Patentierte Technik für den automatischen Antennenabgleich Designkosten und Stromverbrauch reduzieren

Das US-Unternehmen Integration Associates hat einen Chipsatz für das ISM-Band entwickelt, der Antennen automatisch auf den maximalen Ausgangspegel einstellt und so externe Matching-Elemente sowie das kostspielige Optimieren von Antennen überflüssig macht.

Das US-Unternehmen Integration Associates hat einen Chipsatz für das ISM-Band entwickelt, der Antennen automatisch auf den maximalen Ausgangspegel einstellt und so externe Matching-Elemente sowie das kostspielige Optimieren von Antennen überflüssig macht.

Kurz zielen und Taste drücken. – Auf diese Weise öffnen Millionen Menschen Tag für Tag ihr Auto, bevor sie es überhaupt erreicht haben. In ihrem Autoschlüssel steckt nämlich ein Sender für das ISM-Band, der das Türschloss per Funk aus der Ferne entriegelt. Beim ISM-Band (Industrial, Scientific and Medical) handelt es sich um einen lizenzfreien Frequenzbereich für Hochfrequenz-Sendegeräte in Industrie, Wissenschaft und Medizin, der nicht der staatlichen Regulierung unterliegt. Welche ISM-Frequenzen zugelassen und welche Sendeleistungen dabei jeweils erlaubt sind, zeigt die zu Tabelle 1 zusammengefasste Liste.

Die Nutzung der unterschiedlichen Frequenzbänder hat Auswirkungen auf die Reichweite der unterschiedlichen Funksysteme. Die Reichweite bei den so genannten Short Range Devices ist oftmals ein zentrales Thema vor allem im Bereich der Funkfernsteuerung – aber auch im automobilen Bereich bei den RKE-Systemen (Remote Keyless Entry).

Der Abstand d zwischen Sender- und Empfangsantenne kann unter Verwendung von Gleichung 1 (bei idealisierten Freiraumbedingungen) für bekannte Werte der Leistung EIRP [W] auf der Senderseite und der Feldstärke E [V/m] auf der Empfangsseite berechnet werden:

Hierbei wird das Produkt der Sendeleistung Ps und des Antennengewinns Gs auch als EIRP (equivalent isotropically radiated power) bezeichnet. Es stellt die Leistung dar, welche von einem fiktiven Kugelstrahler mit Gs = 1 abgestrahlt werden müsste, um am Empfangsort die gleiche Leistungsflussdichte zu erzeugen. Mitunter wird auch die effektive abgestrahlte Leistung ERP (Effective Radiated Power) verwendet, wobei hier der Gewinn nicht auf den des fiktiven Kugelstrahlers, sondern auf den des Lambda/2-Dipols (Gs = 1,64) bezogen wird. Der Antennengewinn eines Lambda/2-Dipols – bezogen auf den idealen isotropischen Kugelstrahler – beträgt also 2,14 dB.

Im Falle von realen Ausbreitungsbedingungen (städtischer Bereich, indoor usw.) unterscheidet sich der reale Abstand dnreal bedeutend von dem der Freiraumbedingungen. Wie unter [5] zu finden, wird der durchschnittliche Pfadverlust für einen beliebigen dnreal in Abhängigkeit des Pfadverlustexponenten n gemäß Gleichung 2 berechnet:

Die Referenz d0 darf dabei jedoch nicht zu weit von der Sendeantenne entfernt sein, muss aber schon im Fernfeld der Sendeantenne liegen. Damit diese notwendige Bedingung für die Gültigkeit dieser Formel erfüllt ist, muss der Abstand d0 im Bereich von mindestens 2 bis 3 m liegen. Die Werte für EIRP und die Feldstärke E müssen also innerhalb diese Bereiches gemessen worden sein.