TU Darmstadt: Phased-Array-Antennenverbindung auf Basis der LCD-Technologie

Wenn ein Auto fährt oder ein Flugzeug fliegt, ändert sich permanent die Richtung zu dem Satelliten, von dem es Signale empfangen soll. Um eine stabile Verbindung zu ihm aufrecht zu erhalten, muss sich die Antenne während der Fahrt ständig zum Satelliten ausrichten. Solche elektronisch schwenkbaren Antennen, sogenannte Phased-Array-Antennen, waren bislang sehr teuer oder stellten sich nur sehr langsam auf das Ziel ein.

Eine Idee des TU-Doktoranden Onur Hamza Karabey könnte der Phased-Array-Antenne nun breite Anwendungsgebiete öffnen: Auf Basis der LCD-Technologie hat er eine Antenne entwickelt, die sich ohne bewegliche Teile auf eine Funkquelle ausrichten, sie verfolgen und ihre Signale verstärken kann.

Die am Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik der TU
Darmstadt entwickelte LCD-Matrix besteht aus regelmäßig angeordneten
Flüssigkristallmodulationselementen. Jedes Element kann mit Hilfe
elektrischer Spannung das Auftreffen einer Radiowelle auf der Antenne
individuell verzögern. Wie lange die Verzögerung dauert, hängt von der
Größe der Spannung ab. So lässt sich erreichen, dass Funkwellen aus einer bestimmten Richtung verstärkt werden und die Matrix gewissermaßen die Funkintensität einsammelt, die auf seine gesamte Fläche auftrifft.

Um das Funktionsprinzip seiner Antenne zu demonstrieren, hat Karabey zusammen mit Merck einen Prototypen aus vier LCD-Zellen hergestellt. Derzeit entwickelt und baut er mit einem neuen Kooperationspartner eine größere Matrix, die auf einer Gesamtfläche von etwa 10 cm² 16 mal 16 Zellen besitzt, binnen Millisekunden ausrichtbar und günstig herzustellen sein soll.