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12 Elektronik 25 2023 INDUSTRIE 4 0 IIOT Geschwindigkeit über den Dopplereffekt ist für Radarsensoren »eine einfache Übung« Etwas schwieriger wird es wenn Abstände Distanzen zu messen sind Wir besprechen hier das FMCW-Verfahren Frequency Modulated Continuous Wave das gegenüber anderen Verfahren zur Abstandsmessung wie etwa FSK Frequency Shift Keying einige Vorteile hat Beim FMCW-Verfahren wird im Vergleich zum klassischen Doppler-Sensor die Sendefrequenz nicht konstant gehalten sondern in Form eines Dreiecksignals am Eingang FM periodisch zwischen zwei Frequenzgrenzen verändert moduliert wie in Bild 2 dargestellt Betrachten wir den Fall dass sich das abzutastende Objekt nicht bewegt Wird zu einem Zeitpunkt t 1 die Frequenz f 1 ausgesendet und zu einem vom Abstand zwischen Radarmodul und Objekt abhängigen Zeitpunkt t 2 die Welle wieder empfangen so hat die reflektierte Welle Rx zum Zeitpunkt t 2 zwar nach wie vor die gleiche Frequenz f 1 das Objekt soll ja stationär sein aber die Sendefrequenz hat sich in der Zwischenzeit aufgrund der dreiecksförmigen Modulation der Sendefrequenz um einen Betrag ∆f verändert Somit ergibt sich trotz stationärem Messobjekt zum Zeitpunkt t 2 eine Differenzfrequenz ∆f aus der der Abstand zwischen Radarmodul und Messobjekt rechnerisch ermittelt werden kann Wir haben bisher noch nicht über die Frequenzen und Frequenzbänder gesprochen die dafür Anwendung finden Bis vor wenigen Jahren wurde für Radarsensoren hauptsächlich das K-Band verwendet das den Bereich 24 000 bis 24 250 GHz abdeckt Dieses sogenannte ISM-Band ist ohne Lizenzgebühren nutzbar es weist aber mit 250 MHz eine relativ geringe Bandbreite auf Im FMCW-Verfahren hängt die erreichbare Messauflösung aber von der Bandbreite ab sodass sich im K-Band nur Auflösungen bis hinunter zu 0 75 m realisieren lassen Dies ist für Anwendungen in der Verkehrstechnik brauchbar für industrielle Anwendungen aber meist nicht ausreichend Für industrielle Anwendungen mit Distanzmessung finden daher hauptsächlich V-Band-Sensoren im 60-GHz-Bereich Anwendung Der große Vorteil dieses Bands ist dass die Modulations-Bild 4 Blockschaltung des Digitalradars V-LD1 Bild RFbeam Bild 5 Evaluation-Kit zum V-LD1 mit separater Linse zur Bündelung der Radarstrahlen Bild RFbeam Bild 2 Frequenzdiagramm beim FMCW-Verfahren Bild Endrich Bauelemente Bild 3 Digitalradar-Modul V-LD1 von RFbeam Bild RFbeam