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14 Elektronik 25 2023 INDUSTRIE 4 0 IIOT Bild 6 Screenshot des grafischen User-Interfaces das zusammen mit dem Evaluation-Kit geliefert wird Bild 7 Beispiel einer Distanzmessung bei führerlosen Fahrzeugen in der Lagerlogistik Bild RFbeam mit integrierter Signalauswertung nennt man Digitalradarmodule Das neue V-LD1-Modul von RFbeam Der Schweizer Hersteller RFbeam hat das Digitalradar-Modul »V-Band-Radarmodul V-LD1« auf den Markt gebracht das trotz seiner kompakten Bauweise von 12 mm x 16 mm eine hohe Performance in der Abstandsmessung erreicht Objekte lassen sich je nach Modulationsbandbreite bis zu einer Distanz von 50 m bei einer Auflösung im Bereich von wenigen Zentimetern detektieren Bild 3 zeigt das Radarmodul V-LD1 mit dem integrierten Radar-Frontend und einem separaten Mikrocontroller für die Signalauswertung FFT und digitale Schnittstellen Während bei den K-Band-Radarsensoren die Antennen eine Ausdehnung von mehreren Zentimetern haben und zudem kein Standard-Leiterplattenmaterial verwendet werden kann sind die HF-Sendeund Empfangsantenne im 61-GHz-Radar-Frontend bereits im Chip integriert Bild 4 zeigt die Blockschaltung des V-LD1 Der PLL-Sägezahn-Generator moduliert das Sendesignal im Bereich zwischen 59 GHz und 63 GHz mit einer Modulationsbandbreite von maximal 4 GHz Der Mischer bildet die Differenzfrequenz zwischen dem Rxund Tx-Signal und leitet dieses über eine Verstärkerstufe an den DSP-Controller weiter Der Controller berechnet die Distanz-FFT und sucht auf Basis einstellbarer Parameter und Filter ein Ziel Dieses Ziel hat eine Auflösung im Zentimeterbereich Der Sensor hat aber noch eine erweiterte Signalverarbeitung an Bord welche die Auflösung für das Einzelziel im Millimeterbereich ermöglicht Das Ergebnis der Distanzmessung steht Anwendern danach über eine digitale UART-Schnittstelle zur Verfügung Der natürliche Öffnungswinkel des Radarmoduls ist 170° x 60° Durch den Einsatz spezieller für den V-LD1 entwickelter Kunststofflinsen lässt sich der Öffnungswinkel auf bis zu 8° x 8° einschränken Dies ist besonders für den Einsatz als Füllstandsmesser hilfreich Linsen mit anderen Bündelungseigenschaften können kundenspezifisch entwickelt werden Der Sensor ist überaus energieeffi - zient und startet zuerst in einem Sleep-Modus in dem nur etwa 350 µA erforderlich sind Er erwacht nur wenn über die UART-Schnittstelle eine Messung angefordert wird Dies ermöglicht es den Messtakt und somit auch den Stromverbrauch individuell anzupassen Falls noch geringerer Stromverbrauch gewünscht wird kann auch die gesamte Spannungsversorgung abgeschaltet werden Mit einer Aufstartzeit von lediglich 15 ms ist der Sensor schnell verfügbar Dies ist besonders interessant für Anwendungen die mit Solarstrom oder einer Batterie betrieben werden Das Evaluation-Kit zum V-LD1 RFbeam bietet ein Evaluation-Board Bild 5 mit übersichtlicher grafischer Benutzeroberfläche an das Anwendern ermöglicht schnell erste Messresultate zu erzielen Durch die im Set enthaltene Linse lässt sich der Erfassungsbereich des Radarsensors auf 8° x 8° einschränken Die mitgelieferte GUI Bild 6 bietet neben der Möglichkeit das Radarmodul zu konfigurieren und die Rohdaten der FFT direkt in Echtzeit zu beobachten auch eine grafische Darstellung einer Abstandsmessung am Beispiel eines Füllstands in einem 20 m hohen Silo Der höchste Peak in der FFT in Bild 6 mit einem grünen Kreuz markiert Bild R Fb ea m