Was 24-GHz-mmWave-Radar durch die Wand sieht
Inhalt
Die Klage über mmWave-Anwesenheitssensoren lautet fast immer gleich: Das Licht geht nicht aus. Jemand verlässt den Raum, der Sensor meldet weiterhin Anwesenheit, und die Suche nach der Ursache führt zu den Empfindlichkeiten, zur Nachlaufzeit, zur Firmware.
Die Ursache ist meist keine davon. Sie besteht darin, dass der Sensor völlig richtig liegt – er erkennt eine Person, und die steht im Flur.
Was bei 24 GHz als Wand zählt
Radar dieser Frequenz geht durch das meiste hindurch, woraus eine Wohnung innen gebaut ist. Was es aufhält, sind Metall und Wasser – weshalb es Menschen überhaupt erkennt: Ein Körper besteht großteils aus Wasser und reflektiert kräftig.
| Material | Bei 24 GHz | Folge |
|---|---|---|
| Gipskarton, Holz, Kunststoff | durchlässig | der Nachbarraum liegt in der Erfassungszone |
| Glas | weitgehend durchlässig | Gehweg und vorbeifahrende Autos schlagen an |
| Ziegel, Beton | stark dämpfend | meist eine ausreichende Grenze |
| Metall, alukaschierte Dämmung | undurchlässig | eine verlässliche Grenze – und ein toter Winkel dahinter |
| Ein Mensch | reflektiert stark | das Signal, für das es den Sensor gibt |
Die Glaszeile erwischt alle, die einen Raum mit Fenster zur Straße haben. Ein auf das Fenster gerichteter Sensor meldet jeden Fußgänger, und zwar am zuverlässigsten abends – wenn das Licht ausgehen soll.
Zuerst tritt der Kegel seitlich aus
Die Reichweite lässt sich leicht als gerade Linie vorstellen, verhält sich aber wie ein Kreisausschnitt. Bei 120 Grad waagerecht beträgt die Breite in der Entfernung d etwa das 3,5-fache von d – in dreieinhalb Metern ist der Kegel also bereits zwölf Meter breit.
In einem Fünf-Meter-Raum heißt das: Er hat ihn irgendwo bei anderthalb Metern durch beide Seitenwände verlassen. Alles, was die Nachbarschaft links und rechts tut, liegt in der Zone, lange bevor die hintere Wand überhaupt erreicht ist – weshalb ein Sensor, der auf dem Papier stimmt (Reichweite 6 m, Raum 5 m), drei Räume beobachtet.
Warum die Empfindlichkeit der falsche Hebel ist
Die naheliegende Antwort auf einen Sensor, der zu viel sieht, ist, ihn unempfindlicher zu machen. Das wirkt, insofern schwache ferne Reflexionen nicht mehr anschlagen – und die Reflexionen, die zuerst wegfallen, sind genau die wichtigen: eine Person, die hinten im Raum still sitzt und atmet und dabei das schwächste Signal der ganzen Szene erzeugt.
Was die Empfindlichkeit regelt, ist, wie schwach eine Reflexion sein darf. Was sie nicht regeln kann, ist, woher diese Reflexion kam. Eine Person im Flur in zwei Metern Entfernung erzeugt ein stärkeres Echo als eine reglose am Schreibtisch in vier Metern – die Schwelle zu senken entfernt also den Schreibtisch, bevor sie den Flur entfernt.
Der Hebel, der zum Problem passt, ist die Torgrenze. Tore sind Entfernungsbänder von fünfundsiebzig Zentimetern, und das höchste Tor zu begrenzen schneidet die Zone an einer Entfernung ab statt an einer Signalstärke. Ein Raum von 3,5 Metern Tiefe braucht Tor 4, das bis 3,75 Meter reicht – und alles dahinter wird gar nicht mehr gemeldet, gleich wie laut es sich bewegt.
Wohin der Sensor gehört
Zwei Entscheidungen über den Ort bringen mehr als jeder Parameter. Die erste ist die Richtung: längs durch den Raum statt quer stellt die fernen Tore vor eine Wand, die weit weg ist, und von Türen und Fenstern weg zu zielen hält den Flur von vornherein aus dem Kegel.
Die zweite ist die Höhe. Auf Brusthöhe blickt der Sensor quer über einen Körper und sieht die Atembewegung, die er für die Ruheerkennung braucht. Hoch montiert und nach unten geneigt sieht er einen Scheitel – die ungünstigste Geometrie für genau das, wofür mmWave gekauft wird. Zwischen zwei Metern und der Decke verkommt die Anwesenheitserkennung still zu einer Bewegungserkennung mit Umwegen.
Was sich tatsächlich messen lässt
Sowohl der LD2410 als auch der LD2450 geben den Energiewert je Tor heraus, und das ist die Zahl, die einen Streit beendet. Ist niemand im Raum, sollten die Torenergien nahe am Grundrauschen liegen. Ein Tor, das bei leerem Raum hoch steht, sieht etwas – und seine Entfernung sagt, was.
Die Übung dauert fünf Minuten: den Raum verlassen, eine Minute die Werte je Tor beobachten, dann jemanden durch den Flur gehen lassen und schauen, welches Tor antwortet. Schlägt Tor 6 auf Kommando an, war die Einstellung nie ein Empfindlichkeitsproblem.
Für einen LD2450 gibt es eine zweite Ebene, denn er meldet Koordinaten statt nur einer Entfernung und kann rechteckige Bereiche in der Software ausfiltern. Damit wird aus der Frage wie weit die Frage welcher Teil des Bodens – was ohnehin gemeint war, und die einzige Form, in der sich ein parallel zur Wand verlaufender Flur ausschließen lässt, ohne das Sofa mit auszuschließen.
Passend dazu
