Störfestigkeit eines Radar-Sensors: analysiert und verbessert mit 3D-Feldsimulationen

Abstract

Radar-Sensoren dienen im Kraftfahrzeug der Objekterkennung sowie Objektverfolgung und ermöglichen so zahlreiche Sicherheits- und Fahrerassistenz-Funktionen, wie z.B. adaptive Abstandsund Geschwindigkeitsregelung, automatische Notbremsung oder Totwinkelassistent. Die Einhaltung der EMV-Störfestigkeit ist bei den sicherheitsrelevanten Funktion besonders zu beachten. Ein frühes Muster eines elektronischen Kfz-Radar-Steuergerätes (im Folgenden mit SCU für Sense and Control Unit abgekürzt) zeigte eine nicht ausreichende Störfestigkeit über einen weiten Frequenzbereich an Vielfachen von 50 MHz. Bild 1 zeigt das Ergebnis einer Störfestigkeits-Messung nach der Antennenmethode [1] (so genannter RIA-Test, Radiated Immunity, Antenna) in einem Frequenzbereich 200 MHz ... 3400 MHz. Aufgetragen ist der relative Pegel des durch die Störfeldstärke entstehenden Seitenbandes des Radar-Sendesignals an Vielfachen von 50 MHz. Dabei wurde eine konstante Störfeldstärke von 140 V/m gewählt. Dieser Seitenbandpegel wurde als Kriterium ausgewählt, um die Störfestigkeit der SCU anhand einer möglichst einfach und reproduzierbar messbaren Größe bewerten zu können. Eine Abschätzung ergibt, dass der HF-Seitenbandpegel kleiner als –40 dBc (dB carrier, auf den Träger bezogener Pegel) sein sollte, um keine unerwünschten Ziele in der Signalverarbeitung zu generieren. Die gemessenen Pegel liegen an den meisten Vielfachen von 50 MHz oberhalb dieser Grenze.