3D-gedruckte Metamaterialstrukturen für Automobilradarsysteme im mm-Wellenbereich – 3DMeta

Durch den rasanten Anstieg der Anwendungsfrequenzen moderner Radarsysteme im Millimeter-Wellenbereich auf 77 Gigahertz und der damit verbundenen Miniaturisierung und Erhöhung der Systemkomplexität spielen viele parasitäre Effekte im Entwurf eine zentrale Rolle. Die Leistungsfähigkeit des gesamten Radarsensors nimmt signifikant ab, zum einen durch inhärente Verluste des Verteilungsnetz-werks zwischen integrierter Schaltung und Antennen, zum anderen durch Kopplungseffekte zwischen der Antennenapertur, dem umgebenden Gehäuse sowie dem Radom. Leckwellen, die von den Sende- in die Empfangsantennen übersprechen, sowie über das Radom in das Gehäuse eingekoppelte Wellen schränken die Winkelauflösung des Systems ein und können auch zur fehlerhaften Erkennung von Scheinzielen führen.

Im Rahmen des Projekts soll eine weitere Verbesserung der Leistungsfähigkeit von Radarsystemen mithilfe von Metamaterialen erzielt werden. Außerdem werden dielektrische Linsen unter Einbezug von Metamaterialstrukturen zur Verbesserung der Antennencharakteristik und des damit einhergehenden Sichtfelds des Radarsystems unter-sucht. Ein wesentlicher Fokus liegt auf der Nutzung der gestalterischen Freiheit dreidimensionaler Formgebung solcher Metamaterialstrukturen durch Verwendung hoch-präziser 3D-Drucksysteme sowie 3D-fähiger Laserablationsverfahren. Allein durch den gezielten Entwurf und ihre Kombination soll es so möglich werden, in Europa breit verfügbare Ausgangsmaterialen derart zu fertigen und zu strukturieren, dass die aktuellen Einschränkungen durch parasitäre Effekte im Radom und Gehäuse von Radarsystemen signifikant reduziert werden. Auf diese Weise sollen leistungsfähige und gleichzeitig kosteneffiziente Systeme für das zukünftige autonome Fahren zur Verfügung stehen.