»T-KOS« – Terahertz-Technologien für Kommunikation und Sensorik

Während der Bahnfahrt an einem virtuellen Meeting teilnehmen – kein Problem, wenn das Mobilfunknetz keine Lücken aufweist. Das mobile Arbeiten unterstreicht die Bedeutung stabiler Datenverbindungen. Das gilt in gleichem Maß für die industrielle Produktion, die immer mehr auf vernetzte Komponenten setzt. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert.

Das Projekt »T-KOS« der Forschungsfabrik Mikroelektronik Deutschland (FMD) erschließt die Terahertz-Technologie nun erstmals synergetisch in den Bereichen Kommunikation und Sensorik für die Industrie. Innovative Systemlösungen in beiden Bereichen tragen entscheidend dazu beitragen, gesellschaftliche Zukunftsthemen, wie Digitalisierung, Industrie 4.0 oder Ressourceneffizienz, erfolgreich umzusetzen.

Unser Team aus der Abteilung »Materialcharakterisierung und -prüfung« erforscht im Verbundprojekt »T-KOS«, wie die Terahertz Technologie die Integration der Baugruppen zusätzlich durch verbesserte Sensorik optimieren kann. 

Im Verbund zu kompakten Systemkonzepten

»T-KOS« ist ein Verbundprojekt der Forschungsfabrik Mikroelektronik Deutschland und dem Fraunhofer ITWM. Es bündelt das Engagement von zehn Kooperationspartnern. Die Forschenden entwickeln Demonstratoren für die drahtlose Kommunikation mit hohen Bitraten und die industrielle Messtechnik auf Basis von Hochfrequenz-Elektronik sowie TerahertzPhotonik. Eine vielversprechende Möglichkeit, die Datenkapazität bei Trägerfrequenzen über 100 GHz zu erhöhen, ist die Terahertz-Funktechnologie. Je höher die Trägerfrequenz, desto größer die nutzbare Bandbreite und damit die Datenkapazität. Dadurch braucht man kleinere Antennenelemente und kann kompakte Funksysteme mit einer Vielzahl aktiver Antennen realisieren. Dies ist ein Vorteil, von dem auch die industrielle Terahertz-Messtechnik profitiert, die zur bildgebenden Prüfung eingesetzt wird.

Demonstratoren für die bildgebende Terahertz-Prüfung

»Elektronische und photonische Systemkonzepte im Terahertz-Bereich liegen konzeptionell nah beieinander«, sagt Dr. Fabian Friederich, Koordinator der T-KOS-Aktivitäten am Fraunhofer ITWM. »Dank unserer Expertise und unserer guten Laborausstattung können wir in Kaiserslautern für beide Technologiezweige Demonstratoren für die bildgebende Terahertz-Prüfung in Produktionsprozessen realisieren.« Während der vollelektronische Demonstrator industrietaugliche Inline-Messtechnik mit Millimeterauflösung an der Produktionsstraße zum Ziel hat, dient das photonische Konzept als Forschungsplattform für zukünftige Entwicklungen hin zu höheren Frequenzen und verbesserter Auflösung.

Ziele des Projektes

• Aufbau einer deutschen Wertschöpfungskette für neue 6G Terahertz-Funklösungen mit Nutzerübertragungsrate von mindestens 100 Gbit/s
• Inline-Überwachung von Produktionsprozessen mit KI-basierter, bildgebender Echtzeitverarbeitung für ressourceneffiziente Produktion
• Kombination skalierbarer elektronischer und photonischer Konzepte für industrietaugliche Lösungen