Institut für Mikrowellentechnik

Das Institut für Mikrowellentechnik an der Universität Ulm beschäftigt sich mit Hochfrequenz-Systemdesign von Sensorik- und Kommunikationssystemen im Frequenzbereich von 1 GHz bis mehrere 100 GHz. Systemdesign bedeutet, dass sowohl Themen wie Hardware-Architekturen und Antennen als auch Signalverarbeitungsthemen, die eng an der Schnittstelle zur Hardware liegen, bearbeitet werden. Hierzu gehören Themen wie MIMO, Winkelschätzung, Modulationsverfahren und Interferenz.

Forschungsschwerpunkt / Know-how

Die Forschungsschwerpunkte umfassen:

  • Antennensysteme und Antennenarrays, vom Design der Strahlerelemente bis zur Signalverarbeitung
  • Hochintegrierte Sensoren im Millimeterwellenbereich
  • Aufbau- und Verbindungstechnik im Millimeterwellenbereich
  • MIMO-Konzepte und Modulationsverfahren
  • Radarsignalauswertung wie Digitales Beamforming (DBF), Imaging, Gridmaps und Konturenschätzung
  • Interferenzunterdrückung
  • Frontends für Massive MIMO
  • Antennenmesstechnik und Antennendesign bis in den Submillimeterwellenbereich

 

 

Ausstattung

Die umfangreiche Hard- und Softwareausstattung des Instituts für Mikrowellentechnik ist eine der Grundlagen für die vielfältigen Forschungsthemen und die erfolgreichen Projekte:

Auf 32 qm Grundfläche bietet die institutseigene Antennenmesskammer ausgiebig Platz für Fernfeldmessungen mit voller 360° Azimutdrehung. In der Kammer wird typischerweise bis etwa 100 GHz gemessen. Messungen im Nahfeld können auf einer effektiven 2D-Messfläche von 1,3m x 1,3 m mittels speziell gefertigter Sonden durchgeführt werden, wobei eine Positionierungsgenauigkeit von 10 µm erreicht wird.

Für geometrisch anspruchsvolle Messungen der Abstrahlcharakteristik im Millimeterwellenbereich bis über 300 GHz verfügt unser Institut über einen eigenen Gelenkarmroboter mit 6 Achsen. In Verbindung mit der am Institut entwickelten Steuerungssoftware lassen sich damit komplexe 3D-Trajektorien für Messfahrten vollautomatisiert und zuverlässig realisieren. Zudem verfügen wir über Equipment, das uns neben den klassischen Messaufbauten das Vermessen von verschiedenen Bauteilen direkt auf dem Wafer ermöglicht.

Durch unsere Messtechnik sind wir in der Lage, hochgenaue Signal- und Netzwerkanalysen in einem Frequenzspektrum von 10 MHz bis 325 GHz direkt am Institut durchzuführen. Messungen von thermischen Rauschen sind bis 20 GHz, Phasenrauschen bis 9 GHz direkt und darüber hinaus mit Hilfe von Mischermodulen möglich. Digitale Signalgeneratoren mit bis zu 12,5 GS/s und mehreren Kanälen und eine Vielzahl von Modulatoren erlauben die Erzeugung auch sehr komplexer Signale für beliebige Anwendungen, z.B. um neue Signalformen zu testen.

Neben der Hardwareausstattung verfügt das Institut über einen umfangreichen Katalog an Programmen für die Untersuchung und Planung verschiedener hochfrequenzspezifischer Problemstellungen. Dazu gehören neben Industriestandards wie Mathworks MATLAB, MapleSoft Maple, Agilent Advanced Design System, Cadence Palladium, Ansys HFSS, CST Microwave Studio oder der AWE WinProp Suite für realistische Simulationen der Ausbreitung von HF-Signalen in Bauelementen oder Funkkanälen.

Durch eine Reihe von Kooperationen mit andere Instituten und Institutionen an der Universität Ulm haben wir zudem Zugang zu verschiedenen Einrichtungen, wodurch wir unsere Kompetenzen erweitern können. Dazu gehört eine gut ausgestattete Elektronikwerkstatt, eine hausinterne Platinenfertigung und die Möglichkeit genormter und temperaturkontrollierter Messungen.

Angebote

Die Anwendungsfelder der am Institut bearbeiteten Themen umfassen:

  • Kfz-Radar für automatisiertes bzw. autonomes Fahren
  • Sensorik zur Gestensteuerung von Handhelds
  • Sensoren für industrielle Anwendungen in der Automatisierungstechnik und im Bergbau
  • Radare zur Umfelderkennung und zur Navigation für Drohnen
  • Detektion von Antipersonenminen
  • Satellitenkommunikation und Kommunikationssysteme mit höchsten Datenraten

Projektbeispiele

  • Radare für Kfz, UAV (unmanned aerial vehicle) und industrielle Anwendungen
  • Radarsignalverarbeitung, Modulation und Interferenz
  • Antennen- und Antennenmesstechnik
  • AVT (Aufbau- und Verbindungstechnik) und Single-Chip-Radare im Millimeterwellenbereich
  • Kommunikationssysteme
  • Radarsystemkonzepte, MIMO-Radare und verteilte Radarsysteme

 

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Christian Waldschmidt

Ansprechpartner

Prof. Dr.-Ing.
Christian Waldschmidt
Direktor

Christian Damm

Prof. Dr.-Ing.
Christian Damm
stv. Direktor

Anschrift

Institut für Mikrowellentechnik

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