Starr-flexibler Mehrlagenverbund für hochintegrierte aktive Gruppenstrahler

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Beschreibung

Das hohe Potenzial aktiver Gruppenstrahler für zukünftige, elektronisch steuerbare Antennen zusammen mit dem steigenden Bedarf an höheren Bandbreiten führt zu Integrationsdichten in der Aufbau- und Verbindungstechnik, die sich mit herkömmlichen Ansätzen nicht für die kommenden Frequenzen neuer Kommunikationssysteme realisieren lassen. Diese Arbeit stellt einen neuartigen Architekturansatz basierend auf einem starr-flexiblen Mehrlagenverbund mit flüssigkristallinem Polymer (LCP) vor. Dabei wird das Ziel verfolgt, eine für planare Aufbauten bisher unerreichte Integrationsfähigkeit bei aktiven Antennenmodulen am Beispiel des Polarisationsmultiplex bei 20 GHz zu untersuchen. Ausgangspunkt der Arbeit stellt ein Szenario für mobile Satellitenkommunikation dar. Es werden Systemparameter spezifiziert, die entscheidenden Einfluss auf die Integrationsdichte eines skalierbaren Antennenmoduls haben. Es wird verdeutlicht, warum flexible Leitungsübergänge eine Schlüsseltechnologie darstellen, und welche Einflüsse durch ein Schutzlaminat und durch Biegungen von Streifenleitungen im Millimeterwellenbereich bestehen. Weitere Analysen erstrecken sich über unterschiedlichste Aspekte wie z. B. flexible Filter, Halbleiterintegration, Kühlkonzept, Einzelstrahlerentwurf bis hin zur Charakterisierung eines 4×4 Empfangsmoduls bei 20 GHz. Ein Vergleich von simulierten und gemessenen Richtdiagrammen zeigt schließlich die Bedeutung von Kanalverkopplungen in Hinblick auf eine hohe Polarisationstrennung. Der quantitative Zusammenhang zwischen durch hohe Integrationsdichten bedingten Kanalverkopplungen und resultierender Kreuzpolarunterdrückung wird anhand von statistischen Berechnungen dargelegt. Starr-flexible Mehrlagenverbunde bieten hier neue Möglichkeiten, höhere Frequenzbereiche für aktive Gruppenantennen bei erweiterter Funktionalität und verbesserter Entkopplung zu erschließen.