Radarsensoren vereinfachen Entfernungsmessung
Teile passen auf Chip und werden auf Silizium-Germanium-Basis gebaut
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Moderne Chiptechnologie macht Radar äußerst kompakt (Foto: fhr.fraunhofer.de) |
Wachtberg (pte002/01.04.2016/06:05) Ingenieure des Fraunhofer-Instituts für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR http://fhr.fraunhofer.de haben neue Radarsensoren entwickelt, die hochpräzise Entfernungsmessungen für die zerstörungsfreie Fabrikations- und Qualitätskontrolle auch unter Null-Sicht-Bedingungen ermöglichen.
Kompaktes Hochfrequenzteil
Mit einer anwendungsbezogenen Messgenauigkeit von bis zu unter 100 Mikrometern liefern sie auch bei der Entwicklung von Rauch, Nebel oder Staub und bei hohen Temperaturen exakte Ergebnisse - und das bei Bandgeschwindigkeiten von 20 Metern pro Sekunde und mehr. Die neuen Radarsensoren passen auf einen einzelnen Chip und werden in günstiger Silizium-Germanium-Technologie gefertigt. Das öffnet die Pforte zu komplexen mehrkanaligen Systemen und ebnet den Weg zu einer völlig neuen Generation von Messsystemen.
Abhängig vom Einsatzbereich, der Messgeschwindigkeit und der Messfrequenz liegen die Baugrößen zwischen 5 x 5 x 10 Kubikzentimetern bis Schuhkarton-Größe. Um diesen Grad der Miniaturisierung zu erreichen, setzen die Forscher auf Silizium-Germanium-Technologie. Durch den Einsatz von Halbleitern findet der komplette Hochfrequenzteil des ganzen Radars hochintegriert auf einer Fläche von nur 2 x 2 Quadratmillimetern Platz. Die Stromzufuhr und der Datenabgriff erfolgen über eine USB-, alternativ auch über eine Ethernet-Schnittstelle.
Installation ohne Fachkenntnis
Die Installation der Sensoren via USB erfolgt über Plug & Play. Und da auch die Auswertung und Aufbereitung der Daten mit einer Software ausgeführt wird, sind weder für Installation noch für die Bedienung spezielle Radar-Fachkenntnisse nötig. Gegenwärtig werden die ausgeklügelten FHR-Radare bereits erfolgreich in Stahlwerken bei Warmwalzprozessen genutzt, um die Breite der Brammen zu kontrollieren und den Fertigungsprozess zu steuern.
Die Geräteversionen mit 30 GHz, 60 GHz, 80 GHz, 94 GHz oder 240 GHz können überall in der Fertigung oder Produktkontrolle eingesetzt werden, wo Prozesse mit zerstörungsfreier Prüfung verbessert und aufwendige Schutzmaßnahmen wie bei der Röntgenprüfung umgangen werden sollen. Das Fraunhofer FHR passt das System an die Aufgabenstellung und Vor-Ort-Bedingungen im Betrieb an und erschließt damit vielfältige Einsatzfelder wie die Strukturanalyse von Materialien, Dichtemessungen sowie Messung von Dichteverschiebungen, Vibrationsanalysen, 3D-Vermessungen von Gebäuden und Objekten, Analysen von in oder hinter Wänden verborgenen Strukturen, Feuchtigkeitsmessungen oder das Personentracking.
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