Antennenmessraum und leistungsfähige Tools für die schnelle und zuverlässige Antennenentwicklung

IK Elektronik als Entwickler von maßgeschneiderter Funkelektronik verfügt über umfangreiche Erfahrungen und Referenzen in der Entwicklung von Antennen. Das Unternehmen verfügt über einen Antennenmessraum für die Messung von Funktransceivern, Funksendern oder Antennen im Frequenzbereich 300 MHz bis 6 GHz. Die Messungen können begleitend zur Elektronikentwicklung, zur Elektronikfertigung und auch als Dienstleistung für die Kunden des Unternehmens durchgeführt werden. Die Messungen sind unabhängig vom eingesetzten Funkstandard und möglich z.B. für 433 / 434 MHz Funk, für 868 MHz Funk wie SRD, Sigfox, LoRa, EnOcean, Wireless MBus, ZWave u.a., für 2,4 GHz Funk wie Bluetooth, Bluetooth LE (BLE), WLAN oder Zigbee oder für alle Mobilfunkanwendungen wie GSM, LTE, 4G, 5G.

Antennenentwicklung bei IK Elektronik - Embedded Multiband Antenne für Smart Home AnwendungenBei der Antennen-Entwicklung deckt IK Elektronik das gesamte Spektrum von der Simulation über die messtechnische Optimierung bis hin zur Messung aller Abstrahlungseigenschaften ab. Die Simulation erfolgt mit CST Design Studio. Das Spezialgebiet der Antennenentwicklung bei IK Elektronik sind miniaturisierte embedded Antennen zur Integration in Gehäuse und Geräte. Besondere Erfahrungen bestehen auch im Bereich Verguss von Antennen für Spezialanwendungen. Selbstverständlich ist die Entwicklung und Vermessung jeglicher anderer Antennen im Frequenzbereich bis 6 GHz möglich. Beschränkungen bestehen lediglich in Bezug auf die Größe und das Gewicht der zu vermessenden Antennen und Geräte.

Antennen zeichnen sich durch folgende elektrische Eigenschaften aus:

  • Richtcharakteristik (normierte Verteilung der abgestrahlten Leistung im Raum)
  • Richtdiagramm (normierte Verteilung der abgestrahlten Leistung in einer Ebene, Schnitt durch die Richtcharakteristik)
  • Hauptstrahlrichtung (Raumwinkel, in den die maximale Leistung von der Antenne abgegeben wird – bei der Antenne als Sender)
  • Wirkungsgrad (Verhältnis der abgestrahlten Leistung zur zugeführten Leistung einer Antenne – bei der Antenne als Sender)
  • Richtfaktor (Richtwirkung einer Antenne in einen bestimmten Raumwinkel – meist die Hauptstrahlrichtung – in Bezug auf einen idealen Kugelstrahler, der in alle Richtungen gleichmäßig abstrahlt)
  • Antennengewinn (Richtfaktor multipliziert mit dem Wirkungsgrad, der Antennengewinn ist stets kleiner als der Richtfaktor)
  • Polarisation (Ausrichtung der abgetrahlten elektromagnetischen Welle – beim Sender. Die Polarisation einer Antenne kann linear, zirkular oder im allgemeinen Fall elliptisch links- oder rechtsdrehend sein. Abweichende Polarisationen der ankommenden elektromagnetischen Felder bei einer Sendeantenne verringern die Empfangsleistung und verschlechtern damit den Wirkungsgrad der Übertragung.)

Entwicklung von Antennen bei IK Elektronik - Multiband-Platinenantenne für WLAN

Diese Eigenschaften können im Antennenmessraum von IK Elektronik bestimmt werden.

Übrigens:

Passive Antennen sind reziproke Bauteile. Sie verhalten sich bezüglich ihrer Eigenschaften im Sende- und Empfangsfall gleich. Eine Antenne mit gutem Wirkungsgrad oder bestimmter Polarisation, Richtwirkung oder Gewinn hat diese Eigenschaften beim Senden genau so wie beim Empfang von Funksignalen. Es ist also grundsätzlich gleich ob die zu vermessenden Antennen als Sender oder Empfänger betrieben werden.

Funksignale breiten sich nur im Freiraum, also bei Abwesenheit von Hindernissen und verschiedenen Ausbreitungsmedien „ideal“ aus. Je mehr Hindernisse und verschiedene Materialien und Gegenstände sich im Strahlungsfeld befinden, um so mehr werden die Funksignale durch diese reflektiert, gestreut, gedämpft und in ihrer Ausrichtung, Amplitude und Phase beeinflusst. Antennen, die in Geräten verbaut sind, die innerhalb von Gebäuden, mobil oder an verschiedenen Standorten eingesetzt werden, sollten daher nicht in Bezug auf den Antennengewinn optimiert werden. Es ist vielmehr wichtig dass der Antennenwirkungsgrad möglichst hoch ist, also möglichst viel der zugeführten Leistung auch abgestrahlt wird oder möglichst viel der empfangenen Leistung auch von der Antenne an die angeschlossene Schaltung abgegeben wird. Ein hoher Antennengewinn ist im Gegenteil bei Zulassungsmessungen ungünstig, da er die in eine bestimmte Richtung abgegebene Strahlungsleistung erhöht, die häufig als Grenzwert definiert ist (ERP, EIRP). Mit einem hohen Antennengewinn sinkt in der Regel die maximal mögliche Sendeleistung einer Funkelektronik ab.

Beispiele entwickelter Antennen:

Antennenentwicklung bei IK Elektronik - Antenne für Wasserzähler 868 MHz

  • Embedded Antennen als SMD-Bauteil, gegurtet oder lose
  • Blechantennen als Bauteil zur THT-Bestückung
  • Auf Platinen integrierte Antennen (Inverted F-Antennen, Monopole, symmetrische Schleifenantennen etc.)
  • Patchantennen
  • Drahtantennen
  • Koppler für elektrische und magnetische Felder, z.B. für Hohlleiter oder Messeinrichtungen
  • Antennen im Verguss, z.B. für wassergeschützte eingegossene Elektronikbaugruppen
  • Antennenarrays

Eigenschaften des Antennenmessraums:

  • Bestimmung der Abstrahlungseigenschaften von Antennen und Funk-Baugruppen
  • Kalibrierter Frequenzbereich 300 MHz bis 6 GHz
  • Automatischer Antennendrehstand 180° / 360°
  • Max. Gewicht der Prüflinge ca. 2 kg
  • Abmessungen des Antennenmessraumes 3,3 x 3,3 x 7,6 m³

Die Nutzung des hauseigenen Antennenmessraums bieten wir unseren Kunden auch für günstige Tagespauschalen an. Die Tagespauschalen beinhalten die Nutzung des Messraums inkl. aller verfügbaren Technik, die Unterstützung und Begleitung der Messungen durch einen Entwicklungsingenieur sowie die Auswertung der Messergebnisse in einem ausführlichen Report. Sie können die Messungen vor Ort begleiten oder uns die Prüflinge sowie die dazu notwendigen Hilfsmittel übersenden.

Ihr Ansprechpartner bei IK Elektronik:

André Volkmar, Teamleiter Entwicklung, Spezialist Antennenentwicklung: