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3 Untersuchung von Antennenmodulen in Ziegelarchitektur
3.2.5 Zwischenbewertung
Es ist festzuhalten, dass ein passiver Gruppenstrahler für das Ka-Band bestehend aus SIW-Antennen
erfolgreich realisiert worden ist. Die Antenne ist für die Ziegelarchitektur geeignet, wodurch sich
eine potenziell geringere Integrationsdichte, verglichen mit der Kachelarchitektur, ergibt. Die mögliche
Bandbreite des Einzelstrahlers ist nicht ausgereizt, da dies an dieser Stelle nicht nötig ist. Die
potenziellen relativen Bandbreiten sämtlicher Komponenten sind um ein vielfaches Größer als der
interessierende Frequenzbereich.
Durch die Unterstützung von LHCP und RHCP kann PDM umgesetzt werden. Bei einer Überlagerung
der beiden zirkular polarisierten Komponenten entsteht eine linear polarisierte Welle, deren
Orientierung im Raum durch die Phasen von LHCP und RHCP bestimmt wird. Auf diese Weise wird
also ebenfalls Polarisationsnachführung (engl. polarization tracking) erreicht. In [175] wird gezeigt,
dass die Qualität der Einzelstrahler der SIW-Antenne A bereits ausreichend ist, um, sowohl durch
Phasen- als auch durch Phasen- und Amplitudenvariation, die Orientierung einer linear polarisierten
Welle im Raum festzustellen.
Aufgrund des manuellen Kontaktierens der Einzelstrahler und einer nicht idealen Messumgebung
konnte durch eine Entkopplung der Einzelelemente keine wesentliche Verbesserung des AR der
SIW-Antenne A erzielt werden. Dennoch ist die Summe der Ergebnisse als positiv zu bewerten. Um
Satellitenkommunikation im Ka-Band zu ermöglichen, folgt im nächsten Abschnitt die Integration
der aktiven Komponenten und Netzwerke.
3.3 SIW-Antenne B
Zur Realisierung eines aktiven Gruppenstrahlers für das Ka-Band sollen die wesentlichen Komponenten
aus Abschnitt 3.2 übernommen werden. Dabei muss bereits beim Entwurf eine Mehrlagenplatine
berücksichtigen werden, wie sie für die Verteilung der vielen zusätzlichen Signale benötigt
wird. Man kann also nicht mehr von einem SIW bestehend aus einem Basismaterial ausgehen. Vielmehr
handelt es sich bei dem neuen SIW um eine Aufeinanderschichtung mehrerer Substratlagen
(vgl. Abschnitt 3.1.1).
Neben der elektrischen Leistungsfähigkeit der Antenne sollen die physikalischen Abmessungen des
Einzelstrahler optimiert werden, und zwei Nachbarelemente sollen sich einen choke nicht mehr teilen
müssen. Die Antenne soll also kompakter werden und die Verkopplung der Elemente kleiner.
Da die aktive Antenne nicht mehr am IHF sondern in kleiner Stückzahl extern [145] hergestellt
werden soll, kann ein via ratio von 10:1 für den Entwurf benutzt werden. Für einen SIW mit einer
Höhe von ungefähr 3 mm kommen also durchgehende vias bis zu einem minimalen Durchmesser
von 300 µm in Frage.
3.3.1 Optimierte Komponenten
In Abbildung 3.15a ist das Modell des neuen Übergangs zwischen CPW und SIW dargestellt. Dies
ist die einzige Komponente, die anders realisiert ist als bei SIW-Antenne A. Anstatt einer kurzgeschlossenen
CPW und eines Speise-vias wird eine sich kontinuierlich aufweitende (engl. tapered),
am Ende kurzgeschlossene CPW eingesetzt [176, 177]. Wie in Abbildung 3.15b zu erkennen ist,
sind die elektrischen Eigenschaften vergleichbar mit denen des Übergangs von SIW-Antenne A.
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