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Antenne aus Flüssigkristallen ermöglicht stabile Satellitenverbindungen für Fahrzeuge

Für eine wirklich stabile Satellitenverbindung braucht es normalerweise einen festen Standort für die Antenne. Ein Doktorand der Technischen Universität Darmstadt hat nun eine Platz sparende, kostengünstige und sehr schnell elektronisch schwenkbare Antenne entwickelt, die in Autos, Schiffen und Flugzeugen eine stabile Funkverbindung zu Satelliten ermöglichen soll. Die Antenne basiert auf der LCD-Technologie und kann sich ohne bewegliche Teile auf eine Funkquelle ausrichten, diese verfolgen und ihre Signale verstärken.

Die von Karabey zusammen mit Prof. Dr. Rolf Jakoby und Dr. Felix Goelden am Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik der TU Darmstadt entwickelte LCD-Matrix besteht aus regelmäßig angeordneten Flüssigkristallmodulationselementen. Jedes Element kann mithilfe elektrischer Spannung das Auftreffen einer Radiowelle auf der Antenne individuell verzögern; wie lange die Verzögerung dauert, hängt von der Größe der Spannung ab. So lässt sich nach Angaben der Wissenschaftler erreichen, dass Funkwellen aus einer bestimmten Richtung verstärkt werden und die Matrix gewissermaßen die Funkintensität einsammelt, die auf ihre gesamte Fläche auftrifft. Um das Funktionsprinzip seiner Antenne zu demonstrieren, hat Karabey zusammen mit Atsutaka Manabe von der Darmstädter Merck KGaA einen Prototyp aus vier LCD-Zellen hergestellt. Derzeit entwickelt und baut er mit einem neuen Kooperationspartner eine größere Matrix, die auf einer Gesamtfläche von etwa zehn Quadratzentimetern 16 mal 16 Zellen besitzen soll.

Günstig und schnell

"Unser Ziel ist es, eine möglichst günstige Phased-Array-Antenne zu entwickeln, deren Leistung für den Satellitenempfang ausreicht", sagt Karabey. Der große Vorteil sei, dass sich die LCD-Antenne auf die gleiche Weise herstellen lasse wie ein LCD-Bildschirm, so der Elektroingenieur. Er erwartet daher einen Preis für die Antenne von unter 600 Euro. Ein weiterer Vorteil sei, dass sich die Antenne ohne bewegliche Teile und damit binnen Millisekunden ausrichten lasse, so der 28-Jährige. Außerdem ist die Antenne nur etwa einen halben Zentimeter dick und ließe sich daher leicht in ein Autodach integrieren, ohne sichtbar zu sein. "Die Antenne könnte sogar teilweise transparent gestaltet werden, was Produktdesignern einen erheblichen Spielraum gibt", ergänzt Rolf Jakoby.

Das ideale Anwendungsgebiet der Antenne sieht Karabey, der mit seiner Entwicklung den Ideenwettbewerb der TU Darmstadt 2011 gewonnen hat, im stabilen Empfang von Fernseh-, Internet- und Kommunikationsdiensten in Autos und anderen Fortbewegungsmitteln. Das nächste Ziel der Darmstädter Forscher um Karabey ist die Gründung eines Konsortiums, das einen Anbieter von Satellitendiensten, Institute oder Firmen zur Optimierung der Antennentechnik sowie zum Design der Elektronik, einen Hersteller von Flüssigkristallen und einen Endnutzer, zum Beispiel einen Autohersteller, umfasst. Metadaten anzeigen: Autor verbergen | Schlagworte