Fraunhofer-Gesellschaft
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Fraunhofer-Institut FHR
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Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik

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Radar- und Millimeterwellen

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Das Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR in Wachtberg erarbeitet zukunftsweisende Lösungen in der elektromagnetischen Sensorik.

Entwickelt werden Konzepte, Verfahren und Systeme im Bereich Radar. Die Expertise reicht von neuartigen Signalverarbeitungsmethoden bis hin zu fortschrittlichen Technologien, die im Mikrowellen- und unteren Terahertzbereich zum Einsatz kommen.

Die Kompetenz erstreckt sich über alle Teilgebiete moderner Radarverfahren, wobei auch industrielle Anwendungen für unterschiedliche Branchen entwickelt werden.

Hochfrequenzsensoren für industrielle Anwendungen

Die aktuellen Entwicklungen am Fraunhofer FHR zielen darauf ab, die Leistungsfähigkeit von Hochfrequenzsensoren für industrielle Anwendungen und autonome Systeme zu optimieren. Dafür werden neue Anwendungsbereiche erschlossen, darunter auch Sortierlösungen in der Recyclingindustrie.

Die robusten, echtzeitfähigen Industriesensoren ermöglichen präzise Materialcharakterisierungen z. B. bei der Prüfung von Produkten aus Glasfaserverbundstoffen. Zu den neuesten Anwendungen gehören die Messung der Breite und Dicke von Stahlbrammen sowie die Schichtdickenmessung in der Kunststoffproduktion. Die zum Einsatz kommenden Sensoren erfassen und analysieren Materialeigenschaften in Echtzeit und stellen damit die Effizienz und Qualität im Produktionsprozess sicher.

Weitere Arbeitsschwerpunkte sind die Modellierung, Simulation und experimentelle Verifizierung, in Kombination mit der technologischen Weiterentwicklung von Sensoren, Messverfahren und Algorithmen, z. B. für die Tomographie. 

 

Lösungen für die Industrie

  • Kombination von Radarsystemen mit Bildverarbeitung.
  • Hochfrequenzlösungen durch die Entwicklung von passiven und aktiven Sensorsystemen.
  • Intelligente, automatisierte Detektionslösungen zur Daten-Erfassung und -Auswertung in Echtzeit
  • Sensoren für die exakte Analyse von Materialien in der Fertigung.
  • Methoden zur zerstörungsfreien Prüfung von Materialien.

Anwendungsbeispiele

Hochauflösende 3D-Bildgebung einer Parkscheibe mit integriertem Radarsensor.
© Fraunhofer FHR
Hochauflösende 3D-Bildgebung einer Parkscheibe bei 150 GHz. Zum Einsatz kommt ein vom Fraunhofer FHR entwickelter integrierter Radarsensor.
Parkscheibe als Anwendungsbeispiel für hochauflösende 3D-Bildgebung mit einem Radarsensor.
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Parkscheibe als Anwendungsbeispiel für hochauflösende 3D-Bildgebung mit integriertem Radarsensor.

Hochauflösende 3D-Bildgebung einer Parkscheibe bei 150 GHz. Zum Einsatz kam ein vom Fraunhofer FHR entwickelter integrierter Radarsensor. 

Abbild eines Glasfasergewebes mit Radarsensoren zum sichtbar machen verborgener Strukturen
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Abbild eines Glasfasergewebes mit Radarsensoren zum sichtbar machen verborgener Strukturen, wie z.B. Ondulationen.
Aufnahme mit Radarsensoren von Glasfaserverbundstoffe zum sichtbar machen verborgener Strukturen.
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Aufnahme mit Radarsensoren von Glasfaserverbundstoffe zum sichtbar machen verborgener Strukturen.
Aufnahme mit Radarsensoren von Glasfaserverbundstoffen zur frühzeitigen Fehlererkennung.
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Aufnahme mit Radarsensoren von Glasfaserverbundstoffen zur frühzeitigen Fehlererkennung.

Unter der Oberfläche verborgene Strukturen können durch polarimetrische Radarsensoren sichtbar gemacht werden, wie z.B. Ondulationen in Glasfasergewebe. Damit werden nun auch Prüfverfahren möglich, die Fehler schon im Produktionsprozess von Glasfaserverbundstoffen frühzeitig erkennen.

Darstellung der Normalen der extrahierten Oberfläche einer Autotür mit Radarsensoren
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Darstellung der Normalen der extrahierten Oberfläche einer Autotür bei 80 GHz.
Tiefen-Auflösung von Defekten: Schnitt durch die Oberfläche mit zwei Defektstellen.
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Tiefen-Auflösung von Defekten: Schnitt durch die Oberfläche mit zwei Defektstellen.

Heutige integrierte Radarsensoren ermöglichen durch ihre hohe Phasenstabilität eine hochgenaue Extraktion von Oberflächen. Dadurch können auch kleine Defekte in Oberflächen detektiert werden. Eine erweiterte Phasenauswertung ermöglicht hier bei einer nativen Tiefen-Auflösung von 6,3 mm die Detektion von Defekten von nur 30m Tiefe.