Faltung Sende- und Empfangsantennen zu virtuellem ArrayFaltungsoperation schematisch dargestelltVergleich MIMO, SIMO, and AOA

Radarsystemkonzepte, MIMO und verteilte Radarsysteme

Ein Schwerpunkt am Institut für Mikrowellentechnik liegt auf der Konzipierung und dem Aufbau komplexer Radarsysteme. Hierzu sind tiefgehende Kompetenzen in den verschiedenen Teilbereichen der Radartechnik vorhanden. Auf dieser Basis werden neue Konzepte für Radarsysteme mit unterschiedlichen Anwendungsmöglichkeiten entwickelt. Dazu zählen beispielsweise Systemkonzepte für kohärente MIMO-Radarsensoren und Systeme mit verteilten Radarsensoren. Eine große Forschungsrelevanz besitzen die Signalverarbeitung, die Entwicklung geeigneter Modulationsverfahren und die Hardwareauslegung.

MIMO
MIMO-Radare erlauben eine effiziente Nutzung der Kanaleigenschaften durch verschiedene Modulationsarten an mehreren Sende- und Empfangskanälen. Dabei müssen die Sendesignale orthogonal zueinander sein. Durch geschickte Signalverarbeitung lässt sich eine vergrößerte virtuelle Apertur erreichen, was die Winkeltrennfähigkeit deutlich verbessert. Am Institut werden MIMO-Sensoren und Systemkonzepte für verschiedene Forschungsschwerpunkte im Automobil- und Industriebereich entwickelt. Zudem werden MIMO-Systeme für die Navigation und Umfelderkennung von Drohnen sowie zur verbesserten Detektion ausgedehnter Zielobjekte untersucht. Für die Evaluierung von MIMO-Konzepten steht ein selbst entwickeltes Simulations-Framework für Szenarien mit ausgedehnten Zielen zur Verfügung.

Systeme verteilter Radarsensoren
Verteilte Radarsensoren bieten im Vergleich zu einzelnen MIMO-Sensoren einen Vorteil bei der Lokalisierung und Charakterisierung von Zielen. Dies wird durch große Sensorabstände ermöglicht. Die Forschung am Institut erstreckt sich dabei über inkohärente Sensornetzwerke mit sehr einfachen Radaren ohne Winkelinformation bis hin zu kohärenten Systemen aus mehreren verteilten MIMO-Sensoren. Je nach Sensorkonzept werden unterschiedliche Algorithmen für die kooperative Lokalisierung untersucht und entwickelt. Ein Forschungsgegenstand ist hierbei die Charakterisierung ausgedehnter Radarziele mithilfe ihrer multilateralen Betrachtung in Radarsensornetzwerken.

Kompetenzen

  • Entwurf, Simulation und Aufbau von MIMO-Systemen
  • Frontends und Antennen für MIMO-Radare
  • Konzeption von Radarsensornetzwerken
  • Algorithmen zur Lokalisierung und Charakterisierung ausgedehnter Ziele in Sensornetzwerken

Förderprojekte
Neben einer Vielzahl bilateraler Industrieprojekte wird das folgende Forschungsprojekt bearbeitet:

  • „KoRRund“: Radarsensornetzwerke für Kraftfahrzeuge