Entwicklung und Analyse integrierter harmonischer Radarsysteme mit aktiven Transpondern bei 61/122 GHz basierend auf SiGe-MMICs

Die Sub-Millimetergenauigkeit hochfrequenter Radarsensoren sinkt stark in unkontrollierten Umgebungen und bei der Anwesenheit von Störzielen. Ein vielversprechender Ansatz ist das harmonische Radar mit nichtlinearen Transpondern als Radarziel. Bisher konzentrierte sich diese Technologie jedoch auf Frequenzen unterhalb von 10 GHz, da dort eine hohe Ausgangsleistung großer Systeme und niedrige Freiraumdämpfung den Betrieb begünstigen. Erstmals wird die Umsetzung eines hochintegrierten Systems in einer modernen SiGe-Technologie bei Millimeterwellen erforscht. Die Grundlage für die Systemauslegung bildet die harmonische Radargleichung. Die Entwicklung aktiver Transponder mit hoher Konversionseffizienz zur Kompensation der Freiraumdämpfung und hochintegrierter Sendeempfänger wird beschrieben. Am Beispiel zweier Transponder-MMICs werden die Grenzen dieses Ansatzes diskutiert und die Genauigkeit und Störfestigkeit in Einziel- und Mehrzielszenarien untersucht. Die Ergebnisse zeigen das Potenzial einer kompakten Industrialisierung der Technologie auch über eindimensionale Entfernungsmessungen hinaus. Die 3D-Lokalisierung von Transpondern und die Kommunikation mit ihnen wird demonstriert.