Radarsensoren werden in den Scheinwerfer eingebaut?

Moderne Fahrerassistenzsysteme nutzen Radartechnologie. Es gibt viele Systeme zum Beispiel: zur adaptiven Geschwindigkeitsregelung, zur Unterstützung beim Spurwechsel, zur Vermeidung von Kollisionen sowie zur Erkennung von Fußgängern und Radfahrern. Warum brauchen wir solche Systeme? Fahrerassistenzsysteme oder auch als Advanced Driver-Assistance genannt, sind Systeme in Fahrzeuge, die uns bei der Fahrt unterstützen. Dabei fördern sie die Sicherheit und unseren Komfort, können aber auch ein effizienteres Fahren ermöglichen.

Im Rahmen des Projekts RadarGlass von Fraunhofer ILT wurde eine funktionelle, elektrisch leitfähige Dünnschicht auf der Innenseite der Scheinwerferabdeckung entwickelt, die die Kriterien für den Scheinwerfer- und Radareinsatz erfüllt. Mit seiner Hilfe lässt sich der Radarstrahl steuerbar gestalten. Sie erkennen beispielsweise Fußgänger mit einem seitlich gerichteten Radarstrahl. Zur Führung des Radarstrahlen werden die kleinen Elemente der Beschichtung so präzise strukturiert, dass sie als Antenne für die Radarwelle fungieren können. Dafür haben drei Forschungsinstitute ein Laserverfahren entwickelt, mit dem die Antennenelemente erzeugt werden können.

Was ist der Kern dieser Entwicklung?

Die Beschichtung, die auf der Innenseite der Scheinwerferabdeckung sozusagen geklebt wird, lenkt den Radarstrahl. Diese laserbasierte Strukturierung liegt im 10 µm-Bereich. Die drei Institute gemeinsam haben eine funktionale, elektrisch leitfähige Dünnschicht entwickelt, die innerhalb der Scheinwerferabdeckung angebracht wird und mit der sich der Radarstrahl gezielt formen und lenken lässt. Je nach Art der Anwendung kann die Schicht den Strahl gezielt steuern. Wie das menschliche Auge kann der Strahl auch auf den Nah- oder Fernbereich fokussiert werden. Im Projekt RadarGlass wird untersucht, mit welchem Dünnschichtsystem sich Radarwellen verlustarm steuern lassen, ohne den Hauptzweck des Scheinwerfers einzuschränken. In gemeinsamer Entwicklungsarbeit haben die Partner ein Beschichtungssystem entwickelt, das die Kriterien für den Scheinwerfer- und Radareinsatz erfüllt und auf typische Autoscheinwerfer aufgetragen und strukturiert werden kann.

Warum ist es so wichtig, diese Sensoren im Scheinwerfer zu platzieren?

Jetzt integrieren Autohersteller diese Sensoren in den Kühlergrill oder die Windschutzscheibe des Autos. Die Integration der Radarsensoren in die Scheinwerfer eines Fahrzeugs schützt diese vor Schnee, Eis und Regen. Die Karosserie des Fahrzeugs wird dadurch nicht beeinträchtigt. Designer künftiger Automobile Generationen sind nicht mehr durch zusätzliche Sensorstrukturen am Fahrzeug eingeschränkt.

Wie wird dieses System funktionieren, wenn es in den Scheinwerfer eingebaut ist?

Durch die Beschichtung des Radarsensors kann die Strahlausbreitung je nach Einsatzart unterschiedlich geleitet werden. Um die Ausbreitung und Form der Radarstrahlen zu steuern, müssen kleine Bereiche der Beschichtung mit Lasern präzise strukturiert werden. Sie können also als Antennen für die Radarwellen fungieren. Im Rahmen des Projekts haben die Ingenieure ein Dünnschichtsystem entwickelt, das im sichtbaren Bereich nahezu transparent ist und auch hochfrequente Wellen bilden kann. Der Herstellungsprozess wurde schon so weit optimiert, dass die Beschichtung die Farbe der Lichtquelle unverändert lässt und Temperaturschwankungen zwischen -30° und +120° C standhält. Für den Langstreckenbereich wurde das System so konzipiert, das Radar mit einem Gewinn von 20 dBi in einer kleinen Strahlbreite von 5° in Fahrtrichtung gebündelt werden kann. Mit dem Radar können Hindernisse in bis zu 300 m Entfernung erkannt werden.

Wann wird diese Innovation serienmäßig im Scheinwerfer verbaut?

Mithilfe von Simulationen entwickeln die Partner Strukturen zur gezielten Steuerung von Radarwellen. Derzeit stellen die Entwickler die Lösung bereits den Industrievertretern vor, um weitere Schritte zur Ausnutzung des Verfahrens in Angriff zu nehmen. In der nächsten Projektphase werden sie die Lösung in echte Scheinwerfer einbauen. Bis diese Entwicklung ihre endgültige Form annimmt, wird es also sicherlich noch ein bis zwei Jahre dauern.