Pierwszy radar skanujący

 Wielofunkcyjny, elektronicznie skanujący radar (ESR), opracowany przez koncern Delphi, ma trafić pod motoryzacyjne strzechy, czyli do wszystkich niemal użytkowników samochodów. Zasługa to nowej niezawodnej i taniej technologii monolitycznej.

Pierwszą aplikacją używającą ESR jest, wchodzący do produkcji w połowie 2009 roku, czwartej generacji tempomat adaptacyjny ACC Delphi, instalowany w samochodach wprowadzanych na rynek w USA. W dalszych miesiącach 2009 roku system ten będzie również instalowany w kilku europejskich samochodach w modelach z roku 2010.

Z wojska do cywila

Największym wyzwaniem w projektowaniu ACC i systemów radarowych zapobiegającym powstawaniu kolizji jest połączenie szerokiego pola widzenia o krótkim zasięgu (aby wykrywać samochody nadjeżdżające z sąsiednich pasów ruchu i pieszych znajdujących się na wysokości samochodu) z wysokiej rozdzielczości pomiarem o dużym zasięgu, który służy do oceny odległości i prędkości oraz umożliwia rozróżnianie obiektów.

Obecnie stosowane rozwiązania wykorzystują radary z wieloma wiązkami, zarówno w połączeniu z mechanicznym skanowaniem, jak i nakładaniem na siebie kilku nieruchomych wiązek. Systemy mechanicznego skanowania drogi są bardzo dokładne, ale wymagają precyzyjnych i delikatnych urządzeń instalowanych w najbardziej narażonych na zniszczenie i silne wibracje miejscach samochodu. Systemy wykorzystujące nakładanie na siebie kilku nieruchomych wiązek są bardziej trwałe niż system skanowania mechanicznego, ale zwykle ich pole widzenia i rozdzielczość kątowa pozostawiają wiele do życzenia.

„Elektroniczne systemy skanujące są znacznie lepszym rozwiązaniem, ponieważ łączą one w sobie wyjątkowe osiągi z trwałością i małymi rozmiarami”, stwierdził dr Andreas Teuner, główny inżynier ds. systemów bezpieczeństwa w europejskim oddziale Delphi. „Systemy te są już od pewnego czasu wykorzystywane przez wojsko, ale dotąd były zbyt drogie, by można je było stosować w motoryzacji.

Nowy szyk

Według dr Teunera, to innowacyjne rozwiązanie spowoduje spadek ceny do tak atrakcyjnego poziomu, że po raz pierwszy technologia ta zacznie być wykorzystywana na masową skalę.

Nowy system wykorzystuje szyk antenowy zbudowany z elementów promieniujących opartych na liniach mikropaskowych. Pole widzenia wynika z konstrukcji elementów. Dwa odrębne zestawy antenowe są wykorzystywane do realizacji dwóch trybów pomiaru: długiego zasięgu, o polu widzenia 20 stopni i średniego zasięgu o polu widzenia 90 stopni. Sygnały z tych elementów łączone są w celu stworzenia wąskiego promienia, który może być skanowany elektronicznie w całym polu widzenia. Projekt szyku antenowego zapewnia kąt równy 3,5 stopnia i skanuje 64 pozycje wiązki. Czas pomiarowy dla każdego trybu to 25 milisekund, co daje częstotliwość aktualizacji równą 20Hz.

W rozmiarze mini

Firma Delphi wybrała pasmo częstotliwości 76GHz, aby móc wdrożyć swój system na całym świecie oraz aby zminiaturyzować antenę. Jednoczesna transmisja i odbiór impulsu metodą Dopplera (STAR PD) dostarcza niezależny pomiar odległości i szybkości jego zmian, co umożliwia precyzyjną detekcję nieruchomych grup obiektów. Wraz z elektronicznie skanującym układem, właściwości te zapewniają doskonałe rozróżnienie różnorodnych celów, precyzję oceny odległości, prędkości zbliżania się obiektu i kąta, pod jakim znajduje się dany obiekt.

Kompletny moduł radaru, łącznie z układem elektronicznego sterowania, ma wielkość jedynie 13cm x 9cm x 3,9cm (5,12 cali x 3,54 cali x 1,54 cali). Niewielkie wymiary urządzenia umożliwiają umieszczenie czujnika pod  maską samochodu. Ponieważ urządzenie nie ma żadnych ruchomych części, jest całkowicie odporne na wibracje i niezwykle trwałe.

Jakość danych dostarczanych przez urządzenie umożliwia skuteczne funkcjonowanie tempomatu adaptacyjnego typu stop-and-go i złagodzenie kolizji poprzez usprawniony system samoczynnego hamowania, wyposażony w wykrywanie obecności pieszych i możliwość szybkiego reagowania na zbliżające się obiekty.