Es ist ein ziemlich altes Prinzip, bei dem Martin Vossiek die Idee für sein neues Funkortungssystem abgeguckt hat, sagt der Professor an der Technischen Universität Clausthal:
"Es funktioniert im Prinzip wie ein klassisches Radar-System - mit einem Radar kann man ja beispielsweise die Entfernung von einem Radargerät zu einer Wand oder zu einem Flugzeug bestimmen."
Dazu schickt das Radargerät ein Funksignal los, das von Hindernissen zurückgeworfen und dann wieder vom Sender empfangen wird. Aus der Zeit, die das Signal unterwegs war, berechnet der Sender, wie weit der getroffene Gegenstand entfernt ist. So ist es auch bei Vossieks Radar-System. Der Sender ist eine kleine Kiste, die zum Beispiel auf einem fahrenden Gabelstapler montiert ist. Nur prallen seine Funksignale nicht einfach an irgendwelchen Gegenständen ab, sondern an so genannten "elektrischen Transpondern", die in regelmäßigen Abständen im Raum angebracht sind.
"Im Grunde kann man sich vorstellen, man hätte eine Art Spiegel, und dieser Spiegel wird mal hingehalten und wieder weggenommen."
An dem typischen "An-Aus-Flackern" der gespiegelten Funkwelle erkennt der Sender, von welchem Transponder - also von welchem Ort - das Signal zurückkommt. Aus der Antwort mehrerer Transponder lässt sich dann die eigene Position berechnen, auf einige Zentimeter genau. "LPR" hat Vossieks Team diese Ortungs-Idee getauft: "Local Positioning Radar". LPR unterscheidet sich von gängigen Funkortungssystemen wie etwa GPS in einem wichtigen Detail: Bei LPR läuft das Ortungs-Signal vom Sender zum Transponder und wieder zurück. Bei GPS läuft das Signal nur einen Weg: Vom Satelliten im All zum Empfänger auf der Erde.
Um bei solchen "Einweg-Systemen" die Signal-Laufzeit und damit die Entfernung richtig zu messen, müssen die Uhren in allen Sendern und Empfängern exakt gleich laufen. Dazu braucht man entweder hochgenaue Atomuhren oder eine superschnelle Kabelverbindung, die Sendern und Empfängern immer den richtigen Takt angibt. Beides ist für kommerzielle Systeme viel zu teuer. Bei LPR ist nur eine einzige Uhr nötig, nämlich im Sender. Die misst einfach, wann ein Signal ausgesendet wird und wann es wieder zurückkommt. Der Transponder braucht keine Uhr, er reflektiert bloß.
"Hört sich sehr leicht an, das Prinzip, aber die Tücke steckt im Detail: Dieser Transponder empfängt das Signal nicht nur und sendet es moduliert zurück, sondern er verstärkt es auch noch."
Bei bisherigen Transpondern war das gespiegelte Signal immer zu schwach, so dass das Radar-Prinzip erst gar nicht funktionierte. Wie die Clausthaler es hingekriegt haben, die Funkwelle aus dem Sender völlig ohne Zeitverzögerung im Transponder zu spiegeln, zu kodieren und dabei auch noch zu verstärken, will Martin Vossiek im Detail nicht verraten. Schließlich ist das Patent darauf echtes Geld wert.
"Ein großes Einsatzgebiet sind Logistikanwendungen. Da geht es darum, in Produktionsprozessen die Abläufe zu optimieren..."
...indem zum Beispiel Gabelstapler oder Kräne in großen Produktionshallen mit Radarsendern bestückt werden, so dass sich ihre Bewegungen exakt orten lassen. Der Computer kann so jedes gefertigte Teil in einer Fabrik verfolgen und automatisch eine komplette Lagerhaltung erstellen. Für die Industrie, wo es auch einmal dreckig oder neblig sein kann, ist die LPR-Ortung ideal. Denn die Elektronik in dem simplen Radar-System ist minimal und darum robust. Ein gut hinter Plexiglas geschützter Transponder misst etwa 20 Zentimeter. Doch er ließe sich auch verkleinern, bis er nicht größer ist als ein winziger Chip, sagt Martin Vossiek.
"Angedacht und auf den Markt kommen ja auch Handys, die können nicht nur telefonieren, die haben auch Bluetooth, die haben auch W-LAN, das heißt, die haben schon ganz viele Funkdienste, und dann hätten sie eben noch einen mehr, der beispielsweise dazu dient zu orten."
Und dann könnte selbst ein normales Handy zentimetergenau den eigenen Ort anzeigen. Und zwar auch in Gebäuden und den tiefen Straßenschluchten der Großstadt, wo das satellitengestützte GPS bis heute versagt.
"Es funktioniert im Prinzip wie ein klassisches Radar-System - mit einem Radar kann man ja beispielsweise die Entfernung von einem Radargerät zu einer Wand oder zu einem Flugzeug bestimmen."
Dazu schickt das Radargerät ein Funksignal los, das von Hindernissen zurückgeworfen und dann wieder vom Sender empfangen wird. Aus der Zeit, die das Signal unterwegs war, berechnet der Sender, wie weit der getroffene Gegenstand entfernt ist. So ist es auch bei Vossieks Radar-System. Der Sender ist eine kleine Kiste, die zum Beispiel auf einem fahrenden Gabelstapler montiert ist. Nur prallen seine Funksignale nicht einfach an irgendwelchen Gegenständen ab, sondern an so genannten "elektrischen Transpondern", die in regelmäßigen Abständen im Raum angebracht sind.
"Im Grunde kann man sich vorstellen, man hätte eine Art Spiegel, und dieser Spiegel wird mal hingehalten und wieder weggenommen."
An dem typischen "An-Aus-Flackern" der gespiegelten Funkwelle erkennt der Sender, von welchem Transponder - also von welchem Ort - das Signal zurückkommt. Aus der Antwort mehrerer Transponder lässt sich dann die eigene Position berechnen, auf einige Zentimeter genau. "LPR" hat Vossieks Team diese Ortungs-Idee getauft: "Local Positioning Radar". LPR unterscheidet sich von gängigen Funkortungssystemen wie etwa GPS in einem wichtigen Detail: Bei LPR läuft das Ortungs-Signal vom Sender zum Transponder und wieder zurück. Bei GPS läuft das Signal nur einen Weg: Vom Satelliten im All zum Empfänger auf der Erde.
Um bei solchen "Einweg-Systemen" die Signal-Laufzeit und damit die Entfernung richtig zu messen, müssen die Uhren in allen Sendern und Empfängern exakt gleich laufen. Dazu braucht man entweder hochgenaue Atomuhren oder eine superschnelle Kabelverbindung, die Sendern und Empfängern immer den richtigen Takt angibt. Beides ist für kommerzielle Systeme viel zu teuer. Bei LPR ist nur eine einzige Uhr nötig, nämlich im Sender. Die misst einfach, wann ein Signal ausgesendet wird und wann es wieder zurückkommt. Der Transponder braucht keine Uhr, er reflektiert bloß.
"Hört sich sehr leicht an, das Prinzip, aber die Tücke steckt im Detail: Dieser Transponder empfängt das Signal nicht nur und sendet es moduliert zurück, sondern er verstärkt es auch noch."
Bei bisherigen Transpondern war das gespiegelte Signal immer zu schwach, so dass das Radar-Prinzip erst gar nicht funktionierte. Wie die Clausthaler es hingekriegt haben, die Funkwelle aus dem Sender völlig ohne Zeitverzögerung im Transponder zu spiegeln, zu kodieren und dabei auch noch zu verstärken, will Martin Vossiek im Detail nicht verraten. Schließlich ist das Patent darauf echtes Geld wert.
"Ein großes Einsatzgebiet sind Logistikanwendungen. Da geht es darum, in Produktionsprozessen die Abläufe zu optimieren..."
...indem zum Beispiel Gabelstapler oder Kräne in großen Produktionshallen mit Radarsendern bestückt werden, so dass sich ihre Bewegungen exakt orten lassen. Der Computer kann so jedes gefertigte Teil in einer Fabrik verfolgen und automatisch eine komplette Lagerhaltung erstellen. Für die Industrie, wo es auch einmal dreckig oder neblig sein kann, ist die LPR-Ortung ideal. Denn die Elektronik in dem simplen Radar-System ist minimal und darum robust. Ein gut hinter Plexiglas geschützter Transponder misst etwa 20 Zentimeter. Doch er ließe sich auch verkleinern, bis er nicht größer ist als ein winziger Chip, sagt Martin Vossiek.
"Angedacht und auf den Markt kommen ja auch Handys, die können nicht nur telefonieren, die haben auch Bluetooth, die haben auch W-LAN, das heißt, die haben schon ganz viele Funkdienste, und dann hätten sie eben noch einen mehr, der beispielsweise dazu dient zu orten."
Und dann könnte selbst ein normales Handy zentimetergenau den eigenen Ort anzeigen. Und zwar auch in Gebäuden und den tiefen Straßenschluchten der Großstadt, wo das satellitengestützte GPS bis heute versagt.