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Als die Pioniere der Funktechnik Heinrich Hertz, Stepanowitsch Popow und Guglielmo Marconi vor über 100 Jahren ihre ersten erfolgreichen Versuche zur drahtlosen Nachrichtenübertragung durchführten und Nikola Tesla und Christian Hülsmeyer erstmals Schiffe mit Funkwellen orten konnten, war die Funkwelt noch einfach organisiert. Es gab keine Störungen durch andere Nutzer und keine Regulierungsbehörde. Inzwischen ist die Funkwelt streng reguliert. Das gesamte Funkspektrum wurde in Teilbänder aufgeteilt und mit einer klaren Zuweisung für einzelne Funkdienste versehen. Diese Entwicklung führte zu einer extremen (und zudem national unterschiedlichen) Zersplitterung des verfügbaren Frequenzbandes und gipfelte in der Versteigerung der UMTS -Bänder in Deutschland für etwa 100 Mrd. DM. Da die Wellenausbreitung jedoch auch physikalischen Gesetzen unterliegt, stehen so vorteilhafte Frequenzbänder für bestimmte Anwendungen nicht zur Verfügung, weil sie von Diensten blockiert werden, die diese Bänder oft nur sehr selten nutzen. Das Ultrabreitband bietet hierzu eine Alternative.
Gegenläufiger Trend bei Funksystemen
In jüngster Zeit ist allerdings auch ein gegenläufiger Trend zu beobachten. Ultrabreitbandige Funksysteme (Ultra-Wideband, UWB) nutzen prinzipiell den gesamten Frequenzbereich von einigen 100 MHz bis über 10 GHz. Da das ausgesendete Signal über ein derartig breites Band gespreizt wird, werden die konventionellen Funksysteme, die viel schmalbandiger sind, kaum gestört. Die riesige Bandbreite erlaubt zudem eine sehr hohe Orts- bzw. Zeitauflösung für Sensor- und Positionierungsanwendungen, ohne daß Mehrdeutigkeiten auftreten. Da das UWB-Spektrum auch niedrige Frequenzen enthält, ist eine Eindringung in bzw. eine Durchdringung von Objekten möglich.
Anwendungsmöglichkeiten des Ultrabreitbandes
Mit UWB-Sensoren kann so gegenüber schmalbandigen Verfahren viel mehr Information über die Materialeigenschaften und die Struktur des durchdrungenen bzw. reflektierenden Mediums gewonnen werden. In der Kommunikationstechnik können mit UWB entweder extrem große Datenraten über kurze Entfernungen oder niedrige Datenraten in ad-hoc organisierten Sensornetzwerken energieeffizient über größere Entfernungen übertragen werden.
Anwendungsbeispiele sind Radarsensoren z.B. zur Untersuchung von Bauwerksstrukturen, für medizintechnische Anwendungen, zur Detektion von Landminen, usw. oder Navigationssensoren für mobile Roboter sowie multimediafähige Funkverbindungen mit höchster Datenrate.
DFG-Forschungsschwerpunkt UKoLoS mit internationaler Ausrichtung
Angesichts der extremen Bandbreite stellt die UWB-Technik völlig neue Anforderungen, die einen großen Forschungsbedarf begründen. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) hat deshalb beschlossen, Ultrabreitband-Funktechniken im Rahmen eines deutschlandweiten Forschungsschwerpunktes Ultrabreitband-Funktechniken für Kommunikation, Lokalisierung und Sensorik (UKoLoS) zu fördern. Von einer gemeinsamen bzw. übergreifenden Erforschung der UWB-Technik in den verschiedenen Anwendungsbereichen Kommunikation, Lokalisierung und Sensorik werden enorme Synergieeffekte und ein großer technologischer Fortschritt erwartet. Dieses Schwerpunktprogramm soll mit interdisziplinären Verbundprojekten eine deutschlandweite Vernetzung von Forschungsaktivitäten im UWB-Bereich anregen und zur Einbindung in internationale Forschungsnetzwerke beitragen. Außerdem sollen die Grundlagen der UWB-Technologie für besonders innovative Anwendungsfelder erarbeitet werden.
Die Initiativgruppe
Der Vorschlag dazu wurde von einer Initiativgruppe von 10 Professoren der Hochfrequenz-, Nachrichten- und Messtechnik unter Leitung von Professor Reiner Thomä, Fachgebiet Elektronische Messtechnik der TU Ilmenau, ausgearbeitet. Prof. Thomä wird auch als Sprecher des Schwerpunktes tätig sein. Damit wird die hervorragende Position der UWB -Forschung an der TU Ilmenau anerkannt.
Der Initiativgruppe gehören ferner an Prof. Dr.-Ing. Dr. rer. nat. Holger Boche, Mobilkommunikation, TU Berlin; Prof. Dr.-Ing. Stefan Heinen, Integrierte Analogschaltungen, RWTH Aachen; Prof. Dr.-Ing. Johannes Huber, Informationsübertragung, Universität Erlangen-Nürnberg; Prof. Dr.-Ing. Klaus Jobmann, Allgemeine Nachrichtentechnik, Universität Hannover; Priv.- Doz. Dr.-Ing. Thomas Kaiser, Nachrichtentechnische Systeme, Universität Duisburg-Essen; Prof. Dr.-Ing. Reinhard Knöchel, Hochfrequenztechnik, Christian-Albrechts-Universität Kiel; Prof. Dr.-Ing. Robert Weigel, Technische Elektronik, Universität Erlangen-Nürnberg, und Prof. Dr.-Ing. Werner Wiesbeck, Hochfrequenztechnik, Universität (TH) Karlsruhe.
Die Ausschreibung erfolgt in diesen Tagen. UKoLoS ist für eine Laufzeit von 6 Jahren geplant und wird in der ersten Phase ca. 15 Teilprojekte umfassen.
Koordinator
Prof. Dr.-Ing. Reiner Thomä
Fakultät für Elektro- und Informationstechnik
Institut für Kommunikations- und Meßtechnik
Technische Universität Ilmenau
PF 10 05 65
98684 Ilmenau
Tel.: 03677-692622
Email: reiner.thomae@tu-ilmenau.de
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Elektrotechnik, Energie, Informationstechnik, Medien- und Kommunikationswissenschaften
überregional
Forschungsprojekte
Deutsch
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