Codierte Doppler-Radarsensoren zur präzisen Weg- und Geschwindigkeitsmessung: systemtechnische Aspekte und Realisierung
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INHALTSVERZEICHNIS
INHALT
SEITE
1.
EINFUEHRUNG
1
1.1
MIKROWELLENSENSORIK
FUER
ZUKUENFTIGE
VERKEHRSANWENDUNGEN
?
1
1.2
ZIELSETZUNG
DER
DISSERTATION
3
2.
GRUNDLAGEN
DER
WEG
UND
GESCHWINDIGKEITSMESSUNG
NACH
DEM
DOPPLERPRINZIP
4
2.1
MESSPRINZIP
4
2.2
HERLEITUNG
DER
SYSTEMFUNKTION
5
2.3
DER
DOPPLERSENSOR
ALS
ORTSFREQUENZFILTER
9
2.4
EINFLUSS
DER
SENSORPARAMETER
AUF
DIE
MESSGENAUIGKEIT
10
2.4.1
STATISTISCHE
MESSUNSICHERHEITEN
10
2.4.2
WECHSELNDE
FAHRBAHNEIGENSCHAFTEN
UND
MEHRWEGEAUSBREITUNG
11
2.4.3
FAHRZEUGDYNAMIK
13
2.4.4
TEMPERATUR
UND
RAUSCHEINFLUESSE
14
2.5
SCHLUSSFOLGERUNGEN
FUER
DIE
SYSTEMAUSLEGUNG
15
3.
HOCHFREQUENZ-SIGNALQUELLE
16
3.1
THEORETISCHE
GRUNDLAGEN
VON
HOCHFREQUENZ-OSZILLATOREN
16
3.1.1
GRUNDPRINZIP
UND
STABILISIERUNGSMECHANISMEN
16
3.1.2
URSACHEN
DES
OSZILLATORRAUSCHENS
20
3.2
SCHALTUNGSTOPOLOGIEN
FUER
OSZILLATOREN
MIT
DIELEKTRISCHEM
RESONATOR
22
3.3
GRUNDWELLEN-DROS
BEI
24
GHZ
24
3.3.1
VERSTAERKER
24
3.3.2
RUECKKOPPLUNGSFILTER
MIT
DIELEKTRISCHEM
RESONATOR
27
3.3.3
EINTOR-DRO
31
3.3.4
ZWEITOR-DRO
34
3.3.5
TEMPERATURSTABILITAET
36
3.4
BEURTEILUNG
DER
REALISIERTEN
GRUNDWELLENOSZILLATOREN
37
II
INHALTSVERZEICHNIS
4.
QUADRATUR-EMPFAENGER
38
4.1
DIODENMISCHER
38
4.1.1
PRINZIP
DER
DIODEN-FREQUENZMISCHUNG
3
8
4.1.2 EINDIODENMISCHER
FUER
24
GHZ
40
4.2
HOMODYNER,
RAUSCHGESTOERTER
KORRELATIONSEMPFANG
42
4.2.1
ALLGEMEINER
DEMODULATIONSANSATZ
42
4.2.2
BERECHNUNG
DES
DOPPLERSIGNAL-RAUSCHSPEKTRUMS
44
4.2.3
EINFLUSS
DES
PHASEN
UND
AMPLITUDENRAUSCHENS
45
4.3
KOMPLEXWERTIGE
DEMODULATION
UND
RAUSCHUNTERDRUECKUNG
46
4.3.1
PRINZIP
DER
DIFFERENTIELLEN
MESSUNG
(REFERENZ-ZIEL-PRINZIP)
47
4.3.2
GRUNDIDEE
DER
PHASENUMTAST-METHODE
47
4.3.3
PSK-MODULATOR
FUER
24
GHZ
49
4.4
VERIFIKATION
DER
PHASENUMTAST-METHODE
51
5.
GRUNDPRINZIPIEN
DER
ENTFERNUNGSSELEKTIVITAET
53
5.1
KONZEPT
DES
OPTIMALEMPFAENGERS
54
5.1.1
MATCHED-FILTER
54
5.1.2
RADAR-KONELATIONSEMPFAENGER
57
5.2
FUNKTIONSPRINZIP
ENTFEMUNGSSELEKTIVER
DOPPLERSENSOREN
59
5.3
MODULATIONSSIGNALE
60
5.3.1
ENTFEMUNGSSELEKTIONSVERMOEGEN
60
5.3.2
SPREAD-SPECTRUM-SIGNALE
61
5.3.3
STOERSICHERHEIT
UND
KOMPRESSIONSGEWINN
62
5.3.4
EINFLUSS
DES
DOPPLEREFFEKTS
AUF
DIE
KONELATIONSEIGENSCHAFTEN
63
5.4
RESUEMEE
ZU
DEN
GRUNDPRINZIPIEN
DER
ENTFEMUNGSSELEKTIVITAET
64
6.
ENTFERNUNGSSELEKTIVE
DOPPLER-RADARSENSOREN
BEI
24
GHZ
65
6.1
PULSMODULATION
65
6.1.1
DOPPLER-RADARSENSOR
NACH
DER
DOPPELPULS-METHODE
66
6.1.2
ERZEUGUNG
KURZER
24-GHZ-MIKROWELLENPULSE
68
6.1.3
MESSUNG
DER
ENTFEMUNGSSELEKTIVITAET
73
6.2
DIGITALE
PHASENCODIERUNG
MIT
M-SEQUENZEN
74
6.2.1
EIGENSCHAFTEN
VON
M-SEQUENZEN
75
6.2.2
CODEGENERATOR
76
6.2.3
PSEUDORAUSCHCODIERTER
RADARSENSOR:
GRUNDKONZEPT
76
6.2.4
DIGITALE
QUADRATUR-KORRELATION
78
6.3
MODULATION
MIT
ANALOGEN
PULSKOMPRESSIONSSIGNALEN
80
6.3.1
ANALOGMODULATOR
FUER
24
GHZ
80
INHALTSVERZEICHNIS
III
6.3.2
CODEGENERATOR
MIT
OBERFLAECHENWELLENFILTER
81
6.3.3
MODULATION
MIT
FARBIGEM
RAUSCHEN
83
6.4
BEURTEILUNG
DER
ENTFEMUNGSSELEKTIVEN
DOPPLER-RADARSENSOREN
86
7.
PRAKTISCHER
EINSATZ
DER
SENSOREN
88
7.1
RADAR-FRONT-END
88
7.2
PKW-MESSUNGEN
88
7.3
EISENBAHN-MESSUNGEN
91
8.
ZUSAMMENFASSUNG
UND
WEITERES
ENTWICKLUNGSPOTENTIAL
93
8.1
ERGEBNISSE
DER
DISSERTATION
93
8.2
MOEGLICHE
WEITERENTWICKLUNGEN
95
FORMELZEICHEN
UND
ABKUERZUNGEN
97
LITERATURVERZEICHNIS
104 |
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