Laboratórium UWB senzorových systémov a UWB senzorových technológií

Pracoviská: Katedra technológií v elektronike, Katedra elektroniky a multimediálnych telekomunikácií, Katedra elektroenergetiky, FEI TUKE

Identifikácia  pilotného projektu Laboratórium UWB senzorových systémov a UWB senzorových technológií

Kontakt: prof. Ing. Alena Pietriková, CSc., alena.pietrikova@tuke.sk

Pozadie: Spolupráca s Laboratóriom UWB senzorových systémov a UWB senzorových technológií (Prof. Kocur)
Poslanie PP: Ciele pilotného projektu: Cieľom projektu je využiť vedecký potenciál Centra excelentnosti integrovaného výskumu a využitia progresívnych materiálov a technológií v oblasti automobilovej elektroniky TUKE (CE III TUKE) a zriadenie a trvalo udržateľná činnosť pracovísk aplikovaného výskumu, ktoré prispievajú k vybudovaniu a činnosti Univerzitného vedeckého parku TECHNICOM (UVP TECHNICOM).

Cieľom projektu bol vývoj prototypov alebo funkčných vzorov prvkov elektroniky, ktoré majú charakter vysokého stupňa inovácie.

Produktové výstupy:

  • Zobrazovacia jednotka UWB radarového systému pre lokalizáciu pohybujúcich sa osôb.
  • UWB senzorová sieť pre lokalizáciu pohybujúcich sa osôb.
  • I-Q kit UWB senzorového systému.
  • Nízkoprofilové kompaktné antény pre vysielanie a príjem UWB signálov.
  • Súbor filtrov typu dolný priepust a pásmový priepust pracujúcich vo frekvenčnom pásme 6GHz-8,5 GHz technológiou LTCC.
  • UWB FMCW radarový systém na báze platformy PXIe a prostredia LabVIEW.

Očakávané dopady výstupov riešenia pre prax:

  1. na priemyselnú a spoločenskú prax: trvalo udržateľná činnosť v oblasti senzorových systémov a sietí,
  2. na rozvoj podnikania: založenie spoločného pracoviska VaV s firmou,
  3. perspektívne dopady:  Vytvorenie funkčných vzorov UWB systémov vhodných pre aplikáciu v praxi.
Technické (prístrojové) vybavenie: Existujúce (pôvodné)  prístrojové vybavenie: Vstupom pre realizáciu PP je infraštruktúra v rámci existujúcich špičkových laboratórií a vedecké tímy alokované v rámci VC: Lab. EMC elektronických zariadení a biologických systémov. Laboratórium senzorových a komunikačných sietí bezpečného automobilu budúcnosti, Technologické laboratórium pre výskum progresívnych materiálov.

Prístrojové vybavenie získané z projektu UVP TECHNICOM:  PNA  Network Analyser (VNA Agilent N5241A), MIMO systém na báze PXIe s rozsahom od 0,1-6,6GHz, Stanica pre sondy na meranie mikrovlnových a vysokofrekvenčných obvodov (Probe Station), Prípravok na meranie dielektrických vlastností rezonančnou metódou (Split cylinder rezonator)

Dosiahnuté výsledky riešenia: 1.         Trvalo udržateľná činnosť v oblasti senzorových systémov a sietí

  • Simulácia, návrh a výroba low pass a band pass  filtrov na báze keramiky LTCC.
  • Návrh, meranie a vyhodnotenie vlastností prototypu filtra, hrubovrstvovej pásmovej priepuste, konštruovaného na báze LTCC s pásmom priepustnosti definovaným organizáciou ECC.
  • Návrh, meranie a realizácia prototypu hrubovrstvového dolno priepustného antialising filtra konštruovaného na báze LTCC.
  • Implementácia prototypov filtrov ( pásmovej priepuste a dolnopriepustného filtra ) do viacvrstvovej LTCC štruktúry.
  • Integrácia funkčných vlastností a analýza 3D technologických možností na keramike LTCC a výroba výrobu prototypu I – Q demodulátora pre UWB senzorový systém na báze LTCC.
  • Výskum v oblasti stability a spoľahlivosti substrátov zaťažovaných vysokými frekvenciami (do 13 GHz) a rôznymi podmienkami spracovania.

2. Založenie spoločného pracoviska VaV s firmou

  • Laboratórium UWB senzorových systémov a UWB senzorových technológií: spoločné pracovisko TUKE a TU Ilmenau Service GmbH-ILMSENS.
  • Riešenie problémov v oblasti senzorových systémov a sieti vyústilo do vytvorenia spoločného pracoviska FEI s firmou IEE Sensing Slovakia.

3. Vytvorenie funkčných vzorov UWB systémov vhodných pre aplikáciu v praxi

  • Funkčné vzory nízkoprofilových kompaktných UWB antén (Vivaldi a krivkové slotové antény).
  • Vývoj a výroba prototypu I – Q demodulátora pre UWB senzorový systém na báze LTCC.
  • Návrh, simulácia a realizácia prototypu UWB antény na PI Kapton substráte (šírka pásma 5,5 – 11,7 GHz, relatívna šírka pásma 72 %) .
Spôsob transferu výstupov riešenia do praxe: Vývoj senzorov a senzorových sietí v spolupráci s TU Ilmenau pre  Service GmbH-ILMSENS a pre firmu IEE Sensing Slovakia (potenciálny používatelia: IoT, biometrické radary pre lekárske aplikácie, automobilový priemysel …)