Verkehr

MIT RADAR AUF DER ÜBERHOLSPUR

Moderne Hochfrequenzsensoren sind auf verschiedensten Plattformen im Einsatz. Gerade für Anwendungen im Luft-, See- und Straßenverkehr bietet Radar vielfältige Möglichkeiten. Das Fraunhofer FHR untersucht in unterschiedlichsten Projekten, wie sich dieses Potenzial erschließen lässt.

Ziel der Forschungsarbeiten am Fraunhofer FHR sind kundenspezifische, kosteneffiziente Lösungen: Beginnend bei Machbarkeitsstudien sowie Chip- und Antennendesign entwickeln die Wissenschaftler neue Hardware-Konzepte für viele Verkehrsträger. Im Automotive-Bereich entstand bei einem langjährigen Industriepartner mit Unterstützung des FHR ein 24 GHz-Radar, das in über vierzig Fahrzeugtypen bereits millionenfach verbaut ist. Derzeit wirken die Wissenschaftler an einem verbesserten System mit: Hier kommt das Frequenzband um 77 GHz zum Einsatz. Diese Frequenz ermöglicht noch kompaktere Bauformen und neue Features für Fahrerassistenzsysteme. Der Trend zum „software defined radar“ eröffnet eine Vielzahl von weiteren Anwendungsmöglichkeiten. Innovative Anwendungen im Bereich des autonomen Fahrens werden zunehmend auf intelligente Sensorik zugreifen und von adaptiver Signalverarbeitung profitieren. So werden zukünftige kognitive Radarsysteme in der Lage sein Betriebsparameter und Wellenform an die Umgebung anzupassen: Multifunktionale Sensoren, die Nah- und Fernbereich abdecken, zur Fußgängererkennung eingesetzt werden und neben der Radarfunktion auch Car-to-Car Kommunikationsaufgaben übernehmen.

Auch für den Luftverkehr erarbeiten die Forscher neue Lösungen: Neben Onboard-Anwendungen stehen hier Optimierung von Luftraum- und Flugfeldüberwachung (Fremdkörper-Detektion im Flughafenumfeld) sowie die Sicherung des Flugverkehrs auf der Strecke im Fokus (z. B. bedarfsgerechte Abschaltung von Laserlink-Satellitenkommunikation zum Schutz der Piloten).

Eine weitere Expertise neben dem Schaltungsdesign ist die Identifikation des optimalen Einbauorts einer Antenne am Fahrzeug: Der Einbauort und dessen Umgebung sowie die Eigenschaften der verbauten Materialien beeinflussen die Leistungsfähigkeit einer Antenne. Mittels elektromagnetischer Modellierung kann die Funktion eines Systems bereits in der Designphase analysiert werden. Für Fahrzeuge, bei denen der Luftwiderstand (Aerodynamik) eine Rolle spielt, entwickelt das Institut leistungsfähige und störfeste strukturintegrierte Antennen. Das Anwendungsspektrum reicht von bemannten und unbemannten Luftfahrzeugen über Landfahrzeuge bis hin zu unterschiedlichen Schiffstypen. Einsatz finden diese Antennen zur Navigation sowie zur Kommunikation.

Das Institut verfügt über tiefgreifende physikalische, ingenieurwissenschaftliche und mathematische Fachkenntnisse. Es vereint somit das ganze Leistungsspektrum unter einem Dach: Vom Technologie-Consulting (Beratung und Bewertung von neuen Technologien) bis zu Entwurf, Konstruktion und Prototypenbau. Seine Arbeiten sind darauf ausgerichtet, Fragestellungen bei der Entwicklung eines neuen Produkts zügig und zeitnah zu lösen. Das Entwicklungsrisiko für den Kunden ist dabei gering, da sich die Wissenschaftler kontinuierlich mit nahezu allen Aspekten der Thematik befassen.

Beim Aufbau von kostengünstigen, kundenspezifischen Systemen hat das Fraunhofer FHR neue Akzente gesetzt: Dank seiner Kompetenz im Bereich der Silizium-Germanium-Halbleitertechnologie (SiGe) kann es kostengünstig hochintegrierte Komponenten entwerfen. In Kombination mit den am Fraunhofer FHR entwickelten Technologien, Verfahren und Systemen können so neue Anwendungsmöglichkeiten in vielen Bereichen erschlossen werden. Ziel der Aktivitäten im Geschäftsfeld Verkehr ist es mit innovativer Technologie einen wesentlichen Beitrag zur Verbesserung der Sensorik zu leisten und dem Kunden auch in Zukunft einen Wettbewerbsvorteil zu verschaffen.