Das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) hat im März 2017 das Forschungsprogramm "Digitales Testfeld Autobahn" ins Leben gerufen. In dessen Schwerpunkt "Automatisiertes und vernetztes Fahren" wurde von 09/2017 bis 06/2019 das Forschungsprojekt "Kooperative Radarsensoren für das digitale Testfeld Autobahn A9" (KoRA9) gefördert, mit dem Ziel der Erprobung infrastrukturseitiger Radarsensoren zur Verkehrsflusserfassung. KoRA9 war ein Verbundprojekt mit den Partnern Siemens, Infineon, Intel, TU München und der Hochschule Augsburg.

Die Aufgaben der Arbeitsgruppe Hochfrequenzsysteme hatten die Algorithmen zur Auswertung der Radarsignale zum Schwerpunkt. Dabei wurden Algorithmen zur Erkennung, Positionsbestimmung und -vorhersage sowie zur Klassifizierung von Objekten wie Verkehrsteilnehmern oder Hindernissen entwickelt und im Praxiseinsatz an der Autobahn A9 erprobt.

Neben den heute in zahlreichen Automobilen eingesetzten Radarsensoren, deren Zahl durch die Entwicklung autonom fahrender Autos noch deutlich zunehmen wird, werden Radarsensoren in der Infrastruktur die Wahrscheinlichkeit gegenseitiger Störungen erhöhen. Ein weiterer Schwerpunkt unserer Arbeiten war daher die Untersuchung von Verfahren zur Gewährleistung der interferenzfreien Koexistenz mobiler und ortsfester Radarsensoren.

Zur Übertragung elektrischer Energie und / oder elektrischer Signale zwischen drehenden und feststehenden Teilen (Rotoren und Statoren) werden sog. Drehübertrager (Rotary-Joints) eingesetzt. Bekannte Anwendungen hierfür sind etwa Computer-Tomographen, Windräder oder Baukrane. Der Bedarf hinsichtlich der zu übertragenden Datenraten nimmt wie im Allgemeinen so auch hier stetig zu. Der Einsatz von Funkübertragungstechnik wie WLAN ist naheliegendend, jedoch häufig unerwünscht, z. B. aus Gründen der Störsicherheit oder der Verfügbarkeit nutzbarer Frequenzbänder. Der Einsatz glasfaserbasierter Rotary-Joints ist häufig nicht möglich, da das Rotationszentrum zur Aufnahme einer Achse freigehalten werden muss.

Die Forschungsarbeiten konzentrieren sich auf Konzepte zur Entwicklung, Simulation und Herstellung von Rotor und Stator eines Drehübertragers in verschiedenen Abmessungen zur kontaktlosen Datenübertragung bei unterschiedlichen Übertragungsgeschwindigkeiten. Ein besonderes Ziel bei der Konzeption ist die Realisierbarkeit von Standard-Datenschnittstellen, wie z. B. 1000BASE-T.

Verdrillte Kupferleitungen (Twistedpair-Leitungen) stellen selbst für die Übertragung hoher Datenraten bis zu einigen 10 Gbit/s eine kostengünstige Alternative zur Glasfaser dar. Bei Anwendungen im Automotive-Bereich sind die Leitungslängen kurz, so dass sich große nutzbare Frequenzbandbreiten von einigen GHz ergeben. (Zum Vergleich: VDSL-Leitungen nutzen maximal 30 MHz bei Datenraten von z. B. 50 Mbit/s.)

Im GHz-Bereich ist das Verhalten der Leitungen jedoch bislang nur wenig erforscht. Hier wird ein Leitungssignal auf benachbarte Leitungen derart übergekoppelt, dass sich dort vergleichbare Pegel ergeben. Leitungen können sich wie Antennen verhalten und verursachen dadurch massive Störungen in der Elektrik des Fahrzeugs. Schon die Messtechnik zur Leitungscharakterisierung stellt eine Herausforderung dar. Beispielsweise besitzt ein in der Branche übliches sog. Quadkabel, bestehend aus 4 Adernpaaren, insgesamt 8 Anschlüsse (= Tore), während die zur Charakterisierung erforderlichen Netzwerkanalysatoren zumeist mit nur 2 Toren ausgestattet sind. Die o. g. Frequenzbandbreite von einigen GHz birgt darüber hinaus ein großes Potenzial an Übertragungskapazität. Zu dessen Nutzung sind Abtastfrequenzen von einigen GHz bei gleichzeitig möglichst hoher Auflösung erforderlich.

Wesentliche Schwerpunkte unserer Forschungsarbeiten sind daher die Entwicklung von Kalibrierverfahren zur Messfehlerkorrektur bei der Vermessung verkoppelter Twistedpair-Leitungen, die Entwicklung von Simulationsmodellen solcher Leitungen, sowie die Übertragungstechnik zur digitalen Erzeugung, Abtastung und Verarbeitung von Datensignalen mit einigen GHz Bandbreite.