Entwicklung eines 77-GHz-Radarsensors mit Winkelmessfähigkeit in Elevation und Azimut:
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2012
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INHALTSVERZEICHNIS
KURZFASSUNG I
ABSTRACT II
DANKSAGUNG III
ABBILDUNGSVERZEICHNIS IX
ABKUERZUNGSVERZEICHNIS XI
SYMBOLVERZEICHNIS XIII
1 EINLEITUNG 1
1.1 STAND DER TECHNIK UND ZIELSETZUNG DER ARBEIT 2
2 RADARSENSORIK IM AUTOMOBIL 5
2.1 ANFORDERUNGEN AN AUTOMOBILRADARSYSTEME 5
2.2 RADAR GRUNDLAGEN 6
2.2.1 RADAR PRINZIP 6
2.3 FMCW-RADAR 7
2.3.1 FMCW-RADARARCHITEKTUR 7
2.3.2 FREQUENZMODULATION 8
2.4 SIGNALVERARBEITUNG, MATCHING UND TRACKING 10
2.5 WINKELSCHAETZUNG 12
2.5.1 AMPLITUDENMONOPULS-VERFAHREN 12
2.5.2 MEHRSTRAHLERSYSTEME 13
2.5.3 PHASENMONOPULS-VERFAHREN 15
2.5.4 WEITERE WINKELDETEKTIONSVERFAHREN 16
2.6 77 GHZ-RADARTECHNOLOGIE 18
2.6.1 RELEVANTE FREQUENZBAENDER 18
2.6.2 SIGE-TECHNOLOGIE 19
2.6.3 PACKAGING 20
3 ANTENNENSYSTEM 2 3
3.1 ANTENNEN 23
3.1.1 ANTENNENGRUNDLAGEN 24
3.1.2 ANTENNENARRAYS 25
3.1.3 APERTURSTRAHLER 26
3.2 LINSENANTENNEN 28
3.2.1 BESCHREIBUNG MIT GEOMETRISCHER OPTIK 30
3.2.2 BEUGUNGSBESTIMMTE BESCHREIBUNG 34
V
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IMAGE 2
3.2.3 GEWINN UND WIRKUNGSGRAD VON LINSENANTENNEN 36
3.3 MIKROSTREIFENANTENNEN 36
4 SENSORKONZEPT 39
4.1 KONZEPT ZUR STRAHLFORMUNG 39
4.2 LINSENDESIGN 41
4.2.1 AUSWAHL GEEIGNETER LINSENFORMEN 41
4.3 NAHFELDBETRACHTUNG 43
4.3.1 BETRAGSCHARAKTERISTIK IM FOKUSBEREICH DER LINSE 44
4.3.2 PHASENDIFFERENZVERLAUF IM FOKUSBEREICH DER LINSE 45
4.4 PATCHANTENNEN-ARRAYS 48
4.4.1 SPEISENETZWERK 48
4.4.2 SERIELL GESPEISTES ARRAY 49
4.4.3 EINZELCHARAKTERISTIK EINES SERIELL GESPEISTEN ARRAYELEMENTES 51
4.5 GESAMTSYSTEM 55
4.5.1 ANTENNENSYSTEM MIT LINSE UND SPEISEARRAYS 55
4.5.2 ABSTRAHLCHARAKTERISTIK 55
4.5.3 ZWEI-WEGE-CHARAKTERISTIK 56
4.6 DIMENSIONIERUNG DER ZYLINDERLINSE 58
5 SYSTEMDEMONSTRATOR 6 1
5.1 SYSTEMARCHITEKTUR 61
5.1.1 SIGE-TRANSCEIVER 61
5.1.2 RADARARCHITEKTUR 62
5.2 SENSORCHARAKTERISIERUNG 63
5.2.1 SENDESEITIGE CHARAKTERISIERUNG 64
5.2.2 EMPFANGSSEITIGE CHARAKTERISIERUNG ELEVATION 65
5.2.3 EMPFANGSSEITIGE CHARAKTERISIERUNG AZIMUT 67
5.3 REFLEXIONEN A N DER DIELEKTRISCHEN LINSE 69
5.3.1 REFLEXIONEN A N GRENZSCHICHTEN 69
5.3.2 EINFLUSS EINER ANTIREFLEXSCHICHT 70
5.3.3 PHASENDIFFERENZVERLAUF UNTER VERWENDUNG EINER ANTIREFLEXSCHICHT .
. 73
6 SYSTEMBEWERTUNG 7 5
6.1 KORRELATIONSALGORITHMUS ZUR BEWERTUNG DES KONZEPTES 75
6.2 DEFOKUSSIERUNG BEIM ZWEIKANAL-SYSTEM 76
6.3 SYSTEMBEWERTUNG MIT VIER ANTENNEN 80
6.4 VARIATION DER ANTENNENPARAMETER 85
6.4.1 VERSCHIEBUNG DER ANTENNENARRAYS 85
6.4.2 AENDERUNG DER LINSENAPERTUR 87
6.4.3 AENDERUNG DES ELEMENTABSTANDES IN Y-RICHTUNG 88
6.4.4 VERGLEICH DER KONZEPTE 89
6.5 VERGLEICH MIT EINEM KLASSISCHEN ANSATZ 90
7 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 9 5
LITERATURVERZEICHNIS 99
V I
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