DER MODELLFUNKE - KARLSRUHER INSTITUT FÜR ...
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Juli 2018
Der Modellfunke
Magazin der Fachschaft Elektro- und Informationstechnik
des karlsruher instituts für technologie (KIT)
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Be nerstag19.30 U(Geb 3
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Im
Impressum
2
Inhalt
In eigener Sache
2 Impressum
3 Editorial
4 Grußwort der VDE-Hochschulgruppe
Rund um‘s Studium
5 Zentrale Studienberatung am KIT
27 Institutsvorstellungen
38 Überfachliche Qualifikationen
Die Studienmodelle
6 Signalverarbeitung 17 Systems Engineering
7 Biomedizinische Technik 18 Nachrichtensysteme
8 Elektromobilität 19 Mikro- und Nanoelektronik
9 Regelungs- und Steuerungstechnik 20 Kommunikationstechnik
10 Elektrische Antriebe und Leistungselektronik 21 Information and Communication
11 Adaptronik 22 Regenerative Energien
12 Information und Automation 23 Ausrüstungssysteme der Luft- und Raumfahrt
13 Elektroenergiesysteme und Hochspannungstechnik 24 System-on-chip
14 Optische Technologien 25 Mikro-, Nano- und Optoelektronik
15 Hochfrequenztechnik 26 Elektrische Energiesysteme und Energiewirtschaft
16 Photonics
Impressum
Herausgeber und Druck Postanschrift
Fachschaft Elektro- und Informationstechnik Fachschaft Elektro- und Informationstechnik
Universität Karlsruhe (KIT) Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Ansprechpartner der Redaktion Der Funke – Magazin der Fachschaft
Leonie Schicketanz, Michel Brodatzki, Vanessa Del Rio Ortiz, Geb. 11.10 (ETI)
Sebastian Jahr 76128 Karlsruhe
Verantwortlich im Sinne des Presserechts
Hannah Tillert Öffnungszeiten der Fachschaft
Die Öffnungszeiten der Fachschaft findet ihr auf unserer Homepage
Kontakt unter „Öffnungszeiten“.
E-Mail: funke@fs-etec.kit.edu
Web: https://fs-etec.kit.edu Die Redaktion distanziert sich von den Inhalten gezeichneter Arti-
Tel.: 0721 / 608- 4-3783 kel. Die Verantwortung hierfür liegt ausschließlich beim Verfasser.
Fax: 0721 / 608-94-3783 Aus Gründen der Lesbarkeit wird in der Regel auf die weibliche
Form von Personenbezeichnungen verzichtet, es sind jedoch stets
beide Geschlechter gemeint.
Editorial
3
Liebe Lesenden,
diesen Funken in den Händen haltend steht ihr nun wahrscheinlich kurz vor der Entschei-
dung, welches Modell oder welche Wahlfächer ihr in den kommenden Semestern wählen
sollt. Um euch bei der Entscheidungsfindung zu helfen und um euch einen kleinen Ein-
blick in die Möglichkeiten, wie ihr eure letzten Bachelorsemester und euer Masterstudium
gestalten könnt, zu ermöglichen, haben wir, wie jedes Jahr, wieder diese Sonderausgabe
unseres Fachschaftsmagazins „Der Funke“ veröffentlicht.
Der erste Teil des Modellfunken befasst sich mit den Studienmodellen, die ihr im
Master wählen könnt. Bei diesen Artikeln findet ihr auch immer die Kontaktdaten der
Ansprechpartner, die euch eure Fragen zum jeweiligen Studienmodell kompetent beant-
worten und euch dahingehend beraten können. Im zweiten Teil haben die Institute unserer
Fakultät die Chance genutzt, euch ihre Arbeit und ihre Forschungsthemen vorzustellen.
Wie die letzten Male sind mittlerweile auch die Institute am Campus Nord mit dabei.
Nicht Autor dieses Edito-
rials, wohl aber Verant- Die Studienmodelle fallen nicht vom Himmel – sie sind an einem oder mehreren Ins-
wortlicher im Sinne des tituten verankert und werden von den dortigen Dozenten weiterentwickelt. Da sie mit der
Presserechts — wissenschaftlichen Entwicklung schreiten, hilft hier nur: Schritt halten! Schaut euch die
Fachschaftsleiterin und Modellpläne an, lest euch in Vorlesungen ein und sprecht mit den Zuständigen über die
Ruhepol Fragen, die sich durch die Modellpläne ergeben.
Hannah Tillert
Auch wenn euer Masterstudium noch nicht unmittelbar bevorsteht, lohnt es sich auf jeden
Fall, bis dahin einige Wahlvorlesungen zu besuchen, von denen ihr euch vorstellen könnt,
dass diese später einmal zu eurer Vertiefungsrichtung passen könnten. So könnt ihr Erfahrungen und Einblicke bezüg-
lich der großen Auswahl an Studienmodellen gewinnen.
Nutzt auf jeden Fall die Chance, beim Modellberatungsabend mit den Betreuern der Institute zu sprechen – Fragen
kostet nichts, reinschnuppern lohnt sich auf jeden Fall und eure Ansprechpartner könnt ihr dort gut kennenlernen.
Besonderer Dank gebührt dieses Jahr wieder der VDE-Hochschulgruppe - speziell Marcel Auer, Daniela Wolfangel
und Alex Kreiner, die die Organisation und Durchführung des Modellberatungsabends übernommen haben.
Interessante Gespräche und nicht all zu viel Kopfzerbrechen wünscht Euch
Eure Funke-Redation
Wissenswertes
Grußwort
4
Nächster Stammtisch am 16.07
um 20:00h im IEH (Geb. 30.36) Seminar-
raum EG
Liebe Kommilitoninnen und Kommilitonen,
wir sind die VDE Hochschulgruppe Karlsruhe und laden euch zum Modellberatungsabend ein! Durch die Wahl-
möglichkeiten in den letzten zwei Semestern des Bachelorstudiums und vor allem im Master, könnt ihr Fächer belegen,
welche eurem Interesse entsprechen! So könnt ihr eure Stärken weiter ausbauen und euer Studium individueller gestal-
ten. Im Masterstudium müsst ihr euch dann für einen Studienschwerpunkt entscheiden, dafür habt ihr in Karlsruhe
so viel Auswahl wie an keiner anderen Deutschen Hochschule! Ihr könnt aus 22 Modellen eure Vertiefungsrichtung
auswählen.
Die große Auswahl an Studienmodellen sorgt jedoch auch dafür, dass die Entscheidung deutlich schwerer fällt.
Hierfür gibt es nun den Modellberatungsabend. Alle Institute der Fakultät Elektro- und Informationstechnik kommen
zusammen und stellen ihre Schwerpunkte, Forschungsgebiete und Vertiefungsrichtungen vor. Zur Veranschaulichung
bringen einige Institute Exponate mit. Das gibt euch die Möglichkeit im Gespräch mit den Assistenten und Professoren
das Institut kennen zu lernen, ihre Themengebiete hautnah zu erleben und schon einen Austausch über Bachelor-und
Masterarbeiten zu führen. Der Modellberatungsabend ist also die Möglichkeit, euch frühzeitig über die Wahlmöglich-
keiten zu informieren und im persönlichen Gespräch eure Fragen zu klären.
Auf dem Modellberatungsabend könnt ihr ebenfalls an unserem Stand vorbei schauen. Hier könnt ihr euch über
unsere Arbeit in der Hochschulgruppe informieren und Fragen über alle das Studium betreffende Themen stellen.
Denn Engagement im VDE heißt Zugang zu einem internationalen Netzwerk von Ingenieuren zu bekommen! Wir
geben euch Möglichkeiten, Verantwortung schon während des Studiums zu übernehmen und exklusive Kontakte zu
Professoren und der Industrie herzustellen, die beim Eintritt in die Arbeitswelt helfen können. Außerdem könnt ihr an
spannenden Exkursionen teilnehmen, oder einfach nur zu unseren regelmäßigen Stammtischen kommen.
In guter Tradition wird dieser Abend von der VDE Hochschulgruppe in Kooperation mit der Fachschaft und der
Fakultät organisiert. Ein besonderer Dank geht an die Fakultät und den VDE Bezirksverein Mittelbaden für die finan-
zielle Unterstützung.
Wir freuen uns, wenn ihr an unserem Stand vorbeikommt, um euch über uns zu informieren! Es ist immer schön,
wenn unsere Exkursionen voll sind und wir neue Ideen und Anregungen bekommen!
Aktuelle Infos gibt es auch immer auf unserer Homepage: www.vde-karlsruhe.de oder ihr schreibt uns eine E-Mail
an info@vde-karlsruhe.de
Eure VDE-Hochschulgruppe Karlsruhe
Wissenswertes
5
Zentrale Studienberatung am KIT
Das Zentrum für Information und Beratung (zib) kennen Manche noch aus der Zeit vor dem Studium. Es ist die
wichtigste Anlaufstelle am KIT für Studieninteressierte und ratsuchende Studierende.
Hier werden die Informationen aus Fakultäten und Verwaltung gebündelt, die zum Absolvieren des Studiums wichtig
sind; hier gabeln sich die Wege zu weiteren Ansprechpartnern, sei es bei Prüfungsfragen, Auslandsstudium, finanziellen
und sozialen Problemen. Wir nehmen uns Zeit für Gespräche über Studienplanung, -probleme und -entscheidungen.
Fünf Berater/innen und eine Infothek stehen den Ratsuchenden zur Verfügung, außerdem ein kleiner Präsenzbestand
an Literatur zu Studien- und Berufswahl und Themen der Studiengestaltung und -bewältigung.
Auch die Broschüre „Elektrotechnik und Informationstechnik“ wird vom zib erstellt, ebenso wie die Internetseiten
zum Studium am KIT. Ansprechpartnerin für Ingenieurstudierende ist Karin Schmurr. Die Angebote des zib sind im
Besonderen:
Für Studieninteressierte
•• individuelle Beratungsgespräche nach Vereinbarung zu Studienwahl und -gestaltung, Orientierungsbertungals
Nachweis bei der Bewerbung
•• Klärung kurzer Anfragen an der Infothek, per Email oder Telefon
•• Infogruppen zu Studiengängen, zur Entscheidungsfindung und zur Bewerbung
•• Infobroschüren zu den Studiengängen und zu Themen rund um das Studium
•• Veranstaltungen für Lehrer/innen und Eltern
•• Internetseiten „kit.edu/studieren“.
•• Infoveranstaltungen und Campusführungen für SchülerInnen
Für Studierende
•• individuelle Beratungsgespräche nach Vereinbarung zu Themen wie Masterstudium, Schwerpunkte,
Prüfungsprobleme, Hochschul- oder Fachwechsel, Auslands- oder Praxissemester..
•• Pflichtberatung bei Studiengangwechsel im 3. oder höheren Semester
•• Klärung kurzer Anfragen an der Infothek, per Email oder Telefon
•• Seminar für Studierende mit Zweifeln am Studium
•• offene Beratung ohne Termin am Dienstag Nachmittag
•• Materialien für Informationsveranstaltungen
•• Infoschriften und Internetseiten.
Wie erreicht man uns?
•• telefonisch: (0721) 608 44930
•• per email: info@zib.kit.edu oder Karin.Schmurr@kit.edu
•• vor Ort: Engelbert-Arnold-Str. 2 (Präsidiumsgebäude, Eingang gegenüber Fachschaft ETIT)
•• Internetseiten www.sle.kit.edu/imstudium/index.php
•• Öffnungszeiten: täglich außer Mittwoch von 09.00 -12.00 und 14.00 bis 17.00 Uhr
Karin Schmurr, zib
Modelle
6
2
Signalverarbeitung
Die Gewinnung und Verarbeitung von Informa- Die Grundlagen aus den Bachelorfächern „Signale und
tionen über das zugrunde liegende System oder seine Systeme“ und Systemdynamik- und Regelungstechnik“
Umgebung sind in vielen technischen Anwendungen werden hierbei durch feste Modellfächer wie z.B. „Mess-
essentielle Aufgaben. Vor allem durch die stetig steigende technik“, „Methoden der Signalverarbeitung“, „Verteilte
Leistungsfähigkeit moderner Digitalrechner bieten sich ereignisdiskrete Systeme“, „Optimization of Dynamic
hierbei immer mächtigere Methoden aus den Bereichen Systems“, „Bildverarbeitung“ oder „Informationsfusion“
Messtechnik und Signalverarbeitung an. Das Augenmerk vertieft und ergänzt.
kann beispielsweise darauf liegen, relevante Information
von Störungen zu befreien oder durch Transformation der Im Rahmen des Wahlbereichs können individuelle
Eingangssignale erst extrahierbar zu machen. Die Konzen- Schwerpunkte auf spezifische Anwendungsfelder gelegt
tration gewonnener Information in wenige entscheidende oder weitere Themengebiete erschlossen werden. Durch
Merkmale und die Zusammenführung von Informationen die Bachelor- und Masterarbeit am Institut wird darüber
aus mehreren Quellen sind dabei interessante Aspekte. hinaus ein Einblick in den aktuellen Stand der Forschung
gegeben.
Das Ziel des Studienmodells zwei ist es, den Studieren-
den eine methodische Herangehensweise an solche und Diese methodisch orientierte, technologieunabhän-
ähnliche Problemstellungen zu vermitteln sowie ihnen gige Ausbildung eröffnet den Absolventen des Modells
konkrete Werkzeuge aus den Bereichen der Systemtheorie eine breite Vielfalt an Tätigkeitsfeldern, unter anderem
und Signalverarbeitung an die Hand zu geben. in Medizintechnik, Kommunikationsindustrie, Verfah-
renstechnik, Automobilindustrie, Informationstechnik,
Sicherheitstechnik oder Forschung.
Euer Ansprechpartner…
… ist der Modellberater:
Matthias Bächle (IIIT) 0721/608-44515
modell@iiit.kit.edu
Modelle
7
3
Biomedizinische Technik
kardiovaskulären Erkrankungen wie Herzrhythmusstö-
In einer Gesellschaft, rungen oder Herzinfarkt wird an Computermodellen des
die nach einem langen Herzens und neuen Methoden der Analyse verschiedener
und vitalen Leben strebt, Biosignale geforscht. Die Bildgebung, in Kombination
hat sich die Medizintech- mit der Signalanalyse, ist ein Schlüssel zur Ermittlung von
nik zu einer Schlüsselin- physiologisch relevanten Informationen.
dustrie entwickelt. Das
Potential, Lebensqualität
wiederherzustellen oder
zu erhalten, zieht viele
Wissenschaftler an. Mit
Abbildung 1: Menschlicher Torso mit dem
der Nachfrage wächst
Herzen (orange), der Lunge (blau), der Leber auch der Markt stetig.
(dunkelgrün) etc.
Falls Sie in einem zu-
kunftsweisenden, hoch innovativen Forschungsbereich Abbildung 3: Menschliches EKG, anhand dessen viele Diagnosen gestellt werden
können
bzw. Industrie tätig werden wollen und dabei Menschen
zu mehr Lebensqualität verhelfen wollen, dann sind Sie in Die virtuellen Welten erschließen einen bisher unaus-
dieser Vertiefungsrichtung genau richtig. geschöpften Bereich der Medizin und Medizintechnik
Um sich den heutigen Herausforderungen der Medi- und eröffnen Ärzten und deren Assistenten neue Mög-
zintechnik stellen zu lichkeiten in chirurgischen Umgebungen.
können, benötigen Sie Fast alle Forschungsprojekte beinhalten enge Koopera-
fundierte Kenntnisse tionen mit Unternehmen der Medizintechik und Ärzten.
der Ingenieur- und
Naturwissenschaften.
Das Studium vermit-
telt die Grundlagen
der biomedizinischen
Messtechnik, der bild-
gebenden Verfahren in
der Medizin und der Abbildung 2: Ein spezieller Katheter zur Mes-
sung der Elektrophysiologie des Herzens im
Physiologie und Ana- Inneren des Herzens Abbildung 4 : Cerebrales Aneurysma, links unter dem Mikroskop, recht Visualisie-
tomie des menschlichen rung aktiver Regionen nach durchlaufen eine Signalverarbeitungskette
Körpers. Hinzu kommt die Möglichkeit das angeeignete Die Forschungsteams sind stark interdisziplinär, was die
Wissen anzuwenden, z.B. im Praktikum Biomedizinische Arbeit vielfältig, interessant und motivierend macht. Die
Messtechnik. Neben den festen Modellfächern können aktive Mitarbeit als Student in der Forschung ist möglich.
Sie Ihren medizintechnischen Horizont durch ein großes Sie ist sehr förderlich für die fachliche Entwicklung und
Angebot an anwendungsbezogenen Wahlfächern erwei- wird vom Institut unterstützt.
tern. Als methodische Schwerpunkte bieten sich z.B. Si-
gnalverarbeitung, Bildverarbeitung, maschinelles Lernen,
Regelungstechnik, Software Engineering, Schaltungsent-
wicklung, Mikrosysteme, Robotik, Sensorik, Simulation &
Modellierung und Optik an.
Die großen medizintechnischen Forschungsschwer-
punkte am KIT liegen in den Bereichen Telemedizin, Eure Ansprechpartner…
medizinische Systeme für Herz-Kreislauf-Erkrankungen, … sind die Modellberater:
computerassistierte Interventionen, Mikrosysteme für die
Medizin, optische Bildgebung sowie Videoverstärkung Axel Loewe (IBT) 0721/608-42790
und virtuelle Realitäten in der Chirurgie. axel.loewe@kit.edu
In der Telemedizin werden neue Methoden der konti- Olaf Dössel (IBT) -42650
nuierlichen Gesundheitsüberwachung im häuslichen Um- olaf.doessel@kit.edu
fekd entwickelt. Zur besseren Erkennung und Heilung von
Modelle
8
4
Elektromobilität
Der Marktanteil von Fahrzeugen mit elektrifiziertem Lerninhalten, womit den Studierenden eine adäquate
Antriebsstrang wird bis 2020 signifikant steigen. Welche Ausbildung für ein Arbeiten in der aktuellen Forschung
Marktanteile die verschiedenen Antriebstechnologien und Entwicklung gesichert wird. Das Ziel dieses Master-
(Verbrennungsmotor, Elektroautos oder hybride Antriebe) studiengangs ist folglich die Vorbereitung des Studieren-
dabei erreichen werden, lässt sich aber noch nicht verläss- den auf die Anforderungen des hoch dynamischen und
lich einschätzen (McKinsey Deutschland, August 2009). komplexen Arbeitsfeldes Elektromobilität, auf dem sich
Allgemein werden der Elektromobilität vor allem in den eine große Anzahl an Firmen und Forschungseinrichtun-
Städten glänzende Zukunftschancen eingeräumt, weil der gen mit vielfältigen Schwerpunkten betätigen.
Ausstoß des Treibhausgases Kohlendioxid gesenkt werden
muss und zudem fossile Treibstoffe nicht unbegrenzt Das Studienmodell Elektromobilität bündelt daher die
vorhanden sind. Bis dahin sind allerdings noch zahlreiche Kompetenzen unterschiedlicher Institute am KIT. Die
Fragen auf Technologie- sowie auf Komponentenebene zu Grundlagenausbildung im Bachelor-Studiengang und die
beantworten. Dabei geht es um die Auswahl geeigneter Vorlesungen und Praktika im Masterstudiengang Elek-
Antriebskonzepte, um die beiden Schlüsselkomponenten tromobilität befähigen Sie, sich schnell und erfolgreich
Batterie und Elektromotor, um Batteriemanagement und in die neue, interdisziplinäre Thematik einzuarbeiten.
Systemintegration, um die Leistungselektronik und um Die Pflichtvorlesungen des Modells decken daher die
eine flächendeckende Versorgung mit elektrischer Energie. verschiedenen Aspekte der Elektromobilität ab: Batterien
Ebenso wie die Elektrifizierung des Antriebs wird auch und Brennstoffzellen als Energiespeicher und -wandler
die Optimierung des Verbrennungsmotors verfolgt. Die (IAM-WET), Komponenten und Systeme der Leistungs-
deutsche Automobilindustrie und ihre Zulieferer werden elektronik sowie zu Elektromotoren (ETI), der Aufbau
große Anstrengungen unternehmen müssen, um ihre he- einer Infrastruktur zur Energieübertragung (IEH), die
rausragende weltweite Stellung auch im Mobilitätsmarkt Optimierung/Regelung von Antriebssystemen (IRS) und
der Zukunft zu halten. nicht zuletzt die Fahrzeugtechnik (FAST).
Bei der Zusammenstellung der wählbaren Modellfächer
können Sie selbst entscheiden, wo Sie Ihr Wissen weiter
vertiefen oder sich in zusätzliche Themenbereiche einar-
beiten wollen. Die Wahl von anderen Modellfächern ist
in Absprache mit Ihren Modellberatern jederzeit möglich.
Grundlagenkenntnisse in den Bereichen Management
und Betriebswirtschaft runden Ihr Profil ab.
Nach den Plänen der Bundesregierung sollen bis zum
Jahr 2020 eine Million Elektrofahrzeuge auf Deutsch-
lands Straßen fahren und die Bundesrepublik zu einem
Eure Ansprechpartner…
… sind die Modellberater:
Leitmarkt für Elektromobilität werden lassen. Hierzu sind
neue Kompetenzen und Fähigkeitsprofile in der Hoch- André Weber (IAM-WET) 0721/608-47572
schulausbildung sowie bei der Forschungskooperation andre.weber@kit edu
zwischen Wissenschaft und Wirtschaft notwendig. Am
Miriam Boxriker (ETI) -42700
KIT wurden bereits Schwerpunkte zum Thema Elektro-
miriam.boxriker@kit edu
mobilität mit der Automobil- und Zuliefererindustrie de-
finiert (Projekthaus E-DRIVE mit Promotionskolleg), die Mathias Kluwe (IRS) -43182
von der Fakultät Elektrotechnik und Informationstechnik mathias.kluwe@kit edu
in Zusammenarbeit mit der Fakultät Maschinenbau und Bernd Hoferer (IEH) -43062
Chemieingenieurwesen bearbeitet werden. bernd.hoferer@kit edu
Die enge Verzahnung von Forschung und Lehre am
KIT ist die treibende Kraft für die Neugestaltung von
Modelle
9
5
Regelungs-
und Steuerungstechnik
Regelungs- und Steuerungstechnik ist zentraler Be-
standteil nahezu aller technischen Prozesse, wie sie z.B.
in der Automobiltechnik, Robotik, Verfahrenstechnik,
Maschinenautomatisierung oder der Mechatronik zu
finden sind. Ihr Ziel besteht darin, diesen Prozessen ein
gewünschtes funktionales Verhalten aufzuprägen und sie
damit etwa energieeffizienter, kostengünstiger oder siche-
rer zu gestalten.
Dabei kommt es nicht auf den speziellen Prozess an:
die Regelungs- und Steuerungstechnik stellt als eine sys- Automatisierung beim Autonomen Fahren
temische Querschnittsdisziplin universelle Methoden zur Dies umfasst zunächst methodisch vertiefende Lehr-
Modellierung, Analyse und Synthese bereit. veranstaltungen zur Modellbildung und Identifikation,
In der späteren Berufswelt sind die Absolventen da- zur Optimierung dynamischer Systeme oder zur Rege-
mit nicht nur für die konkrete technische Lösung einer lung von Mehrgrößensystemen. Gleichermaßen werden
spezifischen Automatisierungsaufgabe zuständig, sondern nichtlineare und robuste Regelungssysteme und optimale
arbeiten in der Regel interdisziplinär im Team und sind Schätzmethoden behandelt sowie die Automatisierung
aufgrund ihrer Ausbildung vielfach verantwortlich für den ereignisdiskret bzw. hybrid beschriebener Systeme
Gesamtsystementwurf. vorgestellt. Die erlernten Verfahren lassen sich dann im
Praktikum Automatisierungstechnik oder dem Labor
Regelungssystemdesign an Versuchsaufbauten praktisch
umsetzen.
Ergänzend sind verpflichtend weitere grundlegende
Module zur Messtechnik und Informationsfusion, zum
Systementwurf und Signalverarbeitung sowie numerischen
Methoden enthalten, um auch diese wichtigen Aspekte
der Automatisierungstechnik zu vermitteln.
Der Wahlbereich der Vertiefungsrichtung bietet dann
in Absprache mit dem Modellberater die Möglichkeit,
nach individuellen Neigungen ausgewählte konkrete An-
wendungsgebiete noch weiter zu vertiefen.
Regelung von Energiesystemen
Das Studienmodell 5 Regelungs- und Steuerungstech-
nik liefert den Studierenden im Vertiefungsrichtungs-
Pflichtbereich die hierzu erforderlichen Grundlagen und
insbesondere methodische Kernkompetenzen, um die Euer Ansprechpartner…
vielfältigen automatisierungstechnischen Aufgaben lösen … ist der Modellberater:
zu können. Diese lassen sich dann im Vertiefungsrich-
tungs-Wahlbereich zielgerichtet gemäß den individuellen Mathias Kluwe (IRS) 0721/608-43182
Interessen ergänzen, um den konkreten Bezug zu mögli- mathias.kluwe@kit edu
chen Anwendungsfeldern herzustellen.
Konkret werden die bereits im Bachelor in der Pflicht-
veranstaltung „Systemdynamik und Regelungstechnik“
und ggf. im Wahlmodul „Praktischer Entwurf regelungs-
technischer Systeme“ erlernten Grundkenntnisse zum
Entwurf von Regelungen und Steuerungen vertieft und
systematisch erweitert.
Modelle
10
6
Elektrische Antriebe
und Leistungselektronik
Mit elektrischen Antrieben lassen sich Stellglieder sehr
effizient, zuverlässig und exakt positionierbar aufbauen. In
den vielfältigsten Bereichen der Industrie und des täglichen
Lebens sind diese Antriebe nicht mehr wegzudenken.
Im Modell Elektrische Antriebe und Leistungselekt-
Zusätzlich erobern die elektrischen Antriebe immer
weitere Einsatzgebiete, wie zurzeit sehr stark im Bereich
der Mobilität. Dabei wird nicht nur das Automobil, son-
dern seit geraumer Zeit auch die Luftfahrt elektrifiziert.
ronik werden alle Formen von elektrischen Antrieben und
ihre Komponenten, wie zum Beispiel die Motoren und die
leistungselektronischen Stellglieder, ausführlich behandelt.
Auf die notwendigen Signalverarbeitungskomponenten
und Sensoren wird ebenso eingegangen, wie auf die not-
wendigen Kenntnisse für die Planung, Entwicklung und
Anwendung dieser Technik.
Von kleinsten Motoren, die nur für eine Vibration des
Handys sorgen über Servomotoren, die einen Roboterarm Euer Ansprechpartner…
mikrometergenau positionieren, bis hin zu großen Antrie- … ist die Modellberater:
ben von Erzmühlen und Walzwerken, können elektrische
Maschinen nicht wirtschaftlich durch andere Antriebsfor- Simon Foitzik (ETI) 0721/608-48239
men ersetzt werden. simon.foitzik@kit.eduModelle 11
7 Adaptronik
Der Begriff Adaptronik hat sich in Deutschland in den sen in den oben genannten Teildisziplinen zu vertiefen.
neunziger Jahren etabliert und umfasst einen Technologie- Aufgrund der Breite der Anwendungen adaptronischer
bereich, der in den USA und Japan mit „smart materials“ Systeme können neben den Lehrveranstaltungen aus der
oder „adaptive structures“ bezeichnet wird. Durch die In- Fakultät Elektrotechnik und Informationstechnik auch
tegration von sensorischen und aktuatorischen Funktionen Fächer aus dem Vorlesungsangebot anderer Fakultäten wie
in konventionelle technische Systeme lassen sich adaptive Maschinenbau, Physik und Informatik gewählt werden.
Funktionsstrukturen realisieren, die sich an die jeweilige Die Auswahl sollte aber frühzeitig mit dem Modellbe-
Betriebsumgebung optimal selbst anpassen. Multifunk- rater abgesprochen werden. In der Bachelor- und Mas-
tionale Werkstoffe wie Piezoelektrika, Magnetostriktiva, terarbeit besteht für den Studierenden die Möglichkeit,
elektrorheologische Fluide oder Formgedächtnislegie- aktiv an Forschungsprojekten auch in Zusammenarbeit
rungen, die sich thermisch, elektrisch oder magnetisch mit der Industrie mitzuarbeiten.
aktivieren lassen und dabei gleichzeitig sensorische und
aktuatorische Aufgaben übernehmen, Durch die breit angelegte Ausbildung
spielen eine Schlüsselrolle bei der Kon- haben die angehenden Ingenieure und
zeption adaptronischer Systeme. Das Ingenieurinnen viele berufliche Mög-
daraus resultierende Potenzial eröffnet lichkeiten. Die ständig steigenden An-
für Forschung und Entwicklung neue forderungen an moderne Systeme führen
Wege und Lösungsansätze in den ver- dazu, dass konventionelle Ansätze zu-
schiedensten Bereichen. Beispiele finden nehmend an die Grenzen des technisch
sich in den Bereichen Fahrzeugtechnik, und wirtschaftlich Machbaren stoßen.
Maschinenbau, Medizintechnik, Luft- Das noch junge Gebiet der Adaptronik
und Raumfahrt in Form von aktiver eröffnet neue Möglichkeiten, mittels
Schwingungs- und Lärmminderung, intelligenter Systemkomponenten zur
Formkontrolle und Schadensüberwa- Schonung von Rohstoffen, zu einer ge-
chung (Structural Health Monitoring). ringeren Umweltbelastung, zu niedrigen
System- und Betriebskosten sowie zu höherer Funktionali-
Die Realisierung adaptronischer Systeme erfordert, dass tät und Leistungsfähigkeit von Systemen beizutragen. Aus
die Teildisziplinen Werkstoffwissenschaften (Sensorik/ diesem Grund beschäftigen sich auch namhafte Firmen
Aktorik), Regelungstechnik und Informationstechnik und Forschungseinrichtungen wie beispielsweise VW,
von Beginn an in den Entwicklungsprozess integriert Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR),
werden, und verlangt somit von angehenden Ingenieuren EADS, Daimler, Fraunhofergesellschaft, Siemens, Philips
und Ingenieurinnen eine interdisziplinäre Denkweise. Im und Carl Zeiss zunehmend mit adaptronischen Systemen.
Studienmodell werden deshalb die Kompetenzen aus vier
Instituten genutzt, um die gewünschte breite Ausbildung
zu gewährleisten. Der Katalog der festen Modellfächer
des Studienmodells berücksichtigt diesen Aspekt: In Eure Ansprechpartner…
der Vorlesung „Sensoren“, „Sensorsysteme“ sowie im … sind die Modellberater:
Praktikum „Sensoren und Aktoren“ werden wichtige
Grundlagen multifunktionaler Werkstoffe vermittelt. Wolfgang Menesklou(IAM-WET) 0721/608-47493
Die systemtheoretische Modellierung und Behandlung menesklou@kit.edu
adaptronischer Systeme sowie die regelungstechnischen Mathias Kluwe (IRS) -43182
Grundlagen hierzu werden in den Vorlesungen „Opti- mathias.kluwe@kit.edu
mization of Dynamic Systems“ und „Automatisierung
ereignisdiskreter und hybrider Systeme“ erarbeitet. Stefan Wünsch (IMS) -44449
Wichtige Teile der Informationstechnik werden durch stefan.wuensch@kit.edu
die Vorlesungen „Integrierte Systeme und Schaltungen“ Matthias Bächle (IIIT) -44515
und „Methoden der Signalverarbeitung“ abgedeckt. modell@iiit.kit.edu
Die wählbaren Modellfächer bieten den Studierenden die
Möglichkeit, je nach Interesse und Neigungen, ihr Wis-Modelle
12
8
Information und Automation
Intelligente Komponenten zur Prozessüberwachung Die Studierenden können sich im Wahlbereich des
und zur Selbstanpassung an die Betriebsumgebung sind Modells mittels einer Vielzahl von Lehrveranstaltungen
integrale Bestandteile moderner Automatisierungseinrich- in wichtigen Teilgebieten der Automation und Informati-
tungen. Hierzu sind leistungsfähige Methoden der Infor- on individuell spezialisieren. Die wählbaren Modellfächer
mations- sowie Regelungstechnik erforderlich, durch die sollen dabei sowohl die Methodenkompetenz weiter
sich immer neue Anwendungs- und Forschungsbereiche vertiefen als auch über eine Spezialisierung in einem der
eröffnen. Gleichzeitig werden aber auch die Anforderun- vielfältigen Anwendungsgebiete die Grundlage für eine
gen an solch intelligente Systeme immer anspruchsvoller, interdisziplinäre Denkweise schaffen. Mögliche Anwen-
so dass eine Systemoptimierung ebenfalls erforderlich dungsgebiete sind beispielsweise die Automobiltechnik,
ist. Dies stellt Ingenieure stets vor neue herausfordernde die Luft- und Raumfahrttechnik, die Fertigungsautomati-
Aufgaben. sierung oder die Robotik.
Aufbauend auf den im Bachelor-Studiengang vermit-
telten Grundlagen zur Systemtheorie und Informations-
technik werden im Masterstudienmodell 8 „Information
und Automation“ vertiefende Methoden zum Entwurf
komplexer Systeme behandelt. Die methodische Heran-
gehensweise soll die Studierenden in die Lage versetzen,
selbstständig Lösungen zu neuen Problemstellungen zu
finden.
Das Modell wird gemeinschaftlich von drei Instituten
(IIIT, IRS und ITE) angeboten und setzt sich aus Lehr-
veranstaltungen zusammen, die sich in zwei Bereiche glie-
dern lassen: Mit den Modulen im Grundlagenbereich zur
Vertiefungsrichtung (GVR) werden die Grundkenntnisse
aus dem Bachelorstudiengang erweitert, um eine Basis
für die Modellpflichtfächer zu bilden. Die in der Vertie- Eure Ansprechpartner…
fungsrichtung (VR) als Modellpflichtfächer angebotenen … sind die Modellberater:
Fächer verfolgen zum einen das Ziel, die Grundlagen für
das weite Spektrum der Informations- und Automatisie- Mathias Kluwe (IRS) 0721/608-43182
rungstechnik aufzuspannen. Zum anderen sorgen im Sinne mathias.kluwe@kit.edu
der Interdisziplinarität modellübergreifende Module mit Armin Teltschik (ITE) -43816
Anknüpfungspunkten zu benachbarten Wissenschaftsge- modell@ite.kit.edu
bieten für die erforderliche Breite des Modells.
Zur praktischen Vertiefung des erlernten Wissens ist Matthias Bächle (IIIT) -44515
außerdem in Absprache mit einem der Modellberater modell@iiit.kit.edu
eines der von den drei Instituten angebotenen Praktika
auszuwählen.Modelle 13
9 Elektroenergiesysteme und
Hochspannungstechnik
Deutschland will weltweit Vorreiter in Sachen Energie wicklung neuer Technologien und Konzepte, z. B. neuer
werden. Die Ziele der Energiewende sind ambitioniert und Schaltungs- oder Regelungskonzepte für HVDC-Anlagen
sollen den CO2-Ausstoß drastisch senken, einmal durch über die Entwicklung neuer technischer Lösungen, z. B.
den effizienteren Umgang mit Energie und zum anderen DC-Leistungsschalter, bis hin Optimierung des Netzbe-
durch deutlich verstärkte Nutzung regenerativer Energien. triebs unter der Randbedingung der Wirtschaftlichkeit
Hinzu kommt - zumindest in Deutschland - die Abkehr durch neuartige Algorithmen.
von der Kernenergie. Dieser Wandel betrifft nicht nur die
Energieerzeugung sondern insbesondere auch die Energie- Derzeit findet ein Umbruch der elektrischen Ener-
netze, insbesondere das elektrische Energienetz, aber auch gieversorgung statt. An vielen Stellen wird Neuland
das Gasnetz. Lösungen, an denen die Forschung derzeit betreten, was gerade jungen und gut ausgebildeten, hoch
arbeitet sind neue Speichertechnologi- motivierten Ingenieuren Chancen für
en und deren Energiemanagement, die die Gestaltung unserer Zukunft und
Entwicklung der Elektromobilität und ihrer Arbeit bietet. Deutschland hat
die Anpassung der Netze an die neuen in vielen Bereichen der elektrischen
Anforderungen. Hierbei geht es um die Energietechnik die Technologieführer-
intelligente Betriebsführung (Manage- schaft. Oft werden große Projekte im
ment) der Verteilnetze und um neue internationalen Rahmen bearbeitet, was
Technologien im Übertragungsnetz. exzellente Chancen für entsprechend
Zu letzterem gehört insbesondere der qualifizierte Ingenieure im In- und
Ausbau einzelner HVDC-Verbindun- Ausland mit sich bringt.
gen (HVDC = Hochspannungsgleich-
strom) zu einem Gleichstromnetz. Ein HVDC-Netz gibt Um dieser Vielfalt an beruflichen Möglichkeiten gerecht
es bis heute noch nicht und ist Gegenstand der aktuellen werden zu können, legt das Modell „Elektroenergiesyste-
Forschung. Aufgrund dieser vielfältigen Aufgaben ist me und Hochspannungstechnik“ im festen Modellfach-
die Nachfrage nach gut ausgebildeten Ingenieuren der bereich zunächst eine breite Wissensbasis: „Batterien und
elektrischen Energietechnik enorm - sowohl seitens der Brennstoffzellen“, „Optimierung dynamischer Systeme“,
Industrie als auch der Energieversorgungsunternehmen. „Leistungselektronik“ und „Numerische Methoden“. Die
Aufgrund der umfassenden Neuorganisation der elektri- Spezialisierung im Bereich der elektrischen Energienetze
schen Energieversorgung vom Ersatz älterer Kraftwerke erfolgt durch die Vorlesungen „Berechnung elektrischer
durch neue Anlagen, insbesondere auch dezentraler Klein- Energienetze“, „Energieübertragung und Netzregelung“
kraftwerke, über die Einbindung von Speichern in Form sowie „Hochspannungstechnik I“ und „Hochspannungs-
von Batterien verschiedenster Art und Größe bis hin zu technik II“ und „Hochspannungsprüftechnik“. Ergänzt
flexiblen Endverbrauchern bieten sich dem Ingenieur neue wird dieser Fächerkanon durch das Energietechnische
Herausforderungen und Gestaltungsmöglichkeiten. Praktikum, das gemeinsam vom IEH und dem ETI
veranstaltet wird. Im Sinne einer breiten Ausbildung ist
Der Begriff „Elektroenergiesysteme“ umfasst dabei alle es empfehlenswert, sich im Wahlfachbereich thematisch
zur Erzeugung, Übertragung und Verteilung elektrischer nicht zu sehr einzugrenzen. Energietechnik-Ingenieure
Energie notwendigen Anlagen und Komponenten. Das sollten auf ein breites Wissen auch aus anderen Fachge-
reicht von Einzelkomponenten wie z. B. den Netzbetriebs- bieten verfügen, dazu kann der Wahlfachbereich in idealer
mitteln (Transformatoren, Kabelsysteme oder Frequen- Weise genutzt werden.
zumrichter) über moderne Anlagen zur Steuerung der
Leistungsflüsse in elektrischen Netzen auf der Basis von
Leistungshalbleiterbauelementen (Flexible AC Transmis-
sion Systems, FACTS und HVDC-Übertragungssysteme) Euer Ansprechpartner…
bis hin zur Optimierung des gesamten Energiesystems, z. … ist der Modellberater:
B. durch Betrachtung des elektrischen Energienetzes und
des Gasnetzes als eine Einheit. Das Aufgabenfeld der Bernd Hoferer (IEH) 0721/608-43062
Elektroenergie-Ingenieurs reicht von der Grundlagenent- bernd.hoferer@kit.eduModelle
14
10
Optische Technologien
Das 20. Jahrhundert war das Jahrhundert des Elektrons, Das Studienmodell 10 vermittelt eine breite Ausbil-
das 21. wird das des Photons sein, heißt es etwas provokant dung in diesem Bereich und bereitet die Studierenden auf
in der amerikanischen Studie Harnessing Light, die sich die vielfältigen beruflichen Möglichkeiten rund um die
mit der Bedeutung von optischen Technologien, also mit optischen Technologien vor. In den festen Modellfächern,
dem Gebiet der Photonik, für die Gesellschaft im neuen die einen Umfang von 52 ECTS haben, werden hierbei die
Jahrtausend beschäftigt. In der Tat spielen optische Tech- Grundlagen der optischen Technologien sowohl auf der
Bauelementseite als auch auf der Systemseite dargestellt.
Forschungsarbeiten im Laserlabor des LTI
Flexibles Modul aus 25 organischen Solarzellen
nologien eine zentrale Rolle in vielen Bereichen des
täglichen Lebens: Lichttechnik, die mit immer besseren
Methoden und Lampensystemen eine immer bessere
und energieeffizientere Beleuchtung sicherstellt, laserba-
sierte Materialbearbeitung in der industriellen Fertigung,
optische Sensorik und optische Nachrichtentechnik sowie
die Displaytechnik sind nur einige Beispiele für opti-
sche Technologien, die eine wichtige Bedeutung für die
Charakterisierung und simulierte Lichtverteilung eines neuar-
moderne Industriegesellschaft haben. Aber auch neuartige tigen Scheinwerfers.
Technologien wie die organische Elektronik bilden hier
einen Schnittpunkt zwischen Forschung und Industrie.
Offensichtlich handelt es sich bei den optischen Tech-
nologien um ein sehr breites, diverses Feld von Anwen-
dungen, in denen es um die Erzeugung, die Übertragung,
die Messung und generell die Nutzbarmachung von Licht Eure Ansprechpartner…
geht. Die Märkte sind gigantisch und betreffen bereits … ist der Modellberater:
jetzt die der Halbleiterelektronik: Zurzeit werden weltweit
insgesamt ca. 350 Milliarden Euro im Bereich der Photo- Fabian Denk (LTI) 0721/608-48141
nik umgesetzt und für das Jahr 2020 sind Steigerungen auf fabian.denk@kit.edu
über 600 Milliarden Euro prognostiziert. Die Schwer-
punkte liegen bei optoelektronischen Bauelementen (z.B.
LEDs für Anzeige- oder Beleuchtungszwecke, Halbleiter-
Laser), bei modernen Lampen sowie Flachbildschirmen.Modelle 15
11 Hochfrequenztechnik
Geräte und ein enormer Kos-
tendruck sind die Hauptfak-
toren für die technologische
Entwicklung. Für moderne
Kommunikationsendgeräte
werden immer mehr Stan-
dards definiert (WLAN,
WiMax, UMTS, LTE,
Bluetooth, GPS etc.), welche
Schaltbild und Chip-Realisierung eines Frequenzvervielfachers möglichst alle von einem klei-
nen Gerät beherrscht werden
Die Hochfrequenztechnik (HF) ist eine wesentli- sollen. Hierzu bedarf es nicht nur der Miniaturisierung
che Grundlage für alle Funksysteme wie beispielweise der Antennen, sondern auch fortschrittlicher Signalver-
Rundfunk, Mobilfunk, Satellitenfunk sowie für jegliche arbeitung, welche z.B. auf den Eigenschaften mehrerer
Sensorik basierend auf elektromagnetischen Wellen (z.B. verteilter Antennen beruht, sog. „Intelligente Antennen“.
Radar). In jüngster Zeit werden allerdings auch bei der Ultrabreitbandige Übertragungstechniken ermögli-
Entwicklung extrem schneller Digitalschaltungen wie bei chen enorm hohe Datenraten z.B. für die Verbindung
Prozessoren mit Taktraten weit über 1 GHz HF-Experten unterschiedlicher technischer Geräte mit einer hohen
gesucht (z.B. bei AMD, Intel, Infineon). Störsicherheit auf kurzen Entfernungen oder aber Punkt-
zu-Punkt-Verbindungen im mmW-Bereich. Hierbei sind
Im Automobilbereich ist vor allem die rasante Ent- entsprechende aktive und passive mmW-Komponenten
wicklung radarbasierter Fahrerassistenzsysteme ein Tech- aber auch intelligente Aufbautechniken Gegenstand der
nologietreiber. Hierbei werden Frequenzen verwendet, Forschung.
bei denen die Wellenlänge im Millimeterwellenbereich
(ca. 30 – 300 GHz) liegt. Dies hat den Vorteil, dass das Das Thema Störsicherheit (Elektromagnetische
Radarsystem als ultrakompakte Baugruppe realisiert Verträglichkeit) hat einen eigenen Stellenwert in der HF-
werden kann. Zukünftige Millimeterwellensysteme für Technik. Die Abschirmung von elektronischen Baugrup-
Nahbereichs-Radaranwendungen und Kommunikation pen, um die Einkopplung von hochfrequenten Störungen
werden komplette System-on-Chip Lösungen sein, die zu vermeiden, ist hierbei unerlässlich.
neben der Hochfrequenzarchitektur auch die Antenne auf
dem Chip realisiert haben werden. Namhafte Unterneh- Viele weitere Themengebiete können genannt werden.
men wie Bosch, Continental, Valeo, Hella, TRW, Delphi So z.B. die Hochleistungsmikrowelle zur Prozessierung von
und weitere Automobilzulieferer haben ein ausgeprägtes Materialien oder aber die Erzeugung hoher Leistungen bei
Interesse an diesem Thema. Auch in der Automatisie- Frequenzen über 100 GHz für die Kernfusion, welche alle
rungstechnik, der Robotik und im Maschinenbau hält ein tiefes Verständnis der Wechselwirkung hochfrequen-
die Radarsensorik verstärkt Einzug. Mit der Verlagerung ter Felder erfordern. Auch in der Medizintechnik spielen
in den mm-Wellenbereich steht auch gleichzeitig eine hochfrequenztechnische Fragestellungen eine immer
erweiterte Bandbreite zur Verfügung, die eine hochgenaue stärkere Rolle, sei es die echtzeitfähige Videoübertragung,
Abstandsbestimmung bis in den µm-Bereich auch unter die Verbesserung von Magnetresonanztomographen oder
ungünstigen Bedingungen wie Nebel, Rauch oder Staub bildgebende Verfahren mit Terahertzstrahlung.
ermöglicht.
Ein weiterer sehr kapitalintensiver Bereich ist die Sa-
tellitentechnik. Hierbei werden Satelliten für Kommuni-
kationssysteme oder zur Fernerkundung der Erdoberfläche Eure Ansprechpartner…
oder aber des Weltalls benötigt. Die wichtigsten Kompo-
… ist der Modellberater:
nenten der Satelliten sind hierbei die Leistungsendstufen
und die Antennen. Mario Pauli (IHE) 0721/608-46259
mario.pauli@kit.edu
Auch die mobile Funkkommunikation ist nach wie
vor ein wichtiges Feld der HF-Technik. EnergieeffizienteModelle
16
12
Photonics
Die Photonik ist eine Schlüsseltechnologie der moder- können, sowie Verfahren der Nachrich-tentechnik wie
nen Informationstechnik. Optische Kommunikationsnetze beispielsweise Modulation und Kodierung, die auf die
ermöglichten die wohl größte technologische Revolution optische Kommunika-tionstechnik oder die Messtechnik
der letzten Jahrzehnte – das Internet. Jede E-Mail, jedes angewendet werden.
YouTube-Video, jede Onlinebestellung und je-des Telefo-
nat, sei es über Mobilfunk oder im Festnetz, wird heute Am Institut für Photonik und Quantenelektronik
mit Laserlicht über ein Glasfasernetz übertragen. Darüber
hinaus haben optische Sensoren und Messverfahren nicht
nur viele industrielle Anwendungen revolutioniert, son-
dern sind auch zu einer unver-zichtbaren Grundlage der
Medizintechnik und der Lebenswissenschaften geworden.
Mit modernsten Methoden der Nanotechnologie wird es
möglich, Tausende von optischen Bau-teilen auf einem
einzigen Mikrochip zu vereinigen und damit Signale und
Datenströme mit Bandbreiten im Terahertz-Bereich zu
verarbeiten. Diese Entwicklungen sind das Resultat kon-
tinuierlicher Innovation, beginnend mit der Erfindung
des Halbleiterlasers über die Ent-wicklung verlustarmer
Glasfasern und breitbandiger optischer Verstärker bis Ein neuartiger, am IPQ entwickelter elektro-optischer Modu-
hin zur inte-grierten Optik. Die Photonik war und ist lator im Test: Hier treffen Nanotechnologie, Hochfrequenz-
geradezu ein Paradebeispiel dafür, wie grundlegen-des elektronik und Nachrichtentechnik aufeinander.
Wissen genutzt werden kann, um einen wirtschaftlichen
und gesellschaftlichen Mehr-wert zu schaffen. (IPQ) forschen wir intensiv an der Zukunft photonischer
Technologien für vielfältige Anwendungsfelder, die von
der Kommunikations-technik über die Sensorik bis hin
zur Biologie und den Lebenswissenschaften reichen.
Regel-mäßig publizieren wir unsere Ergebnisse auf in-
ternational angesehenen Tagungen und in renommierten
Zeitschriften.
Vor dem Hintergrund des weiterhin rasch wachsen-
den Datenverkehrs sowie der zunehmen-den Bedeutung
Schematische Darstellung eines photonischen Systems, das der Photonik insgesamt beobachten wir einen rasch
aus mehreren optischen Mikrochips besteht. Die Chips wer- wachsenden Bedarf an qualifizierten Fachkräften sowohl
den durch Polymerlichtwellenleiter miteinander verbunden, in der Industrie als auch in der universitären und außer-
sogenannte photo-nische Wirebonds, die durch 3D-Laserli- universitären Forschung.
thographie hergestellt wer-den. Photonische Wirebonds kön-
nen Datenströme von vielen Terabit pro Sekunde übertragen.
Wir laden Sie herzlich ein, sich z.B. auf unserer
Institutswebseite (www.ipq.kit.edu) näher über das Stu-
Im Masterstudiengang ETIT bietet Ihnen das dienmodell 12 „Photonics“ zu informieren. Bei Interesse
Modell 12 die Möglichkeit, mit der Photonik und der können Sie uns gerne auch persönlich kontaktieren.
Informationstechnik zwei hochaktuelle und dynamische
Zukunftsfelder zu verbin-den. In den zugeordneten Lehr-
veranstaltungen werden theoretische Grundlagen vertieft
und in Bezug zu vielfältigen praktischen Anwendungen
Eure Ansprechpartner…
… sind die Modellberater:
gestellt. Beispiele hierfür sind die Feldausbreitung in
optischen Wellenleitern, der Aufbau und die Funkti- Wolfgang Freude (IPQ) 0721/608-42492
onsweise von Halblei-terbauelementen wie Fotodioden w.freude@kit.edu
und Laserdioden, Effekte der nichtlinearen Optik, die
Sebastian Randel (IPQ) -42490
zur ultra-schnellen Signalverarbeitung genutzt werden
sebastian.randel@kit.eduModelle 17
13 Systems Engineering
Was wäre unsere heutige Welt ohne die kleinen elekt- werden. Die Verdeutlichung des Entwurfsablaufs unter
ronischen Helferlein? In nahezu allen Bereichen des täg- Anwendung kommerzieller Entwurfswerkzeuge sowie
lichen Lebens und der industriellen Anwendung finden der zugrunde liegenden Hardwarebeschreibungssprachen
wir elektronische Schaltungen, sogenannte eingebettete ist Inhalt der Vorlesung „Hardware Modeling and Simu-
Systeme (Embedded Systems). Ob im Auto, in der Bahn, lation“. Die Vorlesung „Hardware Software Co-Design“
im Flugzeug, in der Raumfahrt oder aber auch in unserem fasst vorhandene Realisierungsalternativen sowohl in
Haushalt, im Büro, im Krankenhaus oder in der Fabrik, Hardware als auch in Software zusammen und zeigt Op-
überall übernimmt Elektronik Steuerungs- und Rege- timierungsmethoden bezüglich Platz, Performanz, Kom-
lungsaufgaben. Wobei über Sensorik die Umwelt „aufge- munikation und Leistung auf. In der Vorlesung „Mikro-
nommen“ wird und über die Aktuatorik als Ergebnis der systemtechnik“ werden Begriffe und Anwendungen sowie
Berechnungen dann die Rückwirkung erfolgt. Verfahren zur Mikrostrukturierung aus den Bereichen der
Mikrotech-nologie und Systemtechnik vermittelt, wie sie
Im Rahmen von Studienmodell 13 - Systems Enginee- z. B. in der Biomedizintechnik oder in der Mikrooptik
ring - werden konsequenterweise genau die Fähigkeiten eingesetzt werden. „Integrierte Intelligente Sensoren“
vermittelt, um diese elektronischen, eingebetteten Systeme befassen sich mit dem Themengebiet Smart Sensors und
zu entwerfen oder eben zu „engineeren“. dessen besondere Anforderungen bei der Ent-wicklung
Die Realisierung eingebetteter Systeme basiert einer- sowie entsprechenden Systemkonzepten.
seits auf anwendungsspezifischen integ-rierten oder pro-
grammierbaren Schaltungen (ASICs, FPGAs etc.) oder Viele weitere wählbare Modellfächer, Seminare und
andererseits in zuneh-mendem Maße auf Labore runden die Angebote dieses
Software, die auf Standard-Mikroprozes- Studienmodells ab. In den Pro-
soren abläuft. jektlaboren kann das theoretische
Wissen aus den Vorlesungen prak-
Ziel von Studienmodell 13 ist die tisch vertieft werden. Hier werden
Vermittlung eines breitgefächerten Fach- einachsige Zweiräder (TivSegs)
wissens, wie es zum Entwurf und zur vom Entwurf der Schaltungen
Realisierung solcher Systeme notwendig (Labor Schaltungsdesign), der
ist. Dabei spielen Methoden des Rapid Hardware-Ansteuerung (Prak-
Control Prototypings, der Modellbil- tikum Informationstechnik) bis
dung und Simulation, der HW- und hin zum autonomen Fahren mit
SW-Synthese und des automatisierten Testens (z.B. XiL) Hardware-Bildverarbeitung (Digital Hardware Design
eine vorrangige Rolle. Durchgängigen Methoden von der Laboratory) und Software-Kontrollalgorithmen (Prakti-
Idee über die Realisierung bis hin zu Pflege im Einsatz kum Software Engineering) entworfen.
werden von konservativen Einflüssen der Sicherheit und
Verlässlichkeit aber auch von Impulsen zu Agilität und Der Trend zu immer mehr Elektronik im Alltag setzt
Flexibilität bestimmt. Passend dazu werden die Prozesse, sich ungemindert fort. So haben AbsolventInnen des
Methoden und Tools ausgelegt. Modells 13 beste Berufsaussichten.
In der Vorlesung „Systems & Software Engineering“
wird ein entsprechender Einblick in den Entwurf von
softwarebasierten Systemen vermittelt. In der Vorlesung
„Software Engineering“ werden die eingeführten Me- Eure Ansprechpartner…
thoden weiter präzisiert und die Anwendbarkeit für den
… sind die Modellberater:
Bereich des strukturierten Software-Entwurfs mit Nota-
tionen, systematischen Änderungen, Architekturen und Timo Sandmann (ITIV), 0721/608-42509
Testverfahren gezeigt. Die Vorlesung „Hardware-Synthese modellberatung@itiv.kit.edu
und –Optimierung“ konzentriert sich auf grundlegende
Andreas Lauber (ITIV) -45232
und fortgeschrittene algorithmische Verfahren, welche
modellberatung@itiv.kit.edu
bei der automatisierten Synthese mikroelektronischer
Schaltungen in modernen CAD-Werkzeugen eingesetztModelle
18
14
Nachrichtensysteme
Die Übermittlung von Nachrichten spielt in vielen ierbei bestärken sich eine erfolgreiche Lehre und eine
Bereichen unseres Alltags eine wichtige Rolle. Neben Verbesserung der Forschung gegenseitig.
den Anwendungen, in denen die Kommunikation offen-
sichtlich ist, wie etwa dem zellularen Mobilfunk und der Die Forschung steht am CEL im Zeichen der Mobil-
drahtlosen Internet- Anbindung, basieren fast alle heu- kommunikation und der sie beherrschenden Signalver-
tigen Technologien auf der Nachrichtenübertragung. So
kommunizieren Lokalisierungsdienste mit Satelliten oder
lokaler Infrastruktur, Systeme der Automatisierungstech-
nik tauschen Kontrolldaten aus und Kfz-Systeme basieren
auf dem Austausch von Daten zwischen Steuergeräten.
Im Studienmodell Nachrichtensysteme werden die Stu-
dierenden darauf vorbereitet, in diesem Arbeitsgebiet her-
ausfordernde Aufgaben und Tätigkeiten zu übernehmen.
Die Vorlesung Nachrichtentechnik I bietet eine
Einführung in die Themengebiete der Nachrichtenüber-
tragung. In den weiteren Vorlesungen des CEL werden
sowohl theoretische Grundlagen gelegt als auch deren
praktische Anwendung betrachtet. Im Praktikum Nach-
richtentechnik lernen die Studierenden Phänomene der
Signalverarbeitung und der Nachrichtenübertragung an-
hand von Demonstratoren auf Basis von MATLAB und arbeitung. Gegenwärtig werden Fragestellungen aus den
GNURadio kennen. Bereichen des Software-Defined-Radio und Cognitive-
Radio, energieeffizienter Netze und der kooperativen
Die Problemstellungen der studentischen Arbeiten Kommunikation, des dynamischen Spektrumszugriffs
entstammen den aktuellen Forschungsgebieten des Insti- sowie der Signalverarbeitung für Sensorik untersucht.
tuts für Nachrichtentechnik. In diesen werden Aufgaben
der Nachrichtenübertragung und der Signalverarbeitung
mit Hilfe von Simulationen und durch Realisierung auf
programmierbaren Funkgeräten untersucht. Hierzu wer-
den vollständige Sender-und Empfänger- strukturen in
MATLAB, GNURadio bzw. C/C++ erstellt oder direkt auf
Hardware realisiert. Für die Realisierung stehen verschie-
dene Plattformen, wie etwa die USRPs der Firma Ettus
Research, zur Verfügung. Neben dem Nachweis der Funk-
tionalität erlaubt dies den Studierenden Einblicke in die
Probleme, die mit Realisierungsprojekten einhergehen.
Die Einbin-
dung der Stu-
dierenden in die
Forschungsarbeit
sorgt dafür, dass
die Absolventen
auf dem Stand der Euer Ansprechpartner…
Technik sind und … ist der Modellberater:
zu diesem durch
igenständiges und Holger Jäkel (CEL) 0721/608-46272
holger.jaekel@kit.edu
kreatives Arbeiten
beitragen können.Modelle 19
15 Mikro- und Nanoelektronik
Die Mikro- und Nanoelektronik ist eine der Schlüs- der Simulation und im Testen von analogen und digitalen
seltechnologien für die moderneKommunikationsgesell- Schaltkreisen und integrierter Systemlösungen auf einem
schaft. Dabei spielt die CMOS-Technik als die Standard- Chip verfügt.
technologie sowohl für die Herstellung höchstintegrierter Für Absolventen unseres Studienmodells ergeben sich
Schaltkreise als auch für analoge Anwendungen mit ge- auf Grund der fundierten Kenntnisse von Analog-, Digital
ringer Verlustleistung für batteriebetriebene Systeme eine und Hochfrequenztechnik sowie technologischen Grund-
sehr wichtige Rolle. Aber auch die Kombination von kenntnissen über die Herstellung von nanoskaligen Sen-
CMOS mit bipolarer Technik oder mit SiGe Hetero-Bi- soren und Bauelementen ausgezeichnete Berufschancen.
polartransistoren erlangt eine immer größere Bedeutung.
Eine Integration von heterogenen Technologien zur Rea-
lisierung extrem schneller, verlustarmer Baugruppen bzw.
Chips wird durch den Einsatz modernster Verfahren der
Nanostukturierung möglich. Damit sind dann integrierte
Systeme mit nanoelektronischen Bauelementen vom Sen-
sor, über die analoge und digitale Signalverarbeitung bis
hin zum Aktuator realisierbar. Zum Verständnis weiterer
Miniaturisierungsschritte bis hin zu Nanobauelementen
und -schaltungen sind grundlegende Kenntnisse der zur
Verfügung stehenden Technologien notwendig.
Design eines CMOS-Operationsverstärkers
Ausschnitt eines am IMS entwickelten und hergestellten THz-
Sensorarrays
Im Rahmen der Lehrveranstaltungen des Instituts
werden wesentliche Elemente zum Verständnis von
integrierten Bauelementen, analogen und digitalen
Grundschaltungen, dem Design von integrierten Analog- Euer Ansprechpartner…
und Digitalschaltungen und „Mixed Signal“ Bausteinen
… ist der Modellberater:
herausgearbeitet. Das Ziel unserer Ausbildung ist ein In-
genieur, der über wesentliche Kenntnisse der modernsten Stefan Wünsch (IMS) 0721/608-44449
Technologien für den Einsatz von komplexen integrierten stefan.wuensch@kit.edu
Systemen in verschiedenen Bereichen der Informations-
technik und damit über ein solides Wissen im Entwurf,Sie können auch lesen
