Grundlagenuntersuchungen zu lokalen Hochpräzisions-Funkortungssystemen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Martin Vossiek
• Fachliche Zuordnung: Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 316893654

Die Ziele des Vorhabens bestehen darin, neuartige Methoden und Verfahren zur Realisierung und Kalibration von Hochpräzisions-Funkortungssystemen basierend auf Synthetic-Apertur-Techniken zu erforschen, um so die Grundlagen zu schaffen, um mit Funkortungssystemen in den Sub-Millimeter-Genauigkeitsbereich vorstoßen zu können. Die Forschungsarbeiten fokussieren sich zunächst auf die Antenne als genauigkeitsbegrenzendes Systemelement. Zur Erreichung der zuvor genannten Genauigkeit ist es notwendig, die räumliche und spektrale Übertragungsfunktion aller Antennen und die Position ihrer Phasenzentren mit einer Genauigkeit zu kennen, die weit über den üblichen Stand der Technik hinausgeht. Zur Erreichung der Ziele sollen in dem Projekt Messkonzepte und Metriken zur Charakterisierung von Antennen und optimale Antennendesigns für Präzisions-Funkortungssysteme erforscht werden. Ferner werden als ein Schwerpunkt des Projektes innovative Kalibrierungsverfahren basierend auf Synthetic-Apertur-Techniken erforscht. Diese Techniken erlauben es, die Position der Phasenzentren bzw. die räumliche Funktion der richtungsabhängigen Laufzeit-/Phasenverschiebungen aufgrund von Gruppenlaufzeiten und Phasenverzerrungen aller Antennen nicht nur im eigenen Antennen-Koordinatensystem, sondern auch in-situ, d.h. montiert in der avisierten Ortungsumgebung, im absoluten Bezugskoordinatensystem der Ortungsumgebung mit einer Abweichung deutlich unter 1 mm zu bestimmen. Ebenso werden neuartige Synthetic-Apertur-Ortungsalgorithmen erarbeitet, die die Entzerrung einer zuvor bestimmten räumlichen Antennen-Übertagungsfunktion umfassen. Das Projekt umfasst zudem die experimentelle Verifikation der erarbeiteten Methoden und Verfahren in einem 79GHz-Funkortungssystem. Ziel der experimentellen Verifikation ist es, mit den erarbeiteten Methoden und Verfahren weltweit erstmalig ein Synthetic-Apertur-Funkortungssystem zu demonstrieren, welches eine Ortungsgenauigkeit im Sub-Millimeterbereich aufweist.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen