Kunststoff statt Keramik

Turbo für GNSS-Antennen

6. September 2022, 20:18 Uhr | Heinz Arnold
Der Hauptsitz von SABIC in Sittard, Niederlande.
Der Hauptsitz von SABIC in Sittard, Niederlande.
© SABIC

Ein neu entwickelter Kunststoff statt der bisher verwendeten Keramik kann die Leistungsfähigkeit von GNSS-Antennen der zweiten Generation für Autos deutlich steigern.

Mit dem neuen Kunststoff vom Typ »LNP THERMOCOMP«, den das Chemieunternehmen SABIC entwickelt hat, lassen sich Substrate für GNSS-Antennen (Global Navigation Satellite System) so aufbauen, dass sich die effektive Oberfläche deutlich vergrößert – ein wichtiger Faktor, um den Signalempfang zu verbessern. Das lässt sich mit herkömmlichen Keramikmaterialien nicht erreichen. Außerdem sinken die Systemkosten, weil Nacharbeiten wie bohren und polieren vermieden werden können. 

»Die Die Auflösungen der GNSS-Antennen der zweiten Generation soll sich erhöhen und um dieses Ziel zu erreichen, hat SABIC ihre LNP-Materialien verbessert«, sagt Joshua Chiaw, Director, Business Management, LNP & NORYL von SABIC. »Jetzt erreichen sie gegenüber den bisher üblichen Keramiksubstraten eine höhere Signalverstärkung. Also lassen sich damit kleinere Antennen herstellen – oder Antennen derselben Größe, die eine höhere Leistungsfähigkeit bieten.« Diese bemerkenswerte Kombination plus der niedrigeren Systemkosten werde die Innovationen auf dem Gebiet der GNSS-Antennen vorantreiben, für heute der Schlüssel, um die Sicherheit für die Insassen im Auto zu erhöhen und künftig der Schlüssel für das autonome Fahren.

GNSS-Antennen der zweiten Generation aus dem Kunststoff »LNP THERMOCOMP« von SABIC. Damit lässt sich die effektive Oberfläche der Antennen deutlich vergrößern, so dass sie die Satellitensignale besser empfangen. 
GNSS-Antennen der zweiten Generation aus dem Kunststoff »LNP THERMOCOMP« von SABIC. Damit lässt sich die effektive Oberfläche der Antennen deutlich vergrößern, so dass sie die Satellitensignale besser empfangen. 
© SABIC

Die »LNP THERMOCOMP«-Materialien erreichen eine hohe Dielektrizitätskonstante – weshalb sich kleinere Antennen als bisher herstellen lassen – und einen geringen Dissipationsfaktor, was den Signalempfang verbessert. Außerdem lassen sich die Materialien auf die jeweiligen Einsatzfälle optimieren. Zudem sind sie für Galvanikprozesse geeignet und sind widerstandsfähig gegenüber hohen Temperaturen, was die Zuverlässigkeit verbessert. Thermoplastische Kunststoffe bieten außerdem mehr Freiheiten beim Design und eine höhere Effizienz bei der Produktion als Keramik. 

Die zweite Generation von GNSS-Antennen kombinieren Signale in zwei unterschiedlichen Frequenzbereichen, um höhere Auflösungen zu erreichen. Das erhöht die Ansprüche an den Signalempfang weiter. Um die effektive Fläche für den Empfang zu vergrößern, versuchen die Hersteller, möglichst komplexe Muster in die Substrate zu bringen. Die keramischen Materialen lassen den Aufbau komplexer Strukturen aber nur begrenzt zu – vor allem weil sich Metall auf diesen Strukturen galvanisch nur schwer abscheiden lässt. Deshalb erweist sich Keramik häufig als wenig geeignet für GNSS-Antennen hoher Auflösung. 

Dagegen lässt sich »LNP THERMOCOMP« einfach in Formen mit komplexen Mustern einspritzen. Anders als galvanisch behandelte Keramiken lassen sich diese Materialien mit hoher Ausbeute mit Kupfer, Nickel oder Silber beschichten. 

SABIC stellt neben den Materialien für die Antennen auch umfangreiche Entwicklungsressourcen zur Verfügung. »Wir können die Leistungsfähigkeit der Antennen auf Basis unserer vielfältigen Materialien mit unterschiedlichen Dielektrizitätskonstanten simulieren, um die thermoplastischen Materialien auf die jeweiligen Einsatzanforderungen genau anzupassen. Unsere Global Application Technology Centers führen dazu Entwicklungen, Tests und Analysen durch«, sagt Jenny Wang, Director, Formulation and Application, APAC, von SABIC.


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