Das Radar für die Westentasche

In vielen Industrieprozessen müssen Fertigungsroboter in unbekanntem Umfeld millimetergenau gesteuert werden. Das Konsortium SUCCESS hat nun unter Beteiligung des Karlsruher Institutes für Technologie die notwendige Radar-Technik in millimetergroße Chip-Gehäuse integriert. Der Anwender kann den Chip auf einer Standard-Platine auflöten und erhält niederfrequente Signale, welche problemlos weiterverarbeitet werden können.

Das Radar für die Westentasche

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Der Sensor sendet und empfängt elektromagnetische Wellen mit einer Frequenz von 122 Gigahertz. Aus der Laufzeit der Welle zu einem Objekt in mehreren Metern Entfernung wird der Abstand mit einer Genauigkeit von bis zu unter einem Millimeter berechnet. Über den Dopplereffekt lässt sich sogar die Geschwindigkeit des Objekts messen. Dabei ist der Sensor selbst nur 8 mal 8 Millimeter groß, enthält aber alle notwendigen Hochfrequenz-Komponenten. Die Ausgangssignale sind dadurch niederfrequente Signale, die mittels Standardelektronik weiter verarbeitet werden können.
 
 Neben Umfelderkennung in Autos und der Steuerung von Industrierobotern lassen sich viele weitere Anwendungen und Innovationen denken, etwa extrem flache Bewegungssensoren für Türen und Tore, die hinter der Tapete verschwinden oder Bohrmaschinen, die eigenständig bei der gewünschten Bohrtiefe abschalten.


Der Chip basiert auf der SiGe-BiCMOS-Technologie des IHP-Leibniz-Instituts für innovative Mikroelektronik, die für höchste Frequenzen geeignet ist. Das Design des Chips wurde vom IHP und von der Silicon Radar GmbH entwickelt. Am KIT wurde das Design der Sende- und Empfangsantennen und die Integration von Chip und Antennen auf die kleine Fläche durchgeführt. Das dünne, flexible organische Trägermaterial der Antennen wurde von der High-tec MC AG aus dem schweizerischen Lenzburg entwickelt. Das finnische Unternehmen SELMIC hat das keramische Gehäuse hergestellt, sowie die Einzelteile des Prototyps zusammengefügt. Die Robert Bosch GmbH hat eine Vielzahl möglicher Anwendungen untersucht. Weitere Mitglieder des von der EU geförderten Konsortiums sind ST Microelektronics, Evatronix und die Universität Toronto.