Transparente Antennen für 5G, LTE und IoT – Wie Metal-Mesh-Technologie neue Möglichkeiten schafft
Transparente Antennen – wenn leistungsfähige Funktechnik nahezu unsichtbar wird
Antennen gehören heute zu praktisch jedem modernen Kommunikationssystem. Mobilfunkrouter, IoT-Gateways, Fahrzeuge, Maschinen, Smart-Building-Systeme oder WLAN-Infrastrukturen benötigen leistungsfähige Antennensysteme, um zuverlässig mit ihrer Umgebung kommunizieren zu können.
Gleichzeitig entsteht jedoch ein zunehmender Zielkonflikt: Die Funktechnik soll immer leistungsfähiger werden, gleichzeitig aber möglichst wenig sichtbar sein.
Große Antennengehäuse auf Fassaden, auffällige Dachantennen, zusätzliche Masten oder sichtbare Innenantennen sind technisch oftmals problemlos realisierbar. In modernen Gebäuden, hochwertigen Fahrzeugen oder architektonisch anspruchsvollen Umgebungen sind solche Lösungen jedoch nicht immer gewünscht.
Eine technisch hochinteressante Alternative sind transparente Antennen.
Ihre elektrisch wirksamen Strukturen sind so fein ausgeführt, dass sie auf einer Glasscheibe für das menschliche Auge nahezu verschwinden. Trotzdem können sie als vollwertige Antennen für LTE, 5G, WLAN, IoT oder andere Funkanwendungen eingesetzt werden.
Was zunächst fast widersprüchlich klingt, basiert auf einer inzwischen industriell nutzbaren Technologie: extrem fein strukturierten leitfähigen Gittern, sogenannten Metal-Mesh-Strukturen.
Warum muss eine Antenne überhaupt leitfähig sein?
Eine Antenne muss nicht zwangsläufig aus einem sichtbaren Metallstab bestehen.
Entscheidend ist vielmehr, dass eine geometrisch genau definierte und elektrisch leitfähige Struktur vorhanden ist, in der hochfrequente Ströme entstehen können.
Bei klassischen Antennen werden hierfür beispielsweise Kupfer, Aluminium oder andere gut leitende Materialien verwendet. Form, Länge, Breite und Anordnung dieser Leiter bestimmen maßgeblich, auf welchen Frequenzen eine Antenne arbeitet.
Eine Antenne ist also in erster Linie eine gezielt geformte elektrische Struktur.
Ob diese Struktur als massiver Metallstab, Leiterplatte, Draht, Folie oder extrem feines Metallgitter ausgeführt wird, ist zunächst zweitrangig. Entscheidend bleiben die elektrischen Eigenschaften.
Genau hier setzt die transparente Antennentechnik an.
Metal Mesh – Metall, das nahezu unsichtbar wird
Bei der Metal-Mesh-Technologie wird eine geschlossene Metallfläche durch ein extrem feines leitfähiges Gitter ersetzt.
Die einzelnen Leiterbahnen sind dabei so dünn, dass sie aus normalem Betrachtungsabstand kaum noch wahrgenommen werden können.
Bei der im Whitepaper beschriebenen Technologie bestehen diese Strukturen aus sehr feinen Kupferleitern mit einem Durchmesser von nur wenigen Mikrometern. Zwischen den Leitern befinden sich deutlich größere Abstände.
Dadurch bleibt ein sehr großer Anteil der Oberfläche lichtdurchlässig.
Für das menschliche Auge entsteht der Eindruck einer nahezu transparenten Fläche. Elektrisch betrachtet steht jedoch weiterhin ein zusammenhängendes leitfähiges Netzwerk zur Verfügung.
Dieser scheinbare Widerspruch macht Metal Mesh für transparente Hochfrequenzanwendungen besonders interessant.
Warum wird Kupfer eingesetzt?
Kupfer besitzt eine sehr hohe elektrische Leitfähigkeit und wird deshalb seit Jahrzehnten in der Hochfrequenztechnik eingesetzt.
Auch Leiterplatten, Koaxialkabel und zahlreiche klassische Antennenstrukturen basieren auf Kupfer.
Bei transparenten Antennen kann diese hohe Leitfähigkeit genutzt werden, ohne eine vollflächige Kupferschicht verwenden zu müssen.
Die einzelnen Kupferleiter werden lediglich so fein strukturiert, dass zwischen ihnen genügend freie Fläche für eine hohe optische Transparenz verbleibt.
Damit verbindet Metal Mesh zwei Eigenschaften, die zunächst kaum miteinander vereinbar erscheinen:
- • hohe elektrische Leitfähigkeit
- • hohe optische Transparenz
Carbon Nanotubes unterstützen die HF-Eigenschaften
Zusätzlich zum eigentlichen Kupfergitter können Carbon Nanotubes – kurz CNT – eingesetzt werden.
Dabei handelt es sich um extrem kleine röhrenförmige Kohlenstoffstrukturen, die ebenfalls elektrisch leitfähig sind.
Die CNT-Schicht ist praktisch unsichtbar und ergänzt das Metallgitter insbesondere bei Hochfrequenzanwendungen.
Es entsteht damit eine hybride Leiterstruktur aus Kupfer-Metal-Mesh und Carbon Nanotubes.
Gerade die Kombination verschiedener leitfähiger Strukturen ermöglicht es, Transparenz, Flexibilität und elektrische Eigenschaften gezielt aufeinander abzustimmen.
Transparenz und Leitfähigkeit – ein technischer Zielkonflikt
Bei transparenten Antennen besteht grundsätzlich ein Zielkonflikt.
Für eine möglichst hohe elektrische Leitfähigkeit wäre eine möglichst große metallische Fläche ideal.
Für maximale Transparenz soll dagegen möglichst wenig Metall sichtbar sein.
Beide Anforderungen beeinflussen sich gegenseitig.
Werden die Leiterbahnen breiter ausgeführt, sinkt der elektrische Widerstand. Gleichzeitig nimmt jedoch die Transparenz ab.
Werden die Leiter extrem dünn gestaltet, verbessert sich die optische Transparenz, während der elektrische Widerstand steigt.
Die Entwicklung einer guten transparenten Antenne besteht deshalb wesentlich darin, diesen Kompromiss optimal zu gestalten.
Entscheidend sind dabei unter anderem:
- • Leiterbreite
- • Leiterabstand
- • Materialstärke
- • elektrische Leitfähigkeit
- • Frequenzbereich
- • Antennengeometrie
- • Untergrundmaterial
- • Montageposition
Eine transparente Antenne ist nicht automatisch eine gute Antenne
Die transparente Leiterfolie selbst stellt zunächst nur das Ausgangsmaterial dar.
Erst durch eine gezielte Hochfrequenzentwicklung entsteht daraus eine funktionierende Antenne.
Die Geometrie der Leiterstruktur muss exakt auf die gewünschten Frequenzbereiche abgestimmt werden.
Bei breitbandigen Mobilfunkantennen wird diese Aufgabe besonders anspruchsvoll, weil eine einzige Antenne zahlreiche Frequenzbereiche gleichzeitig abdecken soll.
Die eigentliche Qualität einer transparenten Antenne entsteht deshalb durch das Zusammenspiel aus:
- • leitfähigem Material
- • HF-Design
- • Antennengeometrie
- • Anpassung
- • Kontaktierung
- • Kabel
- • Montage
Transparenz allein ist also noch kein Qualitätsmerkmal.
Warum Glas ein besonders interessanter Antennenstandort ist
Eine der naheliegendsten Anwendungen transparenter Antennen ist die Montage direkt auf einer Fensterfläche.
Das bietet mehrere Vorteile.
Ein Mobilfunkrouter befindet sich häufig innerhalb eines Gebäudes. Das Signal der Mobilfunkbasisstation muss dort zunächst durch Außenwände, Dämmstoffe, Stahlbeton oder andere Gebäudeteile gelangen.
Jedes dieser Materialien kann das Mobilfunksignal abschwächen.
Eine Fensterfläche befindet sich dagegen unmittelbar an der Gebäudehülle.
Die Antenne kann dadurch an einer funktechnisch günstigen Position montiert werden, ohne dass ein Mast oder eine zusätzliche Wanddurchführung notwendig ist.
Gleichzeitig bleibt die Fensterfläche weitgehend optisch unverändert.
Besonders interessant für moderne Architektur
Gerade moderne Gebäude verfügen häufig über große Glasflächen.
Bei Bürogebäuden, Hotels, Verkaufsräumen oder hochwertigen Wohngebäuden spielt die Optik eine wichtige Rolle.
Eine klassische Außenantenne kann dort technisch sinnvoll sein, architektonisch jedoch unerwünscht.
Transparente Antennen lassen sich dagegen direkt in vorhandene Glasflächen integrieren.
Dadurch wird die Scheibe selbst praktisch zum Antennenträger.
Die notwendige Funktechnik bleibt vorhanden, tritt optisch jedoch stark in den Hintergrund.
Nicht jede Glasscheibe ist funktechnisch gleich
Bei der Planung muss allerdings berücksichtigt werden, dass moderne Verglasungen sehr unterschiedlich aufgebaut sein können.
Insbesondere Wärmeschutz- und Sonnenschutzverglasungen enthalten häufig dünne metallische Beschichtungen.
Diese Beschichtungen reduzieren den Wärmeeintrag oder verbessern die energetischen Eigenschaften des Gebäudes.
Gleichzeitig können sie jedoch Mobilfunkwellen erheblich dämpfen.
Deshalb sollte vor der Installation immer geprüft werden, wie gut der Mobilfunkempfang unmittelbar an der vorgesehenen Glasfläche tatsächlich ist.
Bei stark metallisierten Scheiben kann eine Außenmontage der transparenten Antenne oder eine alternative Position erforderlich sein.
Von 600 MHz bis 6 GHz – eine enorme Herausforderung
Eine Antenne für eine einzelne Frequenz zu entwickeln, ist vergleichsweise einfach.
Eine Antenne, die von etwa 600 MHz bis 6 GHz zuverlässig arbeitet, stellt dagegen erheblich höhere Anforderungen.
Zwischen der niedrigsten und höchsten Frequenz liegt ein Verhältnis von ungefähr 1:10.
Innerhalb dieses Spektrums befinden sich zahlreiche wichtige Mobilfunk- und Datenfrequenzen.
- • LTE 700 MHz
- • LTE 800 MHz
- • Mobilfunk um 900 MHz
- • Mobilfunk um 1,8 GHz
- • Mobilfunk um 2,1 GHz
- • LTE um 2,6 GHz
- • 5G im Bereich um 3,5 GHz
- • WLAN bei 2,4 GHz
- • WLAN im Bereich um 5 GHz
- • zahlreiche IoT- und Industrieanwendungen
Die Antennenstruktur muss deshalb so entwickelt werden, dass mehrere Resonanzen entstehen und das gesamte gewünschte Frequenzspektrum möglichst gleichmäßig abgedeckt wird.
Warum tiefe Frequenzen besonders anspruchsvoll sind
Mit sinkender Frequenz steigt grundsätzlich die elektrische Wellenlänge.
Dadurch benötigen Antennen für niedrige Frequenzen normalerweise größere Strukturen.
Gerade der Bereich um 600 bis 800 MHz stellt deshalb bei einer kompakten transparenten Fensterantenne eine besondere Herausforderung dar.
Bei höheren Frequenzen lassen sich resonante Strukturen wesentlich kompakter ausführen.
Eine gute Breitbandantenne muss deshalb völlig unterschiedliche geometrische Anforderungen innerhalb einer einzigen Struktur miteinander verbinden.
MIMO macht die Entwicklung noch anspruchsvoller
Moderne LTE- und 5G-Netze übertragen Daten nicht mehr ausschließlich über einen einzelnen Antennenpfad.
Stattdessen kommt zunehmend MIMO – Multiple Input Multiple Output zum Einsatz.
Dabei nutzt das Modem mehrere Antennen gleichzeitig.
Ein 2×2-MIMO-System verwendet beispielsweise zwei voneinander getrennte Antennenpfade.
Dadurch können mehrere Datenströme parallel übertragen oder unterschiedliche Funkwege genutzt werden.
Das verbessert unter günstigen Bedingungen:
- • Datenrate
- • Stabilität
- • Signalqualität
- • Spektrale Effizienz
Für die Antennenentwicklung bedeutet dies jedoch, dass mehrere Antennenstrukturen auf relativ kleiner Fläche angeordnet werden müssen.
Gleichzeitig sollen sie sich möglichst wenig gegenseitig beeinflussen.
Entkopplung zwischen den Antennenstrahlern
Bei MIMO-Systemen reicht es nicht aus, einfach zwei identische Antennen unmittelbar nebeneinander zu platzieren.
Die Antennen können sich elektromagnetisch gegenseitig beeinflussen.
Diese Kopplung verändert beispielsweise Anpassung, Strahlungsdiagramm oder Effizienz.
Deshalb muss das gesamte Antennensystem gemeinsam betrachtet werden.
Abstand, Geometrie, Polarisation und Anordnung der einzelnen Strahler spielen dabei eine entscheidende Rolle.
Bei einer transparenten MIMO-Antenne kommt zusätzlich die Forderung hinzu, dass beide Antennenstrukturen optisch möglichst unauffällig bleiben sollen.
Warum MIMO heute so wichtig ist
Viele moderne Mobilfunkrouter verfügen intern über vier oder sogar noch mehr Antennen.
Auch kompakte 5G-Router arbeiten häufig mit komplexen Antennensystemen.
Wer lediglich einen einzelnen externen Antennenpfad anschließt, kann deshalb das Potenzial eines modernen Mobilfunkmodems nicht vollständig ausschöpfen.
Transparente MIMO-Antennen sind daher ein wichtiger Entwicklungsschritt, weil sie mehrere Antennenpfade innerhalb einer sehr unauffälligen Bauform ermöglichen.
Von der Folie zur fertigen Antenne
Eine funktionierende Metal-Mesh-Struktur ist nur der erste Schritt.
Damit daraus ein dauerhaft zuverlässiges Serienprodukt entstehen kann, müssen zahlreiche weitere Anforderungen erfüllt werden.
- • elektrische Kontaktierung
- • mechanische Stabilität
- • Zugentlastung
- • UV-Beständigkeit
- • Feuchtigkeitsbeständigkeit
- • Temperaturbeständigkeit
- • geeignetes Klebesystem
- • reproduzierbare Fertigung
- • gleichbleibende HF-Eigenschaften
Gerade die Verbindung von einer extrem dünnen transparenten Leiterstruktur zu einem klassischen Koaxialkabel gehört dabei zu den schwierigsten Punkten.
Antennentyp : Rundstrahlantenne
Art..Nr: FTS 96400
Antennentyp : Fensterantennen
Art..Nr: FTS 96467
Antennentyp : Rundstrahlantenne
Art..Nr: FTS 96401
Antennentyp : Richtfunkantenne
Art..Nr: FTS 96381
Antennentyp : Rundstrahlantenne
Art..Nr: FTS 96328
Antennentyp : Rundstrahlantenne
Art..Nr: FTS 95825-N
Antennentyp : Rundstrahlantenne
Art..Nr: FTS 95830
Warum die Kontaktierung so kritisch ist
Bei einer klassischen Leiterplatte können Kabel oder Steckverbinder vergleichsweise einfach verlötet werden.
Eine transparente Folie besitzt jedoch völlig andere thermische und mechanische Eigenschaften.
Eine zu hohe Temperatur kann die Trägerfolie beschädigen.
Eine zu geringe mechanische Stabilität kann langfristig zu Kontaktproblemen führen.
Auch Übergangswiderstand und HF-Verhalten der Kontaktstelle beeinflussen die Antennenleistung.
Die Kontaktierung ist deshalb ein entscheidender Bestandteil der gesamten Antennenentwicklung.
Eigenes Kontaktierungsverfahren von FTS Hennig
FTS Hennig hat für die aktuelle Generation der Clear Window Antennen ein eigenes Kontaktierungs- und Lötverfahren entwickelt.
Ziel war eine dauerhaft stabile elektrische Verbindung zwischen Metal-Mesh-Struktur und Koaxialkabel.
Das Verfahren soll insbesondere folgende Eigenschaften gewährleisten:
- • niedrige Übergangswiderstände
- • reproduzierbare Fertigungsqualität
- • mechanische Stabilität
- • zuverlässige Langzeiteigenschaften
Dieser Entwicklungsschritt war eine wesentliche Voraussetzung dafür, die transparente Antenne nicht nur als Prototyp, sondern als dauerhaft verfügbares Serienprodukt anbieten zu können.
Ein neuer Folienaufbau reduziert den Materialeinsatz
Auch der grundsätzliche mechanische Aufbau wurde gegenüber früheren transparenten Antennen verändert.
Bei älteren Lösungen wurden teilweise zwei strukturierte Folien miteinander laminiert.
Bei der aktuellen Antennengeneration befinden sich sämtliche elektrisch notwendigen Strukturen auf einer einzigen transparenten Trägerfolie.
Dadurch sinkt der Materialbedarf.
Gleichzeitig werden weniger Fertigungsschritte benötigt.
Das bringt mehrere Vorteile:
- • geringerer Materialeinsatz
- • einfacherer Produktionsprozess
- • weniger potenzielle Fehlerstellen
- • höhere Reproduzierbarkeit
- • wirtschaftlichere Serienproduktion
- • verbesserte Ressourceneffizienz
Serienfertigung ist mehr als nur Stückzahl
Ein Prototyp muss zunächst nur einmal funktionieren.
Bei einem Serienprodukt müssen dagegen hunderte oder tausende Antennen möglichst identische Eigenschaften besitzen.
Das bedeutet, dass jeder Produktionsschritt reproduzierbar ausgeführt werden muss.
Schon geringe Veränderungen der Leiterstruktur oder Kontaktierung können bei Hochfrequenzprodukten messbare Auswirkungen haben.
Deshalb gehören Fertigungsstabilität und Qualitätskontrolle unmittelbar zur HF-Entwicklung.
Praxisbeispiel: FTS Clear Window 5G Antenne
Ein konkretes Beispiel für den Einsatz transparenter Antennentechnologie ist die FTS Clear Window 5G Antenne.
Sie besitzt einen breitbandigen Antennenpfad und lässt sich unmittelbar auf geeigneten Glasflächen montieren.
Die Antenne eignet sich beispielsweise für:
- • Mobilfunkrouter
- • industrielle Gateways
- • IoT-Systeme
- • M2M-Kommunikation
- • Backup-Verbindungen
- • Fahrzeuge
- • Gebäudeautomation
Die große Besonderheit besteht darin, dass die Antenne optisch kaum in Erscheinung tritt.
Praxisbeispiel: FTS Clear Window MIMO 5G Antenne
Für moderne LTE- und 5G-Router wurde die Technologie weiterentwickelt.
Die FTS Clear Window MIMO 5G Antenne integriert zwei voneinander getrennte Antennensysteme innerhalb einer transparenten Struktur.
Dadurch können 2×2-MIMO-Anwendungen realisiert werden.
Der breitbandige Frequenzbereich ermöglicht den Einsatz in zahlreichen LTE- und 5G-Netzen sowie weiteren Funkanwendungen.
Damit verbindet die Antenne mehrere Anforderungen:
- • transparente Optik
- • Breitbandigkeit
- • 2×2 MIMO
- • einfache Integration auf Glasflächen
- • industrielle Serienfertigung
Wo können transparente Mobilfunkantennen eingesetzt werden?
Die Einsatzmöglichkeiten sind deutlich größer, als zunächst vermutet werden könnte.
Überall dort, wo Mobilfunk benötigt wird und klassische Antennen optisch oder konstruktiv problematisch sind, können transparente Systeme interessant sein.
Typische Beispiele sind:
- • Bürogebäude
- • Hotels
- • öffentliche Gebäude
- • denkmalgeschützte Gebäude
- • Industriehallen
- • Verkaufsräume
- • Schaufenster
- • Smart-Building-Anwendungen
- • IoT-Systeme
- • Maschinen
- • Getränkeautomaten
- • Verkaufsautomaten
- • Verkehrstechnik
- • Fahrzeuge
- • Wohnmobile
- • Caravans
- • Busse
- • Sonderfahrzeuge
Transparente Antennen im Fahrzeug
Moderne Fahrzeuge benötigen immer mehr Funkverbindungen.
Neben klassischem Mobilfunk kommen WLAN, GNSS, Fahrzeugtelemetrie und unterschiedliche IoT-Dienste hinzu.
Die klassische Lösung besteht häufig aus einer Dachantenne.
Diese funktioniert technisch sehr gut, erfordert jedoch einen sichtbaren Aufbau und teilweise eine Durchführung durch das Fahrzeugdach.
Bei Fahrzeugen mit großen Glasflächen können transparente Antennen eine interessante Alternative darstellen.
Panoramadächer oder Seitenscheiben bieten große Flächen, die sich prinzipiell als Antennenträger nutzen lassen.
Auch hier gilt jedoch: Die konkrete Verglasung muss funktechnisch geeignet sein.
Transparente Antennen für IoT und M2M
Besonders interessant ist die Technologie für IoT- und M2M-Systeme.
Viele dieser Geräte sollen möglichst unauffällig in ihre Umgebung integriert werden.
Ein klassischer Antennenstab kann dabei konstruktiv oder optisch störend sein.
Transparente Strukturen ermöglichen es, vorhandene Glas- oder Kunststoffflächen gleichzeitig als Träger der Kommunikationsantenne zu nutzen.
Dadurch können vollkommen neue Gerätedesigns entstehen.
Smart Building – wenn die Gebäudehülle kommuniziert
Auch im Bereich Smart Building entstehen interessante Perspektiven.
Gebäude enthalten heute immer mehr vernetzte Systeme:
- • Energiemanagement
- • Zutrittskontrolle
- • Gebäudeautomation
- • Sensorik
- • Sicherheitstechnik
- • Mobilfunk-Gateways
- • WLAN
- • IoT
Transparente Antennensysteme könnten künftig direkt in Fensterflächen oder andere Bauteile integriert werden.
Die Gebäudehülle übernimmt dann neben ihrer klassischen Funktion gleichzeitig Kommunikationsaufgaben.
Transparente RFID- und NFC-Antennen
Die Technologie eignet sich nicht nur für aktive Mobilfunkantennen.
Auch passive RFID- und NFC-Systeme können transparente Antennenstrukturen verwenden.
Dies ist beispielsweise interessant, wenn Produkte eindeutig identifiziert werden sollen, ohne dass ein sichtbares RFID-Label angebracht werden muss.
Typische Anwendungen könnten sein:
- • Pharmaindustrie
- • hochwertige Verpackungen
- • Kosmetik
- • Getränke
- • Einzelhandel
- • Logistik
Die Funkfunktion wird damit praktisch unsichtbar Bestandteil des Produktes.
Transparente Elektronik kann noch viel mehr
Besonders spannend wird das Thema, wenn man über die reine Antenne hinausblickt.
Metal-Mesh-Strukturen können auch für weitere elektrische Funktionen genutzt werden.
Dazu gehören beispielsweise:
- • transparente Heizungen
- • kapazitive Sensorflächen
- • Touch-Bedienelemente
- • transparente EMV-Abschirmungen
- • Leiterstrukturen
Dadurch können mehrere Funktionen innerhalb einer einzigen Oberfläche kombiniert werden.
Eine Scheibe kann künftig mehrere Aufgaben gleichzeitig übernehmen
Eine moderne Glasfläche könnte beispielsweise gleichzeitig:
- • LTE- oder 5G-Antenne sein
- • WLAN-Antenne enthalten
- • beheizt werden
- • Sensorflächen besitzen
- • Bedienelemente enthalten
- • bestimmte Bereiche elektromagnetisch abschirmen
Damit verändert sich die klassische Trennung zwischen Gehäuse, Elektronik und Antenne zunehmend.
Die Oberfläche selbst wird zum funktionalen Bestandteil des Gesamtsystems.
BOPLA und FTS Hennig – Materialtechnik trifft Hochfrequenztechnik
FTS Hennig arbeitet bei zahlreichen Antennenprodukten seit vielen Jahren mit Gehäusen und Systemkomponenten von BOPLA.
Bei modernen Antennensystemen entscheidet nicht nur der eigentliche Antennenstrahler über die Produktqualität.
Auch Gehäuse, Materialwahl, Kabeldurchführungen, Befestigung und Umwelteinflüsse spielen eine wichtige Rolle.
Die Entwicklung transparenter Antennentechnologien zeigt besonders deutlich, wie eng Materialtechnik, Fertigung, mechanische Konstruktion und Hochfrequenzentwicklung heute miteinander verbunden sind.
Erst das Zusammenspiel dieser Disziplinen ermöglicht aus einer neuen Materialtechnologie ein zuverlässiges Serienprodukt.
Wie sieht die Zukunft transparenter Antennen aus?
Die Entwicklung ist noch lange nicht abgeschlossen.
Moderne Kommunikationsgeräte benötigen immer mehr Antennenpfade.
Heute sind bereits Systeme mit vier, sechs, acht oder noch mehr Antennen keine Seltenheit.
Gleichzeitig sollen Geräte kompakter und unauffälliger werden.
Große Glas- und Kunststoffflächen bieten hier enorme Möglichkeiten.
Statt alle Antennen in einem kleinen Gehäuse unterzubringen, könnten vorhandene Oberflächen künftig als Antennenfläche genutzt werden.
5G ist nur der Anfang
Bereits heute lassen sich transparente Leiterstrukturen für zahlreiche Mobilfunk- und WLAN-Anwendungen einsetzen.
Mit zukünftigen Mobilfunkgenerationen werden die Anforderungen an Antennen weiter steigen.
Mehr Frequenzbereiche, mehr Antennenpfade und noch stärker integrierte Kommunikationssysteme werden neue Antennenkonzepte erforderlich machen.
Auch im Hinblick auf 6G dürfte die Integration von Antennen in vorhandene Oberflächen weiter an Bedeutung gewinnen.
Fazit: Funktechnik muss nicht sichtbar sein
Transparente Antennen zeigen eindrucksvoll, wie sich Hochfrequenztechnik, Materialwissenschaft und modernes Produktdesign miteinander verbinden lassen.
Extrem feine Metal-Mesh-Strukturen ermöglichen elektrisch leitfähige Flächen, die für das menschliche Auge nahezu transparent erscheinen.
In Kombination mit einer sorgfältigen Antennenentwicklung entstehen daraus leistungsfähige Lösungen für LTE, 5G, WLAN, IoT, RFID und zahlreiche weitere Funkanwendungen.
Die größte Herausforderung liegt dabei nicht allein in der transparenten Leiterstruktur.
Erst das Zusammenspiel aus HF-Design, Material, Kontaktierung, Verkabelung, Montage und reproduzierbarer Serienfertigung entscheidet darüber, ob aus einer interessanten Technologie ein zuverlässiges Produkt entsteht.
Gerade für Gebäude, Fahrzeuge und industrielle Anwendungen eröffnet die Technologie neue Möglichkeiten.
Funktechnik kann damit dort integriert werden, wo klassische Antennen bislang störend, sichtbar oder konstruktiv nur schwer realisierbar waren.
Und vermutlich stehen wir bei dieser Entwicklung erst am Anfang.
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