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Digitalisierung

Elektromagnetische Systeme simulieren

| Autor/ Redakteur: Thomas Günnel / Thomas Günnel

Automatisierte Fahrzeuge sind auf eine intelligente Vernetzung angewiesen. Elektromagnetische Systeme stehen im Fokus der Entwicklung – die mittels Simulation deutlich detaillierter möglich ist.

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Automatisierte Fahrzeuge müssen vernetzt sein. Mittels Simulation lassen sich ihre elektromagnetischen Systeme in der Entwicklung genauer auslegen.
Automatisierte Fahrzeuge müssen vernetzt sein. Mittels Simulation lassen sich ihre elektromagnetischen Systeme in der Entwicklung genauer auslegen.
( Bild: Volvo )

Automobile sind heute schon rollende Computer. Künftig kommunizieren sie mit ihrer Umwelt, mit anderen Fahrzeugen, der Infrastruktur und dem Internet, Stichworte: Vehicle-to-Vehicle (V2V) und Vehicle-to-Infrastructure (V2I)-Kommunikation. Digitalisierte Städte oder Smart Cities werden dann Verkehrsleitsysteme zur Verfügung stellen, die aktuelle Fahrzeugdaten in Echtzeit auswerten, Verkehrsströme dirigieren und entflechten und Unfälle oder Hindernisse unverzüglich melden – soweit die Prognosen. Grundlage für die intelligente Vernetzung ist in allen Anwendungsfeldern der permanente Zugriff auf drahtlose Kommunikationsnetzwerke – und aktuelle und verlässliche Daten.

Mittels Simulation lassen sich die dafür notwendigen Systeme analysieren und optimieren. CST, ein in Darmstadt ansässiges Unternehmen, das seit Kurzem zu Dassault Systèmes gehört, entwickelt Software für die Simulation elektromagnetischer Anwendungen. Ein wesentlicher Vorteil der Simulation besteht laut Unternehmen darin, dass sich die Ausbreitung der elektromagnetischen Wellen so grafisch darstellen lässt – potenzielle Störeinflüsse zwischen elektronischen Systemen sind so bereits in einer frühen Designphase erkennbar.

Materialeinflüsse simulieren

Das automatisierte Fahren setzt zudem voraus, dass ein Fahrzeug jederzeit ein genaues Bild seiner Umgebung zur Verfügung gestellt bekommt. Möglich wird das mittels Systemen wie Lidar oder Radar. Anders als im Einsatz auf Schiffen oder Flughäfen sollen Radarsysteme unauffällig im Fahrzeug verbaut sein und die Winkelberechnung nicht über sich drehende Antennen erfolgen, sondern über sogenannte „Phased Arrays“. Deren Vorteil besteht im stark gebündelten Aussenden elektromagnetischer Wellen, wodurch die Einfallsrichtung der reflektierten Strahlung sehr präzise bestimmt werden kann. Dies wiederum ermöglicht es, vorausfahrende Fahrzeuge oder potenzielle Hindernisse exakte zu lokalisieren. Die Kombination mit einer Phasensteuerung ermöglicht das Abtasten weiter Winkelbereiche so dass ein detailliertes Bild der Umgebung entsteht.

Mittels Simulation lassen sich laut des Unternehmens Antennen modellieren, Abstrahleigenschaften analysieren, die Einflüsse der Fahrzeugkarosserie auf die elektromagnetischen Wellen vorhersagen und Abweichungen aufgrund unterschiedlicher Materialien berechnen.

Autor: Matthias Tröscher, Dassault Systémes

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