and generates a second pulse signal (9) which is delayed by a variable delay; by comparing the delay of the second pulse signal with the propagation time of the first pulse signal, means detect the propagation time and determine the distance (a) from the object (2). To increase the pass-band transmission loss of the modulation switches (17; 19) the invention provides for a third modulation switch (21) to be arranged between the oscillator (4) and the power divider (16).

Description

Titel: Sensor zum Messen eines Abstands zu einem ObjektTitle: Sensor for measuring a distance to an object
Beschreibungdescription
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Sensor zum Messen eines Abstands zu einem Objekt mit: einem Oszillator zur Generierung eines Trägersignals, einem ersten Modulationsschalter zur Modulation vonThe present invention relates to a sensor for measuring a distance to an object, comprising: an oscillator for generating a carrier signal, a first modulation switch for modulating
Pulsen auf das Trägersignal und zur Erzeugung eines ersten Pulssignals, einer Sendeantenne zum Aussenden des ersten Pulssignals in Richtung auf das Objekt , einer Empfangsantenne zum Empfangen des von dem Objekt reflektierten und um eine Laufzeit verzögerten erstenPulsing on the carrier signal and for generating a first pulse signal, a transmitting antenna for transmitting the first pulse signal in the direction of the object, a receiving antenna for receiving the first reflected by the object and delayed by a transit time
Pulssignals, einem Leistungsteiler, der zwischen dem Oszillator und dem ersten Modulationsschalter angeordnet ist, einem zweiten Modulationsschalter zur Modulation vonPulse signal, a power divider, which is arranged between the oscillator and the first modulation switch, a second modulation switch for modulating
Pulsen auf das Trägersignal, das über denPulse on the carrier signal, which over the
Leistungsteiler zu dem zweiten Modulationsschalter geführt ist, und zur Erzeugung eines zweitenPower divider is guided to the second modulation switch, and to generate a second
Pulssignals, ersten Mitteln zum Verzögern des zweiten Pulssignals um eine variable Verzögerung, zweiten Mitteln, die mit den ersten Mitteln zusammenwirken, zum Variieren der Verzögerung des zweiten Pulssignals, dritten Mitteln zum Vergleich der Laufzeit des erstenPulse signal, first means for delaying the second pulse signal by a variable delay, second means, which cooperate with the first means, for varying the delay of the second pulse signal, third means for comparing the transit time of the first
Pulssignals mit der Verzögerung des zweiten Pulssignals und vierten Mitteln zum Ermitteln der an den ersten Mitteln eingestellten Verzögerung, bei der die Verzögerung gleich der Laufzeit ist, und zum Bestimmen des Abstands zu dem Objekt aus der ermittelten Verzögerung und derPulse signal with the delay of the second pulse signal and fourth means for determining the delay set on the first means, in which the delay is equal to the transit time, and for determining the distance to the object from the determined delay and the
Ausbreitungsgeschwindigkeit des ersten Pulssignals.Propagation speed of the first pulse signal.
Derartige Sensoren sind aus dem Stand der Technik bekannt. Sie finden in einer Vielzahl von unterschiedlichen Bereichen Anwendung. Ein bevorzugter Einsatzbereich ist die Abstandsmessung zwischen zwei Kraftfahrzeugen. Dadurch kann bspw. der Abstand zwischen zwei hintereinander fahrenden Kraftfahrzeugen durch Regelung der Geschwindigkeit des hinteren Fahrzeugs konstant gehalten werden. Dazu weist das hintere Kraftfahrzeug in seinem in Fahrtrichtung vorderen Bereich einen Sensor der eingangs genannten Art auf.Such sensors are known from the prior art. They are used in a variety of different areas. A preferred area of application is the distance measurement between two motor vehicles. This allows, for example, the distance between two motor vehicles traveling in series by regulating the speed of the vehicle rear vehicle are kept constant. For this purpose, the rear motor vehicle has a sensor of the type mentioned at the beginning in its front area in the direction of travel.
Die Sensoren zum Messen des Abstands zu einem Objekt bestimmen üblicherweise die Laufzeit eines periodischen Pulssignals von seiner Aussendung durch den Sensor über die Reflexion an dem Objekt bis zu dem Empfang durch den Sensor. Der Abstand zu dem Objekt ergibt sich aus der Laufzeit des Pulssignals multipliziert mit der Ausbreitungsgeschwindigkeit der Pulssignale und dividiert durch zwei. Auf dieser Grundlage arbeiten bspw. Ultraschallsensoren bzw. Pulsradar- Sensoren.The sensors for measuring the distance to an object usually determine the transit time of a periodic pulse signal from its emission by the sensor through the reflection on the object to the reception by the sensor. The distance to the object results from the transit time of the pulse signal multiplied by the propagation speed of the pulse signals and divided by two. Ultrasonic sensors or pulse radar sensors, for example, work on this basis.
Die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Pulssignale beträgt bei darartigen Sensoren etwa Schallgeschwindigkeit bzw. Lichtgeschwindigkeit. Insbesondere bei Pulsradar-Sensoren liegen die zu bestimmenden Laufzeiten bei der Annahme eines maximalen Meßbereichs von wenigen Metern imThe speed of propagation of the pulse signals in such sensors is approximately the speed of sound or the speed of light. In the case of pulse radar sensors in particular, the transit times to be determined are a assumption of a maximum measuring range of a few meters
Nanosekundenbereich. Derart kurze Pulslaufzeiten können nicht direkt gemessen werden, indem bspw. ein Zeitgeber beim Aussenden des Pulssignals mit START und beim Empfang des reflektierten Pulssignals mit STOP gesetzt wird. Vielmehr finden zum Bestimmen der Pulslaufzeiten indirekte vergleichende Verfahren Anwendung. Die vergleichenden Verfahren arbeiten üblicherweise nach dem folgenden Prinzip: Ein Oszillator generiert ein Trägersignal, dem in einem ersten Modulationsschalter Pulse aufmoduliert werden. Das Ausgangssignal des ersten Modulationsschalter wird als erstes Pulssignal bezeichnet. Eine Sendeantenne sendet das erste Pulssignal aus in Richtung auf das Objekt. Das erste Pulssignal wird von dem Objekt reflektiert und von einer Empfangsantenne des Sensors empfangen. Das empfangene erste Pulssignal ist gegenüber dem ausgesandten ersten Pulssignal um eine Laufzeit verzögert.Nanosecond range. Such short pulse transit times cannot be measured directly, for example by setting a timer when the pulse signal is sent with START and when the reflected pulse signal is received with STOP. Rather, indirect comparative methods are used to determine the pulse transit times. The comparative methods usually work according to the following principle: an oscillator generates a carrier signal, to which pulses are modulated in a first modulation switch. The output signal of the first modulation switch is referred to as the first pulse signal. A transmitting antenna transmits the first pulse signal towards the object. The first pulse signal is reflected by the object and received by a receiving antenna of the sensor. The received first pulse signal is delayed by a transit time compared to the transmitted first pulse signal.
Der Sensor weist darüber hinaus einen Leistungsteiler auf, der zwischen dem Oszillator und dem erstenThe sensor also has a power divider, which is between the oscillator and the first
Modulationsschalter angeordnet ist. Durch den Leistungsteiler wird das Trägersignal zu einem zweiten Modulationsschalter geführt. In dem zweiten Modulationsschalter werden dem Trägersignal ebenfalls Pulse aufmoduliert. Das Ausgangssignal des zweiten Modulationsschalters wird als zweites Pulssignal bezeichnet .Modulation switch is arranged. The carrier signal is passed through the power divider to a second modulation switch. Pulses are also modulated onto the carrier signal in the second modulation switch. The output signal of the second modulation switch is referred to as the second pulse signal.
Durch erste Mittel wird das zweite Pulssignal um eine variable Verzögerung verzögert. Die ersten Mittel sind bspw. als ein Totzeitglied ausgebildet. Zweite Mittel wirken mit den ersten Mitteln zusammen und dienen zum Variieren der Verzögerung des zweiten Pulssignals. Die zweiten Mittel sind bspw. als eine Sweepspannung ausgebildet, durch die das Totzeitglied angesteuert wird. Durch dritte Mittel wird die Laufzeit des ersten Pulssignals mit der Verzögerung des zweiten Pulssignals verglichen. Die dritten Mittel sind bspw. als ein Mischer ausgebildet, dessen Ausgangssignal genau dann detektierbar ansteigt, wenn die momentan durch die zweiten Mittel an den ersten Mitteln eingestellte Verzögerung gleich der Laufzeit des ersten Pulssignals ist.The second pulse signal is delayed by a variable delay by the first means. The first means are designed, for example, as a dead time element. Second means interact with the first means and serve to vary the delay of the second pulse signal. The second means are designed, for example, as a sweep voltage, by means of which the dead time element is controlled. By third means Running time of the first pulse signal compared with the delay of the second pulse signal. The third means are designed, for example, as a mixer, the output signal of which increases detectably precisely when the delay currently set on the first means by the second means is equal to the transit time of the first pulse signal.
Falls die Verzögerung des zweiten Pulssignals gleich der Laufzeit des ersten Pulssignals ist, muß ermittelt werden, welche Verzögerung zu diesem Zeitpunkt an den ersten Mitteln eingestellt ist. Dazu weist der Sensor vierte Mittel auf. Durch die vierten Mittel wird auch der Abstand zu dem Objekt aus der ermittelten Verzögerung und der Ausbreitungsgeschwindigkeit des ersten Pulssignals bestimmt.If the delay of the second pulse signal is equal to the transit time of the first pulse signal, it must be determined which delay is set on the first means at this point in time. For this purpose, the sensor has fourth means. The fourth means also determines the distance to the object from the determined delay and the speed of propagation of the first pulse signal.
Die bekannten Sensoren haben verschiedene Nachteile . Die Modulationsschalter der Sensoren weisen in der geöffneten Stellung, in der die Durchlaßdämpfung idealerweise unendlich sein sollte, nur eine endliche Durchlaßdämpfung auf. Deshalb ist die Amplitude des im Zeitbereich aufgetragenen Pulssignals während der Zeiträume, an denen der Modulationsschalter geöffnet ist, auch nicht Null, wie dies idealerweise sein sollte. Während dieser Zeiträume weist das Pulssignal vielmehr einen deutlichen Amplitudenwert auf.The known sensors have various disadvantages. The modulation switches of the sensors have only finite transmission loss in the open position, in which the transmission loss should ideally be infinite. Therefore, the amplitude of the pulse signal plotted in the time domain during the periods in which the modulation switch is open is also not zero, as should ideally be. Rather, the pulse signal has a clear amplitude value during these periods.
Die Amplitudenwerte des Pulssignals während der Zeiträume, an denen der Modulationsschalter geöffnet ist, führen bei dem im Frequenzbereich aufgetragenen Pulssignal zu einem recht großen Dauerstrichzeiger auf der Trägersignalfrequenz. Während sich die mittlere reale Pulsleistung des Pulssignals auf viele Spektrallinien verteilt, konzentriert sich die mittlere Dauerstrichleistung auf eine einzige Spektrallinie.The amplitude values of the pulse signal during the periods when the modulation switch is open lead to the im Frequency range applied pulse signal to a fairly large continuous wave pointer on the carrier signal frequency. While the average real pulse power of the pulse signal is distributed over many spectral lines, the average continuous wave power is concentrated on a single spectral line.
Die Modulationsschalter der bekannten Sensoren erreichen bspw. eine Durchlaßdämpfung von etwa -25 dB. Folglich wird auch bei einem geöffneten Modulationsschalter bei einem angenommen Pausentastverhältnis von etwa 1 etwa 0,3% (10 -log x% = -25 dB; x% = iθ-25/1° = 0,3%) der Pulsspitzenleistung PpuιSSpitZe von dem Schalter als Dauerstrichzeiger durchgelassen. Die Leistung des Zeigers der Trägerfrequenz, die sog. Continuos-Wave-Leistung, beträgtThe modulation switches of the known sensors achieve, for example, a pass loss of approximately -25 dB. Consequently, even with an open modulation switch with an assumed pause duty ratio of approximately 1, the pulse peak power P pu ι becomes approximately 0.3% (10 -log x% = -25 dB; x% = iθ- 25/1 ° = 0.3%) SSp i tZe passed by the switch as a continuous pointer. The power of the pointer of the carrier frequency, the so-called continuos wave power, is
^CW = "pulsspitze ~ ^ D ÜB .^ CW = "pulse tip ~ ^ D ÜB.
Das Pulstastverhältnis npuls (d. h. das Verhältnis der Pulsdauer Tpuls des Pulssignals zur Pulswiederholperiode T puisiederhoi) bei einer angenommenen Pulsdauer von Tpuls = 500 ps und einer Pulswiederholfrequenz von puιSWiederhoi = 5 MHz (Pulswiederholperiode Tpulswιederhol = l/fpUιswiederhoi = 1/5 MHz = 200 ns) ergibt sich aus npuls = Tpuls/Tpulswiederhol = 500 ps/200 ns = 2,5-10"3. Somit errechnet sich die mittlere reale Pulsleistung bei einer ausreichenden Systembandbreite zu Paverage = PpulsSF tze -26 dB (10- log npuls = -26 dB) und hat folglich eine ähnliche Größenordnung wie Pcw. Wenn man das Spektrum der mittleren realen Pulsleistung und der mittleren Dauerstrichleistung darstellt (vgl. Fig. 3), fällt auf, daß sich die mittlere reale Pulsleistung auf viele Spektrallinien 30 verteilt (Liniensprektrum) , da es sich um ein periodisches Signal handelt, während sich die mittlere Dauerstrichleistung auf eine einzige Spektrallinie 31 konzentriert. Der Leistungsabstand des Dauerstrichzeigers 31 zu den Pulssignalzeigern 30 hat für das eingeführte Beispiel eine Größenordnung von ≥ 26 dB (Ppulslinie - PpuιSSpitze -52 dB) und ist des weiteren von der Pulsform des Pulssignals abhängig.The pulse duty cycle n pulse (ie the ratio of the pulse duration T pulse of the pulse signal to the pulse repetition period T pu i s i ederho i) with an assumed pulse duration of T pulse = 500 ps and a pulse repetition frequency of pu ι SW i ederho i = 5 MHz (pulse repetition period T pulswιederhol = l / f pU ι swiederho i = 1/5 MHz = 200 ns) results from n pulse = T puls / T pulse repetition = 500 ps / 200 ns = 2.5-10 "3. The average real is calculated Pulse power with a sufficient system bandwidth for P average = P pulsSF tze -26 dB (10- log n pulse = -26 dB) and is therefore of a similar magnitude to P cw . If one shows the spectrum of the average real pulse power and the average continuous wave power (see FIG. 3), it is noticeable that the average real pulse power is distributed over many spectral lines 30 (line spectrum), since it is a periodic signal while it is the mean continuous wave power is concentrated on a single spectral line 31. The power gap between the continuous wave pointer 31 and the pulse signal pointers 30 has an order of magnitude of ≥ 26 dB (P pulse line - P pu ι SSp i tze -52 dB) for the example introduced and is also dependent on the pulse shape of the pulse signal.
Vom Gesetzgeber gibt es nach der Norm ETSI (European Telecommunications Standards Institute) 300 440 Vorgaben, durch die die maximal zulässige Leistungsdichte der Sendesignale des Sensors beschränkt und auf ein bestimmtes Basisfrequenzband begrenzt wird (vgl. Fig. 3) . Das Basisfrequenzband geht bspw. von fx = 24 GHz bis f2 = 24,25 GHz. Innerhalb dieses Basisfrequenzbands beträgt die maximal zulässige Leistung innerhalb eines Messfensters von 100 kHz Bandbreite p2 = 20 dBm und außerhalb des Basisfrequenzbands px = -30 dBm. Das Frequenzspektrum des Pulssignals wird nun derart ausgerichtet, daß die Spektrallinien bei keiner Frequenz f die maximal zulässige Leistung px bzw. p2 überschreiten. Dazu ist es erforderlich, daß der Dauerstrichzeiger auf der Trägersignalfrequenz ftrager innerhalb dieses gesetzlich vorgeschriebenen Basisfrequenzbands liegt. Häufig übersteigt die Dauerstrichleistung jedoch selbst diese relativ große maximal zulässige Leistung p2 innerhalb des Basisfrequenzbands. Um das zu verhindern muß dann die Leistung des gesamten Pulssignals reduziert werden. Das hat jedoch zur Folge, daß nicht nur die Leistung des störenden Dauerstrichzeigers, sondern auch die mittlere reale Pulsleistung reduziert wird, was zu einer Verringerung der Reichweite des Sensors führt.According to the ETSI (European Telecommunications Standards Institute) standard, there are 300,440 specifications by law which limit the maximum permissible power density of the sensor's transmission signals and limit it to a specific base frequency band (see Fig. 3). The base frequency band goes, for example, from f x = 24 GHz to f 2 = 24.25 GHz. Within this base frequency band, the maximum permissible power within a measurement window of 100 kHz bandwidth is p 2 = 20 dBm and outside the base frequency band p x = -30 dBm. The frequency spectrum of the pulse signal is now aligned such that the spectral lines at no frequency f exceed the maximum permissible power p x or p 2 . This requires that the continuous wave pointer on the carrier signal frequency f carrier lies within this legally prescribed base frequency band. Often this exceeds Continuous wave power, however, even this relatively large maximum permissible power p 2 within the base frequency band. To prevent this, the power of the entire pulse signal must then be reduced. However, this has the consequence that not only the power of the disturbing continuous wave pointer, but also the mean real pulse power is reduced, which leads to a reduction in the range of the sensor.
Die bekannten Sensoren, die ein Pulssignal mit einem relativ großen Dauerstrichzeiger im Frequenzspektrum aussenden, haben zudem den Nachteil, daß sie sehr störanfällig gegenüber Störsignalen sind, die in dem Basisfrequenzband arbeiten, in dem das Pulssignal liegt. Die Störanfälligkeit des Sensors besteht insbesondere gegenüber frequenzmodulierten Störsignalen, sog. frequence-modulated-continuos-wave (FMCW) - Störsignalen, die in regelmäßigen Abständen die Trägerfrequenz des Dauerstrichzeigers überstreichen.The known sensors which emit a pulse signal with a relatively large continuous wave pointer in the frequency spectrum also have the disadvantage that they are very susceptible to interference from interference signals which operate in the base frequency band in which the pulse signal is located. The sensor is particularly susceptible to interference with frequency-modulated interference signals, so-called frequency-modulated-continuos-wave (FMCW) - interference signals that sweep the carrier frequency of the continuous wave pointer at regular intervals.
Schließlich weisen die bekannten Sensoren aufgrund der Größe des Dauerstrichzeigers auf der Trägersignalfrequenz den Nachteil auf, daß sie sehr anfällig gegenüber kohärenten Störanteilen bzw. gegenüber unerwünschten Dopplereinkopplungen sind.Finally, due to the size of the continuous wave pointer on the carrier signal frequency, the known sensors have the disadvantage that they are very susceptible to coherent interference components or to undesired Doppler couplings.
Aus den vorgenannten Nachteilen des Standes der Technik ergibt sich somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Sensor der eingangs genannten Art dahingehend auszugestalten und weiterzubilden, daß die Größe des Dauerstrichzeigers in der spektralen Leistungsverteilung der Pulssignale des Sensors auf der Trägersignalfrequenz reduziert wird.An object of the present invention thus results from the aforementioned disadvantages of the prior art, to design and develop a sensor of the type mentioned in the introduction such that the size of the continuous wave pointer is reduced in the spectral power distribution of the pulse signals of the sensor on the carrier signal frequency.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ausgehend von dem Sensor der eingangs genannten Art vor, daß zwischen dem Oszillator und dem Leistungsteiler ein dritter Modulationsschalter angeordnet ist.To achieve this object, the invention proposes, starting from the sensor of the type mentioned, that a third modulation switch is arranged between the oscillator and the power divider.
Erfindungsgemäß ist erkannt worden, daß die Größe des Dauerstrichzeigers in der spektralen Leistungsverteilung der Pulssignale auf der Trägerfrequenz am besten dadurch reduziert werden kann, daß die Durchlaßdämpfung des ersten und des zweiten Modulationsschalters erhöht wird. Die Durchlaßdämpfung der Modulationsschalter läßt sich gemäß der vorliegenden Erfindung am einfachsten durch die Anordnung von weiteren Modulationsschaltern in Reihe mit dem ersten und dem zweiten Modulationsschalter erhöhen. Grundsätzlich wäre es möglich, zu dem ersten und zu dem zweiten Modulationsschalter jeweils einen oder mehrere Modulationsschalter in Reihe anzuordnen. Dadurch würde der Aufbau des Sensors jedoch relativ aufwendig werden und es ergäben sich Probleme bei der Synchronisation der jeweils in Reihe zueinander angeordneten Modulationsschalter . Deshalb schlägt die Erfindung vor, einen dritten Modulationsschalter derart anzuordnen, daß er sowohl mit dem ersten als auch mit dem zweiten Modulationsschalter in Reihe angeordnet ist. Dazu wird der dritte Modulationsschalter zwischen dem Oszillator und dem Leistungsteiler angeordnet. Durch den Leistungsteiler wird das Trägersignal aus dem dritten Modulationsschalter auf den ersten und auf den zweiten Modulationsschalter geführt.According to the invention, it has been recognized that the size of the continuous wave pointer in the spectral power distribution of the pulse signals on the carrier frequency can best be reduced by increasing the forward loss of the first and second modulation switches. The forward attenuation of the modulation switch can be easiest increased according to the present invention by arranging further modulation switches in series with the first and second modulation switches. In principle, it would be possible to arrange one or more modulation switches in series with the first and second modulation switches. However, this would make the construction of the sensor relatively complex, and there would be problems with the synchronization of the modulation switches arranged in series with one another. The invention therefore proposes to arrange a third modulation switch in such a way that it is arranged in series with both the first and the second modulation switch. For this purpose, the third modulation switch is arranged between the oscillator and the power divider. The carrier signal is passed from the third modulation switch to the first and to the second modulation switch by the power divider.
Bei dem erfindungsgemäßen Sensor addieren sich die Durchlaßdämpfungen des ersten und des dritten Modulationsschalters bzw. des zweiten und des dritten Modulationsschalters. Wenn der dritte Modulationsschalter also die gleiche Durchlaßdämpfung aufweist wie der erste und der zweite Modulationsschalter, verdoppelt sich die Durchlaßdämpfung am Ausgang des ersten bzw. des zweiten Modulationsschalters. Durch die Erhöhung der Durchlaßdämpfung der Modulationsschalter kann der Dauerstrichzeiger ohne großen Aufwand in etwa auf die Größenordnung der Pulssignalzeiger gedämpft werden. Bei dem eingangs angeführten Beispiel kann die Leistung des Zeigers der Trägerfrequenz P^ des erfindungsgemäßen Sensors in etwa auf die Größe der mittleren Pulsstrichsignalleistung Ppulsιinie reduziert werden. Im einzelnen wird durch die Erhöhung der Durchlaßdämpfung des ersten Modulationsschalters die Größe des Dauerstrichzeigers so weit reduziert, daß das Frequenzspektrum des ersten Pulssignals, insbesondere die Spektrallinie des Dauerstrichzeigers, unterhalb der maximal zulässigen Leistung bleibt. Aufgrund der kleinen Größe des Dauerstrichzeigers ist es nicht erforderlich, die Leistung des gesamten ersten Pulssignals zu reduzieren, um sicherzustellen, daß die Spektrallinie des Dauerstrichzeigers innerhalb der gesetzlich vorgeschriebenen Leistungsgrenze liegt. Vielmehr kann das erste Pulssignal mit der gesetzlich maximal möglichen Leistung betrieben werden, so daß die Spektrallinien der mittleren realen Pulsleistung des ersten Pulssignals gerade noch unterhalb der gesetzlich vorgeschriebenen Leistungsgrenze liegen. Auf diese Weise kann die gesetzlich erlaubte maximale Leistung des ersten Pulssignals voll ausgenutzt werden.In the sensor according to the invention, the transmission attenuations of the first and third modulation switches or the second and third modulation switches add up. If the third modulation switch has the same forward loss as the first and second modulation switches, the forward loss is doubled at the output of the first and second modulation switches. By increasing the forward attenuation of the modulation switch, the continuous wave pointer can be attenuated to the order of magnitude of the pulse signal pointer without great effort. In the example given at the beginning, the power of the pointer of the carrier frequency P ^ of the sensor according to the invention can be reduced approximately to the size of the mean pulse line signal power P pulse ι inie . In particular, the size of the continuous wave pointer is reduced by increasing the forward attenuation of the first modulation switch so that the frequency spectrum of the first pulse signal, in particular the spectral line of the continuous wave pointer, remains below the maximum permissible power. Because of the small size of the continuous wave pointer, it is not necessary to reduce the power of the entire first pulse signal in order to ensure that the spectral line of the continuous wave pointer is within the legally prescribed power limit. Rather, the first pulse signal can be operated with the legally maximum possible power, so that the spectral lines of the mean real pulse power of the first pulse signal are just below the legally prescribed power limit. In this way, the legally permitted maximum power of the first pulse signal can be fully utilized.
Durch die Erhöhung der Durchlaßdämpfung des zweiten Modulationsschalters wird die Größe des Dauerstrichzeigers des zweiten Pulssignals reduziert. Dadurch kann die Störempfindlichkeit des Sensors gegenüber anderen Geräten, die Signale mit Frequenzen aussenden, die innerhalb des Basisfrequenzbands des Sensors liegen, reduziert werden.By increasing the forward loss of the second modulation switch, the size of the continuous wave pointer of the second pulse signal is reduced. This can reduce the sensor's sensitivity to interference from other devices that emit signals at frequencies that lie within the sensor's base frequency band.
Durch die Erhöhung der Durchlaßdämpfung sowohl des ersten als auch des zweiten Modulationsschalters kann schließlich die Anfälligkeit des Sensors gegenüber kohärenten Störanteilen bzw. gegenüber unerwünschten Dopplereinkopplungen reduziert werden .By increasing the forward loss of both the first and the second modulation switch, the Susceptibility of the sensor to coherent interference components or to undesired Doppler coupling can be reduced.
Der erfindungsgemäße Sensor hat somit entscheidende Vorteile gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Sensor.The sensor according to the invention thus has decisive advantages over the sensor known from the prior art.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, daß der Sensor einen Pulswiederholfrequenz (pulse-repeat-frequence, PRF) -Generator aufweist, der den ersten Modulationsschalter und den zweiten Modulationsschalter über ein Triggersignal ansteuert. Der PRF-Generator erzeugt bspw. ein Rechtecksignal, dessen Frequenz der Pulswiederholfrequenz des ersten und des zweiten Pulssignals entspricht. Bei jeder ansteigenden oder bei jeder abfallenden Flanke des Rechtecksignals werden der ersten und der zweite Modulationsschalter durch ein Triggersignal derart angesteuert, daß sie sich für die Dauer eines Pulses schließen. Auf diese Weise können dem Trägersignal mit einer bestimmten Pulswiederholfrequenz Pulse mit einer bestimmten Pulsdauer aufmoduliert werden. Am Ausgang des ersten Modulationsschalters liegt dann das erste Pulssignal und am Ausgang des zweiten Modulationsschalters liegt das zweite Pulssignal an.According to an advantageous development of the present invention, it is proposed that the sensor have a pulse repetition frequency (PRF) generator which controls the first modulation switch and the second modulation switch via a trigger signal. The PRF generator generates, for example, a square-wave signal whose frequency corresponds to the pulse repetition frequency of the first and the second pulse signal. With each rising or falling edge of the square-wave signal, the first and the second modulation switch are activated by a trigger signal in such a way that they close for the duration of a pulse. In this way, pulses with a certain pulse duration can be modulated onto the carrier signal with a certain pulse repetition frequency. The first pulse signal is then present at the output of the first modulation switch and the second pulse signal is present at the output of the second modulation switch.
Es ist denkbar, daß die ersten Mittel unmittelbar auf das zweite Pulssignal wirken und dieses um eine variable Verzögerung verzögern. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird jedoch vorgeschlagen, daß das Triggersignal zum Ansteuern des zweitenIt is conceivable that the first means act directly on the second pulse signal and this by a variable Delay delay. According to an advantageous development of the invention, however, it is proposed that the trigger signal for driving the second
Modulationsschalters durch die ersten Mittel um die variable Verzögerung verzögert ist. Dadurch wird das zweite Pulssignal mittelbar durch Verzögern des entsprechenden Triggersignals verzögert .Modulation switch is delayed by the first means by the variable delay. As a result, the second pulse signal is delayed indirectly by delaying the corresponding trigger signal.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, daß der PRF-Generator den dritten Modulationsschalter über das Triggersignal und ein verzögertes Triggersignal ansteuert. Dadurch kann der dritte Modulationsschalter auf einfache Weise mit dem ersten und dem zweiten Modulationsschalter synchronisiert werden.According to an advantageous embodiment of the present invention, it is proposed that the PRF generator control the third modulation switch via the trigger signal and a delayed trigger signal. As a result, the third modulation switch can be easily synchronized with the first and the second modulation switch.
Vorteilhafterweise steuert der PRF-Generator den dritten Modulationsschalter derart an, daß er zumindest dann geschlossen ist, wenn der erste Modulationsschalter oder der zweite Modulationsschalter geschlossen sind. Dadurch wird sichergestellt, daß durch gezieltes Schließen des ersten oder zweiten Modulationsschalters nach wie vor Pulse auf das Trägersignal aufmoduliert werden können. Der dritte Modulationsschalter kann langsamer geschaltet werden als der erste und der zweite Modulationsschalter. Das erlaubt eine schmalbandigere Auslegung der Leitungen von dem dritten Modulationsschalter zu dem ersten und dem zweiten Modulationsschalter und des Leistungsteilers. Schmalbandigere Bauteile sind einfacher zu realisieren als breitbandige Bauteile und sind deshalb auch wesentlich kostengünstiger.The PRF generator advantageously controls the third modulation switch in such a way that it is closed at least when the first modulation switch or the second modulation switch is closed. This ensures that pulses can still be modulated onto the carrier signal by specifically closing the first or second modulation switch. The third modulation switch can be switched more slowly than the first and the second modulation switch. This allows a narrower band design of the lines from the third modulation switch to the first and second modulation switches and the power divider. Narrow band Components are easier to implement than broadband components and are therefore also much cheaper.
Der PRF-Generator steuert den dritten Modulationsschalter vorzugsweise derart an, daß er jeweils um ein Mehrfaches der Zeit geschlossen ist, für die der erste Modulationsschalter oder der zweite Modulationsschalter geschlossen ist.The PRF generator preferably controls the third modulation switch in such a way that it is closed by a multiple of the time for which the first modulation switch or the second modulation switch is closed.
Die Modulationsschalter können beliebig ausgebildet sein. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird jedoch vorgeschlagen, daß die Modulationsschalter jeweils eine Übertragungsleitung mit variablem Reflexionsfaktor zum Führen des Trägersignals, eine in die Übertragungsleitung mündende Stichleitung und Mittel zum Verändern des Abschlußwiderstands der Stichleitung aufweisen, wobei der Reflexionsfaktor der Übertragungsleitung durch Verändern des Abschlußwiderstands der Stichleitung einstellbar ist. Derartig ausgebildete Modulationsschalter werden durch Verändern des Reflexionsfaktors der Übertragungsleitung geschaltet. Diese Modulationsschalter sind insbesondere für die Hochfrequenztechnik gut geeignet, da sie besonders kurze SchaltZeiten aufweisen. Ihre Durchlaßdämpfung im geöffneten Zustand ist im Vergleich zu andersartigenThe modulation switches can be of any design. According to a preferred embodiment of the invention, however, it is proposed that the modulation switches each have a transmission line with a variable reflection factor for carrying the carrier signal, a stub line opening into the transmission line and means for changing the terminating resistance of the stub line, the reflection factor of the transmission line being changed by changing the terminating resistance of the Stub line is adjustable. Modulation switches designed in this way are switched by changing the reflection factor of the transmission line. These modulation switches are particularly suitable for high-frequency technology because they have particularly short switching times. Their passage loss in the open state is compared to other types
Modulationsschaltern jedoch relativ gering. Deshalb ist es insbesondere bei derart ausgebildeten ersten und zweiten Modulationsschaltern vorteilhaft, die Durchlaßdämpfung durch das in-Reihe-Anordnen weiterer Modulationsschalter zu erhöhen .However, modulation switches are relatively small. It is therefore particularly advantageous in the case of first and second modulation switches designed in this way to reduce the pass-through to increase the arrangement of further modulation switches in series.
Schließlich wird gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, daß der Sensor in einem Frequenzbereich betrieben wird, der außerhalb des nach ETSI 300 440 für den Sensor gesetzlich vorgeschriebenen Basisfrequenzbands zur Leistungsbegrenzung liegt. Die bekannten Sensoren müssen alle innerhalb dieses Basisfrequenzbands betrieben werden, da sonst die Spektrallinie des Dauerstrichzeigers die gesetzlich vorgeschriebene Leistungsgrenze überschreiten würde . Deshalb muß bei den bekannten Sensoren dafür gesorgt werden, daß das Frequenzsprektrum des ersten Pulssignals derart ausgerichtet ist, daß die Spektrallinie des Dauerstrichzeigers genau innerhalb des Basisfrequenzbereichs liegt. Bei dem erfindungsgemäßen Sensor konnte die Größe des Dauerstrichzeigers jedoch so weit reduziert werden, daß der Sensor auch außerhalb dieses Basisfrequenzbands betrieben werden kann, ohne daß die Reichweite des gesamten Pulssignals reduziert werden muß. Durch einen Betrieb des Sensors außerhalb des gesetztlich vorgeschrieben Basisfrequenzbands kann der Sensor Störungen durch andere Geräte, die Signale mit einer Frequenz aussenden, die in der Regel innerhalb des Basisfrequenzbands liegt, aus dem Wege gehen. Dadurch kann die Störanfälligkeit des erfindungsgemäßen Sensors entscheidend reduziert werden. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:Finally, according to another advantageous development of the invention, it is proposed that the sensor be operated in a frequency range which lies outside the basic frequency band for power limitation which is legally prescribed for the sensor according to ETSI 300 440. The known sensors must all be operated within this base frequency band, since otherwise the spectral line of the continuous wave pointer would exceed the legally prescribed performance limit. Therefore, in the known sensors it must be ensured that the frequency spectrum of the first pulse signal is aligned in such a way that the spectral line of the continuous wave pointer lies exactly within the basic frequency range. In the sensor according to the invention, however, the size of the continuous wave pointer could be reduced to such an extent that the sensor can also be operated outside this base frequency band without the range of the entire pulse signal having to be reduced. By operating the sensor outside the legally prescribed base frequency band, the sensor can avoid interference from other devices that emit signals with a frequency that is generally within the base frequency band. As a result, the susceptibility to failure of the sensor according to the invention can be decisively reduced. A preferred embodiment of the present invention is explained in more detail below with reference to the drawings. Show it:
Fig. 1 eine Schaltung eines erfindungsgemäßen Sensors gemäß einer bevorzugten Ausführungsform,1 shows a circuit of a sensor according to the invention in accordance with a preferred embodiment,
Fig. 2 die Signalverläufe des erfindungsgemäßen Sensors aus Fig. 1, undFig. 2 shows the waveforms of the sensor according to the invention from Fig. 1, and
Fig. 3 die spektrale Leistungsverteilung eines aus dem Stand der Technik bekannten Sensors .3 shows the spectral power distribution of a sensor known from the prior art.
In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßer Sensor in seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnet. Der Sensor 1 dient zum Messen des Abstands a zu einem Objekt 2. Ein bevorzugter Einsatzbereich des Sensors 1 ist die Abstandsmessung zwischen zwei Kraftfahrzeugen. Dadurch kann bspw. der Abstand zwischen zwei hintereinander fahrenden Kraftfahrzeugen durch Regelung der Geschwindigkeit des hinteren Fahrzeugs konstant gehalten werden. Dazu weist das hintere Kraftfahrzeug in seinem in Fahrtrichtung vorderen Bereich den Sensor 1 auf.In Fig. 1, a sensor according to the invention is identified in its entirety with reference number 1. The sensor 1 is used to measure the distance a to an object 2. A preferred area of use for the sensor 1 is the distance measurement between two motor vehicles. In this way, for example, the distance between two motor vehicles traveling behind one another can be kept constant by regulating the speed of the rear vehicle. For this purpose, the rear motor vehicle has sensor 1 in its front area in the direction of travel.
Der Sensor 1 bestimmt die Laufzeit eines ersten periodischen Pulssignals 3 von seiner Aussendung durch den Sensor 1 über die Reflexion an dem Objekt 2 bis zu dem Empfang durch den Sensor 1. Der Abstand a zu dem Objekt 2 ergibt sich aus der Laufzeit des ersten Pulssignals 3 multipliziert mit der Ausbreitungsgeschwindigkeit des Pulssignals 3 und dividiert durch zwei. Das erste Pulssignal 3 ist bspw. als ein Ultraschallsignal oder als ein Radarsignal ausgebildet.The sensor 1 determines the transit time of a first periodic pulse signal 3 from its transmission by the sensor 1 via the reflection on the object 2 to the reception by the Sensor 1. The distance a to the object 2 results from the transit time of the first pulse signal 3 multiplied by the propagation speed of the pulse signal 3 and divided by two. The first pulse signal 3 is designed, for example, as an ultrasound signal or as a radar signal.
Der Sensor 1 arbeitet nach dem folgenden Prinzip: Ein Oszillator 4 generiert ein Trägersignal 5, dem in einem ersten Modulationsschalter 17 Pulse aufmoduliert werden. Das Ausgangssignal des ersten Modulationsschalter 17 wird als erstes Pulssignal 3 bezeichnet. Eine Sendeantenne 7 sendet das erste Pulssignal 3 aus in Richtung auf das Objekt 2. Das erste Pulssignal 3 wird von dem Objekt 2 reflektiert, und das reflektierte Pulssignal 13 wird von einer Empfangsantenne 8 des Sensors 1 empfangen. Das empfangene erste Pulssignal 13 ist aufgrund des zurückgelegten Weges von dem Sensor 1 zu dem Objekt 2 und wieder zurück zu dem Sensor 1 um eine Laufzeit Tlauf gegenüber dem ausgesandten ersten Pulssignal 3 verzögert. Die Laufzeit Tlauf ist abhängig von dem Abstand a zu dem Objekt und der Ausbreitungsgeschwindigkeit des ersten Pulssignals 3.The sensor 1 works according to the following principle: an oscillator 4 generates a carrier signal 5, to which 17 pulses are modulated in a first modulation switch. The output signal of the first modulation switch 17 is referred to as the first pulse signal 3. A transmitting antenna 7 transmits the first pulse signal 3 in the direction of the object 2. The first pulse signal 3 is reflected by the object 2, and the reflected pulse signal 13 is received by a receiving antenna 8 of the sensor 1. The received first pulse signal 13 is delayed due to the distance traveled from the sensor 1 to the object 2 and back to the sensor 1 by a transit time T run compared to the transmitted first pulse signal 3. The transit time T run depends on the distance a from the object and the propagation speed of the first pulse signal 3.
Der Sensor 1 weist darüber hinaus einen Leistungsteiler 16 auf, der zwischen dem Oszillator 4 und dem ersten Modulationsschalter 17 angeordnet ist. Durch den Leistungsteiler 16 wird das Trägersignal 5 zu einem zweiten Modulationsschalter 19 geführt. Dem Trägersignal 5 werden in dem zweiten Modulationsschalter 19 ebenfalls Pulse aufmoduliert . Das Ausgangssignal des zweiten Modulationsschalters 19 wird als zweites Pulssignal 9 bezeichnet .The sensor 1 also has a power divider 16 which is arranged between the oscillator 4 and the first modulation switch 17. The carrier signal 5 is passed through the power divider 16 to a second modulation switch 19. The carrier signal 5 are in the second modulation switch 19 also modulates pulses. The output signal of the second modulation switch 19 is referred to as the second pulse signal 9.
Das zweite Pulssignal wird durch erste Mittel 11 um eine variable Verzögerung Tverz verzögert. Die ersten Mittel 11 sind als ein Totzeitglied ausgebildet. Zweite Mittel 12 wirken mit den ersten Mitteln 11 zusammen und dienen zum Variieren der Verzögerung Tverz des zweiten Pulssignals 9. Die zweiten Mittel 12 sind als ein Sweepspannung ausgebildet, durch die das Totzeitglied angesteuert wird. Durch dritte Mittel 14 wird die Laufzeit Tlauf des ersten Pulssignals 3 mit der Verzögerung Tver2 des zweiten Pulssignals 9 verglichen. Die dritten Mittel 14 sind als ein Mischer ausgebildet, dessen Ausgangssignal genau dann detektierbar ansteigt, wenn die momentan durch die zweiten Mittel 12 an den ersten Mitteln 11 eingestellte Verzögerung Tverz gleich der Laufzeit τiauf des empfangenen ersten Pulssignals 13 ist.The second pulse signal is delayed by delay means 11 first by a variable delay T. The first means 11 are designed as a dead time element. Second means 12 cooperate with the first means 11 and serve to vary the delay T verz of the second pulse signal 9. The second means 12 are designed as a sweep voltage, by which the dead time element is controlled. The transit time T run of the first pulse signal 3 is compared with the delay T ver2 of the second pulse signal 9 by third means 14. The third means 14 are designed as a mixer whose output signal if and only detectable increases when the currently set by the second means 12 to the first means 11 delay T delay equal to the period i τ on the received first pulse signal 13 is.
Falls die Verzögerung Tverz des zweiten Pulssignals 9 gleich der Laufzeit Tlauf des ersten Pulssignals 3 ist, muß ermittelt werden, welche Verzögerung Tverz zu diesem Zeitpunkt des Anstiegs des Mischerausgangssignals an den ersten Mitteln 11 eingestellt ist. Dazu weist der Sensor 1 vierte Mittel auf. Durch die vierten Mittel wird auch der Abstand a zu dem Objekt 2 aus der ermittelten Verzögerung Tverz und der Ausbreitungsgeschwindigkeit des ersten Pulssignals 3 bestimmt .If the delay T delay of the second pulse signal 9 is equal to the transit time T run of the first pulse signal 3, it must be determined which delay T delay is set on the first means 11 at this point in time when the mixer output signal increases. For this purpose, the sensor 1 has fourth means. The fourth means also delimits the distance a to the object 2 from the determined delay T and the Propagation speed of the first pulse signal 3 determined.
Bei der vorliegenden Erfindung geht es insbesondere darum, die Durchlaßdämpfung des ersten Modulationsschalter 17 und des zweiten Modulationsschalters 19 zu erhöhen. Das wird dadurch erreicht, daß ein dritter Modulationsschalter 21 zwischen dem Oszillator 4 und dem Leistungsteiler 16 angeordnet wird. Der dritte Modulationsschalter 21 ist also in Reihe sowohl zu dem ersten Modulationschalter 17 als auch zu dem zweiten Modulationsschalter 19 angeordnet. Jeweils zwei in Reihe angeordnete Modulationsschalter 17 und 21 bzw. 19 und 21 bilden eine Schalteinheit 6 bzw. 16. Die Durchlaßdämpfung der Schalteinheiten 6, 16 wird durch die Summe der Durchlaßdämpfungen der einzelnen in Reihe angeordneten Modulationsschalter 17 und 21 bzw. 19 und 21 gebildet .The present invention is particularly concerned with increasing the pass loss of the first modulation switch 17 and the second modulation switch 19. This is achieved in that a third modulation switch 21 is arranged between the oscillator 4 and the power divider 16. The third modulation switch 21 is thus arranged in series with both the first modulation switch 17 and the second modulation switch 19. In each case two modulation switches 17 and 21 or 19 and 21 arranged in series form a switching unit 6 or 16. The transmission loss of the switching units 6, 16 is formed by the sum of the transmission losses of the individual modulation switches 17 and 21 or 19 and 21 arranged in series .
Zum periodischen Betätigen der Modulationsschalter 17, 19 werden diese durch einen Pulswiederholfrequenz (puls-repeat- frequence, PRF) -Generator 18 über ein Triggersignal 20 angesteuert. Der PRF-Generator 18 erzeugt ein Rechtecksignal, dessen Frequenz der Pulswiederholfrequenz fpuιswiederhoi des ersten Pulssignals 3 und des zweiten Pulssignals 9 entspricht. Bei jeder ansteigenden Flanke des Rechtecksignals werden der ersten Modulationsschalter 17 und der zweite Modulationsschalter 19 durch das Triggersignal 20 derart angesteuert, daß sie sich für die Dauer eines Pulses Tpuls schließen. Auf diese Weise können dem Trägersignal 5 mit einer bestimmten Pulswiederholfrequenz puιSWiederhoi Pulse mit einer bestimmten Pulsdauer Tpuls aufmoduliert werden. Am Ausgang des ersten Modulationsschalters 17 liegt dann das erste Pulssignal 3 und am Ausgang des zweiten Modulationsschalters 19 liegt das zweite Pulssignal 9 an.For the periodic actuation of the modulation switches 17, 19, these are controlled by a pulse repetition frequency (PRF) generator 18 via a trigger signal 20. The PRF generator 18 generates a square-wave signal, the frequency of which corresponds to the pulse repetition frequency f pu ι swiederho i of the first pulse signal 3 and the second pulse signal 9. On each rising edge of the square-wave signal, the first modulation switch 17 and the second modulation switch 19 become such by the trigger signal 20 controlled that they close for the duration of a pulse T pulse . In this manner, the carrier signal 5 may be modulated with a certain pulse repetition frequency pu ι SW i i ederho pulses with a specific pulse duration T pulse. The first pulse signal 3 is then present at the output of the first modulation switch 17 and the second pulse signal 9 is present at the output of the second modulation switch 19.
Das Triggersignal 5 wird vor dem Ansteuern des zweiten Modulationsschalters 19 durch die ersten Mittel 11 um die variable Verzögerung Tverz verzögert. Der zweite Modulationsschalter 19 wird dann durch das verzögerte Triggersignal 22 angesteuert. Das zweite Pulssignal 9 wird also mittelbar durch Verzögern des Triggersignals 5 verzögert .The trigger signal 5 is delayed by the first delay 11 by the variable delay T before driving the second modulation switch 19 . The second modulation switch 19 is then activated by the delayed trigger signal 22. The second pulse signal 9 is therefore delayed indirectly by delaying the trigger signal 5.
Der PRF-Generator 18 steuert den dritten Modulationsschalter 19 über das Triggersignal 20 und das verzögerte Triggersignal 22 derart an, daß er zumindest dann geschlossen ist, wenn der erste Modulationsschalter 17 oder der zweite Modulationsschalter 19 geschlossen sind. Der dritte Modulationsschalter wird langsamer geschaltet als der erste Modulationsschalter 17 und der zweite Modulationsschalter 19.The PRF generator 18 controls the third modulation switch 19 via the trigger signal 20 and the delayed trigger signal 22 such that it is closed at least when the first modulation switch 17 or the second modulation switch 19 are closed. The third modulation switch is switched more slowly than the first modulation switch 17 and the second modulation switch 19.
In Fig. 2 sind die Signalverläufe der Schaltzeiten der Modulationsschalter 17, 19, 21 dargestellt. Der PRF-Generator 18 steuert den dritten Modulationsschalter 21 derart an, daß er jeweils um ein Mehrfaches der Zeit Tschalt geschlossen ist, für die der erste Modulationsschalter 17 oder der zweite Modulationsschalter 19 geschlossen ist (Tschalt = n* Tpuls) .2 shows the signal curves of the switching times of the modulation switches 17, 19, 21. The PRF generator 18 controls the third modulation switch 21 in such a way that it is closed by a multiple of the time T switch for which the first modulation switch 17 or the second modulation switch 19 is closed (T switch = n * T pulse ).
Bei einer Bandbreite der Pulse, die auf das Trägersignal 5 aufmoduliert werden, von fpuls = 2 GHz ergibt sich eine Pulsdauer von Tpuls = 500 ps . Bei einer angenommenen Pulswiederholfrequenz von fpuιswiederhoi = 5 MHz ergibt sich eine Pulswiederholperiode von Tpulswiederhol = 200 ns für das erste Pulssignal 3 und das zweite Pulssignal 9. Die ersten Mittel 11 werden derart angesteuert, daß das zweite Pulssignal 9 um eine Verzögerung von Tverz = 30 ns gegenüber dem ersten Pulssignal 3 verzögert ist. Der dritte Modulationsschalter 21 überdeckt in seinem geschlossenen Zustand die geschlossenen Zustände des ersten Modulationsschalters 17 und des zweiten Modulationsschalters 19. Der Schaltvorgang des dritten Modulationsschalters 21 dauert bei dem Beispiel aus Fig. 2 τ schait = 4 ns, also die achtfache Zeit der Pulsdauer Tpuls . Das erlaubt eine schmalbandigere Auslegung (250 MHz) der Leitungen von dem dritten Modulationsschalter 21 zu dem ersten Modulationsschalter 17 und dem zweiten Modulationsschalter 19 und des Leistungsteilers 16.With a bandwidth of the pulses that are modulated onto the carrier signal 5 of f pulse = 2 GHz, a pulse duration of T pulse = 500 ps results. With an assumed pulse repetition frequency of f pu ι swiederho i = 5 MHz, a pulse repetition period T pulse repetition = 200 yields ns for the first pulse signal 3 and the second pulse signal 9. The first means 11 are driven such that the second pulse signal 9 by a delay T delay = 30 ns compared to the first pulse signal 3. In its closed state, the third modulation switch 21 covers the closed states of the first modulation switch 17 and the second modulation switch 19. In the example from FIG. 2, the switching operation of the third modulation switch 21 takes τ scha i t = 4 ns, that is to say eight times the pulse duration T pulse . This allows a narrower band design (250 MHz) of the lines from the third modulation switch 21 to the first modulation switch 17 and the second modulation switch 19 and the power divider 16.
Die Modulationsschalter 17, 19, 21 weisen jeweils eine Übertragungsleitung mit variablem Reflexionsfaktor zum Führen des Trägersignals 5, eine in die Übertragungsleitung mündende Stichleitung und Mittel zum Verändern des Abschlußwiderstands der Stichleitung auf. Der Reflexionsfaktor der Übertragungsleitung kann durch Verändern des Abschlußwiderstands der Stichleitung eingestellt werden. Derartig ausgebildete Modulationsschalter 17, 19, 21 werden durch Verändern des Reflexionsfaktors der Übertragungsleitung geschaltet. Solche Modulationsschalter 17, 19, 21 sind insbesondere für die Hochfrequenztechnik gut geeignet, da sie besonders kurze Schaltzeiten aufweisen. The modulation switches 17, 19, 21 each have a transmission line with a variable reflection factor for carrying the carrier signal 5, a stub line opening into the transmission line and means for changing the terminating resistance the branch line. The reflection factor of the transmission line can be adjusted by changing the terminating resistance of the stub line. Modulation switches 17, 19, 21 designed in this way are switched by changing the reflection factor of the transmission line. Such modulation switches 17, 19, 21 are particularly suitable for high-frequency technology, since they have particularly short switching times.

Claims

Patentansprüche claims
Sensor (1) zum Messen eines Abstands (a) zu einem ObjektSensor (1) for measuring a distance (a) to an object
(2) , mit: einem Oszillator (4) zur Generierung eines Trägersignals (5) , einem ersten Modulationsschalter (17) zur Modulation von Pulsen auf das Trägersignal (5) und zur Erzeugung eines ersten Pulssignals (3), einer Sendeantenne (7) zum Aussenden des ersten Pulssignals (3) in Richtung auf das Objekt (2), einer Empfangsantenne (8) zum Empfangen des von dem Objekt (2) reflektierten und um eine Laufzeit verzögerten ersten Pulssignals (13), einem Leistungsteiler (16) , der zwischen dem Oszillator (4) und dem ersten Modulationsschalter (17) angeordnet ist, einem zweiten Modulationsschalter (19) zur Modulation von Pulsen auf das Trägersignal (5) , das über den Leistungsteiler (16) zu dem zweiten Modulationsschalter (19) geführt ist, und zur Erzeugung eines zweiten Pulssignals (9) , ersten Mitteln (11) zum Verzögern des zweiten Pulssignals (9) um eine variable Verzögerung, zweiten Mitteln (12) , die mit den ersten Mitteln (11) zusammenwirken, zum Variieren der Verzögerung des zweiten Pulssignals (9) , dritten Mitteln (14) zum Vergleich der Laufzeit des ersten Pulssignals (3, 13) mit der Verzögerung des zweiten Pulssignals (19) und vierten Mitteln zum Ermitteln der an den ersten Mitteln (11) eingestellten Verzögerung, bei der die Verzögerung gleich der Laufzeit ist, und zum Bestimmen des Abstands (a) zu dem Objekt (2) aus der ermittelten Verzögerung und der Ausbreitungsgeschwindigkeit des ersten Pulssignals (3, 13), dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Oszillator (4) und dem Leistungsteiler (16) ein dritter Modulationsschalter (21) angeordnet ist.(2), with: an oscillator (4) for generating a carrier signal (5), a first modulation switch (17) for modulating pulses onto the carrier signal (5) and for generating a first pulse signal (3), a transmitting antenna (7) for transmitting the first pulse signal (3) in the direction of the object (2), a receiving antenna (8) for receiving the first pulse signal (13) reflected by the object (2) and delayed by a transit time, a power divider (16) which is arranged between the oscillator (4) and the first modulation switch (17), a second modulation switch (19) for modulating pulses onto the carrier signal (5), which is led to the second modulation switch (19) via the power divider (16), and for generating a second pulse signal (9), first means (11) for delaying the second pulse signal (9) by a variable delay, second means (12), which cooperate with the first means (11), for varying the delay of the second pulse signal (9), third means (14) for comparing the transit time of the first pulse signal (3, 13) with the delay of the second pulse signal (19) and fourth means for determining the delay set on the first means (11), in which the delay is equal to the transit time, and for determining the distance (a) to the object (2) from the determined delay and the propagation speed of the first pulse signal (3, 13), characterized in that a third modulation switch (21) is arranged between the oscillator (4) and the power divider (16).
2. Sensor (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (1) einen Pulswiederholfrequenz (pulse- repeat-frequence, PRF) -Generator (18) aufweist, der den ersten Modulationsschalter (17) und den zweiten Modulationsschalter (19) über ein Triggersignal (20) ansteuert .2. Sensor (1) according to claim 1, characterized in that the sensor (1) has a pulse repetition frequency (pulse repeat frequency, PRF) generator (18) which the first modulation switch (17) and the second modulation switch (19th ) controlled via a trigger signal (20).
3. Sensor (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Triggersignal (20) zum Ansteuern des zweiten Modulationsschalters (19) durch die ersten Mittel (11) um die variable Verzögerung verzögert ist. 3. Sensor (1) according to claim 2, characterized in that the trigger signal (20) for driving the second modulation switch (19) by the first means (11) is delayed by the variable delay.
4. Sensor (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der PRF-Generator (18) den dritten Modulationsschalter4. Sensor (1) according to claim 3, characterized in that the PRF generator (18) the third modulation switch
(21) über das Triggersignal (20) und ein verzögertes Triggersignal (22) ansteuert.(21) via the trigger signal (20) and a delayed trigger signal (22).
5. Sensor (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der PRF-Generator (18) den dritten Modulationsschalter (21) derart ansteuert, daß er zumindest dann geschlossen ist, wenn der erste Modulationsschalter (17) oder der zweite Modulationsschalter (19) geschlossen sind.5. Sensor (1) according to one of claims 2 to 4, characterized in that the PRF generator (18) controls the third modulation switch (21) such that it is closed at least when the first modulation switch (17) or second modulation switches (19) are closed.
6. Sensor (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der PRF-Generator (18) den dritten Modulationsschalter6. Sensor (1) according to claim 5, characterized in that the PRF generator (18) the third modulation switch
(21) derart ansteuert, daß er jeweils um ein Mehrfaches der Zeit geschlossen ist, für die der erste Modulationsschalter (17) oder der zweite Modulationsschalter (19) geschlossen ist.(21) controls such that it is closed by a multiple of the time for which the first modulation switch (17) or the second modulation switch (19) is closed.
7. Sensor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulationsschalter (17; 19; 21) jeweils eine Übertragungsleitung mit variabler Durchlaßdämmpfung zum Führen des Trägersignals (5) , eine in die Übertragungsleitung mündende Stichleitung und Mittel zum Verändern des Abschlußwiderstands der Stichleitung aufweisen, wobei die Durchlaßdämpfung der 7. Sensor (1) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the modulation switches (17; 19; 21) each have a transmission line with variable passage attenuation for carrying the carrier signal (5), a spur line opening into the transmission line and means for Modify the terminating resistance of the stub line, the forward loss of
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