Conformal Antennas

Verwendung eines 60 GHz-Radar mit konformen Antennen zur Objekterkennung

Grundlage für die Digitalisierung der Produktion und die Nutzung von Potentialen im Sinne von Industrie 4.0 ist neben der Vernetzung von Maschinen und Prozessen vor allem eine leistungsfähige Sensorik. Um den Produktionsprozess zu optimieren und die Produktivität zu erhöhen müssen bestehende Maschinen mit leistungsfähigen Sensorsystemen nachgerüstet werden. Eine schnelle Ausrüstung von Maschinen mit an die Umgebungsbedingungen angepassten Sensorsystemen ist dabei immer noch ein Problem. In der Regel wird die Elektronik neu für die jeweilige Anwendung aufgebaut.

Mithilfe eines modularen Sensorsystems sollen sich komplette Sensorsysteme kostengünstig und in kürzester Zeit für konkrete Anwendungsfälle aufbauen lassen. Die Auswahl von Modulen aus den Bereichen der Sensorik ermöglicht beispielsweise die Messung von Beschleunigung, Temperatur und Druck.

Das System ermöglicht auch sehr spezifische Sensoren in das modulare System einzubinden und nutzbar zu machen.

Lösung

Im vorliegenden Projekt werden auf Basis eine PI-Flex Technologie spezifische Radarmodule mit 24 GHz und 60 GHz entwickelt, mit denen konforme Antennen umgesetzt werden können. Damit kann das Radarmodul Bewegungen und Objekte in einen Bereich von 360° rund um dem Sensor erkennen.

Anwendungsszenarien sind z.B.:

  • Erkennen von Werkstückpositionen
  • Hochgenaue Füllstandsmessungen
  • Werkzeugerkennung

Technologische Umsetzung

In das 24 GHz-Radarmodul wurden Signalauswertung, PLL, RF-Frontend und flexible Antennen integriert. In das Modul wurden hierfür zwei ultradünne 24 GHz Transceiver IC mit einer Dicke von nur 20μm eingebettet. Die Eingangs- und Ausgangssignale sind mit 4x4 Slot- konformen Antennenarrays verbunden.

Eine Besonderheit stellen die beweglichen Antennen zur flexiblen Ausrichtung der Übertragungsebene der Antenne dar. Mit dem Sensorbaukasten und dem Radarsystem steht ein universelles, schnell einsetzbares Sensorsystem für den Industriebereich zur Verfügung. Es ermöglicht Unternehmen flexible Messaufgaben durchzuführen und damit die Digitalisierung im Produktionsumfeld voranzutreiben.

 

News / 2.8.2023

Neues Design für KI-gestützte Radarsysteme

Dank der Radar-Expertise des Fraunhofer IZM wird die Sensorik für autonome Fahrzeuge künftig nicht nur günstiger, sondern auch im Erkennungsvermögen besser. Zusammen mit Industriepartnern erschufen die Forschenden einRadarsystem mit einer Trennschärfe von unter einem Grad und einem Erfassungswinkel von 180°.

 

Forschungsprojekt KI-Radar

KI-basierte Radarlösung für sicheres autonomes Fahren

Im Rahmen des Projekts KI-Radar entwickelt ein Konsortium ein  hochminiaturisiertes Multi-Sensormodul und KI-Algorithmen, die die Umgebungsauflösung beim autonomen Fahren erhöhen und frühzeitig eine Gefahreneinschätzung ermöglichen.

 

Forschungsprojekt OMNICONNECT

Tracking und Lokalisierung im Raum mittels 60 GHz-Radar

Zur Aufnahme und Auswertung von Bewegungsprofilen sowie zur Lokalisierung von Personen und Gegenständen in einem Raum hat das Fraunhofer IZM ein miniaturisiertes MIMO-Radarsystem entwickelt und in eine LED-Deckenleuchte integriert.

 

Arbeitsgruppe

Radar Frontends & Modules

Wir konzentrieren uns auf den optimierten Entwurf und die Charakterisierung von HF/Millimeterwellen-Radarmodulen unter Verwendung des M3-Ansatzes (Methoden, Modelle, Maßnahmen). Basierend auf den Anforderungen der Anwendung wird das Implementierungskonzept in Verbindung mit dem M3-Ansatz entwickelt.

 

Arbeitsgruppe

System on Flex

Die Forschungsgruppe "System on Flex" am Fraunhofer IZM konzentriert sich auf die Weiterentwicklung der Bereiche flexible Hybrid-Elektronik (FHE), dehnbare Elektronik und elektronische Textilien. Das Ziel besteht darin, innovative Lösungen für verschiedene Anwendungen zu entwickeln.