Für die unterschiedlichen Funkstandards können mittlerweile viele verschiedene Antennen kommerziell erworben werden. Ob externe oder integrierte Antennen, nach Anschließen oder Einbau der Antenne in das Gerät muss man oftmals feststellen, dass die Antenne nicht die im Datenblatt aufgeführte Performance zeigt. Ursache ist in der Regel die Wechselwirkung der Antenne mit der Umgebung, wie z.B. der elektronischen Schaltung oder dem Gehäuse. Die in den Datenblättern aufgeführten Antennenspezifikationen gelten oft nur für bestimmte Einbausituationen bzw. Umgebungsbedingungen, wie z.B. den Freiraum.

Für eine sichere drahtlose Kommunikation und große Reichweite ist daher eine kundenspezifische Antennenlösung erforderlich, welche die Einbausituation der Antenne in dem Gerät berücksichtigt. Bei der RF-Frontend GmbH kommt hierbei der professionelle 3D EM-Simulator CST Microwave Studio zum Einsatz, mit dem sehr komplexe Strukturen charakterisiert werden können. Der Kunde stellt von seiner Applikation ein Modell (in der Regel eine STEP-Datei) zur Verfügung, in das die Antenne integriert und numerisch optimiert wird. Anschließend erfolgen die Realisierung und der Test der Antenne im Gerät. Abhängig von der Komplexität des Gerätes und der Bandbreite der Antenne sind in der Regel weitere Feinabstimmungen an der Antenne erforderlich. Abschließend erfolgt die Realisierung des Prototypen, der als Vorlage für die Serienfertigung dient. Für das Inverkehrbringen des Gerätes mit der integrierten Antenne (CE-Kennzeichnung) ist unter anderem eine Charakterisierung des Gerätes in Form von Pattern-Messungen erforderlich. Entwicklungsbegleitende Messungen der Strahlungscharakteristik werden bei der RF-Frontend GmbH durchgeführt. Compliance-Messungen erfolgen in akkreditierten Prüflaboren unserer Partner.

Die RF-Frontend GmbH unterstützt Sie bei der Antennenentwicklung und –integration bis hin zur Serienfertigung mit der hauseigenen Leiterplattenfertigung. Unsere Kernkompetenzen in der System- und Antennenentwicklung umfasst alle gängigen Funkstandards in den Bereichen:

• HF (z.B. RFID)

• UHF (z.B. RFID)

• WLAN/Bluetooth/ZigBee

• GPS

• Mobilfunk (GSM, UMTS, LTE, 5G)

Eine besondere Herausforderung stellt die Entwicklung und Herstellung von Marine-Antennen dar. Neben den rauen Umgebungsbedingungen, denen Marine-Antennen standhalten müssen, gelten auch strengere Spezifikationen. Die RF-Frontend GmbH hat eine große Auswahl an Antennen für maritime Anwendungen mit Nennleistungen bis zu 1 kW entwickelt. Auch eine ausgeklügelte multifunktionale Breitbandantenne für U-Boot-Plattformen wurde von RF-Frontend entwickelt und mit Partnern hergestellt. Die Multifunktionsantenne umfasst mehrere Antennen für die Frequenzbänder und Funkstandards:

• HF

• VHF

• UHFLOS

• UHFSatcom

• IFF/Link-16

• GNSS

• Inmarsat

• Iridium

Untergebracht sind einzelnen die Antennen in einem robusten Radom. Die Gesamthöhe der Multifunktionsantenne beträgt ~1,5m. Das System wird von einer bei RF-Frontend entwickelten Antennensteuereinheit gesteuert.

RFID / NFC

In unserem alltäglichen Umfeld trifft man heute auf RFID-/NFC-Systeme: Bei kontaktlosen Bezahl- und Türschließsystemen, der elektronischen Wegfahrsperre oder dem elektronischen Pass, um nur einige Beispiele zu nennen. In den heutigen Mobiltelefonen sind NFC-Transceiverchips integriert, die unter anderem einen Zugriff auf die ISO/IEC 14443- Infrastruktur erlauben. Somit können NFC-Geräte als Transponder oder Reader agieren. Zusätzlich können NFC-Geräte in dem sog. Peer-to-Peer Modus kommunizieren, welcher den Datenaustausch zwischen den Geräten erlaubt oder eine Kommunikation mit höherer Datenrate mit anderen Funkstandards, wie Blutooth oder WIFI, einrichtet.

Die Realisierung einer RFID bzw. NFC-Anwendung wird zu einer Herausforderung, wenn besonders strenge Spezifikationen zu erfüllen sind oder schwierige Umgebungsbedingungen vorliegen. Als Beispiel sei hier der EMVCo-Standard für kontaktlosen Kartenzahlungsverkehr genannt. Dabei steht EMV für Europay, Mastercard und Visa, den ursprünglichen Firmen, die diesen Standard entwickelt haben. Heute wird dieser Standard vom EMVCo-Konsortium gepflegt. EMV ist ein technischer Standard für Zahlungskarten und Terminals. In diesem Standard wird das Testequipment und Testmethoden in Anlehnung an den ISO/IEC 14443-Standard definiert. Sind die Readerspulen klein oder befinden sich Metallteile in der Nähe der Readerspule, sind oftmals spezielle Transceiverchips und zusätzliche Verstärker erforderlich, um die Spezifikationen erfüllen zu können. Neben den magnetischen Feldstärken müssen auch die Spezifikationen für die Modulationsparameter erfüllt werden. Feldstärke und Modulationsparameter hängen im wesentlichen vom designten Reader-Frontend ab.

Als Experte für Hochfrequenzschaltungen und Kommunikationssystemen unterstützt Sie RF-Frontend bei der Realisierung ihrer RFID/NFC-Applikation für alle gängigen RFID-Standards:

• LF (125 kHz, 134 kHz)
• HF (ISO/IEC 15693, ISO/IEC 14443, EMVCo, ISO/IEC 18000-3, ISO/IEC 18092 NFC, ISO/IEC 21481 NFC)
• UHF (EPCglobal Gen 2, ISO/IEC 18000-6c)

UHF-Readerantenne

Für RFID-Applikationen im UHF-Bereich spielen zirkular polarisierte Readerantennen eine wichtige Rolle. In der Regel sind kleine Readergehäuse und strenge Spezifikationen bzgl. Anpassung (input impedance matching), Bandbreite (886 MHz und 922 MHz Band), Antennengewinn (gain), Halbwertsbreite (Half Power Bandwidth, HPBW) und Achsenverhältnis (Axial Ratio) gefordert. Kommerziell erhältliche Antennen erfüllen selten die meisten der geforderten Spezifikationen, so dass auf eine kundenspezifische Lösung zurückgegriffen werden muss. Hier ist RF-Frontend der richtige Ansprechpartner für sie!

WiFi-Antennen

WLAN-Applikationen sind in unserem täglichen Leben allgegenwärtig präsent. Ob Smartphone, Smart-TV oder Sensoren, die Kommunikation mit diesen Geräten findet über das WLAN statt. Hierbei spielt die Antenne für eine gute Kommunikation mit dem Router eine zentrale Rolle.

RF-Frontend bietet die richtigen Antennenlösungen für High-End-Geräte oder Applikationen aus dem Low-Cost Bereich.

Breitbandantennen

In der Antennenmesstechnik oder für den Empfang von Signalen breitbandiger Funkstandards, wie z.B. DVBT (470 MHz bis 870 MHz), sind sog. Breitbandantennen mit relativ konstanten Parametern (z.B. Eingangsimpedanz, Antennengewinn) erforderlich. Abhängig von der gewünschten Richtcharakteristik (Rundstrahler oder Richtantenne), dem Frequenzbereich und den Herstellungskosten, bietet RF-Frontend kundenspezifische Antennendesigns an.

Gute Anpassung im Bereich 600MHz bis 8,5GHz.

Antennenarrays

Zur Erhöhung der Richtwirkung oder zur elektronischen Steuerung der Hauptstrahlungskeule werden Antennenarrays verwendet. In Bezug auf die Antennenverkopplung (Strahlungskopplung) und der Abstrahlung, sowie den Verlusten des Verteilnetzwerks, stellt das Design eines Antennenarrays eine besondere Herausforderung dar. Hier weist RF-Frontend durch langjährige Erfahrung eine besonders gute Expertise auf.