Masterarbeit: Algorithmenoptimierung für die MIMO-radarbasierte Inline-Geschwindigkeitsmessung

Das Fraunhofer FHR in Wachtberg bei Bonn ist Teil der großen Fraunhofer-Gesellschaft und eines der führenden und größten europäischen Forschungsinstitute auf dem Gebiet der Hochfrequenzphysik und Radartechnik. Das Institut bearbeitet zahlreiche multinationale Forschungsprojekte mit akademischen und industriellen Partnern.

Der Bereich „Industrielle Hochfrequenzsysteme“ (IHS) entwickelt in vier Abteilungen leistungsfähige Sensoren und Radarsysteme für die Bereiche industrielle Messtechnik, zivile Sicherheit, neue Mobilitätslösungen und Umweltmonitoring oder medizinische Anwendungen. Die Abteilung „Eingebettete Systeme“ befasst sich mit Forschungsthemen zu verteilten Signalverarbeitungssystemen für hochspezialisierte Radarsysteme im industriellen Umfeld und in der Forschung. Im Fokus stehen die Ansteuerung multifunktionaler Multi-Kanalsysteme sowie deren effiziente und ressourcenschonende Echtzeitverarbeitung.

Die Radartechnologie und deren Signalverarbeitungsalgorithmen sind hochentwickelt, sehr leistungsstark und in der Lage detailgetreue Abbildung einer Szenerie zu liefern. Der Nutzung im zivilen und militärischen Einsatz stehen häufig die anfallende Datenmenge und deren Verarbeitung im Weg. Die Gruppe „S/W Implementierungen“ beschäftigt sich mit der Architektur, dem Design und der Implementierung echtzeitfähiger Signalverarbeitungslösungen für sichere und ressourceneffiziente Radartechnik in der industriellen Qualitätssicherung, im Automotive sowie im Luft- und Raumfahrtbereich und leistet somit einen wesentlichen Beitrag zur Realisierung von radarbasierter Echtzeit-Messtechnik.

Für unser Team suchen wir dauerhaft Studentinnen, die unsere Wissenschaftlerinnen unterstützen und so zu einem erfolgreichen Forschungsbetrieb beitragen. Bei uns bist Du von Beginn an in das Team und die laufenden Projekte integriert. Wenn Du dein Engagement und Wissen voll einbringen möchtest, kannst Du schon früh Verantwortung und neue Aufgaben übernehmen und selbstständig bearbeiten – egal ob im Praktikum, als HiWi oder mit einer Abschlussarbeit.

Hier sorgst Du für Veränderung

• Einarbeitung in die Thematik korrelationsbasierter Geschwindigkeitsmessung und alternativer Verfahren

• Literaturrecherche zu Optimierungsmöglichkeiten der Messunsicherheit durch Multi-Signal-Auswertung

• Implementierung, Optimierung und Erprobung neuer Signalverarbeitungsansätze in Matlab, Octave, Python o.Ä.

• Planung und Durchführung von Labormessungen zur Generierung von Testdaten

• Sensorkalibrierung und Bestimmung systematischer Fehler inklusive Korrekturansätzen

• Statistische Analyse der Messdaten zur Quantifizierung der Messunsicherheit

• Untersuchung des Einflusses von Prozessparametern (Temperatur, Vibration, Oberflächenbeschaffenheit) auf die Messunsicherheit

• Bewertung der Echtzeitfähigkeit der implementierten Signalverarbeitungsalgorithmen für die Inline-Regelung

• Dokumentation der Ergebnisse in Form eines wissenschaftlichen Berichts und Vorbereitung einer Abschlusspräsentatio

Beispiel Thesis-Thema: "Optimierung der Messunsicherheit eines korrelationsbasierten MIMO-Radar-Zeilensensors zur Inline-Geschwindigkeitsregelung" Das Ziel der Arbeit ist die systematische Optimierung der Messunsicherheit eines korrelationsbasierten MIMO-Radar-Zeilensensors für die Geschwindigkeitsmessung von Walzgut im laufenden Produktionsprozess. Dazu sollen bestehende Signalverarbeitungsalgorithmen analysiert, weiterentwickelt und implementiert werden, um Messgenauigkeit und Robustheit gegenüber industriellen Störeinflüssen zu erhöhen. Die Ergebnisse werden experimentell validiert und hinsichtlich ihrer Eignung für eine Inline-Geschwindigkeitsregelung bewertet.

Hiermit bringst Du Dich ein

• Aktuelle Immatrikulation in einem mathematischen, naturwissenschaftlichen bzw. ingenieurwissenschaftlichen Studienfach

• Erste oder fortgeschrittene Erfahrungen im Bereich der digitalen Signalverarbeitung, vorzugsweise Radarsignalverarbeitung

• Sichere Programmierkenntnisse in einer gängigen Skriptsprache (z. B. Python, Matlab oder Octave) zur eigenständigen Implementierung von Algorithmen

• Fundierte Kenntnisse in Statistik und Fehlerrechnung, insbesondere im Umgang mit Messunsicherheitsanalysen

• Grundlegende Erfahrung mit Messtechnik und Laboraufbauten sowie Freude an experimenteller Arbeit

• Vorkenntnisse in der Radartheorie (z. B. FMCW-Prinzip, MIMO-Konzepte, Antennentechnik) oder angrenzenden Gebieten der optischen Messtechnik

• Fähigkeit zur systematischen, eigenständigen und strukturierten Arbeitsweise sowie eine gute schriftliche Dokumentations- und Kommunikationskompetenz für die Abschlussdokumentation

Was wir für Dich bereithalten

• Interessante, praxisnahe Aufgabenstellungen

• Einblicke in aktuelle Forschungsprojekte aus Industrie und Grundlagenforschung

• Offenes und kollegiales Arbeitsumfeld mit lockerem Umgang und moderner Ausstattung

• Vielfältige Aufgabenstellungen mit der Möglichkeit zur Einarbeitung in neue Themenfelder

• Attraktive Rahmenbedingungen bei einer der größten Forschungsorganisationen für anwendungsorientierte Forschung in Europa

• Hervorragende Vernetzung innerhalb der internationalen Forschungslandschaft

Wir wertschätzen und fördern die Vielfalt der Kompetenzen unserer Mitarbeitenden und begrüßen daher alle Bewerbungen – unabhängig von Alter, Geschlecht, Nationalität, ethnischer und sozialer Herkunft, Religion, Weltanschauung, Behinderung sowie sexueller Orientierung und Identität. Schwerbehinderte Menschen werden bei gleicher Eignung bevorzugt eingestellt. Unsere Aufgaben sind vielfältig und anpassbar – für Bewerber*innen mit Behinderung finden wir gemeinsam Lösungen, die ihre Fähigkeiten optimal fördern.

Die wöchentliche Arbeitszeit beträgt 19,5 Stunden. Die Stelle ist in Teilzeit zu bestzten.

Mit ihrer Fokussierung auf zukunftsrelevante Schlüsseltechnologien sowie auf die Verwertung der Ergebnisse in Wirtschaft und Industrie spielt die Fraunhofer-Gesellschaft eine zentrale Rolle im Innovationsprozess. Als Wegweiser und Impulsgeber für innovative Entwicklungen und wissenschaftliche Exzellenz wirkt sie mit an der Gestaltung unserer Gesellschaft und unserer Zukunft.

Bereit für Veränderung? Dann bewirb Dich jetzt, und mach einen Unterschied! Nach Eingang Deiner Online-Bewerbung erhältst Du eine automatische Empfangsbestätigung. Dann melden wir uns schnellstmöglich und sagen Dir, wie es weitergeht.

Fragen zu dieser Position beantwortet Dir gerne: Sabine Gütgemann Tel.: +49 160 966 519 27 E-Mail: sabine.guetgemann@fhr.fraunhofer.de

Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR

www.fhr.fraunhofer.de

Kennziffer: 85440 Bewerbungsfrist: 07.09.2026