Falls Sie Ihren Radarsensor für Abstandsmessung zum ersten Mal in Betrieb nehmen, werden Sie feststellen, wie wichtig es ist, den Radar korrekt auf das Zielobjekt auszurichten. Ausgehend von einem Objekt, das dem Abstandsradar mit einer ebenen Fläche zugewandt ist, gilt: Je präziser im rechten Winkel diese Fläche zur Mitte des Radarstrahls ausgerichtet ist, desto stärker das Radarsignal.

Mit zunehmender Verkippung der Fläche bzw. des Objekts nimmt die Signalstärke ab, da die Radarstrahlung in zunehmendem Maße nicht mehr zum Radarsensor für Abstandsmessung zurückgeworfen wird. Dabei spielt auch die Rauheit der Fläche eine wichtige Rolle: Je rauer die Fläche, desto höher der Verkippungsgrad, der gerade noch ein stabiles Radarsignal ermöglicht.

Bei glatten Flächen ist der maximal mögliche Verkippung dagegen geringer, weil die Radarstrahlen stärker gestreut und in unterschiedliche Richtungen reflektiert werden. Radarsensoren eignen sich somit im Vergleich zu Lasersensoren besser zur Erfassung von Distanzen zu Objekten mit sehr rauen Oberflächen.

Der vom Öffnungswinkel abhängige Messfleck des Radarsensors zur Abstandsmessung hat, ähnlich wie bei optischen Systemen, einen großen Einfluss auf die Erfassung des Zielobjekts und eventuelle Störreflektionen. Ein großer Öffnungswinkel führt zu einem großem Messfleck, so dass über einen weiten Bereich des Messobjekts gemittelt wird und die Abstandsmessung ungenauer wird.

Eine größere Radarkeule sorgt ebenfalls für mehr Störreflektionen sowie für ein abgeschwächtes Empfangssignals bei gleicher Sendeleistung. So kann der Radarsensor kleine oder weit entfernte Objekte schlechter vom Hintergrund unterscheiden.

Ein geringer Öffnungswinkel führt zu einem kleinen Messfleck, was insbesondere bei kleinen oder weit entfernten Zielobjekten zu weniger Störreflektionen führt. Dies ermöglicht verlässliche Abstandsmessung mit starkem Empfangssignal und höherer Genauigkeit. Gleichzeitig reduziert ein kleiner Öffnungswinkel den maximalen Verkippungsgrad, bei dem ein stabiles Radarsignal möglich ist.

Die Messfleck-Größe ist für Abstandsmessungen mit Radarsensoren eine wichtige Kenngröße. Mit dem Radar-Messfleck-Rechner von OndoSense können Sie die Messfleckgröße Ihres Radarsensors (je nach Distanz zum Zielobjekt) in wenigen Klicks berechnen! Wählen Sie hierfür einfach Ihren OndoSense Radarsensor aus oder geben Sie den Öffnungswinkel und Linsendurchmesser Ihres Radarsensors für Abstandsmessung ein.

Die Auflösung ist auch bei Abstandsmessungen eine entscheidende Kenngröße von Radarsensoren. Ihr kommt eine große Bedeutung zu, wenn es um die Frage der Eignung der Sensoren für eine konkrete Messherausforderung geht. Die Auflösung gibt an, bei welchem Abstand voneinander zwei Objekte noch separat vom Radar erkannt werden. Nur wenn man die Radarsignale (sogenannte Peaks) dieser Objekte eindeutig voneinander unterscheiden kann, lässt sich der Abstand beider Objekte ermitteln.

Dies ist dann relevant, wenn sich mehrere Objekte in ähnlichem Abstand zueinander befinden und vom Radarsensor erkannt werden. Zum Beispiel:

1. Die Objekte liegen nebeneinander und werden beide vom Öffnungswinkel des Radarsensors erfasst bzw. vom Radar-Messfleck abgedeckt. Zudem verdeckt das erste Objekt das zweite nicht komplett. Eine mögliche Anwendung ist die Breitenmessung eines dünnen Stahlbandes, das sich auf einem Rollgang bewegt und seitlich vom Radar erfasst wird. Der Distanzwert zum Stahlband lässt sich eindeutig bestimmen, wenn der Abstand vom Stahlband zum Rollgang mindestens der Auflösung des Radarsensors entspricht.
2. Die Objekte liegen hintereinander. Das erste Objekt ist teilweise durchlässig für Radarwellen, das heißt es besteht aus eine nicht-leitfähigem (dielektrischem) Material wie z. B. Kunststoff, Gummi, Karton etc.

Kann der Radarsensor für Abstandsmessung zwei oder mehrere Zielobjekte nicht separat erfassen und somit auflösen, ist die Distanz zu keinem der beiden Objekte zuverlässig ermittelbar. Eine leistungsfähige Abstands-Auflösung ist daher grundsätzlich vorteilhaft und in manchen Fällen notwendig.

In gewissen Fällen erfasst der Öffnungswinkel des Radarsensors zur Abstandsmessung mehrere Objekte bzw. Strukturen mit einem komplexen Oberflächenverlauf – z. B. im Gegensatz zu einer ebenen Fläche. Ist der Abstand zwischen den Reflektionspunkten dieser Objekte oder Strukturen geringer als die Auflösung des Radarsensors, kann der Radarsensor die unterschiedlichen Abstandswerte nicht mehr erfassen.  Das Ergebnis ist eine Mittelung der Distanzwerte aller erfassten Reflektionspunkte.

Je stärker die Reflektion an einer bestimmten Position des Objekts oder der Oberfläche, desto höher die Gewichtung dieses Reflektionspunkts im angezeigten Abstandswert des Radarsensors. Wenn der Oberflächenverlauf des Messobjektes bekannt ist, kann die gemessene Entfernung korrigiert werden, um den exakten Distanzwert zu erfassen. Dies ist zum Beispiel bei runden Objekten oder Oberflächen der Fall. Bei Bedarf bietet OndoSense Unterstützung bei der Entwicklung eines Algorithmus zur korrekten Abstandsberechnung.

Mit einem Radarsensor ist es möglich, nicht-leitende Materialen, wie zum Beispiel Plastik, Gummi, Karton, Glas etc. zu durchstrahlen, da die Radarwellen diese dielektrischen Materialien nur teilweise reflektieren. Treffen die Radarstrahlen dagegen auf Metalle oder durchgängige Wasserfilme, werden sie vollständig reflektiert.

Mit Radarsensoren zur Abstandsmessung gewisse Substanzen oder Objekte durchstrahlen zu können, ist für unterschiedlichste Anwendungsfälle sinnvoll:

Radarsensoren können den Abstand zu Objekten erfassen, die hinter Glas, Plastik oder anderen nicht-leitenden Stoffen liegen. Dabei kommt es an der Grenzschicht des dielektrischen Materials zu einer schwachen Reflektion, mit der auch die Distanz zum Glas oder Plastik ermittelt wird. Der größte Teil der Radarwellen strahlt jedoch ungehindert durch dieses Material durch, so dass der Abstand zum dahinterliegenden Zielobjekt erfasst wird.

Zum Schutz des Radarsensors vor enormer Hitzestrahlung oder Explosionen kann z. B. Glas, wärmeresistentes Plastik oder eine Glimmerplatte verwendet werden. Nur ein begrenzter Anteil des Radarsignals wird reflektiert, so dass der Radarsensor den Abstandswert zum dahinterliegenden Messobjekt mit hoher Genauigkeit erfasst.

Radarreflektoren sind spiegelartige Retroreflektoren die dafür sorgen, dass die Radarstrahlen unabhängig von der Einfallsrichtung stets in Richtung der Radarsensors zurückgeworfen werden. Selbst bei geringer Größe kann ein Radarreflektor aufgrund der großen effektiven Reflexionsfläche (auch Radarquerschnitt oder Radar Cross Section genannt) eine verhältnismäßig hohe Energiemenge reflektieren.

Radarreflektoren bestehen meist aus drei Flächen, die im rechten Winkel angeordnet sind. Aufgrund der resultierenden würfelartigen Winkelform bezeichnet man sie auch als Winkelreflektoren oder Corner Cubes. Der Vorteil dieser dreiflächigen Radarreflektoren ist, dass die Radarstrahlung selbst dann genau zur Radarquelle zurückreflektiert wird, wenn keine rechtwinklige Ausrichtung zum Radar erfolgt.

Mit Hilfe von Radarreflektoren kann die Präzision von Abstandsmessung deutlich erhöht werden. Zudem können verlässliche Distanzmessungen über große Entfernungen realisiert werden, da das Signal des Radarsensors durch den vergrößerten Radarquerschnitt signifikant verstärkt wird.

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