Untersuchung der Effekte der Stoßstellen einer Ka-Band Terminalantenne in modularer Bauweise

Abstract

In den nächsten Jahren wird der Bedarf breitbandiger Datenkommunikation stark ansteigen. Durch breitbandige Satellitensysteme ist die Möglichkeit zur flexiblen Anbindung von mobilen Nutzern an schnelle Datennetze gegeben. Die Hauptanwendungen liegen im Bereich der mobilen Kommunikation, (bei den professionellen Nutzern) an Bord von Flugzeugen, Schiffen und Automobilen. Die Realisierung hoher Datenraten setzt entsprechend hohe Bandbreiten voraus. Dafür bieten sich Frequenzen im K-Band an. Die hierfür zu entwickelnde Terminalantenne sollte folgende komplexe Anforderungen erfüllen: hoher Antennengewinn, schnelles elektronisches Ausrichten und Nachführen, Störunterdrückung, ggf. Abdeckung mehrerer Satelliten. Für diese Anwendung erscheint die Verwendung von aktiven Antennen mit digitaler Strahlformung am sinnvollsten, zumal solche Antennen mit neuer Software flexibel angepasst werden können. Im Projekt Santana wird eine hochintegrierte Terminalantenne entwickelt. Der Aufbau des Terminals soll in modularer Bauweise erfolgen. In der ersten Projektphase wurde bereits erfolgreich ein Technologiedemonstrator (Einzelmodul, 4x4 Elemente) aufgebaut und vermessen. In dieser Diplomarbeit werden die Effekte der Beugungskanten an den Stoßstellen einzelner Antennenmodule untersucht. Ziel ist es, anhand von Simulationen Informationen über den Einfluss des Luftspaltes auf Strahlungsdiagramme und Achsenverhältnis zu gewinnen. Die Arbeit besteht aus mehreren Teilaufgaben. Zuerst aus der Überarbeitung, Simulation und Optimierung des Einzelstrahlerantennenlayouts. Anschließend wird das Layout des Einzelstrahlers auf das Array überführt. Ein Antennenmodul entspricht einem Array mit 4x4 Einzelstrahlern. Die Untersuchungen beschränken sich auf Einzelstrahler, Subarray (2x2) und einem Antennenmodul. Anhand des vorliegenden Designs wurden die theoretischen Untersuchungen zum Einfluss der Stoßstellen durchgeführt. Abschließend erfolgte die Fertigung der Antennen und der messtechnische Vergleich mit den Simulationen.