Schwerpunkte

Projekt RadarGlass

Vom Autoscheinwerfer zum Radarsensor

29. September 2020, 14:04 Uhr   |  WEKA Newsdesk, kv

Vom Autoscheinwerfer zum Radarsensor
© Fraunhofer FEP

Gemeinsam mit Partnern entwickelte das Fraunhofer FEP Radarsensoren, die sich in die Frontscheinwerfer eines Autos integrieren lassen.

Für Fahrassistenzsysteme ist Radartechnologie unverzichtbar. Durch den Einbau von immer mehr Sensoren in Kombination mit der begrenzten Verfügbarkeit exponierter Messstellen ist aber kaum noch Bauraum für die Installation von Sensoren verfügbar. Das Fraunhofer FEP rückt diesem Problem nun zu Leibe.

Sicherheits- und Assistenzsysteme gewinnen in der Automobilindustrie zunehmend an Bedeutung. Durch die Zunahme an Assistenzsystemen und immer höhere Anforderungen an die Kraftfahrzeughersteller, insbesondere in der Entwicklung autonomer Fahrzeuge, steigt die Anzahl benötigter Sensorsysteme im Auto stetig. Allerdings ist der Platz für deren räumliche Unterbringung limitiert, sodass neue Lösungen zur raumsparenden Integration zahlreicher unterschiedlicher Sensoren gefunden werden müssen.
 
Einen Ansatz, um diesem Problem zu begegnen, bietet das das kürzlich abgeschlossene Projekt »RadarGlass«. Gemeinsam mit Partnern hat das Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP dabei Radarsensoren entwickelt, die in die Frontscheinwerfer eines Autos integriert werden können.

Durch die Integration der Sensoren in die Frontscheinwerfer sind diese vor Schnee, Eis und Regen geschützt, und die äußere Fahrzeughülle wird nicht beeinträchtigt. Zudem sind Designer künftiger Autogenerationen nicht durch zusätzliche Sensoraufbauten am Fahrzeug in ihrer Kreativität eingeschränkt.

Die an dem Projekt beteiligten Wissenschaftler untersuchten zunächst, mit welchem Dünnschichtsystem sich Radarwellen verlustarm steuern lassen, ohne dass es die Beleuchtungsaufgabe des Scheinwerfers einschränkt. Dazu wurde eine dünne transparente funktionale Beschichtung für eine im Scheinwerfer angebrachte Baugruppe entwickelt, mit der sich die Radarstrahlen gezielt formen und lenken lassen.

Ausbreitung der Radarstrahlen gezielt manipulieren

Die Beschichtung kann die Strahlausbreitung je nach Einsatzart unterschiedlich manipulieren: Um zum Beispiel Fußgänger zu erfassen und zu erkennen, werden die Radarstrahlen zur Seite gelenkt. Wie ein Auge lässt sich die Strahlausformung auf den Nah- oder Fernbereich anpassen. Um die Ausbreitung der Radarstrahlen zu lenken und zu formen, müssen kleine Bereiche der Beschichtung mittels Laser präzise strukturiert werden, sodass diese als Antennen für die Radarwellen fungieren können.

»Im Rahmen des Projektes haben wir ein Dünnschichtsystem entwickelt, das im sichtbaren Bereich nahezu transparent ist und zudem auch hochfrequente Wellen formen kann. Der Herstellungsprozess ist so weit optimiert, dass die Beschichtung die Farbe der Lichtquelle unverändert lässt und Temperaturschwankungen zwischen -30 °C und +120 °C standhält«, erklärt Dr. Manuela Junghähnel, Projektleiterin am Fraunhofer FEP.

Ein Demonstrator ist für den Fernbereich ausgelegt: Damit lässt sich das Radar mit einer Verstärkung von 20 dBi (Antennengewinn) in einer kleinen Strahlbreite von 5° in Fahrtrichtung bündeln. Hindernisse in bis zu 300 m Entfernung sind erfassbar.

Neben dem Fraunhofer FEP sind das Institut für Hochfrequenztechnik der RWTH Aachen und das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT am Projekt RadarGlass beteiligt. Die Experten des Instituts für Hochfrequenztechnik der RWTH Aachen simulierten das Antennenlayout und überprüften dieses durch Messungen im 76-GHz- bis 81-GHz-Band. Somit konnten die Eignung und die Leistungsfähigkeit des Radarreflektors bestimmt werden. Die Forscher am Fraunhofer ILT entwickelten einen hochpräzisen Laserabtragprozess zur Strukturierung der Antennenelemente auf der Beschichtung.

Auf Facebook teilenAuf Twitter teilenAuf Linkedin teilenVia Mail teilen

Das könnte Sie auch interessieren

Neue Kooperationen für eine schnellere SerDes-Standardisierung
4D-Imaging-Radarsystem für automatisiertes Fahren
Mit digitalen Zwillingen das autonome Fahren vorantreiben

Verwandte Artikel

Fraunhofer FEP, RWTH Aachen International Academy