Messplattform mit herausragend niedrigem Rauschen für die Forschung an Millimeterwellen- und THz-Kommunikationssystemkonzepten der Zukunft

• Fachliche Zuordnung: Kommunikationstechnik und -netze, Hochfrequenztechnik und photonische Systeme, Signalverarbeitung und maschinelles Lernen für die Informationstechnik
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 434435056

Die Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) und die im Raum Erlangen-Nürnberg angesiedelten außeruniversitären Forschungsinstitute bilden im Bereich Elektronik einen europaweit führenden Forschungsverbund. Die für die Kommunikationstechnik essentiellen Enabling-Technologien Mikroelektronik und Hochfrequenztechnik, vertreten durch die hier antragstellenden Lehrstühle für Technische Elektronik (LTE) und für Hochfrequenztechnik (LHFT) mit ihren exzellent ausgewiesenen Professoren und Nachwuchsforschenden, bilden den inneren Kern dieses schlagkräftigen Forschungsverbunds. Der vorliegende Großgeräteantrag hat das Ziel, diesen wichtigen Forschungsschwerpunkt der FAU infrastrukturell weiter auszubauen und durch die frühzeitige Bereitstellung zukunftsfähiger Messtechnologie wissenschaftliche Forschungsfragestellungen im Bereich der Kommunikationstechniken der Zukunft zu stimulieren und zu adressieren und die zugehörige Grundlagenforschung auf internationalem Spitzenniveau an der FAU durchführen zu können.Beantragt wird die Förderung einer „Messplattform mit herausragend niedrigem Rauschen für die Forschung an Millimeterwellen- und THz-Kommunikationssystemkonzepten der Zukunft“. Das geplante Großgerät umfasst eine innovative rauscharme optoelektronische Signalquelle, die den Stand der Technik in Bezug auf das Rauschen um den Faktor 100 überbietet. Die Messplattform umfasst ferner bisher auf dem Markt nicht verfügbare rauschoptimierte Quadratur-Frequenzumsetzer mit 80 GHz Bandbreite für verschiedene Frequenzbänder bis 500 GHz sowie einen digitalen Signalgenerator und ein Oszilloskop zur Erzeugung bzw. Abtastung der Basisbandsignale, ebenfalls jeweils mit 80 GHz Bandbreite. Die Messplattform mit den genannten herausragenden Kenndaten, ermöglicht die messtechnische Charakterisierung von Systemen und Subsystemen für ultrahohe Übertragungsraten entlang der gesamten Übertragungskette in einer bisher nicht darstellbaren Qualität. Basierend auf ihrer langjährigen und international erstklassig nachgewiesenen Expertise beabsichtigen LTE und LHFT erkenntnisorientierte Grundlagenforschung zu neuartigen Systemkonzepten und zu innovativen Transceiver-Architekturen sowie deren mikroelektronischen Integration sowie zu innovativen 3D-gedruckten Komponenten-, Aufbau-, Packaging- und Verbindungs-Technologien für Millimeterwellen- und THz-Systeme. Durch die ganzheitliche Betrachtung verschiedenster zentraler Systemaspekte von der Grundarchitektur bis hin zur Aufbau- und Verbindungstechnik, die unser Forschungsverbund ermöglicht, sollen neue Technologien, Frequenzbereiche und Funktionalitäten erschlossen und disruptive Innovationen im Bereich der Kommunikationstechnik ermöglicht werden. Das beantragte Großgerät ist eine Grundvoraussetzung für die dazu avisierte Forschung, da nur dessen einzigartigen Messmöglichkeiten eine experimentelle Verifikation von Systemen und Subsystemen mit Eigenschaften, die den Stand der Technik deutlich übertreffen, ermöglichen.

• DFG-Verfahren: Großgeräteinitiative
• Großgeräte: Arbitrary Waveform Generator ; Quadrature Low Noise Frequency Converters ; Real-Time Oscilloscope ; Ultra-Low Noise Signal Generator
• Gerätegruppe: 2610 Generatoren und rotierende Umformer ; 6040 Frequenz-Umformer (statisch) und Hochfrequenzgeneratoren ; 6200 Elektronenstrahl-Oszilloskope (Normalröhre) ; 6300 Meßgeneratoren, Meßsender, Frequenznormale
• Antragstellende Institution: Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
• Leiter: Professor Dr.-Ing. Martin Vossiek
• Mitverantwortliche: Dr.-Ing. Christian Carlowitz; Dr.-Ing. Gerald Gold; Professorin Dr.-Ing. Amelie Hagelauer; Professor Dr. Bernhard Schmauss; Dr.-Ing. Jan Schür; Professor Dr.-Ing. Robert Weigel