Patrick Häcker

Forschungsschwerpunkt Radarsignalverarbeitung im Kfz

Das dem Radar zugrunde liegende Prinzip ermöglicht eine verhältnismäßig einfache Bestimmung des (radialen) Abstandes zwischen dem Radargerät und einem Objekt (häufig auch trotz der nicht-militärischen Anwendung "Ziel" genannt). Um den Aufenthaltsort des Ziels eindeutig zu bestimmen und in ein Polarkoordinatensystem einzuzeichnen, in welchem sich im Kfz-Bereich das eigene Fahrzeug im Mittelpunkt befindet, wird neben dem Abstand auch der Zielwinkel benötigt.

Diesen Zielwinkel kann man unter Zuhilfenahme mehrerer Antennen (auch Antennen-Array genannt) bestimmen, indem anschaulich der Amplitudenquotient oder die Phasendifferenz ausgenutzt wird. Diese ergeben sich, wenn das vom Ziel reflektierte Signal mit in unterschiedliche Richtungen ausgerichtete oder an unterschiedlichen Positionen montierten Antennen aufgenommen wird. Es gibt viele verschiedene Winkelschätzverfahren, welche sich unter anderem in Genauigkeit, Rechenaufwand und Array-Anforderungen unterscheiden.

Antennendesign und Antennen-Array-Synthese mit dem Ziel der Nebenkeulenunterdrückung sind ebenfalls gut untersuchte Forschungsbereiche, wobei neben der digitalen Strahlformung stellvertretend die klassischen linearen, gleichförmigen und die Dolph-Tschebycheff Arrays genannt werden sollen. Die Designkriterien klassischer Antennen-Arrays können als analog zu FIR-Filtern angesehen werden, wenn man statt zeitlicher Frequenzen räumliche betrachtet. Dennoch liegt der Schwerpunkt klassischen Antennendesigns in der Strahlformung und nicht in der Winkelschätzung.

Ein bisher noch schlecht untersuchter Bereich ist das Zusammenspiel unterschiedlicher Antennen-Array-Geometrien mit den diversen Winkelschätzalgorithmen. Ziel muss es sein, für die besten Winkelschätzalgorithmen dazu geeignete Antennen-Arrays zu designen, so dass unter einer Vielzahl von Randbedingungen, wie Clutter, Störsicherheit, abgedecktem Winkelbereich (ggf. in mehreren Dimensionen), Kosten, Eindeutigkeit, Trennfähigkeit und ähnlichem, eine maximale Schätzgenauigkeit erreicht wird.

Mit dieser Problematik beschäftige ich mich in meiner Forschungstätigkeit im Rahmen einer Kooperation mit einem Automobilzulieferer.