HELLA 77 GHz-radarsensor: Opbygning, funktion og anvendelser

HELLA 77 GHz-radarsensoren er en kompakt højfrekvenssensor, der er specialudviklet til krævende miljøer. Det centrale element er en radarsystemchip baseret på RF-CMOS-teknologi. Denne kredsløbsteknologi kombinerer radiofrekvens (RF), analog og digital elektronik på en enkelt CMOS-chip for at muliggøre og forbedre trådløs kommunikation.

Denne arkitektur gør det muligt at integrere:

• Sende- og modtagekomponenter
• Digitale behandlingsenheder
• Selvdiagnosticerende systemer

Sensorerne er anbragt i et robust hus og opfylder beskyttelsesklasserne IP 6K7 og IP X9K, som beskytter dem mod vand, støv og højtryksrensning. Den er fastgjort med tre øjer til M6-skruer. Med en vægt på mindre end 100 g og en forsyningsspænding på 12 V / 24 V er de nemme og fleksible at integrere.

Radarsensoren fungerer efter princippet om frekvensmoduleret kontinuerlig bølgeradar (FMCW). Et kontinuerligt signal (bærefrekvens) udsendes og moduleres inden for en båndbredde.

Så snart signalet reflekteres af et objekt, kan objektets afstand og relative hastighed beregnes ved hjælp af frekvenssammenligning. 
Beregningen tager højde for den såkaldte chirp-tid, signalets båndbredde og lysets hastighed. En chirp er et signal, hvis frekvens ændres, øges eller mindskes over tid. Moderne FMCW-systemer bruger meget korte chirps (mindre end 100 µs) til at muliggøre høje målefrekvenser og præcis objektsporing - selv med flere mål på samme tid.

En stor fordel ved FMCW-teknologien er, at den er ufølsom over for vejrforhold som regn, sne, tåge eller mørke. Da radar er baseret på elektromagnetiske bølger, fungerer den uafhængigt af lysforhold og kan endda måle gennem visse materialer som f.eks. plastikdæksler. FMCW-radaren gør det også muligt at registrere afstand og hastighed samtidig, hvilket er afgørende for førerassistentsystemer som adaptiv fartpilot (ACC), nødbremseassistenter og vognbaneskiftassistenter.

• Midterfrekvens: 76,5 GHz
• Azimut FOV: ±75° (ved 10 dBsm @ 20 m)
• Elevation FOV: ±10° (ved 10 dBsm @ 20 m)
• Kommunikationssnitflade: CAN
• Forsyningsspænding 12 V / 24 V
• Maksimal hvilestrøm 100 μA
• Effekt: < 4 W
• Driftstemperatur: -40 °C til +85 °C

*Tekniske data er eksempler og kan variere.

Den interne kommunikation mellem radarsensorerne og andre BUS-deltagere foregår via forbindelsen til systemets centrale styreenhed og til styreenhederne i de enkelte førerassistentsystemer. Radarkontrolenhederne udveksler kontinuerligt og pålideligt de oplysninger, der er nødvendige for den respektive systemapplikation, via databussen. Disse data danner grundlag for en præcis og situationstilpasset assistentsystemfunktion - som f.eks. afstandsmåling, kollisionsadvarsel og automatisk fartpilot. Afhængigt af køretøjsmodellen og systemarkitekturen kan den viste netværksstruktur afvige fra andre modeller.

Radarsensorens funktion overvåges af den pågældende overordnede systemstyreenhed og dermed via OBD-systemet (On-Board Diagnostics). Komponentrelaterede fejl som forkert driftsparathed, elektriske kortslutninger eller kabelafbrydelser registreres direkte og logges i fejlhukommelsen. Derfor skal fejlhukommelsen i assistentsystemerne først udlæses ved hjælp af en egnet diagnoseenhed. De aktuelle testmuligheder og funktionsantal kan være forskellige for forskellige bilmærker, og de afhænger af den aktuelle systemkonfiguration af styreenheden. Dataene fra styreenhedskommunikationen er grundlaget for den egentlige fejlfinding og en vellykket reparation. Desuden kan der alt efter system vises en række parametre, som kan benyttes ved fejlfinding.