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Fahrzeugantennen leichter anpassen: Tool zur Simulation von Fahrzeugmodellen

14.10.2015

Das Auto der Zukunft ist ein kommunizierendes. Es sendet und empfängt permanent Signale, weiß, wo das nächste Hindernis steht und teilt anderen Fahrzeugen die eigene Position mit. Damit es das kann, braucht es auf das jeweilige Fahrzeug exakt abgestimmte Antennen. Ein modernes Auto besitzt mitunter 20 und mehr Antennen, die wenigsten von ihnen sind sichtbar.

An der Hochschule Niederrhein arbeiten Forscher im Rahmen eines vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Projekts daran, dass Antennen einfacher auf die jeweiligen Automodelle abgestimmt werden können. Genauer: Sie entwickeln ein Konvertierungstool, welches es erlaubt, die Antennen künftig mittels Simulationen am Rechner zu entwickeln – und nicht mehr zeitraubend an Fahrzeugprototypen.


Prof. Dr. Christoph Degen mit Autoscheibe und seinem Mitarbeiter Michael Meuleners im Labor.

„Auf Basis unseres Tools kann der komplette Antennen-Entwicklungsprozess an den Rechner verlegt werden“, erklärt Prof. Dr. Christoph Degen, der am Fachbereich Elektrotechnik und Informatik Kommunikationstechnik lehrt und das Projekt innerhalb der Hochschule leitet.

Rund 225.000 Euro bekommt Degen im Rahmen der Initiative KMU-innovativ vom Bundesministerium für das Projekt „SmartSimCar – Intelligentes Konvertierungstool für elektromagnetische Fahrzeugmodelle“. Projektpartner ist die TH Köln, die Projektleitung hat das mittelständische Unternehmen IMST.

Das Ingenieurbüro aus Kamp-Lintfort erhofft sich als wirtschaftlicher Verwerter des Projektergebnisses eine Effizienzsteigerung bei der Entwicklung von Antennen. Denn bislang sind dafür Fahrzeugprototypen nötig. An diese werden die Antennen manuell angeglichen und im Rahmen von Messungen und Testfahrten erprobt. Ein aufwändiges und kostenintensives Verfahren, sagt Degen.

Er weiß: „Der Kostendruck in der Automobilindustrie steigt, die Entwicklungszeiten werden kürzer.“ Die Simulation am PC bietet sich somit zwar an, birgt aber ein Problem: Wird das komplette CAD-Modell des Fahrzeugs in ein 3D-Simulationstool eingelesen, übersteigt das die Rechnerleistung.

Ein Fahrzeug besteht heute aus über 50.000 Einzelteilen. Große Hersteller gehen daher dazu über, für die verschiedenen Fahrzeugtypen vereinfachte Modelle zu generieren, die als Grundlage für Simulationen verwendet werden können. Ebenfalls sehr aufwändig, meint Degen. „Jedes Modell muss individuell erarbeitet werden.“

Ziel des Forschungsprojekts ist daher ein Tool, das die CAD-Fahrzeugmodelle automatisiert in verkleinerte und dennoch hinreichend genaue elektromagnetische Modelle übersetzt. Degens wissenschaftlicher Mitarbeiter Michael Meuleners liest dafür CAD-Daten eines Herstellers ein und vergleicht Simulations- und Messergebnisse.

Degen: „Im Grunde genommen gehören alle Metallteile eines Fahrzeugs zur Antenne. Aber nicht jedes Gewinde einer Schraube muss exakt nachgebildet werden. Das Tool ist in der Lage, Schrauben zu erkennen, das Gewinde zu löschen und sie in eine einfache Zylinderstruktur zu konvertieren.“

Das spezielle Know-how der Hochschulmitarbeiter liegt aber bei den planaren Scheibenantennen. Das sind Metalldrähte oder gedruckte Metallstrukturen, die in der Innenlage von Fahrzeugscheiben liegen. Professor Degen soll die spezifische Eignung des entstehenden Konvertierungstools für die Berechnung von Scheibenantennen erarbeiten. „SmartSimCar“ läuft noch bis Februar 2017.

Pressekontakt: Dr. Christian Sonntag, Referat Hochschulkommunikation, Tel.: 02151 822 3610; E-Mail: christian.sonntag@hs-niederrhein.de

Dr. Christian Sonntag | idw - Informationsdienst Wissenschaft

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