专利名称：超声波传感器和用于运行超声波传感器的方法
技术领域：
本发明涉及一种超声波传感器和一种用于运行超声波传感器的方法。
背景技术：
超声波传感器具有用于抑制干扰信号的接收滤波器。接收滤波器由系统决定地导 致信号失真，该信号失真限制了距离确定的选择性(分辨率)。由DE 34 11 135 Al已经公开了一种可方位角匹配的、相位控制的声纳。
发明内容
根据本发明的用于运行超声波传感器的方法设有以下步骤将接收滤波器转换到 第一带宽上以检测在近的物体上反射的超声波信号以及将接收滤波器转换到第二带宽上 以检测在远的物体上反射的超声波信号，其中，第一带宽大于第二带宽。通过由于接收滤波器的较大带宽的较小信号失真实现近的物体的高分辨率的距 离确定。这尤其在泊车辅助时具有重要意义。根据本发明的具有可转换的接收滤波器的超声波传感器对于超声波传感器的近 测量范围具有第一带宽而对于超声波传感器的远测量范围具有第二带宽，其中，第一带宽 大于第二带宽。
以下根据优选实施方式和附图解释本发明。在附图中示出图1 超声波传感器的一种实施方式，图2 用于运行超声波传感器的方法的流程图。
具体实施例方式在图1中示出了超声波换能器1的框图。超声波换能器1具有发送装置2，该发 送装置具有能够产生超声波脉冲的超声波换能器。超声波脉冲可以具有100 μ s至500 μ S 范围内的持续时间，例如300 μ S。载波频率可以位于25kHz至IOOkHz的范围内，例如位于 50kHz ο超声波脉冲在物体上被反射。反射的部分被接收装置3探测到，所述接收装置使 用与发送装置2相同的超声波换能器。反射的部分与发送的超声波脉冲相比衰减超过IOOdB的信号强度。因此，在接收 装置3后面连接有作为接收滤波器4的带通滤波器，其用于隐没其他信号源的在接收信号 的工作频带以外的干扰信号。干扰源可以是马达、火花塞、其他超声波发送器。此外应当注 意，发送激励信号下降到小于预期的接收信号的电平上，例如下降100dB。如此设计接收滤波器4的带宽，使得对于远的物体实现尽可能窄带的信号选择。 为此，5kHz至IOkHz的范围内的带宽、例如8kHz是适合的。在此假设发送激励信号减弱IOOdB并且在回声到达时超声波换能器已经衰减。超声波传感器1规定，转换带宽以检测近的物体。近范围例如可以包括30cm半径 内的物体。对于车辆的泊入重要的物体典型地位于近范围内。接收滤波器4的较大带宽导 致信号的较小相位失真。由此也减小衰减信号的相位失真。衰减信号的差拍由于接收滤波器4的非线性 相位特性而被减小。此外，信号频散和由此导致的信号扩散减少。该带宽可以在IOkHz至 30kHz的范围内调节，例如调节到20kHz。接收滤波器4可以由两个离散的滤波器级组成，可以在这两个滤波器级之间转 换。替代地，接收滤波器4由一个数字滤波器组成，所述数字滤波器的分接头(Taps)在运 行中被转换。在用于近范围内的测量的第一带宽和用于远范围内的测量的第二带宽之间的转 换可以通过计时器5实现。该方法在图2中以流程图示出。在发送超声波脉冲以前，将接收滤波器的带宽调节到大的带宽上(Si)。因此，该接 收级被配置用于分析处理来自近环境的反射信号。然后，发送装置2发送超声波脉冲(S2)。 随着超声波脉冲的发送，重置或者启动计时器5 (S； )。计时器5在预先确定的持续时间之后 向接收滤波器4发送触发信号6 (S4)。接收滤波器4随后转换到较小的带宽上(S5)。因此，在预先确定的持续时间内，超声波传感器被配置用于近运行以及随后用于 远运行。预先确定的持续时间确定对于距离多远的物体仍然以第一带通调节来接收信号。 对于6ms的示例性持续时间，在假设声速为340m/s的情况下以小的频率滤波和小的信号失 真检测Im半径以内的所有物体的反射。对于距离更远的物体，在有利于改善相对于信号 工作频宽以外的干扰的干扰距离的情况下信号失真被接受。被接受的信号失真对径向选择 性——即目标反射的可区分性具有很小影响。径向选择性描述相同的最大电平的两个反 射必须具有的径向最小距离，从而反射的最大值之间的电平以最大电平的至少50%下降。另一构型提出使用接收滤波器的两个以上的不同调节。接收滤波器的带宽例如 可以从发送超声波脉冲的时刻起连续地减小。另一构型提出对于距离更远的物体的检测，提高超声波脉冲的脉冲持续时间。与 此并行地，降低接收滤波器4的带宽。例如，脉冲持续时间可以提高到Ims而带宽可以降低 到:3kHz。
权利要求
1.超声波传感器(1)，具有可转换的接收滤波器，所述超声波传感器对于所述超声波 传感器的近测量范围具有第一带宽而对于所述超声波传感器(1)的远测量范围具有第二 带宽，其中，所述第一带宽大于所述第二带宽。
2.根据权利要求1所述的超声波传感器(1)，其特征在于，所述接收滤波器(4)是带通 滤波器。
3.根据权利要求1或2所述的超声波传感器(1)，还具有计时器(5)，所述计时器设置 用于在发送超声波脉冲之后的一个预先确定的时间间隔之后将所述接收滤波器(4)从所 述第一带宽转换到所述第二带宽。
4.根据以上权利要求中任一项所述的超声波传感器(1)，其中，所述第一带宽是 20kHz，而所述第二带宽是8kHz。
5.用于运行超声波传感器的方法，具有以下步骤将接收滤波器转换到第一带宽上以检测在近的物体上反射的超声波信号，以及将该接收滤波器转换到第二带宽上以检测在远的物体上反射的超声波信号，其中，所 述第一带宽大于所述第二带宽。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，在发送超声波脉冲之前将所述接收滤波器(4)转换到所述第一带宽上，发送所述超声波脉冲，以及在发送所述超声波脉冲之后的一个预先确定的时间间隔之后将所述接收滤波器(4) 转换到所述第二带宽上。
7.根据权利要求5所述的方法，其中，为了检测在近的物体上反射的超声波信号而发 送具有第一持续时间的超声波脉冲，为了检测在远的物体上反射的超声波信号而发送具有 第二持续时间的超声波脉冲，其中，所述第一持续时间短于所述第二持续时间。
全文摘要
根据本发明的超声波传感器，具有可转换的接收滤波器，该超声波传感器对于所述超声波传感器的近测量范围具有第一带宽而对于所述超声波传感器的远测量范围具有第二带宽，其中，所述第一带宽大于所述第二带宽。
文档编号G01S7/526GK102150060SQ200980135294
公开日2011年8月10日 申请日期2009年8月6日 优先权日2008年9月9日
发明者M·赖歇 申请人:罗伯特·博世有限公司
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