Wie der 77-GHz-Radarsensor arbeitet und warum er für moderne ADAS unverzichtbar ist

HELLA 77-GHz-Radarsensor im Werkstattumfeld neben Diagnosegerät – moderner Automotive-Radarsensor für Fahrerassistenzsysteme und ADAS-Anwendungen

HELLA TECH WORLD – Freund der freien Werkstatt

77-GHz-Radartechnologie als Schlüssel für ADAS: Moderne Radarsensoren ermöglichen zuverlässige Umfelderfassung für Funktionen wie ACC, automatische Notbremsung, Spurwechsel- und Querverkehrsassistenten – auch bei Regen, Nebel und Dunkelheit.
Kompakter Aufbau, robuste Technik: Der HELLA 77-GHz-Radarsensor kombiniert RF-CMOS-Technologie, integrierte Signalverarbeitung und Selbstdiagnose in einem widerstandsfähigen Gehäuse für den harten Fahrzeugeinsatz.
FMCW-Prinzip für präzise Messungen: Dank frequenzmoduliertem Dauerstrichradar werden Entfernung und Relativgeschwindigkeit mehrerer Objekte gleichzeitig hochgenau erfasst.
Vielseitige Einsatzbereiche: Vom Frontradar über Eckradar bis hin zu Park-, Off-Highway- und autonomen Anwendungen – 77-GHz-Sensoren sind flexibel einsetzbar.
Diagnose & Kalibrierung entscheidend: Nach Aus- und Einbau, Karosserie- oder Fahrwerksarbeiten ist eine fahrzeugspezifische Kalibrierung über das Diagnosegerät unerlässlich für die sichere Systemfunktion.

Die nachfolgenden technischen Informationen und Tipps für die Praxis wurden von HELLA erstellt, um Kfz-Werkstätten in ihrer Arbeit professionell zu unterstützen. Die hier auf dieser Webseite bereitgestellten Informationen sollen nur von einschlägig ausgebildetemFachpersonal genutzt werden.

Einsatz von 77-GHz-Radarsensoren in modernen Fahrerassistenzsystemen

In modernen Fahrzeugarchitekturen kommen Radarsensoren unterschiedlicher Reichweiten zum Einsatz, um verschiedene Fahrerassistenzfunktionen zu realisieren. Kurzstreckenradare (typisch 24 GHz oder 77 GHz mit geringer Antennenöffnung) detektieren Objekte im Nahbereich und unterstützen Parkassistenzsysteme. Mittelstreckenradare übernehmen die Erfassung von Fahrzeugen im seitlichen Umfeld und dienen der Spurwechsel- sowie Querverkehrserkennung. Langstreckenradare mit hoher Reichweite und schmalem Öffnungswinkel ermöglichen Funktionen wie adaptive Geschwindigkeitsregelung (ACC) und automatische Notbremsung. Aufgrund ihrer robusten Performance bei Regen, Nebel und Dunkelheit liefern Radarsensoren präzise Messwerte zu Distanz und Relativgeschwindigkeit. Die Integration mit Kamera- und Lidar-Systemen erlaubt eine Sensorfusion basierte Umfeldwahrnehmung für hochautomatisierte Fahrfunktionen.

Frequenzbereiche von Radarsensoren im Kraftfahrzeug

In vielen Kraftfahrzeugen kommen Radarsensoren in verschiedenen Frequenzbereichen zum Einsatz, abhängig von der jeweiligen Anwendung und Reichweite.

Nachfolgend eine Übersicht der Frequenzbereiche und deren typische Anwendungsbereiche:

Frequenzbereich	Typische Reichweite	Anwendungsbereich
24 GHz (24,05 - 24,25 GHz)	bis ca. 30 m	Einparkhilfe, Totwinkelassistent,
77 GHz (76,0 - 77,0 GHz)	bis ca. 250 m	adaptive Geschwindigkeitsregelung (ACC), Spurwechselassistent, Querverkehrswarnung
77,0 - 81,0 GHz	bis ca. 300 m	Hochauflösende Anwendungen, automatisiertes Fahren, Notbremsung, ACC

Aufbau und Funktionsweise des HELLA 77-GHz-Radarsensors

Explosionsdarstellung des HELLA 77-GHz-Radarsensors mit Gehäuse, Leiterplatte, Abschirmung und Radom – Aufbau eines Automotive-Radarsensors — Aufbau Hella 77GHz Radarsensor: 1. Steckergehäuse; 2. Abschirmkühlkörper; 3. PCB-Leiterplatte; 4. Gehäusedeckel / Radom; 5. Befestigungsschraube; 6. Thermischer Entkoppler / Wärmeleitpaste; 7. Kleber

Aufbau HELLA 77GHz-Radarsensor

Der HELLA 77GHz-Radarsensor ist ein kompakter Hochfrequenzsensor, der speziell für anspruchsvolle Umgebungen entwickelt wurde. Das Herzstück bildet ein Radar-System-Chip, der auf der RF-CMOS-Technologie basiert. Diese Schaltkreistechnologie kombiniert Hochfrequenz- (RF), analoge und digitale Elektronik auf einem einzigen CMOS-Chip, um die drahtlose Kommunikation zu ermöglichen und zu verbessern.

Diese Architektur erlaubt die Integration von:

Sende- und Empfangskomponenten
Digitalen Verarbeitungseinheiten
Selbstdiagnosesystemen

Die Sensoren sind in einem robusten Gehäuse untergebracht und erfüllen die Schutzarten IP 6K7 und IP X9K, was sie gegen Wasser, Staub und Hochdruckreinigung schützt. Die Befestigung erfolgt über drei Ösen für M6-Schrauben. Mit einem Gewicht von unter 100 g und einer Versorgungsspannung von 12 V / 24 V sind sie leicht und flexibel integrierbar.

Signalverlauf eines FMCW-Radars – Darstellung der Frequenzmodulation zur Entfernung- und Geschwindigkeitsmessung bei 77-GHz-Radarsensoren — Beispielhaft dargestellter Signalverlauf eines frequenzmodulierten Dauerstrichradars

Funktionsweise

Der Radarsensor arbeitet nach dem Prinzip des frequenzmodulierten Dauerstrichradars FMCW (Frequency-Modulated-Continuous-Wave). Dabei wird ein kontinuierliches Signal (Trägerfrequenz) ausgesendet und innerhalb einer Bandbreite moduliert.

Sobald das Signal von einem Objekt reflektiert wird, kann durch Frequenzvergleich die Entfernung und die Relativgeschwindigkeit des Objekts berechnet werden.

Die Berechnung erfolgt unter Berücksichtigung der sogenannten Chirp-Zeit, der Bandbreite des Signals und der Lichtgeschwindigkeit. Ein Chirp ist ein Signal, dessen Frequenz sich im Laufe der Zeit ändert bzw. ansteigt oder abfällt. Moderne FMCW-Systeme nutzen dabei sehr kurze Chirps (unter 100 µs), um hohe Messfrequenzen und eine präzise Objektverfolgung zu ermöglichen – auch bei mehreren Zielen gleichzeitig.

Ein großer Vorteil der FMCW-Technologie ist ihre Unempfindlichkeit gegenüber Witterungseinflüssen wie Regen, Schnee, Nebel oder Dunkelheit. Da Radar auf elektromagnetischen Wellen basiert, funktioniert es unabhängig von Lichtverhältnissen und kann sogar durch bestimmte Materialien wie Kunststoffabdeckungen hindurch messen. Zudem ermöglicht FMCW-Radar eine gleichzeitige Erfassung von Entfernung und Geschwindigkeit, was für Fahrerassistenzsysteme wie adaptive Geschwindigkeitsregelung (ACC), Notbremsassistenten oder Spurwechselhilfen essenziell ist.

Anwendungsbereiche und technische Eigenschaften

Einsatz in ADAS und autonomen Fahrfunktionen

Die HELLA 77-GHz-Radarsensoren sind für den Einsatz in anspruchsvollen Umgebungen konzipiert und bieten eine hochauflösende Erfassungsfähigkeit. Sie sind für den Betrieb in On-Highway- und Off-Highway-Fahrzeugen geeignet und erfüllen, je nach Sensortyp, Schutzklassen wie IP 6K7 und IP X9K.

Typische Einsatzbereiche:

ADAS (Advanced Driver Assistance Systems): Frontradar für automatische Notbremsung, ACC (Adaptive Cruise Control), Kollisionsvermeidung
Eckradar: für Totwinkelüberwachung, Spurwechselassistenten, Querverkehrserkennung
Park- und Rangierhilfen: präzise Hinderniserkennung bei niedrigen Geschwindigkeiten
Autonome Systeme: Umfeld Sensorik für Navigation und Objektklassifikation
Sonderfahrzeuge: Land- und Forstmaschinen, Baumaschinen, mobile Roboter

teckverbinder- und Pinbelegung eines HELLA 77-GHz-Radarsensors – CAN-Bus, Spannungsversorgung und Masseanschlüsse

Technische Daten und Leistungsmerkmale (*)

Mittenfrequenz: 76,5 GHz
Azimut-FOV: ±75° (bei 10 dBsm @ 20 m)
Elevation-FOV: ±10° (bei 10 dBsm @ 20 m)
Kommunikationsschnittstelle: CAN
Versorgungsspannung 12 V / 24 V
Maximaler Ruhestrom 100 μA
Leistung: < 4 W
Betriebstemperatur: -40 °C bis +85 °

*Technische Daten sind exemplarisch und können variieren.

Systemeinbindung und Diagnose

Systemübersicht Spurwechselassistent – Vernetzung von Radarsensoren, Steuergeräten und CAN-Bus im Fahrzeug für Fahrerassistenzsysteme — Bespielhafte Illustration der Kommunikation und Systemeinbindung des Spurwechselassistenten mit zwei Radarsensoren.

Kommunikation und Systemeinbindung der Radarsensorik im Fahrzeug

Die interne Kommunikation zwischen den Radarsensoren und weiteren BUS-Teilnehmern erfolgt durch die Anbindung an das zentrale Systemsteuergerät sowie an die Steuergeräte einzelner Fahrerassistenzsysteme. Über den Datenbus tauschen die Radarsteuergeräte kontinuierlich und zuverlässig Informationen aus, die für die jeweilige Systemanwendung erforderlich sind. Diese Daten bilden die Grundlage für eine präzise und situationsgerechte Funktion der Assistenzsysteme – etwa bei Abstandsmessung, Kollisionswarnung oder automatischer Geschwindigkeitsregelung. Je nach Fahrzeugmodell und Systemarchitektur kann die dargestellte Vernetzungsstruktur von anderen Modellen abweichen.

Diagnoseansicht im HELLA Gutmann Tester – Auslesen eines Fehlercodes bei Radarsensoren des Spurwechselassistenten — Fehlercode auslesen. In dieser Funktion können die im Fehlerspeicher abgelegten Fehlercodes ausgelesen und für die weitere Diagnose herangezogen werden. Wie beispielhaft dargestellt wurde hier der Fehlercode 729605 „Fehlerhafte oder fehlende Kalibrierung“ im Steuergerät abgelegt.

Live-Parameteranzeige eines 77-GHz-Radarsensors im Diagnosegerät – Spannungs- und Statuswerte für ADAS-Systeme — Parameter auslesen. In dieser Funktion können die aktuellen Messwerte des Sensors im Steuergerät angezeigt und ausgewertet werden.

Grundeinstellung und Kalibrierung von Radarsensoren über Diagnosegerät – Einrichtung des Spurwechselassistenten im Fahrzeug — Grundeinstellungen In dieser Funktion kann eine Grundeinstellung bzw. Kalibrierung der Radarsensoren durchgeführt werden. Das Diagnosegerät führt Schritt für Schritt durch die Kalibrierung und zeigt die benötigten Spezialwerkzeuge sowie Arbeitsschritte an.

Prüfung und Steuergeräte-Diagnose

Die Funktion des Radar-Sensors wird durch das jeweilige übergeordnete Systemsteuergerät und damit über die OnBoard-Diagnose (OBD) überwacht. Bauteilbezogene Mängel wie eine fehlerhafte Betriebsbereitschaft, elektrische Kurzschlüsse oder Kabelunterbrechungen werden direkt erkannt und im Fehlerspeicher protokolliert. Daher sollte zuerst der Fehlerspeicher des Assistenz- Systems mit einem geeigneten Diagnosegerät ausgelesen werden. Die jeweilige Prüftiefe und Funktionsvielfalt kann je nach Fahrzeughersteller unterschiedlich ausgelegt sein und ist abhängig von der jeweiligen Systemkonfiguration des Steuergerätes. Die Daten der Steuergerätekommunikation sind die Basis für die eigentliche Fehlersuche und eine erfolgreiche Reparatur. Je nach System können zusätzliche Parameter angezeigt und zur Fehlersuche herangezogen werden.

Bei bestimmten Fahrzeugmodellen ist die Halterung des Radarsensors fest ausgelegt und erlaubt keine mechanische Justierung. Stattdessen wird die Feinausrichtung elektronisch über das Diagnosesystem vorgenommen. Dabei wird ein Korrekturwinkel ermittelt und im Steuergerät gespeichert, um die korrekte Funktion sicherzustellen.

Eine Kalibrierung des Radarsensor ist notwendig, wenn:

Durch Karosseriearbeiten die Einbaulage des Sensors verändert wurde
Der Radarsensor aus-, eingebaut oder erneuert wurde
Das Fahrzeugniveau durch eine Fahrwerksänderung oder Reparatur verändert wurde
Ein Justage Fehler im Fehlerspeicher abgelegt wurde

Wartungs- und Reparaturhinweise

Um eine einwandfreie Funktion der Fahrerassistenzsysteme mit Radarsensoren zu gewährleisten, sollten im Rahmen von Wartung und Reparatur folgende Hinweise beachtet werden:

Reparatur- und Wartungsarbeiten dürfen nur von geschultem Fachpersonal durchgeführt werden.
Nach dem Einbau des Radarsensors kann eine fahrzeugspezifische Anpassung über ein geeignetes Diagnosegerät sowie eine Kalibrierung erforderlich sein.
Stoßfängerverkleidungen dürfen nur unter Einhaltung der vom Fahrzeughersteller vorgegebenen Lackiervorschriften nachlackiert werden.
Auf den Stoßfängerverkleidungen dürfen keine Aufkleber in den Durchstrahlungsbereich der Radarsensoren angebracht werden.
Arbeiten am Hybrid-/Elektrofahrzeug dürfen nur durch elektrotechnisch unterwiesene und entsprechend qualifizierte Personen durchgeführt werden.
Eine unsachgemäße Handhabung kann zu lebensgefährdenden Situationen führen.

In diesem Zusammenhang sind die Aus-, Einbau- und Sicherheitshinweise des jeweiligen Fahrzeugherstellers und die jeweiligen landesspezifischen Gesetze und Verordnungen zu Arbeiten an Hochvoltsystemen zwingend zu beachten!

Weitere Informationen zu dem Thema Wartung und Reparatur von Fahrerassistenzsystemen finden Sie auf folgenden Themenseiten:
Spurwechselassistent | HELLA
Adaptive Cruise Control - Sensor einstellen | HELLA

Schematische Darstellungen, Bilder und Beschreibungen dienen zur Erklärung und Darstellung des Dokumententextes und können nicht als Grundlage zur fahrzeugspezifischen Reparatur verwendet werden.

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