Komponenten und Konzepte für Low-Power Ultra-Breitband-Kommunikation und -Entfernungsmessung auf Basis von gepulsten winkelmodulierten Signalen im Millimeterwellenbereich

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Martin Vossiek; Professor Dr.-Ing. Robert Weigel
• Fachliche Zuordnung: Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
• Förderung: Förderung von 2009 bis 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 80872641

Das übergeordnete Ziel des Projektes stellt die Untersuchung eines neuartigen mm-Wellen-UWB - Ansatzes basierend auf gepulsten, winkelmodulierten (pulsed angle modulated - PAM) Signalen zur integrierten Ortung und Kommunikation dar. In der vorangegangenen Projektphase wurde gezeigt, dass gepulste, frequenzmodulierte (pulsed frequency modulated - PFM) UWB-Signale eine sehr leistungsfähige, aber dennoch energiesparende Alternative zur Funkortung mit üblichen UWB-Impuls- Radio-Systemen darstellt. Dabei wurde ein neues Konzept zur Erzeugung von PFM Ultrabreitbandsignalen basierend auf dem Prinzip des sogenannten ‚switched injection locked (SILO) harmonic sampling‘ entwickelt. Die ersten Ergebnisse zeigen, dass der Ansatz auch für mm-Wellen Ultra-Breitband-Systeme sehr vielversprechend ist. Aus diesem Grund besteht der nächste geplante Schritt darin, das neuartige Verfahren in zwei zentralen Richtungen voranzutreiben. Der erste Schwerpunkt des geplanten Vorhabens ist die Erweiterung des SILO Signalerzeugungskonzepts auf mm-Wellen-UWB-Signale und auf andere PAM Signalformen. Mit dem Prinzip des ‚switched injection locked harmonic sampling‘ sollen PAM-mm-Wellen-Signale ohne einen mm-Wellen-VCO, ohne Frequenzteiler und ohne lineare Verstärker im mm-Wellen-Frontend erzeugt werden, was enorme Vorteile hinsichtlich des Energieverbrauchs und der Chip-Komplexität verspricht. Da das SILO-Konzept in der Lage ist, winkelmodulierte Signale zu erzeugen, besteht der zweite Schwerpunkt darin, dieses neuartige Signalgenerierungsverfahren nicht nur für die Ortung sondern auch zur Kommunikation einzusetzen. Verschiedene PAM-Signaltypen, optimiert für Ortung und Kommunikation und geeignet für die SILO Signalerzeugung, sowie die entsprechenden, angepassten Empfängerarchitekturen und Demodulationskonzepte, sollen untersucht werden.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1202: Ultrabreitband-Funktechniken für Kommunikation, Lokalisierung und Sensorik (UKoLoS)