Terahertz Communication Lab
THz-Wellen sorgen für eine sichere Indoor-Kommunikation
Drei Forschergruppen der TU Braunschweig und der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt haben sich im Terahertz Communications Lab zusammengeschlossen, um die Rolle der THz-Technologie in der Kommunikation und vor allem hinsichtlich der Anforderungen zukünftiger Drahtlos-Technologien zu erforschen.
Das Terahertz Communications Lab arbeitet an neuen Konzepten, um den zukünftigen Bedarf der schnellen Übertragung großer Datenmengen zu decken. Denn die derzeitigen Technologien könnten in einigen Jahren an die Grenzen des Machbaren gelangen: Visionen des japanischen Telekommunikationskonzerns NTT beinhalten zum Beispiel Mediathek-Hotspots, an denen ganze Videos binnen weniger Sekunden drahtlos auf Mobilgeräte geladen werden könnten. Wie bereits bei den Olympischen Spielen 2008 in Peking getestet, werden auch für HDTV-Fernsehübertragungen von Sportveranstaltungen mit mehreren mobilen Kameras neue Übertragungssysteme für große Datenmengen benötigt.
So schnell die Datenübertragung mittels THz-Wellen auch ist, sie hat den Nachteil, dass eine Sichtverbindung zwischen Sender und Empfänger zwingend erforderlich ist. Unterbrechen jedoch Personen oder Objekte diese Verbindung, muss der Informationsball sozusagen über die Bande zugespielt werden.
Simulationen zeigen, dass wenige spiegelnde Hot Spots an den Wänden ausreichen, um die THz-Wellen als Informationsträger zum Ziel zu leiten. Dazu patentierte eine Erfindergruppe um Prof. Dr. Martin Koch frequenzselektive, flexible und kostengünstige dielektrische Spiegel für das WLAN von übermorgen. Diese Erfindung wurde Anfang 2009 mit dem Patent Award 2008, dem Zukunftspreis der IP Bewertungs AG (IPB), ausgezeichnet.
Anders als metallische reflektieren dielektrische Spiegel auf Basis einer Vielfachschichtanordnung. Der Vorteil liegt in einer höheren Reflektivität und darin, dass sie sich gezielt auf ausgewählte Frequenzfenster abstimmen lassen. Dieses physikalische Prinzip ist nicht neu. Die Innovation der Erfinder liegt vielmehr in der Auswahl und Entwicklung der Schichtmaterialien, um mittelfristig massenmarktkompatible Produkte herstellen zu können. Dazu nutzen sie handelsübliche Kunststoffe. Jede zweite Schicht wird jedoch mittels Zusatzstoff verändert, z.B. mit Titandioxid, das auch in Zahnpasta oder Wandfarbe Verwendung findet. Im Gegensatz zu bisher bekannten Lösungen, ermöglicht diese Kombination aus Basiskunststoff und additivierter Schicht nicht nur eine hohe Flexibilität in der Auslegung des Bauteils. Zudem eignen sich bekannte Fertigungsverfahren aus der Kunststofftechnik, um die Spiegel in Massenproduktion herzustellen und zukünftig private Haushalte und Konferenzräume günstig auszurüsten.
