Praktikum

Fakultät Elektrotechnik

LV Hochfrequenttechnik

HF-Simulation

Simulationsergebnisse: Querschnitt vom 3D-Fernfeld der Yagi-Antenne (oben) / Nahfeld im Hohlleiter (unten)
Simulationsergebnisse: Querschnitt vom 3D-Fernfeld der Yagi-Antenne (oben)

 

  • Einführung in professionelle HF-Simulationssoftware
  • Vertiefen des Verständnisses komplexer Zusammenhänge in der Hochfrequenztechnik durch interaktive Visualisierung der Berechnungsergebnisse
  • Modellieren ausgewählter HF-Bauteile (Hohlleiter, T-Verzweigung in Hohlleitertechnik und Dipolantennen)
  • Berechnen des Feldverlaufes in den Hohlleiter sowie seiner S-Parameter
  • Anpassen der T-Verzweigung beim Einsatz als Leistungsteiler
  • Berechnung des 3D-Fernfeldes der Dipolantennen sowie Untersuchung des Einflusses der Dipollänge auf dessen Abstrahlverhalten
  • Entwicklung und Simulation von HF-Baugruppen und Antennen unter Berücksichtigung von Umgebungseinflüssen
  • Untersuchung von EMV-Problematiken

Hohlleiter

Versuchsplatz : "Hohlleiter"
Versuchsplatz : "Hohlleiter"

 

  • Einführung in die fundamentale HF-Messtechnik, Einblick in die Hohlleitertechnik und HF-Bauteile
  • Bestimmung der Eigenschaften einer Mikrowellenquelle (Gunn-Element)
  • Durchführung von Messungen der im Hohlleiter existierenden Wellentypen (Moden)
  • Bestimmung der Hohlleiterwellenlänge mit Schlitzleitung
  • Messtechnische Bestimmung des Reflexionsfaktors einer Materialprobe im Hohlleiter und Wellenwiderstandsanpassung mit 3-Schrauben-Transformator
  • Darstellung der Ergebnisse im Smith-Diagramm
  • Verlustarme und störungsresistente Übertragung von HF-Signalen, auch mit sehr großer Leistung, z.B. in der Satelliten-, Rundfunk-, Richtfunk- oder Radartechnik.

Koaxiale Leitungen

Versuchsplatz: "Koaxiale Leitungen"
Versuchsplatz: "Koaxiale Leitungen"

 

  • Kennenlernen der HF-Eigenschaften von Leitungselementen und Bauteilen der Koaxialleitungstechnik sowie der Messtechnik
  • Praktischer Umgang mit Smith-Diagramm (Smith-Chart)
  • Aufzeigen typischer Fehlerquellen bei Verwendung von Leitungsschaltungen
  • Messung an leerlaufender, kurzgeschlossener sowie mit Wellenwiderstand abgeschlossener Koaxialleitung unter Verwendung einer koaxialen Schlitzleitung
  • Bestimmung des Verhaltens einer leerlaufenden Leitung, Variation der koaxialen Leitungslängen und Untersuchung deren Einfluss auf Reflexionsfaktor
  • Anpassung einer fehlabgeschlossenen Koaxialleitung mit Stub-Tuner
  • Aufbau typischer, im Laborbetrieb genutzter HF-Anpassschaltungen mit der am weitesten verbreiteten Koaxial-Technik

LV Mobilfunk

Antennendiagramme

Versuchsplatz: "Antennendiagramme"
Versuchsplatz: "Antennendiagramme"

 

  • Vermittlung praktische Kenntnisse über die Eigenschaften ausgewählter Antennen,
  • Kenntnisse zum Einfluss von Reflektoren, Antennenlänge bei Linearantennen
  • Umgang mit Antennenmesstechnik
  • Einführung in die Antennenmesstechnik zur Bestimmung typischer Antennen-Kenngrößen: Messtechnische Ermittlung der Richtdiagramme von Dipol, Stab, Yagi- und Parabolantennen mit Antennendrehtisch
  • Untersuchung des Einflusses der Dipollänge auf sein Abstrahlverhalten
  • Einfluss der Anzahl der Strahlungselemente bei der Yagi-Antenne auf das Abstrahldiagramm
  • Wirkung des Reflektors bei Parabolantenne
  • Antennen in unterschiedlichen Formen und Bauart kommen bei allen drahtlosen Informationsübertragungssystemen zum Einsatz.

UMTS/GSM-Luftschnittstelle

Oberfläche des Messsoftware
Oberfläche des Messsoftware

 

  • Analyse der Signalisierungsprotokolle, mit welchen sich das Funknetz und das mobile Endgerät gegenseitig steuern
  • Es wird untersucht, was ein Mobiltelefon alles macht, wenn es sich in ein Netz einbucht, ein Gespräch aufgebaut wird, etc.
  • Untersucht werden gängige Regelmechanismen, die zum Zellwechseln(handover), zur Erhöhung / Reduzierung der Sendeleistung, etc. führen
  • Mit einem professionellen, mobilen Messsystem, bestehend aus Software und Mess-Mobiltelefon (Trace-Mobile) wird das dynamische Verhalten des Mobiltelefons und die Reaktionen realer Basisstation kommerzieller Funknetze für ausgewählte Messszenarien untersucht und ausgewertet
  • Netzbetreiber nutzen mobile Messsysteme um die Netzqualität zu ermitteln, Fehler oder Mängel im Netz aufzuspüren
  • Sie stellen bei allen Mobilfunkbetreibern ein wichtiges Hilfsmittel bei der Netzoptimierung dar

Funksignale

Versuchsplatz: "Funksignale"
Versuchsplatz: "Funksignale"

 

  • Anwendung des Spektrumsanalysators zum Messen und Analysieren vorliegender Signale
  • Auswirkung der Messbandbreiten, Sweep-Time, ... auf die Messergebnisse
  • Interpretation der empfangenen Mobilfunksignale
  • Analyse empfangener Funksignale (UMTS- / GSM-Signale) im Frequenz- und Zeitbereich mit Hilfe des Spektrumanalysators
  • Der Spektrum-Analysator ist ein Standard-Messgerät in der HF- und Funkmess-Technik

LV Funknetzplanung

Netzplanung

Programmfenster mit Gebäudedatenbank (links) / Berechnete Feldstärke (rechts)
Programmfenster mit Gebäudedatenbank (links) / Berechnete Feldstärke (rechts)

 

  • Umgang mit einem professionellen Funknetz-Planungstool
  • Exemplarische Untersuchung einiger Maßnahmen, mit welchen die Versorgung in Mobilfunknetzen hinsichtlich der Abdeckung / Verkehrslast / Verfügbarkeit verbessert werden kann
  • Einblick in die Komplexität digitaler Funknetz-Planung anhand ausgewählter Beispiele aus der Makrozellen-Planung
  • Berechnung der Funkversorgung in Abhängigkeit der Topographie, Morphostruktur, der verwendeten Systemtechnik, Teilnehmerverteilung, ...
  • Unterschiedliche Aspekte, die Aufschluss über die Funknetz-Versorgung geben (z.B. Feldstärke-Pegel, Abdeckungswahrscheinlichkeit, Interferenzwahrscheinlichkeit, Zellgröße, HO-Gebiete, Kanalplanung, ... ) werden betrachtet
  • Frequenzplanung mit den integrierten Algorithmen sowie die Bewertung dieser mit Interferenzanalyse
  • Mobilfunk-Betreiber nutzen weltweit zur Planung der Mobilfunknetze numerische Planungssoftware, in welcher mit standardisierten Algorithmen (z.B. COST 231) die primäre Funkversorgung und weiterführende Ausbaustufen geplant werden

LV Satellitenkommunikation

GPS

GPS-Antennen (oben) / Programmoberfläche des GPS-Receivers (unten)
Programmoberfläche des GPS-Receivers

 

  • Vertiefung der Kenntnisse zu GPS und DGPS
  • Erweiterung der Kenntnisse zu NMEA-Protokoll
  • Messung und Auswertung von Daten unterschiedlicher GPS-Empfänger
  • Untersuchung der von einem OEM-GPS-Empfangsmodul empfangenen CDMA-Signale der GPS-Satelliten
  • Die von mehreren Satelliten gleichzeitig auf dem gleichen Frequenzkanal abgestrahlten Informationen (Almanach) werden von einer Empfangsantenne detektiert und im CDMA-Empfänger nach den Satelliten sortiert
  • Es wird untersucht, anhand welcher Kriterien die Informationen der Satelliten zu einer Verbesserung der Positionsgenauigkeit beitragen und welche Informationen verworfen werden können
  • Alternative Methoden zur Verbesserung der Positionsgenauigkeit werden getestet
  • GPS-System wird weltweit zur Navigation und Positionsbestimmung eingesetzt

Sat-TV-Empfang

Versuchsplatz "Sat-TV-Empfang"
Versuchsplatz "Sat-TV-Empfang"

 

  • In der Vorlesung erworbenen Kenntnisse über die Satellitenkommunikation sollen vertieft und durch praktische Messungen bestätigt bzw. erweitert werden.
  • Funktionsweise von Satelliten-Empfangsanlagen
  • Vergleich analoger und digitaler TV-Sat-Signale
  • Motorgestützte Steuerung der Satellitenempfangsantenne mittels Receiver
  • Messung von analogen und digitalen Signalen verschiedener Satelliten mit speziellen Messempfänger
  • Ansteuerung des LNB / LNA
  • Empfang von Programmen unterschiedlicher Satelliten
  • Vergleich der Modulationsarten
  • Untersuchung der analogen und DVB-S-Kanäle
  • Auswirkung von Störungen auf analoge und DVB-S-Signale
  • Bestimmung der Eigenschaften der TV-Sat-Empfangsantenne
  • Fernsehempfang über Satelliten ist weltweit verbreitet.

Demonstratorversuch Satellitenverfolgungsanlage

Herr Matthias Engicht (Dipl.-Ing. (FH)) hat im Rahmen seiner Diplomarbeit an der Fakultät für Elektrotechnik ein GPS-gestütztes Nachverfolgungssystem für Satelliten zum Empfang von Telemetrie-Signalen entwickelt. Die Arbeit wurde mit sehr gutem Ergebnis am 27.11.2014 erfolgreich verteidigt. Nähere Informationen sind der beigefügten Präsentation und dem Diplomposter zu entnehmen.

Satellitenverfolgungsanlage
Satellitenverfolgungsanlage

 

LV Optische Nachrichtentechnik

Lichtwellenleiter 1

Versuchsplatz "Lichtwellenleiter 1"
Versuchsplatz "Lichtwellenleiter 1"

 

  • Kennenlernen der spezifischen Parameter unterschiedlicher  Lichtwellenleiterarten und die auftretenden Probleme bei deren Verwendung
  • Erkennen der Bedeutung von Brechzahl, Akzeptanzwinkel und Dämpfung an einer bestehenden Strecke
  • Praktische Nutzung moderner Messgeräte an LWL - Netzen 
  • Bestimmung der Numerischen Apertur von Lichtwellenleitern (kurz: LWL)
  • Ermitteln der Kernbrechzahl mittels Laufzeitmessung
  • Kennenlernen der Möglichkeiten, mittels OTDR (optical time domain reflectometer) – Messung bestehende LWL- Netzwerke zu untersuchen
  • Weitverkehrsnetze, optische Nachrichten- Messwertübertragung in der Industrie.

Lichtwellenleiter 2

Versuchsplatz Lichtwellenleiter
Versuchsplatz Lichtwellenleiter

 

  • Kennenlernen der Dämpfungsarten und die auftretenden Probleme bei der Kopplung von Lichtwellenleitern
  • Praktische Anwendung geeigneter Werkzeuge und Geräte bei der Vorbereitung zur Steckerkonfektionierung unterschiedlicher Faserarten
  • Nutzen eines Faserspleißgerätes zum Verbinden von Multimodefasern, die ebenfalls zuvor  entsprechend vorbehandelt werden
  • Erkennen der Gefahren beim Umgang mit Glasfasern
  • Kennenlernen der Verbindungsarten von Lichtwellenleitern
  • Messung der Zusatzdämpfungen, die an den einzelnen Koppelstellen aufgrund  der technischen Gegebenheiten auftreten
  • Praktische Faservorbereitung zur Steckerkonfektionierung, Spleißen und Ausmessen der Koppelstellen von unterschiedlichern Lichtwellenleitern
  • Weitverkehrsnetze, optische Nachrichten- Messwertübertragung in der Industrie

Demonstratorversuch Optische Nahbereichskommunikation

Versuchsplatz "Optische Nahbereichskommunikation"
Versuchsplatz "Optische Nahbereichskommunikation"

 

Optische Freiraumübertragung / FSO

Versuchsplatz "Optische Freiraumübertragung"
Versuchsplatz "Optische Freiraumübertragung"

 

  • Kennenlernen des prinzipiellen Aufbaus und Funktionsweise eines FSO – Systems
  • Untersuchen der Einflussfaktoren auf die Übertragungstrecke zwischen Sender und Empfänger sowie ausgewählter Eigenschaften der Sende- und Empfangsbauelemente
  • Bewertung der Lasersicherheit eines FSO-Systems
  • Aufbau und Inbetriebnahme eines Netzwerkes mit Hilfe kommerziell verfügbarer FSO-Geräte
  • Optische Freiraumübertragung kommt als Ersatz zur leitungsgebundenen bzw. drahtlosen Datenübertragung mittels Funkwellen bei vorhandener Sichtverbindung zum Einsatz

LV Optische Übertragungssysteme

Faserverstärker

 

WDM