مستشعر رادار هيلا بتردد ٧٧ جيجاهرتز: التركيب، وطريقة العمل، والتطبيقات

مستشعر رادار هيلا ٧٧ جيجاهرتز هو مستشعر مدمج عالي التردد، صُمم خصيصاً للعمل في البيئات الصعبة. القلب النابض للمستشعر هو رقاقة نظام الرادار القائمة على تقنية RF-CMOS. وتجمع تقنية الدوائر هذه بين وحدات إلكترونيات عالية التردد (RF) تماثلية ورقمية على رقاقة CMOS واحدة لتعزيز وتحسين الاتصال اللاسلكي.

وهذه البنية تسمح بدمج كل من:

• مكونات الإرسال والاستقبال
• وحدات المعالجة الرقمية
• أنظمة التشخيص الذاتي

المستشعرات محمية داخل جسم قوي وتلبي فئات الحماية IP6K7 و IP X9K، مما يحميها من الماء والغبار وأجهزة التنظيف بالضغط العالي. يتم تثبيت المستشعر عبر ثلاث حلقات لبراغي M6. ونظراً لوزن المستشعر الذي يقل عن ١٠٠ جرام وجهد تغذيته الذي يبلغ ( ١٢ أو ٢٤ فولت)، فهو يتميز بخفة وزنه وسهولة تركيبه في السيارة بمرونة.

يعمل مستشعر الرادار وفقاً لمبدأ الموجة المستمرة المُعدلة ترددياً (FMCW). حيث يتم إرسال إشارة مستمرة (التردد الحامل) وتعديلها ضمن نطاق ترددي معين.

وبمجرد انعكاس الإشارة عن جسم ما يمكن حساب المسافة والسرعة النسبية للجسم من خلال مقارنة الترددات. 
وتُجرى عملية الحساب مع مراعاة ما يُسمى زمن "التغريدة" (Chirp)، ونطاق الإشارة، وسرعة الضوء. "التغريدة" (Chirp) هي إشارة يتغير ترددها أو يزداد أو ينقص بمرور الوقت. وتستخدم أنظمة FMCW الحديثة تغريدات قصيرة جداً (أقل من ١٠٠ ميكروثانية) لضمان ترددات قياس عالية وتتبع دقيق للأجسام؛ حتى في حالة وجود عدة أهداف في وقت واحد.

من أهم مزايا تقنية FMCW عدم تأثرها بالعوامل الجوية مثل المطر أو الثلج أو الضباب أو الظلام. وبما أن الرادار يعتمد على الموجات الكهرومغناطيسية، فإنه يعمل بشكل مستقل عن ظروف الإضاءة ويمكنه القياس حتى عبر مواد معينة مثل الأغطية البلاستيكية. كما يتيح رادار FMCW رصداً متزامناً للمسافة والسرعة، وهو أمر ضروري لأنظمة مساعدة السائق مثل نظام التحكم المتوائم في السرعة (ACC) أو مساعد كبح الطوارئ أو مساعد تغيير المسار.

• التردد المتوسط: ٧٦٫٥ جيجاهرتز
• مجال الرؤية الأفقي (الزاوية الأفقية): ± ٧٥ درجة (عند ١٠ ديسيبل متر مربع @ ٢٠ متر)
• مجال الرؤية العمودي (الزاوية الرأسية): ± ١٠ درجات (عند ١٠ ديسيبل متر مربع @ ٢٠ متر)
• واجهة الاتصال: شبكة CAN
• جهد التغذية ١٢ فولت / ٢٤ فولت
• أقصى تيار سكون ١٠٠ ميكرو أمبير
• القدرة: أقل من ٤ واط
• درجة حرارة التشغيل: - ٤٠°م إلى + ٨٥ °م

*هذه البيانات الفنية هي مجرد أمثلة وقد تختلف عن ذلك.

يتم الاتصال الداخلي بين مستشعرات الرادار والعناصر الأخرى لناقل البيانات (BUS) من خلال ربطها بوحدة التحكم المركزية للنظام ووحدات التحكم في الأنظمة المختلفة لمساعدة السائق. وعبر ناقل البيانات تتبادل وحدات تحكم الرادار المعلومات اللازمة لتطبيق النظام المعني بشكل مستمر وموثوق. تشكل هذه البيانات أساس عمل أنظمة المساعدة بدقة وحسب الموقف، مثل قياس المسافة أو التحذير من التصادم أو نظام التحكم المتوائم في السرعة. وبناءً على طراز السيارة وتكوين النظام، قد يختلف هيكل الشبكة الموضحة عن الطرازات الأخرى.

يتم مراقبة عمل مستشعر الرادار عبر وحدة التحكم المركزية للنظام ومن ثم عبر نظام تشخيص السيارة (OBD). يتم مباشرة اكتشاف حالات القصور المتعلقة بالمكونات، مثل عدم الجاهزية للتشغيل، أو حدوث دوائر قِصر كهربائية، أو انقطاع الكابلات، وتُسجل في ذاكرة الأعطال. ولذلك يجب أولاً قراءة ذاكرة الأعطال الخاصة بأنظمة المساعدة باستخدام جهاز تشخيص مناسب. قد تختلف تفاصيل الفحص وتنوع الوظائف حسب الشركة المصنعة للمركبة وتعتمد على إعدادات نظام وحدة التحكم المعنية. بيانات اتصال وحدة التحكم تشكل الأساس لعملية البحث عن الأعطال الفعلية والإصلاح الناجح. وبحسب النظام يمكن عرض بارامترات إضافية واستخدامها في البحث عن الأعطال.