Polymersubstrate für 5G UWB-Antennen
Projektleiter: Günther Pflug
Projektnummer: 49MF210180
Laufzeit: 01.03.2022 – 31.08.2024
Aufgabenstellung
In dem Vorhaben sollten material- und verfahrensseitig neue Wege zur Fertigung polymerbasierter Strahlungselemente und dielektrischer Substrate für die Miniaturisierung von Ultrabreitband (UWB)-Antennen des Typs dielektrische Resonatorantenne (DRA) und Antennen mit sich erweiterndem Schlitz (Tapered Slot Antenna-TSA) für den Einsatz im 5G-Frequenzbereich zwischen 2 bis 3,7 GHz und 5 bis 6 GHz untersucht werden.
Ergebnisse
Halbzeuge hochgefüllter dielektrisch gefüllter Polymerkomposite können für den Einsatz im Hochfrequenzbereich unter Verwendung der Kunststoffverarbeitungsverfahren Formpressen, Spritzguss, Silikonelastomerverguss und des additiven Fertigungsverfahrens Fused Filament Fabrication (FFF) kostengünstiger als kommerzielle Produkte von Mitbewerbern hergestellt werden.
Die Eignung der dielektrischen Strahlungselemente und der dielektrischen Polymersubstrate aus formgepressten, spritzgegossenen und 3D-gedruckten Halbzeuge wurde an aufgebauten Demonstratoren der dielektrischen Resonatorantennen (DRA) und Antennen mit sich erweiterndem Schlitz (Tapered Slot Antenna =TSA) vom Typ Vivaldi- und antipodale Vivaldiantenne nachgewiesen. An den Demonstratoren von DRA und TSA wurden Rückflussdämpfung (S11-Spektren), Impedanzwiderstand, Strahlungsdiagramme und der Antennengewinn (Gain) untersucht.
Anwendung
Mögliche Anwendungen für die dielektrisch gefüllten Strahlungselemente und Polymersubstrate sind Antennen u. a. für lokale Breitbandsysteme der Industrie, Forst- und Landwirtschaft sowie WLAN-Hotspotantennen des Gebäudefunks und in Verkehrsmitteln.
