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Mit dem von Baumer entwickelten Radarsensor ist es möglich eine Distanzmessung von Objekten auf grosse Distanzen durchzuführen. Neben der Distanzmessung kann auch die Relativgeschwindigkeit eines Objektes gemessen werden.

Der Sensor basiert auf der frequenzmodulierten Dauerstrichmethode (FMCW – Frequency Modulated Continuous Wave). Hierbei wird die Frequenz einer vom Sensor kontinuierlich ausgesandtenTrägerfrequenz in einem kleinen Bereich (der Bandbreite) variiert. Sobald das Signal von einem Objekt zu dem Sensor zurückreflektiert wird, kann daraus durch einen Frequenzvergleich die Distanz und die Geschwindigkeit des erfassten Objektes bestimmt werden.

Der Sensor nutzt eine sehr hohe Frequenz mit einer Wellenlänge im mm Bereich, hierdurch kann eine sehr schmale Strahlkeule erzeugt werden. Dies ermöglicht es kleine Objekte auf grossen Distanzen zielsicher und unabhängig von Störobjekten zu erfassen.

Allg-Technologiezeichnung-Radarsensoren_DE.png

Teaser_Know-how_D-Zchn-6774_600x338.jpg

Der Baumer Radarsensor funktioniert nach der frequenzmodulierten Dauerstrichmethode (FMCW – Frequency Modulated Continuous Wave Radar). Dabei wird ein Radarsignal vom Sensor ausgesendet, bei dem die Frequenz (f) mit der Zeit (t) ansteigt. Somit entsteht eine Frequenzrampe. Die Differenz zwischen der minimalen und maximalen Frequenz nennt man Bandbreite (Bsweep). 

Teaser_Know-how_D-Zchn-6775_600x338.jpg

Das Abfahren der Frequenzrampe  wird periodisch wiederholt. Eine der möglichen Modulationstypen ist eine Sägezahnmodulation, wie in Bild 2 dargestellt. Alternativ kann auch eine Dreiecksmodulation verwendet werden. Der Zeitraum zwischen minimaler und maximaler Frequenz wird Sweep-Zeit (Rampenzeit Ts) genannt. Während der Sweep-Zeit wird die Frequenz kontinuierlich erhöht, beispielsweise von 122 auf 123 GHz.

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Wenn die ausgesendete Radarfrequenz (Sendesignal) auf ein Objekt im Strahlkegel trifft, wird ein Teil der ausgesendeten Sendeleistung reflektiert. Der Teil der Sendeleistung der in Richtung des Sensor zurück reflektiert wird, kann vom Sensor als Echosignal detektiert werden.

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Durch die Frequenzrampe hat das empfangene Echosignal eine tiefere Frequenz als das Sendesignal. Der Radarsensor detektiert diese Frequenzverschiebung (fb) als Messsignal.

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Aus der vom Sensor detektierten Frequenzverschiebung (fb), Sweep-Zeit / Rampenzeit (Ts) und der Bandbreite (Bsweep) kann die Distanz R zwischen Radarsensor und Objekt berechnet werden.

Abkürzungen:

td = Laufzeitverschiebung
Ts = Sweep-Zeit / Rampenzeit
R = Abstand
c = Lichtgeschwindigkeit
fb = Frequenzverschiebung
Bsweep = Bandweite


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