19.03.2021

Rundum-Blick mit Radarsensoren

Neuer Weg hin zu 3D-strukturierten Radarmodulen.

Alleine auf den europäischen Straßen sollen bis 2030 zehn Millionen selbst­fahrende Autos unterwegs sein – in China laut aktueller Prognosen fast doppelt so viele. Der Trend geht unwei­gerlich zum auto­matisierten Fahren, denn die Vorteile liegen auf der Hand: effi­zienterer Straßen­verkehr durch Vernetzung der Fahrzeuge, Komfort und Zeiteinsparung für die Passagiere, vor allem aber erhöhte Sicherheit während der Fahrt. So passieren die meisten Verkehrsunfälle doch aufgrund von mensch­lichen Fehlern. Um diese Sicherheit gewähr­leisten zu können, werden automatisierte Fahrzeuge mit Radar­sensoren ausgestattet, die ihre Umgebung scannen und verarbeiten. Da diese Sensoren derzeit flächig aufgebaut und bevorzugt an Front und Heck des Fahrzeugs angebracht sind, überwachen sie üblicherweise nur einen Bereich von 180°. Um eine 360°-Echtzeit­erfassung zu realisieren und somit die Aufnahme von kleinsten Objekten und Lebewesen aus verschiedenen Perspek­tiven zu garantieren, übersteigen Forscher im Projekt KoRRund die bestehenden Barrieren der Radar-Entwicklung und erforschten neue Ansätze räumlicher Auflösung sowie der Zielklassi­fikation.

Abb.: Rundumsicht in auto­matisierten Fahrzeugen: Dank „Panel Level...
Abb.: Rundumsicht in auto­matisierten Fahrzeugen: Dank „Panel Level Mold­technologien“ wird drei­dimensionale, in ihrer Form frei wählbare Radar­sensorik möglich. (Bild: Fh.-IZM)

Das Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikro­integration IZM war maßgeblich an den Entwicklungen des Teilvorhabens beteiligt, in dem Mold­technologien für die 3D-Radar­sensorik simuliert, aufgebaut und getestet wurden. Um optimale Hoch­frequenz-Antennen mit den Methoden der Höchstintegration zu entwickeln, haben die drei Technologie-Partner des Teilvorhabens – Bosch, Schweizer Electronic AG und Fraunhofer IZM – einzeln Lösungs­ansätze erarbeitet, die zusammen mit dem Karlsruher Institut für Technologie bezüglich ihrer Hochfrequenz-Eignung bewertet wurden. Forschungs­schwerpunkt war der Transfer vom Zwei­dimensionalen in die dritte Dimension durch das Einführen von flexiblen Bereichen, also die Realisierung klappbarer Aufbauten auf Basis etablierter Fertigungs­technologien. Hier schlugen die Forscher auf Basis der Compression Mold Technologie einen vielver­sprechenden Weg hin zu 3D-strukturierten Radarmodulen ein.

Die Forscher verkapseln das zuvor planare Hochfrequenz-Substrat in gebogener Form, so dass im Nachgang keine Fixierung mehr notwendig ist: Es entstand eine Freiform­fläche für Antennen, die bei 76 Gigahertz eingesetzt werden können und gleichzeitig nur ein Minimum an Bauraum beanspruchen. Mit Hilfe eines speziellen Verkap­selungs-Systems wird es möglich, das bestückte Substrat zeitgleich formgebend zu hinter­spritzen und eine auf dem Substrat montierte Hochfrequenz-Schaltung zu übermolden, also schützend zu umspritzen und zu unterfüllen. Somit kann nahezu jede beliebige Geometrie robuster und kosten­günstiger 3D-Antennen realisiert und auch in großen Stückzahlen hergestellt werden. Diese Technik kann nicht nur für die Rundumsicht am Auto, sondern auch in verschiedensten Antennen­designs von Nutzen sein. Von runden, eckigen bis hin zu ganz speziellen Formen – mit dieser Freiform-Technik sind industrielle Anwendungen in fast allen Bereichen des Radars, der Optik und auch der Sensorik denkbar.

Das Projekt KoRRund – Konforme und multistatische MIMO-Radar­konfigurationen zur Radarumsicht für das auto­matisierte Fahren – wurde Ende 2020 nach einer Projekt­laufzeit von drei Jahren erfolgreich abgeschlossen. Gefördert wurde das Projekt vom Bundes­ministerium für Bildung und Forschung mit einer Summe von 4,6 Millionen Euro.

Fh.-IZM / JOL

Weitere Infos

Virtuelle Jobbörse

Virtuelle Jobbörse
Eine Kooperation von Wiley-VCH und der DPG

Virtuelle Jobbörse

Innovative Unternehmen präsentieren hier Karriere- und Beschäftigungsmöglichkeiten in ihren Berufsfeldern.

Die Teilnahme ist kostenfrei – erforderlich ist lediglich eine kurze Vorab-Registrierung.

EnergyViews

EnergyViews
Dossier

EnergyViews

Die neuesten Meldungen zu Energieforschung und -technologie von pro-physik.de und Physik in unserer Zeit.

Meist gelesen

Themen