Ultrawideband Radar Sensors - Interactive curriculae of TU Ilmenau

Modul: Elektrotechnik

Modul: Grundlagen der IKT

Modul: Elektronik und Systemtechnik

Die Studierenden verstehen die Wechselwirkungen zwischen Testobjekten und elektromagnetischen Wellen, insbesondere wenn diese einen nicht sinusförmigen Verlauf aufweisen. Sie kennen die Wirkungsweise breitbandiger Messverfahren und können deren Leistungsfähigkeit analysieren. Die Studierenden sind fähig, theoretische Systembeschreibungen im Zeit- und Frequenzbereich hinsichtlich sensorspezifischer Anwendungsaspekte zu analysieren, um daraus geeignete Messmethoden zu synthetisieren.

Fachkompetenz: ingenieurtechnische Grundlagen zerstörungsfreier Messwerterfassung auf Basis der Ausbreitung elektromagnetischer Wellen; neueste Technologien und Messverfahren
Methodenkompetenz: methodische Aufbereitung eines Messproblems und Zergliederung in Teilaufgaben; Übertragung grundsätzlich bekannter Sachverhalte auf neue Anwendungsfelder
Systemkompetenz: hierarchische Strukturierung messtechnischer Problemstellungen und Lösungsansätze
Sozialkompetenz: Einsatzmöglichkeiten von Sensoren zur Lösung sozialer und medizinischer Problemstellungen

1. Einführung, Definitionen und Radioregulierung
2. Schwerpunktmäßige Wiederholung und Ergänzungen zur Signal- und Systemtheorie sowie der Ausbreitung elektromagnetischer Wellen
3. Ultra-Breitband-Verfahren (frequenzvariabler Sinus, FMCW, Impulsverfahren, Rausch- und Pseudo-Rauschverfahren)
4. Antennen mit kurzer Impulsantwort: typische Antennenprinzipien, charakteristische Parameter, messtechnische Evaluierung
5. Breitbandradarsensoren; Prinzipien, wichtige Parameter, Einführung in die Signalverarbeitung, Anwendungen: Abstandsmessung, Ground Penetrating Radar, Through Wall Radar, Personendetektion; Demonstrationsbeispiele
6. Ultrabreitband-Lokalisierung und -Positionierung: aktive und passive Verfahren, Trilateration, Fehlerbetrachtung, Demonstrationsbeispiele
7. Impedanzspektroskopie: Messschaltungen, Fehlerkorrektur, Demonstrationsbeispiele

interaktives Tafelbild, PowerPoint-Folien, Experimentalvorlesung/ praktische Übungen

Skript mit Folien;

D. J. Daniels, Ground penetrating radar, 2nd ed. London: Institution of Electrical Engineers, 2004.

H. M. Jol, Ground Penetrating Radar: Theory and Applications: Elsevier, 2009.

M. G. Amin, Through-The-Wall Radar Imaging: CRC Press, 2011.

J. Sachs, Handbook of Ultra-Wideband Short-Range Sensing - Theory, Sensors, Applications. Berlin: Wiley-VCH, 2012.

L. Y. Astanin and A. A. Kostylev, Ultrawideband radar measurements analysis and processing. London, UK: The Institution of Electrical Engineers, 1997.

M. Kummer, Grundlagen der Mikrowellentechnik. Berlin: VEB Verlag Technik Berlin, 1989.

H. Arslan, Z. N. Chen, and M.-G. Di Benedetto, Ultra Wideband Wireless Communication John Wiley & Sons, 2006.