Antennentechnologie

Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS

Antennentechnologie

Antennentechnologie

Auf einen Blick

Als ein zentrales Element der drahtlosen Kommunikationstechnik ist die Antenne entscheidend für die Leistungsfähigkeit und Qualität eines Funksystems. Die Einsatzbereiche von Antennen werden durch die steigende Verbreitung der drahtlosen Kommunikation immer vielfältiger. Häufig ist es nötig, dass Antennen, je nach vorhandener Umgebung bzw. geplantem Anwendungsbereich, individuell angepasst werden müssen, um eine stabile Funkverbindung zu gewährleisten.

Aufgrund unserer langjährigen Erfahrung in der Antennenentwicklung und einem großen Portfolio an bereits entwickelten Antennen können wir kundenspezifische Anpassungen schnell und sachkundig umsetzen.

Wir bieten eine breite Palette an Antennen, die in verschiedenen Bereichen, wie z.B. im Satellitenempfang oder in der Mobilkommunikation, eingesetzt werden können. Langjährige Projekterfahrung haben wir beispielsweise bei der Entwicklung von Ultrabreitband-Antennen, miniaturisierten Mehrbandantennen sowie Antennengruppen.

Als unabhängiges Institut können wir unseren Kunden Messungen für alle wesentlichen Antennenparameter anbieten.

Eine Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer IIS kann vielfältig aussehen. Ob Sie eine unabhängige Messung, eine Entwicklungsunterstützung, eine lizenzierbare Technologie oder eine komplette Produktenentwicklung wünschen – Sie entscheiden!

 

Antennenentwicklung

Das Fraunhofer IIS entwirft maßgeschneiderte Antennen und Antennensysteme nach Kundenspezifikationen.

Mit Hilfe von modernen 2,5D und 3D Simulationsprogrammen können schon vor der Entstehung eines Prototyps weitreichende Aussagen über die Parameter der Antenne gemacht und diese kosteneffizient sowie zeitnah umgesetzt werden.

Unser Portfolio umfasst unter anderem

  • miniaturisierte Antennen für drahtlose Netzwerke
  • eingebettete und integrierte Antennen
  • mobile und stationäre Antennen für den Satellitenrundfunk
  • adaptive Antennensysteme für automobile und andere Anwendungen
  • Laufzeitoptimierte Antennen für Lokalisierung und Navigation
  • Antennen für Mobilkommunikation

Eingebettete Systeme

Auch für anspruchsvolle Antennenumgebungen, wie z.B. Metall oder dem menschlichen Körper entwickeln wir zuverlässige und innovative Antennendesigns. Kundenanforderungen, wie z.B. Miniaturisierung, Materialauswahl oder Energieeffizienz werden hierbei berücksichtigt.

Adaptive Antennen

Sogenannte „Smart Antennas“ können sich in speziellen elektronischen Kalibrier- und Adaptionsprozessen den Betriebsbedingungen stets optimal anpassen.

Die Entwicklungen des Fraunhofer IIS stellen so die beste Verbindungsqualität unter Berücksichtigung einer kostengünstigen Realisierung sicher.

 

Antennenmessung

Wir bieten eine Reihe von Verfahren aus der Antennenmesstechnik an, die ein breites Spektrum an Antennentypen erfassen. Im Wesentlichen werden bei den Messungen folgende Parameter bestimmt:

  • Antennendiagramm / Richtcharakteristik
  • Gewinn
  • Polarisation
  • abgestrahlte Leistung
  • Wirkungsgrad
  • Rauschtemperatur (G/T)
Unsere messtechnische Ausrüstung umfasst unter anderem:
  • Sphärischer Nahfeld- / Fernfeldscanner NSI700S-60 von 700MHz – 40GHz
  • Vektor-Netzwerkanalysatoren bis 65 GHz
  • verschiedene Spektrum-Analysatoren (auch Vektor-Signalanalysatoren)
  • GTEM-Zelle
  • EMV-Schirmkabinen
  • Klimakammer

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Gemessene 3D Richtcharakteristik

In der sphärischen Nahfeld-Antennenmessanlage können wir verschiedene Antennen, wie z.B. Niedriggewinnantennen oder Antennen mit hohem Gewinn vermessen.

Diese Messung kann für die Validierung oder Verbesserung von autonomen Funksystemen oder RFID-Tags eingesetzt werden. Hierdurch kann unter anderem die abgestrahlte Leistung, Richtcharakteristik und Polarisation des RFID-Tags bzw. -systems ermittelt werden.

Speziell Kunden, die nicht über eigene Möglichkeiten zur Antennenmessung verfügen, bieten wir als unabhängiges Institut Test- und Messdienstleistungen an.

 

Anwendung

Satellitenrundfunk

Der digitale Satellitenrundfunk stellt spezielle Anforderungen an die Antennen am Empfänger. Oft haben diese Systeme eine terrestrische Komponente, um auch in schwierigen Empfangssituationen eine hohe Verfügbarkeit zu gewährleisten. Das erfordert spezielle Verfahren, um die terrestrische und die Satellitenkomponente in einem ausgewogenen Verhältnis zueinander empfangbar zu machen. Zusätzlich werden Satellitenrundfunksysteme häufig durch Hintergrundrauschen beeinflusst. Die bei Fraunhofer IIS entwickelten Antennen sind so ausgelegt, dass auch dieser Einfluss minimal wird.

Satellitennavigation

Mit der Fusion von Inertialsensorik und der Satellitennavigation lässt sich eine fließende Lokalisierung in und außerhalb von Gebäuden realisieren und die Verfügbarkeit weiter erhöhen. Spezielle, neue und kostengünstige Empfänger- und Antennentechnologien des Fraunhofer IIS ermöglichen eine Positionsgenauigkeit von einem Meter für Massenmarktanwendungen, welche bisher aufgrund zu hoher Kosten nicht umsetzbar waren.

Mobilkommunikation

Für die mobile Kommunikationsanwendung wird nach technischen Lösungen für einen effizienten Zugriff und Nutzung der spektralen Ressourcen gesucht. Kognitive Anwendungen können ihre momentane Umgebung analysieren und zwischen verschiedenen Kommunikationsstandards und Frequenzbändern wie GSM, UMTS, LTE und W-LAN sowie TV White Spaces die für ihre Anwendung optimale Verbindung wählen, um einen möglichst schnellen und störungsfreien Datenaustausch zu gewährleisten.

Telemetrie

Verbrauchszähler senden den momentanen Zählerstand mit einem kostengünstigen, untrennbar mit dem Zähler verbundenen Sender an eine bis zu 3 km entfernte Empfängerstation, die entweder fest installiert oder mobil eingesetzt ist. Der aktuelle Zählerstand kann vollautomatisch nach Plan oder ad hoc abgerufen werden. Mit Hilfe von 15.000 sicheren und vor allem störfreien Signalen ist eine optimale und präzise Planbarkeit des Verbrauches eines Konsumenten möglich.

Medizintechnik

Das Body Area Network umfasst die drahtlose Kommunikation zwischen Komponenten, die am Körper getragen werden, wie z.B. Ohrhörer. Mit diesen störsicheren, drahtlosen Verbindungen und speziell vom Fraunhofer IIS entwickelten Antennen lassen sich Körperfunktionen, wie Blutdruck oder Puls zuverlässig überwachen.

Sicherheit im Straßenverkehr

Durch die Kopplung einer Transpondertechnologie mit Inertialsensorik werden Verkehrsteilnehmer detektiert, lokalisiert und klassifiziert. Nimmt die im Fahrzeug integrierte Antenne von Fraunhofer IIS einen Verkehrsteilnehmer wahr, der als schutzbedürftig eingestuft wird, so warnt das System zunächst den Fahrer akustisch und haptisch vor der nahenden Gefahr. Sollte dieser nicht reagieren, so kann in Notfallsituationen sogar eine Gefahrenbremsung vollautomatisiert durchgeführt werden.

 

Angebot

Auf dem Markt finden Sie kein Antennenprodukt, das sich mit Ihren Bedürfnissen deckt?

Aufgrund einer breitgefächerten Basis an Kompetenzen in der Hochfrequenztechnik können wir Ihnen fachkundig zur Seite stehen. Mit der Antennentechnologie, der Nachrichtentechnik und der Entwicklung von integrierten Schaltungen unter einem Dach vereint, ist das Fraunhofer IIS einzigartig im Marktsegment der Antennen aufgestellt.

Als unabhängiges Entwicklungshaus bietet das Fraunhofer IIS seinen Kunden einen etablierten Hardware-Design-Flow von der Simulation bis zum Endprodukt. Hierfür stehen moderne Simulationswerkzeuge, Messinstrumente und –techniken sowie eine eigene Antennenmesshalle zur Verfügung, die auch Kunden für deren Messungen angeboten wird. Gerne helfen wir Ihnen auch bei der Einbettung der Antenne in Ihr System oder der Inbetriebnahme.

Gemeinsam mit Ihnen und auf der Basis von fundierten wissenschaftlichen Methoden ermitteln wir Ihren Bedarf, beraten Sie individuell und unterstützen Sie zusätzlich bei technisch-wirtschaftlichen Machbarkeitsanalysen.

 

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