Messeinrichtungen

Die reflexionsarmen Messkammern des Fraunhofer FHR ermöglichen die präzise Bestimmung zentraler Kenngrößen von Antennen, Antennensystemen und elektromagnetisch wirksamen Strukturen im Frequenzbereich von 300 Megahertz bis 400 Gigahertz. Je nach Anwendung stehen Fernfeldmessungen mit Abständen von bis zu 7,2 Metern sowie planare oder sphärische Nahfeldabtastungen mit Flächen von bis zu 1,5 × 1,5 Metern und Volumina mit einem Durchmesser von bis zu 4,3 Metern zur Verfügung. Streuobjekte können unter kontrollierten Bedingungen hinsichtlich ihres Rückstreuverhaltens charakterisiert werden. Die Messkammern eignen sich für die Entwicklung und Bewertung von Antennen, die Vermessung radarbasierter Signaturgrößen, die Untersuchung von Tarnmaßnahmen, Metamaterialien und funktionalen Oberflächen sowie die Analyse von Reflectarrays und weiteren streuwirksamen Strukturen.

Projektbeispiel aus der Anwendung

• Antennenentwicklung für zukünftige Automobilradare

Extreme Temperaturen und Luftfeuchten zählen zu den größten Belastungsfaktoren für technische Systeme. Der Klimaschrank des Fraunhofer FHR ermöglicht es, solche Umgebungsbedingungen kontrolliert und reproduzierbar zu simulieren. Temperaturbereiche von −40 °C bis +180 °C sowie Luftfeuchten von 10 % bis 98 % erlauben die realitätsnahe Nachbildung unterschiedlichster Einsatzszenarien. Auf diese Weise lassen sich Zuverlässigkeit, Alterungsverhalten und Funktionssicherheit präzise analysieren. Neben klassischen Klimatests sind auch Temperaturschocks, Langzeitprüfungen sowie Ein- und Ausschaltzyklen möglich. Automatisierte Abläufe und die kontinuierliche Erfassung zentraler Messgrößen gewährleisten reproduzierbare Ergebnisse und schaffen eine verlässliche Grundlage für die Qualifizierung und Optimierung moderner Sensorsysteme.

Projektbeispiel aus der Anwendung

• ASRA

Diese Messverfahren ermöglichen die präzise Bestimmung elektromagnetischer Eigenschaften von Kunststoffen, Lackschichten und weiteren Werkstoffen über einen Frequenzbereich von 100 Megahertz bis 95 Gigahertz. Grundlage sind Messungen der Transmissions‑ und Reflexionskoeffizienten ebener elektromagnetischer Wellen an ein- oder mehrschichtigen Materialproben. Je nach Frequenzbereich stehen Probenhalterungen für zerstörungsfreie oder zerstörende Untersuchungen zur Verfügung. Aus den erfassten Koeffizienten lassen sich sowohl dielektrische als auch magnetische Materialparameter ableiten. Das Verfahren eignet sich für die Bewertung von Radomen, Karosserieteilen, Kunststoffabdeckungen, Gehäusen, Abschirmungen, Absorbern, Substraten, Lackschichten, Tarnmaterialien, Metamaterialien sowie weiteren funktionalen Oberflächen und Verbundstrukturen.

Projektbeispiel aus der Anwendung

• Präzise Materialcharakterisierung 

Die kryogenen Messplattformen des Fraunhofer FHR ermöglichen die hochpräzise Charakterisierung elektronischer und hochfrequenter Bauelemente unter realistischen Betriebsbedingungen bis hin zu Temperaturen von nur 1,5 Kelvin. Im Kryolabor stehen mehrere spezialisierte Systeme zur Verfügung, die Messungen an Komponenten vom Wafer bis zu komplexen Baugruppen erlauben. Zum Leistungsspektrum zählen unter anderem S‑Parameter‑ und Impedanz-Messungen, Rauschzahlmessungen sowie Verstärker- und Filtercharakterisierung über breite Frequenzbereiche. Diese detaillierten Analysen unter kryogenen Bedingungen sind entscheidend für Anwendungen in Quantencomputing, Millimeterwellentechnik sowie in der Radioastronomie. Damit bieten die Plattformen eine zentrale Grundlage für die Entwicklung und Optimierung leistungsfähiger Hochfrequenz- und Quantensysteme.

Die Mess- und Teststrecke des Fraunhofer FHR bietet eine hochpräzise Umgebung zur Validierung von Sensoren und Messsystemen. Auf einer rund 50 Meter langen Schienenanlage bewegt sich ein ferngesteuerter Transportwagen mit exakt definierter Geschwindigkeit und Position. In Kombination mit einem Laserreferenzsystem lassen sich Messwerte direkt und zuverlässig überprüfen. Parallel ausgerichtete Messachsen ermöglichen den unmittelbaren Vergleich von Sensor- und Referenzdaten. Dank flexibler Fahrmodi, variabler Zielkörper und einer störungsarmen Umgebung eignet sich die Anlage ideal zur Bestimmung von Reichweite und Genauigkeit unter realistischen Bedingungen. Sie unterstützt Entwicklung, Kalibrierung und Abnahmeprüfungen moderner Sensorsysteme.

Projektbeispiel aus der Anwendung

• VALESTRA

Der Spherical Near‑Field Scanner ermöglicht die präzise Vermessung von Antennen und streuwirksamen Strukturen im Millimeterwellenbereich. Der Messplatz erfasst einen nahezu kugelförmigen Raumwinkel mit 360 Grad in der Azimut‑ und 270 Grad in der Elevationsrichtung bei einer Winkelauflösung von 0,01 Grad. Die Aufnahme der zu untersuchenden Antenne kann entlang drei Achsen positioniert werden, sodass sich das Messobjekt exakt im Zentrum der Messsphäre ausrichten lässt. Das System ist für Messungen direkt auf Halbleiterchips vorbereitet und kann durch austauschbare Frequenzbandmodule auf Bereiche bis zu 500 Gigahertz erweitert werden. Damit eignet sich der Messplatz für die Entwicklung, Simulation und Validierung neuartiger Antennen‑ und Radomstrukturen, einschließlich geometrisch komplexer oder additiv gefertigter Designs. Zudem unterstützt er Untersuchungen an integrierten Schaltungen und Hochfrequenzkomponenten im erweiterten Millimeterwellenbereich.

Projektbeispiel aus der Anwendung

• APECS

Die Schwerlast‑Drehplattform des Fraunhofer FHR ist eine zentrale Messeinrichtung für anspruchsvolle Signaturanaylsen im Radarbereich. Mit einem Durchmesser von 6 m, einer Tragkraft von 25 t und einer Positioniergenauigkeit von 0,01° ermöglicht sie exakte, winkelabhängige Vermessungen großer und schwerer Objekte. Die Plattform ist zudem von –3° bis +10° kippbar, wodurch realistische Szenarien für RCS-Messungen (Radar Cross Section) und bildgebende Verfahren wie 2D‑ und 3D‑Inverse Synthetic Aperture Radar (ISAR) simuliert werden können.
Sie wird unter anderem zur Bewertung von Tarnmaterialien nach internationalen Standards, zur Analyse von Signaturmanagement‑Maßnahmen und für komplexe Bildgebungsverfahren eingesetzt.

Die Schwerlast-Drehplattform wird fortlaufend in projektspezifischen, nicht öffentlichen Kundenprojekten angewendet.