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Antennentechnik

Intelligente Mobilfunkfunkantennen sind der Schlüssel zur Technologieführerschaft

14. April 2014, 11:08 Uhr | Dr. Rolf Froböse

Wie kann verloren gegangenes technologisches Terrain zurückerobert werden? Diese Frage stand im Fokus des aktuellen VDE-Positionspapiers "Intelligente Mobilfunkantennen" der Informationstechnischen Gesellschaft im VDE. Während noch vor wenigen Jahren Deutschland und Europa im Mobilfunk an vorderster Front agierten, wird dieser Markt gegenwärtig zunehmend von asiatischen sowie von US-Firmen bedient. Die Expertise sieht indessen gute Chancen für ein deutsches Comeback im Mobilfunk – und zwar mit Hilfe eines bisher wenig beachteten Schlüsselelements der Übertragungstechnik.

Intelligente Mobilfunkantennen sollen den hierfür notwendigen Rückenwind liefern. Diese verwenden verschiedene Techniken wie die MIMO (Multiple-Input Multiple-Output)- Mehrfachantennentechnik oder zukünftig auch elektronisch strahlgesteuerte Antennen, die ihre Ausstrahl- oder Empfangsrichtung auf einen oder mehrere Mobilfunknutzer oder auf eine Basisstation konzentrieren können. Zugleich werden im Konzept der intelligenten Antennen die Hochfrequenz-Einspeiseeinrichtung und die Antennensteuereinheit soweit wie möglich im direkten Umfeld der Antenneneinspeisestelle angebracht, was zu erheblichen Verbesserungen des wirtschaftlichen Betriebs der der Antennen-Sende-Einheiten führt. Wie mit Hilfe intelligenter Antennen die Übertragungskapazität und die Frequenzeffizienz, also die pro Hertz Bandbreite übertragbare Information der Mobilfunksysteme vergrößert werden kann, wurde sowohl in theoretischen und experimentellen Arbeiten in Deutschland und Europa bereits nachgewiesen.

Zurzeit wird gerade die vierte Generation der Mobilfunktechnik aufgebaut und in Betrieb genommen. Dieser auch als "Long Term Evolution" bezeichnete Standard erlaubt Übertragungsraten von bis zu 300 MBit/s. Ungeachtet dessen denken Wissenschaft und Industrie bereits über eine fünfte Generation (5G) nach. Im Rahmen dieser Diskussion wird auch der Betrieb intelligenter Antenennsysteme unter anderem bei sehr hohen Frequenzen bis hin zu 60 GHz ins Kalkül gebracht. Der Betrieb von Mobilfunksystemen in diesem Frequenzbereich wird nur in Kleinzellen mit Antennen, die eine elektronische Strahlausrichtung ermöglichen, machbar sein. Durch die Einführung von intelligenten Antennen wandelt sich deren Rolle von einem rein passiven Element zu einem aktiven, eigenständig steuerbaren Netzelement. Dies eröffnet der deutschen Industrie in Verbindung mit einer standardisierten Schnittstelle die Möglichkeit, wieder stärker im Mobilfunksektor Fuß zu fassen und innovative Produkte anzubieten.