Antennenmesstechnik mit Profil

Metallfreie KH-Profile von item kommen an der TU Darmstadt beim Vermessen von Antennen zum Einsatz. 

Das Institut für Mikrowellentechnik und Photonik an der Technischen Universität (TU) Darmstadt betreibt intensive Forschung zu steuerbaren Antennensystemen. Hier werden Antennen in einer sogenannten „Anechoic Chamber“ oder Absorberkammer vermessen. „Das ist ein Mikrowellentoter Raum, vergleichbar mit Schallwellentoten Räumen“, erklärt PD Dr.-Ing. habil. Holger Maune, Gruppenleiter für Tunable Microwave Devices am Institut. Tatsächlich erinnert die „Anechoic Chamber“ an die gepolsterten Schallschutzwände eines Tonstudios. Die Kammer ist mit einer Vielzahl von Spitzen aus geschäumtem Kohlenstoff ausgekleidet. Durch die spitze Form dieser Absorbermaterialien wird gewährleistet, dass elektromagnetische Wellen von den Wänden geschluckt und nicht reflektiert werden. In der Kammer entsteht so eine „Quiet Zone“, erklärt Holger Maune, in der es nur einen Strahl gibt – das Signal, das von einer Antenne zur anderen geht, und keine Reflexion von den Wänden oder dem Boden. In den Räumen für die Antennenmesstechnik wollte man daher auf keinen Fall Metall verbauen, da es 1:1 reflektiert. Deshalb verwendet das Institut für den Vermessungsaufbau nicht-metallische KH-Profile von item.

Antennenmesstechnik mit KH-Profilen im Mikrowellentoten Raum

Als metallfreie Alternative zum klassischen Aluminiumprofil hat item für seinen MB Systembaukasten das KH-Profil entwickelt. Es wird aus einem Verbundwerkstoff gefertigt, der zu 70 Prozent aus Holzfasern und zu 30 Prozent aus dem thermoplastischen Kunststoff Polypropylen besteht. Beide Werkstoffe sind recyclebar. Bei der Produktion der KH-Profile kommt Holz aus nachhaltiger Waldbewirtschaftung mit PEFC-Siegel zum Einsatz. Auch darüber hinaus punktet das KH-Profil in Sachen Nachhaltigkeit, denn bei der Herstellung werden im Vergleich zu Aluminium 76 Prozent weniger Primärenergie verbraucht. Mit 3,6 kg CO₂-Äquivalente hat das KH-Profil auch eine bessere Emissionsbilanz. 91 Prozent CO₂ werden im Verhältnis zur Produktion der Aluminiumprofile eingespart. Hinsichtlich seiner Materialeigenschaften ist das KH-Profil mit 1,6 kg/m auch leichter als sein Pendant aus Aluminium. KH-Profile sind zudem optimal geeignet für das Arbeiten mit elektromagnetischen Wellen oder elektrischer Isolation. Metalle können dabei nicht verwendet werden, da sie leiten oder reflektieren und so Messungen verfälschen. Ein idealer Anwendungsbereich für die KH-Profile ist also die Antennenmesstechnik.

Nicht-metallische Eigenschaften bei flexibler Einsatzmöglichkeit

Die Spezialprofile bilden eine Positioniereinheit mit einem Drehstand und einer Drehkupplung, durch die sich der Aufbau um 360 Grad schwenken lässt. Am Kugelgelenk der Positioniereinheit – ebenfalls von item – wird die Antenne angebaut, die vermessen werden soll. Eine Referenzantenne wird an der Seite platziert, um in den Aufbau hineinzustrahlen. Mit der Antenne an der Positioniereinheit wird die empfangene Leistung gemessen. „Man möchte vermeiden, dass eine Antenne Energie dahin schickt, wo man sie nicht braucht“, erläutert Herr Maune. Durch die Vermessung lässt sich ein Antennen-Pattern erkennen – mit einer Hauptkeule, in welche die Antenne strahlt, und Nebenkeulen, wo keine Strahlung hingelangen soll. Ende 2019 wurde er auf die KH-Profile aufmerksam und erkannte gleich, dass sie für Antennenmesstechnik interessant sein könnten. „Wir nutzen item schon lange für unsere mechanischen Aufbauten, zum Beispiel bei Halterungen für Magneten oder Messaufbauten“, sagt Holger Maune. „Die Variante aus Aluminium ist bei uns seit Jahrzehnten im Einsatz.“

Man kann die KH-Profile 1:1 mit Aluminiumprofilen kombinieren – alles ist modular und kompatibel.

Tatsächlich haben sich die KH-Profile als optimale Lösung für die Antennenmesstechnik herausgestellt. „Die Profile haben unsere Anforderungen genau erfüllt, weil sie nicht metallisch und nicht elektrisch leitend sind und damit Radarquerschnitt und Rückstreuung minimieren“, berichtet Holger Maune. „Das ist im Bereich der Antennenvermessung die einzige Alternative zu Aluminium – alles andere funktioniert nicht.“ Das KH-Profil vereint den item-Standard, also sehr variable Einsatzmöglichkeiten, mit nicht-metallischen Eigenschaften. Auch die Flexibilität der Komponenten im Aufbau ist gegeben: „Die Antenne muss immer mittig über der Drehachse ausgerichtet sein“, sagt er. „Das kann man einfach verstellen.“ Ein zusätzlicher Vorteil: die Spezialprofile sind modular und lassen sich problemlos mit Aluminiumprofilen und anderen item Komponenten kombinieren. Besonders begeistert ist Herr Maune von der Stabilität der KH-Profile. „Als ich die sechs Meter langen Stangen bekommen habe, war ich sehr beeindruckt, dass sie so stabil sind,“ sagt er und zieht das Fazit: „Wir sind sehr zufrieden mit den KH-Profilen von item.“

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