Radar sendet und empfängt elektromagnetische Mikrowellen innerhalb eines bestimmten Frequenzbereichs. Für die Bewegungsdetektion sind 10 GHz und 24 GHz Lösungen auf dem Markt verfügbar. Sie unterscheiden sich in ihren technischen Eigenschaften.

Von der Detektionsaufgabe hängt ab, welches Band Entwickler, Integratoren und Benutzer bevorzugen. Doch gibt es eine Faustregel, für welches Szenario die eine Radarlösung besser ist als die andere? Erweitern Sie mit uns Ihr Wissen bezüglich Radartechnologie und Frequenzen. In diesem Artikel möchten wir über 10 GHz vs. 24 GHz diskutieren und fragen einen Radarexperten.

Und wer weiß über Unterschiede und Vorteile des Radarbandes am besten Bescheid? Kein geringerer als unser Vertriebskollege Simon Barber. Der Key Account Manager verkaufte mehr als 7 Jahre lang Radarlösungen im 10 GHz Bereich und prüft nun das Potenzial von 24 GHz Sensoren als Alternative.

Hallo Simon, können Sie uns eine kurze Einführung zum Thema Radarband geben?

Antwort von SB: Sensoren nutzen unterschiedliche Frequenzen zum Senden und Empfangen des Radarsignals. Die Nutzung und die Einteilung der Bereiche sind von internationalen Institutionen reguliert und vorgegeben, um Interferenzen zu vermeiden und die Gesundheit zu schützen.

Dadurch ist definiert, welche Frequenzbänder für das Wetterradar, die Schifffahrt oder dem Militär zu Verfügung stehen. Für kommerzielle Anwendungen, in der Industrie sowie dem Automotive Segment sind bestimmte Bandbreiten freigegeben und vorgesehen.

Aufgrund der technischen Eigenschaften und Funktionen sind für die Bewegungsdetektion typischerweise 10 GHz und 24 GHz Radare im Einsatz. Nicht immer nennen die Experten bei den verschiedenen Radartypen die Gigahertz-Zahl. Eine gängige Bezeichnung für Sensorlösungen im 10 GHz Bereich ist X-Band-Radar. 24 GHz ist auch als K-Band-Radar bekannt.

Vielen Dank für die Klärung der Begrifflichkeiten. Können Sie mir etwas über die Evolution der Radarvarianten und die jüngsten Trends erzählen?

Antwort von SB: 10 GHz Produkte gibt es schon lange, einige sind bereits 20 Jahre im Einsatz. Die kostengünstigen Radarprodukte sind beliebt für die Bewegungserkennung. Sie bieten in der Regel keinen großen Funktionsumfang und sind eher nicht für komplexe Anwendungen geeignet.

Deswegen gab es keine Nachfrage nach technologischen Verbesserungen – das Motto „never Change a running system“ passt hier ganz gut. So lösen normalerweise nur Änderungen der Frequenzgesetzgebung Weiterentwicklungen aus, wie z. B. die jüngste RED.

Auch die 24 GHz Radarvarianten haben sich bereits als Bewegungsdetektoren auf dem Markt etabliert. Hier gab es insbesondere in Puncto Funktionalität immer wieder technologische Fortschritte. Auch die Kosten haben sich durch das wachsende Interesse, die dadurch gestiegene Produktion und der besseren Materialverfügbarkeit verringert. Eine weitere wichtige Entwicklung in den letzten Jahren war außerdem die Einführung der SMT-Fertigung, da dies Personal einspart und die Qualität der Produktionslinie erhöht. 24 GHz hat sich mittlerweile zu einer echten Alternative des Klassikers, die 10 GHz Bewegungsdetektoren, gemausert.

Was sind die Stärken von 10 GHz und 24 GHz Produkten?

Antwort von SB: An dieser Stelle muss ich vorab sagen, dass die Beurteilung der Vor- und Nachteile des jeweiligen Frequenzbandes sehr von der späteren Anwendungen abhängen. Kunden müssen abwägen, welche Eigenschaften besser zu Ihren Bedürfnissen und Verwendung passen oder welche Aspekte für Sie wichtiger sind.

Die 10 GHz-Standardprodukte sind zu einem wirklich günstigen Preis erhältlich. Die Produktion und Entwicklung ist deutlich günstiger im Vergleich mit 24 GHz-Lösungen.

Aufgrund der Wellenlänge haben X-Band-Radare eine größere Reichweite als 24 GHz. Es ist möglich, dass die Radarwellen Baumaterialien wie Wände durchdringen. Dies kann positiv oder negativ sein. Beispielsweise kann die Materialdurchdringung ein unerwünschtes Auslösen von Sensoren verursachen. Kunden, die den Sensor hinter Fliesen oder anderen harten Materialien platzieren, spielt diese Eigenschaft jedoch in die Hände.

Ein weiterer Punkt: Das Signal des 10 GHz Radars ist weniger gedämpft und bei Outdoor-Anwendungen im Regen oder bei Niederschlag weniger empfindlich. Fortschrittliche 24 GHz Technologie wirkt dieser Problematik mit entsprechenden, intelligenten Signalverarbeitung entgegen.

Bei 24 GHz Radarprodukten ist generell ein größeres Frequenzband verfügbar. Das X-Band-Radar kann nur eine Frequenzverschiebung von 5 MHz verwenden, wodurch die Funktionalität auf die Bewegungserkennung und die Messung der Bewegungsrichtung beschränkt ist. K-Band-Sensoren nutzen eine Frequenzverschiebung von bis zu 250 MHz, sodass eine bessere Radarauflösung erzielbar ist. Zudem ist es möglich, viel mehr Objektdaten zu extrahieren. Die Radarprodukte messen Informationen zu Bewegung, Richtung, Geschwindigkeit, Anwesenheit, Entfernung und Zielwinkel.

Ein weiterer Vorteil der 24 GHz Radargeräte ist das kompakte Design. Sie sind viel kleiner als äquivalente 10 GHz Einheiten. Dies bedeutet kleinere Gehäuse und Leiterplatten sowie geringere Materialkosten für den Kunden.

Zudem bietet 24 GHz aufgrund der Zulassung weltweite Einsatzmöglichkeiten. Aufgrund von Frequenzvorschriften sind keine unterschiedlichen Produktvarianten wie bei 10 GHz Radargeräten erforderlich, wenn Sie Ihr Produkt in verschiedenen Ländern verkaufen möchten.

Was sind die Probleme der jeweiligen Variante?

Antwort von SB: 10 GHz Radarlösungen haben eine niedrigere Geschwindigkeitsauflösung als 24 GHz, daher haben sie einige Schwierigkeiten sehr langsam bewegte Objekte zu erfassen. Wie bereits erwähnt, beschränkten sie sich aufgrund der kleineren Bandbreite und der geringeren Auflösungsmöglichkeit auf einfachere Anwendungen. Sie bieten nicht die breite Palette an Detektionsfunktionen wie 24 GHz.

Mit mehr Funktionalität steigen die Entwicklungs- und Produktionskosten. Die höheren Preise eines 24 GHz Radars gegenüber einem 10 GHz Gerät können daher ein Nachteil sein.

Zum Beispiel im umkämpften Sicherheitsmarkt sind die Stückzahlen groß, wahrscheinlich weit über 2 Millionen Sensoren pro Jahr weltweit. Hier sind die Kosten meistens der Haupttreiber für die Kaufentscheidung. Unternehmen wie InnoSenT gelingt es dank Entwicklungserfahrung und Produktionskapazität ihre Radarprodukte auch in solchen Märkten zu einem attraktiven und wettbewerbsfähigen Preis anzubieten.

Nun die entscheidende Frage: Welche Technologie ist besser?

Antwort von SB: Dies hängt von der individuellen Aufgabe ab, die das Radar für den Kunden umsetzen soll. Wenn Sie nur eine einfache Bewegungserkennungsanwendung benötigen, erfüllt 10 GHz die Anforderungen und ist zu einem sehr niedrigen Preis erhältlich.

Außerhalb des kompetitiven Sicherheits- und Lichtsensormarktes, also Anwendungen der einfacher Bewegungsdetektion, sind 24 GHz jedoch besser, da die Frequenz weitaus mehr technische Funktionen für den Kunden bietet und verschiedene Herausforderungen meistert.

So ist 24 GHz die Lösung für jede Anwendung, die mehr als die reine Bewegungs- und Richtungserkennung benötigt. 10 GHz Produkte spielen hier keine Rolle.

Können Sie für jedes Radarband ein typisches Beispiel nennen?

Antwort von SB: Natürlich. 10 GHz empfehlen sich für kostengünstige Anwendungen. Sie sind deswegen häufig für Dual-Tech-Einbruchalarm- und Lichtsteuerungssensoren in Verwendung.

24 GHz bietet aufgrund ihrer Weiterentwicklung und Funktionalität viel mehr Anwendungsmöglichkeiten. Sie finden sie auch in Sicherheitssystemen oder in der Gebäudeautomationstechnologie integriert. Dabei übernehmen sie schwierigere Aufgaben wie Perimeterschutz, Tracking oder Automatisierung und Steuerung nach Bedarf. Weitere Beispiele sind Sportgeschwindigkeitsmessung, Verkehrstechnik, Füllstandermittlung, Kollisionsvermeidung und Automobilanwendungen.

Welche Variante hat mehr Potenzial für zukünftige Technologien?

Antwort von SB: Zweifellos 24 GHz. 24 GHz kann komplexere Detektionsaufgaben umsetzen und bietet durch Kunden aufgrund der Funktionalität einen Mehrwert für ihre Anwendung – auch für zukünftige Produkte. Die Möglichkeiten zur Weiterentwicklung und Verbesserung sind noch nicht ausgeschöpft. Der technologische Fortschritt eröffnet immer mehr Optionen. Vor einigen Jahren war Radar Tracking für den kommerziellen und industriellen Markt nicht verfügbar. Jetzt verwenden unsere Kunden es für die fortschrittliche Sicherheitsdetektion oder Verkehrsüberwachung.

Außerdem wird 24 GHz zunehmend in traditionellen 10 GHz Märkten eingesetzt. Denn so lassen sich Kundenprobleme bei der Produktion, dem Lagerbestand und der Frequenzregulierung lösen. Es gibt jedoch immer noch einen kostengetriebenen Bereich, auf dem die Nachfrage nach kostengünstige 10 GHz Doppler-Module bestehen bleibt.

  

Vielen Dank, Simon, für Deine Zeit und dieses Interview!

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