Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Kooperationspreis Wissenschaft/Wirtschaft für Ulmer Antennenkonzept "Abstandsradar"

24.02.2004


Kooperationspreis Wissenschaft/Wirtschaft der Universität Ulm



Seit einigen Jahren bieten viele Autofirmen für ihre hochwertigen Fahrzeuge Abstandsradarsensoren als Ergänzung zum Tempomat an. Dabei läßt sich bei freier Straße einerseits eine konstante Geschwindigkeit des Fahrzeugs einhalten und andererseits bei dichterem Verkehr und wechselnden Geschwindigkeiten das Fahrzeug automatisch in einem sicheren Abstand zum Vordermann führen. Der Sensor bzw. die Antenne muß einen Erfassungsbereich (Öffnungswinkel) von etwa 3 Grad haben, um in ca. 100 m Abstand eine (1) Fahrbahn ausleuchten zu können. Um den für Mikrowellenantennen kleinen Winkel zu erreichen, ist es erforderlich, entweder den Antennendurchmesser sehr groß oder die Frequenz sehr hoch zu wählen. Da der Durchmesser der Antenne aber auf maximal 80-90 mm beschränkt ist, arbeiten die Radarsensoren in dem für diese Anwendung zugelassenen sehr hohen Frequenzbereich von 76 bis 77 GHz.



Damit auch die Nachbarfahrbahnen sowie die eigene Fahrbahn in Kurven überwacht werden können, haben die heute verwendeten Sensoren drei gegeneinander leicht versetzte Blickrichtungen (drei Strahlrichtungen der Antenne), zwischen denen zyklisch umgeschaltet wird. Der Radarsensor muß - sowohl was die Flächen- als auch was die Tiefenausdehnung betrifft - auf möglichst kleinem Raum untergebracht werden. Die Fläche der Antenne ist durch die vorgegebene Winkelöffnung bestimmt, die Tiefenausdehnung des Sensors hängt jedoch von einer optimalen Ausführung des Sensors, vor allem aber der Antenne ab. "Klassische" Antennenformen wie eine Parabolantenne (z. B. bei DaimlerChrysler) oder eine Antenne mit einer Linse (z. B. beim Radar von Bosch) haben eine große Tiefe und sind derzeit nur eine Notlösung. Ein möglicher Ansatz wären Antennen auf rein planarer Basis - eine Leiterkarte mit metallischen Strahlerelementen auf der Oberfläche. Solche Antennen sind im Prinzip einfach und kostengünstig herzustellen, weisen aber für diese Anwendung viel zu hohe Verluste auf, das heißt es geht ein großer Teil sowohl der Sende- als auch der Empfangsleistung in der Antenne verloren.

An diesem Punkt konnten Prof. Dr. Wolfgang Menzel, Leiter der Abteilung Mikrowellentechnik der Universität Ulm, und Mitarbeiter eine neue Lösung anbieten: eine auf planaren Strukturen beruhende und damit einfach und günstig herzustellende, andererseits aber die Verluste der ganz flachen Antennen vermeidende Konstruktion. Der "Preis": die Antenne ist nicht ganz so dünn wie eine Leiterplatte, dafür aber nur etwa halb so tief wie die herkömmlichen Formen. Die Basis bildet eine planare Reflektorantenne. Während bei einer Parabolantenne - wie bei einem Scheinwerfer - der Reflektor durch seine Krümmung die einfallenden Strahlen als paralleles Bündel reflektiert, übernehmen bei der Ulmer Neuentwicklung rechteckförmige Metallelemente, die auf einer Leiterkarte angeordnet sind, die Reflexion. Eine Besonderheit der hier entworfenen Antennenanordnung besteht darin, daß gleichzeitig das elektrische Feld der einfallenden Welle um 90° gedreht wird. Die Dimensionierung des planaren Reflektors erfolgt mit feldtheoretischen Berechnungen. Mit einem solch speziellen planaren Reflektor läßt sich eine in der Tiefe um die Hälfte reduzierte Anordnung erzielen. Mit der Verringerung der Bautiefe ist auch eine Reduzierung der Kosten möglich. (Abb. 4).

Das Konzept wurde zum Patent angemeldet. In Zusammenarbeit mit den Firmen DaimlerChrysler und Continental Temic (früher ADC) in Lindau wurde es weiterentwickelt und für den Einsatz im Abstandsradar optimiert. Als Ergebnis entstand eine Antenne, deren seitliche Halterung aus einem Spritzgußteil besteht, in das das Polarisationsgitter als geätzte Metallfolie eingelegt wird (Abb 6 und 7). Die Antenne wird in die zweite Generation von Abstandsradars bei DaimlerChrysler eingehen. Die Produktion soll in absehbarer Zeit anlaufen.

Abstandsradarsensoren der (über-)nächsten Generation werden einen noch größeren Sichtbereich bei gleicher Antennenbündelung benötigen. Im Hinblick darauf haben Prof. Menzel und sein Team ihr Antennenkonzept inzwischen weiterentwickelt und gezeigt, daß mit einer Vielzahl von "Blickrichtungen" ein Winkelbereich von bis zu 30 Grad abgedeckt werden kann. Auch diese Antenne wurde zum Patent angemeldet. Ein erstes Versuchsmuster mit fünf verschiedenen Blickrichtungen für einen Einsatz im Kfz wurde in Zusammenarbeit mit den Partnern bereits getestet.

Prof. Dr. Wolfgang Menzel und seine Mitarbeiter Dipl.-Ing. Maysoun Al-Tikriti, Dipl.-Ing. Ralf Leberer und Dr.-Ing. Dietmar Pilz erhalten für ihre zusammen mit DaimlerChrysler und Continental Temic durchgeführten Entwicklungen am 27.2.2004 den Kooperationspreis Wissenschaft/Wirtschaft der Universität Ulm. In die Preissumme von 7.500 Euro teilt sich die Arbeitsgruppe mit Dr. Jochen Ruß, Geschäftsführer des Instituts für Finanz- und Aktuarwissenschaften, der für seine Entwicklung von Altersvorsorgeprodukten in Kooperation mit der Skandia Lebensversicherung ausgezeichnet wird.

Peter Pietschmann | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-ulm.de

Weitere Berichte zu: Kooperationspreis Reflektor Wissenschaft/Wirtschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Förderungen Preise:

nachricht Künstliche Intelligenz erobert die Fahrzeugentwicklung
21.09.2018 | Technische Universität Berlin

nachricht Preis für Arbeit über autonomes Fahren
11.09.2018 | Julius-Maximilians-Universität Würzburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Förderungen Preise >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Wie Magnetismus entsteht: Elektronen stärker verbunden als gedacht

Wieso sind manche Metalle magnetisch? Diese einfache Frage ist wissenschaftlich gar nicht so leicht fundiert zu beantworten. Das zeigt eine aktuelle Arbeit von Wissenschaftlern des Forschungszentrums Jülich und der Universität Halle. Den Forschern ist es zum ersten Mal gelungen, in einem magnetischen Material, in diesem Fall Kobalt, die Wechselwirkung zwischen einzelnen Elektronen sichtbar zu machen, die letztlich zur Ausbildung der magnetischen Eigenschaften führt. Damit sind erstmals genaue Einblicke in den elektronischen Ursprung des Magnetismus möglich, die vorher nur auf theoretischem Weg zugänglich waren.

Für ihre Untersuchung nutzten die Forscher ein spezielles Elektronenmikroskop, das das Forschungszentrum Jülich am Elettra-Speicherring im italienischen Triest...

Im Focus: Erstmals gemessen: Wie lange dauert ein Quantensprung?

Mit Hilfe ausgeklügelter Experimente und Berechnungen der TU Wien ist es erstmals gelungen, die Dauer des berühmten photoelektrischen Effekts zu messen.

Es war eines der entscheidenden Experimente für die Quantenphysik: Wenn Licht auf bestimmte Materialien fällt, werden Elektronen aus der Oberfläche...

Im Focus: Scientists present new observations to understand the phase transition in quantum chromodynamics

The building blocks of matter in our universe were formed in the first 10 microseconds of its existence, according to the currently accepted scientific picture. After the Big Bang about 13.7 billion years ago, matter consisted mainly of quarks and gluons, two types of elementary particles whose interactions are governed by quantum chromodynamics (QCD), the theory of strong interaction. In the early universe, these particles moved (nearly) freely in a quark-gluon plasma.

This is a joint press release of University Muenster and Heidelberg as well as the GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt.

Then, in a phase transition, they combined and formed hadrons, among them the building blocks of atomic nuclei, protons and neutrons. In the current issue of...

Im Focus: Der Truck der Zukunft

Lastkraftwagen (Lkw) sind für den Gütertransport auch in den kommenden Jahrzehnten unverzichtbar. Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen der Technischen Universität München (TUM) und ihre Partner haben ein Konzept für den Truck der Zukunft erarbeitet. Dazu zählen die europaweite Zulassung für Lang-Lkw, der Diesel-Hybrid-Antrieb und eine multifunktionale Fahrerkabine.

Laut der Prognose des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur wird der Lkw-Güterverkehr bis 2030 im Vergleich zu 2010 um 39 Prozent steigen....

Im Focus: Extrem klein und schnell: Laser zündet heißes Plasma

Feuert man Lichtpulse aus einer extrem starken Laseranlage auf Materialproben, reißt das elektrische Feld des Lichts die Elektronen von den Atomkernen ab. Für Sekundenbruchteile entsteht ein Plasma. Dabei koppeln die Elektronen mit dem Laserlicht und erreichen beinahe Lichtgeschwindigkeit. Beim Herausfliegen aus der Materialprobe ziehen sie die Atomrümpfe (Ionen) hinter sich her. Um diesen komplexen Beschleunigungsprozess experimentell untersuchen zu können, haben Forscher aus dem Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) eine neuartige Diagnostik für innovative laserbasierte Teilchenbeschleuniger entwickelt. Ihre Ergebnisse erscheinen jetzt in der Fachzeitschrift „Physical Review X“.

„Unser Ziel ist ein ultrakompakter Beschleuniger für die Ionentherapie, also die Krebsbestrahlung mit geladenen Teilchen“, so der Physiker Dr. Thomas Kluge vom...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

4. BF21-Jahrestagung „Car Data – Telematik – Mobilität – Fahrerassistenzsysteme – Autonomes Fahren – eCall – Connected Car“

21.09.2018 | Veranstaltungen

Forum Additive Fertigung: So gelingt der Einstieg in den 3D-Druck

21.09.2018 | Veranstaltungen

12. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

20.09.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

ISO-27001-Zertifikat für die GFOS mbH und die GFOS Technologieberatung GmbH

21.09.2018 | Unternehmensmeldung

Tiefseebergbau: Forschung zu Risiken und ökologischen Folgen geht weiter

21.09.2018 | Geowissenschaften

4. BF21-Jahrestagung „Car Data – Telematik – Mobilität – Fahrerassistenzsysteme – Autonomes Fahren – eCall – Connected Car“

21.09.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics