Technische Universität Ilmenau

Radar Technology / Radio Navigation - Modultafeln of TU Ilmenau

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module properties Radar Technology / Radio Navigation in degree program Diplom Elektrotechnik und Informationstechnik 2017
module number200654
examination number2101030
departmentDepartment of Electrical Engineering and Information Technology
ID of group 2113 (RF and Microwave Research)
module leaderProf. Dr. Matthias Hein
term winter term only
languageDeutsch
credit points5
on-campus program (h)45
self-study (h)105
obligationelective module
examoral examination performance, 30 minutes
details of the certificate

signup details for alternative examinations
maximum number of participants
previous knowledge and experience

Grundlagenausbildung Elektrotechnik, Elektromagnetische Wellen, Grundlagen der Hochfrequenztechnik, Signale und Systeme

learning outcome

Dozent (Teil "Radartechnik"): Dr.-Ing. Ralf Stephan

Die Studierenden kennen die grundlegenden Radarverfahren und deren typische Einsatzszenarien. Sie analysieren die physikalischen Vorgänge der Signalausbreitung und Signalverarbeitung. Die Studierenden analysieren das technische Prinzip und die Grenzen der radiometrischen Messung bei Mikrowellenfrequenzen. Sie können die technischen Probleme bei der Nutzung von Rausch­signalen analysieren und Radiometer­ausführungen vergleichen. Für ein als Realisierungsbeispiel betrachtetes System können sie die Grenzen der erreichbaren Auflösung über mathematische Abschätzungen ableiten und quantitativ ermitteln. Sie kennen die meistverwendeten Varianten zur Auflösungsverbesserung über Signalverarbeitung und analysieren deren theoretische Ansätze.

Nach den praktischen Übungen können die Studierenden Messungen an ausgewählten Komponenten von Radarsensoren und -systemen durchführen, um ihre Funktionsweise anschaulich kennenzulernen und praktisch zu überprüfen. Zusätzlich sind die in der Lage Messungen mit Dopplerradarmodulen und einem W-Band-Radar auszuführen und zu analysieren.

Dozent (Teil "Funknavigation"): Prof. Dr. Giovanni Del Galdo

Die Studierenden kennen aktuelle Systemkonzepte der Funknavigation. Sowohl für terrestrische als auch satellitengestützte Realisierungen werden das Arbeitsprinzip, die Lösungsansätze der Lokalisierungsalgorithmen und die verwendeten Signale und Codierungen vorgestellt. Aus den systemspezifischen Parametern können Ortsauflösung und Geschwindigkeit der Positionsfindung abgeleitet werden. Sie kennen unterschiedliche Dienste der GNSS-Systeme ebenso wie Ansätze zur Genauigkeitsverbesserung. Besondere Beachtung findet das europäische Galileo-System. Für den praktischen Einsatz können sie Beispiele unter Berücksichtigung von Verfügbarkeit und Störanfälligkeit diskutieren.

Fachkompetenzen: Die Studierenden besitzen  ingenieurwissenschaftliches Grundlagenwissen und können praktische Messungen mit Mikrowellensignalen durchführen

Methodenkompetenz: Die Studierenden können sich technische Zusammenhänge und Grenzen der Signalauswertung erschließen. Sie erkennen die Bedeutung und Handhabung von Forschungsdatenmanagement.

Systemkompetenz: Die Studierenden sind zu aktiver Kommunikation und Teamarbeit befähigt und besitzen Problemlösungskompetenz bei komplexen Messungen.
content

Fachanteil "Radartechnik"

1. Radiometrie als passives Verfahren, Wellenausbreitung durch Grenzflächen
2. Empfängersysteme, Antenne als Primärsensor, Radiometerkonzeptionen
3. Anwendungsgebiete, Messdatenerfassung und Interpretation
4. Radartechnik als aktives Verfahren
5. Abstands-, Geschwindigkeitsmessung
6. Grundkonzepte von Radargeräten, Doppler-Radar, Pulsradar, FMCW-Radar, UWB-Radar
7. Radargleichung, Rückstreuquerschnitt, Empfängerempfindlichkeit, Signaldynamik
8. Festzielunterdrückung, Radarsignalverarbeitung
9. Signalangepasste Filterung, Chirp-Techniken Pulskompression, Ambiguity-Funktion
10. Synthetic Aperture Radar, Seitensichtradar
11. Thermisches Rauschen als Radartestsignal: Rauschradar
12. Technische Realisierung von Radargeräten
13. Praktische Übung zum Kennenlernen der Funktion ausgewählter Komponenten und Systeme

Fachanteil "Funknavigation"

A Terrestrische Funknavigation
B Funktechnische Ansätze zur Positionsfindung

C Historische Entwicklung der GNSS-Systeme

D Typische Codierung / Signalform im GPS-System

E Verfügbare satellitengestützte Navigationssysteme

F Grenzen der Genauigkeit

H Überblick über weitere Dienste

I Ansätze zur Genauigkeitsverbesserung

media of instruction

Tafelbild, Illustrationen auf Folien für Tageslichtschreiber oder Datenprojektor, Exponate zur Demonstration ausgewählter Mikrowellenkomponenten, Arbeitsblätter zur Vorlesung (ausgedruckt), praktische Arbeit an Mikrowellenkomponenten

literature / references

M. Kummer: "Grundlagen der Mikrowellentechnik"
Raemer: "Radar systems principles"
Edde: "Radar: Principles, technology, applications

K.-D. Kammeyer, K. Kroschel, "Digitale Signalverarbeitung, Filterung und Spektralanalyse mit MATLAB-Übungen," Teubner-Verlag 2006

D. Kaplan, "Understanding GPS, Principles and Applications ," Artech House Publishers, 1996

P. Mitra, P. Enge, Global Positioning System, Signals, Measurement, and Performance," Ganga-Jamuna Press, 2001

B. Hofmann-Wellenhof u.a. "Navigation, Principles of Positioning and Guidance," Springer, 2003
evaluation of teaching