Geschwindigkeitsschätzung und Kompensation für FMCW MIMO Radarsysteme unter Verwendung von Zeitmultiplex-Verfahren

In dieser Arbeit wird die Eignung von MIMO-Radarsensoren (MIMO - Multiple Input Multiple Output) im Millimeterwellenbereich zur zweidimensionalen Objektlokalisierung unter Berücksichtigung von relativen Bewegungen theoretisch und praktisch untersucht. Hierbei wird die nötige Orthogonalität der Sendesignale durch Zeitmultiplex-Verfahren sichergestellt. Diese Methode bietet Vorteile im Hardwareaufwand des Sensors, jedoch werden die negativen Einflüsse von Bewegungen auf das Messergebnis dadurch verstärkt. Daher werden zunächst die verschiedenen Bewegungseinflüsse qualitativ analysiert. Dann wird ein spezielles Schaltschema eingeführt, durch das die Einflüsse in der Winkelebene vernachlässigbar werden. Dieses Schaltschema wird in verschiedenen Modulationsverfahren eingesetzt, welche eine Geschwindigkeitsschätzung ermöglichen. Zur Bewegungskompensation werden speziell entwickelte Algorithmen verwendet. Es werden sowohl die Einflüsse von radialen und tangentialen Geschwindigkeitskomponenten, von beschleunigten Bewegungen, als auch von Vibrationen und Rotationen untersucht. Zur Verifikation der Modulationsformate und der verwendeten Algorithmen werden Messungen mit einem MIMO-System mit vier Sendern und vier Empfängern basierend auf einer linearen Frequenzmodulation vorgestellt. Um Einschränkungen des realen Systems zu kompensieren, werden geeignete Verfahren entwickelt und zielführend eingesetzt. Die vorgestellten Methoden und Algorithmen können die durch die Verwendung von Zeitmultiplex-Verfahren verursachten Nachteile in Bezug auf Bewegungen, erfolgreich kompensieren.