der Umstieg von X-Band zu K-Band Radartechnologie.

Seit einigen Jahren scheint die Innovation im 10GHz Bereich zu stagnieren. Bei den Radarprodukten, die in erster Linie für die einfache Bewegungsdetektion im Einsatz sind, lassen größere technologische Fortschritte auf sich warten.

Ein möglicher Grund hierfür: 10GHz Sensoren gelten in ihrer Funktionalität und Leistung als ausgeschöpft und nicht weiter optimierbar. Doch weshalb sind 10GHz Radarlösungen dennoch beliebt?

Die Antwort: Der Preis ist das entscheidende Kriterium für die Hersteller von Bewegungssensoren. Die 10GHz Radarkomponenten sind extrem günstig. Dies liegt unter anderem am geringen Entwicklungsaufwand sowie niedriger Stufe der Komplexität und Leistung. Auch die Bauteile sowie Materialien sind preiswert – über die Jahre hinweg reduzierten sich die Produktions- und Materialkosten. Innovationen erfolgen nur durch Änderungen bei verbindlichen Regularien oder Fortschritte bei Software oder Fertigungsmaterial. 10GHz Lösungen sind seit vielen Jahren etabliert und auf den Low-Budget Massenmarkt ausgerichtet. Wachstum verzeichnet die Branche aufgrund fehlender Weiterentwicklungen kaum.

Kompetitive Preise & technischer Fortschritt eröffnet neue Perspektiven.

Eine Alternative bilden 24GHz Radarlösungen. Sie sind ebenfalls für die Bewegungsdetektion hervorragend geeignet. Der Umstieg von 10GHz auf 24GHz bietet sich an: Das Messverfahren bleibt gleich, nur die Frequenz ändert sich.

Die Hersteller profitieren weiterhin von den Vorzügen der Radartechnologie und können ohne aufwendigen Kompetenzaufbau (wie beispielsweise dem Umstieg zur PIR) den Sensortechnologie-Wechsel vollziehen.

24 GHz Sensoren bieten in der Regel mehr Funktionalität. Das macht die Produkte jedoch komplexer und teurer. Doch in den letzten Jahren hat sich viel bewegt. Die Preise von 24GHz Produkte sinken und die Anwendungsvielfalt wächst. Auch ist die Technologie nicht länger nur für Branchen wie Sicherheitstechnik attraktiv, die maximale Performance und Funktionen fordern. Viele Hersteller sind bereit, für bessere Leistung & fortschrittliche Technik mehr zu investieren.

• So stehen viele Hersteller vor der Frage: Lohnt es sich zu wechseln?
• Wie aufwendig ist ein Umstieg für mich? Welche Änderungen muss ich vornehmen?

Bei der Antwortfindung unterstützt sie dieser Artikel. Beginnend mit einem Überblick über technologische Unterschiede und weiterführend mit der Auflistung notwendiger Änderungen, fällt Ihnen die Abwägung leichter.

Eigenschaften von 10GHz & 24GHz Sensoren

Für das bessere technische Verständnis folgt ein kurzer Überblick über die unterschiedlichen Merkmale von 10GHz und 24GHz Radaren. Einfach gesagt, nutzen sie andere Frequenzen und Wellenlängen. 10GHz Sensoren arbeiten im X-Band mit einer niedrigeren Frequenz und haben somit längere Wellen. 24GHz Radare arbeiten im K-Band mit einer höheren Frequenz und verfügen über kürzere Wellenlängen. Tiefergehende Informationen zu den Auswirkungen finden Sie hier:

Generell lassen sich folgende technische Unterschiede zwischen 10GHz und 24GHz festhalten:

In unserem Experteninterview erhalten sie weitere Informationen über 10GHz und 24GHz Radarsensoren.

Aufgrund der genannten Vorzüge lohnt sich für viele Technikunternehmen der Wechsel, insbesondere wenn sie ihre Produkte fortschrittlicher und funktioneller gestalten möchten. Da das Preisniveau neuester Sensoren (z. B. IMD-1100 von InnoSenT) kaum höher als bei 10GHz Produkten liegt, ist der Wechsel noch attraktiver.

In wenigen Schritten zu 24GHz

Bleibt nur eine letzte Hürde: der Aufwand bei der Etablierung der neuen Technologie. Dieser ist jedoch extrem gering. Nur wenige Aspekte gilt es bei einem Umstieg zu berücksichtigen. Sie lassen sich in mechanische und technische Änderungen einteilen.

Mechanische Transformation

• • Die meisten 24GHz Sensoren besitzen mehr als einen Output. Das dient beispielsweise der Ausgabe von Bewegungsrichtungen auf unterschiedlichen Kanälen. Dieser Aspekt ist bei Änderungen des Produktdesigns zu beachten.
  • 24GHz Radare sind deutlich kleiner. Dank der Platzeinsparung ist eine Verkleinerung des Endprodukts bzw. des Gehäuses möglich. Auch die Abdeckung auf der Rückseite, die bei 10GHz Sensoren notwendig ist, fällt weg.
  • Anpassungen beim Radom müssen ebenfalls erfolgen. Eine Hilfestellung bietet hier unsere Anleitung für die Konstruktion eines Radoms für 24GHz Sensoren.
  • Das Field of View kann aufgrund der unterschiedlichen Antennendesigns deutlich abweichen. Hier sollte bei der Produktwahl auf einen ähnlich gestalteten Erfassungsbereich oder dessen Anpassungsfähigkeit geachtet werden, um einen vergleichbaren Detektionsbereich zu erhalten.

Technische Änderungen

• • Aufgrund der Frequenzänderung sind Anpassungen bei vorhandenen Filtern notwendig. Die Berechnungen hierzu müssen um den Faktor 2,4 erhöht werden.
  • Eine entsprechende Optimierung des Antennengewinns ist in Abhängigkeit des Anwendungsszenarios durchzuführen.
  • Beim Umstieg von 10 GHz auf 24 GHz sollten Integratoren auch Änderungen bei der Schaltung berücksichtigen.
  • Hilfestellung kann das Referenzdesign eines 24GHz Sensors leisten. InnoSenT stellt beispielsweise bei Produkten wie der SMR-Serie passende Dokumente bereit. Mit Hilfe des Referenzdesigns können Integratoren den dargestellten Schaltplan des gewählten Produkts direkt umsetzen.

Vereinfachte Darstellung der Schaltung

Hochpassverstärker mit Kondensator C1 und Widerstand R1
Tiefpassverstärker mit Kondensator C2 und Verstärker Widerstand R2
positive Versorgungsspannung Vcc (z. B. Betriebsspannung 5 V)
positive Versorgungsspannung für den Operationsverstärker Vcc/2

Berechnung der Änderung aufgrund höherer Frequenz

Hochpassfilter fH = 1/(2π*R1*C1) kann um den Faktor 2,4 erhöht werden
Tiefpassfilter fL = 1/(2π*R2*C2) sollte um den Faktor 2,4 erhöht werden

Ein Umstieg von 10GHz zu 24GHz ist mit wenig Entwicklungsaufwand verbunden und für erfahrene Radarnutzer einfach umzusetzen. Die mechanischen und technisch notwendigen Änderungen sind minimal. Die größte Arbeit betrifft das Design, falls die Integratoren Anpassungen bei dem Gehäuse in Betracht ziehen.

Zusätzlich können sich Verbesserungen in der Logistik und der Produktion ergeben. Modernste Produktionsprozesse wie SMT-Bestückung steigern die Effizienz der Verarbeitung und beschleunigen die Fertigung. Aufgrund des harmonisierten Frequenzbands bei 24GHz sind keine länderspezifischen Produktvarianten mehr notwendig. Der Hersteller kann sein Portfolio verschlanken.

Setzt man die gewonnenen Vorteile (effizientere Produktion & Logistik, mehr Funktionalität und bessere Performance) ins Verhältnis, fällt der Aufwand nicht ins Gewicht. So lohnt es sich, über den Austausch nachzudenken und auf die vielversprechende 24GHz Technologie zu setzen.

Informationen zur fortschrittlichen Sensortechnologie

Die Nachfrage nach Sensoren steigt aufgrund Trends wie Digitalisierung, Automatisierung in der Industrie & Logistik, Smart Home & City und das autonome Fahren. Doch die Entwicklung und Integration von Radargeräten ist ein komplexes Thema. Die Fachbegriffe und Funktionen werfen für Anwender viele Fragen auf. Unsere Radarexperten haben für Sie umfangreiche Informationen bereitgestellt, um Ihnen den Einstieg in die Welt des Radars zu erleichtern.