6 Tage - 3 Konferenzen - 1 Messe
1, place de la Porte de Versailles, Paris
Pavilion 7.3
Stand F195
gemeinsam mit TNO und Fraunhofer IAF
Pavilion 7.3
Stand F2200
gemeinsam mit der Forschungsfabrik Mikroelektronik Deutschland
Die European Microwave Week 2019 findet im Herzen der ville lumiere in Paris statt! Die European Microwave Week 2019 bringt Industrie und Wissenschaft zusammen und ist eine Veranstaltung über sechs Tage, darunter drei hochmoderne Konferenzen und eine spannende Fach- und Technologiemesse mit führenden Akteuren aus der ganzen Welt. Die EuMW 2019 bietet Zugang zu den neuesten Produkten, Forschungen und Initiativen im Mikrowellenbereich. Es bietet Ihnen auch die Möglichkeit für eine direkte Interaktion mit denjenigen, die die Zukunft der Mikrowellentechnologie vorantreiben.
Die 22. Europäische Mikrowellenwoche vereint:
• Drei große Konferenzen
• Zugehörige Workshops
• Maßgeschneiderte Kurse und Seminare für Industrielle, Wissenschaftler und Forscher
• Internationale Leitmesse.
Darüber hinaus werden Aussteller-Workshops und -Seminare von mehreren Top-Organisationen mit überragendem Fachwissen in den Bereichen Mikrowellen, RF, Wireless oder Radar angeboten.
Hier darf das Fraunhofer FHR nicht fehlen und präsentiert sich gemeinsam mit den Forschungspartnern TNO und Fraunhofer IAF vom 01.10. bis zum 03.10.2019 auf einem gemeinsamen Messestand mit den folgenden Exponaten:
Die Sensoren autonomer Fahrzeuge müssen extrem zuverlässig sein, weil Verkehrsteilnehmer künftig nicht mehr permanent auf den Verkehr achten. Bislang werden die Sensoren in aufwendigen Testfahrten geprüft. Dank des neuen ATRIUM-Testgeräts vom Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR aber könnten sich diese Fahrten künftig zu einem großen Teil ins Labor verlagern. Denn ATRIUM gaukelt dem Radarsensor eine künstliche Szenerie vor, die den realen Bedingungen im Straßenverkehr sehr nahe kommt.
Hier finden Sie weitere Informationen.
GESTRA ist ein leistungsstarker, experimenteller Radarsensor zur Weltraumüberwachung. Das Fraunhofer FHR entwickelt GESTRA, um Satelliten in erdnahen Orbits (LEO) vor der wachsenden Bedrohung durch Weltraummüll zu schützen. GESTRA ist ein quasi-monostatisches, gepulstes Phased-Array Radar. Die Sende-und Empfangseinheiten sind in zwei separaten und mobilen Containern intergiert, die in einem Abstand von 100 m aufgestellt sind. Das GESTRA-System ist so konzipiert, dass es modular erweiterbar ist und somit sehr flexibel eingesetzt werden kann. Mittels elektronischer Strahlschwenkung kann GESTRA die Blickrichtung im Bruchteil einer Sekunde verändern. Verschiedene innovative Beobachtungsmoden, wie z.B. der „Track-while-scan“-Modus oder die Möglichkeit gleichzeitig verschiedene Himmelsareale zu beobachten, eröffnen neue Möglichkeiten für die Erstellung eines möglichst vollständigen Kataloges der Weltraumschrottteile in den erdnahen Orbits.
Die Antenne ist für eine Anwendung im Bereich Global Positioning System (GPS)/Global Navigation Satellite System (GNSS) vorgesehen. Sie arbeitet im GPS-L1-Band (1575 MHz) und besitzt ein kontrollierbares Antennendiagramm. Damit lässt sich z.B. in eine bestimmte Richtung, aus der ein Störsignal kommt, eine Nullstelle im Empfangsdiagramm erzeugen. Die Antenne besteht aus fünf Antennenelementen mit unterschiedlicher Polarisation: das Mittenelement ist rechtszirkular polarisiert und die umgebenden Antennenelement sind linear polarisiert. Die Antennenelemente sind miniaturisierte Elemente und geben der Antenne eine kompakte Bauform.
Strahlende Elemente dieser Antenne sind Schlitze in einer Massefläche, die auf einem dünnen und biegbaren Substrat aufgebracht ist. Die U-förmigen Schlitze dienen als Direktoren, der rechteckförmige Schlitz dient als Reflektor. Das Substrat befindet sich auf einer metallischen Trägerplatte, in der unterhalb der Schlitze Hohlräume gefräst sind. Die Antenne wird mittels Mikrostreifenleitung gespeist. Da das Substrat sehr dünn ist, kann es leicht gebogen werden und die Antenne an gekrümmten Oberflächen angepasst werden. Die Antenne arbeitet im S-Band (2.44 GHz) und hat einen Gewinn von ca. 8 dBi. Ihre Hauptstrahlrichtung ist von der Flächennormalen aus gesehen ca. 46°.
Automobile MIMO-Radare auf Basis heutiger MMICs benötigen komplexe Netzwerke von Hochfrequenzleitungen zum Anschluss einer großen Anzahl von Einzelantennen. Die Hohlleitertechnologie bietet hier große Flexibilität und geringe Verluste. Ein erster Prototyp einer Hohlleiterantenne mit komplexer Leiterführung wurde am FHR entwickelt, aufgebaut und charakterisiert. Das komplexe Speisenetz ist eine Negativdarstellung in 3D Druck (Kunststoff). Das Speisenetz für die eigentliche Antenne wird aus Aluminiumplatten gefräst und schichtweise aufgebaut.
Patch Elemente auf der Substratoberseite werden durch Durchkontaktierungen mit der Massefläche auf der Substratunterseite verbunden und bilden so eine Art Pilzstruktur. Die Struktur weist eine ausgeprägte Bandlücke im Frequenzspektrum zwischen 8 und 10 GHz auf. Eine mögliche Anwendung ist die Reduzierung der Verkopplung zweier benachbarter Hornantennen für quasi-monostatische RCS Messungen.
Mikrostreifenleitungen werden häufig durch metallische Flächen abgeschirmt, um z. B. parasitäre Strahlung der Leitung zu unterdrücken oder Multilayer Strukturen zu ermöglichen. Zwischen der metallischen Abschirmung und der Massefläche der Mikrostreifenleitung kann sich jedoch eine Parallelplattenmode ausbreiten, die an jeder (unsymmetrischen) Störstelle angeregt wird. Ein Schlitz in einer Massefläche, der von einer geschirmten Mikrostreifenleitung angeregt werden soll, stellt eine solche Störstelle dar und ein nicht unerheblicher Teil der Leistung, die eigentlich von der Schlitzantenne abgestrahlt werden soll, koppelt in die Parallelplattenmode. Indem die metallische Abschirmung durch eine sog. High Impedance Surface ersetzt wird, wird die Ausbreitung der Parallelplattenmode innerhalb der vorgesehenen Frequenzbandlücke verhindert. Die High Impedance Surface wird durch eine EBG Struktur realisiert. Die abschirmende Eigenschaft bleibt erhalten und auch der Schlitz strahlt nur noch in die vordere Raumhälfte. EBG Struktur und Schlitze sind für das X-Band dimensioniert und arbeiten bei 9.7 GHz.
Die Leckwellenantenne besteht auf der Substratoberseite aus einer metallischen Patchstruktur, die mittels Durchkontaktierungen mit der metallischen Unterseite des Substrats leitend verbunden ist (Pilzstruktur). Durch die koaxiale Speisung und mit Hilfe des parabolischen Reflektors wird eine ebene Welle (Parallelplattenmode) erzeugt, die durch das Substrat läuft. Über die Patchstruktur wird Leistung in den Freiraum abgestrahlt. Nicht abgestrahlte Leistung wird am anderen Ende der Antenne durch die gleiche Anordnung von Reflektor und Koaxialleitung abgesumpft. Die Hauptstrahlrichtung von Leckwellenantennen ist frequenzabhängig. Bei Frequenzen am unteren Rand des Betriebsfrequenzspektrums strahlt die Antenne beinahe in Querrichtung (broadside, parallel zur Flächennormalen). Mit zunehmender Frequenz schwenkt der Strahl weiter in Richtung der Längsachse der Antenne (endfire). Ein Schwenken in die entgegengesetzte Richtung ist nicht möglich. Durch die spezielle Oberflächentextur kann jedoch der Strahl von positiven zu negativen Winkeln geschwenkt werden, ohne sog. blind spots in Querrichtung zu erzeugen.
In Gruppenantennen werden vielfach parallel Speisenetze eingesetzt. Bei einer großen Anzahl von Elementen kann ein solches Netz u. U. beträchtliche Ausmaße annehmen. In einer Studie wurde untersucht, ob mit einem seriellen Speisenetz unter Zuhilfenahme von Metamaterialleitungen Verbesserungen hinsichtlich des Platzbedarfs erreicht werden können. Damit an den vier Ausgangstoren des seriellen Netzes z.B. gleiche Phasen bzw. Gruppenlaufzeiten herrschen, zweigen Metamaterialleitungen, bestehend aus links- und rechtshändischen Einheitszellen, zur Phasenkompensierung von den Ausgängen der Wilkinsonleistungsteiler ab. Die Wilkinsonleistungsteiler besitzen unterschiedliche Teilungsverhältnisse, um gleiche Leistungspegel an den Ausgängen des Speisenetzes zu gewährleisten. Das Speisenetz ist für Frequenzen von 9 bis 11 GHz ausgelegt.
Das kompakte und dennoch hochauflösende MIMO Radarmodul enthält 24 Sende- und 24 Empfangsantennen was zu einem virtuellen Array von 576 Einzelantennen führt. Damit ermöglicht der lediglich wenige 100 Gramm schwere Sensor auch bei schlechten Sichtverhältnissen zuverlässige 3D Hinderniserkennung und bietet sich damit für den Einsatz auf mobilen Robotern oder Fahrzeugen an. Das gesamte Modul ist hierbei grade einmal 25 cm groß und arbeitet bei einer Mittenfrequenz von 120 GHz.
Heutzutage nimmt die Additive Fertigung einen immer größeren Stellenwert in verschiedensten Produktions- und Entwicklungszweigen ein. Am FHR können so mittels 3D-Druck diverse Antennengeometrieen für verschiedenste Anwendungen realisiert werden. Neben einfachen 3D-Strukturen wie bspw. Tropfenantennen gehen aktuelle Forschungsarbeiten hin zu Antennen mit speziellen Anti-Reflex-Schichten. Durch diese speziell designten Schichten wird die Wellenimpedanz so verändert, dass die auftretenden Reflektionen auf der Antennenoberfläche reduziert werden. Um solche Antennen ohne Stützmaterial fertigen zu können, werden diese in Gitterstrukturen (Lattice) eingebettet. Neben Antennenstrukturen aus verschiedensten Kunststoffen lassen sich mittels 3D-Druck aber auch Hohlleiterstrukturen aus Metall (Filter, o.ä.) realisieren.
Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR