Antennen

Entwicklung von Antennenlösungen

Antennenlösungen IMST GmbH entwickelt kundenspezifische Antennenlösungen von der Idee bis zum produktionsfertigen Prototypen. Unsere Palette reicht von kompakten, gehäuseintegrierten Multibandantennen für drahtlose und mobile Kommunikation bis hin zu aktiven Arrays mit elektronischem Beamforming. Typische Applikationsbereiche sind z.B. die Mobilkommunikation, die Medizintechnik, die industrielle Sensorik und Messtechnik, die Satellitenkommunikation, Fahrerassistenzsysteme und die hochauflösende Radartechnik. Die Frequenzbänder der aktuell laufenden Aktivitäten starten im unteren MHz-Bereich, beispielsweise für ISM-Applikationen und reichen bis derzeit 300 GHz beispielsweise für kontaktlose Industrie-Messtechnik oder für die zukünftige 6. Generation Mobilfunk.

Simulationsbasierter Antennenentwurf

Der hauseigene 3D-EM-Simulator EMPIRE XPU ist unsere leistungsfähige Basis für den simulationsgestützen Antennenentwurf. Ausgehend von Ihren elektrischen, mechanischen und fertigungstechnischen Anforderungen erfolgt die Erstellung eines detailgetreuen EMPIRE-Modells der zu entwickelnden Antenne. Dieses erlaubt die effiziente und systematische Optimierung der Impedanz- und Strahlungseigenschaften sowie der Thermaleigenschaften. In einem zweiten Schritt erfolgt die exakte Modellierung der Antenne in der Einbauumgebung, z.B. bei einer Radarantenne hinter dem Stoßfänger im Fahrzeug, so dass die Eigenschaften der Antenne an ihrem späteren Einsatzort verifiziert bzw. hierfür optimiert werden können. Somit sind die elektrischen Eigenschaften schon vor den ersten Hardwareaufbauten sehr genau bekannt und der nachfolgende Aufbauprozess wird effizient, zuverlässig und schnell. Mehrere Prototypen Zyklen werden durch die hohe Simulationsgenauigkeit vermieden.

Technologieauswahl und Prototypenrealisierung

Bei der Realisierung und Hardware-Umsetzung von Antennen verfügt IMST über breites Knowhow in der Nutzung verschiedensten Technologien und Materialien, beispielsweise multilayer-PCB-Technik, Hochfrequenzsubstrate, LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramics), und additive Verfahren wie Kunststoffspritzguss. Gleichzeitig sind wir jedoch nicht gebunden an die eine oder andere Aufbautechnik. Somit können Ihre spezifischen Technologiewünsche oder Präferenzen beim Design berücksichtigt und später mit Ihnen gemeinsam fertigungstechnisch umgesetzt werden. Die gemeinsam ausgewählte Zieltechnologie fließt bereits früh in den Entwicklungsprozess mit ein, um z.B. technologieabhängige Design-Kriterien einzuhalten und die spätere Fertigung möglichst kostengünstig zu gestalten.

Unsere hauseigenen Technologiebereiche sind zusammen mit unseren Fertigungspartnern in der Lage, schnell und effizient erste Antennenprototypen zu erstellen, um die angestrebten Eigenschaften messtechnisch zu verifizieren.

Ka-Band / 5G phased array frontend module

Auswahl von ICs und Integration

IMST verfügt über eine umfangreiche und breite Wissensbasis zu existierenden und in der Entwicklung befindlichen HF-Bausteinen und Komponenten für aktive Antennen. Dies wird unterstützt durch exzellente Kontakte in die internationale Chip-Industrie. Somit kann IMST bei der Auswahl und der Identifikation von optimalen Komponenten fundiert beraten. Es kann die jeweils optimale Lösung für den spezifischen Fall im Hinblick auf Funktionalität, Performance, Kosten, Energieverbrauch und Platzbedarf ermittelt werden.

Falls keine COTS Komponenten vorhanden sind kann zusammen mit dem hauseigenen Chip-Design-Center eine neue Halbleiterkomponente entwickelt werden womit die angestrebte Antennenfunktionalität erreicht wird.

Antenna anechoic chamber – Far-field Range (8m) Antenna anechoic chamber – Far-field Range (8m)

Messtechnische Verifikation

IMST verfügt über eine umfangreiche und leistungsfähige HF-Messtechnik. Diese umfasst sowohl die leitungsgebundene Charakterisierung, als auch die aktive und passive Charakterisierung der Strahlungseigenschaften. Zwei Antennenmesskammern für die 3D-Fernfeld- und Nahfeld-Charakterisierung, welche sehr flexibel an die jeweiligen Messanforderungen angepasst werden können, stehen sowohl dem Entwickler-Team als auch Kunden im Rahmen von Messdienstleistungen zur Verfügung.

In Zusammenarbeit mit dem Team des Testzentrums können nach Abschluss einer Entwicklung auch standard-konforme Abnahme-Messungen erfolgen.

Fertigungshochlauf und Produktion

In der kritischen Phase des Fertigungshochlaufs und des Anlaufens der Produktion steht IMST für Beratung und Unterstützung zur Verfügung: Beispielsweise werden noch kleine Änderungen an der entwickelten Antennenlösung vorgenommen, die helfen, die Fertigung zu vereinfachen oder den Yield zu optimieren.

Die IMST-eigenen Fertigungsstätten ermöglichen die Assemblierung, die Inbetriebnahme sowie die automatisierte Kalibrierung und den Test von elektronischen Baugruppen und aktiven Antennensystemen. Somit steht IMST im Fertigungsprozess jederzeit auch als Zulieferer von Komponenten und Subsystemen zur Verfügung.

IMST verfügt außerdem über umfangreiche Erfahrung in Entwicklung, Aufbau und Betrieb von elektronischen Testsystemen in der Fertigung, Die Testmöglichkeiten können sowohl leitungsgebundene als auch strahlungsgebundene Tests der Hardware und Software-Funktionalitäten umfassen.

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