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    DigitalAngewandte Informatik

    Beitrag (Sammelband oder Tagungsband)

    Heribert Popp, Monica I. Ciolacu, Leon Binder

    Education 4.0: IoT- und CoP-unterstützte Smarte E-Learning Prozesse

    Tagungsband zum 19. E-Learning-Tag der FH JOANNEUM: Innovation & Reflexion – Henne oder Ei? , vol. 130

    2020

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    Studierende erleben im Lernmanagementsystem (LMS) „Moodle“ smarte E-Learning Prozesse in Mathematik- und Wissensmanagement-Kursen. „Smartes E-Learning“ besteht in Anlehnung an „smarte Produkte“ aus einer physischen, einer intelligenten und einer Vernetzungs-Komponente. Vernetzt sind die StudentInnen mit dem LMS einerseits in „Communities of Practice“ (CoP) zur Reflexion und andererseits über die Sensoren ihrer Smartphones oder Smartwatches (physische Komponente). Damit lässt sich dieses Lernumfeld der Kategorie “Internet of Things” (IoT) zuordnen. Im Lernprozess können die eingebetteten Sensoren mit den Biosignalen „Puls“ (HR) und „Herzfrequenzvariabilität“ (HRV) zur Selbstreflexion der Lernenden, zur Steuerung des Lernsystems und zur Personalisierung des Nutzungserlebnisses dienen. Erste Tests fanden u.a. Korrelationen zwischen erreichten Punkten in den Kontrollfragen und den Werten der Biosignale. Als intelligente Komponenten sind BenutzerInnenmodellierung, Chatbot, maschinelles Lernen usw. bei „Education 4.0“ im Einsatz.

    DigitalAngewandte Informatik

    Beitrag (Sammelband oder Tagungsband)

    Monica I. Ciolacu, Ali Fallah Tehrani, P. M. Svasta, I. Tache, D. Stoichescu

    Education 4.0: An Adaptive Framework with Artificial Intelligence, Raspberry Pi and Wearables- Innovation for Creating Value

    [In Press]

    Proceedings of the 2020 IEEE 26th International Symposium for Design and Technology in Electronic Packaging (SIITME)

    2020

    DigitalAngewandte Informatik

    Beitrag (Sammelband oder Tagungsband)

    Monica I. Ciolacu, P. M. Svasta, D. Hartl, S. Görzen

    Education 4.0: Smart Blended Learning assisted by Artificial Intelligence, Biofeedback and Sensors

    [In Press]

    Proceedings of the 2020 IEEE 14th International Symposium on Electronics and Telecommunications (ISETC2020)

    2020

    DigitalAngewandte Naturwissenschaften und WirtschaftsingenieurwesenIPH Teisnach

    Buch (Monographie)

    Franz Xaver Röhrl

    Ein flexibles Leiterplatten-Technologiekonzept für Anwendungen im Millimeterwellenbereich

    Dissertationsschrift

    Elektrotechnik, München

    2020

    ISBN: 978-3-8439-4537-0

    Abstract anzeigen

    Die vorliegende Arbeit beschreibt ein Konzept zum Betrieb von millimeterwellentauglichen Schaltungen auf konventionellen Leiterplatten. Dazu werden neben den technologischen Grundlagen und neuen Leiterplattentechnologien auch konkrete Realisierungen von Schaltungen vorgestellt. Der Fokus liegt dabei auf einer toleranzarmen, fertigungstechnisch prozesssicheren Umsetzung. Die entwickelten Fertigungsverfahren und Optimierungen erlauben die Herstellung von bisher nicht realisierbaren Feinstleiter-Strukturen auf Außenlagen und ermöglichen dadurch auch eine breitbandige dämpfungsarme Signalführung. Ein großer Vorteil der hier vorgestellten Umsetzung ist, dass die Verfahren zum Großteil mit konventionellen Leiterplattenprozessen umgesetzt werden können und auch eine beliebige Kombination mit bestehenden Leiterplattenprozessen zulässig ist. Es wird versucht möglichst viele Funktionen und Herausforderungen direkt auf der kostengünstigen Leiterplatte zu lösen. Das Konzept beinhaltet zudem eine breite Auswahl an Möglichkeiten zur reflexionsarmen Kontaktierung der Leiterplatte von Signalen im Millimeterwellenbereich. Außerdem wird die Anbindung von aktiven Bausteinen und anderen Schaltungsträgern detailliert behandelt. Die Ergebnisse werden sowohl mit dem aktuellen Stand der Leiterplattentechnologie als auch mit alternativen Fertigungstechnologien verglichen und bewertet.

    DigitalAngewandte Naturwissenschaften und WirtschaftsingenieurwesenIPH Teisnach

    Zeitschriftenartikel

    Felix Sepaintner, Andreas Scharl, Franz Xaver Röhrl, Werner Bogner, Stefan Zorn

    Characterization and Production of PCB Structures With Increased Ratio of Electromagnetic Field in Air

    IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 68, no. 6, pp. 2134-2143

    2020

    DOI: 10.1109/TMTT.2020.2983934

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    Producing passive printed circuit board (PCB) structures in the millimeter-wave range includes some fundamental challenges, such as low manufacturing costs and high fabrication accuracy. These aspects, in general, have to be combined with low signal attenuation, precise simulation models, and a reliable producibility. This article shows a new method to manufacture different kinds of passive RF waveguides with reduced attenuation and decreased electrical length on low-cost PCB substrates. First, the complex material parameters of the used substrate and the used copper foil are extracted from 10 to 100 GHz to have accurate simulation models in CST Microwave Studio. This is necessary because the parameters provided by the manufacturer are often no longer generally valid in this frequency range. In addition, PCB materials have a significantly higher surface roughness compared with conventional materials for millimeter-wave applications. Therefore, the correct determination and the correct modeling of surface roughness is particularly important. Next, laminate is removed partially on the outer layer of the PCB to increase the electromagnetic field ratio in air. The undesired substrate is removed by a CO2 laser drilling machine by setting narrow drills sequentially. The RF performance of these waveguides is compared with those manufactured in conventional PCB technology according to attenuation and producibility.

    DigitalAngewandte Naturwissenschaften und WirtschaftsingenieurwesenIPH Teisnach

    Zeitschriftenartikel

    E. Hassan, B. Scheiner, F. Michler, M. Berggren, E. Wadbro, Franz Xaver Röhrl, Stefan Zorn, R. Weigel, F. Lurz

    Multi-Layer Topology Optimization of Wideband SIW-to-Waveguide Transitions

    IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 68, no. 4, pp. 1326-1339

    2020

    DOI: 10.1109/TMTT.2019.2959759

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    This article utilizes a topology optimization approach to design planar multilayer transitions between substrate integrated waveguides (SIWs) and rectangular waveguides (RWGs). The optimization problem is formulated based on the modal field analyses and Maxwell's equations in the time domain solved by the finite-difference time-domain (FDTD) method. We present a time-domain boundary condition based on the Klein-Gordon equation to split traveling waves at homogeneous waveguide ports. We employ the boundary condition to compute portal quantities and to devise an adjoint-field system that enabled an efficient computation of the objective function gradient. We solve design problems that include more than 105 000 design variables by using less than 400 solutions of Maxwell's equations. Moreover, a new formulation that effectively combats the development of in-band resonances in the design is presented. The transition configuration allows the direct mount of conventional RWG sections on the circuit board and aims to cover the entire K-band. The guiding structure of the optimized transition requires blind vias, which is realized by a simple and cost-efficient technique. In addition, the transition is optimized for three different setups that can be used to provide different field polarizations. The proposed transitions show less than 1-dB insertion loss and around 15-dB return loss over the frequency interval 18-28 GHz. Several prototypes are fabricated with an excellent match between the simulation and measurement results.

    DigitalAngewandte Naturwissenschaften und WirtschaftsingenieurwesenIPH Teisnach

    Beitrag (Sammelband oder Tagungsband)

    Felix Sepaintner, Andreas Scharl, Florian Keck, Kevin Kunze, Franz Xaver Röhrl, Werner Bogner, Stefan Zorn

    Cost-Effective Implementation of Air-Filled Waveguides on Printed Circuit Boards

    [Invited Talk]

    Proceedings of the IEEE Conference on Electrical Performance of Electronic Packaging and Systems (EPEPS)

    2020

    DOI: 10.1109/EPEPS48591.2020.9231382

    Abstract anzeigen

    This paper presents a new cost-effective method to produce air-filled waveguides out of a printed circuit board (PCB) with a milling machine and how to implement them with standard PCB technology. For this purpose, low cost substrates like FR-4 are used. For the baseboard to waveguide transition in the E-Band (60-90GHz) a WR12 waveguide connector [1] was used. The WR12 waveguide was manufactured and analyzed on mechanical deviations. The RF performance in the E-Band was measured and compared to common PCB waveguides like microstrip lines (MS) and grounded coplanar waveguides (GCPW).

    DigitalAngewandte Naturwissenschaften und WirtschaftsingenieurwesenIPH Teisnach

    Beitrag (Sammelband oder Tagungsband)

    Felix Sepaintner, Andreas Scharl, Franz Xaver Röhrl, Werner Bogner, Stefan Zorn

    Extracting Complex PCB Substrate Permittivity from a Transmission Line using the Finite Difference Integral Method from 10 GHz - 100 GHz

    [Invited Talk]

    Proceedings of the 2020 IEEE MTT-S International Microwave Workshop Series on Advanced Materials and Processes for RF and THz Applications (IMWS-AMP)

    2020

    DOI: 10.1109/IMWS-AMP49156.2020.9199738

    Abstract anzeigen

    This paper presents a new numerical method to deduce the complex permittivity εr of PCB (printed circuit board) substrates. First, the attenuation and phase of an on board transmission line are measured with a vector network analyzer (VNA). The transmission line is then simulated with the finite difference integral method (FDI) with the substrate substituted by air. The measured and simulated phases are used, to calculate the effective permittivity and the real part of the complex permittivity εr ' . With known εr ' , the electromagnetic field distribution can be calculated, which is necessary to deduce the imaginary part of the permittivity. The shown algorithms can be used for frequencies up to 100 GHz and without any iterative processes.

    DigitalAngewandte Naturwissenschaften und WirtschaftsingenieurwesenIPH Teisnach

    Beitrag (Sammelband oder Tagungsband)

    Andreas Scharl, Felix Sepaintner, Franz Xaver Röhrl, Werner Bogner, Stefan Zorn

    Design and Comparison of Filter Structures in the Millimetre Wave Frequency Range on Outer- and Inner-Layers of Organic Circuits Boards

    [Invited Talk]

    Proceedings of the 2020 European Microwave Conference (EuMC)

    2020

    DigitalAngewandte Naturwissenschaften und WirtschaftsingenieurwesenIPH Teisnach

    Beitrag (Sammelband oder Tagungsband)

    Andreas Scharl, Felix Sepaintner, Franz Xaver Röhrl, Werner Bogner, Stefan Zorn

    Simulation and Measurement of PCB Crossover Structures from DC up to 70 GHz

    [Invited Talk]

    Proceedings of the 2020 German Microwave Conference (GeMiC) [9-11 March 2020; Cottbus]

    2020

    Abstract anzeigen

    In this paper, 4 different crossover structures in a 6-layered printed circuit board (PCB) for high operation frequencies are presented. The design for all structures is based on grounded coplanar waveguide (GCPW). Two fully planar structures, a quasi-coaxial transition and coaxial transition are realized and have a measured bandwidth from DC to 50 GHz and DC to 60 GHz, respectively. Moreover, two structures are designed in submount technology. Especially the connection between baseboard and package (solder junction) plays an important role to guarantee best signal integrity. Therefore, the quality of the solder junction is analysed in detail with TDR (time domain reflectometry) measurement as well as with X-ray images. The submount transitions show good radio frequency (RF) characteristics from DC to 70 GHz.

    DigitalDEG-DLM2Zentrum für Akademische Weiterbildung

    Buch (Monographie)

    Caroline Weber

    Ein Review zum empfohlenen Einsatz von automatisierten Vorlesungsaufzeichnungen an Hochschulen.

    2020

    DigitalDEG-DLM2Zentrum für Akademische Weiterbildung

    Buch (Monographie)

    Caroline Weber

    Automatisierte Vorlesungsaufzeichnungen im Projekt DEG-DLM2 – Evaluation der Einsatzerfahrungen

    2020

    DigitalDEG-DLM2Zentrum für Akademische Weiterbildung

    Buch (Monographie)

    Projekt DEG-DLM2

    Verwertungskonzept für das Projekt DEG-DLM2

    2020

    DigitalDEG-DLM2Zentrum für Akademische Weiterbildung

    Buch (Monographie)

    Benjamin Nädele

    Qualitative Analyse von Webkonferenzen im Projekt DEG-DLM2

    2020

    DigitalDEG-DLM2Zentrum für Akademische Weiterbildung

    Buch (Monographie)

    Benjamin Nädele

    Qualitative Analyse von Webkonferenzen im Projekt DEG-DLM1

    2020

    DigitalDEG-DLM2Zentrum für Akademische Weiterbildung

    Buch (Monographie)

    Karina Fisch, Sabrina Ebner

    Nutzungskonzept für die Erkenntnisse aus dem Projekt DEG-DLM2

    2020

    DigitalDEG-DLM2Zentrum für Akademische Weiterbildung

    Buch (Monographie)

    Christian Ebner

    Webkonferenzen im Projekt DEG-DLM2 – Begleitforschung zum Einsatz der im Vergleich zur ersten Förderphase optimierten digitalen Lehrmodalität

    2020

    DigitalDEG-DLM2Zentrum für Akademische Weiterbildung

    Buch (Monographie)

    Christian Ebner

    Bericht Begleitforschung Modul „Wissenschaftliches Arbeiten“ der Studiengänge Pflegepädagogik und Pädagogik im Rettungswesen

    2020

    DigitalTC Grafenau

    Buch (Monographie)

    S. Sczogiel, A. Busch, A. Göller, A. Gabber, B. Williger, S. Schmitt-Rüth, Diane Ahrens, Dietmar Jakob, Sebastian Wilhelm

    Digital fit im Alter

    Handlungsempfehlung für Gemeinden zu Bildungsangeboten für Senioren (Hg.: Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen [IIS]; Technische Hochschule Deggendorf [THD])

    2020

    DOI: 10.13140/RG.2.2.23245.05609

    Abstract anzeigen

    Ziel der Broschüre ist es, Gemeinden insbesondere im ländlichen Raum, über die Konzeption von Bildungsangeboten für ältere Menschen zu informieren und sie dazu zu befähigen, ähnliche Initiativen in ihren Gemeinden zu starten.

    DigitalNachhaltigAngewandte InformatikTC Plattling MoMo

    Vortrag

    Markus Eider, Andreas Berl

    Requirements for prescriptive recommender systems extending the lifetime of EV batteries

    2020 10th International Conference on Advanced Computer Information Technologies (ACIT), Deggendorf

    2020