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Research & Technology

Die Haifischflosse hat ausgedient

Zum Senden und Empfangen in Fahrzeugen werden komplexe Antennensysteme benötigt. Ingenieure des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) entwickelten ein rekonfigurierbares Antennensystem, das zuverlässig große Mengen an Daten verschiedener Dienste gleichzeitig bewältigt.

05.06.2018
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Im Antennenmessraum des KIT prüft Jerzy Kowalewski eine neue Super-Antenne (Foto: Markus Breig, KIT)

Die „Haifischflosse“ am Autodach bewältigt wohl kaum noch die Datenflut mobiler Dienste. Die meisten Datendienste in modernen Autos sind sicherheitsrelevant, sie müssen also überall zu-verlässig und fehlerfrei funktionieren. Entscheidend dafür sei die Strahlungscharakteristik der Antenne, erklärt Thomas Zwick, Leiter des Instituts für Hochfrequenztechnik und Elektronik (IHE) am Karlsruhe Institut für Technologie ( KIT ). Heute werden Autoantennen verwendet, deren elektromagnetische Felder sich nach allen Seiten gleichmäßig ausbreiten. Damit können Signa-le aus allen Winkelrichtigen empfangen werden. Probleme treten dort auf, wo Signale abgelenkt werden, wie beispielsweise in Stadtgebieten. Die Folge sei eine lückenhafte Datenübertragung bis hin zum vollständigen Datenverlust, sagt Jerzy Kowalewski vom IHE. Hinzu können Kapazitäts- und Abdeckungsprobleme kommen.

Grundsätzliche Problemlösung verspricht die MIMO-Technologie (Multiple-Input-Multiple-Output), die Teil des neuen LTE-Standards ist. Die MIMO-Technologie benötigt mehrere Anten-nen mit Sendern und Empfängern, wodurch die Systeme komplexer, größer und teurer werden. Um die Zahl der benötigten Sender und Empfänger zu reduzieren, entwickelten die Forscher am IHE ein rekonfigurierbares Antennensystem. Die ausgesendeten elektromagnetischen Felder sind nicht statisch, sondern können ihre Strahlungscharakteristik wechseln. „Damit ändert sich die Richtcharakteristik zu den jeweiligen Sendern und Empfängern“, erklärt Kowalewski. Im Ergebnis kommt das rekonfigurierbare Antennensystem mit weniger Sendern und Empfängern aus, bei erhöhter Kapazität und Datenrate. Das spare nicht nur Kosten, sondern auch Platz, so Kowalewski. In die Autokarosserie integrierte Antennenaktivität biete zehnmal mehr Volumen als die herkömmlichen Haifischflossen-Gehäuse. Und: Sie können vollständig unter der Dachlinie verborgen werden.

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