Anwendungen der Hochfrequenztechnik

Durch die Verwendung von hochfrequenten Signalen im Frequenzbereich zwischen mehreren hundert Megahertz (MHz) und mehreren hundert Gigahertz (GHz) lassen sich verschiedene Anwendungen realisieren. Im Vergleich dazu ist sichtbares Licht, je nach Farbe, mit circa 760 Terahertz (THz) deutlich hochfrequenter. Für die Ausbreitung im Raum wird kein Medium benötigt, wodurch sich viele unterschiedliche Einsatzmöglichkeiten und Vorteile für Sie und Ihre Anwendung ergeben.

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Radartechnik

Mithilfe der Hochfrequenztechnik lassen sich Radarsysteme entwickeln, mit denen sich der Abstand zu einem Objekt relativ oder absolut bestimmen lässt. Anwendungsgebiete hierfür sind berührungslose Abstands-, Vibrations- oder Schichtdickenmessungen in der Industrie, oder die Detektion von Vitalparametern in medizinischen und Life-Science-Anwendungen. Ein weiteres Anwendungsgebiet besteht beispielsweise in der Anwesenheitsdetektion vor Türen und für Sicherheitssysteme.

Bei der Messung von Vitalparametern ergibt sich der große Vorteil daraus, die Messwerte durch Kleidung oder Bettdecken hindurch berührungslos erfassen zu können. Das Radarsystem kann hinter Abdeckungen verbaut sein, sodass sich die Person der Messung nicht bewusst ist und somit nicht das Gefühl der Überwachung entsteht. Neben den Anwendungsbereichen zur Überwachung von Personen zum Beispiel in Kraftfahrzeugen und Betten sind unzählige Weitere denkbar.

In industriellen Anwendungen bietet Radar ebenfalls vielfache Vorteile. Zum einen sind für die nötigen Komponenten in den vergangenen Jahren die Bauteilkosten aufgrund der Integration in MMICs (Monolithic Microwave Integrated Circuits) und leistungsfähige Mikrocontroller stark zurückgegangen, wodurch die Systeme kompakt und kostengünstig herstellbar sind. Zum anderen ist es mit Radarsystemen möglich, Abstände berührungslos und gleichzeitig unter harten Umgebungsbedingungen zu erfassen. Staub oder Nebel können dabei von den elektromagnetischen Wellen zum Großteil durchdrungen werden. Dadurch ergibt sich neben den geringeren Kosten ein Vorteil gegenüber konventionell verwendeten optischen Messsystemen.

Vorteile der Radartechnik

Hochpräzise relative Distanzmessungen möglich (< 1 µm)
Für Low-Power Anwendungen hervorragend geeignet (< 30 µW)
Unabhängig von Temperatur und Lichtverhältnissen
Low-Cost durch viele günstige Commercial-Off-The-Shelf Komponenten
Kann unsichtbar hinter einer schützenden Abdeckung verborgen werden
Bestimmung von Entfernung, Geschwindigkeit, Bewegungsrichtung, Objekteigenschaften uvm.
Durchdringung zahlreicher Materialien

Kontaktieren Sie uns gerne bei weiteren Fragen zur Anwendung, Machbarkeit und Realisierung!

Ortung

Durch kompakte und hochintegrierte HF-Chipsätze ist es möglich, die Ortung verschiedener Objekte indoor wie outdoor durchzuführen. Diese lassen sich auf die jeweilige Anwendung in Bezug auf Reichweite, Genauigkeit, Präzision oder Batterielaufzeit zuschneiden. Dies gelingt durch Anpassung der Frequenzen und Bandbreiten der Ortungsverfahren.

Anwendungsbeispiele für die Ortung mit modernen Hochfrequenzsystemen

Es kann somit die Position von Gegenständen oder Personen in verschiedenen Umgebungen und unter unterschiedlichen Bedingungen aufgezeichnet werden. Neben den auf Ultra-Wideband (UWB) basierenden Ortungssystemen besteht ferner die Möglichkeit, GPS oder vorhandene WLAN oder Bluetooth-Access Points zur Ortung zu nutzen.
Sollten Sie Interesse an Ortungssystemen haben, beraten wir Sie gerne oder entwickeln passende Systeme für Ihre Anwendung. Kontaktieren Sie uns einfach!

Mobilkommunikation

Durch verschiedene Modulationsverfahren können Daten in unterschiedlichen Standards übertragen werden. Dies erfordert nicht nur einen hohen Softwareaufwand, sondern steigert auch hardwareseitig die Komplexität. Dies ist besonders beim neuen Netzstandard 5G oder der Verwendung von Massive-MIMO der Fall. Beispielsweise sind für bestimmte Anwendungen Antennen mit einer definierten Richtcharakteristik oder als Antennenarray nötig. Da wie in vielen Bereichen auch beim Mobilfunk der Trend zu größeren Bandbreiten und somit zu höheren Frequenzen geht, müssen auch Materialien von Abdeckungen oder Umgebungen deutlich stärker berücksichtigt werden. Dies ist notwendig, da sich die elektromagnetischen Eigenschaften fast aller Werkstoffe bei höheren Frequenzen verschlechtern, und somit eine höhere Signaldämpfung beziehungsweise stärkere Reflexionen verursacht werden. Mit Hilfe von modernen 3D-Feldsimulationsprogrammen entwerfen wir Ihnen Antennen nach Ihren Vorgaben oder simulieren Abdeckungen oder Antennen in definierten Szenarien. Des Weiteren können wir die Materialien auch in der Realität untersuchen und durch diese Kenntnis die Simulationsmodelle verbessern. Daneben ist Mobilkommunikation in kabellosen Sensorknoten ein elementarer Baustein.

Beispiele für die Anwendung kabelloser Sensorsysteme

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In diesen Bereichen bieten wir Ihnen Beratung für den hochfrequenten Bereich des Systems, als auch die Entwicklung des Gesamtsystems an. Kontaktieren Sie uns einfach!

Resonatoren

Mittels verschiedener Typen von HF-Resonatoren lassen sich extrem sensitive Sensoren aufbauen. Diese können entweder als elektroakustische Bauteile, oder als Hohlraumresonatoren ausgeführt werden. Je höher die Frequenz, desto kleiner sind die resultierenden Strukturen. Mit der Kenntnis der genauen Parameter des Resonators lassen sich unbekannte Materialien charakterisieren. Durch den Einfluss verschiedener physikalischer Größen erfolgt eine Resonanzfrequenzverschiebung, die extrem schnell erfasst werden kann. Mit planar aufgebauten Resonatoren lassen sich außerdem Materialien hinsichtlich ihrer Verluste und Permittivitäten charakterisieren. Diese Parameter sind unter anderem für Antennenabdeckungen entscheidend.

Beispiele für messbare Parameter sind

Einige der Resonatoren können durch die HF-Technik berührungslos angesprochen werden, wodurch sich in vielen Anwendungen Abnutzung und daraus resultierende Wartungskosten deutlich verringern lassen. Kontaktieren Sie uns für maßgeschneiderte Lösungen!