Schweizer Electronic AG: 360°-Rundumsicht in Echtzeit durch 3D Radarsensoren für vollautonomes Fahren

Das autonome Fahren zählt neben der E-Mobilität zu den Megatrends in der Automobilbranche. Es wird erwartet, dass im Jahr 2040 mehr als 30 Millionen selbstfahrende Fahrzeuge produziert werden. Fahrerassistenzsysteme, als Vorstufe des vollautomatisierten Fahrsystems, werden bereits heute in modernen Fahrzeugen eingesetzt und zeigen, dass sie zu mehr Komfort und vor allem zu gesteigerter Sicherheit im Straßenverkehr beitragen.

Radar-Sensoren sind unempfindlich gegenüber Wetterbedingungen und eignen sich zur präzisen Bestimmung von Abständen zwischen Fahrzeugen. Genau diese Eigenschaft ist erforderlich, um autonomes Fahren zu ermöglichen.

Die aktuell in Fahrzeugen eingesetzten Radar-Sensoren haben heute ausschließlich zweidimensionale Antennen, so dass der „Sichtwinkel“ der Antenne auf maximal 180° begrenzt ist. Um mit derzeitiger Technologie eine 360°-Rundumsicht des Fahrzeuges zu erreichen, werden heute eine Vielzahl einzelner planarer Radarsensoren benötigt, das zur Folge hat, dass sowohl die Komplexität als auch die Kosten der Sensornetzwerke steigen.

Um diese Einschränkung zu überwinden, haben die Schweizer Electronic AG und das Fraunhofer IZM eigene Lösungskonzepte realisiert. Am Institut für Hochfrequenztechnik des Karlsruhe Institut für Technologie (KIT) wurde das Hochfrequenz-Design erstellt, simuliert und anschließend die Antennen-Leistung an Testvehikeln und Demonstratoren evaluiert.

Durch die Kombination mit der SCHWEIZER FR4-Flex Technologie ist es gelungen, eine Hochfrequenz-Leiterplatte mit präziser 3D-Antenne und eingebettetem Radar MMIC als ein komplettes Radarfrontendmodul in einer kompakten Bauform kostengünstig herzustellen.

Diese Technologie eignet sich ebenfalls für die Mobilfunk-Infrastruktur im 5G-Netz für MIMO Antennen mit hoher Reichweite oder als kosteneffiziente Lösung für das Verkapseln von Radar-Bauelementen mit integrierten Antennen, sog. „Antenna in Package“-Lösungen.

Das Projekt KoRRund, „Konforme und multistatische MIMO-Radarkonfigurationen zur Radarumsicht für das automatisierte Fahren“, wurde vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit einer Summe von 4,6 Millionen Euro gefördert. Zu den Projektpartner zählen Bosch als Projektkoordinator, Inmach, die Hochschule Ulm, das KIT, die Universität Ulm sowie die Schweizer Electronic AG. Nach dreijähriger Laufzeit wurde das Projekt Ende 2020 erfolgreich abgeschlossen.