Entfernungs- und Bewegunssensor

Winziger Radarsensor misst wenige Millimeter

07.09.12 | Redakteur: Hendrik Härter

Der Radar-Sensor ist nur halb so groß wie eine Eurocent-Münze und es sind alle Hochfrequenzkomponenten integriert
Der Radar-Sensor ist nur halb so groß wie eine Eurocent-Münze und es sind alle Hochfrequenzkomponenten integriert

Kleiner als eine Eurocent-Münze: Wissenschaftler haben einen Miniatur-Entfernungs- und Bewegungssensor entwickelt, der nicht nur zur Abstandsmessung im Auto eingesetzt werden kann.

Im hektischen Stadtverkehr sind Parkplätze oft Mangelware. Und ist dann eine Lücke gefunden, muss noch eingeparkt werden. Hier helfen Radarwellen, die auch in die engsten Parklücken navigieren.

Aber auch in vielen Industrieprozessen müssen Fertigungsroboter im unbekannten Umfeld millimetergenau gesteuert werden. Forscher haben die notwendige Radartechnologie jetzt in millimetergroße Chips integriert.

Alle Komponenten in einem Gehäuse

Alle Hochfrequenzkomponenten sind auf einem Chip integriert und dieser lässt sich auf Standard-Platinen auflöten und erhält niederfrequente Signale, welche problemlos verarbeitet werden. Der Sender sendet und empfängt elektromagnetische Wellen mit einer Frequenz von 122 GHz, eine Wellenlänge von etwa zweieinhalb Millimeter. Aus der Laufzeit der Welle zu einem Objekt in mehreren Metern Entfernung wird der Abstand mit einer Genauigkeit von bis zu unter einem Millimeter berechnet.

Über den Dopplereffekt lässt sich sogar die Geschwindigkeit des Objekts messen. Dabei ist der Sensor selbst nur 8 mm x 8 mm groß. Die Ausgangssignale sind niederfrequente Signale, die mit Standardelektronik weiter verarbeitet werden können.

Serienproduktion soll Stückkosten drücken

Dank der kompakten Bauweise kann die Technik neue Anwendungsgebiete erschließen. Langfristig ist es möglich, in einer Serienproduktion die Stückkosten für den Radarsensor unter einem Euro zu drücken. Und es lassen sich nicht nur Abstände messen oder Industrieroboter steuern. So können sie als flache Bewegungssensoren für Türen und Tore, die hinter der Tapete verschwinden oder Bohrmaschinen, die eigenständig bei der gewünschten Bohrtiefe abschalten, eingesetzt werden.

Ein Chip, viele Forschungseinrichtungen

Technisch basiert der Chip auf der SiGe-BiCMOS-Technologie des IHP-Leibnitz-Instituts für innovative Mikroelektronik, die für höchste Frequenzen geeignet ist. Das Design des Chips wurde vom IHP und von Silicon Radar entwickelt. Am KIT in Karlsruhe wurde das Design der Sende- und Empfangsantennen und die Integration von Chip und Antennen auf die kleine Fläche realisiert. Das dünne, flexible organische Trägermaterial der Antennen wurde von der Hightec MC aus dem schweizerischen Lenzburg entwickelt.

Das finnische Unternehmen SELMIC hat das keramische Gehäuse hergestellt, sowie die Einzelteile des Prototyps zusammengefügt. Die Robert Bosch GmbH hat eine Vielzahl möglicher Anwendungen untersucht und darauf basierend die Systemauslegung des Sensors erstellt, die Integration der Ansteuerelektronik durchgeführt und den Funktionstest übernommen.

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für den Fortschritt gut, aber auf Menschen zielen und diesen Leid zufügen, ist wohl verfehlt, wenn...  lesen
posted am 01.11.2012 um 19:16 von Unregistriert


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