Miniaturradarsensoren auf dem neuesten Stand der Technik für Anwendungen im Transportwesen und in aufkommenden Märkten
Die immer größer werdende Automatisierung in nahezu allen Bereichen des täglichen Lebens sowie bei industriellen Anwendungen erfordert, dass Maschinen ihre Umgebung überwachen und die Menschen und Objekte rund um sie erkennen. Die höchst präzise Messung von Abständen und Geschwindigkeiten ist deshalb für eine Vielzahl der aufkommenden autonomen Transportsystemen, wie zum Beispiel Mikro-Drohnen für zivile Anwendungen, Robotik, vollständig automatisierte Transportketten und selbst fahrende Kraftfahrzeuge, von größter Bedeutung. Für alle diese Anwendungen gelten dieselben speziellen Anforderungen. Dazu zählen höchstmögliche Miniaturisierung und Integration der Funktionalität, geringes Gewicht, minimaler Energieverbrauch, ausgezeichnete Messgenauigkeit und kostengünstige Technologie. Das von der EU finanzierte Projekt ELIRAD verfolgt das Ziel, eine Radar-Datenstation mit neuen Eigenschaften zu entwickeln, die für zukünftige Märkte relevant sind, und diese Radar-Datenstationen in die Sensoren zu integrieren. „Wir haben eine neue Generation modernster 120-GHz-Radarsensoren entwickelt, die sich ideal für diese Systeme und deren Anforderungen eignen“, sagt Projektkoordinatorin Anja Boelicke. „Die neuen Sensoren bieten außergewöhnliche Vorteile und vermeiden gleichzeitig die Nachteile bestehender Technologien.“ Derzeit werden Abtast- und Messverfahren mit mehreren bekannten Technologien, wie zum Beispiel Ultraschallmessung und die Lichterkennungs- und automatische Bereichseinstellungstechniken ausgeführt. Diese Herangehensweisen haben Stärken und Schwächen, sowohl in Bezug auf die Technik als auch auf die Kosten. „Die relativ neue Technologie der Hochfrequenz-Radar-Datenstationen eröffnet neue Optionen in diesem Feld“, stellt sie fest. Mitglieder des Teams begannen mit einer Bewertung der Marktstruktur und Trends. Diese Bewertung trug dazu bei, offene Marktsegmente mit ausreichender Größe und ausreichendem Wachstumspotenzial zu bewältigen. Minimale Verpackung, maximale Fähigkeiten Projektpartner entwarfen eine extrem kompakte, einzigartige Radar-Datenstation. Diese umfasst Silizium-Chips, die in standardmäßigen Quad Flat No Leads Packages montiert sind und im 120-GHz-Band arbeiten. Die Miniatur-Radare bestehen aus einer kostengünstigen Radar-Datenstation auf Siliziumbasis mit integrierten Antennen mit Maßen von insgesamt 8x8 mm. Das industrielle, wissenschaftliche und medizinische 120-GHz-Band wurde gewählt, da es die Miniaturisierung der Antenne ermöglicht und gleichzeitig eine hohe Richtcharakteristik aufrechterhält. Zusätzlich ermöglicht es seinen Anwendungen, von den Vorteilen dieses nicht lizenzierten Frequenzbands zu profitieren. Das Radargehäuse ist trotz seiner minimalen Abmessungen eine robuste Komponente in hoch präzisen Geräten zur Abstandsmessung. Es verbraucht deutlich weniger Energie als derzeit eingesetzte Systeme, ist immun gegen Schmutz, zuverlässig und respektiert die Privatsphäre. Unübertroffene Präzision bei Radarsensoren Die Version RS1 des Radarsensors erfüllt die Anforderungen der Transportbranche bezüglich Temperaturbereich, Stabilität und industrielle Standardisierung. „Sie bietet Messungen hoher Genauigkeit in einem Bereich von bis zu 20 m, mit einer Zielbereichsgenauigkeit von mehr als 1 mm“, führt Frau Boelicke weiter aus. „Diese überragende Genauigkeit stellt einen weltweit einzigartigen Vorteil dar.“ Nach der Fertigstellung von ELIRAD ist das Produkt nun mit Mindestbestellmengen im Bereich von Hunderten Stück verfügbar. Damit sollen KMUs bei Entwicklung und Markteinführung ihrer Produkte unterstützt werden. Um dieses Ziel zu erreichen, entwickelte das Projektteam in Zusammenarbeit mit einem europäischen Partner ein neues kostengünstiges Montageverfahren. „ELIRAD ermöglicht die Weiterentwicklung eines innovativen Radarsensors von der Machbarkeitsstudie über Demonstrationsstufen bis hin zur industriellen Marktreife für die Markteinführung“, schließt Frau Boelicke ab. „Diese neuen Sensoren werden bahnbrechende Transportanwendungen und aufstrebende Märkte unterstützen“.
Schlüsselbegriffe
ELIRAD, Radar-Datenstation, Radarsensor, autonome Transportsysteme, Miniaturisierung, Band
