Projektbetreuung (Personen, Institut):  Jiexi Yin, Xueyun Long, IHE

Projektbeschreibung: 

Moderne drahtlose Systeme wie 5G und zukünftige 6G-Netze basieren stark auf Multiple-Input Multiple-Output (MIMO)- und Beamforming-Techniken, um Datenraten, Abdeckung und Zuverlässigkeit der Verbindung zu verbessern.
In diesem Projekt entwerfen, simulieren und testen die Studierenden ein kleines 2×2-MIMO-Antennenarray und bewerten dessen Leistung sowohl auf Antennen- als auch auf Systemebene. Das Projekt bietet eine hervorragende Gelegenheit, Elektromagnetik, Signalverarbeitung und Kommunikationstheorie in einer praxisorientierten Aufgabe zu vereinen.

Voraussetzungen: Antennengrundlagen, Erfahrung mit CST Microwave Studio

Aufgaben:

• Entwurf und Simulation eines 2×2-Antennenarrays für ein ausgewähltes Frequenzband mit CST.
• Fertigung und Messung der Antennenleistung (Verstärkung, S-Parameter, Strahlungsdiagramm).
• Implementierung einer MIMO-Link-Simulation mit Beamforming und Benutzerverfolgung in MATLAB.
• Integration der gemessenen Antenneneigenschaften in das Systemmodell und Analyse der Ergebnisse.
• Erstellung eines Abschlussberichts und einer Präsentation mit Ergebnissen und Schlussfolgerungen.

 Schwerpunkte:

x    Theorie

☐    Literatur

x    Simulation

x   Programmierung

☐    Konstruktion

x    Hardware

x    Versuche

Anmerkungen: Empfohlen für Studierende mit Interesse an Antennentechnik, Hochfrequenztechnik und Kommunikationssystemen.

Maximale Teilnehmerzahl: 5

Projektbetreuung (Personen, Institut): Jiayi Chen, Aron Szabo, Theresa Antes, IHE

Projektbeschreibung: (ggf. zusätzlicher Link): Mithilfe von Radarevaluationsboards soll die Trajektorie eines Objektes bestimmt werden. Mögliche Anwendungen finden sich in der Industrieautomatisierung, der Lagerlogistik, dem Verkehr und vielem mehr. Als Beispielexperiment soll die Flugbahn eines Balls verfolgt werden, der in Richtung eines Bechers geworfen wird, ähnlich wie beim Spiel Bierpong. Hierzu sollen mehrere Radarboards räumlich verteilt und in Richtung Flugbahn des Balls ausgerichtet werden. Die Messungen der verteilten Boards sollen zeitgleich während des Wurfs durchgeführt und danach fusioniert werden. Durch die bekannte Position der Radarsensoren kann bei der Datenfusion mithilfe von Triangulation die Position des Balls im dreidimensionalen Raum bestimmt und somit die Flugbahn nachverfolgt werden. Je nach Vorwissen der Teilnehmer kann die Datenfusion und Triangulation entweder offline mit vorher aufgezeichneten Messdaten oder in Echtzeit während des Flugs durchgeführt werden. Die Auswertung der Messdaten und die Datenfusion kann beispielsweise in Matlab erfolgen.
Der Ball steht hierbei symbolisch für ein Objekt, das in einer dreidimensionalen Umgebung lokalisiert werden soll. Je nach Fortschritt können auch andere Objekte eingesetzt werden bis hin zu mehreren gleichzeitig.

Aufgaben:

• Inbetriebnahme der Radarevaluationsboards
• Ansteuerung und Aufnahme von Messdaten mithilfe der Radarboards aus Matlab heraus
• Implementierung eines Detektionsalgorithmus für den Ball
• Zeitliche Synchronisation der Messdaten der verteilten Radarsensoren
• Realisierung eines Messaufbaus mit bekannten Positionen der Einzelsensoren
• Triangulation auf Basis der verteilten Entfernungsmessungen

Schwerpunkte:

x    Theorie

☐    Literatur

x    Simulation

x    Programmierung

☐    Konstruktion

x    Hardware

x    Versuche

Anmerkungen:

Maximale Teilnehmerzahl (4 oder 5): 5