Die Fakultät Digitale Transformation auf Forschungsreise in Japan
Im Rahmen eines vom Deutschen Akademischen Austauschdienstes (DAAD) geförderten Projekts waren die Nachwuchsforschenden Ola Bidhan und Nikolai Mareev in Begleitung von Prof. Robert Geise auf einem zweiwöchigen Forschungsaufenthalt beim renommierten Electronic Navigation Research Institute (ENRI) in Tokio. ENRI ist das nationale Metrologie-Institut Japans für alle Belange der Navigation im Flugverkehr. Im Rahmen des zweijährigen Forschungsprojektes sind wechselseitige Forschungsaufenthalte der beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler mit Messkampagnen in den Laboren der HTWK Leipzig und ENRI ebenso geplant wie strukturelle Maßnahmen zur Verstetigung der internationalen Zusammenarbeit hinsichtlich Forschung und Lehre.
Wissenschaftlicher Hintergrund des Projekts
Ziel des Projektes „New Multi-Static Airport Surveillance Radar Systems with Software-Defined-Radio” ist die Entwicklung neuartiger Radarsysteme zur Flugraumüberwachung an Flughäfen. Bisher verwendete klassische, sich mechanisch drehende Radare an Flughäfen, bei denen die Sende- und Empfangseinheiten am gleichen Ort sind, haben einige Nachteile: die Wahrscheinlichkeit Objekte aufzuspüren (Detektionswahrscheinlichkeit) und diese möglichst genau zu verorten ist eingeschränkt. Diese Nachteile sollen mit einem neuen Radar-Konzept umgangen werden. Ein solches Konzept sieht die Verwendung mehrerer, räumlich verteilter Sende- und Empfangseinheiten bei größeren Betriebsfrequenzen vor. Kleinere Objekte wie Flugdrohnen können mit klassischen Radaren nur dann detektiert werden, wenn das Objekt in Richtung des Radars auch gut reflektiert. Ein räumlich verteiltes Radarsystem bietet daher eine höhere Detektionswahrscheinlichkeit und aufgrund höherer Betriebsfrequenzen auch ein höheres Auflösungsvermögen. Sende- und Empfangseinheiten eines solchen Radarsystems werden mithilfe von Software-Defined-Radios (SDR) realisiert, die bezüglich Signalform und Messparameter flexibel gestaltet werden können. In der 30 Meter langen Absorberkammer von ENRI führten die Forschenden erste Testmessungen und Programmierarbeiten der SDR zur Evaluation solcher Systeme durch. Eine Absorberkammer ist ein reflexionsarmer Raum, der frei von Störsignalen ist und somit eine isolierte, fehlerarme Vermessung solcher Systeme in der Entwicklungsphase ermöglicht.
![Wissenschaftler für Messungen in der Absorberkammer](/fileadmin/portal/f_fdit/forschung_kooperation/Empf%C3%A4nger_Japan_2024.jpg)
Neben den wissenschaftlichen Erkenntnissen bieten Forschungsaufenthalte des DAADs Nachwuchswissenschaftlerinnen und Nachwuchswissenschaftlern die Möglichkeit, Einblicke in andere Kulturen und Arbeitsweisen zu bekommen und eigene Netzwerke für Kooperationen zu bilden, wie folgende Berichte der Reisenden zeigen:
Ola Bidhan, Lehrkraft für besondere Aufgaben und Mitarbeiterin im Projekt Tri5G:
Als leidenschaftliche Forscherin begab ich mich auf eine bemerkenswerte Reise nach Tokio, wo meine Kollegen und ich von der FDIT an einer bi-nationalen Forschungskooperation teilgenommen haben. Über einen Zeitraum von ungefähr drei Wochen tauchte ich in die lebendige Kultur ein, arbeitete mit japanischen Kollegen zusammen und widmete mich den faszinierenden Forschungsthemen. Lassen Sie mich die Höhepunkte meiner unvergesslichen Erfahrung mit Ihnen in einigen Zeilen teilen:
Mein Hauptziel in Tokio war internationale Forschungserfahrungen zu sammeln, mich international weiter zu qualifizieren und die Zusammenarbeit mit japanischen Forschern an einem wegweisenden Projekt. Gemeinsam erkundeten wir die aktuellen Radar-Technologien, tauschten Ideen aus und überbrückten kulturelle Unterschiede. Die Sprachbarriere stellte eine Herausforderung dar, aber unsere gemeinsame Leidenschaft für Entdeckungen und das große Interesse an der Zusammenarbeit war eine starke Brücke. Die Arbeit im Labor, die lebhaften Diskussionen und die gemeinsamen Brainstorming-Sitzungen trieben unseren Fortschritt voran.
Jenseits des Labors erkundete ich Tokios versteckte Schätze. Der historische Bezirk Asakusa enthüllte alte Tempel, deren vermilionrote Tore sich gegen die moderne Skyline abhoben. In Akihabara lockten Neonlichter Anime-Enthusiasten, während Tokio Tower und Tokio Skytree die Individualität der Stadt feierten. An jeder Ecke verbarg sich eine Geschichte – eine Mischung aus Tradition, Popkultur und Widerstandsfähigkeit. Die positive Interaktion und die respektvollen Begrüßungen mit Fremden trugen alle zu einem reichen Erinnerungsteppich bei.
Tokio war mehr als nur ein Forschungsziel; es war eine Muse, die Kreativität inspirierte und Grenzen verschob.
Nikolai Mareev, Wissenschaftlicher Mitarbeiter im Projekt Tri5G:
The opportunity to visit such a vibrant and culturally rich country during a work trip was truly exciting. It was a fantastic opportunity to immerse myself in a new environment and gain valuable information that I could apply to my work. The trip proved to be useful for my professional development. I had the opportunity to network with industry experts from Japan and exchange ideas and best practices. The knowledge and experience I gained is very valuable and has already had a positive impact on my work. Not only did I enjoy working together towards a common goal, but it also gave me a new perspective on problem solving and collaboration. The project allowed me to apply my skills in a different context and learn from the unique approaches of my Japanese colleagues. The cultural exchange that took place during our interactions opened my eyes and helped me appreciate other ways of thinking and working. Building relationships with my Japanese colleagues has opened up new opportunities for collaboration and knowledge sharing in the future. Overall, my time working in Tokyo was a transformative experience that has had a lasting impact on my career. The contacts I have made, the knowledge I have gained and the experiences I have had will continue to shape my professional growth and development for years to come. I am incredibly grateful for this opportunity and look forward to continuing to network with colleagues at ENRI.
![Forschungsgruppe vor Restaurant.](/fileadmin/portal/f_fdit/forschung_kooperation/Forschungsgruppe_Japan_2024.jpg)
Lehre an der Fakultät Digitale Transformation
Die Inhalte des Forschungsprojekts stimmen mit dem Lehrplan der Studiengänge Informations- und Kommunikationstechnik (Bachelor und Master) an der Fakultät Digitale Transformation (FDIT) überein. Studierende erwerben unter anderem in den Modulen „Signale und Systeme“, „Programmieren“, „Hochfrequenztechnik“ und „Wellenausbreitung“ sowie in zugehörigen Laboren für Software-Defined-Radio hinreichende Kenntnisse und Qualifikationen, um in solchen aktuellen und anwendungsbezogenen Forschungsprojekten, effektiv mitzuwirken. Der inhaltliche Fokus des FDIT-Bachelorstudiengangs Informations- und Kommunikationstechnik auf Aspekte der Telekommunikation, worin auch die Thematik der Navigation enthalten ist, erlaubt Studierenden, schon während des Studiums an solch spezialisierten Fragestellungen in Form von Projekt- oder Abschlussarbeiten mitzuarbeiten.
Als strukturelle Maßnahme für die Lehre wird in der Projektgruppe auch an trilingualen (Englisch, Japanisch, Deutsch) Lehrmaterialien an der Thematik „Software-Defined-Radio und Radar“ gearbeitet.