Elektrotechnik &InformationstechnikThe first electrical engineers ...Der Fachbereich im Überblick

Inhaltsverzeichnis

• Einleitung 01

• Historie des Fachbereichs 02

• Forschungsschwerpunkte und interdisziplinäre Akivitäten 03

• Studium und Qualitätssicherung 04

• Zahlen und Fakten zum Fachbereich 06

Die 24 Fachgebiete:

Institut für Automatisierungstechnik• Regelungstechnik und Mechatronik (Prof. Dr.-Ing. Konigorski)

Control Engineering and Mechatronics 08• Regelungstheorie und Robotik (Prof. Dr.-Ing. Adamy)

Control Theory and Robotics 10

Institut für Datentechnik• Echtzeitsysteme (Prof. Dr. rer. nat. Schürr)

Real-Time Systems 12• Multimedia Kommunikation (Prof. Dr.-Ing. Steinmetz)

Multimedia Communications 14• Rechnersysteme (Prof. Dr.-Ing. Eveking)

Computer Systems 16• Integrierte Elektronische Systeme (Prof. Dr.-Ing. Klaus Hofmann)

Integrated Electronic Systems 18

Institut für Elektrische Energiesysteme• Elektrische Energieversorung (Prof. Dr.-Ing. Balzer)

Electrical Power Systems 20

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Impressum

Herausgeber

Technische Universität DarmstadtDekanat FachbereichElektrotechnik und Informationstechnik

|Gebäude S3 06Merckstraße 25D-64283 Darmstadt

dekanat@etit.tu-darmstadt.dewww.etit.tu-darmstadt.de

Layout und Satz:KR3ATIV - Werbeatelier Schösser GbRwww.kr3ativ.de

5. Auflage, Juni 2009, Darmstadt

Inhaltsverzeichnis

• Einleitung 01

• Historie des Fachbereichs 02

• Forschungsschwerpunkte und interdisziplinäre Akivitäten 03

• Studium und Qualitätssicherung 04

• Zahlen und Fakten zum Fachbereich 06

Die 24 Fachgebiete:

Institut für Automatisierungstechnik• Regelungstechnik und Mechatronik (Prof. Dr.-Ing. Konigorski)

Control Engineering and Mechatronics 08• Regelungstheorie und Robotik (Prof. Dr.-Ing. Adamy)

Control Theory and Robotics 10

Institut für Datentechnik• Echtzeitsysteme (Prof. Dr. rer. nat. Schürr)

Real-Time Systems 12• Multimedia Kommunikation (Prof. Dr.-Ing. Steinmetz)

Multimedia Communications 14• Rechnersysteme (Prof. Dr.-Ing. Eveking)

Computer Systems 16• Integrierte Elektronische Systeme (Prof. Dr.-Ing. Klaus Hofmann)

Integrated Electronic Systems 18

Institut für Elektrische Energiesysteme• Elektrische Energieversorung (Prof. Dr.-Ing. Balzer)

Electrical Power Systems 20

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Impressum

Herausgeber

Technische Universität DarmstadtDekanat FachbereichElektrotechnik und Informationstechnik

|Gebäude S3 06Merckstraße 25D-64283 Darmstadt

dekanat@etit.tu-darmstadt.dewww.etit.tu-darmstadt.de

Layout und Satz:KR3ATIV - Werbeatelier Schösser GbRwww.kr3ativ.de

5. Auflage, Juni 2009, Darmstadt

• Optische Nachrichtentechnik (Prof. Dr.-Ing. Meißner)Optical Communications 42

Institut für Nachrichtentechnik• Kommunikationstechnik (Prof. Dr.-Ing. Klein)

Communications Engineering 44• Nachrichtentechnische Systeme (Prof. Dr.-Ing. Gershman)

Communication Systems 46• Signalverarbeitung (Prof. Dr.-Ing. Zoubir)

Signal Processing 48

Institut für Stromrichtertechnik und Antriebsregelung• Leistungselektronik und Antriebsregelung (Prof. Dr.-Ing. Mutschler)

Power Electronics and Control of Drives 50

Institut für Theorie Elektromagnetischer Felder• Theorie Elektromagnetischer Felder (Prof. Dr.-Ing. habil. Weiland)

Computational Electromagnetics 52

Fachbereich 20, Zweitmitglied im Fachbereich 18:

• Integrierte Schaltungen und Systeme (Prof. Dr.-Ing. Huss)Integrated Circuits and Systems 54

• Anschrift und Lage der Institute 56

• Lageplan TU Darmstadt - Stadtmitte 57

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• Hochspannungstechnik (Prof. Dr.-Ing. Hinrichsen)High-Voltage Technology 22

• Regenerative Energien (Prof. Dr.-Ing. Hartkopf)Renewable Energies 24

• Systemführung in elektrischen Energieversorgungsnetzen (Prof. Dr.-Ing. Stenzel)Power System Control 26

Institut für Elektrische Energiewandlung• Elektrische Energiewandlung (Prof. Dr.-Ing. habil. Dr. h. c. Binder)

Electrical Energy Conversion 28

Fachgebiet Elektrische Messtechnik• Elektrische Messtechnik (Prof. Dr.-Ing. Dr. h. c. mult. Pfeiffer)

Electrical Measuring Technology

Institut für Elektromechanische Konstruktionen• Mikrotechnik und Elektromechanische Systeme (Prof. Dr.-Ing. Schlaak)

Microtechnology and Electromechanical Systems 30• Mess- und Sensortechnik (Prof. Dr.-Ing. habil. Werthschützky)

Measurement and Sensor Technology 32• Lichttechnik (Prof. Dr.-Ing. habil. Khanh)

Lighting Technology 34

Institut für Halbleitertechnik• Halbleitertechnik der Mikro- und Nanoelektronik (Prof. Dr. rer. nat. Schwalke)

Semiconductor Technology and Nanoelectronics 36

Fachgebiete Hochfrequenztechnik• Höchstfrequenzelektronik (Prof. Dr.-Ing. Pavlidis)

High-Frequency Electronics 38• Mikrowellentechnik (Prof. Dr.-Ing. Jakoby)

Microwave Engineering 40

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• Optische Nachrichtentechnik (Prof. Dr.-Ing. Meißner)Optical Communications 42

Institut für Nachrichtentechnik• Kommunikationstechnik (Prof. Dr.-Ing. Klein)

Communications Engineering 44• Nachrichtentechnische Systeme (Prof. Dr.-Ing. Gershman)

Communication Systems 46• Signalverarbeitung (Prof. Dr.-Ing. Zoubir)

Signal Processing 48

Institut für Stromrichtertechnik und Antriebsregelung• Leistungselektronik und Antriebsregelung (Prof. Dr.-Ing. Mutschler)

Power Electronics and Control of Drives 50

Institut für Theorie Elektromagnetischer Felder• Theorie Elektromagnetischer Felder (Prof. Dr.-Ing. habil. Weiland)

Computational Electromagnetics 52

Fachbereich 20, Zweitmitglied im Fachbereich 18:

• Integrierte Schaltungen und Systeme (Prof. Dr.-Ing. Huss)Integrated Circuits and Systems 54

• Anschrift und Lage der Institute 56

• Lageplan TU Darmstadt - Stadtmitte 57

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• Hochspannungstechnik (Prof. Dr.-Ing. Hinrichsen)High-Voltage Technology 22

• Regenerative Energien (Prof. Dr.-Ing. Hartkopf)Renewable Energies 24

• Systemführung in elektrischen Energieversorgungsnetzen (Prof. Dr.-Ing. Stenzel)Power System Control 26

Institut für Elektrische Energiewandlung• Elektrische Energiewandlung (Prof. Dr.-Ing. habil. Dr. h. c. Binder)

Electrical Energy Conversion 28

Fachgebiet Elektrische Messtechnik• Elektrische Messtechnik (Prof. Dr.-Ing. Dr. h. c. mult. Pfeiffer)

Electrical Measuring Technology

Institut für Elektromechanische Konstruktionen• Mikrotechnik und Elektromechanische Systeme (Prof. Dr.-Ing. Schlaak)

Microtechnology and Electromechanical Systems 30• Mess- und Sensortechnik (Prof. Dr.-Ing. habil. Werthschützky)

Measurement and Sensor Technology 32• Lichttechnik (Prof. Dr.-Ing. habil. Khanh)

Lighting Technology 34

Institut für Halbleitertechnik• Halbleitertechnik der Mikro- und Nanoelektronik (Prof. Dr. rer. nat. Schwalke)

Semiconductor Technology and Nanoelectronics 36

Fachgebiete Hochfrequenztechnik• Höchstfrequenzelektronik (Prof. Dr.-Ing. Pavlidis)

High-Frequency Electronics 38• Mikrowellentechnik (Prof. Dr.-Ing. Jakoby)

Microwave Engineering 40

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Der Fachbereich Elektrotechnik und Infor-mationstechnik der Technischen Universität Darmstadt entwickelt sich seit seiner Grün-dung vor 125 Jahren getreu seinem Motto Qualität und Innovation aus Tradition: sieben Fachgebiete wurden in Darmstadt seit damals deutschlandweit erstmals aus der Taufe gehoben, die Zahl der Veröffentli-chungen und Ehrungen sind Zeichen der Innovationsfreudigkeit und der hohen Qualifikation der Mitarbeiter.

Das Studienangebot orientiert sich an den Bedürfnissen des Marktes und wird ständig angepasst, um so auch dem Fachkräfteman-gel zu begegnen. Seit 2007 werden alle Stu-diengänge nur noch mit den Abschlüssen Bachelor of Science bzw. Master of Science angeboten. Zwei internationale Master-Stu-diengänge konnten bereits im Vorfeld etab-

liert werden. Sie ziehen aus der ganzen Welt Studenten nach Darmstadt. Demgegenüber nutzen viele deutsche Studenten die hervor-ragenden weltweiten Beziehungen des Fach-bereichs für Auslandssemester an Partner-universitäten. Das gegenseitige Anerkennen von Leistungen und Doppelabschlussab-kommen mit derzeit zehn europäischen Uni-versitäten machen Auslandserfahrungen oh-ne deutlich längere Studiendauer möglich.

125-Jahr-Feier am 16.11.2007

Abbildung links:Begrüßung durch Dekan Prof. Hinrichsen

Abbildung rechts:Studenten informieren sich auf der angegliederten Industrie-Kontaktmesse

Einleitung

01

Der Fachbereich Elektrotechnik und Infor-mationstechnik der Technischen Universität Darmstadt entwickelt sich seit seiner Grün-dung vor 125 Jahren getreu seinem Motto Qualität und Innovation aus Tradition: sieben Fachgebiete wurden in Darmstadt seit damals deutschlandweit erstmals aus der Taufe gehoben, die Zahl der Veröffentli-chungen und Ehrungen sind Zeichen der Innovationsfreudigkeit und der hohen Qualifikation der Mitarbeiter.

Das Studienangebot orientiert sich an den Bedürfnissen des Marktes und wird ständig angepasst, um so auch dem Fachkräfteman-gel zu begegnen. Seit 2007 werden alle Stu-diengänge nur noch mit den Abschlüssen Bachelor of Science bzw. Master of Science angeboten. Zwei internationale Master-Stu-diengänge konnten bereits im Vorfeld etab-

liert werden. Sie ziehen aus der ganzen Welt Studenten nach Darmstadt. Demgegenüber nutzen viele deutsche Studenten die hervor-ragenden weltweiten Beziehungen des Fach-bereichs für Auslandssemester an Partner-universitäten. Das gegenseitige Anerkennen von Leistungen und Doppelabschlussab-kommen mit derzeit zehn europäischen Uni-versitäten machen Auslandserfahrungen oh-ne deutlich längere Studiendauer möglich.

125-Jahr-Feier am 16.11.2007

Abbildung links:Begrüßung durch Dekan Prof. Hinrichsen

Abbildung rechts:Studenten informieren sich auf der angegliederten Industrie-Kontaktmesse

Einleitung

01

Forschungsschwerpunkteund interdisziplinäre Aktivitäten

Die Arbeiten in den Fachgebieten lassen sich 6 Forschungsschwerpunkten zuordnen:

Fachbereichs- und universitätsübergrei-fend sind die Professoren derzeit in folgen-den Graduiertenkollegs oder Forschergrup-pen aktiv:

• Infrastruktur für den elektronischen Markt (GK 492): Prof. Steinmetz

• Steuerbare integrierbare Komponentender Mikrowellentechnik und Optik (GK 1037): Prof. Jakoby

• Qualitätsverbesserung in E-Learningdurch rückgekoppelte Prozesse (GK 1223)

• Cooperative, Adaptive and ResponsiveMonitoring in Mixed Mode Environments(GK 1362): Prof. Adamy, Prof. Steinmetz

• Verbesserung von Peer-to-Peer-Systemendurch die systematische Erforschung

Mikro- & Nanotechnologie

Informationstechnologie

Kommunikationstechnik

Beschleunigertechnik

Elektrische Energietechnik

Mechatronik & Automatisierungstechnik

von Qualitätsmerkmalen undderen wechselseitigen Abhängigkeiten(DFG 733): Prof. Steinmetz

• Höherfreuquente Parasitäreffekte inumrichtergespeisten elektrischenAntrieben (DFG 575): Prof. Binder

• Submillimeter-Schaltungstechnik(externe Forschergruppe, DFG 321):Prof. Hartnagel

Außerdem ist der Fachbereich an 10 der insgesamt 13 profilbildenden Forschungs-schwerpunkten der TU Darmstadt beteiligt: Mechatronische Systeme, E-Learning, IT-Si-cherheit, Kern- und Strahlungsphysik, Stadt-forschung, Graphische Datenverarbeitung, Nanomaterialien, Biologisch-technische Systeme, Integrierte Verkehrssysteme sowie Computational Engineering.

Beim letzten Punkt handelt es sich um eine Graduate School im Rahmen der Exzel-lenz-Initiative des Bundes und der Länder.

www.tu-darmstadt.de/for/verbund.tud

www.tu-darmstadt.de/for/ forschungsschwerpunkte.tud

www.tu-darmstadt.de/for/ exzellenzinitiative.tud

studiengangs in Deutschland• 1968 K. Hasse erfindet die feldorien-

tierte Regelung, die Grundlage moderner Drehstrommotoren

• 1972 W. Hilberg entwickelt wesent-liche Elemente undden Prototyp der Funkuhr

• 1977 T. Weiland entwickelt die Finite- Integrations-Theorie

• 1983 G. Sessler und D. Hohm erfinden das Silizium-Mikrofon

• 1988 O. Kindl und W. Langheinrich entwickeln die CMOS-Niedrigst-temperatur-Technologie fürKameras der ESA

• 1990-92 Das Elektrofahrzeug Pinky ge-winnt die Weltmeisterschaft der Solarmobile

• 1999 Aufnahme von G. Sessler, Miter-finder des Elektret-Mikrofons, in die National Hall of Fame der USA; M. Anders, E. Andresen und A. Binder entwickeln den Linear-Antrieb des Strato-spheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA) der NASA

• 2003 Das MIT wählt R. Isermann zuden Top Ten, deren Arbeiten dieLebens- und Arbeitsweltnachhaltig verändern werden

• 2007 Technologiepreis der Eduard-Rhein-Stiftung geht an G. Sessler

• 1882 Erster Lehrstuhl für Elektrotech-nik weltweit, Berufung von Erasmus Kittler

• 1883 Erste Fakultät für Elektro-technik weltweit und Gründung des weltweit ersten Studiengangs für Elektrotechnik

Erste Lehrstühle in Deutschland:

• 1894 Nachrichtentechnik, K. Wirtz• 1914 Hochspannungstechnik,

W. Petersen• 1954 Regelungstechnik, W. Oppelt• 1963 Elektromechanische

Konstruktionen, C. BraderStromrichtertechnik, R. Jötten

• 1996 Regenerative Energien,T. Hartkopf

Herausragende Persönlichkeiten:

• 1921-26 T. Schultes, Entwickler des welt-weit ersten RADAR-Frühwarn-systems, studiert an der TUD

• 1930 Berufung von H. Busch, Begründer der Elektronenoptik

• 1952 Berufung von K. Küpfmüller, Vater der Systemtheorie der elektrischen Nachrichtentechnik

• 1964 Berufung von R. Piloty, Initiator des ersten Informatik-

Historie des Fachbereichs

0302

Forschungsschwerpunkteund interdisziplinäre Aktivitäten

Die Arbeiten in den Fachgebieten lassen sich 6 Forschungsschwerpunkten zuordnen:

Fachbereichs- und universitätsübergrei-fend sind die Professoren derzeit in folgen-den Graduiertenkollegs oder Forschergrup-pen aktiv:

• Infrastruktur für den elektronischen Markt (GK 492): Prof. Steinmetz

• Steuerbare integrierbare Komponentender Mikrowellentechnik und Optik (GK 1037): Prof. Jakoby

• Qualitätsverbesserung in E-Learningdurch rückgekoppelte Prozesse (GK 1223)

• Cooperative, Adaptive and ResponsiveMonitoring in Mixed Mode Environments(GK 1362): Prof. Adamy, Prof. Steinmetz

• Verbesserung von Peer-to-Peer-Systemendurch die systematische Erforschung

Mikro- & Nanotechnologie

Informationstechnologie

Kommunikationstechnik

Beschleunigertechnik

Elektrische Energietechnik

Mechatronik & Automatisierungstechnik

von Qualitätsmerkmalen undderen wechselseitigen Abhängigkeiten(DFG 733): Prof. Steinmetz

• Höherfreuquente Parasitäreffekte inumrichtergespeisten elektrischenAntrieben (DFG 575): Prof. Binder

• Submillimeter-Schaltungstechnik(externe Forschergruppe, DFG 321):Prof. Hartnagel

Außerdem ist der Fachbereich an 10 der insgesamt 13 profilbildenden Forschungs-schwerpunkten der TU Darmstadt beteiligt: Mechatronische Systeme, E-Learning, IT-Si-cherheit, Kern- und Strahlungsphysik, Stadt-forschung, Graphische Datenverarbeitung, Nanomaterialien, Biologisch-technische Systeme, Integrierte Verkehrssysteme sowie Computational Engineering.

Beim letzten Punkt handelt es sich um eine Graduate School im Rahmen der Exzel-lenz-Initiative des Bundes und der Länder.

www.tu-darmstadt.de/for/verbund.tud

www.tu-darmstadt.de/for/ forschungsschwerpunkte.tud

www.tu-darmstadt.de/for/ exzellenzinitiative.tud

studiengangs in Deutschland• 1968 K. Hasse erfindet die feldorien-

tierte Regelung, die Grundlage moderner Drehstrommotoren

• 1972 W. Hilberg entwickelt wesent-liche Elemente undden Prototyp der Funkuhr

• 1977 T. Weiland entwickelt die Finite- Integrations-Theorie

• 1983 G. Sessler und D. Hohm erfinden das Silizium-Mikrofon

• 1988 O. Kindl und W. Langheinrich entwickeln die CMOS-Niedrigst-temperatur-Technologie fürKameras der ESA

• 1990-92 Das Elektrofahrzeug Pinky ge-winnt die Weltmeisterschaft der Solarmobile

• 1999 Aufnahme von G. Sessler, Miter-finder des Elektret-Mikrofons, in die National Hall of Fame der USA; M. Anders, E. Andresen und A. Binder entwickeln den Linear-Antrieb des Strato-spheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA) der NASA

• 2003 Das MIT wählt R. Isermann zuden Top Ten, deren Arbeiten dieLebens- und Arbeitsweltnachhaltig verändern werden

• 2007 Technologiepreis der Eduard-Rhein-Stiftung geht an G. Sessler

• 1882 Erster Lehrstuhl für Elektrotech-nik weltweit, Berufung von Erasmus Kittler

• 1883 Erste Fakultät für Elektro-technik weltweit und Gründung des weltweit ersten Studiengangs für Elektrotechnik

Erste Lehrstühle in Deutschland:

• 1894 Nachrichtentechnik, K. Wirtz• 1914 Hochspannungstechnik,

W. Petersen• 1954 Regelungstechnik, W. Oppelt• 1963 Elektromechanische

Konstruktionen, C. BraderStromrichtertechnik, R. Jötten

• 1996 Regenerative Energien,T. Hartkopf

Herausragende Persönlichkeiten:

• 1921-26 T. Schultes, Entwickler des welt-weit ersten RADAR-Frühwarn-systems, studiert an der TUD

• 1930 Berufung von H. Busch, Begründer der Elektronenoptik

• 1952 Berufung von K. Küpfmüller, Vater der Systemtheorie der elektrischen Nachrichtentechnik

• 1964 Berufung von R. Piloty, Initiator des ersten Informatik-

Historie des Fachbereichs

0302

Praktika, Seminare und Übungen sorgen da-für, dass die Praxis nicht zu kurz kommt.

Von Studienbeginn an stehen den Studie-renden mehrere PC-Pools zur Verfügung und sie haben Zugriff auf die umfangreiche NTB-Präsenzbibliothek des Fachbereichs, wovon sie auch regen Gebrauch machen. Das Lern-zentrum und die vielen experimentellen Ein-richtungen mit dazugehörigen Werkstätten ergänzen das Angebot für die Studierenden.

Die Prüfung der akkreditierten Studien-gänge durch ein externes Institut garantiert, dass die Programme höchste Ansprüche erfüllen. Darüber hinaus bewerten sich un-ter der Koordination der ETH Zürich seit 2000 die elektrotechnischen Fachbereiche der TU Darmstadt, der Universität Karlsruhe

und der Universität Kaiserslautern gegen-seitig, um so Potential für Verbesserungen aufzudecken und gemeinsam das Ausbil-dungsniveau weiter zu erhöhen. Abgerun-det werden diese Maßnahmen durch eine interne Befragung der Studenten, die seit 2001 regelmäßig durchgeführt wird und durch ein direktes Feed-Back die Qualitäts-sicherungsprozesse stärkt.

Wie gut all die Maßnahmen zur Qualitäts-verbesserung greifen, sieht man am guten Ruf der Absolventen der TU Darmstadt. Beim Ranking 2007 der Wirtschaftswoche unter dem Titel Die Favoriten der Personal-chefs rangiert in der Rubrik Elektrotechnik die TU Darmstadt hinter der RWTH Aachen und der Uni Karlsruhe auf Platz 3.

Studium undQualitätssicherung

und gemeinsam mit den Rechts- und Wirt-schaftswissenschaften der Bachelor/Master-Studiengang WI-ETiT. Gleich fünf Fachbe-reiche sind am Bachlor/Master-Studiengang Computational Engineering beteiligt: neben der Eletrotechnik und Informationstechnik sind dies Informatik, Maschinenbau, Mathe-matik und Bauingenieurwesen.

Neben der reinen Wissensvermittlung liegt ein weiterer Schwerpunkt auf dem Er-lernen von Arbeitstechniken. Die Studieren-den befassen sich mit den Grundlagen des Projektmanagements, üben sich im Recher-chieren und Präsentieren und bekommen Strategien zur optimalen Prüfungsvorberei-tung an die Hand. Großer Wert wird sowohl auf Gruppenarbeit als auch auf selbstor-ganisiertes Arbeiten gelegt. Laborarbeiten,

In diesem Jahr wurde das Studienangebot des Fachbereichs restrukturiert. Kernstück ist der Bachelor/Master-Studiengang Elek-trotechnik und Informationstechnik. In die internationalen Master-Studiengänge Infor-mation and Communication Engineering und Electrical Power Engineering können sich deutsche und ausländische Studierende gleichermaßen einschreiben, die einen Bachelor in diesem Schwerpunkt erworben haben, der dem Bachelorabschluss Elektro-technik und Informationstechnik an der TU Darmstadt gleichwertig ist.

Gemeinsam mit dem Fachbereich Maschi-nenbau wird der Bachelor/Master-Studien-gang Mechatronik angeboten, mit dem Fach-bereich Informatik der Bachelor/Master-Studiengang Informationssystemtechnik

0504

Praktika, Seminare und Übungen sorgen da-für, dass die Praxis nicht zu kurz kommt.

Von Studienbeginn an stehen den Studie-renden mehrere PC-Pools zur Verfügung und sie haben Zugriff auf die umfangreiche NTB-Präsenzbibliothek des Fachbereichs, wovon sie auch regen Gebrauch machen. Das Lern-zentrum und die vielen experimentellen Ein-richtungen mit dazugehörigen Werkstätten ergänzen das Angebot für die Studierenden.

Die Prüfung der akkreditierten Studien-gänge durch ein externes Institut garantiert, dass die Programme höchste Ansprüche erfüllen. Darüber hinaus bewerten sich un-ter der Koordination der ETH Zürich seit 2000 die elektrotechnischen Fachbereiche der TU Darmstadt, der Universität Karlsruhe

und der Universität Kaiserslautern gegen-seitig, um so Potential für Verbesserungen aufzudecken und gemeinsam das Ausbil-dungsniveau weiter zu erhöhen. Abgerun-det werden diese Maßnahmen durch eine interne Befragung der Studenten, die seit 2001 regelmäßig durchgeführt wird und durch ein direktes Feed-Back die Qualitäts-sicherungsprozesse stärkt.

Wie gut all die Maßnahmen zur Qualitäts-verbesserung greifen, sieht man am guten Ruf der Absolventen der TU Darmstadt. Beim Ranking 2007 der Wirtschaftswoche unter dem Titel Die Favoriten der Personal-chefs rangiert in der Rubrik Elektrotechnik die TU Darmstadt hinter der RWTH Aachen und der Uni Karlsruhe auf Platz 3.

Studium undQualitätssicherung

und gemeinsam mit den Rechts- und Wirt-schaftswissenschaften der Bachelor/Master-Studiengang WI-ETiT. Gleich fünf Fachbe-reiche sind am Bachlor/Master-Studiengang Computational Engineering beteiligt: neben der Eletrotechnik und Informationstechnik sind dies Informatik, Maschinenbau, Mathe-matik und Bauingenieurwesen.

Neben der reinen Wissensvermittlung liegt ein weiterer Schwerpunkt auf dem Er-lernen von Arbeitstechniken. Die Studieren-den befassen sich mit den Grundlagen des Projektmanagements, üben sich im Recher-chieren und Präsentieren und bekommen Strategien zur optimalen Prüfungsvorberei-tung an die Hand. Großer Wert wird sowohl auf Gruppenarbeit als auch auf selbstor-ganisiertes Arbeiten gelegt. Laborarbeiten,

In diesem Jahr wurde das Studienangebot des Fachbereichs restrukturiert. Kernstück ist der Bachelor/Master-Studiengang Elek-trotechnik und Informationstechnik. In die internationalen Master-Studiengänge Infor-mation and Communication Engineering und Electrical Power Engineering können sich deutsche und ausländische Studierende gleichermaßen einschreiben, die einen Bachelor in diesem Schwerpunkt erworben haben, der dem Bachelorabschluss Elektro-technik und Informationstechnik an der TU Darmstadt gleichwertig ist.

Gemeinsam mit dem Fachbereich Maschi-nenbau wird der Bachelor/Master-Studien-gang Mechatronik angeboten, mit dem Fach-bereich Informatik der Bachelor/Master-Studiengang Informationssystemtechnik

0504

Es folgt eine Liste von Preisen und Ehrun-gen, die Mitarbeitern des Fachbereichs bis zum Jahre 2007 verliehen wurden:

• DFG Leibniz-Award• 2 Max-Planck-Reseach Awards• Zahlreiche GMM-, ITG- und

ETG-Auszeichnungen• Philipp-Morris-Resesarch Award• Diverse IEEE Awards• VDE-Ehrenring• US National Hall of Fame of Inventors • Top 10 MIT Technology Review• 6 IEEE Fellows und 1 ACM Fellow• American Physics Society Fellow• Ordentliches Mitglied der Akademie der

Wissenschaften und Literatur zu Mainz• Auszeichnung for Excellence in Internet

Research (IBM)• Erfinder des Jahres (Siemens AG)• Heinrich-Hertz Preis der TU Karlsruhe• Johann-Philipp-Reis Preis• Lise-Meitner Preis• Eugen-Hartman Preis• Technologiepreis der

Eduard-Rhein-Stiftung• Distinguished Member der Cigre• Honorary Professorship der Tongji

Universität, Shanghai• Honorary Professorship der China

Three Gorges University, Yichang

Zahlen und Fakten zum Fachbereich

Derzeit arbeiten in den 24 Fachgebieten des Fachbereichs etwa 250 wissenschaftli-che Mitarbeiter, wovon 100 von der TUD und 150 über Drittmittel finanziert werden. Ergänzt werden sie von rund 100 Angestell-ten, die sich auf die Verwaltung und die technischen Werkstätten verteilen. Sie alle betreuen aktuell etwa 1500 Studenten.

Allein in den Jahren 2000-2005 verfassten Mitarbeiter des Fachbereichs 1450 Veröf-fentlichungen und 11 Bücher, schrieben 10 Beiträge für Bücher und 40 Artikel für Maga-zine. Sie meldeten in diesem Zeitraum ins-gesamt 48 Patente an, die meist in Zusam-menarbeit mit der Industrie entstanden wa-ren. Zeitgleich organisierte der Fachbereich darüber hinaus in Darmstadt 7 nationale und 13 internationale Konferenzen.

Seit 1992 erfolgten aus dem Fachbereich heraus folgende Firmengründungen:

basysKom GmbH, CBL GmbH (Communi-cation by Light), CSS GmbH (Computer Si-mulation Services), CST GmbH (Computer Simulation Technology), intelligent views GmbH, KIMK GmbH, Two Chip Photonics AG und ubiqKom.

0706

Es folgt eine Liste von Preisen und Ehrun-gen, die Mitarbeitern des Fachbereichs bis zum Jahre 2007 verliehen wurden:

• DFG Leibniz-Award• 2 Max-Planck-Reseach Awards• Zahlreiche GMM-, ITG- und

ETG-Auszeichnungen• Philipp-Morris-Resesarch Award• Diverse IEEE Awards• VDE-Ehrenring• US National Hall of Fame of Inventors • Top 10 MIT Technology Review• 6 IEEE Fellows und 1 ACM Fellow• American Physics Society Fellow• Ordentliches Mitglied der Akademie der

Wissenschaften und Literatur zu Mainz• Auszeichnung for Excellence in Internet

Research (IBM)• Erfinder des Jahres (Siemens AG)• Heinrich-Hertz Preis der TU Karlsruhe• Johann-Philipp-Reis Preis• Lise-Meitner Preis• Eugen-Hartman Preis• Technologiepreis der

Eduard-Rhein-Stiftung• Distinguished Member der Cigre• Honorary Professorship der Tongji

Universität, Shanghai• Honorary Professorship der China

Three Gorges University, Yichang

Zahlen und Fakten zum Fachbereich

Derzeit arbeiten in den 24 Fachgebieten des Fachbereichs etwa 250 wissenschaftli-che Mitarbeiter, wovon 100 von der TUD und 150 über Drittmittel finanziert werden. Ergänzt werden sie von rund 100 Angestell-ten, die sich auf die Verwaltung und die technischen Werkstätten verteilen. Sie alle betreuen aktuell etwa 1500 Studenten.

Allein in den Jahren 2000-2005 verfassten Mitarbeiter des Fachbereichs 1450 Veröf-fentlichungen und 11 Bücher, schrieben 10 Beiträge für Bücher und 40 Artikel für Maga-zine. Sie meldeten in diesem Zeitraum ins-gesamt 48 Patente an, die meist in Zusam-menarbeit mit der Industrie entstanden wa-ren. Zeitgleich organisierte der Fachbereich darüber hinaus in Darmstadt 7 nationale und 13 internationale Konferenzen.

Seit 1992 erfolgten aus dem Fachbereich heraus folgende Firmengründungen:

basysKom GmbH, CBL GmbH (Communi-cation by Light), CSS GmbH (Computer Si-mulation Services), CST GmbH (Computer Simulation Technology), intelligent views GmbH, KIMK GmbH, Two Chip Photonics AG und ubiqKom.

0706

abtastsystemen und Iterativ Lernenden Re-gelungen. Weitere Forschungsschwerpunkte liegen im Bereich der Fahrdynamikregelung sowie der Entwicklung linearer und nichtli-nearer Mehrgrößenregelungen.

Der neue Forschungsschwerpunkt örtlich verteilte Systeme schließt hier direkt an. Örtlich verteilte Systeme werden durch im-mer komplexere Finite Elemente Modelle beschrieben. Diese für die Regelungstechnik nutzbar zu machen, ist eine Herausforde-rung für die Zukunft, der wir uns stellen. In Zusammenarbeit mit anderen Universitäten beteiligen wir uns so z.B. aktiv an der Ent-wicklung der Direkt-Methanol-Brennstoff-zelle.

The increasing complexity of automatic con-trol systems in all application areas combined with shorter development cycles and the in-creasing demand regarding reliability, safety and cost efficiency require very detailed system knowledge. Therefore, the Laboratory for Con-trol Engineering and Mechatronics develops new procedures for system analysis and effi-cient system control.

Der systematische Entwurf zunehmend komplexerer Automatisierungseinrichtun-gen erfordert in allen Anwendungsberei-chen auf Grund ständig kürzer werdender Entwicklungszyklen sowie steigenden An-forderungen an die Zuverlässigkeit, Sicher-heit und Kosteneffizienz ein immer detail-lierteres Systemverständnis. Die Forschung am Fachgebiet rtm zielt aus diesem Grund auf die Entwicklung neuer, praxisgerechter Verfahren zur systematischen Systemanaly-se und gezielten Systembeeinflussung ab.

Die Forschungsarbeiten des Fachgebiets rtm orientieren sich möglichst eng an aktu-ellen und zukünftigen Anwendungsfeldern auf dem Gebiet der Mechatronik. Der zen-trale Forschungsschwerpunkt liegt daher auf der Modellierung, Analyse und Regelung komplexer mechatronischer Systeme. An-wendungsgebiete sind neben der Automo-bilindustrie auch klassische Gebiete des Ma-schinenbaues wie die Regelung und Steue-rung von Werkzeugmaschinen, Produktions-anlagen und Prüfständen. Hinzu kommen neue Forschungsgebiete wie die Medizin-technik sowie die Regelung und Optimie-rung von verfahrenstechnischen Anlagen. Das Fachgebiet beschäftigt sich u.a. mit dem Entwurf robuster Regelungen, Multiraten-

Regelungstechnik undMechatronik

Abbildung oben / Figure aboveDirekt-Methanol-Brennstoffzelle / Direct-methanol-fuel cell

Abbildung unten / Figure belowFEM-Modell als Basis für die modellbasier-te Regelung von Werkzeugmaschinen /FEM-model as basis for model-based control of machine tools

Kontakt

FachgebietRegelungstechnik und Mechatronik

Prof. Dr.-Ing. Ulrich KonigorskiTel.: 06151 16 - 3014rtm@iat.tu-darmstadt.dewww.rtm.tu-darmstadt.de/

0908

abtastsystemen und Iterativ Lernenden Re-gelungen. Weitere Forschungsschwerpunkte liegen im Bereich der Fahrdynamikregelung sowie der Entwicklung linearer und nichtli-nearer Mehrgrößenregelungen.

Der neue Forschungsschwerpunkt örtlich verteilte Systeme schließt hier direkt an. Örtlich verteilte Systeme werden durch im-mer komplexere Finite Elemente Modelle beschrieben. Diese für die Regelungstechnik nutzbar zu machen, ist eine Herausforde-rung für die Zukunft, der wir uns stellen. In Zusammenarbeit mit anderen Universitäten beteiligen wir uns so z.B. aktiv an der Ent-wicklung der Direkt-Methanol-Brennstoff-zelle.

The increasing complexity of automatic con-trol systems in all application areas combined with shorter development cycles and the in-creasing demand regarding reliability, safety and cost efficiency require very detailed system knowledge. Therefore, the Laboratory for Con-trol Engineering and Mechatronics develops new procedures for system analysis and effi-cient system control.

Der systematische Entwurf zunehmend komplexerer Automatisierungseinrichtun-gen erfordert in allen Anwendungsberei-chen auf Grund ständig kürzer werdender Entwicklungszyklen sowie steigenden An-forderungen an die Zuverlässigkeit, Sicher-heit und Kosteneffizienz ein immer detail-lierteres Systemverständnis. Die Forschung am Fachgebiet rtm zielt aus diesem Grund auf die Entwicklung neuer, praxisgerechter Verfahren zur systematischen Systemanaly-se und gezielten Systembeeinflussung ab.

Die Forschungsarbeiten des Fachgebiets rtm orientieren sich möglichst eng an aktu-ellen und zukünftigen Anwendungsfeldern auf dem Gebiet der Mechatronik. Der zen-trale Forschungsschwerpunkt liegt daher auf der Modellierung, Analyse und Regelung komplexer mechatronischer Systeme. An-wendungsgebiete sind neben der Automo-bilindustrie auch klassische Gebiete des Ma-schinenbaues wie die Regelung und Steue-rung von Werkzeugmaschinen, Produktions-anlagen und Prüfständen. Hinzu kommen neue Forschungsgebiete wie die Medizin-technik sowie die Regelung und Optimie-rung von verfahrenstechnischen Anlagen. Das Fachgebiet beschäftigt sich u.a. mit dem Entwurf robuster Regelungen, Multiraten-

Regelungstechnik undMechatronik

Abbildung oben / Figure aboveDirekt-Methanol-Brennstoffzelle / Direct-methanol-fuel cell

Abbildung unten / Figure belowFEM-Modell als Basis für die modellbasier-te Regelung von Werkzeugmaschinen /FEM-model as basis for model-based control of machine tools

Kontakt

FachgebietRegelungstechnik und Mechatronik

Prof. Dr.-Ing. Ulrich KonigorskiTel.: 06151 16 - 3014rtm@iat.tu-darmstadt.dewww.rtm.tu-darmstadt.de/

0908

Im Forschungsfeld Robotik werden kogni-tive Systeme für Roboter erforscht. Diese er-möglichen es Robotern durch Nachbau und Simulation von Gehirnstrukturen, z. B. beim Hören und Sehen, mit ihrer Umwelt zu in-teragieren. Insbesondere die Entwicklung humanoider Roboter und ihrer mentalen Fähigkeiten sind eines der großen Abenteu-er der Ingenieurwissenschaften. Im Rahmen

Die Forschungsaktivitäten des Fachgebie-tes Regelungstheorie und Robotik (rtr) kon-zentrieren sich auf die Bereiche Regelungs-technik und Systemtheorie, mobile und hu-manoide Robotik sowie Automobiltechnik.

Im Bereich Regelungstheorie wird an schnellen, robusten Regelungen geforscht, bei denen eine nahezu zeitoptimale Ausre-gelung und Robustheit gegenüber Parame-teränderungen erzielbar ist. Gleichzeitig hält sich der Entwurfsaufwand in vertretba-ren Grenzen, so dass diese Regelverfahren auch für die Praxis geeignet sind. Anwen-dungsbeispiele sind Kranregelungen, Hy-draulikregelungen, Magnetlagerregelungen und U-Bootregelungen. Außerdem ist das Fachgebiet an der Entwicklung der Regelung für das neue Synchrotron der GSI beteiligt.

Ein weiterer Schwerpunkt sind rekurrente Fuzzy-Systeme. Diese eignen sich zur Nach-bildung von menschlichen Denkprozessen mit Dynamik und ihrem industriellen Ein-satz in Automatisierungssystemen. Neben der Verwendung im technischen Bereich, z. B. beim Stranggießen in der Stahlindustrie werden rekurrente Fuzzy-Systeme zur Mo-dellierung betriebswirtschaftlicher Prozesseund ökologischer Systeme genutzt.

Regelungstheorieund Robotik

The research activities of the Control Theory and Robotics Lab (rtr) are focused on the areas of control and systems theory, mobile and hu-manoid robotics, and automotive engineering.

Abbildung links / Figure leftRoboterkopf / Robot Head

Abbildung oben / Figure aboveLeitwarte / Control Room

Kontakt

Fachgebiet Regelungstheorie und Robotik

Prof. Dr.-Ing. Jürgen AdamyTel.: 06151 16 - 3442jadamy@rtr.tu-darmstdt.dewww.rtr.tu-darmstadt.de

des Graduiertenkollegs Mixed Mode Environ-ment wird außerdem nach Möglichkeiten der alternativen Kommunikation und Koor-dination von Multi-Agenten Systemen (Ro-boterteams) geforscht.

Im Bereich Automobiltechnik wird an kog-nitiven Fahrerassistenzsystemen und Me-thoden zur automatischen Prüfplanerstel-lung in der Endfertigung gearbeitet. Des Weiteren ist die Modellierung und Regelung von Dieselmotoren ein Forschungsgegen-stand. Diese Themen laufen in direkter Ko-operation mit Automobilherstellern.

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Im Forschungsfeld Robotik werden kogni-tive Systeme für Roboter erforscht. Diese er-möglichen es Robotern durch Nachbau und Simulation von Gehirnstrukturen, z. B. beim Hören und Sehen, mit ihrer Umwelt zu in-teragieren. Insbesondere die Entwicklung humanoider Roboter und ihrer mentalen Fähigkeiten sind eines der großen Abenteu-er der Ingenieurwissenschaften. Im Rahmen

Die Forschungsaktivitäten des Fachgebie-tes Regelungstheorie und Robotik (rtr) kon-zentrieren sich auf die Bereiche Regelungs-technik und Systemtheorie, mobile und hu-manoide Robotik sowie Automobiltechnik.

Im Bereich Regelungstheorie wird an schnellen, robusten Regelungen geforscht, bei denen eine nahezu zeitoptimale Ausre-gelung und Robustheit gegenüber Parame-teränderungen erzielbar ist. Gleichzeitig hält sich der Entwurfsaufwand in vertretba-ren Grenzen, so dass diese Regelverfahren auch für die Praxis geeignet sind. Anwen-dungsbeispiele sind Kranregelungen, Hy-draulikregelungen, Magnetlagerregelungen und U-Bootregelungen. Außerdem ist das Fachgebiet an der Entwicklung der Regelung für das neue Synchrotron der GSI beteiligt.

Ein weiterer Schwerpunkt sind rekurrente Fuzzy-Systeme. Diese eignen sich zur Nach-bildung von menschlichen Denkprozessen mit Dynamik und ihrem industriellen Ein-satz in Automatisierungssystemen. Neben der Verwendung im technischen Bereich, z. B. beim Stranggießen in der Stahlindustrie werden rekurrente Fuzzy-Systeme zur Mo-dellierung betriebswirtschaftlicher Prozesseund ökologischer Systeme genutzt.

Regelungstheorieund Robotik

The research activities of the Control Theory and Robotics Lab (rtr) are focused on the areas of control and systems theory, mobile and hu-manoid robotics, and automotive engineering.

Abbildung links / Figure leftRoboterkopf / Robot Head

Abbildung oben / Figure aboveLeitwarte / Control Room

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Fachgebiet Regelungstheorie und Robotik

Prof. Dr.-Ing. Jürgen AdamyTel.: 06151 16 - 3442jadamy@rtr.tu-darmstdt.dewww.rtr.tu-darmstadt.de

des Graduiertenkollegs Mixed Mode Environ-ment wird außerdem nach Möglichkeiten der alternativen Kommunikation und Koor-dination von Multi-Agenten Systemen (Ro-boterteams) geforscht.

Im Bereich Automobiltechnik wird an kog-nitiven Fahrerassistenzsystemen und Me-thoden zur automatischen Prüfplanerstel-lung in der Endfertigung gearbeitet. Des Weiteren ist die Modellierung und Regelung von Dieselmotoren ein Forschungsgegen-stand. Diese Themen laufen in direkter Ko-operation mit Automobilherstellern.

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Echtzeitsysteme

proprietären Modellierungsansätzen einzel-ner Hersteller. Zur Analyse und Manipula-tion großer Modellfamilien werden formale Ansätze basierend auf Graphtransformatio-nen eingesetzt.

Wir befassen uns in Forschung und Lehre mit Sprachen, Werkzeugen und Methoden, die vornehmlich für die Entwicklung tech-nischer Systemsoftware eingesetzt werden. Im Mittelpunkt steht dabei die Gestaltung durchgängiger Entwicklungsprozesse sowie die Integration verschiedener Paradigmen zur modellgetriebenen Entwicklung von Software (datenflussorientiert, regelorien-tiert, objektorientiert, komponentenorien-tiert).

Modellgetriebene Softwareentwick-lung gilt heute in vielen Domänen wie der Automobilindustrie als die Schlüsseltechno-logie für die effektivere Entwicklung immer komplexer werdender Steuerungen einge-betteter sicherheitskritischer Systeme. Für die präzise Beschreibung der dabei einge-setzten visuellen Modellierungssprachen, ihre Anpassung an bestimmte Domänen und ihre Integration zu hybriden Sprachfamilien werden Ansätze herangezogen, die neben den allgemein üblichen klassendiagramm- und logikbasierten Beschreibungsmitteln auch regelbasierte Anteile umfassen.

Als Mitglied der OMG (Object Manage-ment Group) setzen wir dabei auf die Kombi-nation von Industrie-standards wie UML mit

Our research and teaching activities are focused on languages, tools, and methods that are mainly used for the development of tech-nical system software. For this purpose com-prehensive model-driven software develop-ment processes are studied that integrate dif-ferent modeling paradigms (data-flow-, rule-, object- and component-oriented).

Java und C++ bis hin zu Vorlesungen über Qualitätssicherungsmaßnahmen und Kon-zepten zur Entwicklung von Echtzeitsyste-men.

Abbildung links / Figure leftStudentisches Projekt: Automotive Hard-ware- und Software-Entwicklung im Maßstab 1:10 / Student project: Automotive hardware and software development on a scale of 1:10

Abbildung rechts / Figure rightDiplomarbeit: Modellgetriebene Entwick-lung einer Verdecksteuerungs-Software / Master Thesis: Model-driven development of convertible top controller software

Kontakt

Fachgebiet Echtzeitsysteme

Prof. Dr. rer.nat. Andy SchürrTel.: 06151 16 - 6940andy.schuerr@es.tu-darmstadt.dewww.es.tu-darmstadt.de

Darüber hinaus befassen wir uns mit der Generierung völlig neuer und der Anpas-sung kommerzieller Softwareentwicklungs-werkzeuge an bestimmte Domänen mit Hil-fe sogenannter Meta-CASE-Tools. Dabei wer-den sowohl die Entwicklung neuer Soft-waresysteme als auch die Modernisierung sogenannter Legacy-Software unterstützt. Hierfür werden Werkzeugverbunde auf Ba-sis von Client-/Server- und P2P-Konzepten konzipiert und realisiert, die die systemati-sche Erzeugung, Analyse, Transformation und Vernetzung (Traceability) verschiedens-ter Entwicklungsartefakte wie Anforde-rungsdokumente, ausführbare Modelle, Testfälle etc. gestatten.

In der Lehre ist unser Fachgebiet für die praxisnahe Software-Engineering-Ausbil-dung von Ingenieuren verschiedenster Stu-diengänge verantwortlich. Unser Angebot reicht dabei von Programmierpraktika für

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Echtzeitsysteme

proprietären Modellierungsansätzen einzel-ner Hersteller. Zur Analyse und Manipula-tion großer Modellfamilien werden formale Ansätze basierend auf Graphtransformatio-nen eingesetzt.

Wir befassen uns in Forschung und Lehre mit Sprachen, Werkzeugen und Methoden, die vornehmlich für die Entwicklung tech-nischer Systemsoftware eingesetzt werden. Im Mittelpunkt steht dabei die Gestaltung durchgängiger Entwicklungsprozesse sowie die Integration verschiedener Paradigmen zur modellgetriebenen Entwicklung von Software (datenflussorientiert, regelorien-tiert, objektorientiert, komponentenorien-tiert).

Modellgetriebene Softwareentwick-lung gilt heute in vielen Domänen wie der Automobilindustrie als die Schlüsseltechno-logie für die effektivere Entwicklung immer komplexer werdender Steuerungen einge-betteter sicherheitskritischer Systeme. Für die präzise Beschreibung der dabei einge-setzten visuellen Modellierungssprachen, ihre Anpassung an bestimmte Domänen und ihre Integration zu hybriden Sprachfamilien werden Ansätze herangezogen, die neben den allgemein üblichen klassendiagramm- und logikbasierten Beschreibungsmitteln auch regelbasierte Anteile umfassen.

Als Mitglied der OMG (Object Manage-ment Group) setzen wir dabei auf die Kombi-nation von Industrie-standards wie UML mit

Our research and teaching activities are focused on languages, tools, and methods that are mainly used for the development of tech-nical system software. For this purpose com-prehensive model-driven software develop-ment processes are studied that integrate dif-ferent modeling paradigms (data-flow-, rule-, object- and component-oriented).

Java und C++ bis hin zu Vorlesungen über Qualitätssicherungsmaßnahmen und Kon-zepten zur Entwicklung von Echtzeitsyste-men.

Abbildung links / Figure leftStudentisches Projekt: Automotive Hard-ware- und Software-Entwicklung im Maßstab 1:10 / Student project: Automotive hardware and software development on a scale of 1:10

Abbildung rechts / Figure rightDiplomarbeit: Modellgetriebene Entwick-lung einer Verdecksteuerungs-Software / Master Thesis: Model-driven development of convertible top controller software

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Fachgebiet Echtzeitsysteme

Prof. Dr. rer.nat. Andy SchürrTel.: 06151 16 - 6940andy.schuerr@es.tu-darmstadt.dewww.es.tu-darmstadt.de

Darüber hinaus befassen wir uns mit der Generierung völlig neuer und der Anpas-sung kommerzieller Softwareentwicklungs-werkzeuge an bestimmte Domänen mit Hil-fe sogenannter Meta-CASE-Tools. Dabei wer-den sowohl die Entwicklung neuer Soft-waresysteme als auch die Modernisierung sogenannter Legacy-Software unterstützt. Hierfür werden Werkzeugverbunde auf Ba-sis von Client-/Server- und P2P-Konzepten konzipiert und realisiert, die die systemati-sche Erzeugung, Analyse, Transformation und Vernetzung (Traceability) verschiedens-ter Entwicklungsartefakte wie Anforde-rungsdokumente, ausführbare Modelle, Testfälle etc. gestatten.

In der Lehre ist unser Fachgebiet für die praxisnahe Software-Engineering-Ausbil-dung von Ingenieuren verschiedenster Stu-diengänge verantwortlich. Unser Angebot reicht dabei von Programmierpraktika für

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schungsarbeiten.

IT Architekturen sind erforderlich, um mit der Komplexität von IT umgehen zu können und agile Geschäftsprozesse zu un-terstützen. In diesem Kontext gewinnt das Paradigma der Serviceorientierten Architek-turen (SOA) immer mehr an Bedeutung. SOA identifiziert Web Services als grund-sätzliche Bausteine, mit denen flexible Lö-sungen und Prozesse erstellt werden kön-nen. Management, Evaluation und Dienst-güte von Web Services sind dafür essentiell.

Abbildung / FigureForschungsthemen am Lehrstuhl /KOM's research areas

Kontakt

Fachgebiet Multimedia Kommunikation

Prof. Dr.-Ing. Ralf SteinmetzTel.: 06151 16 - 6150Ralf.Steinmetz@KOM.tu-darmstadt.dewww.kom.tu-darmstadt.de/

Application Areas Fundamentals Research Areas

Knowledge Media

IT Architectures

Peer-to-Peer Networking

Mobile Networking

Ubiquitous Communications

Qu

ali

ty o

f Serv

ice,

Dep

en

dabil

ity &

Secu

rity

Netw

ork

Mech

an

ism

s

Work

flow

s

Com

mu

nic

ati

on

Serv

ices

&IP

Tele

ph

on

y

E-B

usi

ness

& E

-Fin

an

ce

E-L

earn

ing

MultimediaKommunikation

medialen und kontextbewussten Anwen-dungen, u.a. für Internet Telefonie, unter-stützt. Hierfür stellen wir sowohl grundle-gende Mechanismen als auch Plattformen zur Verfügung.

Die Bereitstellung und Nutzung von (im Web 2.0 auch nutzererzeugten) Inhalten ist zunehmend Bestandteil der Kommunikation und Kooperation über Netze. Im Bereich Knowledge Media liegt unser Fokus dabei auf Inhalten, die im Bereich Lernen und Wis-sensmanagement genutzt werden. Fragen der Qualitätssicherung, der Wiederverwen-dung und des kontextabhängigen Auffin-dens von Informationen und Wissensdoku-menten stehen im Zentrum unserer For-

In Zukunft leben und arbeiten wir in einer zunehmend vernetzten Welt, in der Men-schen, aber auch verschiedenste, teilweise miniaturisierte Systeme, untereinander und mit uns kommunizieren. Wir werden stän-dig und überall, bewusst und unbewusst, kommunizieren, ohne uns Gedanken über die Kommunikationsmechanismen und -sys-teme zu machen. Das Fachgebiet Multime-dia Kommunikation gestaltet diese vernetz-te Welt in Richtung der nahtlosen Kommuni-kation - seamless communications - mit.

Um diesem Ziel näher zu kommen unter-suchen wir grundlegende Fragestellungen im Bereich der Kommunikationsnetze. Mit theoretischen und praktischen Arbeiten auf dem Gebiet der Netzmechanismen erfor-schen wir die Grenzen der Leistungsfähig-keit des heutigen Internets und erarbeiten Vorschläge für zukünftige Netzarchitektu-ren. Einen hohen Stellenwert nimmt hierbei die Peer-to-Peer Technologie ein. Wir un-tersuchen die Dienstgüte, Verlässlichkeit und Sicherheit in heterogenen Netzen und legen einen weiteren Schwerpunkt unserer Arbeiten auf drahtlose Mesh-Sensor- und Ad hoc- Netze. Die durch die genannten Netze ermöglichte ubiquitäre Kommunika-tion wird durch die Betrachtung von multi-

Seamless multimedia communications has the potential to create a future where people from all over the world, as well as minia-turized systems, are able to collaborate and communicate independently, regardless of geographical constraints. At any time we will be able to communicate anywhere without caring about neither communication mecha-nisms nor systems. The Multimedia Commu-nications Lab contributes to this vision of seamless multimedia communications.

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schungsarbeiten.

IT Architekturen sind erforderlich, um mit der Komplexität von IT umgehen zu können und agile Geschäftsprozesse zu un-terstützen. In diesem Kontext gewinnt das Paradigma der Serviceorientierten Architek-turen (SOA) immer mehr an Bedeutung. SOA identifiziert Web Services als grund-sätzliche Bausteine, mit denen flexible Lö-sungen und Prozesse erstellt werden kön-nen. Management, Evaluation und Dienst-güte von Web Services sind dafür essentiell.

Abbildung / FigureForschungsthemen am Lehrstuhl /KOM's research areas

Kontakt

Fachgebiet Multimedia Kommunikation

Prof. Dr.-Ing. Ralf SteinmetzTel.: 06151 16 - 6150Ralf.Steinmetz@KOM.tu-darmstadt.dewww.kom.tu-darmstadt.de/

Application Areas Fundamentals Research Areas

Knowledge Media

IT Architectures

Peer-to-Peer Networking

Mobile Networking

Ubiquitous Communications

Qu

ali

ty o

f Serv

ice,

Dep

en

dabil

ity &

Secu

rity

Netw

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Mech

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&IP

Tele

ph

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E-B

usi

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-Fin

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ce

E-L

earn

ing

MultimediaKommunikation

medialen und kontextbewussten Anwen-dungen, u.a. für Internet Telefonie, unter-stützt. Hierfür stellen wir sowohl grundle-gende Mechanismen als auch Plattformen zur Verfügung.

Die Bereitstellung und Nutzung von (im Web 2.0 auch nutzererzeugten) Inhalten ist zunehmend Bestandteil der Kommunikation und Kooperation über Netze. Im Bereich Knowledge Media liegt unser Fokus dabei auf Inhalten, die im Bereich Lernen und Wis-sensmanagement genutzt werden. Fragen der Qualitätssicherung, der Wiederverwen-dung und des kontextabhängigen Auffin-dens von Informationen und Wissensdoku-menten stehen im Zentrum unserer For-

In Zukunft leben und arbeiten wir in einer zunehmend vernetzten Welt, in der Men-schen, aber auch verschiedenste, teilweise miniaturisierte Systeme, untereinander und mit uns kommunizieren. Wir werden stän-dig und überall, bewusst und unbewusst, kommunizieren, ohne uns Gedanken über die Kommunikationsmechanismen und -sys-teme zu machen. Das Fachgebiet Multime-dia Kommunikation gestaltet diese vernetz-te Welt in Richtung der nahtlosen Kommuni-kation - seamless communications - mit.

Um diesem Ziel näher zu kommen unter-suchen wir grundlegende Fragestellungen im Bereich der Kommunikationsnetze. Mit theoretischen und praktischen Arbeiten auf dem Gebiet der Netzmechanismen erfor-schen wir die Grenzen der Leistungsfähig-keit des heutigen Internets und erarbeiten Vorschläge für zukünftige Netzarchitektu-ren. Einen hohen Stellenwert nimmt hierbei die Peer-to-Peer Technologie ein. Wir un-tersuchen die Dienstgüte, Verlässlichkeit und Sicherheit in heterogenen Netzen und legen einen weiteren Schwerpunkt unserer Arbeiten auf drahtlose Mesh-Sensor- und Ad hoc- Netze. Die durch die genannten Netze ermöglichte ubiquitäre Kommunika-tion wird durch die Betrachtung von multi-

Seamless multimedia communications has the potential to create a future where people from all over the world, as well as minia-turized systems, are able to collaborate and communicate independently, regardless of geographical constraints. At any time we will be able to communicate anywhere without caring about neither communication mecha-nisms nor systems. The Multimedia Commu-nications Lab contributes to this vision of seamless multimedia communications.

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Rechnersysteme

Die Ausbildung durch das Fachgebiet Rechnersysteme umfasst Grundlagen logi-scher Schaltungen, Organisationsprinzipien komplexer Rechnersysteme sowie Entwurfs-verfahren für eingebettete Systeme.

In der Forschung liegt der Schwerpunkt auf der Entwicklung formaler Verifikations-methoden. Da durch die weite Verbreitung von Rechnersystemen wir alle zunehmend abhängig werden von dem korrekten Fun-ktionieren dieser Systeme, gibt es ein sehr starkes Interesse an Methoden, mit denen sich die Korrektheit einwandfrei nachweisen lässt. Ferner enthalten hochintegrierte Bau-steine wie z.B. moderne Prozessoren viele hunderttausend Bauelemente, müssen aber vor der Fertigung frei von Entwurfsfehlern sein, um teure Entwurfsiterationen zu ver-meiden. Ein danach entdeckter Fehler führt zu kostspieligen Rückrufaktionen fehlerhaf-ter Chips (Pentium-Bug).

The Computer Systems Group is responsible for the teaching of courses in digital design and computer architecture. The main research area is the development of innovative verifi-cation techniques for complex digital systems.

Das Fachgebiet Rechnersysteme ist in der Lehre zuständig für die Grundausbildung auf den Gebieten der Digitaltechnik und der Rechnerarchitektur. In der Forschung liegt der Schwerpunkt auf der Entwicklung inno-vativer Verifikationsmethoden für komplexe digitale Systeme.

Moderne Prozessoren sind aus Hundert-tausenden von logischen Gattern und Spei-cherelementen aufgebaut. Ihr innerer Auf-bau (ihre Architektur) unterliegt einem ständigen Wandel und wird zunehmend komplexer. Durch die Fortschritte der Rech-nerarchitektur, der Halbleitertechnologie und der Compilertechnik steigt die Leis-tungsfähigkeit moderner Prozessoren jähr-lich um etwa 60%. Die Kosten der Rech-enleistung sind entsprechend dramatisch gesunken. Dies hat dazu geführt, dass Pro-zessoren nicht nur in PC's benutzt werden, sondern als Mikrocontroller, Digitale Signal-prozessoren, usw. allgegenwärtig geworden sind (ubiquitäres Rechnen). Beispiele sind Mobiltelefone, Herzschrittmacher, Anti-blockiersysteme und andere eingebettete Systeme, die Computer enthalten, aber nicht als solche erscheinen.

Kontakt

Fachgebiet Rechnersysteme

Prof. Dr.-Ing. Hans EvekingTel.: 06151 16 - 2076eveking@rs.tu-darmstadt.dewww.rs.e-technik.tu-darmstadt.de/

Formale Verifikationstechniken basieren auf mathematischen Verfahren, mit denen die Korrektheit einer Schaltung positiv nach-gewiesen werden kann. Bei allen modernen Prozessoren werden diese Techniken auf der Ebene logischer Gatterschaltungen inzwi-schen eingesetzt, und die Weitentwicklung und Verbesserung dieser Techniken ist zen-trales Forschungsziel.

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Rechnersysteme

Die Ausbildung durch das Fachgebiet Rechnersysteme umfasst Grundlagen logi-scher Schaltungen, Organisationsprinzipien komplexer Rechnersysteme sowie Entwurfs-verfahren für eingebettete Systeme.

In der Forschung liegt der Schwerpunkt auf der Entwicklung formaler Verifikations-methoden. Da durch die weite Verbreitung von Rechnersystemen wir alle zunehmend abhängig werden von dem korrekten Fun-ktionieren dieser Systeme, gibt es ein sehr starkes Interesse an Methoden, mit denen sich die Korrektheit einwandfrei nachweisen lässt. Ferner enthalten hochintegrierte Bau-steine wie z.B. moderne Prozessoren viele hunderttausend Bauelemente, müssen aber vor der Fertigung frei von Entwurfsfehlern sein, um teure Entwurfsiterationen zu ver-meiden. Ein danach entdeckter Fehler führt zu kostspieligen Rückrufaktionen fehlerhaf-ter Chips (Pentium-Bug).

The Computer Systems Group is responsible for the teaching of courses in digital design and computer architecture. The main research area is the development of innovative verifi-cation techniques for complex digital systems.

Das Fachgebiet Rechnersysteme ist in der Lehre zuständig für die Grundausbildung auf den Gebieten der Digitaltechnik und der Rechnerarchitektur. In der Forschung liegt der Schwerpunkt auf der Entwicklung inno-vativer Verifikationsmethoden für komplexe digitale Systeme.

Moderne Prozessoren sind aus Hundert-tausenden von logischen Gattern und Spei-cherelementen aufgebaut. Ihr innerer Auf-bau (ihre Architektur) unterliegt einem ständigen Wandel und wird zunehmend komplexer. Durch die Fortschritte der Rech-nerarchitektur, der Halbleitertechnologie und der Compilertechnik steigt die Leis-tungsfähigkeit moderner Prozessoren jähr-lich um etwa 60%. Die Kosten der Rech-enleistung sind entsprechend dramatisch gesunken. Dies hat dazu geführt, dass Pro-zessoren nicht nur in PC's benutzt werden, sondern als Mikrocontroller, Digitale Signal-prozessoren, usw. allgegenwärtig geworden sind (ubiquitäres Rechnen). Beispiele sind Mobiltelefone, Herzschrittmacher, Anti-blockiersysteme und andere eingebettete Systeme, die Computer enthalten, aber nicht als solche erscheinen.

Kontakt

Fachgebiet Rechnersysteme

Prof. Dr.-Ing. Hans EvekingTel.: 06151 16 - 2076eveking@rs.tu-darmstadt.dewww.rs.e-technik.tu-darmstadt.de/

Formale Verifikationstechniken basieren auf mathematischen Verfahren, mit denen die Korrektheit einer Schaltung positiv nach-gewiesen werden kann. Bei allen modernen Prozessoren werden diese Techniken auf der Ebene logischer Gatterschaltungen inzwi-schen eingesetzt, und die Weitentwicklung und Verbesserung dieser Techniken ist zen-trales Forschungsziel.

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The Integrated Electronic Systems Lab focuses research on analog and digital circuits and systems, and related electronic design automation. Currently the main research focus is on Analog reconfigurable circuits, Systems-on-Chip, Systems-in-a-Package and Circuit Design for New Evolving Technologies.

IntegrierteElektronische Systeme

Das Fachgebiet Integrierte Elektronische Systeme führt anwendungsorientierte For-schung auf dem Gebiet der analogen und digitalen Schaltungen und Systeme, sowie deren Entwurfsverfahren durch.

Folgende Forschungsschwerpunkte beste-hen derzeit:

Analoge rekonfigurierbareSchaltungen

Konfigurierbare analoge Schaltungen stellen für bestimmte Anwendungen eine sinnvolle Alternative zum Analogentwurf integrierter Schaltungen dar. Wir entwi-ckeln analoge dynamisch-rekonfiguierbare Schaltungen mit dem Ziel der massiven Beschleunigung der Verifikation Integrierter Schaltungen.

Systems-on-Chip (SoC)

Moderne SoCs benötigen effiziente on-Chip-Kommunikationsarchitekturen. Net-works-on-Chip (NoC) bieten eine Lösung dieser Problemstellung und erlauben eine paketorientierte (best-effort) und eine

Abbildung oben / Figure above3D Chip Stack

Abbildung oben / Figure above300 mm & 200 mm Wafers

Kontakt

FachgebietIntegrierte Elektronische Systeme

Prof. Dr.-Ing. Klaus HofmannTel: 06151 16 - 4938Klaus.Hofmann@ies.tu-darmstadt.dewww.ies.tu-darmstadt.de

Abbildung oben / Figure aboveMultiprozessor SoC mit Network-on-Chip (NoC) Kommunikation (Mesh-Topologie) /Multiprocessor SoC with Network-on-Chip (NoC) Communication (Mesh-Topologie)

Streamorientierte (guaranteed through-put) Kommunikation. In unserer Forschung entwerfen wir effiziente skalierbare NoC-Architekturen, heterogene Multiprozessor-systeme und rekonfigurierbare SoC-Archi-tekturen, welche auf FPGA-basierten Proto-typen realisiert werden.

Systems-in-a-Package

Die on-Chip Integration von Speicher bei speicherintensiven ICs wird bei Technolo-gieknoten unterhalb 65 nm zunehmend problematischer, da SRAM-Zellen bei diesen Strukturgrößen schlecht skalieren. Wir un-tersuchen den Aspekt der effizienten Anbin-dung von skalierbarem DRAM-Speicher an Logikschaltungen in einem 3D-Gehäuse.

Schaltungsentwurf für neueTechnologien

Im Bereich preiswerter Massenprodukte und großflächiger Applikationen können basierend auf drucktechnisch hergestellten Schaltungen (Printed Electronics) völlig neue Anwendungsfelder erschlossen wer-den. Wir forschen an geeigneten Bauele-mentmodellen sowie an der Auswahl geeig-neter Schaltungsstrukturen für diese neuen Technologien.

1918

The Integrated Electronic Systems Lab focuses research on analog and digital circuits and systems, and related electronic design automation. Currently the main research focus is on Analog reconfigurable circuits, Systems-on-Chip, Systems-in-a-Package and Circuit Design for New Evolving Technologies.

IntegrierteElektronische Systeme

Das Fachgebiet Integrierte Elektronische Systeme führt anwendungsorientierte For-schung auf dem Gebiet der analogen und digitalen Schaltungen und Systeme, sowie deren Entwurfsverfahren durch.

Folgende Forschungsschwerpunkte beste-hen derzeit:

Analoge rekonfigurierbareSchaltungen

Konfigurierbare analoge Schaltungen stellen für bestimmte Anwendungen eine sinnvolle Alternative zum Analogentwurf integrierter Schaltungen dar. Wir entwi-ckeln analoge dynamisch-rekonfiguierbare Schaltungen mit dem Ziel der massiven Beschleunigung der Verifikation Integrierter Schaltungen.

Systems-on-Chip (SoC)

Moderne SoCs benötigen effiziente on-Chip-Kommunikationsarchitekturen. Net-works-on-Chip (NoC) bieten eine Lösung dieser Problemstellung und erlauben eine paketorientierte (best-effort) und eine

Abbildung oben / Figure above3D Chip Stack

Abbildung oben / Figure above300 mm & 200 mm Wafers

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FachgebietIntegrierte Elektronische Systeme

Prof. Dr.-Ing. Klaus HofmannTel: 06151 16 - 4938Klaus.Hofmann@ies.tu-darmstadt.dewww.ies.tu-darmstadt.de

Abbildung oben / Figure aboveMultiprozessor SoC mit Network-on-Chip (NoC) Kommunikation (Mesh-Topologie) /Multiprocessor SoC with Network-on-Chip (NoC) Communication (Mesh-Topologie)

Streamorientierte (guaranteed through-put) Kommunikation. In unserer Forschung entwerfen wir effiziente skalierbare NoC-Architekturen, heterogene Multiprozessor-systeme und rekonfigurierbare SoC-Archi-tekturen, welche auf FPGA-basierten Proto-typen realisiert werden.

Systems-in-a-Package

Die on-Chip Integration von Speicher bei speicherintensiven ICs wird bei Technolo-gieknoten unterhalb 65 nm zunehmend problematischer, da SRAM-Zellen bei diesen Strukturgrößen schlecht skalieren. Wir un-tersuchen den Aspekt der effizienten Anbin-dung von skalierbarem DRAM-Speicher an Logikschaltungen in einem 3D-Gehäuse.

Schaltungsentwurf für neueTechnologien

Im Bereich preiswerter Massenprodukte und großflächiger Applikationen können basierend auf drucktechnisch hergestellten Schaltungen (Printed Electronics) völlig neue Anwendungsfelder erschlossen wer-den. Wir forschen an geeigneten Bauele-mentmodellen sowie an der Auswahl geeig-neter Schaltungsstrukturen für diese neuen Technologien.

4.) Entwicklung von kurz- und langfristi-gen Investitions- und Instandhaltungsstrate-gien für die eingesetzten Betriebsmittel, z. B. einer freiluftisolierten Schaltanlage (Bild oben) unter Beibehaltung der hohen Versor-gungszuverlässigkeit.

Kontakt

Fachgebiet Elektrische Energieversorgung

Prof. Dr.-Ing. Gerd BalzerTel.: 06151 16 - 4852gerd.balzer@eev.tu-darmstdt.dewww.eev.e-technik.tu-darmstadt.de

Daraus resultieren vier Schwerpunkte der Entwicklung:

1.) Entwicklung dezentraler Erzeugungs-anlagen, wie Brennstoffzellen und Mikrotur-binen, zusammen mit der Möglichkeit der gleichzeitigen Erzeugung thermischer En-ergie. In Wind- und Photovoltaikanlagen er-zeugte Energie unterliegt Schwankungen, so dass Speicher an Bedeutung gewinnen.

2.) Auf den Neubau einzelner Leitungen könnte verzichtet werden, wenn Klimabe-dingungen (Temperatur, Wind) bei der Fest-legung der Übertragungsleistung berück-sichtigt würden. Monitoringsysteme könn-ten eine Überwachung der Netzsicherheit mit Hilfe neuer Informationstechnik ermög-lichen.

3.) Der Vorteil von leistungselektronisch-en Betriebsmitteln liegt in der dynamischen Anpassung von Lastflüssen in Netzen, um ei-ne Überlastung von einzelnen Leitungen zu vermeiden. Diese Betriebsmittel werden mit dem Begriff FACTS (Flexible AC-Transmis-sion Systems) umschrieben und es ist anzu-nehmen, dass diese Betriebsmittel zu wich-tigen Stellgliedern hinsichtlich der Regelung und Steuerung von Netzen werden.

ElektrischeEnergieversorgung

Das Aufgabengebiet des Fachgebietes um-fasst die Erzeugung, Übertragung und Ver-teilung elektrischer Energie. Das Ziel besteht darin, die elektrische Energie mit geringen Verlusten und damit ressourcenschonend und wirtschaftlich von den Erzeugungs-schwerpunkten bis zu den Verbrauchern zu übertragen bzw. zu verteilen.

Die heutige Netzstruktur ist durch eine überwiegende Erzeugung in zentralen Großkraftwerken gekennzeichnet. Zukünf-tig werden erneuerbare Energien neue Strukturen mit neuen Übertragungsmög-lichkeiten erfordern. Bild rechts zeigt mögli-che Standorte von Offshore-Windparks und die Verbrauchsschwerpunkte in Deutsch-land. Bei verteilter Erzeugung ist der Einsatz von optimierenden Energiemanagementsys-temen notwendig. Durch dezentrale Ein-speisungen ist die Lastflussrichtung nicht mehr fest vorgegeben, was neue Sekundär-technik zur sicheren Fehlererkennung erfor-dert. Aufgrund der Altersstruktur der einge-setzten Betriebsmittel sind in den nächsten Jahren einige große erhebliche Investitio-nen notwendig, die sowohl hohe Personal- als auch Finanzressourcen beanspruchen.

The tasks of the group include the genera-tion, transmission and distribution of electri-cal energy. The main goal is to transfer and distribute the electrical energy from gene-rators to the consumers under low loss, re-source-saving and economical conditions.

2120

4.) Entwicklung von kurz- und langfristi-gen Investitions- und Instandhaltungsstrate-gien für die eingesetzten Betriebsmittel, z. B. einer freiluftisolierten Schaltanlage (Bild oben) unter Beibehaltung der hohen Versor-gungszuverlässigkeit.

Kontakt

Fachgebiet Elektrische Energieversorgung

Prof. Dr.-Ing. Gerd BalzerTel.: 06151 16 - 4852gerd.balzer@eev.tu-darmstdt.dewww.eev.e-technik.tu-darmstadt.de

Daraus resultieren vier Schwerpunkte der Entwicklung:

1.) Entwicklung dezentraler Erzeugungs-anlagen, wie Brennstoffzellen und Mikrotur-binen, zusammen mit der Möglichkeit der gleichzeitigen Erzeugung thermischer En-ergie. In Wind- und Photovoltaikanlagen er-zeugte Energie unterliegt Schwankungen, so dass Speicher an Bedeutung gewinnen.

2.) Auf den Neubau einzelner Leitungen könnte verzichtet werden, wenn Klimabe-dingungen (Temperatur, Wind) bei der Fest-legung der Übertragungsleistung berück-sichtigt würden. Monitoringsysteme könn-ten eine Überwachung der Netzsicherheit mit Hilfe neuer Informationstechnik ermög-lichen.

3.) Der Vorteil von leistungselektronisch-en Betriebsmitteln liegt in der dynamischen Anpassung von Lastflüssen in Netzen, um ei-ne Überlastung von einzelnen Leitungen zu vermeiden. Diese Betriebsmittel werden mit dem Begriff FACTS (Flexible AC-Transmis-sion Systems) umschrieben und es ist anzu-nehmen, dass diese Betriebsmittel zu wich-tigen Stellgliedern hinsichtlich der Regelung und Steuerung von Netzen werden.

ElektrischeEnergieversorgung

Das Aufgabengebiet des Fachgebietes um-fasst die Erzeugung, Übertragung und Ver-teilung elektrischer Energie. Das Ziel besteht darin, die elektrische Energie mit geringen Verlusten und damit ressourcenschonend und wirtschaftlich von den Erzeugungs-schwerpunkten bis zu den Verbrauchern zu übertragen bzw. zu verteilen.

Die heutige Netzstruktur ist durch eine überwiegende Erzeugung in zentralen Großkraftwerken gekennzeichnet. Zukünf-tig werden erneuerbare Energien neue Strukturen mit neuen Übertragungsmög-lichkeiten erfordern. Bild rechts zeigt mögli-che Standorte von Offshore-Windparks und die Verbrauchsschwerpunkte in Deutsch-land. Bei verteilter Erzeugung ist der Einsatz von optimierenden Energiemanagementsys-temen notwendig. Durch dezentrale Ein-speisungen ist die Lastflussrichtung nicht mehr fest vorgegeben, was neue Sekundär-technik zur sicheren Fehlererkennung erfor-dert. Aufgrund der Altersstruktur der einge-setzten Betriebsmittel sind in den nächsten Jahren einige große erhebliche Investitio-nen notwendig, die sowohl hohe Personal- als auch Finanzressourcen beanspruchen.

The tasks of the group include the genera-tion, transmission and distribution of electri-cal energy. The main goal is to transfer and distribute the electrical energy from gene-rators to the consumers under low loss, re-source-saving and economical conditions.

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Hochspannungstechnik

The High-Voltage Laboratories are doing research in the fields of electrical insulation systems, lightning and overvoltage protection, vacuum switchgear technology and condition monitoring. This is supported by a variety of state-of-the-art test facilities for high-voltage, high-current and long-time environmental testing.

Das Fachgebiet Hochspannungstechnik forscht auf den Gebieten Elektrische Isolier-systeme, Blitz- und Überspannungsschutz, Vakuumschalttechnik sowie Diagnostik und Zustandsbewertung. Es verfügt dazu über eine überdurchschnittlich gute Ausstattung an Hochspannungs-, Hochstrom- und Lang-zeit-Klima-Versuchseinrichtungen.

Die Hochspannungstechnik beschäftigt sich mit den technischen Problemen, die im Zusammenhang mit dem natürlichen Auf-treten, der Erzeugung, der Anwendung und der Messung hoher Spannungen auftreten. Ihre größte Bedeutung hat sie für die elek-trische Energieversorgung erlangt. Die heu-te selbstverständliche, kostengünstige und qualitativ hochwertige Bereitstellung elek-trischer Energie zu jeder Zeit und an prak-tisch jedem Ort wäre ohne den Einsatz und die Beherrschung hoher Spannungen un-denkbar. Zukünftige Fernübertragungen werden bei Wechselspannungen von bis zu über 1200 kV und Gleichspannungen von bis zu 800 kV erfolgen. Sowohl diese Tendenz hin zu höheren Spannungsebenen als auch die für eine kommende dezentrale elektri-sche Energieversorgung erforderliche Um-strukturierung und Kompaktierung der Energieversorgungssysteme führen zu

Abbildung links / Figure left3,2-MV-Stoßspannungsgenerator / 3.2 MV impulse voltage generator

Abbildung oben / Figure aboveStoßstromlabor / impulse current lab

Kontakt

Fachgebiet Hochspannungstechnik

Prof. Dr.-Ing. Volker HinrichsenTel.: 06151 16 - 2529hinrichsen@hst.tu-darmstadt.dewww.hst.tu-darmstadt.de

neuen und immer höheren spezifischen elektrischen und mechanischen Beanspru-chungen der eingesetzten Betriebsmittel bei dem gleichzeitigen Ziel erhöhter Zuverläs-sigkeit und Lebensdauer. Das Fachgebiet Hochspannungstechnik stellt sich diesen Herausforderungen durch schwerpunkt-mäßige Forschung auf den Gebieten Multi-funktionale Elektrische Isoliersysteme, Blitz- und Überspannungsschutz, Vakuum-schalttechnik, Diagnostik und Zustandsbe-wertung. Es verfügt dazu unter anderem über ein akkreditiertes Höchstspannungs-prüffeld für dielektrische Prüfungen an Be-triebsmitteln bis in die 800-kV-Ebene (1 MV Wechselspannung, 3 MV Blitzstoßspannung, 1,8 MV Schaltstoßspannung, 600 kV Gleich-spannung), ein umfangreiches Stoßstrom-labor (200 kA), einen synthetischen Schalt-leistungsprüfkreis für Mittelspannungs-schaltgeräte (35 kA / 200 kV) sowie mehrere begehbare Salznebelprüfkammern. Das Lehrangebot umfasst Vorlesungen über Grundlagen der Elektrotechnik und Infor-mationstechnik, Hochspannungstechnik, Überspannungsschutz und Isolationskoor-dination, elektromagnetische Verträglich-keit, Energiekabelanlagen, Schaltgeräte und -anlagen, Hochspannungs- Versuchs- und Messtechnik und gewerblichen Rechts-schutz sowie diverse Praktika und Projekt-seminare.

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Hochspannungstechnik

The High-Voltage Laboratories are doing research in the fields of electrical insulation systems, lightning and overvoltage protection, vacuum switchgear technology and condition monitoring. This is supported by a variety of state-of-the-art test facilities for high-voltage, high-current and long-time environmental testing.

Das Fachgebiet Hochspannungstechnik forscht auf den Gebieten Elektrische Isolier-systeme, Blitz- und Überspannungsschutz, Vakuumschalttechnik sowie Diagnostik und Zustandsbewertung. Es verfügt dazu über eine überdurchschnittlich gute Ausstattung an Hochspannungs-, Hochstrom- und Lang-zeit-Klima-Versuchseinrichtungen.

Die Hochspannungstechnik beschäftigt sich mit den technischen Problemen, die im Zusammenhang mit dem natürlichen Auf-treten, der Erzeugung, der Anwendung und der Messung hoher Spannungen auftreten. Ihre größte Bedeutung hat sie für die elek-trische Energieversorgung erlangt. Die heu-te selbstverständliche, kostengünstige und qualitativ hochwertige Bereitstellung elek-trischer Energie zu jeder Zeit und an prak-tisch jedem Ort wäre ohne den Einsatz und die Beherrschung hoher Spannungen un-denkbar. Zukünftige Fernübertragungen werden bei Wechselspannungen von bis zu über 1200 kV und Gleichspannungen von bis zu 800 kV erfolgen. Sowohl diese Tendenz hin zu höheren Spannungsebenen als auch die für eine kommende dezentrale elektri-sche Energieversorgung erforderliche Um-strukturierung und Kompaktierung der Energieversorgungssysteme führen zu

Abbildung links / Figure left3,2-MV-Stoßspannungsgenerator / 3.2 MV impulse voltage generator

Abbildung oben / Figure aboveStoßstromlabor / impulse current lab

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Fachgebiet Hochspannungstechnik

Prof. Dr.-Ing. Volker HinrichsenTel.: 06151 16 - 2529hinrichsen@hst.tu-darmstadt.dewww.hst.tu-darmstadt.de

neuen und immer höheren spezifischen elektrischen und mechanischen Beanspru-chungen der eingesetzten Betriebsmittel bei dem gleichzeitigen Ziel erhöhter Zuverläs-sigkeit und Lebensdauer. Das Fachgebiet Hochspannungstechnik stellt sich diesen Herausforderungen durch schwerpunkt-mäßige Forschung auf den Gebieten Multi-funktionale Elektrische Isoliersysteme, Blitz- und Überspannungsschutz, Vakuum-schalttechnik, Diagnostik und Zustandsbe-wertung. Es verfügt dazu unter anderem über ein akkreditiertes Höchstspannungs-prüffeld für dielektrische Prüfungen an Be-triebsmitteln bis in die 800-kV-Ebene (1 MV Wechselspannung, 3 MV Blitzstoßspannung, 1,8 MV Schaltstoßspannung, 600 kV Gleich-spannung), ein umfangreiches Stoßstrom-labor (200 kA), einen synthetischen Schalt-leistungsprüfkreis für Mittelspannungs-schaltgeräte (35 kA / 200 kV) sowie mehrere begehbare Salznebelprüfkammern. Das Lehrangebot umfasst Vorlesungen über Grundlagen der Elektrotechnik und Infor-mationstechnik, Hochspannungstechnik, Überspannungsschutz und Isolationskoor-dination, elektromagnetische Verträglich-keit, Energiekabelanlagen, Schaltgeräte und -anlagen, Hochspannungs- Versuchs- und Messtechnik und gewerblichen Rechts-schutz sowie diverse Praktika und Projekt-seminare.

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Regenerative Energien

1996 als erstes Fachgebiet für Rege-nerative Energien in Deutschland gegrün-det, arbeiten Professor Hartkopf und seine Mitarbeiter an der Entwicklung von Wand-lertechnologien für Regenerative Energien, der effizienten Nutzung von thermischer und elektrischer Energie und der Netzinte-gration erneuerbarer Energiequellen.

Founded in 1996 as the first institute for renewable energy in Germany, the group of Prof. Hartkopf engages in research and de-velopment of energy converters for renewable energies. A second focus is on the efficient use of thermal and electrical energy and grid inte-gration of renewable power sources.

Projekte werden in enger Kooperation sowohl mit Partnern in der Industrie und in-ternationalen Forschungsinstituten als auch mit anderen Fachbereichen der TUD durch-geführt. In Zusamenarbeit mit dem Fachbe-reich Architektur und der TU-München ent-stand so beispielsweise ein energieautarkes Solarhaus, bei dem innovatives Design mit aktuellster Technik verknüpft wurde und welches beim Wettbewerb Solar Decathlon in Washington den ersten Platz belegte.

Abbildung / FigureSolar Decathlon Haus / Solar Decathlon Building

Kontakt

Fachgebiet Regenerative Energien

Prof. Dr.-Ing. Thomas HartkopfTel.: 06151 16 - 2567thomas.hartkopf@re.tu-darmstadt.dewww.re.e-technik.tu-darmstadt.de

Das Fachgebiet Regenerative Energien des Instituts für Elektrische Energiesysteme be-fasst sich seit 1996 als erster Lehrstuhl in Deutschland mit der Forschung und Ent-wicklung von Verfahren zur Nutzung rege-nerativer Energiequellen, insbesondere zur Erzeugung elektrischer Energie. Neben der möglichst effektiven Umwandlung von Wind und Sonne in technisch nutzbare Ar-beit werden auch Möglichkeiten zur verbes-serten Integration erneuerbarer Energien in das Stromnetz - zum Beispiel durch Speicher - untersucht. Ein weiterer Fokus liegt auf der effizienten Verwendung elektrischer und thermischer Energie, wozu auch Brennstoff-zellen und die Kraft-Wärme-Kopplung ge-hören. Diese Themen werden im Rahmen der Vorlesungen Regenerative Energien und Rationelle Energieverwendung den Studen-ten des Studiengangs Elektro- und Informa-tionstechnik (etit) vermittelt. Weitere Lehr-veranstaltung und Praktika beschäftigen sich mit den Gebieten Windkraft, Brenn-stoffzellen und Photovoltaik.

Derzeit forschen sechs wissenschaftliche Mitarbeiter unter Leitung von Professor Hartkopf an einem breiten Spektrum un-terschiedlicher Themen, von Windkraft über Brennstoffzellen und Stirlingmotoren bis zu druckluftbasierten Speichertechnologien.

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Regenerative Energien

1996 als erstes Fachgebiet für Rege-nerative Energien in Deutschland gegrün-det, arbeiten Professor Hartkopf und seine Mitarbeiter an der Entwicklung von Wand-lertechnologien für Regenerative Energien, der effizienten Nutzung von thermischer und elektrischer Energie und der Netzinte-gration erneuerbarer Energiequellen.

Founded in 1996 as the first institute for renewable energy in Germany, the group of Prof. Hartkopf engages in research and de-velopment of energy converters for renewable energies. A second focus is on the efficient use of thermal and electrical energy and grid inte-gration of renewable power sources.

Projekte werden in enger Kooperation sowohl mit Partnern in der Industrie und in-ternationalen Forschungsinstituten als auch mit anderen Fachbereichen der TUD durch-geführt. In Zusamenarbeit mit dem Fachbe-reich Architektur und der TU-München ent-stand so beispielsweise ein energieautarkes Solarhaus, bei dem innovatives Design mit aktuellster Technik verknüpft wurde und welches beim Wettbewerb Solar Decathlon in Washington den ersten Platz belegte.

Abbildung / FigureSolar Decathlon Haus / Solar Decathlon Building

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Fachgebiet Regenerative Energien

Prof. Dr.-Ing. Thomas HartkopfTel.: 06151 16 - 2567thomas.hartkopf@re.tu-darmstadt.dewww.re.e-technik.tu-darmstadt.de

Das Fachgebiet Regenerative Energien des Instituts für Elektrische Energiesysteme be-fasst sich seit 1996 als erster Lehrstuhl in Deutschland mit der Forschung und Ent-wicklung von Verfahren zur Nutzung rege-nerativer Energiequellen, insbesondere zur Erzeugung elektrischer Energie. Neben der möglichst effektiven Umwandlung von Wind und Sonne in technisch nutzbare Ar-beit werden auch Möglichkeiten zur verbes-serten Integration erneuerbarer Energien in das Stromnetz - zum Beispiel durch Speicher - untersucht. Ein weiterer Fokus liegt auf der effizienten Verwendung elektrischer und thermischer Energie, wozu auch Brennstoff-zellen und die Kraft-Wärme-Kopplung ge-hören. Diese Themen werden im Rahmen der Vorlesungen Regenerative Energien und Rationelle Energieverwendung den Studen-ten des Studiengangs Elektro- und Informa-tionstechnik (etit) vermittelt. Weitere Lehr-veranstaltung und Praktika beschäftigen sich mit den Gebieten Windkraft, Brenn-stoffzellen und Photovoltaik.

Derzeit forschen sechs wissenschaftliche Mitarbeiter unter Leitung von Professor Hartkopf an einem breiten Spektrum un-terschiedlicher Themen, von Windkraft über Brennstoffzellen und Stirlingmotoren bis zu druckluftbasierten Speichertechnologien.

2524

Systemführungin Energieversorgungsnetzen

stattfinden. Damit die Versorgung zu jeder Zeit sichergestellt werden kann, muss Ener-gie zwischengespeichert werden. Die Aus-wahl von optimalen Kombinationen von Er-zeugungseinheiten und Energiespeichern ist zu ermitteln. Zur Unterstützung einer zuver-

Elektrische Energieversorgungsnetze müssen beobachtet, kontrolliert und geführt werden. Bei einem steigenden Anteil an Er-zeugungseinheiten, die von dem jeweiligen Angebot an regenerativen Energieträgern abhängen, ergeben sich neue Problemstel-lungen für den Betrieb dieser Netze. Gleich-zeitig werden auch Inselnetze entstehen, die ausschließlich aus kleinen Photovoltaikan-lagen im Verbund mit Speichereinrichtun-gen versorgt werden.

Im 21. Jahrhundert müssen aufgrund der sich verknappenden Energieträger wie Erd-gas, Erdöl, Kohle und Uran sowie durch die CO -Ausstoß bedingte Klimaveränderung 2

neue Wege in der Energieversorgung einge-schlagen werden. Neben verbesserten kon-ventionellen Kraftwerken werden in den nächsten Jahren große Windparks zum Ein-satz kommen. Der wachsende Anteil solcher Offshore Anlagen stellt neue Anforderun-gen an die Netzbetreiber. Entsprechende Konzepte sind zu erarbeiten, wie Erzeu-gungseinheiten, die von schwer vorhersag-baren Energiequellen abhängen, in das be-stehende Netz eingefügt werden können. Andererseits wird eine Ergänzung durch kleine dezentrale Einheiten, die eine bessere Ausnutzung der Brennstoffe ermöglichen,

Electrical power systems must be watched, checked and controlled. New problem defini-tions give up at an increasing share in pro-duction units which depend on the supply of regenerative sources of energy for the oper-ation of these nets. Island systems, which are provided exclusively from small Photovoltaic power plants in combination with storage facilities will become important at the same time, too.

lässigen Netzführung sind angepasste, mo-derne Kommunikationssysteme notwendig. Zur Beurteilung der Güte der Netze sind Kri-terien zu erarbeiten, die eine Klassifizierung der Netzqualität erlauben.

In der Lehre werden folgende Veranstal-tungen angeboten:

in Deutsch:• Elektrotechnik und Informationstechnik 1

in Englisch:• Netz-und Stationsleittechnik• Netzberechnung• Seminare zur Netzplanung, Transiente

Vorgänge in Energieversorgungsnetzenund zur Energieversorgung der Zukunft

Abbildung links / Figure leftSolaranlage / Photovoltaic power system

Abbildung rechts / Figure rightOffshore Windkraftwerke /Offshore wind farm (Quelle: Siemens)

Kontakt

Fachgebiet Systemführungin Energieversorgungsnetzen

Prof. Dr.-Ing. Jürgen StenzelTel.: 06151 16 - 2852juergen.stenzel@eev.tu-darmstadt.dewww.eev.e-technik.tu-darmstadt.de/cms/

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Systemführungin Energieversorgungsnetzen

stattfinden. Damit die Versorgung zu jeder Zeit sichergestellt werden kann, muss Ener-gie zwischengespeichert werden. Die Aus-wahl von optimalen Kombinationen von Er-zeugungseinheiten und Energiespeichern ist zu ermitteln. Zur Unterstützung einer zuver-

Elektrische Energieversorgungsnetze müssen beobachtet, kontrolliert und geführt werden. Bei einem steigenden Anteil an Er-zeugungseinheiten, die von dem jeweiligen Angebot an regenerativen Energieträgern abhängen, ergeben sich neue Problemstel-lungen für den Betrieb dieser Netze. Gleich-zeitig werden auch Inselnetze entstehen, die ausschließlich aus kleinen Photovoltaikan-lagen im Verbund mit Speichereinrichtun-gen versorgt werden.

Im 21. Jahrhundert müssen aufgrund der sich verknappenden Energieträger wie Erd-gas, Erdöl, Kohle und Uran sowie durch die CO -Ausstoß bedingte Klimaveränderung 2

neue Wege in der Energieversorgung einge-schlagen werden. Neben verbesserten kon-ventionellen Kraftwerken werden in den nächsten Jahren große Windparks zum Ein-satz kommen. Der wachsende Anteil solcher Offshore Anlagen stellt neue Anforderun-gen an die Netzbetreiber. Entsprechende Konzepte sind zu erarbeiten, wie Erzeu-gungseinheiten, die von schwer vorhersag-baren Energiequellen abhängen, in das be-stehende Netz eingefügt werden können. Andererseits wird eine Ergänzung durch kleine dezentrale Einheiten, die eine bessere Ausnutzung der Brennstoffe ermöglichen,

Electrical power systems must be watched, checked and controlled. New problem defini-tions give up at an increasing share in pro-duction units which depend on the supply of regenerative sources of energy for the oper-ation of these nets. Island systems, which are provided exclusively from small Photovoltaic power plants in combination with storage facilities will become important at the same time, too.

lässigen Netzführung sind angepasste, mo-derne Kommunikationssysteme notwendig. Zur Beurteilung der Güte der Netze sind Kri-terien zu erarbeiten, die eine Klassifizierung der Netzqualität erlauben.

In der Lehre werden folgende Veranstal-tungen angeboten:

in Deutsch:• Elektrotechnik und Informationstechnik 1

in Englisch:• Netz-und Stationsleittechnik• Netzberechnung• Seminare zur Netzplanung, Transiente

Vorgänge in Energieversorgungsnetzenund zur Energieversorgung der Zukunft

Abbildung links / Figure leftSolaranlage / Photovoltaic power system

Abbildung rechts / Figure rightOffshore Windkraftwerke /Offshore wind farm (Quelle: Siemens)

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Fachgebiet Systemführungin Energieversorgungsnetzen

Prof. Dr.-Ing. Jürgen StenzelTel.: 06151 16 - 2852juergen.stenzel@eev.tu-darmstadt.dewww.eev.e-technik.tu-darmstadt.de/cms/

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Abbildung links / Figure leftLagerloser Hochdrehzahlmotor 500 W, 60000/min / Bearingless high speed motor 500 W, 60000/min

Abbildung rechts / Figure rightSupraleiter-Loktranformator 1 MVA /Super-conducting loco transformer 1 MVA

Kontakt

Fachgebiet Elektrische Energiewandlung

Prof. Dr.-Ing. habil. Dr. h.c. Andreas BinderTel.: 06151 16 - 2867abinder@ew.tu-darmstadt.dewww.ew.e-technik.tu-darmstadt.de

te entwickelt, gebaut und auf institutseige-nen Prüfständen erprobt. Die Entwicklung von Antrieben mit hoher Leistungsdichte durch Zahnspulen- und Permanentmagnet-technik, magnetgelagerte Hochdrehzahlan-triebe und speziell lagerlose Motoren sowie von neuartigen Komponenten für die elek-trische Traktion wie getriebelose Direktan-triebe und supraleitende Loktransforma-toren wird gemeinsam mit der Industrie durchgeführt. Die Simulation und der Ent-wurf von Generator- und Antriebssystemen z.B. für regenerative Energien (Wind und

SmallHydro) oder Hybridautomobile sind weitere Schwerpunkte.

Aufgabe der Lehre ist es, die fundamenta-len Grundgesetze der Wirkungsprinzipien elektrischer Energiewandler zu vermitteln. In zahlreichen Praktika können die Stu-dierenden die erworbenen theoretischen Kenntnisse anwenden und mit vielfältigen Messungen veranschaulichen und vertiefen.

ElektrischeEnergiewandlung

machinen, magnetgelagerte Hochdrehzahl-antriebe und Linearmotorkonzepte oder ro-buste geschaltete Reluktanzmotoren. Der Einsatzbereich dieser Maschinen reicht von Werkzeugmaschinen über Bahn- und Auto-mo-bilantriebe bis hin zu Sonderanwendun-gen wie z.B. einem Teleskopantrieb im Flug-zeug.

In der Forschung werden in Kooperation mit Industriepartnern neue Antriebskonzep-

Das Fachgebiet Elektrische Energiewand-lung beschäftigt sich mit elektrischen Ma-schinen, Antrieben und Bahnen. Das Spek-trum reicht vom Low-Cost-Kleinantrieb bis hin zu den Größstgeneratoren in Kraftwer-ken mit sehr hohen Leistungen bis zu 1800 MW.

Das Fachgebiet Elektrische Energiewand-lung am gleichnamigen Institut beschäftigt sich in Lehre und Forschung mit elektrischen Maschinen, Antrieben und Bahnen. Die Welt der elektrischen Maschinen und Antriebe ist sehr vielseitig. Sie reicht vom Low-Cost-Kleinantrieb mit wenigen Watt, wie er im Automobil- und Haushaltsbereich einge-setzt wird, bis hin zu den Größstgeneratoren in Kraftwerken mit sehr hohen Leistungen (etwa bis zu 1800 MW). Verbindet man die-se Maschinen mit moderner Leistungselek-tronik, so kann dies beispielsweise bei den elektrischen Bahnen eine höhere Leistung bei geringerem Gewicht, erhöhtem Wir-kungsgrad und hoher Reisegeschwindigkeit ermöglichen. Neue Werkstoffe wie Hochen-ergie-Permanentmagnete, hochfeste Kunst-stoffe (z.B. Kohlefaser), neue Leiterwerk-stoffe (z.B. Hochtemperatur-Supraleiter) ermöglichen neuartige Energiewandler-Konzepte wie kompakte Transversalfluss-

The Institute for Electrical Energy Conver-sion deals with modern electrical machines, drives and railways. The entire range from low-cost small power motors to large scale power generators up to 1800 MW is covered.

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Abbildung links / Figure leftLagerloser Hochdrehzahlmotor 500 W, 60000/min / Bearingless high speed motor 500 W, 60000/min

Abbildung rechts / Figure rightSupraleiter-Loktranformator 1 MVA /Super-conducting loco transformer 1 MVA

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Fachgebiet Elektrische Energiewandlung

Prof. Dr.-Ing. habil. Dr. h.c. Andreas BinderTel.: 06151 16 - 2867abinder@ew.tu-darmstadt.dewww.ew.e-technik.tu-darmstadt.de

te entwickelt, gebaut und auf institutseige-nen Prüfständen erprobt. Die Entwicklung von Antrieben mit hoher Leistungsdichte durch Zahnspulen- und Permanentmagnet-technik, magnetgelagerte Hochdrehzahlan-triebe und speziell lagerlose Motoren sowie von neuartigen Komponenten für die elek-trische Traktion wie getriebelose Direktan-triebe und supraleitende Loktransforma-toren wird gemeinsam mit der Industrie durchgeführt. Die Simulation und der Ent-wurf von Generator- und Antriebssystemen z.B. für regenerative Energien (Wind und

SmallHydro) oder Hybridautomobile sind weitere Schwerpunkte.

Aufgabe der Lehre ist es, die fundamenta-len Grundgesetze der Wirkungsprinzipien elektrischer Energiewandler zu vermitteln. In zahlreichen Praktika können die Stu-dierenden die erworbenen theoretischen Kenntnisse anwenden und mit vielfältigen Messungen veranschaulichen und vertiefen.

ElektrischeEnergiewandlung

machinen, magnetgelagerte Hochdrehzahl-antriebe und Linearmotorkonzepte oder ro-buste geschaltete Reluktanzmotoren. Der Einsatzbereich dieser Maschinen reicht von Werkzeugmaschinen über Bahn- und Auto-mo-bilantriebe bis hin zu Sonderanwendun-gen wie z.B. einem Teleskopantrieb im Flug-zeug.

In der Forschung werden in Kooperation mit Industriepartnern neue Antriebskonzep-

Das Fachgebiet Elektrische Energiewand-lung beschäftigt sich mit elektrischen Ma-schinen, Antrieben und Bahnen. Das Spek-trum reicht vom Low-Cost-Kleinantrieb bis hin zu den Größstgeneratoren in Kraftwer-ken mit sehr hohen Leistungen bis zu 1800 MW.

Das Fachgebiet Elektrische Energiewand-lung am gleichnamigen Institut beschäftigt sich in Lehre und Forschung mit elektrischen Maschinen, Antrieben und Bahnen. Die Welt der elektrischen Maschinen und Antriebe ist sehr vielseitig. Sie reicht vom Low-Cost-Kleinantrieb mit wenigen Watt, wie er im Automobil- und Haushaltsbereich einge-setzt wird, bis hin zu den Größstgeneratoren in Kraftwerken mit sehr hohen Leistungen (etwa bis zu 1800 MW). Verbindet man die-se Maschinen mit moderner Leistungselek-tronik, so kann dies beispielsweise bei den elektrischen Bahnen eine höhere Leistung bei geringerem Gewicht, erhöhtem Wir-kungsgrad und hoher Reisegeschwindigkeit ermöglichen. Neue Werkstoffe wie Hochen-ergie-Permanentmagnete, hochfeste Kunst-stoffe (z.B. Kohlefaser), neue Leiterwerk-stoffe (z.B. Hochtemperatur-Supraleiter) ermöglichen neuartige Energiewandler-Konzepte wie kompakte Transversalfluss-

The Institute for Electrical Energy Conver-sion deals with modern electrical machines, drives and railways. The entire range from low-cost small power motors to large scale power generators up to 1800 MW is covered.

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Mikrotechnik undElektromechanische Systeme

und mehr als hundert Schichten• Mikro-Nano-Integration mit nanoskaligen

Materialien zur Funktionserweiterung

Der enge Austausch zwischen Prozessent-wicklung und Technologieanwendung ge-währleistet ein hohes Anwendungspotenzial

Mikrotechnische elektromechanische Sys-teme dienen der Wandlung von elektrischen in mechanische Größen und umgekehrt. Die Mikrosystemtechnik erschließt durch die Verknüpfung von mechanischen, optischen und fluidischen Elementen immer mehr An-wendungsgebiete. Diese Entwicklung wird durch die fortschreitende Miniaturisierung weiter vorangetrieben.

Im Vordergrund der Forschungsarbeiten stehen Design und technologische Realisie-rung von Mikrosystemen und die Erarbei-tung neuer Fertigungsverfahren der Mikro-strukturierung sowie der mechanischen Prä-zisionstechnik. Im eigenen Reinraumlabor für Mikrotechnik werden neue Mikrofer-tigungsverfahren für miniaturisierte elek-tromechanische Systeme und Mikroaktoren entwickelt, die u.a. auf der elektrothermi-schen und elektrostatischen Wandlung be-ruhen:

• Mehrlagen-Oberflächen-Mikromechanikauf der Basis von Dickschichtresisten undder anschließenden mikrogalvanischenAbformung in Opferschichttechnik

• Herstellungstechnologie für gestapeltedielektrische Elastomeraktoren (DEA)mit Einzelschichtdicken kleiner 20 µm

Microelectromechanical systems are used to transform electrical energy into mechanical work and the other way round. The Micro System Technology emerges the field of ap-plications due to the integration of actuators and electrical, mechanical, fluidic or optical elements. This evolution is advanced by the ongoing miniaturisation process.

taktilen Displays und peristaltischen Pumpen sowie Fluidsystemen

• Miniaturisierte Positioniersystememit Parallelkinematiken

• Miniaturisierte Antriebe und Kinematikenfür die minimalinvasive Chirurgie

• Hochdynamisches Weißlicht-Interfero-meter für den Mikro- und Nanobereich

Abbildung links / Figure leftElektrothermische Aktoren aus SU-8 / Electrothermal actuators (SU-8)

Abbildung unten / Figure belowPeristaltische Pumpe mit Elastomeraktoren (DEA) / Peristaltic pump made of elastomer actuators (DEA)

Kontakt

Fachgebiet Mikrotechnik undElektromechanische Systeme

Prof. Dr.-Ing. Helmut F. SchlaakTel.: 06151 16 - 4696schlaak@emk.tu-darmstadt.dewww.institut-emk.de

der entwickelten Technologien. Die anwen-dungsorientierten Forschungsthemen sind auf die Auslegung und Realisierung von elektromechanischen Teilkomponenten und Systemen konzentriert. Dabei wird die ge-samte Wandlungskette vom Antrieb bzw. Aktor über die kinematische Struktur bis hin zur Regelung der Antriebe sowie der Sys-tembeschreibung bearbeitet. Im Einzelnen handelt es sich um folgende Themen:

• Mikroaktoren für Anwendungen imBereich der Medizintechnik, Mikrorobotik, Telekommunikation etc.

• Flächige Aktormatrizen aus dielektrischenElastomeraktoren zur Anwendung in

3130

Mikrotechnik undElektromechanische Systeme

und mehr als hundert Schichten• Mikro-Nano-Integration mit nanoskaligen

Materialien zur Funktionserweiterung

Der enge Austausch zwischen Prozessent-wicklung und Technologieanwendung ge-währleistet ein hohes Anwendungspotenzial

Mikrotechnische elektromechanische Sys-teme dienen der Wandlung von elektrischen in mechanische Größen und umgekehrt. Die Mikrosystemtechnik erschließt durch die Verknüpfung von mechanischen, optischen und fluidischen Elementen immer mehr An-wendungsgebiete. Diese Entwicklung wird durch die fortschreitende Miniaturisierung weiter vorangetrieben.

Im Vordergrund der Forschungsarbeiten stehen Design und technologische Realisie-rung von Mikrosystemen und die Erarbei-tung neuer Fertigungsverfahren der Mikro-strukturierung sowie der mechanischen Prä-zisionstechnik. Im eigenen Reinraumlabor für Mikrotechnik werden neue Mikrofer-tigungsverfahren für miniaturisierte elek-tromechanische Systeme und Mikroaktoren entwickelt, die u.a. auf der elektrothermi-schen und elektrostatischen Wandlung be-ruhen:

• Mehrlagen-Oberflächen-Mikromechanikauf der Basis von Dickschichtresisten undder anschließenden mikrogalvanischenAbformung in Opferschichttechnik

• Herstellungstechnologie für gestapeltedielektrische Elastomeraktoren (DEA)mit Einzelschichtdicken kleiner 20 µm

Microelectromechanical systems are used to transform electrical energy into mechanical work and the other way round. The Micro System Technology emerges the field of ap-plications due to the integration of actuators and electrical, mechanical, fluidic or optical elements. This evolution is advanced by the ongoing miniaturisation process.

taktilen Displays und peristaltischen Pumpen sowie Fluidsystemen

• Miniaturisierte Positioniersystememit Parallelkinematiken

• Miniaturisierte Antriebe und Kinematikenfür die minimalinvasive Chirurgie

• Hochdynamisches Weißlicht-Interfero-meter für den Mikro- und Nanobereich

Abbildung links / Figure leftElektrothermische Aktoren aus SU-8 / Electrothermal actuators (SU-8)

Abbildung unten / Figure belowPeristaltische Pumpe mit Elastomeraktoren (DEA) / Peristaltic pump made of elastomer actuators (DEA)

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Fachgebiet Mikrotechnik undElektromechanische Systeme

Prof. Dr.-Ing. Helmut F. SchlaakTel.: 06151 16 - 4696schlaak@emk.tu-darmstadt.dewww.institut-emk.de

der entwickelten Technologien. Die anwen-dungsorientierten Forschungsthemen sind auf die Auslegung und Realisierung von elektromechanischen Teilkomponenten und Systemen konzentriert. Dabei wird die ge-samte Wandlungskette vom Antrieb bzw. Aktor über die kinematische Struktur bis hin zur Regelung der Antriebe sowie der Sys-tembeschreibung bearbeitet. Im Einzelnen handelt es sich um folgende Themen:

• Mikroaktoren für Anwendungen imBereich der Medizintechnik, Mikrorobotik, Telekommunikation etc.

• Flächige Aktormatrizen aus dielektrischenElastomeraktoren zur Anwendung in

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Mess- undSensortechnik

• Stabilitätsvervollkommnung für piezore-sistive, kapazitive und piezoelektrische Messelemente

• Selbstüberwachung durch Störungser-kennung und Störungsdiagnose autarker Sensoren

• Spannungsarme Aufbau- und Verbin-dungstechnik sowie umweltrobuste und

rückwirkungsarme Gehäusung für Silizium-Messelemente

• Miniaturisierte Silizium-Dehnungs-,Druck- und Kraftsensoren für industrielleund medizinische Anwendungsgebiete

Im Mittelpunkt der Forschungsarbeiten steht die Entwicklung und Vervollkomm-nung von Sensoren und Sensorsystemen zur Erfassung mechanischer Größen wie Deh-nung, Druck, Kraft, Drehmoment und Durchfluss und deren Einsatz für neuartige Anwendungsaufgaben in der Prozess-, Kfz- und Medizintechnik. Der zweite Schwer-punkt besteht im Entwurf und in der Gestal-tung haptischer Mensch-Maschine-Schnitt-stellen, vor allem in der Medizintechnik, durch direkt gekoppelte Sensor-Aktor-Sys-teme. Diese Arbeiten werden ergänzt durch Forschungsprojekte auf dem Gebiet der Sig-nalverarbeitung, der Signalübertragung und der Sensor-Selbstüberwachung.

Die Entwicklungsbasis für diese minia-turisierten elektromechanischen Systeme(MEMS) bilden speziell entwickelte analyti-sche und numerische Entwurfsplattformen, enge Kooperationen zu Produzenten von Silizium-Messelementen, Musteraufbauten durch Nutzung des eigenen Mikrotechnik-labors und der Feinwerktechnik-Werkstatt am Institut sowie ausführliche Test an kli-matisierten Präzisionsmessplätzen. Ge-forscht wird am Fachgebiet Mess- und Sen-sortechnik auf folgenden Gebieten:

The focus of our research activities is the development and the improvement of sensors and sensor systems for mechanical quantities e.g. strain, pressure, force, torque and flow and their implementation into innovative applications in process, automotive and medi-cal technology. Further research activities are the conception and the design of haptic Hu-man-Machine-Interfaces by directly coupled sensor-actuator-systems, mainly for medical applications. These activities are comple-mented by research projects in the fields of signal conditioning, signal transmission and sensor self monitoring.

• Drahtlose, datenreduzierte Sensorsignal-Übertragung durch Funkverfahren

• Entwurf und Realisierung haptischerSchnittstellen für Katheterisierungenund die minimalinvasive Chirurgie

• Einsatz direkt gekoppelter Sensor-Aktor-Systeme in der Kardiologie und zur Glaukomüberwachung

Abbildung oben / Figure aboveDruck- und Differenzdrucksensoren / Pressure and differential pressure sensor

Abbildung unten / Figure belowSensorsystem zur Zungendruckmessung /Sensor system for measuring the pressure of the tongue

Kontakt

Fachgebiet Mess- und Sensortechnik

Prof. Dr.-Ing. habil. Roland WerthschützkyTel.: 06151 16 - 4013werthschuetzky@emk.tu-darmstadt.dewww.institut-emk.de

3332

Mess- undSensortechnik

• Stabilitätsvervollkommnung für piezore-sistive, kapazitive und piezoelektrische Messelemente

• Selbstüberwachung durch Störungser-kennung und Störungsdiagnose autarker Sensoren

• Spannungsarme Aufbau- und Verbin-dungstechnik sowie umweltrobuste und

rückwirkungsarme Gehäusung für Silizium-Messelemente

• Miniaturisierte Silizium-Dehnungs-,Druck- und Kraftsensoren für industrielleund medizinische Anwendungsgebiete

Im Mittelpunkt der Forschungsarbeiten steht die Entwicklung und Vervollkomm-nung von Sensoren und Sensorsystemen zur Erfassung mechanischer Größen wie Deh-nung, Druck, Kraft, Drehmoment und Durchfluss und deren Einsatz für neuartige Anwendungsaufgaben in der Prozess-, Kfz- und Medizintechnik. Der zweite Schwer-punkt besteht im Entwurf und in der Gestal-tung haptischer Mensch-Maschine-Schnitt-stellen, vor allem in der Medizintechnik, durch direkt gekoppelte Sensor-Aktor-Sys-teme. Diese Arbeiten werden ergänzt durch Forschungsprojekte auf dem Gebiet der Sig-nalverarbeitung, der Signalübertragung und der Sensor-Selbstüberwachung.

Die Entwicklungsbasis für diese minia-turisierten elektromechanischen Systeme(MEMS) bilden speziell entwickelte analyti-sche und numerische Entwurfsplattformen, enge Kooperationen zu Produzenten von Silizium-Messelementen, Musteraufbauten durch Nutzung des eigenen Mikrotechnik-labors und der Feinwerktechnik-Werkstatt am Institut sowie ausführliche Test an kli-matisierten Präzisionsmessplätzen. Ge-forscht wird am Fachgebiet Mess- und Sen-sortechnik auf folgenden Gebieten:

The focus of our research activities is the development and the improvement of sensors and sensor systems for mechanical quantities e.g. strain, pressure, force, torque and flow and their implementation into innovative applications in process, automotive and medi-cal technology. Further research activities are the conception and the design of haptic Hu-man-Machine-Interfaces by directly coupled sensor-actuator-systems, mainly for medical applications. These activities are comple-mented by research projects in the fields of signal conditioning, signal transmission and sensor self monitoring.

• Drahtlose, datenreduzierte Sensorsignal-Übertragung durch Funkverfahren

• Entwurf und Realisierung haptischerSchnittstellen für Katheterisierungenund die minimalinvasive Chirurgie

• Einsatz direkt gekoppelter Sensor-Aktor-Systeme in der Kardiologie und zur Glaukomüberwachung

Abbildung oben / Figure aboveDruck- und Differenzdrucksensoren / Pressure and differential pressure sensor

Abbildung unten / Figure belowSensorsystem zur Zungendruckmessung /Sensor system for measuring the pressure of the tongue

Kontakt

Fachgebiet Mess- und Sensortechnik

Prof. Dr.-Ing. habil. Roland WerthschützkyTel.: 06151 16 - 4013werthschuetzky@emk.tu-darmstadt.dewww.institut-emk.de

3332

Lichttechnik

Die Lichttechnik ist ein stark interdiszi-plinär ausgerichtetes Aufgabengebiet und setzt sich aus der Lichterzeugung, der Licht-messung und -bewertung sowie der Berech-nung, dem Entwurf und Bau von Beleuch-tungsanlagen zusammen. Neue Lichtquellen (LED, OLED) und die Notwendigkeit zur Energieeinsparung verlangen völlig neue Ansätze in allen Bereichen des Alltags.

Die Lichttechnik am Institut für Elektro-mechanische Konstruktionen ist ein Fachge-biet, das derzeit als Stiftungslehrstuhl von der Automobilindustrie getragen wird. Tra-ditionell besteht eine sehr enge Bindung zur Industrie und den Behörden, was eine starke Mitwirkung bei den aktuell und zukünftig eingesetzten Technologien in der Lichttech-nik ermöglicht. Seit mehr als 50 Jahren er-gänzen sich am Fachgebiet Lichttechnik die intensive Grundlagenforschung und die an-wendungsorientierte Entwicklung zu einem anspruchsvollen Tätigkeitsfeld. Prof. Khanh leitet das Fachgebiet seit Oktober 2006.

Die wichtigsten Forschungsschwerpunkte sind: Energieeffiziente Beleuchtung (Städte-forschung, LED-Straßenleuchten), Techni-sche Optik, Verkehrs- und KFZ-Lichttechnik (LED-Scheinwerfer, dynamische Lichtsteue-

rung, Markierungslicht, intelligente Rück-leuchten), Farb- und Lichtwahrnehmung (Wahrnehmung im Dämmerungsbereich, Sehleistungen einer älter werdenden Gesell-schaft) sowie Optoelektronik (LED, OLED,

The lighting technology is a very multi inter-disciplinary aimed field of application and consists of the light production, the photo-metry and light appreciation as well as the calculation, the simulation, design and proto-typing of lighting systems. New sources of light (LED, OLED) and the necessity to the energy conservation require completely new attempts in all areas of the everyday life. Abbildung links / Figure left

Charakterisierung von LED / Characterisation of LED

Abbildung oben / Figure abovePerlschnureffekt bei Rückleuchten /Beads-Effect of Rearlamps

Kontakt

FachgebietLichttechnik

Prof. Dr.-Ing. habil. Tran Quoc KhanhTel.: 06151 16 - 6142office@lichttechnik.tu-darmstadt.dewww.lichttechnik.tu-darmstadt.de

Photovoltaik, Kamera- & Displaytechnolo-gien) als besonderen Schwerpunkt.

Weiterbildung/Kongresse: Das Fachge-biet hat es sich zur Aufgabe gemacht, den wissenschaftlichen Austausch zwischen Uni-versitäten, Behörden und der Industrie zu fördern. Aus diesem Grund werden regel-mäßig Weiterbildungsseminare zu aktuel-len Themenstellungen durchgeführt. Zu-dem veranstaltet das Fachgebiet alle 2 Jahre die ISAL, das weltweit größte Fachsympo-sium für automobile Licht- und Beleuch-tungstechnik. Im Jahr 2007 besuchten 550 Teilnehmer die Veranstaltung in Darmstadt.

Lehre: Die Vorlesungen am Fachgebiet Lichttechnik zeichnen sich durch eine enge Bindung zu den Studenten aus. Angeboten werden: Grundlagen der Lichttechnik (MFT, Physik, Soziologie), Ausgewählte Kapitel der Lichttechnik (MFT, Physik), Optoelektronik (Master MFT und Bachelor Mechatronik) Technische Optik (MFT-Master).

3534

Lichttechnik

Die Lichttechnik ist ein stark interdiszi-plinär ausgerichtetes Aufgabengebiet und setzt sich aus der Lichterzeugung, der Licht-messung und -bewertung sowie der Berech-nung, dem Entwurf und Bau von Beleuch-tungsanlagen zusammen. Neue Lichtquellen (LED, OLED) und die Notwendigkeit zur Energieeinsparung verlangen völlig neue Ansätze in allen Bereichen des Alltags.

Die Lichttechnik am Institut für Elektro-mechanische Konstruktionen ist ein Fachge-biet, das derzeit als Stiftungslehrstuhl von der Automobilindustrie getragen wird. Tra-ditionell besteht eine sehr enge Bindung zur Industrie und den Behörden, was eine starke Mitwirkung bei den aktuell und zukünftig eingesetzten Technologien in der Lichttech-nik ermöglicht. Seit mehr als 50 Jahren er-gänzen sich am Fachgebiet Lichttechnik die intensive Grundlagenforschung und die an-wendungsorientierte Entwicklung zu einem anspruchsvollen Tätigkeitsfeld. Prof. Khanh leitet das Fachgebiet seit Oktober 2006.

Die wichtigsten Forschungsschwerpunkte sind: Energieeffiziente Beleuchtung (Städte-forschung, LED-Straßenleuchten), Techni-sche Optik, Verkehrs- und KFZ-Lichttechnik (LED-Scheinwerfer, dynamische Lichtsteue-

rung, Markierungslicht, intelligente Rück-leuchten), Farb- und Lichtwahrnehmung (Wahrnehmung im Dämmerungsbereich, Sehleistungen einer älter werdenden Gesell-schaft) sowie Optoelektronik (LED, OLED,

The lighting technology is a very multi inter-disciplinary aimed field of application and consists of the light production, the photo-metry and light appreciation as well as the calculation, the simulation, design and proto-typing of lighting systems. New sources of light (LED, OLED) and the necessity to the energy conservation require completely new attempts in all areas of the everyday life. Abbildung links / Figure left

Charakterisierung von LED / Characterisation of LED

Abbildung oben / Figure abovePerlschnureffekt bei Rückleuchten /Beads-Effect of Rearlamps

Kontakt

FachgebietLichttechnik

Prof. Dr.-Ing. habil. Tran Quoc KhanhTel.: 06151 16 - 6142office@lichttechnik.tu-darmstadt.dewww.lichttechnik.tu-darmstadt.de

Photovoltaik, Kamera- & Displaytechnolo-gien) als besonderen Schwerpunkt.

Weiterbildung/Kongresse: Das Fachge-biet hat es sich zur Aufgabe gemacht, den wissenschaftlichen Austausch zwischen Uni-versitäten, Behörden und der Industrie zu fördern. Aus diesem Grund werden regel-mäßig Weiterbildungsseminare zu aktuel-len Themenstellungen durchgeführt. Zu-dem veranstaltet das Fachgebiet alle 2 Jahre die ISAL, das weltweit größte Fachsympo-sium für automobile Licht- und Beleuch-tungstechnik. Im Jahr 2007 besuchten 550 Teilnehmer die Veranstaltung in Darmstadt.

Lehre: Die Vorlesungen am Fachgebiet Lichttechnik zeichnen sich durch eine enge Bindung zu den Studenten aus. Angeboten werden: Grundlagen der Lichttechnik (MFT, Physik, Soziologie), Ausgewählte Kapitel der Lichttechnik (MFT, Physik), Optoelektronik (Master MFT und Bachelor Mechatronik) Technische Optik (MFT-Master).

3534

Halbleitertechnikder Mikro- und Nanoelektronik

Breite konnten erstmals 2005 mittels Elek-tronenstrahllithographie reproduzierbar ge-fertigt werden. Weiterhin wird am IHT auch die Herstellung und Integration von Kohlen-

The Institute for Semiconductor Technology and Nanoelectronics is dedicated to research and education in the field of micro- and nano-electronics, semiconductor technology, process and device modeling as well as reliability physics.

Das Institut für Halbleitertechnik beschäf-tigt sich auf dem Gebiet der Mikro- und Na-noelektronik in Forschung und Lehre mit der Halbleitertechnik, der angewandten Pro-zess- und Bauelemente-Simulation, sowie der Zuverlässigkeitsmethodik.

Das Institut für Halbleitertechnik (IHT) mit dem Fachgebiet Halbleitertechnik der Mi-kro- und Nanoelektronik befindet sich in direkter Nähe zum Prinz-Georgs-Garten in der grünen Mitte Darmstadts. Leiter des In-stituts ist seit 2001 Prof. Dr. Udo Schwalke. Als einzige hessische Hochschuleinrichtung verfügt das IHT über eine durchgängige Silizium-CMOS Prozesslinie, der entspre-chenden Infrastruktur und erfahrene Pro-zessingenieure. In dem mit modernsten Technologien der Nanoelektronik ausgestat-teten Reinräumen können so die innova-tiven Ideen der wissenschaftlichen Mitar-beiterinnen und Mitarbeiter erfolgreich am IHT umgesetzt werden. So wurden z.B. am IHT Ende 2005 weltweit die ersten MOS-FETs mit kristallinem High-k-Dielektrikum und Metall-Gateelektrode in materialscho-nender Gate-Last-Technologie hergestellt, die derzeit z.B. für modernste Prozessoren des weltgrößten Chipherstellers zum Ein-satz kommt. Nanostrukturen mit 60 nm

Abbildung oben / Figure aboveRoboterarm mit 4 Zoll-Silizium-Wafer bereit zur Weiterprozessierung / Transfer robot takes 4-inch silicon wafer to process chamber

Kontakt

Fachgebiet Halbleitertechnikder Mikro- und Nanoelektronik

Prof. Dr. Udo SchwalkeTel.: 06151 16 - 3046schwalke@iht.tu-darmstadt.dewww.iht.tu-darmstadt.de

stoffnanoröhrchen (Carbon Nanotube, CNT) untersucht, mit deren Hilfe man die sich ab-zeichnenden Grenzen der Miniaturisierung der Mikroelektronik zu überwinden hofft. Diesem Ziel ist man durch die Herstellung von funktionierenden CNT-Feldeffekt-Tran-sistoren einen entscheidenden Schritt näher gekommen. Untersuchungen der Ausfall- und Degradationsmechanismen integrierter Bauelemente und Materialien bilden die Grundlage für die Modellentwicklung zur Lebensdauervorhersage und ergänzen die Arbeiten des Instituts hinsichtlich der ge-nannten Forschungsgebiete. Vervollständigt wird das Forschungsspektrum durch die Si-mulation von Bauelementen und Prozessen mit state-of-the-art Simulationswerk-zeugen.

Ein weiterer Schwerpunkt der Instituts-arbeit ist die Ausbildung der Studentinnen und Studenten des Studiengangs Integrier-te Nano- und Mikroelektronik. Das Spek-trum der angebotenen Lehrveranstaltungen reicht von den Grundlagen der Halbleiter-bauelemente bis hin zu Sensoren, Techno-logie und Zuverlässigkeit nanoelektroni-scher Bauelemente und Materialien. Er-gänzt werden die Vorlesungen durch ein anspruchsvolles Halbleitertechnologieprak-tikum und ein fachbezogenes Projektsemi-nar.

3736

Halbleitertechnikder Mikro- und Nanoelektronik

Breite konnten erstmals 2005 mittels Elek-tronenstrahllithographie reproduzierbar ge-fertigt werden. Weiterhin wird am IHT auch die Herstellung und Integration von Kohlen-

The Institute for Semiconductor Technology and Nanoelectronics is dedicated to research and education in the field of micro- and nano-electronics, semiconductor technology, process and device modeling as well as reliability physics.

Das Institut für Halbleitertechnik beschäf-tigt sich auf dem Gebiet der Mikro- und Na-noelektronik in Forschung und Lehre mit der Halbleitertechnik, der angewandten Pro-zess- und Bauelemente-Simulation, sowie der Zuverlässigkeitsmethodik.

Das Institut für Halbleitertechnik (IHT) mit dem Fachgebiet Halbleitertechnik der Mi-kro- und Nanoelektronik befindet sich in direkter Nähe zum Prinz-Georgs-Garten in der grünen Mitte Darmstadts. Leiter des In-stituts ist seit 2001 Prof. Dr. Udo Schwalke. Als einzige hessische Hochschuleinrichtung verfügt das IHT über eine durchgängige Silizium-CMOS Prozesslinie, der entspre-chenden Infrastruktur und erfahrene Pro-zessingenieure. In dem mit modernsten Technologien der Nanoelektronik ausgestat-teten Reinräumen können so die innova-tiven Ideen der wissenschaftlichen Mitar-beiterinnen und Mitarbeiter erfolgreich am IHT umgesetzt werden. So wurden z.B. am IHT Ende 2005 weltweit die ersten MOS-FETs mit kristallinem High-k-Dielektrikum und Metall-Gateelektrode in materialscho-nender Gate-Last-Technologie hergestellt, die derzeit z.B. für modernste Prozessoren des weltgrößten Chipherstellers zum Ein-satz kommt. Nanostrukturen mit 60 nm

Abbildung oben / Figure aboveRoboterarm mit 4 Zoll-Silizium-Wafer bereit zur Weiterprozessierung / Transfer robot takes 4-inch silicon wafer to process chamber

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Fachgebiet Halbleitertechnikder Mikro- und Nanoelektronik

Prof. Dr. Udo SchwalkeTel.: 06151 16 - 3046schwalke@iht.tu-darmstadt.dewww.iht.tu-darmstadt.de

stoffnanoröhrchen (Carbon Nanotube, CNT) untersucht, mit deren Hilfe man die sich ab-zeichnenden Grenzen der Miniaturisierung der Mikroelektronik zu überwinden hofft. Diesem Ziel ist man durch die Herstellung von funktionierenden CNT-Feldeffekt-Tran-sistoren einen entscheidenden Schritt näher gekommen. Untersuchungen der Ausfall- und Degradationsmechanismen integrierter Bauelemente und Materialien bilden die Grundlage für die Modellentwicklung zur Lebensdauervorhersage und ergänzen die Arbeiten des Instituts hinsichtlich der ge-nannten Forschungsgebiete. Vervollständigt wird das Forschungsspektrum durch die Si-mulation von Bauelementen und Prozessen mit state-of-the-art Simulationswerk-zeugen.

Ein weiterer Schwerpunkt der Instituts-arbeit ist die Ausbildung der Studentinnen und Studenten des Studiengangs Integrier-te Nano- und Mikroelektronik. Das Spek-trum der angebotenen Lehrveranstaltungen reicht von den Grundlagen der Halbleiter-bauelemente bis hin zu Sensoren, Techno-logie und Zuverlässigkeit nanoelektroni-scher Bauelemente und Materialien. Er-gänzt werden die Vorlesungen durch ein anspruchsvolles Halbleitertechnologieprak-tikum und ein fachbezogenes Projektsemi-nar.

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Kohlenstoffnanoröhren (CNTs) eröffnen ganz neue Möglichkeiten zur Entwicklung höchstempfindlicher Sensorkonzepte. Die Anwendungen dieser verschiedenen Kom-ponenten und Schaltkreise reichen von der

Materialien mit großem und kleinem Bandabstand wurden im Fachgebiet Höchst-frequenzelektronik untersucht, um Kompo-nenten für einen sehr breitbandigen Fre-quenzbereich bis THz zu erhalten. Die erfor-derlichen nanodimensionalen Abmes-sungen werden mit Hilfe des epitaktischen Wachstums oder Nachbearbeitung erzielt. Die Anwendungen reichen von der Kommu-nikation und Sensorik bis hin zur Biomedi-zintechnik.

Die Forschungsaktivitäten des Fachgebie-tes konzentrieren sich insbesondere auf das epitaktische Wachsen (Molekular-Strahl-Epitaxie [MBE], Metallorganische Gaspha-senepitaxie [MOCVD]), die Bearbeitung und Charakterisierung von Halbleiterkompo-nenten. Es werden hierbei spezielle Mate-rialien mit kleinem (wie z.B. Antimonbasier-te) und großem Bandabstand (wie z.B. Nitri-de [GaN] und Oxide [ZnO]) untersucht. Sie ermöglichen die Herstellung von Hochfre-quenz- und Leistungsbauelementen wie High Electron Mobility Transistors (HEMT), Schottky-Dioden, Gunn-Dioden, Superlatti-ce-Komponenten als auch monolithisch inte-grierten Mikrowellenschaltkreisen (MMICs). Mikroelektromechanische Systeme (MEMS) und hochgeordnete mikro-nano-integrierte

Höchstfrequenzelektronik

Wide- and narrow-bandgap materials are investigated at the High-Frequency Electronics department for devices that allow one to attain frequencies that span over a wide range and attain THz. Nanoscale dimensions are employed as obtained by growth or post-processing. Applications span from commu-nications and sensors to biomedical engi-neering.

Abbildung links / Figure leftNanostrukturierung; MM-Wellen Transisto-ren und ICs / Nanostructuring; MM-Wave Transistors and ICs

Abbildung oben / Figure aboveTHz Schottky-Dioden integriert mit Anten-nen / THz Schottky diodes integrated with antennas

Kontakt

Fachgebiet Höchstfrequenzelektronik

Prof. Dr.-Ing. Dimitris PavlidisTel.: 06151 16 - 4162pavlidis@hf.tu-darmstadt.dewww.hf.e-technik.tu-darmstadt.de/en/labs/mwe

Kommunikationstechnik und Sensorik bis hin zur Biomedizintechnik. Die Vorgänger des Fachgebietsleiters waren Prof. H.L. Hart-nagel, Prof. O. Zinke und Prof. H. Gundlach, der im Jahre 1949 das Institut für Fernmel-detechnische Geräte und Anlagen gründete. Dieses wurde 1958 in Institut für Hochfre-quenztechnik umbenannt. Der Aufbau der ersten Einrichtungen für III-V Technologie und Hochfrequenzcharakterisierung fing an, als Prof. Pavlidis im Januar 1978 und Prof. Hartnagel im Oktober 1978 an das Institut kamen. Nach einer Tätigkeit als In-genieur und Leiter der Abteilung für MMICs bei Thomson-CSF, Frankreich und einer Pro-fessur an der University of Michigan, USA ist Professor Pavlidis seit 2003 zurück in Darm-stadt. Seitdem hat das Fachgebiet die Ein-richtungen für Technologie und Material-wachsen des Institutes modernisiert und er-weitert.

So konnten Ergebnisse auf dem neusten Stand der Technik erzielt werden, die vom Materialwachsen (III-Nitriden für Hochfre-quenz-Bauelemente und blaue LEDs) bis zu zwei- und dreidimensionalen Hochfre-quenzkomponenten (HF-Leistungsdioden und MISFETs auf III-Nitriden), Höchsttempe-ratur H - und CO-Sensoren, sowie Hochfre-2

quenz- und optische Charakterisierung von Biolösungen und -zellen reichen.

3938

Kohlenstoffnanoröhren (CNTs) eröffnen ganz neue Möglichkeiten zur Entwicklung höchstempfindlicher Sensorkonzepte. Die Anwendungen dieser verschiedenen Kom-ponenten und Schaltkreise reichen von der

Materialien mit großem und kleinem Bandabstand wurden im Fachgebiet Höchst-frequenzelektronik untersucht, um Kompo-nenten für einen sehr breitbandigen Fre-quenzbereich bis THz zu erhalten. Die erfor-derlichen nanodimensionalen Abmes-sungen werden mit Hilfe des epitaktischen Wachstums oder Nachbearbeitung erzielt. Die Anwendungen reichen von der Kommu-nikation und Sensorik bis hin zur Biomedi-zintechnik.

Die Forschungsaktivitäten des Fachgebie-tes konzentrieren sich insbesondere auf das epitaktische Wachsen (Molekular-Strahl-Epitaxie [MBE], Metallorganische Gaspha-senepitaxie [MOCVD]), die Bearbeitung und Charakterisierung von Halbleiterkompo-nenten. Es werden hierbei spezielle Mate-rialien mit kleinem (wie z.B. Antimonbasier-te) und großem Bandabstand (wie z.B. Nitri-de [GaN] und Oxide [ZnO]) untersucht. Sie ermöglichen die Herstellung von Hochfre-quenz- und Leistungsbauelementen wie High Electron Mobility Transistors (HEMT), Schottky-Dioden, Gunn-Dioden, Superlatti-ce-Komponenten als auch monolithisch inte-grierten Mikrowellenschaltkreisen (MMICs). Mikroelektromechanische Systeme (MEMS) und hochgeordnete mikro-nano-integrierte

Höchstfrequenzelektronik

Wide- and narrow-bandgap materials are investigated at the High-Frequency Electronics department for devices that allow one to attain frequencies that span over a wide range and attain THz. Nanoscale dimensions are employed as obtained by growth or post-processing. Applications span from commu-nications and sensors to biomedical engi-neering.

Abbildung links / Figure leftNanostrukturierung; MM-Wellen Transisto-ren und ICs / Nanostructuring; MM-Wave Transistors and ICs

Abbildung oben / Figure aboveTHz Schottky-Dioden integriert mit Anten-nen / THz Schottky diodes integrated with antennas

Kontakt

Fachgebiet Höchstfrequenzelektronik

Prof. Dr.-Ing. Dimitris PavlidisTel.: 06151 16 - 4162pavlidis@hf.tu-darmstadt.dewww.hf.e-technik.tu-darmstadt.de/en/labs/mwe

Kommunikationstechnik und Sensorik bis hin zur Biomedizintechnik. Die Vorgänger des Fachgebietsleiters waren Prof. H.L. Hart-nagel, Prof. O. Zinke und Prof. H. Gundlach, der im Jahre 1949 das Institut für Fernmel-detechnische Geräte und Anlagen gründete. Dieses wurde 1958 in Institut für Hochfre-quenztechnik umbenannt. Der Aufbau der ersten Einrichtungen für III-V Technologie und Hochfrequenzcharakterisierung fing an, als Prof. Pavlidis im Januar 1978 und Prof. Hartnagel im Oktober 1978 an das Institut kamen. Nach einer Tätigkeit als In-genieur und Leiter der Abteilung für MMICs bei Thomson-CSF, Frankreich und einer Pro-fessur an der University of Michigan, USA ist Professor Pavlidis seit 2003 zurück in Darm-stadt. Seitdem hat das Fachgebiet die Ein-richtungen für Technologie und Material-wachsen des Institutes modernisiert und er-weitert.

So konnten Ergebnisse auf dem neusten Stand der Technik erzielt werden, die vom Materialwachsen (III-Nitriden für Hochfre-quenz-Bauelemente und blaue LEDs) bis zu zwei- und dreidimensionalen Hochfre-quenzkomponenten (HF-Leistungsdioden und MISFETs auf III-Nitriden), Höchsttempe-ratur H - und CO-Sensoren, sowie Hochfre-2

quenz- und optische Charakterisierung von Biolösungen und -zellen reichen.

3938

Dies stellt eine schaltungstechnische He-rausforderung dar, die mit heute verfügba-ren Halbleiterbauelementen und HF-MEMS nur mit sehr hohem Aufwand und nur un-zureichend erfüllt werden kann. Daher zie-len unsere Forschungsarbeiten auf die Ent-wicklung neuer Systemkonzepte und alter-nativer passiver Hardwarelösungen auf Basis nichtlinearer ferroelektrischer Dünn-filme und Dickschichten, anisotroper Flüs-sigkristalle und steuerbarer Metamaterial-

Das Fachgebiet Mikrowellentechnik be-fasst sich in Forschung und Lehre mit Kom-ponenten, Technologien und Verfahren in drahtlosen Kommunikations- und Sensor-systemen.

Agile, rekonfigurierbare und kognitive Systeme bedeuten einen Paradigmenwech-sel in der Funkkommunikation von Morgen. Schlüsselkomponenten dieser Evolution sind kompakte, kosteneffiziente, steuerbare HochFrequenz-Komponenten im Frequenz-bereich bis 300 GHz, primär für rekonfigu-rierbare Multiband-/Multistandard-Front-ends und elektronischsteuerbare Antennen-systeme zur räumlichen Strahlformung.

Beispiele sind: steuerbare Leitungen, Pha-senschieber, Varaktoren, abstimmbare Reso-natoren, adaptive Anpassnetzwerke, steuer-bare Multibandantennen und Reflectarrays, abstimmbare Multibandfilter und darauf ba-sierende frequenzselektive HF-Schalter (Du-plexer). Angestrebt werden Systeme mit ho-her Leistungseffizienz, hoher Linearität und optimaler Nutzung der begrenzten Fre-quenzressourcen unterschiedlicher Netze und Dienste (Cognitive Radio).

Funkkommunikation

The Microwave Engineering laboratory is concerned with with components, technolo-gies and methods in wireless communication and sensor systems. It focuses on reconfigur-able systems and RF-components such as ferro-electrics, anisotropic liquid crystals and tune-able metamaterials.

strukturen. Diese Funktionsmaterialien än-dern ihre elektromagnetischen Eigenschaf-ten durch eine externe Steuerspannung. Die Forschungsarbeiten von den Grundlagen bis zur industriellen Anwendung umfassen ne-ben der Materialsynthese und Prozesstech-nologie in enger interdisziplinärer Zusam-menarbeit mit Materialwissenschaftlern und Chemikern, die Entwicklung neuer Schaltungskonzepte und innovativer Hard-warelösungen. Die gezielte Optimierung er-folgt unter anderem mit spezifisch entwi-ckelten 3D-FDTD-Simulationstools für nichtlineare komplexe mikroskalige Struk-turen. Die Prototyp-Realisierung unter Be-rücksichtigung von Miniaturisierungs- und Integrationsaspekten beinhaltet die modell-basierte HF-Charakterisierung Evaluierung /

der Materialien, Teststrukturen und Kompo-nenten über Temperatur, Steuerspannung, Feldstärke, HF-Leistung sowie der Frequenz.

Abbildung links / Figure leftEin im Rahmen des BMBF-Projektes MARIO entwickeltes steuerbares Anpass-netzwerk mit Doppelvarakatoren mit separierter hochresisitiver Steuerelektrode für hohe Linearität (IP3>46 dBm @ 23 dBm) (IEEE Trans. MTT, Feb. 2007). Die Varakatoren erreichen hohe Güten (Q>120). / Tunable matching network with a novel concept of twin varactors

Abbildung rechts / Figure rightWeltweit erste steuerbare Flüssigkristall-Reflectarrays (hier bei 77 GHz) als kompakte, gewichtsreduzierte Antennen-konfiguration für Satellitensysteme und Radarsensoren (IEE ELECTRONICS LETTERS, Aug. 2006). / Worldwide first realized electronically steerable liquid crystal reflectarray @ 77GHz

Kontakt

Fachgebiet Mikrowellentechnik

Prof. Dr.-Ing. Rolf JakobyTel.: 06151 16 - 4893jakoby@hf.tu-darmstadt.dewww.hf.tu-darmstadt.de

4140

Dies stellt eine schaltungstechnische He-rausforderung dar, die mit heute verfügba-ren Halbleiterbauelementen und HF-MEMS nur mit sehr hohem Aufwand und nur un-zureichend erfüllt werden kann. Daher zie-len unsere Forschungsarbeiten auf die Ent-wicklung neuer Systemkonzepte und alter-nativer passiver Hardwarelösungen auf Basis nichtlinearer ferroelektrischer Dünn-filme und Dickschichten, anisotroper Flüs-sigkristalle und steuerbarer Metamaterial-

Das Fachgebiet Mikrowellentechnik be-fasst sich in Forschung und Lehre mit Kom-ponenten, Technologien und Verfahren in drahtlosen Kommunikations- und Sensor-systemen.

Agile, rekonfigurierbare und kognitive Systeme bedeuten einen Paradigmenwech-sel in der Funkkommunikation von Morgen. Schlüsselkomponenten dieser Evolution sind kompakte, kosteneffiziente, steuerbare HochFrequenz-Komponenten im Frequenz-bereich bis 300 GHz, primär für rekonfigu-rierbare Multiband-/Multistandard-Front-ends und elektronischsteuerbare Antennen-systeme zur räumlichen Strahlformung.

Beispiele sind: steuerbare Leitungen, Pha-senschieber, Varaktoren, abstimmbare Reso-natoren, adaptive Anpassnetzwerke, steuer-bare Multibandantennen und Reflectarrays, abstimmbare Multibandfilter und darauf ba-sierende frequenzselektive HF-Schalter (Du-plexer). Angestrebt werden Systeme mit ho-her Leistungseffizienz, hoher Linearität und optimaler Nutzung der begrenzten Fre-quenzressourcen unterschiedlicher Netze und Dienste (Cognitive Radio).

Funkkommunikation

The Microwave Engineering laboratory is concerned with with components, technolo-gies and methods in wireless communication and sensor systems. It focuses on reconfigur-able systems and RF-components such as ferro-electrics, anisotropic liquid crystals and tune-able metamaterials.

strukturen. Diese Funktionsmaterialien än-dern ihre elektromagnetischen Eigenschaf-ten durch eine externe Steuerspannung. Die Forschungsarbeiten von den Grundlagen bis zur industriellen Anwendung umfassen ne-ben der Materialsynthese und Prozesstech-nologie in enger interdisziplinärer Zusam-menarbeit mit Materialwissenschaftlern und Chemikern, die Entwicklung neuer Schaltungskonzepte und innovativer Hard-warelösungen. Die gezielte Optimierung er-folgt unter anderem mit spezifisch entwi-ckelten 3D-FDTD-Simulationstools für nichtlineare komplexe mikroskalige Struk-turen. Die Prototyp-Realisierung unter Be-rücksichtigung von Miniaturisierungs- und Integrationsaspekten beinhaltet die modell-basierte HF-Charakterisierung Evaluierung /

der Materialien, Teststrukturen und Kompo-nenten über Temperatur, Steuerspannung, Feldstärke, HF-Leistung sowie der Frequenz.

Abbildung links / Figure leftEin im Rahmen des BMBF-Projektes MARIO entwickeltes steuerbares Anpass-netzwerk mit Doppelvarakatoren mit separierter hochresisitiver Steuerelektrode für hohe Linearität (IP3>46 dBm @ 23 dBm) (IEEE Trans. MTT, Feb. 2007). Die Varakatoren erreichen hohe Güten (Q>120). / Tunable matching network with a novel concept of twin varactors

Abbildung rechts / Figure rightWeltweit erste steuerbare Flüssigkristall-Reflectarrays (hier bei 77 GHz) als kompakte, gewichtsreduzierte Antennen-konfiguration für Satellitensysteme und Radarsensoren (IEE ELECTRONICS LETTERS, Aug. 2006). / Worldwide first realized electronically steerable liquid crystal reflectarray @ 77GHz

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Fachgebiet Mikrowellentechnik

Prof. Dr.-Ing. Rolf JakobyTel.: 06151 16 - 4893jakoby@hf.tu-darmstadt.dewww.hf.tu-darmstadt.de

4140

Das Fachgebiet Optische Nachrichtentech-nik befasst sich in Forschung und Lehre mit optischen Kommunikationssystemen, opti-schen aktiven und passiven Komponenten und Anwendungen dieser Komponenten in der Sensorik.

Die Forschungsaktivitäten des Fachgebie-tes konzentrieren sich auf drei Hauptgebie-te:

• Schnelle optische Übertragungssysteme• Mikromechanisch abstimmbare aktive

und passive optische Komponenten• Erzeugung von THz-Signalen mit Hilfe

optischer Systeme.

Die Aktivitäten des ersten Arbeitsgebiets erstrecken sich auf die Untersuchung sehr schneller optischer Übertragungssysteme. Hier stehen simulatorische Untersuchungen des Einflusses der Polarisationseigenschaf-ten optischer Übertragungstrecken und die Bekämpfung der durch sie hervorgerufenen Störungen im Vordergrund. Ein wesentlich-es Ziel ist es, die durch Polarisationsmoden-dispersion hervorgerufenen Störungen adaptiv mit Hilfe von phasensensitiven opti-schen Empfängern zu kompensieren.

OptischeNachrichtentechnik

Die im zweiten Forschungsfeld in enger Zusammenarbeit mit dem Walter-Schottky-Institut für den Kommunikationsbereich bei einer Wellenlänge um 1.5 µm entwickelten mikromechanisch abstimmbaren Oberflä-chen emittierende Laser (VCSEL) weisen ein hervorragendes spektrales Verhalten auf und sind in vielen Bereichen der Kommuni-kation, der optischen Spektroskopie und der Sensorik einsetzbar.

In diese Richtung entwickeln sich die Ar-beiten der zweiten Arbeitsgruppe. Insbe-sondere wird der Wellenlängenbereich durch Verwendung von GaAs basierten akt-iven Materialien erweitert, die Modulations-geschwindigkeit und das Polarisationsver-halten optimiert. Zusätzlich stehen Entwick-lungen einer Technologie im Vordergrund, die eine industrielle Fertigung des Bauteils erlaubt. Es werden hier u.a. Komponenten für die Anwendungen in der Sensorik und Kommunikationstechnik entwickelt.

The Chair Optical Communications deals with optical communication systems, optical active and passive components and their application in sensor technology.

Abbildung links / Figure leftOberflächen emittierender Laser /Surface emitting laser

Abbildung oben / Figure aboveTHz-Filter / THz-Filter

Kontakt

FachgebietOptische Nachrichtentechnik

Prof. Dr.-Ing. Peter MeißnerTel.: 06151 16 - 2462p.meissner@ieee.orgwww.hf.e-technik.tu-darmstadt.de/opthomepage/

Elektromagnetische Strahlung im THz-Bereich war lange nicht oder nur einge-schränkt nutzbar. Es existiert aber ein inte-ressantes breitbandiges Anwendungsspek-trum der THz-Strahlung im Bereich der Spektroskopie, Astronomie, Medizintechnik und Sicherheitstechnik. Die dritte Arbeits-gruppe des Fachgebiets beschäftigt sich mit dem Entwurf, der Herstellung und Charak-terisierung von Sendern, Empfängern und Komponenten für diesen Frequenzbereich. Das vorhandene THz-System beruht auf der kohärenten Überlagerung zweier hochstabi-ler DFB-Laser, deren Schwebungsfrequenz im Bereich zwischen 0 Hz und 1.2 THz ein-gestellt werden kann. Mittelfristig geht die Entwicklung der Forschung in die Erschlie-ßung neuer Anwendungsfelder für diese Technologien.

4342

Das Fachgebiet Optische Nachrichtentech-nik befasst sich in Forschung und Lehre mit optischen Kommunikationssystemen, opti-schen aktiven und passiven Komponenten und Anwendungen dieser Komponenten in der Sensorik.

Die Forschungsaktivitäten des Fachgebie-tes konzentrieren sich auf drei Hauptgebie-te:

• Schnelle optische Übertragungssysteme• Mikromechanisch abstimmbare aktive

und passive optische Komponenten• Erzeugung von THz-Signalen mit Hilfe

optischer Systeme.

Die Aktivitäten des ersten Arbeitsgebiets erstrecken sich auf die Untersuchung sehr schneller optischer Übertragungssysteme. Hier stehen simulatorische Untersuchungen des Einflusses der Polarisationseigenschaf-ten optischer Übertragungstrecken und die Bekämpfung der durch sie hervorgerufenen Störungen im Vordergrund. Ein wesentlich-es Ziel ist es, die durch Polarisationsmoden-dispersion hervorgerufenen Störungen adaptiv mit Hilfe von phasensensitiven opti-schen Empfängern zu kompensieren.

OptischeNachrichtentechnik

Die im zweiten Forschungsfeld in enger Zusammenarbeit mit dem Walter-Schottky-Institut für den Kommunikationsbereich bei einer Wellenlänge um 1.5 µm entwickelten mikromechanisch abstimmbaren Oberflä-chen emittierende Laser (VCSEL) weisen ein hervorragendes spektrales Verhalten auf und sind in vielen Bereichen der Kommuni-kation, der optischen Spektroskopie und der Sensorik einsetzbar.

In diese Richtung entwickeln sich die Ar-beiten der zweiten Arbeitsgruppe. Insbe-sondere wird der Wellenlängenbereich durch Verwendung von GaAs basierten akt-iven Materialien erweitert, die Modulations-geschwindigkeit und das Polarisationsver-halten optimiert. Zusätzlich stehen Entwick-lungen einer Technologie im Vordergrund, die eine industrielle Fertigung des Bauteils erlaubt. Es werden hier u.a. Komponenten für die Anwendungen in der Sensorik und Kommunikationstechnik entwickelt.

The Chair Optical Communications deals with optical communication systems, optical active and passive components and their application in sensor technology.

Abbildung links / Figure leftOberflächen emittierender Laser /Surface emitting laser

Abbildung oben / Figure aboveTHz-Filter / THz-Filter

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FachgebietOptische Nachrichtentechnik

Prof. Dr.-Ing. Peter MeißnerTel.: 06151 16 - 2462p.meissner@ieee.orgwww.hf.e-technik.tu-darmstadt.de/opthomepage/

Elektromagnetische Strahlung im THz-Bereich war lange nicht oder nur einge-schränkt nutzbar. Es existiert aber ein inte-ressantes breitbandiges Anwendungsspek-trum der THz-Strahlung im Bereich der Spektroskopie, Astronomie, Medizintechnik und Sicherheitstechnik. Die dritte Arbeits-gruppe des Fachgebiets beschäftigt sich mit dem Entwurf, der Herstellung und Charak-terisierung von Sendern, Empfängern und Komponenten für diesen Frequenzbereich. Das vorhandene THz-System beruht auf der kohärenten Überlagerung zweier hochstabi-ler DFB-Laser, deren Schwebungsfrequenz im Bereich zwischen 0 Hz und 1.2 THz ein-gestellt werden kann. Mittelfristig geht die Entwicklung der Forschung in die Erschlie-ßung neuer Anwendungsfelder für diese Technologien.

4342

sche Lösungen für Kommunikationssyste-me, die den genannten Anforderungen ge-recht werden. Hierzu werden einerseitsLösungen untersucht, die einen einzelnen Nutzer im System betreffen, wie z.B. die

Das Fachgebiet Kommunikationstechnik erforscht und entwickelt technische Lösun-gen für zukünftige, drahtlose Kommuni-kationssysteme. In diesem Zusammenhang wird eine breite Palette an Fragestellungen behandelt, um den Nutzern in Zukunft eine Vielfalt von Diensten anzubieten und gleich-zeitig eine hohe Mobilität bei der Benutzung dieser Dienste zu ermöglichen.

Die Anforderungen an moderne Kommu-nikationssysteme sind hoch: Zugang zum Internet, die Möglichkeit zum Versenden von Emails und gleichzeitige Verfügbarkeit von Telefondiensten sowie die Möglichkeit zum Austausch von Multimedia-Daten mit hohen Datenraten sind nur einige Beispiele einer Vielfalt von Diensten, die der Benutzer in Zukunft nicht mehr nur zu Hause oder im Büro, sondern überall und auch mobil nut-zen möchte. Die geforderte hohe Mobilität bei der Benutzung dieser Dienste kann nur durch eine drahtlose Übertragung gewähr-leistet werden.

Aktuelle Mobilfunksysteme, wie z.B. das Universal Mobile Telecommunications Sys-tem (UMTS), sind dafür nur begrenzt geeig-net. Das Fachgebiet Kommunikationstech-nik erforscht und entwickelt daher techni-

Kommunikationstechnik

The Communications Engineering Lab in-vestigates and develops technical solutions for future wireless communication systems. In this context, a variety of topics is addressed in order to provide various services even for users with high mobility.

projekten und kooperiert mit Industriepart-nern. Die Ergebnisse der Forschungsarbeit fließen in die vielfältigen Lehrveranstaltun-gen des Fachgebietes ein.

Abbildung links / Figure leftMobilfunkszenario mit Relaisstationenund mehreren Benutzerterminals /Relay enhanced mobile radio scenario with several user terminals

Abbildung rechts / Figure rightDarstellung der physikalischen Effekte bei der drahtlosen Übertragung, die sich sowohl zeitlich als auch mit der Frequenz ändern / Illustration of physical effects during wireless transmission changing with time and frequency

Kontakt

Fachgebiet Kommunikationstechnik

Prof. Dr.-Ing. Anja KleinTel.: 06151 16 - 5156a.klein@nt.tu-darmstadt.dewww.kt.tu-darmstadt.de

Entwicklung von Methoden zur Lokalisie-rung eines Benutzers mit Hilfe des verwen-deten Funknetzes, die Entwicklung von Al-gorithmen zur Schätzung der Eigenschaf-ten des Übertragungskanals oder die Wahl geeigneter Übertragungsverfahren. Ande-rerseits werden Fragestellungen behandelt, die gesamte Netzwerke betreffen, wie z.B. der Einsatz von Mehrantennensystemen oder Relaisstationen, sowie Fragestellungen auf dem Gebiet der Netzplanung und -di-mensionierung. Bei allen Lösungen spielen nicht nur technische, sondern auch wirt-schaftliche Aspekte eine wichtige Rolle. Das Fachgebiet Kommunikationstechnik liefert auf den genannten Gebieten Beiträge zu nationalen und internationalen Forschungs-

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sche Lösungen für Kommunikationssyste-me, die den genannten Anforderungen ge-recht werden. Hierzu werden einerseitsLösungen untersucht, die einen einzelnen Nutzer im System betreffen, wie z.B. die

Das Fachgebiet Kommunikationstechnik erforscht und entwickelt technische Lösun-gen für zukünftige, drahtlose Kommuni-kationssysteme. In diesem Zusammenhang wird eine breite Palette an Fragestellungen behandelt, um den Nutzern in Zukunft eine Vielfalt von Diensten anzubieten und gleich-zeitig eine hohe Mobilität bei der Benutzung dieser Dienste zu ermöglichen.

Die Anforderungen an moderne Kommu-nikationssysteme sind hoch: Zugang zum Internet, die Möglichkeit zum Versenden von Emails und gleichzeitige Verfügbarkeit von Telefondiensten sowie die Möglichkeit zum Austausch von Multimedia-Daten mit hohen Datenraten sind nur einige Beispiele einer Vielfalt von Diensten, die der Benutzer in Zukunft nicht mehr nur zu Hause oder im Büro, sondern überall und auch mobil nut-zen möchte. Die geforderte hohe Mobilität bei der Benutzung dieser Dienste kann nur durch eine drahtlose Übertragung gewähr-leistet werden.

Aktuelle Mobilfunksysteme, wie z.B. das Universal Mobile Telecommunications Sys-tem (UMTS), sind dafür nur begrenzt geeig-net. Das Fachgebiet Kommunikationstech-nik erforscht und entwickelt daher techni-

Kommunikationstechnik

The Communications Engineering Lab in-vestigates and develops technical solutions for future wireless communication systems. In this context, a variety of topics is addressed in order to provide various services even for users with high mobility.

projekten und kooperiert mit Industriepart-nern. Die Ergebnisse der Forschungsarbeit fließen in die vielfältigen Lehrveranstaltun-gen des Fachgebietes ein.

Abbildung links / Figure leftMobilfunkszenario mit Relaisstationenund mehreren Benutzerterminals /Relay enhanced mobile radio scenario with several user terminals

Abbildung rechts / Figure rightDarstellung der physikalischen Effekte bei der drahtlosen Übertragung, die sich sowohl zeitlich als auch mit der Frequenz ändern / Illustration of physical effects during wireless transmission changing with time and frequency

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Fachgebiet Kommunikationstechnik

Prof. Dr.-Ing. Anja KleinTel.: 06151 16 - 5156a.klein@nt.tu-darmstadt.dewww.kt.tu-darmstadt.de

Entwicklung von Methoden zur Lokalisie-rung eines Benutzers mit Hilfe des verwen-deten Funknetzes, die Entwicklung von Al-gorithmen zur Schätzung der Eigenschaf-ten des Übertragungskanals oder die Wahl geeigneter Übertragungsverfahren. Ande-rerseits werden Fragestellungen behandelt, die gesamte Netzwerke betreffen, wie z.B. der Einsatz von Mehrantennensystemen oder Relaisstationen, sowie Fragestellungen auf dem Gebiet der Netzplanung und -di-mensionierung. Bei allen Lösungen spielen nicht nur technische, sondern auch wirt-schaftliche Aspekte eine wichtige Rolle. Das Fachgebiet Kommunikationstechnik liefert auf den genannten Gebieten Beiträge zu nationalen und internationalen Forschungs-

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Das Forschungsgebiet des Fachgebiets Nachrichtentechnische Systeme umfasst drahtlose Kommunikationssysteme, Sensor-gruppensignalverarbeitung und Radarsys-teme.

Das Fachgebiet Nachrichtentechnische Systeme wurde 2005 gegründet. Die For-schungsarbeiten des Fachgebiets beschäfti-gen sich mit der Entwicklung von Algorith-men für zukünftige Kommunikations- und Radarsysteme.

Der Schwerpunkt der Forschung am Fach-gebiet sind fortgeschrittene Algorithmen für Mehrantennensysteme. In der drahtlosen Kommunikation erlauben Mehrantennen-systeme das räumlich selektive Senden und Empfangen von Signalen, wodurch die Er-höhung der Signalleistung, die verbesserte Unterdrückung von Interferenzen und da-her insgesamt die Verbesserung der Systemkapazität erreicht werden kann. In Radarsystemen werden Sensorgruppen ver-wendet, um Interferenzen durch adaptives Beamformen zu unterdrücken, Signalquel-len zu detektieren und zu lokalisieren sowie Parameter der Signalquellen zu schätzen.

NachrichtentechnischeSysteme

The research of Communication Systems Group spans the areas of wireless communica-tions, sensor array processing, and radar.

Unsere Forschungsschwerpunkte umfas-sen die folgenden Themen:

• Adaptives Beamformen undintelligente Antennen

• Hochauflösende Richtungsschätzung• Mehrantennen-Kommunikationssysteme

und Raum-Zeit Codierung• Mehrbenutzer- und

Mehrträger-Kommunikation• Konvexe Optimierung für Sensorgrup-

pensignalverarbeitung und drahtloseKommunikation

• Statistische Signalverarbeitung fürMehrantennen-Kommunikationssysteme

• Schätz- und Detektionstheorie• Adaptive Raum-Zeit-Signalverarbeitung

für Radar

Das strategische Ziel unserer Forschung ist die Entwicklung neuer Methoden zur Ver-besserung drahtloser Kommunikations- und Radarsysteme.

Kontakt

Fachgebiet Nachrichtentechnische Systeme

Prof. Dr.-Ing. Alex GershmanTel.: 06151 16 - 2813gershman@nt.tu-darmstadt.dewww.nt.tu-darmstadt.de/nt/

Source signal

θ

Sensor array

Beamformer output

y(t)

W1

W2 W3 W4

W5

4746

Das Forschungsgebiet des Fachgebiets Nachrichtentechnische Systeme umfasst drahtlose Kommunikationssysteme, Sensor-gruppensignalverarbeitung und Radarsys-teme.

Das Fachgebiet Nachrichtentechnische Systeme wurde 2005 gegründet. Die For-schungsarbeiten des Fachgebiets beschäfti-gen sich mit der Entwicklung von Algorith-men für zukünftige Kommunikations- und Radarsysteme.

Der Schwerpunkt der Forschung am Fach-gebiet sind fortgeschrittene Algorithmen für Mehrantennensysteme. In der drahtlosen Kommunikation erlauben Mehrantennen-systeme das räumlich selektive Senden und Empfangen von Signalen, wodurch die Er-höhung der Signalleistung, die verbesserte Unterdrückung von Interferenzen und da-her insgesamt die Verbesserung der Systemkapazität erreicht werden kann. In Radarsystemen werden Sensorgruppen ver-wendet, um Interferenzen durch adaptives Beamformen zu unterdrücken, Signalquel-len zu detektieren und zu lokalisieren sowie Parameter der Signalquellen zu schätzen.

NachrichtentechnischeSysteme

The research of Communication Systems Group spans the areas of wireless communica-tions, sensor array processing, and radar.

Unsere Forschungsschwerpunkte umfas-sen die folgenden Themen:

• Adaptives Beamformen undintelligente Antennen

• Hochauflösende Richtungsschätzung• Mehrantennen-Kommunikationssysteme

und Raum-Zeit Codierung• Mehrbenutzer- und

Mehrträger-Kommunikation• Konvexe Optimierung für Sensorgrup-

pensignalverarbeitung und drahtloseKommunikation

• Statistische Signalverarbeitung fürMehrantennen-Kommunikationssysteme

• Schätz- und Detektionstheorie• Adaptive Raum-Zeit-Signalverarbeitung

für Radar

Das strategische Ziel unserer Forschung ist die Entwicklung neuer Methoden zur Ver-besserung drahtloser Kommunikations- und Radarsysteme.

Kontakt

Fachgebiet Nachrichtentechnische Systeme

Prof. Dr.-Ing. Alex GershmanTel.: 06151 16 - 2813gershman@nt.tu-darmstadt.dewww.nt.tu-darmstadt.de/nt/

Source signal

θ

Sensor array

Beamformer output

y(t)

W1

W2 W3 W4

W5

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kleinen Bewegungen/Augenzuckungen, um eine ständige Nachverfolgung des Bereiches von Interesse zu gewährleisten.

Abbildung links / Figure leftKfz-Radar Signalverarbeitung /Automotive Radar Signal Processing

Abbildung oben / Figure aboveVideokeratoskopie / Videokeratoscopy

Kontakt

Fachgebiet Signalverarbeitung

Prof. Dr.-Ing. Abdelhak ZoubirTel.: 06151 16 - 4595zoubir@spg.tu-darmstdt.dewww.spg.tu-darmstadt.de

Signal in Form einer elektromagnetischen Welle wird ausgesendet und an Objekten in der Umgebung reflektiert. Die rückreflek-tierten Echos werden analysiert um den Abstand (Zeitdifferenz), relativen Winkel (Phasenunterschiede an Sensorgruppe) oder zusätzlich die Objektgeschwindigkeit (Dopplerverschiebung) zu bestimmen.

Das zweite Beispiel handelt von der Mes-sung der Hornhautoberfläche des mensch-lichen Auges: Mit einer genauen Beschrei-bung/Modellierung der Hornhaut können u.a. patientenspezifische Kontaktlinsen an-gepasst werden, Augenkrankheiten dia-gnostiziert oder hornhautverändernde Au-genoperationen geplant werden. Die gän-gige Messmethode hierfür ist die Videokera-toskopie, bei der konzentrische Kreise auf die Hornhaut projeziert werden um Un-regelmäßigkeiten zu entdecken. Ein Prob-lem dabei ist z.B. die Modellierung von

Kamera Beleuchtete,konzentrische Ringe

Menschliches Auge,Hornhaut (Cornea)

Das erste Beispiel befasst sich mit der Abstands- und Winkelmessung in der Kfz-Radar Signalverarbeitung: Eine akkurate Beschreibung des Umfelds eines Autos kann u.a. dem Fahrer helfen einzuparken oder den Sicherheitsabstand zum vorfahrenden Fahrzeug einzuhalten. Gefahrensituationen z.B. beim Spurwechsel oder Auffahren auf ein Stauende können angezeigt werden um so Unfälle zu vermeiden. Radarprinzip: Ein

Ziel unserer Aktivitäten ist die Erfor-schung und Entwicklung von Lösungen in den Bereichen der Sensorgruppen-Signal-verarbeitung, der robusten Schätzung und Detektion sowie der Computergestützten statistischen Signalverarbeitung.

Diese Bereiche enthalten eine Vielzahl un-terschiedlicher Problemstellungen, die Ge-genstand unserer Forschungsprojekte sind. Die Anwendungsgebiete, in denen die Grup-pe tätig ist, umfassen u.a. die Automobil-branche (Sicherheits- und Komfortanwen-dungen), (Bio-)Medizitechnik und drahtlose Kommunikation. Zur Veranschaulichung werden zwei Anwendungsbeispiele allge-mein beschrieben:

Signalverarbeitung

The goal of our research activities is to develop solutions in the areas of array signal processing, robust estimation and detection and computer-based statistical signal pro-cessing.

Auto Objekt

Sig

nalp

roze

ssor

ZurückreflektierteWellen

(x , y )1 1

(x , y )0 0

Dinstanz d

Winkel α

Schätzungα, d

4948

kleinen Bewegungen/Augenzuckungen, um eine ständige Nachverfolgung des Bereiches von Interesse zu gewährleisten.

Abbildung links / Figure leftKfz-Radar Signalverarbeitung /Automotive Radar Signal Processing

Abbildung oben / Figure aboveVideokeratoskopie / Videokeratoscopy

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Fachgebiet Signalverarbeitung

Prof. Dr.-Ing. Abdelhak ZoubirTel.: 06151 16 - 4595zoubir@spg.tu-darmstdt.dewww.spg.tu-darmstadt.de

Signal in Form einer elektromagnetischen Welle wird ausgesendet und an Objekten in der Umgebung reflektiert. Die rückreflek-tierten Echos werden analysiert um den Abstand (Zeitdifferenz), relativen Winkel (Phasenunterschiede an Sensorgruppe) oder zusätzlich die Objektgeschwindigkeit (Dopplerverschiebung) zu bestimmen.

Das zweite Beispiel handelt von der Mes-sung der Hornhautoberfläche des mensch-lichen Auges: Mit einer genauen Beschrei-bung/Modellierung der Hornhaut können u.a. patientenspezifische Kontaktlinsen an-gepasst werden, Augenkrankheiten dia-gnostiziert oder hornhautverändernde Au-genoperationen geplant werden. Die gän-gige Messmethode hierfür ist die Videokera-toskopie, bei der konzentrische Kreise auf die Hornhaut projeziert werden um Un-regelmäßigkeiten zu entdecken. Ein Prob-lem dabei ist z.B. die Modellierung von

Kamera Beleuchtete,konzentrische Ringe

Menschliches Auge,Hornhaut (Cornea)

Das erste Beispiel befasst sich mit der Abstands- und Winkelmessung in der Kfz-Radar Signalverarbeitung: Eine akkurate Beschreibung des Umfelds eines Autos kann u.a. dem Fahrer helfen einzuparken oder den Sicherheitsabstand zum vorfahrenden Fahrzeug einzuhalten. Gefahrensituationen z.B. beim Spurwechsel oder Auffahren auf ein Stauende können angezeigt werden um so Unfälle zu vermeiden. Radarprinzip: Ein

Ziel unserer Aktivitäten ist die Erfor-schung und Entwicklung von Lösungen in den Bereichen der Sensorgruppen-Signal-verarbeitung, der robusten Schätzung und Detektion sowie der Computergestützten statistischen Signalverarbeitung.

Diese Bereiche enthalten eine Vielzahl un-terschiedlicher Problemstellungen, die Ge-genstand unserer Forschungsprojekte sind. Die Anwendungsgebiete, in denen die Grup-pe tätig ist, umfassen u.a. die Automobil-branche (Sicherheits- und Komfortanwen-dungen), (Bio-)Medizitechnik und drahtlose Kommunikation. Zur Veranschaulichung werden zwei Anwendungsbeispiele allge-mein beschrieben:

Signalverarbeitung

The goal of our research activities is to develop solutions in the areas of array signal processing, robust estimation and detection and computer-based statistical signal pro-cessing.

Auto Objekt

Sig

nalp

roze

ssor

ZurückreflektierteWellen

(x , y )1 1

(x , y )0 0

Dinstanz d

Winkel α

Schätzungα, d

4948

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Fachgebiet Leistungselektronik und Antriebsregelung

Prof. Dr.-Ing. Peter MutschlerTel.: 06151 16 - 2166pmu@srt.tu-darmstadt.dewww.srt.tu-darmstadt.de

Drehzahl auf optimal an den Prozess ange-passter variabler Drehzahl möglich. Dies wird durch Leistungselektronik erreicht. Aber auch in anderen Bereichen, z.B. bei Be-leuchtungen, sind Effizienzsteigerungen durch Leistungselektronik in vollem Gange. Sie haben noch ein großes Zukunftspo-tenzial.

Derzeitige Schwerpunkte der Forschung an unserem FG sind u. a.: Energieeffiziente Antriebe, Zwischenkreis-Umrichter mit mi-nimalem Energiespeicher, Resonante Um-richter für hohe Frequenz und hohe Leis-tung, Fehlertolerante Antriebsumrichter, Sensorlose Positionsregelung insbesondere für Linearantriebe, Lineare Direktantriebe

für industriellen Materialtransport und -Ver-arbeitung. Letzterem liegt zugrunde, dass in industriellen Be- und Verarbeitungsanlagen Gegenstände (Material) in verschiedenen Stationen bearbeitet und zwischen diesen Bearbeitungsstationen transportiert werden muss. In dem Vorhaben wird ein einheit-liches Linear-Antriebssystem erforscht, das räumlich gekrümmte und geschlossene Fahrwege enthält und sowohl die Bearbei-tung der Gegenstände mit höchster Präzi-sion als auch deren Transport mit hoher Dynamik ermöglicht. Damit entfallen wie-derholtes Aufspannen und justieren der Ge-genstände in den einzelnen Bearbeitungs-stationen. Auf dem Fahrweg können mehr-ere Fahrzeuge weitgehend unabhängig agie-ren. Ein erster Versuchsaufbau mit nur einem Fahrzeug auf einem kreisförmigen Fahrweg zeigt Bild 2.

Leistungselektronikund Antriebsregelung

Energie durch Leistungselektronik umge-formt, ehe sie die vom Anwender gewünsch-te Wirkung (mechanische Arbeit, Beleuch-tung usw.) entfaltet, (Bild 1). Ein Großteil der elektrischen Energie wird in Antrieben in mechanische Arbeit ungeformt. Einedeutliche Effizienzsteigerung ist vielfach durch Übergang von Betrieb mit starrer

Power Electronics is the enabling technology to efficiently use, distribute and generate elec-trical energy. Presently, focus of research is on converter technology with high efficiency, high frequency and small energy storage as well as on linear drives for industrial material hand-ling and their sensorless control.

Leistungselektronik ist die Schlüsseltech-nologie zu rationeller Anwendung, Vertei-lung und Erzeugung elektrischer Energie. Forschungsschwerpunkte sind derzeit Um-richter für hohe Effizienz, hohe Frequenz und mit kleinem Energiespeicher sowie li-neare Direktantriebe für industrielles Ma-terialhandling und deren sensorlose Rege-lung.

Leistungselektronik ist die Schlüsseltech-nologie mit der Leistungsflüsse von weni-gen Watt (Energiesparlampe) bis in den Gi-gawatt-Bereich (Hochspannungs-Gleich strom Übertragung) elektronisch, d.h. sehr schnell und vor allem hocheffizient gesteu-ert und geregelt werden können. In naher Zukunft wird fast die gesamte elektrische

5150

Kontakt

Fachgebiet Leistungselektronik und Antriebsregelung

Prof. Dr.-Ing. Peter MutschlerTel.: 06151 16 - 2166pmu@srt.tu-darmstadt.dewww.srt.tu-darmstadt.de

Drehzahl auf optimal an den Prozess ange-passter variabler Drehzahl möglich. Dies wird durch Leistungselektronik erreicht. Aber auch in anderen Bereichen, z.B. bei Be-leuchtungen, sind Effizienzsteigerungen durch Leistungselektronik in vollem Gange. Sie haben noch ein großes Zukunftspo-tenzial.

Derzeitige Schwerpunkte der Forschung an unserem FG sind u. a.: Energieeffiziente Antriebe, Zwischenkreis-Umrichter mit mi-nimalem Energiespeicher, Resonante Um-richter für hohe Frequenz und hohe Leis-tung, Fehlertolerante Antriebsumrichter, Sensorlose Positionsregelung insbesondere für Linearantriebe, Lineare Direktantriebe

für industriellen Materialtransport und -Ver-arbeitung. Letzterem liegt zugrunde, dass in industriellen Be- und Verarbeitungsanlagen Gegenstände (Material) in verschiedenen Stationen bearbeitet und zwischen diesen Bearbeitungsstationen transportiert werden muss. In dem Vorhaben wird ein einheit-liches Linear-Antriebssystem erforscht, das räumlich gekrümmte und geschlossene Fahrwege enthält und sowohl die Bearbei-tung der Gegenstände mit höchster Präzi-sion als auch deren Transport mit hoher Dynamik ermöglicht. Damit entfallen wie-derholtes Aufspannen und justieren der Ge-genstände in den einzelnen Bearbeitungs-stationen. Auf dem Fahrweg können mehr-ere Fahrzeuge weitgehend unabhängig agie-ren. Ein erster Versuchsaufbau mit nur einem Fahrzeug auf einem kreisförmigen Fahrweg zeigt Bild 2.

Leistungselektronikund Antriebsregelung

Energie durch Leistungselektronik umge-formt, ehe sie die vom Anwender gewünsch-te Wirkung (mechanische Arbeit, Beleuch-tung usw.) entfaltet, (Bild 1). Ein Großteil der elektrischen Energie wird in Antrieben in mechanische Arbeit ungeformt. Einedeutliche Effizienzsteigerung ist vielfach durch Übergang von Betrieb mit starrer

Power Electronics is the enabling technology to efficiently use, distribute and generate elec-trical energy. Presently, focus of research is on converter technology with high efficiency, high frequency and small energy storage as well as on linear drives for industrial material hand-ling and their sensorless control.

Leistungselektronik ist die Schlüsseltech-nologie zu rationeller Anwendung, Vertei-lung und Erzeugung elektrischer Energie. Forschungsschwerpunkte sind derzeit Um-richter für hohe Effizienz, hohe Frequenz und mit kleinem Energiespeicher sowie li-neare Direktantriebe für industrielles Ma-terialhandling und deren sensorlose Rege-lung.

Leistungselektronik ist die Schlüsseltech-nologie mit der Leistungsflüsse von weni-gen Watt (Energiesparlampe) bis in den Gi-gawatt-Bereich (Hochspannungs-Gleich strom Übertragung) elektronisch, d.h. sehr schnell und vor allem hocheffizient gesteu-ert und geregelt werden können. In naher Zukunft wird fast die gesamte elektrische

5150

rausforderung für die Zukunft dar, durch Si-mulationen mit Sicherheit voraussagen zu können, dass beispielsweise ein Mobiltele-fon in einem Kraftfahrzeug nicht versehent-lich einen Airbag auslösen kann. Unsere Arbeit ist stark interdisziplinär. Neben In-genieuren arbeiten bei uns Mathematiker, Physiker und Informatiker an der Entwick-lung und praktischen Umsetzung neuer Me-thoden.

Abbildung links / Figure leftAbstrahlungsfeld einer Scheibenantenne /Radiation of a window-frame antenna

Abbildung rechts / Figure rightStrahlung eines Mobilfunktelefons /Radiation of a mobile phone

Kontakt

Fachgebiet Theorie Elektromagnetischer Felder

Prof. Dr.-Ing. habil. Thomas WeilandTel.: 06151 16 - 2161thomas.weiland@temf.dewww.TEMF.de

stehen ferner im Bereich der Beschleuniger-physik, die beispielsweise neben der Grund-lagenforschung im Mate rialwesen ebenso in der Medizin bei der Krebstherapie mit Ra-dionukliden zum Einsatz gelangt. In den letzten Jahren neu hinzugekommen ist das weite Anwendungsfeld der Digital- und Computertechnik. Mit der stets zunehmen-den Taktfrequenz der Rechner werden elek-tromagnetische Effekte für die elektroni-schen Bauteile immer wichtiger. Die Vielfalt der elektronischen Helfer im Alltag führt zu neuen Problemen durch unerwünschte Wechselwirkungen. Es stellt eine große He-

gramme basierend auf dieser Methode wer-den heute weltweit eingesetzt. Allgemein-verständliche Anwendungen finden sich im Mobilfunk, wo man an der Strahlungsbelas-tung des menschlichen Körpers genau so in-teressiert ist wie an der optimalen Abstrah-lung vom Mobiltelefon zur Basisstation. Extrem anspruchsvolle Anforderungen be-

At the Computational Electromagnetics Laboratory we work on methods for solving the electromagnetic field equations for virtually any kind of technical application. Simulation software today has become an indispensible tool in industrial research and development, complementing the conventio-nal experimental approach.

Am Institut für Theorie Elektromagneti-scher Felder (TEMF) beschäftigen wir uns mit der Lösung der elektromagnetischen Feldgleichungen für nahezu jedwede Art von technischer Anwendung. In der indust-riellen Forschung und Entwicklung stellen heute computergestützte Simulationsme-thoden neben den klassischen Experimenten ein nicht mehr wegzudenkendes Werkzeug dar.

Elektromagnetische Felder stellen die we-sentliche physikalische Grundlage für die Elektrotechnik und Informationstechnik dar. Die Schwierigkeit im Umgang mit elek-tromagnetischen Feldern liegt in der Kom-paktheit und Komplexität der Maxwellschen Gleichungen, die alle elektromagnetischen Phänomene beschreiben. In Forschung und Entwicklung werden deshalb seit Jahrzehn-ten Computerprogramme eingesetzt, mit denen diese Gleichungen mehr oder weni-ger genau für praktische Probleme gelöst werden können.

Gegenstand unserer Forschung ist die Ent-wicklung und Anwendung neuer Algorith-men. Eine zentrale Rolle spielt hierbei die 1977 vorgestellte Methode der Finiten Inte-gration (FIT). Kommerzielle Softwarepro-

TheorieElektromagnetischer Felder

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rausforderung für die Zukunft dar, durch Si-mulationen mit Sicherheit voraussagen zu können, dass beispielsweise ein Mobiltele-fon in einem Kraftfahrzeug nicht versehent-lich einen Airbag auslösen kann. Unsere Arbeit ist stark interdisziplinär. Neben In-genieuren arbeiten bei uns Mathematiker, Physiker und Informatiker an der Entwick-lung und praktischen Umsetzung neuer Me-thoden.

Abbildung links / Figure leftAbstrahlungsfeld einer Scheibenantenne /Radiation of a window-frame antenna

Abbildung rechts / Figure rightStrahlung eines Mobilfunktelefons /Radiation of a mobile phone

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Fachgebiet Theorie Elektromagnetischer Felder

Prof. Dr.-Ing. habil. Thomas WeilandTel.: 06151 16 - 2161thomas.weiland@temf.dewww.TEMF.de

stehen ferner im Bereich der Beschleuniger-physik, die beispielsweise neben der Grund-lagenforschung im Mate rialwesen ebenso in der Medizin bei der Krebstherapie mit Ra-dionukliden zum Einsatz gelangt. In den letzten Jahren neu hinzugekommen ist das weite Anwendungsfeld der Digital- und Computertechnik. Mit der stets zunehmen-den Taktfrequenz der Rechner werden elek-tromagnetische Effekte für die elektroni-schen Bauteile immer wichtiger. Die Vielfalt der elektronischen Helfer im Alltag führt zu neuen Problemen durch unerwünschte Wechselwirkungen. Es stellt eine große He-

gramme basierend auf dieser Methode wer-den heute weltweit eingesetzt. Allgemein-verständliche Anwendungen finden sich im Mobilfunk, wo man an der Strahlungsbelas-tung des menschlichen Körpers genau so in-teressiert ist wie an der optimalen Abstrah-lung vom Mobiltelefon zur Basisstation. Extrem anspruchsvolle Anforderungen be-

At the Computational Electromagnetics Laboratory we work on methods for solving the electromagnetic field equations for virtually any kind of technical application. Simulation software today has become an indispensible tool in industrial research and development, complementing the conventio-nal experimental approach.

Am Institut für Theorie Elektromagneti-scher Felder (TEMF) beschäftigen wir uns mit der Lösung der elektromagnetischen Feldgleichungen für nahezu jedwede Art von technischer Anwendung. In der indust-riellen Forschung und Entwicklung stellen heute computergestützte Simulationsme-thoden neben den klassischen Experimenten ein nicht mehr wegzudenkendes Werkzeug dar.

Elektromagnetische Felder stellen die we-sentliche physikalische Grundlage für die Elektrotechnik und Informationstechnik dar. Die Schwierigkeit im Umgang mit elek-tromagnetischen Feldern liegt in der Kom-paktheit und Komplexität der Maxwellschen Gleichungen, die alle elektromagnetischen Phänomene beschreiben. In Forschung und Entwicklung werden deshalb seit Jahrzehn-ten Computerprogramme eingesetzt, mit denen diese Gleichungen mehr oder weni-ger genau für praktische Probleme gelöst werden können.

Gegenstand unserer Forschung ist die Ent-wicklung und Anwendung neuer Algorith-men. Eine zentrale Rolle spielt hierbei die 1977 vorgestellte Methode der Finiten Inte-gration (FIT). Kommerzielle Softwarepro-

TheorieElektromagnetischer Felder

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Abbildung / FigureRekonfigurierbarer PKI-Verschlüssler in Multiprozessor-Architektur /Reconfigurable multi-core PKI encryption processor

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Fachgebiet Integrierte Schaltungen und Systeme

Prof. Dr.-Ing. Sorin Alexander HussTel.: 06151 16 - 3980huss@iss.tu-darmstadt.dewww.vlsi.informatik.tu-darmstadt.de

rekonfigurierbarer System-on-Chip Architek-turen, damit etwaige Änderungen in den Ab-laufalgorithmen bzw. in ihren Parametern nicht nur in der SW-, sondern auch in der HW-Architektur realisierbar bleiben.

In der Abbildung ist zur Verdeutlichung der Anforderungen an die Flexibilität einge-betteter Systeme die Auslegung eines Kryp-toprozessors für die asymmetrischen Public Key Infrastructure Verfahren RSA (Schlüssel-länge 1536 bis 3072 Bit) und ECC (Schlüs-sellänge 192 bis 256 Bit), sowie für das sym-metrische AES-Verfahren (Schlüssellängen

128 und 256 Bit) als Multiprozessor mit fünf 32 Bit Prozessoren und vier Koprozessoren für die dedizierte modulare Multiplikation dargestellt. Die Realisierung dieses Krypto-prozessors auf einer kommerziell verfügba-ren, rekonfigurierbaren System-on-Chip Plattform verdeutlicht die Leistungsfähig-keit der erforschten Verfahren und die ei-genen Kompetenzen beim Entwurf hoch-komplexer eingebetteter Systeme für die IT-Sicherheit.

domänen kaum noch möglich ist. Die For-schungsarbeiten am Fachgebiet sind deshalb auf grundlegende Fragestellungen des Ent-wurfs kooperierender HW/SW-Systeme aus-gerichtet.

Ausgehend von einer neuen Spezifika-tionsmethode, die eine Wiederverwendung von Intellectual Property Komponenten un-terstützt, werden in einer dedizierten Sys-temsynthese mittels genetischer Algorith-men Pareto-optimale Architekturen und zeitliche Abläufe der Teilaufgaben ermittelt. Dadurch lassen sich schnell und vor allem fehlerfrei verschiedene Implentierungs-varianten generieren und bewerten. Die Implementierung einer derart erzeugten Systemauslegung erfordert die Einbindung

The research work over the past years ad-dresses innovative design methodologies and novel architectures of embedded systems, which are aimed to applications in the area of IT security. Dependability, efficiency, and flexibility of such cooperating HW/SW sys-tems are the main issues of interest in con-ceiving and implementing both design metho-dologies and application specific System-on-Chip architectures.

Die Forschungsarbeiten am Fachgebiet befassen sich seit vielen Jahren erfolgreich mit innovativen Entwurfsverfahren und mit neuartigen Architekturen für eingebettete Systeme aus dem Bereich der IT-Sicherheit. Fragestellungen der Verlässlichkeit, der Ef-fizienz und der Flexibilität derartiger ko-operierender HW/SW-Systeme stehen beim Entwurf dedizierter System-on-Chip Reali-sierungen im Vordergrund der laufenden wissenschaftlichen Arbeiten.

Das Ziel beim Entwurf eingebetteter Sys-teme ist es, eine abstrakte Spezifikation auf eine gültige Implementierung abzubilden. Bei der Synthese auf Systemebene muss da-zu zuerst eine geeignete Hardware-Platt-form gefunden und die Teilaufgaben müssen zeitlich geordnet an die einzelnen Ressour-cen gebunden werden. Die dabei zu lösen-den fundamentalen Syntheseschritte Al-lokation, Bindung und Ablaufplanung ge-hören zu der Klasse der NP-vollständigen Probleme. In Kombination mit der rasanten Entwicklung und der zunehmenden Größe eingebetteter Systeme führt dies dazu, dass ein methodischer Entwurf und eine systema-tische Optimierung mit herkömmlichen An-sätzen aus Komplexitäts- und Zeitgründen insbesondere für dedizierte Anwendungs-

Integrierte Schaltungenund Systeme

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Abbildung / FigureRekonfigurierbarer PKI-Verschlüssler in Multiprozessor-Architektur /Reconfigurable multi-core PKI encryption processor

Kontakt

Fachgebiet Integrierte Schaltungen und Systeme

Prof. Dr.-Ing. Sorin Alexander HussTel.: 06151 16 - 3980huss@iss.tu-darmstadt.dewww.vlsi.informatik.tu-darmstadt.de

rekonfigurierbarer System-on-Chip Architek-turen, damit etwaige Änderungen in den Ab-laufalgorithmen bzw. in ihren Parametern nicht nur in der SW-, sondern auch in der HW-Architektur realisierbar bleiben.

In der Abbildung ist zur Verdeutlichung der Anforderungen an die Flexibilität einge-betteter Systeme die Auslegung eines Kryp-toprozessors für die asymmetrischen Public Key Infrastructure Verfahren RSA (Schlüssel-länge 1536 bis 3072 Bit) und ECC (Schlüs-sellänge 192 bis 256 Bit), sowie für das sym-metrische AES-Verfahren (Schlüssellängen

128 und 256 Bit) als Multiprozessor mit fünf 32 Bit Prozessoren und vier Koprozessoren für die dedizierte modulare Multiplikation dargestellt. Die Realisierung dieses Krypto-prozessors auf einer kommerziell verfügba-ren, rekonfigurierbaren System-on-Chip Plattform verdeutlicht die Leistungsfähig-keit der erforschten Verfahren und die ei-genen Kompetenzen beim Entwurf hoch-komplexer eingebetteter Systeme für die IT-Sicherheit.

domänen kaum noch möglich ist. Die For-schungsarbeiten am Fachgebiet sind deshalb auf grundlegende Fragestellungen des Ent-wurfs kooperierender HW/SW-Systeme aus-gerichtet.

Ausgehend von einer neuen Spezifika-tionsmethode, die eine Wiederverwendung von Intellectual Property Komponenten un-terstützt, werden in einer dedizierten Sys-temsynthese mittels genetischer Algorith-men Pareto-optimale Architekturen und zeitliche Abläufe der Teilaufgaben ermittelt. Dadurch lassen sich schnell und vor allem fehlerfrei verschiedene Implentierungs-varianten generieren und bewerten. Die Implementierung einer derart erzeugten Systemauslegung erfordert die Einbindung

The research work over the past years ad-dresses innovative design methodologies and novel architectures of embedded systems, which are aimed to applications in the area of IT security. Dependability, efficiency, and flexibility of such cooperating HW/SW sys-tems are the main issues of interest in con-ceiving and implementing both design metho-dologies and application specific System-on-Chip architectures.

Die Forschungsarbeiten am Fachgebiet befassen sich seit vielen Jahren erfolgreich mit innovativen Entwurfsverfahren und mit neuartigen Architekturen für eingebettete Systeme aus dem Bereich der IT-Sicherheit. Fragestellungen der Verlässlichkeit, der Ef-fizienz und der Flexibilität derartiger ko-operierender HW/SW-Systeme stehen beim Entwurf dedizierter System-on-Chip Reali-sierungen im Vordergrund der laufenden wissenschaftlichen Arbeiten.

Das Ziel beim Entwurf eingebetteter Sys-teme ist es, eine abstrakte Spezifikation auf eine gültige Implementierung abzubilden. Bei der Synthese auf Systemebene muss da-zu zuerst eine geeignete Hardware-Platt-form gefunden und die Teilaufgaben müssen zeitlich geordnet an die einzelnen Ressour-cen gebunden werden. Die dabei zu lösen-den fundamentalen Syntheseschritte Al-lokation, Bindung und Ablaufplanung ge-hören zu der Klasse der NP-vollständigen Probleme. In Kombination mit der rasanten Entwicklung und der zunehmenden Größe eingebetteter Systeme führt dies dazu, dass ein methodischer Entwurf und eine systema-tische Optimierung mit herkömmlichen An-sätzen aus Komplexitäts- und Zeitgründen insbesondere für dedizierte Anwendungs-

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|Gebäude S3 20Rundeturmstraße 10, 64283 Darmstadt

• Fachgebiet Multimedia Kommunikation

|Gebäude S3 10Landgraf-Georg-Straße 4, 64283 Darmstadt

• Institut für Automatisierungstechnik• Institut für Elektrische Energiesysteme• Institut für Elektrische Energiewandlung• Institut für Stromrichtertechnik und Antriebsregelung

|Gebäude S3 06 (Hans-Busch-Institut)Merckstraße 25, 64283 Darmstadt

• Institut für Datentechnik (bis auf Fachgebiet Multimedia Kommunikation)• Institut für Elektromechanische Konstruktionen• Fachgebiete Hochfrequenztechnik• Institut für Nachrichtentechnik

|Gebäude S2 17Schlossgartenstraße 8, 64289 Darmstadt

• Institut für Halbleitertechnik• Institut für Theorie Elektromagnetischer Felder

Schloss

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Anschrift undLage der Institute

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