Radarsensor in Autoscheinwerfer schafft Platz im Fahrzeug

Details: Veröffentlicht: 15.10.2020; Zuletzt aktualisiert: 16.02.2024; Zugriffe: 6846

Moderne Fahrassistenzsysteme verwenden Radartechnik. Hierfür gibt es viele Systeme zu adaptiver Regelung der Geschwindigkeit, Unterstützung des Spurwechsels, Vermeidung von Kollisionen sowie Erkennung von Fußgänger und Radfahrer. Alle ebnen den Weg zum selbstfahrenden Auto. Das Fraunhofer FEP hat jetzt einen Radarsensor entwickelt, der in den Autoscheinwerfer integriert werden kann.

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Baumraum für Sensoren wird knapp
Beschichtung auf Sensor lenkt Strahlung
- Beteiligte Institute an Radarglass

Baumraum für Sensoren wird knapp

Der Einbau einer stetig wachsenden Anzahl an Sensoren begrenzt die Verfügbarkeit exponierter Messstellen. Es ist kaum noch weiterer Bauraum für die Installation von Sensoren vorhanden. Das Fraunhofer Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP hat deswegen diese Radarsensoren entwickelt. Solch ein Radarsensor lässt sich in den Frontscheinwerfer integrieren. Das zugrunde liegende Projekt, welches vom Bundesministerium für Bildung und Forschung BMBF gefördert wird, nennt sich Radarglass.

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Durch die Integration der Radarsensoren in die Frontscheinwerfer eines Fahrzeugs sind diese vor Schnee, Eis und Regen geschützt. Die äußere Fahrzeughülle wird nicht beeinträchtigt. Designer künftiger Automobil Generationen sind nicht mehr durch zusätzliche Sensor Aufbauten am Fahrzeug eingeschränkt.

Die Forscher untersuchten zusammen mit Projektpartnern, mit welchem Dünnschichtsystem sich Radarwellen verlustarm steuern lassen, ohne die Beleuchtungsfunktion des Scheinwerfers einzuschränken. Sie entwickelten eine dünne transparente funktionale Beschichtung für eine im Scheinwerfer angebrachte Baugruppe. Mit ihr lassen sich die Radar Strahlen gezielt formen und lenken.

Beschichtung auf Sensor lenkt Strahlung

Die Beschichtung vom Radarsensor kann die Strahlausbreitung je nach Einsatzart unterschiedlich manipulieren. Bei der Fußgänger Erfassung werden die Radarstrahlen zum Beispiel zur Seite gelenkt. Die Strahlausformung lässt sich wie ein Auge auf den Nah- oder Fernbereich anpassen. Zum Lenken der Ausbreitung und Formen der Radarstrahlen müssen kleine Bereiche der Beschichtung mittels Laser präzise strukturiert wearden. So können diese als Antennen für die Radarwellen fungieren.

„Im Rahmen des Projektes haben wir ein Dünnschichtsystem entwickelt, dass 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° und +120 °C standhält“, erläutert Dr. Manuela Junghähnel, Projektleiterin am Fraunhofer FEP.

Ein Demonstrator wurde für den Fernbereich ausgelegt. Mit ihm 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 können mit dem Radar erfasst werden.

Beteiligte Institute an Radarglass

Am Projekt Radarglass sind neben dem Fraunhofer FEP das Institut für Hochfrequenztechnik der RWTH Aachen und das Fraunhofer Institut für Lasertechnik ILT beteiligt. Die Experten der RWTH Aachen simulierten das Antennenlayout und überprüften dieses durch Messungen im 76 GHz bis 81 GHz Band. So konnten Eignung und Leistungsfähigkeit des Radarreflektors bestimmt werden. Die Wissenschaftler am Fraunhofer ILT entwickelten einen hochpräzisen Laserabtragprozess für die Strukturierung der Antennen auf der Beschichtung.

3D-Druck Verfahren | Fertigung der Zukunft

Durch Radarglass werden viele Anwendungen in der Automobil- und Zulieferindustrie erschlossen. Aus dem aktuellen Entwicklungstrend zu autonomen Fahrzeugen sind vielfältige Impulse zu erwarten. Neben Lizenzvereinbarungen streben die Verantwortlichen weitere Kooperationen mit der Industrie an, um die Radarsensoren in Serie produzieren zu können.