DrohnenradarDigitalradar300 GHz Radar

Radare für Kfz, Drohnen/UAV (unmanned aerial vehicle) und industrielle Anwendungen

Am Institut für Mikrowellentechnik werden Radarsysteme für neuartige Anwendungen in den Sparten Kfz, Industrie und Drohnen/UAV entworfen und die entsprechende Radarsignalverarbeitung entwickelt.

Der Schwerpunkt der Forschungsarbeit liegt auf dem Entwurf des gesamten Radarsensorsystems. Dies umfasst nicht nur das Frontend und das Backend, sondern auch die Systemauslegung und die hardwarenahe Radarsignalverarbeitung. Hierzu werden zum einen spezielle Antennen und andere passive HF-Komponenten entwickelt, zum anderen Schaltungen zur Frequenzsynthese, Signalverstärkung und Filterung entworfen und gefertigt.

Die Systeme werden dabei direkt an den Anwendungszweck angepasst. So wird an drohnengestützen Sensorsystemen im Frequenzbereich zwischen 1 GHz und 4 GHz gearbeitet. Dabei forscht das Institut an einem Digitalradar im Basisband zur Erstellung digitaler Höhenmodelle, sowie an einem FMCW-Radar zur Detektion von vergrabenen Objekten, wie zum Beispiel Anti-Personen-Minen.

Auch im für den Automotive-Bereich wichtigen Frequenzbereich bei 77 GHz wird sowohl an FMCW- als auch Digitalradaren geforscht. Neben hochauflösenden MIMO-Radaren stehen hier auch Radarnetzwerke im Fokus. Diese werden beispielsweise für robuste Gestenerkennung sowie SAR- und gridmapbasierte Umfelderfassung verwendet. Mit neuen, kohärenten Netzwerkkonzepten wird zudem eine hochauflösende Winkelschätzung ermöglicht, mit der unter anderem Ziele in Verkehrsszenarien besser unterschieden werden können. Mit zunehmender Anzahl an Radarsensoren im Straßenverkehr erhöht sich die Interferenzwahrscheinlichkeit. Daher wird am Institut an Strategien zur aktiven Interferenzvermeidung gearbeitet.

Im Industriebereich beschäftigt sich das Institut beispielsweise mit einer 2D-MIMO-Radararchitektur für hochauflösende Radarsensoren bei 300 GHz. Die Massenproduktion von Antennenarrays steht ebenfalls im Fokus. So werden neuartige Kalibrationsansätze entwickelt, welche geringere Anforderungen an die Größe der Messkammer und die Zeitdauer der Kalibrationsmessungen stellen und gleichzeitig mehr Informationen über die Systeme gewinnen können.

Kompetenzen

  • Anwendungsspezifisches Systemdesign für Radarsensoren
    • Hardwareaufbau, inklusive Front- und Backend
    • Entwicklung innovativer Algorithmen zur Radarsignalverarbeitung
  • Einsatz der Radarsensoren in neuartigen Anwendungen
  • Systemdesign und Signalverarbeitung bei Digitalradaren
    • OFDM- und PMCW-Modulation
    • Signalerzeugung- und Verarbeitung mithilfe von FPGAs
  • Entwurf von Radarsensornetzwerken für verbesserte Leistungsfähigkeit
    • Multiperspektivische Radarsysteme
    • Neuartige kohärente Radar-Netzwerkarchitekturen

Förderprojekte
Neben einer Vielzahl bilateraler Industrieprojekte werden folgende Forschungsprojekte bearbeitet:

  • Urs-Endress-Stiftung: Projekt „Findmine“, Drohnen-gestützte Minendetektion mittels GPR/SAR
  • DFG: Sub-THz skalierbares Sensor-SoC
  • DFG: PN-Radarnetzwerke mit Phasenrausch-Unterdrückung
  • DFG: Multistatische kohärente MIMO-Radarnetzwerke
  • BMBF: „IMIKO RADAR“, Interferenzminimierung durch Kooperation bei Radarsensoren
  • MWK: „Intuitiver“, Interaktion zwischen automatisierten Fahrzeugen und leicht verletzbaren Verkehrsteilnehmern