Nowoczesne miniaturowe czujniki radarowe do zastosowań w transporcie i na nowych rynkach
Coraz wyższy poziom automatyzacji w prawie wszystkich aspektach życia codziennego i w zastosowaniach przemysłowych wymaga od maszyn zdolności do obserwacji otoczenia i wykrywania otaczających je ludzi i przedmiotów. Precyzyjne wykrywanie odległości i prędkości jest zatem niezbędne w wielu różnych systemach transportowych, takich jak cywilne mikrodrony, roboty, w pełni zautomatyzowane łańcuchy transportowe i autonomiczne samochody. Wszystkie te zastosowania mają takie same specjalne wymagania. Należą do nich m.in. jak najdalsza miniaturyzacja i integracja funkcjonalności, niewielki ciężar, minimalne zużycie energii, doskonała dokładność pomiaru oraz tanie technologie. Finansowany przez UE projekt ELIRAD miał na celu opracowanie systemu front-end radaru o nowych właściwościach istotnych dla przyszłych rynków oraz integrację i wdrożenie tych systemów w czujnikach. „Opracowaliśmy nową generację nowoczesnych czujników radarowych 120 GHz, idealnie dopasowanych do tych systemów i ich wymagań”, mówi koordynator projektu Anja Boelicke. „Nowe czujniki oferują wyjątkowe zalety, a jednocześnie są pozbawione wad obecnych technologii”. Obecnie procesy detekcyjne i pomiarowe wykonywane są za pomocą kilku znanych technologii, takich jak pomiar ultradźwiękowy i lidar. Podejścia te mają swoje mocne i słabe strony, zarówno pod względem technicznym, jak i kosztowym. „Stosunkowo nowa technologia front-endów radaru o wysokiej częstotliwości otwiera nowe możliwości w tej dziedzinie”, tłumaczy badaczka. Członkowie zespołu zaczęli od oceny struktury i trendów rynkowych. Analiza ta pomogła w wybraniu otwartych segmentów rynku o wystarczającej wielkości i potencjale wzrostu. Miniaturowe opakowanie, maksymalne możliwości Partnerzy projektu zaprojektowali ultrakompaktowy, unikalny front-end radaru. Składa się on z chipów krzemowych montowanych w standardowych obudowach Quad Flat No-Lead pracujących w paśmie 120 GHz. Miniaturowe radary składają się z krzemowego, niedrogiego systemu front-end ze zintegrowanymi antenami o wymiarach 8×8 mm. Badacze wybrali przemysłowe, naukowe i medyczne pasmo 120 GHz, ponieważ umożliwia ono miniaturyzację anteny przy zachowaniu wysokiej kierunkowości. Ponadto umożliwia zastosowaniom korzystanie z zalet tego nielicencjonowanego pasma częstotliwości. Obudowa radaru, pomimo niewielkich rozmiarów, jest solidnym komponentem do wysoce precyzyjnych urządzeń do pomiaru odległości. Zużywa znacznie mniej energii niż obecnie stosowane systemy, jest odporna na zabrudzenia, niezawodna i chroni prywatność danych. Niezrównana precyzja czujnika radarowego Wersja RS1 czujnika radarowego spełnia wymagania przemysłu transportowego w zakresie temperatur, wytrzymałości i standaryzacji. „Zapewnia on wysoką dokładność pomiarów w zasięgu do 20 m, z docelową dokładnością poniżej 1 mm”, kontynuuje Boelicke. „Ta wyjątkowa dokładność jest zaletą unikalną na skalę światową”. Po zakończeniu projektu ELIRAD produkt jest teraz dostępny przy minimalnej ilości zamówień zaledwie kilkuset sztuk. Ma to na celu wsparcie MŚP w rozwoju i wprowadzaniu na rynek produktów. Aby tego dokonać, zespół projektu opracował wraz z europejskim partnerem nowy, tani proces montażu. „ELIRAD umożliwia dalszy rozwój najnowocześniejszego czujnika radarowego od poziomu wykonalności i demonstracji do gotowości przemysłowej oraz dojrzałości do wprowadzenia na rynek”, podsumowuje Boelicke. „Te nowe czujniki znajdą zastosowanie w przełomowych rozwiązaniach transportowych i na wschodzących rynkach”.
Słowa kluczowe
ELIRAD, system front-end radaru, czujnik radarowy, autonomiczne systemy transportowe, miniaturyzacja, pasmo
