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Lehrveranstaltungen im SoSe

Vorlesungen

Prof. Dr.-Ing. Martin Vossiek

Zeit und Ort

Di 8:15 – 9:45, 00.071

Inhalt

Für Fahrzeuge, für mobile autonome Systeme, für die Robotik, Automatisierungs- / Produktionstechnik und Logistik aber auch für die Medizin- und Gebäudetechnik und für Cyber-physische Systeme sind die Themen drahtlose Sensoren, Radar, RFID und Funkortung essentiell. Die Veranstaltung vermittelt physikalische Grundlagen sowie Kenntnisse über wichtige Komponenten, Verfahren und Systemkonzepte sowie über Auswerteprinzipien und Anwendungsmöglichkeiten von funkbasierten Sensor- und Identifikationssystemen. Im Vordergrund stehen in der Vorlesung Funksensoren, Radar-, RFID- und lokale Funkortungssystem Als Anwendungsgebiete werden Kraftfahrzeug-Radare, Verkehrs- und Flugsicherungssysteme, mobile Informationssysteme sowie die Robotik und die industrielle Automatisierungstechnik behandelt.
Die Vorlesung gliedert sich wie folgt:

  • Grundlagen der Funk- und Radartechnik
  • CW-Radar
  • Puls-Radar
  • Radaranwendungen (Nahbereichsradare, Kfz-Radarsysteme, Radar in der Flugsicherung)
  • Drahtlose Sensoren / Telemetrie
  • Radiofrequente Identifikation (RFID)
  • Funkortung

Empfohlene Literatur

Prof. Dr.-Ing. Klaus Helmreich

Zeit und Ort

Mi 14:15 – 15:45, 0.111

Inhalt

1. Grundlagen

  • Signalkenngrößen: Anstiegszeit und Bandbreite, Überschwingen, Jitter
  • Eigenschaften von Signalquellen und -senken: Quell-/Lastimpedanz, Nichtlinearität
  • Signale auf Leitungen: Verlustmechanismen, Frequenzabhängigkeit, Einfluß auf Signalform, Symbolinterferenz, Kopplung und ÜbersprechenLeistungsversorgung: Verhalten unter dynamischen Lastschwankungen, Stabilisierungsbandbreite

2. Integrierte Schaltungen

  • Eingangs- / Ausgangseigenschaften von Gattern: Eingangskapazität, Anstiegszeitverhalten, Flankenform
  • Leitungen in integrierten Schaltungen: Geometrien und Parameter, Signalverformung durch Verluste, Laufzeitverhalten, Taktverteilung
  • Fehlermodelle bei hohen Datenraten: Laufzeitfehler, resistive Defekte, signalabhängige Fehler durch Koppeleffekte
  • Leistungsversorgung, interne Kapazität: dynamischer Strombedarf, Anforderung an externe Entkopplung
  • Aufbau- und Verbindungstechnik: Chipgehäuse, Bauformen, parasitäre Eigenschaften
  • Charakterisierungs- und Prüfverfahren: nichtinvasive und invasive Verfahren, Meßverfahren für Wafer/Gehäuse/Bauelement, Test in Entwurfsverifikation und Fertigung
  • Modellierung und Simulation des elektrischen Verhaltens: Schaltungs- und Verhaltensbeschreibung im Zeitbereich: SPICE, VHDL-AMS, IBIS

3. Schaltungen auf Leiterplatten

  • Materialien und Fertigungsprozess: Ausgangsmaterialien, physikalische und elektrische Eigenschaften, Einfluß von Ätz- und Laminiervorgang auf Material- und Leitungseigenschaften, Parameterhaltigkeit
  • Leitungsgestaltung und -dimensionierung: geeignete Leitungsbauformen und -geometrien, Topologie, Entwurfsregeln, typische Verluste und Auswirkung auf Signalform
  • Durchkontaktierungen: parasitäre Eigenschaften und deren quantitative Abschätzung, Entwurfsregeln, Einfluß auf Signale, Kompensationsmöglichkeiten durch geeignete Gestaltung
  • Leistungsversorgung: Entwurfsregeln, Stabilisierung und Entstörung
  • Lagenaufbau für Anwendungen hoher Datenrate: Signal-, Masse- und Versorgungslagen, Beschränkungen durch Fertigungsprozeß
  • Meßtechnik und -verfahren: Zeit- und Frequenzbereichsverfahren, Bestimmung von Leitungsparametern, Augendiagramm
  • Modellbildung: Zulässigkeit von Näherungen, Simulation von Leitungen mit frequenzabhängigen Verlusten im Zeitbereich, Versorgungs- und Massesystem, Simulationsunterstützung in Leiterplatten-Entwurfswerkzeugen
  • Signalintegrität und EMV: Koexistenz analoger und digitaler Funktionsgruppen, Gestaltung von Signalführung und Versorgungssystem

Prof. Dr.-Ing. Klaus Helmreich

Zeit und Ort

Mo 16:15 – 17:45, H11

Inhalt

Diese Vorlesung stellt den zweiten Teil einer 3-semestrigen Lehrveranstaltung über Grundlagen der Elektrotechnik für Studenten der Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik im Grundstudium dar. Inhalt der Vorlesung ist die Analyse elektrischer Grundschaltungen und Netzwerke aus konzentrierten Bauelementen bei sinus- und nichtsinusförmiger harmonischer Erregung.
Nach kurzer Einführung in die komplexe Wechselstromrechnung und den Umgang mit elementaren elektrischen Bauelementen werden zunächst Spannungs- und Stromquellen und ihre Zusammenschaltung mit einer Last sowie die Leistungsübertragung von der Quelle zur Last betrachtet. Nach Herleitung und beispielhafter Anwendung von Methoden und Sätzen zur Berechnung und Vereinfachung elektrischer Schaltungen (Überlagerungssatz, Reziprozitätstheorem, äquivalente Schaltungen, Miller-Theorem etc.) werden zunächst 2-polige Netzwerke analysiert und in einem weiteren Kapitel dann allgemeine Verfahren zur Netzwerkanalyse wie das Maschenstromverfahren und das Knotenpotenzialverfahren behandelt.
Die Berechnung der verallgemeinerten Eigenschaften von Zweipolfunktionen bei komplexen Frequenzen führt im verlustlosen Fall zur schnellen Vorhersagbarkeit des Frequenzverhaltens und zu elementaren Verfahren der Schaltungssynthese. Der nachfolgende Vorlesungsteil über mehrpolige Netzwerke konzentriert sich nach der Behandlung von allgemeinen Mehrtoren auf 2-Tore und ihr Verhalten, ihre verschiedenen Möglichkeiten der Zusammenschaltung und die zweckmäßige Beschreibung in verschiedenen Matrixdarstellungen (Impedanz-, Admittanz-, Ketten-, Hybridmatrix). Das Übertragungsverhalten von einfachen und verketteten Zweitoren wird am Beispiel gängiger Filterarten durchgesprochen und das Bode-Diagramm zur schnellen Übersichtsdarstellung eingeführt.
Nach allgemeiner Einführung der Fourierreihenentwicklung periodischer Signale wird die Darstellung von nicht sinusförmigen periodischen Erregungen von Netzwerken mittels reeller und komplexer Fourierreihen und die stationäre Reaktion der Netzwerke auf diese Erregung behandelt. Als mögliche Ursache für nichtsinusförmige Ströme und Spannungen in Netzwerken werden nichtlineare Zweipole mit ihren Kennlinienformen vorgestellt und auf die Berechnung des erzeugten Oberwellenspektrums eingegangen.

Empfohlene Literatur

Elektrotechnik, Albach, M., 2011.
Grundlagen der Elektrotechnik – Netzwerke, Schmidt, L.-P., Schaller, G., Martius, S., 2013.
(bisher: Grundlagen der Elektrotechnik 3, Schmidt, L.-P., Schaller, G., Martius, S., 2006.

Prof. Dr.-Ing. Martin Vossiek

Zeit und Ort

Mo 8:15 – 9:45, H5; Bemerkung zu Zeit und Ort: Vorlesungsbeginn mit Sondertemin am Do., 25.04. 10:15 – 11:45, H5 (Vorlesung statt Übung)

Inhalt

Nach einer einleitenden Übersicht über aktive Bauelemente und Schaltungen der Hochfrequenztechnik werden die Grundlagen nichtlinearer Schaltungen behandelt. Auf dieser Basis werden resistive und parametrische Mischer sowie Detektoren und Frequenzvervielfacher mit Schottky- und Varaktor-Dioden vorgestellt und beispielhafte Schaltungen besprochen. Im nächsten Abschnitt werden Mikrowellenverstärker mit Bipolar- und Feldeffekt-Transistoren für kleine und mittlere Leistungen sowie Klystron- und Wanderfeldröhrenverstärker für hohe Leistungen mit ihrem konstruktiven Umfeld vorgestellt und Schaltungsausführungen analysiert. Ausgehend von den allgemeinen Schwingbedingungen werden dann Zweipol- und Vierpol-Oszillatoren in ihrer Funktionsweise dargestellt und Berechnungsverfahren angegeben. Neben Tunneldioden- und Transistor-Oszillatoren werden auch Laufzeit-Halbleiter-Systeme in Form von Gunn-Elementen und IMPATT-Dioden sowie Laufzeit-Röhren behandelt. Verfahren zur passiven und aktiven Frequenzstabilisierung, komplexere Zusammenschaltungen von aktiven und nichtlinearen Komponenten und eine Darstellung der Einsatzbereiche von aktiven/nichtlinearen Elemente in HF-Systemen runden die Lehrveranstaltung ab.
Inhaltsübersicht
1) Einführung
2) Bauelemente für HF-Schaltungen und –Systeme
3) Verstärker
4) Beschreibung nichtlinearer HF-Systeme
5) Mischer
6) Detektoren
7) Frequenzvervielfacher und Frequenzteiler
8) Oszillatoren

Empfohlene Literatur

B. Razavi, “RF Microelectronics”, 2. Auflage Prentice Hall 2011
Zinke, O., Brunswig, H., “Hochfrequenztechnik”, Band 2, Springer, Berlin, 5. Auflage, 1999.
Voges, E., “Hochfrequenztechnik”, 3. Auflage, Hüthig, 2004.
Bächtold, W., “Mikrowellentechnik”, Vieweg, Braunschweig, 1999.
Bächtold, W., “Mikrowellenelektronik”, Vieweg, Braunschweig, 2002.
Maas, S. A., “Nonlinear Microwave and RF Circuits”, Artech House, 2. Auflage, 2003.
Pozar, D. M., “Microwave Engineering”, 4. Auflage Wiley 2011.

Dr.-Ing. Jan Schür, Akad. ORat, Prof. i.R. Dr.-Ing. habil. Siegfried Martius

Zeit und Ort

Fr 8:30 – 11:30, 00.071; Bemerkung zu Zeit und Ort: Erster Vorlesungstermin 03.05.19

Inhalt

Die Messtechnik hat für Tätigkeit des Ingenieurs eine ganz besondere Bedeutung. Sie dient der Verifikation von Praxis und Theorie bei der Entwicklung neuer Geräte und der Einhaltung technischer Parameter während der Fertigung der Geräte. Es ist nicht übertrieben, wenn man behauptet, dass der Ingenieur in der Entwicklung und bei der Fertigung mehr als die Hälfte seiner Tätigkeit mit messtechnischen Problemen kämpft.
Im Hochfrequenzbereich wirken alle elektrodynamischen Erscheinungen. Aus diesem Grund unterscheidet sich die Hochfrequenzmesstechnik grundlegend von der Messtechnik im Gleich- und Wechselspannungsbreich. Insbesondere sind die geometrischen Abmessungen der Schaltungen und Bauteile in der Größenordnung oder sogar sehr viel größer als die Wellenlänge. Schaltkapazitäten und -induktivitäten spielen eine entscheidende Rolle in der Verbindungstechnik, wenn man bedenkt, dass bei einer Frequenz von f = 5 GHz ein Kondensator mit 1 pF den kapazitiven Widerstand von ca. 32 Ohm und eine Spule mit 1 nH den induktiven Widerstand von ca. 32 Ohm hat. Skineffekt, Laufzeiten, Verkopplung und Abstrahlung, wellenwiderstandsrichtige Anpassung sind nur einige wichtige Probleme, die der Hochfrequenzingenieur beherrschen und messtechnisch erfassen muss. Heute sind drahtlose Kommunikation und Datenaustausch im Hochfrequenzbereich wesentliche Bestandteile unseres technischen Umfeldes. Der Ingenieur muss messtechnisch nachweisen, das sein Gerät keine anderen Geräte stört bzw. durch diese nicht gestört werden kann. Ohne Bestehen dieser Prüfung der elektromagnetischen Verträglichkeit gibt es keine Zulassung und damit keine Fertigungserlaubnis.
Die Vorlesung beginnt mit der Vorstellung des internationalen Einheitensystems (SI), dessen Bedeutung für den internationalen Warenverkehr sowie der Darstellung der SI-Einheiten in den nationalen Standardbüros. Am Beispiel der leitungsgebundenen Verbindungstechnik mit ihren unterschiedlichen Steckern zeigen sich die Besonderheiten im Hochfrequenz-bereich. Danach wird die Erzeugung hochfrequenter Signale mit geeigneten Signalgeneratoren besprochen. Ohne sie wäre eine Hochfrequenzmesstechnik nicht möglich. In den Hauptpunkten werden die Leistungsmessung, die Frequenzmessung und Spektrometrie, die n-Tor Beschreibung mit der Streumatrix S und die mit den X-Parametern sowie die Verfahren zur Messung der komplexen Reflexions- und Transmissionsfaktoren, die Resonatormesstechnik, die Messungen an Antennen, die Messung der Rauscheigenschaften von Verstärkern und die Messung der Materialparameter vorgestellt, analysiert und mögliche Messfehler aufgezeigt. Je nach Zweckmäßigkeit werden für die Darstellung der Messgröße sowohl der Frequenz- als auch der Zeitbereich genutzt und gegenseitige Umrechnungen angegeben. Neben dem Ziel einer effektiven Labormesstechnik wird immer versucht, die Messgrößen durch Verfahren über die Basiseinheiten des SI-Systems zu bestimmen. Gleichfalls wird gezeigt, wie durch Rechnersteuerung der Geräte, des Messvorgangs und der Auswertung auch anspruchsvolle Messaufgaben in einer zumutbaren Messzeit mit geringem Messfehler lösbar sind.

Empfohlene Literatur

Schiek, B.: Grundlagen der Hochfrequenz-Messtechnik, Springer-Verlag, Berlin, 1999
Thumm, M., Wiesbeck, W., Kern, S.: Hochfrequenzmeßtechnik. B.G. Teubner, Stuttgart, 1997

Prof. Dr.-Ing. Bernhard Schmauß

Zeit und Ort

Do 10:15 – 11:45, 00.071

Dr.-Ing. Wilhelm Dürr

Zeit und Ort

Di, Mi 14:15 – 15:45, R4.11

Inhalt

Röntgens Entdeckung “einer neuen Art von Strahlen” im Jahr 1885 war der Beginn der teilweise spektakulären Entwicklung der bildgebenden medizinischen Diagnostik. Neue Erkenntnisse und Entwicklungen, insbesondere in der Physik, führten zu konsequenten Anwendungen im Bereich der Medizin. So entstanden die folgenden (bedeutendsten) bildgebenden Verfahren: Röntgen, nuklearmedizinische Bildgebung, Sonographie, Röntgen-Computer-Tomographie und Magnetresonanz-Tomographie. Nach einem Überblick zur historischen Entwicklung und zu den erforderlichen physikalischen und systemtheoretischen Grundlagen werden die einzelnen Verfahren vorgestellt. Neben der Erläuterung des Funktionsprinzips liegt jeweils der Schwerpunkt bei der technischen Umsetzung. Biologische, physikalische und technische Grenzen werden aufgezeigt. Anhand von Applikationsbeispielen wird das heute Mögliche dargestellt.

Empfohlene Literatur

Fercher, A.F.: Medizinische Physik. Springer-Verlag, 1992
Oppelt, A. (Ed.), Imaging Systems for Medical Diagnostics. Publicis 2005
Rosenbusch, G., Oudkerk, M., Amman, E.: Radiologie in der medizinischen Diagnostik. Blackwell Wissenschafts-Verlag, Berlin 1994

Prof. Dr.-Ing. Bernhard Schmauß

Zeit und Ort

Do 8:15 – 9:45, 00.071; Bemerkung zu Zeit und Ort: Beginn Donnerstag, 25.04.2019 Achtung: Raum 00.071 (Wetterkreuz 15, Erlangen-Tennenlohe)

Inhalt

Die Lehrveranstaltung behandelt spezialisiert medizintechnische Anwendungen der Photonik.
Zunächst wird die Lichtausbreitung in biologischem Gewebe beschrieben und diskutiert. Ein weiterer Abschnitt behandelt die Wechselwirkung zwischen Licht und Gewebe, wobei die einzelnen Wechselwirkungsmechanismen auch an Beispielen der medizintechnischen Praxis vertieft werden. Hier sind stellvertretend zu nennen: Photodynamische Therapie, Photokoagulation, Laser-in-situ-Keratomileusis (LASIK). Ein weiterer Themenschwerpunkt ist die Diskussion entsprechender diagnostische Verfahren. Hier wird beispielsweise aus spektroskopische Verfahren und auf Diagnoseverfahren die auf Fluoreszenz basieren detailliert eingegangen. Entsprechende Konzepte von Diagnosegeräten wie Endoskope, konfokale Mikroskope, Optische Kohärenztomographie (OCT), faserbasierte Sensoren und Biochipsensoren werden in einem weiteren Abschnitt vertieft. Ein aktueller Forschungsbezug wird im letzten Kapitel, das photonische Systeme in der Ophthalmologie behandelt, hergestellt.
Die Lehrveranstaltung teilt sich auf in einen Vorlesungsteil sowie einen Übungsteil, in dem die Studierenden die Inhalte der Vorlesung vertiefen.

Empfohlene Literatur

Wird semesterweise zu Beginn der Vorlesung angegeben.

Prof. Dr.-Ing. Bernhard Schmauß

Zeit und Ort

Di 12:15 – 13:45, 00.071; Bemerkung zu Zeit und Ort: Erster Termin 23.04.19 Achtung: Raum 00.071 (Wetterkreuz 15, Erlangen-Tennenlohe)

Inhalt

Kommerzielle Optische Kommunikationssysteme erreichen pro Faser Übertragungskapazitäten von mehreren Tbit/s. Im Labor wurden mehr als 100Tbit/s nachgewiesen. Die Realisierung derartiger Systeme setzt die Beherrschung verschiedenster Techniken der optischen Übertragungstechnik voraus. In der Vorlesung werden Techniken des Zeitbereichs – (TDM) und Wellenlängenmultiplex (WDM), aber besonders auch der Auslegung der Übertragungsstrecke (Link Design) auf der Basis entsprechender physikalischer und signaltheoretischer Grundlagen behandelt und vertieft. Dabei werden Verfahren besprochen, die sicherstellen, dass sowohl die Signalverzerrungen durch lineare und nichtlineare Fasereffekte als auch die Akkumulation des Verstärkerrauschens begrenzt bleiben. Es wird ausführlich die Systemoptimierung hinsichtlich des optischen Signal-Rausch-Verhältnisses (OSNR) diskutiert sowie auf Techniken des Dispersions- und Nichtlinearitätsmanagements (z.B. Solitonenübertragung) eingegangen. Hierbei wird dem Themenkomplex einer optimalen Streckenauslegung besonders eingehend behandelt. In der Folge werden verschiedene, gebräuchliche Modulationsverfahren einschließlich kohärenter Übertragungsverfahren behandelt, die in neueren Systemen eingesetzt und in experimentellen Systemen getestet werden. Eine Besprechung optischer Verfahren zur Signalregeneration bildet die Brücke zu aktuellen eigenen Forschungsarbeiten.
Die vermittelten Grundlagen werden in der Übung zur Vorlesung durch praxisnahe und anschauliche Simulationsbeispiele vertieft.

Empfohlene Literatur

Agrawal, G.P.: Fiber-Optic Communication Systems, John Wiley & Sons, 1997
Agrawal, G.P.: Nonlinear Fiber Optics, John Wiley & Sons, 3. Auflage, 2001
Kaminow, I, Koch, T.: Optical Fiber Telecommunications IVA, Academic Press, 2002
Skriptum zur Vorlesung
Kaminow, I, Li, T., Willner,A.: Optical Fiber Telecommunications VA, Academic Press, 2008


Prof. Dr.-Ing. Martin Vossiek

Zeit und Ort

Di 16:15 – 17:45, H9

Inhalt

Nach einer Darstellung der Grundbegriffe und Zusammenhänge elektrischer bzw. magnetischer Felder werden die Begriffe Wellenlänge, Wellenwiderstand und die Fresnelgesetze behandelt sowie die Leistungsbilanz für EM-Felder aufgestellt.
Im Folgenden werden dann Aufbau und Eigenschaften sowie die Frequenzabhängigkeiten realer Widerstände, Kondensatoren, Spulen und Übertrager vorgestellt. Als Basis werden hierzu der Skineffekt und die Polarisationsmechanismen in dielektrischen bzw. magnetischen Medien dargestellt.
Die Eigenschaften der elektrischen Leitung bilden einen weiteren Teil der Vorlesung. Es werden die Leitungstheorie der Lecherleitung und der Einsatz von Leitungen als Transformationselement behandelt. Für Leitungstransformationen wird das Smith-Chart eingeführt und damit Schaltungsaufgaben behandelt. Die Vorstellung der Theorie und der Eigenschaften ausgewählter Wellenleiter (z. B. Hohlleiter oder planare Wellenleiter), schließt die Vorlesung ab.
Inhalt von Vorlesung und Übung
1) Einführung
2) Grundbegriffe des elektromagnetischen Feldes
3) Maxwellsche Gleichungen
4) Elektromagnetische Felder in linearen, homogenen Medien
5) Widerstände
6) Dielektrische Stoffeigenschaften und Kondensatoren
7) Magnetische Stoffeigenschaften und Spulen
8) Koppel- und Resonanzelemente
9) Leitungstheorie der Lecherleitung
10) Eigenschaften und Anwendungen der Lecherleitung
11) Die ideale Leitung als Transformationselement
12) Theorie und Eigenschaften allgemeiner Wellenleiter
13) Wichtige Leitungsbauformen

Empfohlene Literatur

[1] Frank Gustrau, Hochfrequenztechnik: Grundlagen der mobilen Kommunikationstechnik, Carl Hanser Verlag GmbH & Co. KG, , 1. Auflage, 2011
[2] Daniel Fleisch, A Student’s Guide to Maxwell’s Equations, Cambridge University Press, 1. Auflage, 2011
[3] Zinke, 0., Brunswig, H., Hochfrequenztechnik, Band 1, Springer Verlag, Berlin, 6. Auflage, 2000
[4] Meinke, H., Gundelach, F. W., Lange, K., Taschenbuch der Hochfrequenztechnik, Springer Verlag, Berlin, 5. Auflage, 1992
[5] Rizzi, P. A., Microwave Engineering, Passive Circuits, Prentice Hall, Englewood Cliffs, 1988
[6] Pozar, D. M., Microwave Engineering, John Wiley & Sons, New York, 2. Auflage, 1998
[7] Eugen Hecht, Optik, Oldenbourg; 3. Auflage, 2001

Prof. Dr.-Ing. Bernhard Schmauß

Zeit und Ort

Mo 12:15 – 13:45, 00.071; Bemerkung zu Zeit und Ort: Erste Vorlesung am 29.04.2019 Achtung: Raum 00.071 (Wetterkreuz 15, Erlangen-Tennenlohe)

Inhalt

1. Einleitung und Übersicht
2. Lasermesstechnik
3. Kohärenz und Interferometrie
4. Rauschen in photonischen Systemen
5. Faserverstärker und Faserlaser
6. Dynamische Vorgänge in Laser-Oszillatoren, Kurzpulslaser
7. Einführung in die nichtlineare Optik
8. Anwendung der optische Frequenzumsetzung in Lasersystemen
9. Stimulierte Raman- und Brillouin-Streuung
10. Zusammenfassung und Ausblick

Empfohlene Literatur

Eichler, J., Eichler, H.J: Laser. Springer Verlag, Berlin 2002.
Reider, G.A.: Photonik. Springer Verlag, Berlin 1997.
Demtröder, W: Laserspektroskopie. Springer Verlag, Berlin 2000.
Engelbrecht, R: Nichtlineare Faseroptik. Springer Verlag, Berlin Heidelberg 2014.

Prof. Dr.-Ing. Gerhard Krieger, Dr.-Ing. Stefan Baumgartner, und Mitarbeiter/innen

Zeit und Ort

Mi 13:00 – 15:30, 00.071

Inhalt

Inhaltsübersicht:
1. Fernerkundung mit Satelliten
2. Radar-Altimeter und Scatterometer
3. Radar mit synthetischer Apertur (SAR)
4. Radarsignalverarbeitung
5. Interpretation und Analyse von Radarbildern
6. Interferometrie und Tomographie
7. Aktuelle Entwicklungen
Radarsatelliten ermöglichen die hochaufgelöste Abbildung der Erde unabhängig von Wetter und Tageslicht. Durch die Kombination von Radarbildern können zusätzlich kleinste Veränderungen auf der Erdoberfläche millimetergenau aus dem Weltall vermessen werden. Die gewonnenen Daten werden für eine Vielzahl von kommerziellen, wissenschaft-lichen und hoheitlichen Anwendungen genutzt. Beispiele sind die Koordination von Hilfseinsätzen bei Katastrophen, die Erstellung hochgenauer topographischer Karten oder die Vermessung des durch den Klimawandel induzierten Abschmelzens der Gletscher.
Die Vorlesung gibt einen Überblick über die Theorie und Praxis der Fernerkundung mit Radarsatelliten. Nach einer allgemeinen Einführung in die satellitengestützte Fernerkundung werden die physikalischen und technischen Grundlagen der hochauflösenden Radarabbildung ausführlich dargestellt. Die Eigenschaften von Radarbildern sowie die wesentlichen Schritte bei der Signal- und Bildverarbeitung werden mit Hilfe von Beispielen anschaulich beschrieben. Darauf aufbauend werden erweiterte Verfahren wie die Interferometrie, Polarimetrie und Radar-tomographie behandelt und deren vielfältige Anwendungen anhand von neuesten Flugzeug- und Satellitendaten erläutert. Den Abschluss der Vorlesung bildet ein Ausblick auf aktuelle Forschungsgebiete wie bi- und multistatisches SAR, Digital Beamforming und MIMO-SAR.

Prof. Dr.-Ing. Klaus Helmreich

Zeit und Ort

Do 12:15 – 13:45, 0.111

Inhalt

1. Test in der Halbleiterfertigung: Einordnung innerhalb der Halbleiterindustrie, wirtschaftliche Bedeutung im Vergleich zu Entwurf und Fertigung.
2. Messen und Testen: Meßunsicherheit, Fehlerschranken, statistische Schätzung, Umgang mit Meßunsicherheit, Entscheidung aufgrund von Meßdaten, Irrtumsrisiken, Interpretation von Testergebnissen.
3. Fehler und Tests: Klassifizierung von Fehlern, Test im Herstellungsprozess und im Produktzyklus.
4. Testkosten und Prüfstrategie: Zehnerregel, Testkomplexitätsmaße, Abwägung Testkosten/Testgüte, Summenausbeute, Fehlerüberdeckung, Ausfallrate.
5. Testansätze und Testgenerierung: Notwendigkeit von Produktionstest und Zuverlässigkeitstest, Simulation und Test, Parametertest, Funktionstest, Strukturtest, Fehlermodelle, Testmustererzeugung.
6. Testsysteme: Entwicklungsgeschichte, Testsystemtypen, Anforderungen und Leistungsmerkmale, Komponenten und Funktionsweise.
7. Testbeschreibung: Prüfprogramm und Prüfmuster, Zeitsteuerung, Systemarchitekturen, Speicherbedarf, Signalformate, Sonderfunktionen.
8. Mixed-Signal Test: Instrumentierung, digitale Signalverarbeitung, kohärentes Testen, Beispiel: Tests an einem A/D-Umsetzer, Histogrammmethoden, Auswertung im Frequenzbereich.
9. Test weiterer Schaltungsklassen: Speicher, Hochfrequenzschaltungen, SOCs/SIPs
10. Testfreundlicher Entwurf: Ad-hoc-Methoden, strukturspezifische Methoden, Prüfpfadmethoden, BIST

Seminare

Michael Gottinger, M. Sc., Dr.-Ing. Jan Schür, Akad. ORat

Zeit und Ort

Mi 16:00 – 17:30, 00.071; Bemerkung zu Zeit und Ort: Achtung: Raum 00.071 (Wetterkreuz 15, Erlangen-Tennenlohe)

Inhalt

Rahmenthema im SS 2019: Aktuelle Themen der Hochfrequenztechnik
Im Seminar “Hochfrequenztechnik/Mikrowellentechnik” (HFSEM) werden aktuelle Anwendungen und Forschungsthemen aus dem Bereich der Hochfrequenztechnik von Studenten präsentiert. Das Seminar sieht für jeden Studenten einen 25-minütigen Vortrag mit anschließender Diskussion vor.

Peter Tschapek, M. Sc.

Zeit und Ort

Do 12:30 – 14:00, 00.071; Bemerkung zu Zeit und Ort: Achtung: Raum 00.071 (Wetterkreuz 15, Erlangen-Tennenlohe)

Inhalt

Aktueller Aushang zum SS2019

Praktika

Prof. Dr.-Ing. Martin Vossiek, Prof. Dr.-Ing. Bernhard Schmauß, Prof. Dr.-Ing. Klaus Helmreich

Voraussetzungen / Organisatorisches

Forschungspraktika haben nach neuer FPO einen Umfang von 10 ECTS und sind im Rahmen einer abgeschlossenen Aufgabenstellung eine gute Möglichkeit, vor der Masterarbeit am Lehrstuhl für Hochfrequenztechnik die Messgeräte, experimentellen Aufbauten, mathematischen Methoden und Simulationswerkzeuge eines Forschungsgebietes kennenzulernen.

Inhalt

Informationen zu Forschungspraktika am LHFT und freie Themen

Prof. Dr.-Ing. Martin Vossiek, Prof. Dr.-Ing. Bernhard Schmauß, Prof. Dr.-Ing. Klaus Helmreich

Voraussetzungen / Organisatorisches

Forschungspraktika haben nach alter Fachprüfungsordnung einen Umfang von 5ECTS. Sie sind im Rahmen einer abgeschlossenen Aufgabenstellung eine gute Möglichkeit, vor der Masterarbeit am Lehrstuhl für Hochfrequenztechnik die Messgeräte, experimentellen Aufbauten, mathematischen Methoden und Simulationswerkzeuge eines Forschungsgebietes kennenzulernen.

Inhalt

Informationen zu Forschungspraktika am LHFT und freie Themen

Dr.-Ing. Jan Schür, Akad. ORat

Zeit und Ort

Mi 8:00 – 12:00, Raum n.V.; Do 14:00 – 18:00, Raum n.V.; Bemerkung zu Zeit und Ort: Achtung: Raum 00.055 & 00.280 (Wetterkreuz 15, Erlangen-Tennenlohe)

Inhalt

Vorlesungsbegleitendes Praktikum zu HF-Schaltungen & Systeme.

Max Köppel, M. Sc.

Zeit und Ort

Inhalt

Voraussetzung: Photonik 1 + Photonik 2, kann parallel besucht werden.
Gruppentermine siehe Kurse unten, sowie wochenweise gemeinsame Versuchsbesprechung Di. 10:15-11:45.
Jeder Student erstellt für genau einen vorher bekannt gegebenen Versuch eine schriftlich ausgearbeitete ausführliche Versuchsdokumentation.
Achtung: Anmeldung ab 01.04.2019 über StudOn!
Besuch der Vorbesprechung am 30.04.2019 um 10:15h im Raum 0.055 (Wetterkreuz 15, 91058 Erlangen-Tennenlohe) mit Sicherheitsbelehrung obligatorisch!

Inhalt

Versuchsthemen

  • Polarisation – Doppelbrechung – Jones-Matrizen – lambda/4-Plättchen
  • Zeitliche Kohärenz – Michelson-Interferometer – Linienbreiten
  • Räumliche Kohärenz – Beugung – Doppelspalt
  • Leistungs-Laserdiode – Kennlinie – Wellenlängenabstimmung
  • Lichtwellenmesstechnik – Wavemeter – OSA – Laserdioden-Parameter
  • EDFA – Erbium-dotierter Faserverstärker – Faser-Laser
  • Nd:YAG-Laser – Kennlinien – Resonator – g-Parameter – Stabilität
  • Dynamik im Laser – Q-Switch – Spiking – Sättigbarer Absorber
  • Optische Frequenzverdopplung – NL-Optik – Mikrochip-Laser

Empfohlene Literatur

Träger, F. (Ed.): Handbook of Lasers and Optics, Springer Verlag, Berlin 2007.
Eichler/Eichler: Laser. Springer Verlag, Berlin 2006.
Reider, G.A.: Photonik. Springer Verlag, Berlin 2003.
Bergmann, Schäfer: Lehrbuch der Experimentalphysik, Bd.3: Optik. DeGruyter 1993.