Antennen und Filter


Allgemeines

Drahtlose Datenübertragung ist in den letzten Jahren exponentiell angestiegen. Ein Grund dafür ist, dass sich die Art und Weise, wie die Gesellschaft Informationen erschafft, verbreitet und konsumiert, geändert hat. Dieses Wachstum kann kann nur aufrechterhalten werden, indem Beschränkungen heutiger Komponenten überwunden werden.

Hochfrequenzfilter und -antennen sind passive Bauteile, die für jedes Funksystem essentiell notwendig sind. In diesem Zusammenhang geht es in unseren Forschungen um

  • Verringerung der Verluste in planaren passiven Baugruppen
  • Konfigurierbare Antennen und Filter
  • Verbesserte Einbundung und Miniaturisierung von passiven Komponenten
  • Nutzung von modernen Herstellungstechniken um die Realisierung von passiven Bauteilen zu erleichtern

Projekte

Vorteil

Drahtlose Übertragungssysteme der neuesten Generation verwenden oft höhere Frequenzen, sodass es mehr und mehr zu einer Verschiebung in den Bereich der sogenannten "mm-Wellen" kommt. Jedes Funksystem benötigt auch passive Komponenten (wie zum Beispiel Filter), die unter anderem auch entscheidend für Leistungsfähigkeit, Interoperabilität und Zuverlässigkeit des gesamten Systems sind. Filter können je nach gewünschtem Verhalten, Größe und Gewicht durch verschiedene Technologien wie konzentrierte Elemente, Wellenleiter oder gedruckte Schaltungen (PCB) realisiert werden. Besonders bei niedrigeren Mikrowellenfrequenzen bieten planare Strukturen einen guten Kompromiss zwischen geringen elektrischen Verlusten, geringen Abmessungen und geringem Gewicht. Bei den höherfrequenten mm-Wellen Frequenzen ist es jedoch nicht mehr einfach leistungsfähige Filter mittels in klassischen Verfahren hergestellten Leiterplatten zu entwickeln.

Das Projekt VORTEIL ist eine von der FFG im Rahmen von BRIDGE geförderte Zusammenarbeit der TU Graz und des Industriepartners AT&S. Der Fokus dieses Projekts mit drei Jahren Laufzeit (gestartet im September 2015) liegt in der Erforschung von verbesserten Herstellungsmethoden, welche eine Reduktion der elektrischen Verluste von Filtern auf Leiterplatten bei mm-Wellen ermöglichen. Diese Techniken werden an fortschrittlichen Komponenten, wie zum Beispiel Filter mit abstimmbaren Frequenzgängen, getestet. Solche Komponenten sind notwendig, um mehrere verschiedene Funktionen in einer Baugruppe zu vereinen und damit die Größe von zukünftigen Frontends zu verringern.

Dependable Things

Vorhersagen gehen davon aus, dass bis 2020 über 50 Milliarden intelligente Geräte - "smart things" - über das Internet der Dinge miteinander kommunizieren werden, um zahlreiche alltägliche Anwendungen zu ermöglichen. Zum Beispiel können Autos auf der Strasse interagieren um Unfälle zu vermeiden, oder maßgeschneiderte Möbel teilen den Produktionsmaschinen selbständig mit, was genau an ihnen gemacht werden muss. Eines Tages wird das Internet der Dinge ebenso wichtig sein wie das Stromnetz heute.

Bis es soweit ist, muss noch viel geforscht werden, insbesondere um die Verlässlichkeit zu berbessern. Speziell kritische Anwendungen in den Bereichen Gesundheit, Verkehr und Produktion müssen rund um die Uhr einwandfrei funktionieren.

Im Projekt Dependable Things arbeiten zehn der besten Forscher aus den Fakultäten Informatik und Biomedizinische Technik und Elektrotechnik und Informationstechnik zusammen an grundlegenden Aspekten, welche es den Computern in Alltagsgegenständen ermöglich sollen, jederzeit auch unter den schwierigsten Bedingungen verlässlich zu arbeiten.

Mehr Informationen zu diesem Thema findet sich auf der Projekt-Homepage : https://www.tugraz.at/projekte/dependablethings/home/

STAR

Die klassische Herstellung von MW-Bauteilen führt nicht nur zu nicht idealen Ergebnissen, sie beschränkt auch die Designflexibilität und –freiheit der Strukturen. Additive Fertigung ist eine wachsende Technologie, die sehr vorteilhaft für Mikrowellenkomponenten ist, da bei diesen die Herstellung ein kritisches Thema ist. Das dreijährige Projekt, welches vom ASAP Programm der FFG finanziert wird, wurde im Juni 2016 gestartet und wird in Zusammenarbeit mit dem Industriepartner Lithoz GmbH durchgeführt. Das Projektziel ist, die Grenzen der gegenwärtigen Herstellungstechniken zu erweitern, um durch additive Fertigung nichtplanare Filter mit verbesserten Eigenschaften zu erzeugen. Es werden innovative Designs untersucht, um aktuelle Probleme im Bereich von Mikrowellen Filter für Weltraum Anwendungen zu lösen (z.B. Breitband-Störunterdrückung, Miniaturisierung, einfache Montage und Massenproduktion).

Lehre

In der Lehre werden Antennen und Mikrowellenkomponenten in den folgenden Lehrveranstaltungen vertieft behandelt :

Kontakt
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Reinhard Teschl
Dipl.-Ing. Dr.techn.
Tel.
+43 (316) 873 - 7431