Kalibrierfähige Mikrowellen- und Millimeterwellen-Messverfahren zur kontaktlosen und zerstörungsfreien Materialcharakterisierung

• Antragstellerin: Professorin Dr.-Ing. Bianca Will
• Fachliche Zuordnung: Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 222271899

Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es, kalibrierfähige Messverfahren zur kontaktlosen und zerstörungsfreien Materialcharakterisierung im Mikrowellen- und Millimeterwellenbereich zu entwickeln. Ausgehend von Transmissionsmessverfahren sollen Verfahren entwickelt werden, die die Bestimmung aller komplexen Streuparameter eines Zweitores basierend auf Reflexionsmessungen ermöglichen. Anstelle der Empfangsantenne werden sowohl aktive als auch passive Reflektoren verwendet. Ein weiterer Fokus dieses Forschungsvorhabens liegt auf der Entwicklung von Kalibrierverfahren für Freiraum-Messsysteme. Hierbei steht vor allem die Reduktion der verwendeten Kalibrierstandards im Vordergrund, so dass auf üblicherweise notwendige mechanische Verschiebungen von Antennen oder Kalibrierstandards verzichtet werden kann. Stattdessen werden hier Änderungen der elektrischen Länge, die durch einen geringen Frequenzversatz erzeugt werden, zur Kalibrierung verwendet.Zur Entwicklung der Messsysteme sowie auch zur Verifikation der Kalibrierverfahren werden im Rahmen dieses Projektes umfangreiche dreidimensionale elektromagnetische Simulationen durchgeführt, die es ermöglichen, Einflüsse des Messsystems sowie auch der Messumgebung nachzubilden. Dazu werden zum einen die Messaufbauten innerhalb der Simulationsumgebung detailliert und realistisch nachgebildet und zum anderen werden reale Fehlerzweitore eines Netzwerkanalysators in die Simulationen eingebunden. Aufbauend auf den elektromagnetischen Simulationen werden mehrere Messkampagnen zur Verifikation der Messverfahren durchgeführt.Darüber hinaus sollen grundlegende Betrachtungen zur möglichen Anwendung von FMCW-Radarsystemen zur Materialcharakterisierung im Frequenzbereich angestellt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Person: Professorin Dr.-Ing. Ilona Rolfes