SATNAV Entwicklung einer aktiven Endgeräte-Antenne

Abstract

Die Leistungsfähigkeit zukünftiger Satellitennavigationssysteme kann durch den Einsatz aktiver Antennen mit intelligenter Strahlformung und -steuerung entscheidend verbessert werden. Beeinträchtigungen des Empfangs durch Mehrwegeausbreitung und andere Störeinflüsse lassen sich durch eine Steigerung des Signal-Rauschverhältnisses in der gewünschten Richtung und eine gezielte Absenkung des Gewinns in Richtung der Störer stark reduzieren. Voraussetzung hierzu ist eine Antenne, die in der Lage ist, mehrere unabhängig voneinander in zwei Dimensionen steuerbare Strahlungskeulen auszubilden und die darüber hinaus eine gezielte Nebenkeulenabsenkung und Nullstellengenerierung ermöglicht. Als zukunftsweisende Technik zur Realisierung einer mehrkeulenfähigen intelligenten Antenne mit großer Flexibilität hat sich die digitale Strahlformung erwiesen. Im Gegensatz zu konvetionellen Phased-Arrays, die aufwendige Multibeam-Architekturen erfordern, werden gesteuerte elektronische Komponenten auf der HF-Ebene vermieden und die Strahlformung in den Prozessor verlagert. Die Genauigkeit lässt sich hierbei durch Kalibrierung und geeeignete Algorithmen zur Fehlerkorrektur noch deutlich erhöhen. Als Demonstrator für zukünftige Navigationsempfänger wurde ein kompaktes Labormuster im C-Band aufgebaut und getestet. Es besteht aus einem planaren Array, das zusammen mit einem Radom sowie den Netzwerken zur Verteilung des Kalibrier- und LO-Signals als Multilayerstruktur ausgeführt ist. Alle weiteren Bauelemente einschließlich der digitalen Signalverarbeitung sind unterhalb der Strahler auf Platinen gleicher Größe angeordnet. damit ist ein erster und wichtiger Schritt in Richtung einer weiteren Integration der Antenne gelungen. Die umfassenden und ausgezeichneten Testergebnisse zeigen die großen Vorteile dieses Antennentyps.