Radarsensoren mit aktiven, integrierten Millimeterwellenantennen:
Gespeichert in:
| 1. Verfasser: | |
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| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
1999
|
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| Beschreibung: | München, Techn. Univ., Diss., 1999 |
| Beschreibung: | X, 166 S. Ill., graph. Darst. |
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INHALTSVERZEICHNIS
ZUSAMMENFASSUNG
VII
1
EINFUEHRUNG
1
1.1
MIKROWELLENRADARSENSORIK
-
CHANCEN
UND
GRENZEN
.
1
1.2
STAND
DER
TECHNIK
.
3
1.3
ZIELE
DER
ARBEIT
.
4
2
PASSIVE
MILLIMETERWELLENSCHALTUNGEN
AUF
HOCHOHMIGEM
SILIZIUM
6
2.1
HOCHOHMIGES
SILIZIUM
ALS
SUBSTRATMATERIAL
FUER
INTEGRIERTE
MILLIMETERWELLEN
SCHALTUNGEN
.
6
2.2
VERLUSTE
IN
PLANAREN
WELLENLEITERN
AUF
SILIZIUMSUBSTRATEN
.
8
2.3
EXPERIMENTELLE
UNTERSUCHUNG
DES
LANGZEITVERHALTENS
.
9
2.3.1
ABLAUF
DER
UNTERSUCHUNGEN
UND
TESTPHILOSOPHIE
.
9
2.3.2
SIMULATION
UND
TESTSCHALTUNGEN
.
10
2.3.3
MESSTECHNISCHE
CHARAKTERISIERUNG
.
11
2.3.4
ALTERUNG
UND
EXPOSITION
GEGEN
UMWELTEINFLUESSE
.
11
2.3.5
MESSERGEBNISSE
.
12
2.3.6
BEWERTUNG
DER
MESSERGEBNISSE
.
14
2.4
PLANARE
MILLIMETERWELLENANTENNE
AUF
HOCHOHMIGEM
SILIZIUM
.
15
2.4.1
GRUNDLEGENDE
ENTWURFSZIELE
.
16
2.4.1.1
TECHNOLOGISCHE
RANDBEDINGUNGEN
.
16
2.4.1.2
TORVERHALTEN
DER
ANTENNE
.
16
2.4.1.3
FEMFELDPOLARISATION
.
16
2.4.1.4
STRAHLUNGSWIRKUNGSGRAD
.
17
2.4.1.5
RICHTDIAGRAMM
.
17
2.4.2
BAUFORMEN
.
17
2.4.3
NAEHERUNGSWEISE
BERECHNUNG
VON
PATCHDIPOLANTENNEN
.
19
2.5
VOLLWELLENANALYSE
PLANARER
MILLIMETERWELLENANTENNEN
.
22
2.5.1
INTEGRALGLEICHUNGSMETHODE
ZUR
ANALYSE
PLANARER
ANTENNENSTRUKTUREN.
.
.
22
2.5.2
DIE
MOMENTENMETHODE
.
24
2.5.3
AUSWAHL
VON
BASIS
UND
TESTFUNKTIONEN
ZUR
ANALYSE
PLANARER
ANTENNEN
.
25
2.5.4
LOESUNG
DER
INTEGRALGLEICHUNG
FUER
DAS
ELEKTRISCHE
FELD
MIT DER
MOMENTEN
METHODE
.
26
2.5.5
ORTSBEREICHSMETHODEN
ZUR
BESTIMMUNG
DER
IMPEDANZMATRIX
.
28
2.5.6
SPEKTRALBEREICHSMETHODEN
ZUR
BESTIMMUNG
DER
IMPEDANZMATRIX
.
28
2.5.7
DER
ANREGUNGSVEKTOR
.
31
2.5.8
LOESUNG
DER
MATRIXGLEICHUNG
.
32
2.5.9 BERECHNUNG
WICHTIGER
ANTENNENPARAMETER
AUS
DER
STROMBELEGUNG
DER
ANTENNE
.
32
2.5.9.1
TORVERHALTEN
.
32
2.5.9.2
FEMFELD
UND
POLARISATION
.
34
2.5.9.3
STRAHLUNGSWIRKUNGSGRAD
.
35
3
INTEGRIERTE
MILLIMETERWELLENDETEKTORANTENNEN
36
3.1
MILLIMETERWELLENDETEKTION
DURCH
SILIZIUM
SCHOTTKYDIODEN
.
37
3.1.1
DIE
GLEICHSPANNUNGSKENNLINIE
DER
SCHOTTKYDIODE
NACH
DEM
MODELL
VON
BETHE
.
37
3.1.2
ERSATZSCHALTBILD
REALER
SCHOTTKYDIODEN
.
39
3.1.3
HOMODYNE
DETEKTION
OHNE
LOKALOSZILLATOR
.
40
3.1.3.1
VIDEOIMPEDANZ,
KURZSCHLUSSSTROM
UND
LEERLAUFSPANNUNGS
EMPFINDLICHKEIT
.
40
3.1.3.2
RAUSCHEN
.
43
3.1.3.3
BESTIMMUNG
DER
QUALITAETSZAHL
M
UND
DES
MINIMAL
DETEKTIERBAREN
SIGNALS
MDS
.
44
3.1.4
HOMODYNE
DETEKTION
MIT
SUBTRAEGERVERFAHREN
.
46
3.1.5
HOMODYNE
DETEKTION
MIT
LOKALOSZILLATOR
.
46
3.1.5.1
GRUNDLEGENDE
EIGENSCHAFTEN
VON
MILLIMETERWELLENEMPFANGS
MISCHEM
.
47
3.1.5.2
KONVERSIONSMATRIX
.
48
3.1.5.3
RAUSCHZAHL
UND
MDS
.
51
3.2
INTEGRIERTE
DETEKTORANTENNE
IM
MILLIMETERWELLENBEREICH
.
52
3.2.1
GRUNDLAGEN
.
52
3.2.2
GRUNDLEGENDES
ZU
EIGENSCHAFTEN
VON
DETEKTORANTENNE
.
53
3.2.3
LINEAR
POLARISIERTE
DETEKTORANTENNEN
.
53
3.2.4
ZIRKULAR
POLARISIERTE
DETEKTORANTENNEN
.
55
3.2.4.1
ZIRKULAR
POLARISIERTE
DETEKTORANTENNEN
MIT
PHASENSCHIEBEMETZWERK
.
56
3.2.4.2
ZIRKULAR
POLARISIERTE
DETEKTORANTENNEN
MIT
RESONANZPHASENSCHIEBER
.
57
II
3.2.5
HETERODYNE
MESSTECHNIK
ZUR
BESTIMMUNG
DER
EIGENSCHAFTEN
VON
POLARISATIONSSELEKTIVEN
DETEKTORANTENNEN
.
59
3.2.5.1
SPEZIELLE
PROBLEME
BEI
DER
CHARAKTERISIERUNG
ZIRKULAR
POLARISIERTER
DETEKTORANTENNEN
.
59
3.2.5.2
QUASIOPTISCHE,
HETERODYNE
MESSTECHNIK
.
60
3.2.5.3
LEISTUNGSDATEN
UND
MESSERGEBNISSE
.
61
3.3
OPTIMALER
ENTWURF
VON
VIDEOVERSTAERKERN
FUER
DETEKTORANTENNEN
.
62
3.3.1
GRUNDSCHALTUNGEN
.
62
3.3.2
RAUSCHZAHL
UND
RAUSCHANPASSUNG
.
63
3.3.3
ENTWURFSBEISPIELE
MIT
HANDELSUEBLICHEN
VERSTAERKERN
.
64
4
AKTIVE,
INTEGRIERTE
MILLIMETERWELLENANTENNEN
66
4.1
LAUFZEITDIODEN
AUF
SILIZIUM
.
68
4.1.1
ALLGEMEINER
AUFBAU EINER
LAUFZEITDIODE
.
68
4.1.2
KLASSIFIZIERUNG
VON
LAUFZEITDIODEN
.
69
4.1.3
KLEINSIGNALTHEORIE
DER
IMPATT-DIODE
.
69
4.1.4
IMPEDANZ
DER
IMPATT-DIODE
IM
GROSSSIGNALMODELL
.
71
4.1.5
MODIFIZIERUNG
DER
IMPATT-DIODE
ZUR
LEISTUNGSSTEIGERUNG
.
72
4.2
SELBSTSCHWINGENDE,
AKTIVE
INTEGRIERTE
ANTENNEN
MIT
LAUFZEITDIODEN
.
73
4.2.1
ERSTELLUNG
EINES
ERSATZSCHALTBILDS
FUER
PLANARE
MILLIMETERWELLENANTENNEN.
.
74
4.2.2
ALLGEMEINE
SCHWINGBEDINGUNG
.
75
4.2.3
EINTOROSZILLATOREN
.
75
4.3
AKTIVE,
INTEGRIERTE
ANTENNEN
IN
FLIP-CHIP
INTEGRATIONSTECHNIK
.
76
4.3.1
FLIP-CHIP
INTEGRATION
VON
LAWINENLAUFZEITDIODEN
.
77
4.3.2
ENTWURF
AKTIVER,
INTEGRIERTER
ANTENNEN
MIT
FLIP-CHIP
IMPATT-DIODEN
.
.
78
4.3.3
LEISTUNGSDATEN
EINER
61
GHZ
AIA
MIT
FLIP-CHIP
IMPATT-DIODEN
.
79
4.4
STROMVERSORGUNG
AKTIVER,
INTEGRIERTER
ANTENNEN
AUF
BASIS
VON
LAWINENLAUFZEITDIODEN
.
81
4.4.1
GLEICHSTROMVERSORGUNG
VON
IMPATT-OSZILLATOREN
.
81
4.4.2
CHAOTISCHE
INSTABILITAETEN
UND
BIAS-SCHWINGUNGEN
IN
AIA
MIT
IMPATT-DIODEN
.
83
4.5
MODULATION
SELBSTSCHWINGENDER,
AKTIVER
INTEGRIERTER
ANTENNEN
.
84
4.5.1
AMPLITUDENMODULATION
UND
PULSMODULATION
.
84
4.5.2
FREQUENZMODULATION
.
85
4.5.3
BEWERTUNG
DER
MODULATIONSEIGENSCHAFTEN
VON
SELBSTSCHWINGENDEN
AIA
.
.
85
III
5
AKTIVE,
INTEGRIERTE
ANTENNEN
ALS
DOPPLERSENSOREN
86
5.1
THEORIE
DES
ZWEIPOLOSZILLATORS
IM
SELBSTMISCHENDEN
BETRIEB
.
86
5.1.1
KONVERSIONSMATRIX
DES
SELBSTMISCHENDEN
OSZILLATORS
.
87
5.1.2
BERECHNUNG
DES
KONVERSIONSGEWINNS
SELBSTSCHWINGENDER
MISCHER
.
.
.
89
5.1.3
EMPFINDLICHKEIT
AKTIVER,
INTEGRIERTER
ANTENNEN
IM
SELBST
SCHWINGENDEN
MISCHBETRIEB
.
91
5,1.4
PRAKTISCHE
BESTIMMUNG
DER
KONVERSIONSPARAMETER
EINER
AKTIVEN,
INTEGRIERTEN
ANTENNE
IM
SELBSTSCHWINGENDEN
MISCHBETRIEB
.
91
5.1.5
RAUSCHEN
AKTIVER,
INTEGRIERTER
ANTENNE
IM
SELBSTSCHWINGENDEN
MISCHBETRIEB
.
94
5.1.6
MINIMAL
DETEKTIERBARES
SIGNAL
MDS
UND
RAUSCHZAHL
F
.
.
95
5.2
DOPPLERRADARSENSOREN
MIT
AKTIVEN,
INTEGRIERTEN
ANTENNEN
.
96
5.2.1
FUNKTIONALITAET
DES
MONOSTATISCHEN
DAUERSTRICHRADARS
(YYDOPPLERRADAR
"
)
.
.97
5.2.2
DOPPLERRADARSENSOREN
AUF
DER
BASIS
SELBSTMISCHENDER
ALA
.
98
5.2.3
MAXIMALE
RADARREICHWEITE
RMAX
.
98
5.2.4
PRAKTISCHE
BESTIMMUNG
VON
MDS
UND
RMAX
EINES
AIA-DOPPLERSENSORS
.
.99
5.3
DOPPLERSENSOREN
MIT
AKTIVEN,
INTEGRIERTEN
ANTENNEN
IM
PRAKTISCHEN
EINSATZ
.
.
.100
5.3.1
REICHWEITE
UND
STRAHLFORMUNG
.
100
5.3.2
PARASITAERE
SYNCHRONISATION
.
101
5.3.3
FREQUENZDRIFT
.
102
5.3.4
FEHLENDE
RICHTUNGSINFORMATION
IM
SELBSTMISCHENDEN
BETRIEB
.
102
6
INTEGRIERTE,
STRAHLUNGSGEKOPPELTE
MILLIMETERWELLENANTENNEN
103
6.1
STRAHLUNGSGEKOPPELTE
MILLIMETERWELLENSCHALTUNGEN
.
104
6.1.1
OBERFLAECHENWELLENANREGUNG
IN
MIKROSTREIFENLEITUNGSSCHALTUNGEN
.
.
.
.104
6.1.2
STRAHLUNGSKOPPLUNG
VON
AKTIVEN,
INTEGRIERTEN
ANTENNEN
UND
DETEKTORANTENNEN
.
106
6.2
STRAHLUNGSGEKOPPELTE,
AKTIVE
INTEGRIERTE
ANTENNEN
ALS
DOPPLERSENSOREN
.
.
.
.107
6.2.1
TESTOBJEKTE
.
107
6.2.2
MESSAUFBAU
.
107
6.2.3
ERGEBNISSE
UND
VERGLEICH
.
108
6.3
VORZEICHENSELEKTIVES
DOPPLERRADAR
.
109
6.3.1
PRINZIP
DES
VORZEICHENSELEKTIVEN
DOPPLERRADARS
.
110
6.3.2
REALISIERUNG
EINES
VORZEICHENSELEKTIVEN
DOPPLERRADARS
MIT
STRAHLUNGS
GEKOPPELTEN,
INTEGRIERTEN
MILLIMETERWELLENANTENNEN
.
110
6.3.3
NACHWEIS
DER
VORZEICHENSELEKTIVITAET
.
111
IV
7
AUSWERTUNG
VON
DOPPLERSIGNALEN
114
7.1
THEORIE
DES
DOPPLERRADARS
IM
MONOSTATISCHEN
FALL
.
114
7.1.1
MODELLIERUNG
DES
DOPPLERSENSORS
IM
ORTSBEREICH
.
114
7.1.2
THEORETISCHE
VORHERSAGE
DER
ORTSANTWORT
REALER
DOPPLERSENSOREN
.
.
.
.116
7.1.3
UEBERTRAGUNGSFUNKTION
EINES
DOPPLERSENSORS
IM
ORTSFREQUENZBEREICH
.
.
.118
7.1.4
MESSVERFAHREN
ZUR
BESTIMMUNG
DER
ORTSANTWORT
REALER
DOPPLERSENSOREN
.
.119
7.1.5
DOPPLEREFFEKT
BEI
ABTASTUNG
EINER
RAUHEN
OBERFLAECHE
.
120
7.2
DOPPLERSIGNALVERARBEITUNG
.
121
7.2.1
UEBERSICHT
VON
VERFAHREN
ZUR
AUSWERTUNG
VON
DOPPLERSIGNALEN
.
121
7.2.2
DOPPLERFREQUENZBESTIMMUNG
DURCH
SPEKTRALE
SCHAETZVERFAHREN
IM
ZEITBEREICH
.
122
7.2.2.1
SIGNALMODELLE
.
122
7.2.2.2
BESTIMMUNG
DER
MODELLPARAMETER
.
123
7.2.2.3
BESTIMMUNG
DER
BANDPASS-MITTENFREQUENZ
AUS
DEN
MODELLPARAMETEM
.
124
7.2.2.4
NUMERISCHE
STABILITAET
DES
ADAPTIONSALGORITHMUS
.
125
7.2.3
ADAPTIVE
BANDPASSVORFILTERUNG
.
125
7.2.4
PRAKTISCHE
UNTERSUCHUNGEN
ZUR
BESTIMMUNG
DER
DOPPLERFREQUENZ
GESTOERTER
SIGNALE
.
126
7.3
BESTIMMUNG
DES
GESCHWINDIGKEITSVORZEICHENS
.
127
8
RADARSYSTEME
MIT
AKTIVEN,
INTEGRIERTEN
ANTENNEN
129
8.1
MILLIMETERWELLENGESTUETZTER
INTRUSIONSSENSOR
.
129
8.1.1
AUFBAU
UND
WIRKUNGSWEISE
EINES
MILLIMETERWELLENGESTUETZTEN
INTRUSIONSSENSORS
.
130
8.1.2
AUFBAU
EINES
DEMONSTRATORS
.
131
8.1.3
MESSWERTE
.
131
8.1.4
SIGNALVERARBEITUNG
.
132
8.1.5
AUSBLICK
.
134
8.2
EIN
TRAGBARES,
VORZEICHENSELEKTIVES
GESCHWINDIGKEITSMESSSYSTEM
.
134
8.2.1
SYSTEMKONZEPT
.
134
8.2.2
LEISTUNGSDATEN
.
135
8.2.3
BEWERTUNG
UND
AUSBLICK
.
136
8.3
DOPPLEMAVIGATOR FUER
AUTOMOBILE
ANWENDUNGEN
.
137
8.3.1
PRINZIP
DES
KLASSISCHEN
DOPPLEMAVIGATORS
.
138
8.3.2
SYSTEMAUFBAU
.
140
V
8.3.3
SIGNALVERARBEITUNG
.
142
8.3.3.1
BESTIMMUNG
DER
DOPPLERFREQUENZ
.
143
8.3.3.2
WAHL
DER
ABTASTFREQUENZ
UND
DER
BLOCKLAENGE
.
143
8.3.3.3
BESTIMMUNG
DES
GESCHWINDIGKEITSVORZEICHENS
.
143
8.3.3.4
DIGITALE
VERSTAERKUNGSREGELUNG
.
144
8.3.3.5
ERKENNUNG
DES
STILLSTANDES
.
144
83.3.6
ABLAUFDIAGRAMM
.
144
8.3.4
SYSTEMLEISTUNGEN
.
145
8.3.4.1
REICHWEITE
.
145
8.3.4.2
GESCHWINDIGKEITSMESSUNG
AUF
FAHRBAHNSIMULATOREN
.
145
8.3.4.3
TESTS
IM
REALEN
STRASSENVERKEHR
.
147
8.3.4.4
ZUSAMMENFASSUNG
DER
SYSTEMLEISTUNGEN
.
148
8.3.5
BEWERTUNG
DES
SYSTEMS
UND
AUSBLICK
.
149
ANHANG
RECHTLICHE
RAHMENBEDINGUNGEN
150
LITERATURVERZEICHNIS
152
LITERATUR
ZUM
1.
KAPITEL
.
152
LITERATUR
ZUM
2.
KAPITEL
.
154
LITERATUR
ZUM
3.
KAPITEL
.
157
LITERATUR
ZUM
4.
KAPITEL
.
159
LITERATUR
ZUM
5.
KAPITEL
.
162
LITERATUR
ZUM
6.
KAPITEL
.
164
LITERATUR
ZUM
7.
KAPITEL
.
165
LITERATUR
ZUM
8.
KAPITEL
.
166
VI |
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| author | Raßhofer, Ralph Helmar |
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