Elektronisch steuerbare Dual-mode Flüssigkristall-basierte substrat-integrierte Wellenleiter-Bandpassfilter für das W-Band

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Rolf Jakoby
• Fachliche Zuordnung: Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 414102181

Während moderne Kommunikation mit wachsenden Bandbreitenansprüchen einhergeht, ist das zugrundeliegende Hochfrequenzspektrum begrenzt. Es gibt nur wenige Möglichkeiten, den Datendurchsatz mit begrenzten Ressourcen zu erhöhen. Eine mögliche Lösung für Anwendungen mit besonders hoher Datenrate besteht darin, höhere Trägerfrequenzen im V- oder W-Band zu verwenden. Auch werden Anwendungen in den mm-Wellenbändern über 110 GHz intensiv diskutiert. Mit der Zunahme der Frequenz müssen viele neue, in niedrigeren Frequenzbändern bekannte und optimierte Komponenten skaliert, angepasst oder neu untersucht werden. Neben den aktiven Verstärker- und Mischschaltungen besteht ein großer Bedarf an passiven Bauelementen wie Filter oder Antennen. Während im unteren Frequenzbereich diese Komponenten üblicherweise als nicht-abstimmbare Komponenten realisiert werden, sind abstimmbare oder rekonfigurierbare Komponenten für mobile Kommunikationsanwendungen für die angestrebten Frequenzen von großer Bedeutung. Erforderliche Komponenten sind definitiv abstimmbare Antennen mit starker Richtwirkung, die in der Lage sind, die Strahlform und -richtung zu optimieren, um eine nahezu allgegenwärtige Verbindung mit konstanter Servicequalität zu garantieren. Auch abstimmbare Filter sind Schlüsselkomponenten, da sie die Rekonfiguration des gesamten Netzwerks ermöglichen. Dieses Forschungsprojekt konzentriert sich auf die Realisierung eines abstimmbaren Filters, das sich besonders für den Betrieb bei hohen Frequenzen eignet. Frühere Forschungsergebnisse zeigen die Begrenzung der Standardtechnologien für Schaltungen im mm-Wellenbereich. Das Hauptziel dieses Forschungsprojekts ist es daher, grundlegende Untersuchungen an einstellbaren Dual-Mode LC-basierten Filtern durchzuführen, die eine substratintegrierte Wellenleitertechnologie verwenden. Der Vorteil der Verwendung von Dual-Mode-Filtern ist seine reduzierte Größe, während der Passband-Stopband-Übergang zur gleichen Zeit definierter realisiert werden kann. Neben den Untersuchungen zur Machbarkeit dieser neuen elektronisch abstimmbaren Dual-Mode-SIW-Bandpassfilter im W-Band werden zusätzliche Forschungsaktivitäten im Bereich Materialcharakterisierung, EM-Simulationen und Filteroptimierung durchgeführt. Das Konzept wird abschließend mit einem abstimmbaren Dual-Mode-SIW-Filter im W-Band demonstriert.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Professor Dr.-Ing. Holger Maune