Abbildender Radarsensor mit sendeseitig geschalteter Gruppenantenne (eBook)

Heute werden für Satelliten und militärische Anwendungen zunehmend hochauflösende Radarsysteme eingesetzt, die eine trägheitslose, adaptive und programmierbare elektronische Winkelabbildung erlauben. Die Technologien zur Realisierung solcher Systeme sind jedoch aufgrund der Vielzahl der benötigten Hochfrequenzbaugruppen sehr teuer. Demgegenüber gibt es kostengünstige Radarsysteme für automobile Anwendungen, deren Winkelabbildung jedoch deutlich weniger als die der teuren „highend“ Systeme leisten kann. Damit Autofahrer von zukünftigen Fahrerassistenzsystemen in komplexen und gefährlichen Verkehrssituationen noch besser unterstützt werden, sind Sensoren mit hoher Winkelauflösung und großem Sichtbereich notwendig. In dieser Arbeit wird versucht, mit Hilfe eines neuartigen Sensorkonzeptes die Vorteile hochauflösender Radarsysteme für den automobilen Einsatz nutzbar zu machen. In dem entworfenen Sensorkonzept wird eine einfache Hardwarearchitektur mit Methoden der digitalen Strahlformung verbunden. Dadurch wird eine low-cost- Lösung in kompakter Bauweise erreicht, die gegenüber den heute im Einsatz befindlichen automobilen Radarsensoren hinsichtlich Winkelauflösung, Sichtbereich und Flexibilität deutliche Vorteile bietet [9]. Zur Verifikation des Konzepts wurde an der Universität Ulm ein Demonstrationssystem bei einer Frequenz von 24GHz realisiert. Es besteht aus einem FMCW-Radarfrontend und einer abgesetzten Radarelektronik. In dem Frontend sind 25 schaltbare Sendeantennen und zwei parallel betriebene Empfänger realisiert. In einem Messzyklus werden die nacheinander für alle Sende-Empfangs-Kombinationen aufgenommenen FMCW-Messungen unter Verwendung von Methoden der digitalen Strahlformung zu einem Radarbild synthetisiert. Das Demonstrationssystem kann zusammen mit einem Notebook-PC betrieben werden und eignet sich wegen des kompakten Aufbaus vorzüglich zur Durchführung von Feldversuchen; eine schnelle und synchrone Datenaufnahme ermöglicht auch Versuche mit bewegten Objekten. Das Sensorkonzept wurde primär auf die Anforderungen für automobile Radarsensoren kurzer und mittlerer Reichweiten ausgelegt. Die in der Hardwarearchitektur realisierte Flexibilität hinsichtlich Signalerzeugung, Datenerfassung und Signalverarbeitung sowie das synthetische Abbildungsverfahren machen es jedoch für weitere Applikationen sehr interessant. So wurden beispielsweise erfolgreich Feldversuche zu Automatisierungsanwendungen im Tagebau durchgeführt.