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18 Elektronik automot ive Autonomes FAhren Assistenzsysteme halb dieser Die Trennung trägt dazu bei gegenseitige Störungen zu mini mieren da Radarsysteme die dieselbe Frequenz verwenden die Signale des jeweils anderen Systems stören kön nen Parallel dazu hat die Auto mobil in dustrie begonnen das 140GHzBand zu erforschen weil das 60GHzBand auch für WLAN und PunktzuPunkt Kommunikation genutzt wird was die Leistung von KfzRadargeräten beein trächtigt Aber die 140GHzFrequenz bietet noch weitere Vorteile ➔ ➔ höhere Auflösung ermöglicht die Erkennung kleinerer Objekte und ver bessert die Erkennung von Objekten in verschiedenen Entfernungen und Winkeln zum Beispiel die Unterschei dung zwischen mehreren Passagieren in einem Fahrzeug ➔ ➔ Kleinere Antennen sind besonders vorteilhaft für das Automobildesign für das Kompaktheit und ein schnit tiges Erscheinungsbild ausschlagge bend sind Die Vorzüge von 140GHzRadar sind für eine Reihe neuer Anwendungsfälle unerlässlich darunter automatische Einparkdienste und fortschrittliche Fahrerüberwachung – Funktionen für die Endverbraucher im hart umkämpf ten Markt einen Aufpreis zu zahlen bereit sind Bild 2 Kommerzialisierung die Herausforderungen Die Kommerzialisierung von 140GHz Radarlösungen für Kraftfahrzeuge wird für Anfang der 2030erJahre erwartet Obwohl die Technologie großes Poten zial hat sind noch einige Hürden zu überwinden bevor sie serienreif wird Wichtig zu erwähnen ist dass die größte technologische Herausforde rung nicht mit den Beschränkun gen von Halbleitern zusammenhängt Denn 140GHzRadarsysteme können die StandardCMOSTechnologie nut zen – im Gegensatz zu noch höherfre quenten Lösungen die den Einsatz teu rerer Technologien wie Indiumphosphid erfordern Dadurch kann die Branche von fortschrittlicher SystemonChip Integration Design im Nanometerbe reich und verbesserter Energieeffizienz profitieren – und das bei niedrigen Pro duktionskosten was für die Akzeptanz auf dem Massenmarkt unerlässlich ist Die größere Herausforderung liegt im Bereich der Physik Beim Übergang von Radarsystemen von 60 GHz und 77 GHz zu 140 GHz reicht die gleiche Sende leistung nur für eine kürzere Entfer nung aus Um bei höheren Frequenzen die gleiche Sensorreichweite zu erzie len ist also mehr Leistung erforderlich was technisch schwierig zu realisieren ist Je nach der von den Erstausrüstern gewünschten Reichweite für 140GHz Sensoren muss der Stand der Technik darum in Richtung CoPackaged oder inte grierte IIIVFrontends in Kombi nation mit CMOSTechnologie weiter entwickelt werden Diese Herausforderung nimmt durch die Integration von Radarsystemen in das Fahrzeug noch zu da damit ein erheb licher Signalverlust einhergeht Obwohl bereits transparente Materialien ver wendet werden um Radarsi gnale leich ter durch zu lassen verschärft sich die ses Pro blem bei höheren Frequenzen Deshalb sind neue Materiallösungen erforderlich die nicht nur für 140 GHz transparent sind sondern auch stabil langlebig und optisch ansprechend Weitere Forschung für 140-GHz-CMOS-Radar Obwohl kommerzielle 140GHzRadar lösungen für den Automobilbereich noch nicht verfügbar sind arbeiten führende Halbleiterhersteller wie TSMC und GlobalFoundries bereits intensiv an ihrer Entwicklung Parallel dazu schreiten die Forschungsbemühun gen voran die sich auf Bereiche wie Inter ferenz manage ment Technologie Benchmarking und neue Prinzipien für das Radardesign konzentrieren Das Interferenzmanagement ist ein wichtiger Forschungsbereich Die For schungsgemeinschaft setzt sich nach drücklich für ein standardisiertes Modulationsschema innerhalb des 140GHzBands ein um Inter ferenzen von Anfang an zu minimieren Auf bauend auf seiner Expertise in der Entwicklung von AutomotiveRadar systemen im 77GHzBand will Imec in diesem Bereich eine führende Rolle übernehmen Ein weiterer wichtiger Schwerpunkt sind das neutrale Bench marking und die Evaluierung von Halb leitertechnologieplattformen – ein Bild 2 Vergleich der Auflösung von 79-GHzund 140-GHz-Radar bei einer Reichweite von 30 m mit einer Radaröffnung von 15 cm x 15 cm Bild Imec Bild 3 Imecs 140-GHz-Radar-Demo-Plattform Bild Imec