Grundlagen der Radartechnik

Automotives Radar

Zur Erinnerung: Radar arbeitet unter allen Wetterbedingungen wie Regen oder Nebel. Radar kann auch Sichthindernisse durchleuchten wie Sträucher oder hohes Gras. Während der Fahrer nur in eine Richtung blicken kann, können im Fahrzeug für jede Richtung verschiedenste Radargeräte installiert werden, die dann alle gleichzeitig arbeiten. Deren Aufklärungsergebnisse können in einer Blickfelddarstellung (Head-up-Display, HUD) angezeigt werden.

Die Technik dahinter besteht aus mehreren FMCW-Radargeräten mit jeweils dynamisch angepassten Antennendiagrammen. Modernste Geräte können sogar (wie bei einem bistatischen Radar) die Sende- und Echosignale fremder Fahrzeuge zusätzlich auswerten. Oft sind solche Systeme mit zusätzlichen Sensoren wie Kameras oder Laser gekoppelt.

Die Radargeräte arbeiten in einem Frequenzbereich von entweder 24 GHz (K-Band), 76 GHz oder 96 GHz (W-Band). Je nach Teilaufgabe ist das Radar entweder ein reines FMCW-Radar oder (für größere Entfernungen) ein FMiCW-Radar. Diese Radargeräte benutzen meist Gruppenantennen mit verschiedenen Einspeisepunkten für die Hochfrequenz. Jeder Einspeisepunkt resultiert in einem anderen Antennendiagramm mit einer anderen Hauptstrahlrichtung. Mit einem PIN-Diodenschalter werden verschiedene Einspeisepunkte ausgewählt. Somit kann das Antennendiagramm sehr schnell umgeschaltet, also elektronisch geschwenkt werden und so den Raum in Fahrtrichtung zweidimensional abtasten.

„Distronic“ Radar

Bild 2: DISTRONIC-Radarsensor hinter dem Mercedes-Stern

Das etwas ältere „Distronic“ Radar ist ein Bremsassistent. Die drei Sende- und Empfangseinheiten der kompakten „Distronic”- Radar- Antenne strahlen permanent Signale aus und erfassen das Verkehrsgeschehen auf eine Entfernung von bis zu 150 Metern. Treffen die Radar-Impulse auf ein Hindernis, werden sie reflektiert und verändern ihre Frequenz. Aus dieser Frequenzänderung (Doppler-Effekt) berechnet der „Distronic”- Computer die relative Geschwindigkeit zwischen den Fahrzeugen, ihr Abstand ergibt sich aus der Laufzeit der reflektierten Signale.

Adaptive Cruise Control

Die Adaptive Cruise Control (ACC) hält nicht nur die Geschwindigkeit wie ein Tempomat, sondern auch den vorgegebenen Abstand zum Vordermann. Bremst der Vordermann, verzögert auch das eigene Fahrzeug, ebenso fährt es automatisch schneller. Die aufwendigsten heutigen Systeme können im Stop-and-Go-Verkehr auch selbstständig wieder anfahren. Neben mehr Komfort bringt der Abstands-Tempomat einen zusätzlichen Sicherheitsgewinn.

Enhanced Synthetic Vision Radar

Enhanced-Vision-Systeme (EVS) oder Synthetic-Vision-Systeme (SVS) zeigen auf einem hochauflösenden Bildschirm ein durch ein Computer generiertes Bild, welches aus verschiedenen Informationsquellen wie Radar, Infrarotkamera und dem Navigationssystem (GPS) gespeist wird. Durch die Technik erkannte Gefahrengebiete werden durch Linien oder Symbole besonders markiert ohne dabei die direkte Sicht einzuschränken. Dieser Bildschirm befindet sich entweder transparent auf der Frontscheibe oder als günstigere Lösung auf einer davor montierten halbdurchlässigen Scheibe, so dass der Fahrer nicht seinen Blick von der Straße abwenden muss, um die Anzeigen seiner Instrumente zu überblicken.

Fahrerloses Auto

Hier gibt das Radar eine komplette Rundumsicht, koppelt seine Daten mit den Bildern einer hochauflösenden Kamera und dem GPS und führt das Fahrzeug vollautomatisch durch den Verkehr. Hier muss das Fahrzeug wie ein Fahranfänger ebenfalls eine Fahrerlaubnisprüfung ablegen.