Messsystem für OTA-Charakterisierungen

• Fachliche Zuordnung: Elektrotechnik und Informationstechnik
• Förderung: Förderung in 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 556949430

Um die elektromagnetischen Abstrahleigenschaften von Sende- und Empfangseinheiten sowie deren Komponenten charakterisieren zu können, werden sogenannte „over-the-air“ (OTA) Messungen durchgeführt. Antennen können dabei direkt mit einem Anregungssignal verbunden werden. Zunehmend sind jedoch im Bereich des Internets der Dinge (IoT) auch hochintegrierte Systeme oder passive Einheiten von Interesse. Verallgemeinert handelt es sich um eine ortsaufgelöste Messung hochfrequenter elektromagnetischer Felder im Nah- oder Fernfeld. Ein solches OTA-Messsystem besteht aus einer elektromagnetisch geschirmten Kammer, die mit Absorbern ausgekleidet ist. Dies vermeidet Störeinstrahlungen und Reflexionen. Darüber hinaus wird ein Hochfrequenz-Messgerät zur Signalgenerierung und -analyse benötigt, üblicherweise ein Vektor-Netzwerkanalysator. Um die vom Testobjekt abgestrahlten Signale räumlich aufgelöst erfassen zu können (typischerweise mittels Messantennen), wird ein ferngesteuertes Positioniersystem genutzt. Ein derartiges Messsystem wird im Vorhaben beantragt. Die Größe der Kammer wird dabei maßgeblich durch die untere Frequenz bestimmt. Aus der Abwägung zwischen vorhandenem Bauraum, relevanten Funkstandards und Überlegungen zum Budget wurde hier eine untere Grenzfrequenz von 6 GHz angedacht, wobei niedrigere Frequenzen wünschenswert und vorteilhaft sind. Die Messtechnik sowie die durch die Größe der Strukturen beeinflussten Fernfeldbedingungen bestimmen die obere Grenzfrequenz. Hierbei soll zunächst der Bereich bis 40 GHz abgedeckt werden, um z.B. Forschung in den wichtigen 5G / 6G-Frequenzbereichen um 28 GHz zu ermöglichen. Eine Erweiterung zu höheren Frequenzen ist absehbar (z.B. 76 / 77 GHz für KfZ-Radar) und in zukünftigen Projekten geplant. Daher soll das OTA-Messystem zu höheren Frequenzen erweiterbar sein.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Messsystem für OTA-Charakterisierungen
• Gerätegruppe: 6380 Frequenzanalysatoren, Schwingungsanalysatoren
• Antragstellende Institution: Technische Universität Clausthal
• Leiter: Professor Dr.-Ing. Niels Neumann