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Die Reduzierung der Anzahl der Verkehrstoten ist seit einigen Jahren das zentrale Thema von nationalen und internationalen Verkehrsbehörden. Aktuelle Entwicklungen im Bereich der Fahrzeugsicherheit zielen auf die Vermeidung von Unfällen durch die Einführung aktiver Sicherheitssysteme, wie beispielsweise automatischer Notbremssysteme. Die Einführung der Fahrzeug-Kommunikation verspricht eine weitere Reduktion der Unfallzahlen, da funkbasierte Schutzsysteme ergänzende Vorteile besitzen. So können beispielsweise Verkehrsteilnehmer auch ohne Sichtverbindung detektiert werden. In den bisherigen Betrachtungen der Fahrzeug-Kommunikation wurde vor allem die Kommunikation mit Fahrzeugen oder Infrastrukturelementen untersucht. Aus diesem Grund werden in dieser Arbeit Möglichkeiten und Herausforderungen bei der Integration der verletzlichen Verkehrsteilnehmer in die Fahrzeug-Kommunikation aufgezeigt.

Diese Arbeit behandelt ultrabreitbandige Antennen für impulsbasierte Systeme und deren Anwendung in der Medizintechnik. Potentielle Einsatzgebiete im medizinischen Umfeld erstrecken sich dabei von der Kommunikationstechnik bis zur Sensorik, weshalb sowohl Antennen mit omnidirektionalem Strahlungsverhalten als auch mit hoher Richtwirkung betrachtet werden. Als allgemeines Konzept zur Entwicklung der Antennen werden bekannte Strukturen mit breitbandigem Verhalten kombiniert und damit neuartige UWB-Antennen mit besseren Eigenschaften im Vergleich zu den Basisstrukturen geschaffen. Als genereller Grundsatz wird dabei eine symmetrische Speisung der Antennen zur Unterdrückung von parasitären Effekten durch Mantelwellen und planare Strukturen für eine einfache Herstellbarkeit verknüpft mit geringen Fertigungskosten verfolgt. Aus einem Dipolelement zusammen mit einer kreisförmigen Schlitzantenne lässt sich eine Antenne mit guter Impedanzanpassung und äußerst gleichmäßigem Strahlungsverhalten im FCC-Frequenzbereich von 3,1 GHz bis 10,6 GHz realisieren. Diese Antenne weist eine geringe Dispersion auf, was bei impulsbasierten Systemen zu einer geringen Impulsverbreiterung führt. Durch den Einsatz von zwei Dipolelementen, die orthogonal zueinander im kreisförmigen Schlitzstrahler angeordnet sind, kann die dipolgespeiste Schlitzantenne auf eine dual polarisierte Variante mit einer besseren Omnidirektionalität erweitert werden. Eine Antenne dagegen mit hoher Richtwirkung wird durch die Kombination der dipolgespeisten Schlitzantenne mit einem dielektrischen Stabstrahler erzielt. Dabei wird das inhärent breitbandige Verhalten des Stabstrahlers ausgenutzt und die planare Antenne zur effektiven Speisung eingesetzt. Diese Antenne besticht im Vergleich zu UWB-Richtantennen aus der Literatur durch ihre Kompaktheit und die einfache Herstellbarkeit bei gleichzeitig hohem Antennengewinn. Ein flaches Antennenprofil auf Kosten einer geringeren Richtwirkung und Bandbreite bietet die vorgestellte differentiell gespeiste gestapelte Patchantenne. Alternativ dazu kann eine Anordnung aus mehreren flachen planaren UWB-Antennen mit geringer Richtwirkung als Einzelelement verwendet werden, um insgesamt eine hohe Strahlbündelung zu erhalten. Dies wird durch die Untersuchung einer Gruppenantenne aus vier dipolgespeisten Schlitzantennen aufzeigt. Die Charakterisierung der Gruppenantenne im Zeitbereich bestätigt dabei, dass im Impulsbetrieb ein großer Antennenabstand in Relation zur Wellenlänge im Zeitbereich zu kleinen Nebenmaxima im Gegensatz zum Frequenzbereich führt. Außerdem wird ein neues Systemkonzept praktisch evaluiert, mit dem mit einer Gruppenantenne aus aktiven Einzelelementen eine Strahlschwenkung möglich ist. Ein aktives Element setzt sich dabei aus einem Impulsgenerator und der Vivaldi-Antenne zusammen. Die Strahlschwenkung wird durch eine einfache Phasenverschiebung des niederfrequenten Taktsignals des Impulsgenerators anstelle einer aufwändigeren Zeitverzögerung durch ein Laufzeitglied nach dem Impulsgenerator erzielt. Ein besonders interessantes Anwendungsgebiet der impulsbasierten UWB-Funktechnologie ist aufgrund des geringen Leistungsverbrauchs und der hohen Datenraten die Kommunikation mit Implantaten. Zu diesem Zweck wird erstmalig eine miniaturisierte, gewebeoptimierte UWB-Antenne entwickelt und in einer Gewebeersatzflüssigkeit in realitätsnahem Umfeld bezüglich Impedanz- und Strahlungsverhalten charakterisiert. Aufgrund der geringen Abmessungen mit einer Breite und Höhe von jeweils 11 mm bei einer Dicke von 1 mm ist diese mit einer symmetrischen Streifenleitung gespeiste Schlitzantenne ein geeigneter Kandidat für zukünftige medizinische Implantate mit UWB-Funktechnologie, wie anhand einer unidirektionalen Datenübertragung mit einer Geschwindigkeit von 100 Mbit/s in einer Gewebeersatzflüssigkeit mit Hilfe eines modular aufgebauten Energiedetektors demonstriert wird. Abschließend werden mit einem realisierten UWB-Radarsystem basierend a

Radarsensoren für die Fahrumfelderfassung müssen an hochgradig designrelevanten Positionen vorrangig innerhalb der Fahrzeugfront und des -hecks verbaut werden. Daher ist regelmäßig eine Abdeckung des Radars erforderlich, die sich hinsichtlich der Wellenausbreitung möglichst neutral verhält (ein sog. Radom), sich jedoch weitestgehend den Erfordernissen des Fahrzeugdesigns anzupassen hat. In dieser Arbeit werden automobile Radome hinsichtlich der Degradation von Radareigenschaften - wie Reichweitenreduktion und Winkelmessfehler - durch Metallic-Lackierungen und Darstellung von Stegstrukturen untersucht. Es werden geeignete konstruktive Gegenmaßnahmen beschrieben, die diese Degradationen weitgehend vermeiden und damit eine maximale Freiheit für das Design erlauben.