Willkommen zu T-KOS

Projekt T-KOS – Terahertz-Technologien für Kommunikation und Sensorik

In unserer digitalisierten, hochtechnisierten Lebens- und Arbeitswelt ist die Verfügbarkeit von Kommunikations- und Datenverbindungen eine Grundvoraussetzung. Durch die zunehmende Mobilität der Nutzer, die flexible Nutzung von breitbandigen Multimediainhalten (z.B. Entertainment, Medizin, Logistik) und Zukunftstechnologien, wie das Internet of Things oder autonomes Fahren, wachsen sowohl das Datenaufkommen in Mobilfunknetzen als auch die Anforderungen an die Kommunikationsnetze selbst. Eine vielversprechende Möglichkeit für die Erhöhung der Datenkapazität und der nutzbaren Bandbreite ist der zusätzliche Einsatz von Terahertz-Technologien. Diese bildet nicht nur im Bereich der Funksysteme die Grundlage für Innovation, sondern auch im Bereich der zerstörungsfreien Prüfung (ZfP). Terahertz-Wellen können die meisten elektrisch nichtleitenden Materialien, wie etwa Keramik oder Kunststoffe, analog zu Ultraschall und Röntgen durchdringen, können jedoch deutlich vorteilhafter sein, da sie zum Beispiel kein Koppelmedium oder Strahlenschutzmaßnahmen benötigen.

Obwohl Terahertz-Strahlung für vielfältige Einsatzgebiete, zum Beispiel in der Sicherheitstechnik, Qualitätssicherung oder Materialprüfung, prädestiniert ist, scheiterte die industrielle Einführung bisher an der fehlenden Verfügbarkeit preiswerter, schneller und hochauflösender Systeme mit optimierten, KI-basierten Bilderkennungs-Algorithmen. Hier setzt das von der Forschungsfabrik Mikroelektronik Deutschland (FMD) initiierte und vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit 10 Millionen Euro geförderte Projekt »T-KOS« an.

Terahertz-Technologien – Spitzenforschung für industrielle Anwendungen der Zukunft  
In seinem Statement erklärt Prof. Wolfang Heinrich, Leiter der Abteilung Mikrowellentechnik am FBH und Professor für Höchstfrequenztechnik an der TU Berlin, was Terahertz grundsätzlich ist und warum die Zeit gekommen ist, die Technologien immer mehr in die Praxis zu bringen.  

Projektziele

Im Projekt T-KOS soll die Terahertz-Technologie nun erstmals synergetisch in den Bereichen Kommunikation und Sensorik für die Industrie erschlossen werden. Dazu werden die technologischen Kompetenzen der Forschungsfabrik Mikroelektronik Deutschland (FMD) für Kommunikation und Sensorik mit der Expertise des Fraunhofer ITWM zusammengeführt. Erforscht wird die Terahertzstrahlung im Hinblick auf einen möglichen Einsatz in der Industrie. Es werden drei übergeordnete Projektziele verfolgt:

  1. Industrietaugliche Terahertz-Kommunikation und -Sensorik durch die Kombination skalierbarer elektronischer und photonischer Konzepte.
  2. Inline-Überwachung von Produktionsprozessen mit KI-basierter, bildgebender Echtzeitverarbeitung für ressourceneffiziente Produktion
  3. Einsatz von Terahertzkommunikation in der industriellen Produktion

 

Ein Blick die Zukunft – wie sehen die nächsten Forschungsfragen und Herausforderungen aus?

Im Vorfeld der Veranstaltung haben wir unsere Experten gefragt, wie es mit den THz-Technologien aus ihrer Perspektive weitergeht und dabei weitere Einschätzungen zu den Zukunftspotenzialen eingesammelt.

Entwicklungsstränge

Diese Projektziele sollen durch gemeinsame Entwicklungen und die gezielte Nutzung von Synergien in den Forschungsfeldern Hochfrequenzelektronik, Terahertz-Photonik und drahtlose, hochbitratige Kommunikation erreicht werden. Das Projekt ist dabei entlang dreier paralleler Entwicklungsstränge organisiert, für welche jeweils ein Demonstrator realisiert wird und die an Schlüsselstellen untereinander vernetzt sind.

 

1. Terahertz-Photonik

für die breitbandige, orts- und tiefenaufgelöste Sensorik und Bildgebung

 

2. Terahertz-Zeilenkamera

für die industrielle Echtzeit-Bildgebung

 

3. Terahertz-Kommunikation

– hochbitratige elektronische und photonische Funklinks bei Trägerfrequenzen um 300 GHz und breitbandige Kanalcharakterisierung

Projektpartner

  • Fraunhofer FHR, Wachtberg (Verbundkoordinator)
  • Fraunhofer ENAS, Chemnitz
  • Fraunhofer HHI, Berlin
  • Fraunhofer IAF, Freiburg
  • Fraunhofer IMS, Duisburg
  • Fraunhofer IPMS, Dresden
  • Fraunhofer ITWM, Kaiserslautern
  • Fraunhofer IZM, Berlin
  • Forschungsfabrik Mikroelektronik Deutschland (FMD), Berlin
  • Ferdinand-Braun-Institut gGmbH/Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik (FBH), Berlin
  • IHP GmbH/Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik, Frankfurt/Oder