Machbarkeitsstudie einer Antenne mit elektronisch rekonfigurierbarer Apertur

Elektronisch steuerbare Antennen sind eine wichtige Komponente zukünftiger Kommunikations-dienste. Beispielsweise sind agile Antennen für zukünftige Raummultiplexverfahren im Mobilfunkbereichnotwendig, die es erlauben eine Funkverbindung zwischen Mobilstation und Basisstation dauerhaft sicherzustellen. Gruppenantennen mit elektronisch steuerbarer Strahlschwenkung sind für die genannten Anwendungsgebiete eine wichtige Komponente. Im Vergleich zu Antennen mit mechanischer Strahlschwenkung haben sie den Vorteil einer deutlich leichteren und kompakteren Bauweise und können einfach integriert werden. Problematisch bei allen Gruppenantennen ist die Gewinnreduktion beiStrahlschwenkung. Diese entsteht durch die Überlagerung der Felder der einzelnen Antennenelemente, welche durch die Phasenbelegung, die geometrische Anordnung und die Richtcharakteristiken der einzelnen Antennenelemente gegeben ist. In diesem Forschungsprojekt wird erstmals ein Antennenkonzept untersucht, in dem die Abstrahlungsrichtung einstellbar ist, ohne dabei eine Gruppenantenne oder ein Reflectarray zu verwenden. Dabei handelt es sich um eine Parallelplattenleiterlinse mit rekonfigurierbarer Apertur. Basis für die elektronische Steuerung sind Flüssigkristalle, die mittels Rexolite Container in einem gekrümmten Parallelplattenleiter eingesetzt werden und über ein Biasingnetzwerk angesteuert werden. Die Machbarkeit einer solchen Antenne soll dabei exemplarisch an einem Demonstrator im V-Band nachgewiesen werden.

Feasibility Study of an Antenna with Electronically Reconfigurable Aperture

Electronically controllable antennas are an important component for future communications systems. For example, agile antennas are required for future space multiplexing methods in mobile communications, which makes it possible to permanently ensure a connection between a mobile station and a base station. Group antennas with electronically controllable beam steering are an important component for the above mentioned applications. Compared to antennas with mechanical beam steering, they have the advantage of a considerably lighter and more compact design and can be easily integrated. A problem with all group antennas is the reduction of the gain away from broadside. This is caused by the superimposition of the fields of the individual antenna elements, whichis given by the phase assignment, the geometrical arrangement and the directional characteristics of the individual antenna elements. In this research project, an antenna concept is being investigated for thefirst time, in which the radiation direction can be adjusted without using a group antenna or a reflectarray. The idea is based on a parallel plate lens with reconfigurable aperture. The basis for the electronic control are liquid crystals, which are used by means of a Rexolite container in a curved parallel plate environment and are controlled with a biasing network. The feasibility of such an antenna isto be evaluated with a demonstrator in the V-band.