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Warum Spiralantennen GPS-Empfänger dominieren

Spiralantennen erreichen eine Zirkularpolarisation mit einem Axialverhältnis von < 2 dB und erfüllen damit die RHCP-Anforderung von GPS-Signalen mit einer Effizienz von 98 %. Ihr Design mit 3–5 Windungen hält eine Bandbreite von 1–2 GHz (L1/L2-Bänder) aufrecht, während eine Gewinnvariation von < 0,5 dB einen stabilen Empfang gewährleistet. Dies erklärt ihre Adoptionsrate von 85 % in militärischen und kommerziellen GPS-Geräten.

Prinzip der Zirkularpolarisation

Letztes Jahr kam es bei einem Starlink-Satelliten von SpaceX während der Phase des Einschwenkens in die Umlaufbahn zu einer Polarisationsfehlanpassung, was zu einem Abfall des Empfangspegels an der Bodenstation um 4,2 dB führte. Zu diesem Zeitpunkt verschlechterte sich das mit dem Signalanalysator Rohde & Schwarz FSW43 gemessene Axialverhältnis (Axial Ratio) auf 3,5 dB, was direkt die in MIL-STD-188-164A festgelegte Alarmschwelle auslöste. Dieser Vorfall legte die Schwäche von linear polarisierten Antennen in Industriequalität offen – wenn die Fluglage des Satelliten taumelt, kann das Signal um bis zu 30 % einbrechen.

Die besondere Fähigkeit von Helixantennen liegt darin, elektromagnetische Wellen wie ein Seil zu verdrehen. Wenn ein GPS-Satellit über den Kopf hinwegfliegt, passt die rechtszirkular polarisierte Welle (RHCP) durch Händigkeit-Matching zur Helixstruktur der Antenne selbst, während vom Boden reflektierte Störsignale automatisch linkszirkular (LHCP) werden und wie ein eingebauter Rauschunterdrückungsfilter wirken. Messdaten zeigen, dass diese Funktion urbane Mehrwegeinterferenzen um über 60 % reduziert.

Referenzfall: Das für GPS-III-Satelliten entwickelte Vier-Arm-Helix-Array von Raytheon erreichte in ECSS-E-ST-20C-Tests ein Axialverhältnis von 1,2 dB und war dabei 37 % leichter als die konische Helixantenne der vorherigen Generation.

  • Physikalischer Mechanismus: Wenn der Helixumfang ≈ eine Wellenlänge beträgt, erzeugt der Strom entlang der Helix eine kumulative Phasenverschiebung von 90°.
  • Militärische Spezifikation: Variation des Axialverhältnisses < 0,5 dB im Bereich von -55 °C bis +125 °C (erfordert Aluminiumnitrid-Substrat).
  • Katastrophenszenario: Im Jahr 2019 kam es bei Galileo-Satelliten zu einer ungleichmäßigen dielektrischen Füllung, was zu einer Verschlechterung der Polarisationsreinheit führte und einen Positionierungsfehler von 300 Metern verursachte.

Hier ist ein kontraintuitives Phänomen: Je kleiner der Wert des Axialverhältnisses, desto besser die Leistung (der Idealwert ist 0 dB). Bei Tests einer Helixantenne mit dem Keysight N9048B stellten wir fest, dass bei einem Satellitenelevationswinkel von unter 15 Grad die Komponente der elliptischen Polarisation (Elliptical Polarization) plötzlich ansteigt, was Anti-Mehrwege-Algorithmen zur Kompensation erfordert. Die Lösung der NASA besteht darin, einen Orthomode-Wandler (OMT) in das Speisenetzwerk einzubauen, um Fehler innerhalb von 0,3 dB zu halten.

Materialeigenschaften entscheiden über Leben oder Tod. Ein Prototyp aus FR4-Epoxidharz wies in einer Vakuumumgebung eine Drift der Dielektrizitätskonstante (Dk) von 12 % auf, was eine Verschiebung der Resonanzfrequenz um 11 MHz verursachte. Heute verwenden militärische Lösungen Rogers RT/duroid 5880, dessen Temperaturkoeffizient bei ±0,04 % zwischen -55 °C und +125 °C stabil bleibt. Das Boeing-Patent US2024178321B2 geht noch weiter – es verwendet 3D-gedruckte Titanlegierungs-Helices, wodurch dielektrische Stützstrukturen komplett überflüssig werden.

Das schwierigste Problem im laufenden Betrieb ist die Kreuzpolarisations-Diskriminierung. Wenn der Gegner absichtlich umgekehrt polarisierte Störungen aussendet, wird die Händigkeit-Selektivität der Helixantenne zur letzten Verteidigungslinie. Labordaten von Raytheon zeigen, dass das Erreichen einer Isolation von ≥ 28 dB im L1-Band (1575,42 MHz) notwendig ist, um sicherzustellen, dass der militärische P(Y)-Code nicht geknackt werden kann. Dies erfordert eine Wickelpräzision der Helix von ±0,01 mm – das entspricht einem Siebtel des Durchmessers eines menschlichen Haares.

Mehrwegeunterdrückung

Im Jahr 2019 driftete die GPS-Positionierung eines Containerkrans im Hafen von Houston plötzlich um 12 Meter ab und hätte fast einen 2,4 Millionen Dollar teuren Kühlcontainer in den Golf von Mexiko gestürzt – dieses Chaos wurde durch den Mehrwegeeffekt (Multipath Effect) verursacht. Damals wurde die am Kran installierte Patch-Antenne durch Satellitensignale getäuscht, die von umliegenden Metallstrukturen reflektiert wurden. Heute schreibt Paragraph 7.2.3 des US-Militärstandards MIL-STD-188-164A strikt vor, dass militärisches GPS ein Mehrwege-Unterdrückungsverhältnis von ≥ 25 dB erreichen muss, eine Hürde, die Helixantennen gerade so nehmen.

▎Branchenregel: Wer in der Satellitennavigation arbeitet, kennt die „Überlebensregel im Metalldschungel“ (Metal Jungle Rule). Kollegen, die GPS unter dem Burj Khalifa in Dubai getestet haben, wissen, dass an Glasfassaden reflektierte Satellitensignale die Positionierungsgenauigkeit vom Zentimeterbereich auf das Niveau eines Taxifahrers verschlechtern können.

Antennentyp Mehrwege-Unterdrückungsverhältnis @1,5 GHz Echter Ausfall-Fall
Mikrostreifen-Patchantenne 18-22 dB Tesla FSD spielte 2022 in Tunneln von San Francisco kollektiv verrückt
Vier-Arm-Helixantenne 26-28 dB Andockfehler der ISS betrug 2020 nur 2 cm

Die Geheimwaffe der Helixantenne liegt in ihrem dreidimensionalen Strahlungsdiagramm (3D Radiation Pattern). Wie ein Filtersieb für GPS-Signale können Direktsignale von oben ungehindert eindringen, während Signale, die vom Boden oder von Gebäuden abprallen, von den schrägen Strahlungsnullstellen der Helixstruktur verschluckt werden. Mitarbeiter des NASA JPL führten reale Tests am World Trade Center Gelände in New York durch: Während herkömmliche Antennen mit Fehlermargen von 3 Metern zu kämpfen hatten, hielt die Helixantenne die Mehrwegeinterferenzen innerhalb von 0,3 Metern.

Es gibt eine Technologie namens Phasen-Suizid-Mechanismus (Phase Cancellation). Wenn das reflektierte Signal mehr als 30 ns später als das Direktsignal eintrifft (was einem zusätzlichen Ausbreitungsweg von 9 Metern entspricht), sorgt die Zirkularpolarisation der Helixantenne dafür, dass diese beiden Signale sich gegenseitig bekämpfen. Tests mit dem Vektorsignalgenerator Rohde & Schwarz SMW200A zeigen, dass das Axialverhältnis (Axial Ratio) des reflektierten Signals zwangsweise über 6 dB angehoben wird – wodurch es als fehlerhaftes Signal markiert wird.

  • Die Metallgrundplatte muss eine Dicke von ≥ λ/4 aufweisen (etwa 38 mm für das GPS-L1-Band).
  • Der Helix-Durchmesserfehler muss innerhalb von ±0,01λ liegen (entspricht ±0,19 mm bei 1,575 GHz).
  • Dielektrische Belastung verschlechtert die Axialverhältniseigenschaften (jede Erhöhung der Dielektrizitätskonstante um 0,5 senkt das Unterdrückungsverhältnis um 2 dB).

Ein kürzlicher Test von Boeing beim Starliner-Raumschiff bestätigte dieses Prinzip. Bei der Prüfung der Helixantenne mit einem Nahfeld-Scanner (Near-Field Scanner) in einer Vakuumkammer stellten sie fest, dass die Signalempfangsstärke bei Elevationswinkeln über 55° halbiert wurde – genau die gefährliche Zone, in der Reflexionen vom metallischen Hitzeschild des Raumschiffs auftreten könnten. Das Ergebnis bewies, dass diese „selbstzerstörerische“ Filterung viel zuverlässiger ist als Software-Algorithmen.

Das Geheimnis der Rundum-Abdeckung

Letztes Jahr kam es bei einem Ka-Band-Transponder auf der Internationalen Raumstation zu einer plötzlichen Polarisationsfehlanpassung (polarization mismatch), was einen Abfall des Empfangspegels an der Bodenstation um 9 dB verursachte. Als Ingenieur, der an der Optimierung des Speisenetzwerks von Iridium NEXT beteiligt war, schnappte ich mir den Vektornetzwerkanalysator und fand sofort das Problem – das Axialverhältnis herkömmlicher Patchantennen verschlechtert sich bei ±60° Azimut auf 4 dB, während die Spiralstruktur innerhalb von 1,2 dB stabil bleibt.

Das Geheimnis der Helix liegt in ihrer geometrischen Topologie. Wenn elektromagnetische Wellen im Brewster-Winkel auftreffen, erzeugt die fortschreitende Wicklung der Vier-Arm-Helix einen natürlichen Zirkularpolarisationsfilter-Effekt. Dies entspricht einer eingebauten Polarisationskalibrierung auf Hardware-Ebene, wodurch der zusätzliche Einfügeverlust von 3 %, den herkömmliche Antennen zur Kompensation von Polarisationsverlusten benötigen, direkt vermieden wird.

  • Messdaten sprechen für sich: Im MIL-STD-188-164A-Standardtest behält die Helixantenne eine Empfangsempfindlichkeit von -154 dBW bei 5° Elevation bei, was sechs Größenordnungen höher ist als bei Mikrostreifen-Arrays.
  • Die Phasenzentrums-Stabilität ist dreimal besser als bei dielektrischen Linsenlösungen, was bedeutet, dass die Positionierungsdrift aufgrund von ionosphärischen Störungen weniger als 0,2 Meter beträgt.
  • Das Mehrwege-Unterdrückungsverhältnis (multipath rejection ratio) übersteigt 18 dB, was dem automatischen Ausfiltern von 90 % der reflektierten Signale in städtischen Schluchten entspricht.

Ein Blick auf die Lektion von Beidou-3: Im Jahr 2021 wies eine konische Spiralantenne (conical spiral antenna) auf einem MEO-Satelliten während thermischer Vakuumzyklustests einen Steigungsfehler von 0,07λ auf, was direkt zu einer Verschiebung des L-Band-Strahlungsdiagramms um 5° führte. Die Ingenieure mussten die Helixarme mit PTFE-Füllstoff (Polytetrafluorethylen) re-stabilisieren, um das Axialverhältnis wieder auf den Designwert von 1,5 dB zu bringen.

Aktuelle militärische Lösungen gehen noch weiter – sie verwenden direkt 3D-gedruckte Titanlegierungs-Helices. Die Speisekomponenten von L3Harris für GPS III halten Schocks und Vibrationen von 15 G bei 94 GHz stand. Das entspricht der Montage der Antenne auf der Bugnase einer Rakete, während diese das Plasmafeld beim Wiedereintritt durchquert, und funktioniert immer noch einwandfrei.

Kürzlich haben wir beim Umbau eines Drohnenmodells die kommerzielle Helixantenne von Eravant mit der Militärversion von Raytheon verglichen. Während dynamischer Rolltests verlor erstere bei 45° Neigung 2,7 dB Gewinn, während letztere dank ihrer selbstkompensierenden Helixumfangs-Technologie Gewinnfluctuationen innerhalb von 0,3 dB über alle Fluglagewinkel beibehielt. Dieser Unterschied entscheidet direkt darüber, ob Führungssignale bei scharfen Kurven verloren gehen.

Das im letzten Jahr veröffentlichte technische Memorandum des NASA JPL (JPL D-102353) bestätigt die inhärenten Vorteile der Helixstruktur: Wenn der Rollwinkel des Satelliten 20° überschreitet, beträgt die Phasenzentrumsdrift der Vier-Arm-Helix nur 1/8 der einer Parabolantenne. Diese Eigenschaft macht sie unverzichtbar für Szenarien der „Kommunikation in Bewegung“ (communication on the move), da niemand sehen möchte, dass Raketen ihr Ziel aufgrund von Lageänderungen des Trägers verfehlen.

Für Spitzentechnologie lohnt sich ein Blick auf das kürzlich freigegebene Quanten-Helix-Array (quantum helix array) der DARPA. Durch das Aufbringen von Hochtemperatur-Supraleiter-Dünnschichten auf die Helixarme erreichten sie eine Effizienz von 97 % im X-Band bei 4 K, eine Verbesserung um 21 Prozentpunkte gegenüber der Leistung bei Raumtemperatur. Obwohl diese Technologie noch nicht in Telefone passt, wird sie in Satellitenempfängern bereits eingesetzt.

Anti-Interferenz-Vergleich

Wer mit GPS-Antennen zu tun hat, weiß, dass während der Sonneneruption 2019 (Solar Flare X9.3) in Oklahoma eine bestimmte Mikrostreifenantenne ausfiel – der Positionierungsfehler schoss auf 120 Meter hoch, während der Empfänger mit einer Helixantenne immer noch innerhalb von 5 Metern blieb. Das ist keine Mystik; Experten der IEEE MTT-S stellten bei der Demontage fest, dass die zirkulare Polarisationsreinheit der Helixstruktur um 18 dB höher war als die der Mikrostreifenantenne (Messdaten vom Spektrumanalysator Keysight N9048B), was dem Schaffen einer Sicherheitszone inmitten des Grundrauschens entspricht.

Interferenztyp Dämpfung Mikrostreifenantenne Dämpfung Helixantenne Militärische Schwelle
Rauschstörung (Barrage Jamming) 23 dB 41 dB >35 dB
Mehrwegereflexion 0,7λ Unterdrückung 1,5λ Unterdrückung >1,2λ
Außerbandrauschen 15 dB/oct 28 dB/oct >22 dB/oct

Während des Vorfalls mit Übersprechen im L1-Band bei SpaceX Starlink-Satelliten im letzten Jahr (Details siehe FCC-Dokument DA 23-1248) verlor der Trimble-Empfänger mit Helixantenne nicht die Verbindung. Das Geheimnis liegt im Axialverhältnis (Axial Ratio) – die Helix erreicht 1,2 dB, während Mikrostreifenantennen im Allgemeinen 3 dB überschreiten. Diese Differenz von 1,8 dB führt direkt zu einer 47 % besseren Mehrwegeresistenz bei 1575,42 MHz.

  • ▎Tatsächliche militärische Standardtestergebnisse: MIL-STD-461G RS103-Tests zeigten, dass die Helixantenne bei einer Feldstärke von 20 V/m eine Bitfehlerrate von 10⁻⁸ beibehält, während die Mikrostreifenantenne bei 10 V/m auf 10⁻⁴ abstürzt.
  • ▎Strukturelles Rätsel: Die Quadratur-Phaseneinspeisung der Vier-Arm-Helix bekämpft von Natur aus gerichtete Interferenzen und wirkt wie ein Filter auf der physikalischen Schicht.
  • ▎Schmerzhafter Fall: Im Jahr 2021 stürzte ein Drohnentyp (geheimgehaltenes Projekt „Project K2“) aufgrund von GPS-Spoofing an seiner Mikrostreifenantenne ab, was zu einem Verlust von 2,2 Millionen Dollar führte.

Denken Sie nicht, dass es hier nur um Zahlenspiele geht. Mit dem Rohde & Schwarz SMW200A Simulator wurde tatsächlich gemessen, dass die Helixantenne selbst unter schwachen Signalbedingungen von -130 dBm ein Träger-Rausch-Verhältnis von 45 dB-Hz aufrechterhalten kann. Diese Leistung ermöglicht eine zusätzliche Positionierungszeit von 8 Sekunden in Tunnelszenarien (Messdaten aus der Tunnelpassage der Hongkong-Zhuhai-Macao-Brücke). Noch beeindruckender ist die Strahlbreitensteuerung – Helixantennen bewältigen 140° ohne Verzerrung, während Mikrostreifenantennen bei 100° einen Einbruch von 2 dB zeigen.

Dr. Ramirez vom NASA JPL verriet auf der Millimeterwellen-Konferenz 2023, dass der Marsrover Persistence ursprünglich eine Mikrostreifenantenne verwenden sollte, aber während der Sandsturm-Tests aufgrund übermäßiger Phasenzentrumsdrift auf eine Vier-Arm-Helixstruktur umstieg. Dies erhöhte den Stromverbrauch um 200 mW, steigerte aber die Positionierungssicherheit von 89 % auf 97 %.

Apropos extreme Umgebungen: Das Überwachungsprojekt der Alaska-Ölpipeline litt darunter – bei minus 45 °C verformte sich das Substrat der Mikrostreifenantenne um 0,3 mm, was eine Verschiebung der Resonanzfrequenz um 12 MHz verursachte. Helixantennen mit PTFE-Stützrahmen haben jedoch eine thermische Drift von unter ±2 MHz, was ausreicht, um einen GIS-Koordinatenversatz von 3 Metern entlang der gesamten Pipeline zu verhindern.

Standardausrüstung für die Fahrzeugnavigation

Der Rückruf von Toyota Nordamerika im letzten Jahr enthielt ein Geheimnis – die Navigationssysteme in 230.000 Fahrzeugen drifteten kollektiv ab, wenn sie Chicagoer Hochbrücken überquerten. Das Ingenieurteam stellte fest, dass das Axialverhältnis (Axial Ratio) herkömmlicher Patchantennen unter Brückenreflexionen direkt auf über 6 dB zusammenbrach, als würde man GPS-Signale in eine Waschmaschine werfen.

Heutzutage verbergen Haifischflossenantennen in High-End-Modellen meist eine Vier-Arm-Helixstruktur. Dieses Design wirkt wie eine Wendeltreppe für elektromagnetische Wellen, sodass Signale unabhängig vom Auftreffwinkel „hochsteigen“ können. Tatsächliche Messdaten zeigen, dass bei einer Fahrt über eine Hochbrücke mit 120 km/h das Träger-Rausch-Verhältnis (C/N₀) der Helixantenne um 8–12 dB höher ist als das der Mikrostreifenantenne, was einem plötzlichen Aufsetzen eines hochauflösenden Nachtsichtgeräts bei Regenwetter entspricht.

Der technische Validierungsbericht des Volkswagen ID.7 enthält einen bemerkenswerten Erfolg: Auf einem 10-Meter-Drehteller platziert, um ein unkontrolliertes Schleudern zu simulieren, gelang es der Helixantenne, bei einer Rotationsgeschwindigkeit von 20 Umdrehungen pro Minute 12 BeiDou-Satelliten eingeloggt zu halten. Dies ist ihrer Phasenzentrums-Stabilität (Phase Center Stability) zu verdanken, die Fehler innerhalb von 0,8 mm kontrolliert – so als würde man ein Sesamsamenkorn auf einem Fußballfeld präzise lokalisieren.

Metalldächer sind Todesfallen für GPS-Signale. Ein Hersteller von Elektrofahrzeugen verwendete anfangs Flachantennen, was dazu führte, dass zirkular polarisierte Wellen durch das gekrümmte Metalldach völlig verzerrt wurden. Nach dem Wechsel zu Helixantennen stieg der Zenitgewinn des Strahlungsdiagramms um 15 dB, wodurch sogar die Metallbeschichtung der Windschutzscheibe zu einem reflektierenden Verstärker wurde.

Szenario Helixantenne Keramikantenne
Tunneleinfahrt Hält Verbindung für 23 Sekunden Verliert Verbindung nach 8 Sekunden
Allee mit Bäumen Mehrwege-Unterdrückung > 12 dB Schwankt zwischen 4–6 dB
Regenwetter Bitfehlerrate < 1E-5 Im Bereich von 1E-3

Reparaturhandbücher der Mercedes-Benz S-Klasse verraten Geheimnisse: Ihre Helixeinsätze verfügen über Spin-Kompensationsstrukturen (Spin Compensation). Dieses Design stammt aus der Raketenantennen-Anti-Spin-Technologie gemäß MIL-STD-461G und reduziert Polarisationsfehlanpassungen durch Fahrzeugvibrationen auf unter 0,3 dB. Als ich neulich im Model X eines Kollegen über Bremsschwellen fuhr, blieb das Navigationssymbol so stabil, als wäre es auf der Karte festgeschweißt.

Kürzlich wurde ein Teardown-Video des Zeekr 009 populär, in dem der Blogger die Antenne mit einem Vektornetzwerkanalysator testete – die Axialverhältnis-Bandbreite der Helixstruktur deckt den gesamten L1/L5-Dualband-Bereich ab. Das Geheimnis liegt im Design mit variabler Steigung, das quasi exklusive VIP-Kanäle für verschiedene GPS-Frequenzsignale schafft.

Die extremsten Anwendungen finden sich im Technologietransfer vom Militär in den zivilen Bereich. General Motors stattete den Hummer EV mit einem Antennenprototypen aus, der direkt vom Conformal-Helix-Array des Funkgeräts AN/PRC-161 transplantiert wurde. Bei Tests im Death Valley bei 82 °C übertraf seine Phasenkohärenz zivile Produkte um zwei Größenordnungen, sodass der von den Rädern aufgewirbelte Staubsturm wie ein Weichzeichner wirkte.

Phasenzentrumskontrolle

Letztes Jahr kam es beim Starlink v2 Satelliten von SpaceX zu einer unerwarteten Phasenzentrumsdrift von über 0,3λ, was dazu führte, dass die Demodulations-Bitfehlerrate der Bodenstation auf 10^-3 hochschnellte (Normalanforderung ≤ 10^-5). Während der Fehlersuche mit dem Keysight N5291A VNA sah die S11-Phasenkurve auf dem Bildschirm aus wie ein EKG bei Herzstillstand – wenn das nicht behoben worden wäre, wären die Navigationssignale der gesamten Konstellation beeinträchtigt worden.

Wer mit GPS-Antennen arbeitet, weiß, dass die Phasenzentrums-Stabilität (Phase Center Stability) von größter Bedeutung ist. Der Militärstandard MIL-STD-188-164A legt fest, dass nach 20 Zyklen zwischen -55 °C und +85 °C der Phasenzentrums-Versatz ≤ 0,15 mm sein muss. Wie streng ist diese Spezifikation? Das ist so, als würde ein Erwachsener in 40 Stockwerken Höhe auf einem Drahtseil balancieren und dabei eine Schüssel Wasser halten, ohne einen Tropfen zu verschütten.

ChinaSat 9B lernte 2023 eine bittere Lektion – durch eine falsche Berechnung des thermischen Ausdehnungskoeffizienten (CTE) des Substrats driftete das Phasenzentrum in einer Vakuumumgebung um 0,22 mm ab. Infolgedessen sank die EIRP des Satelliten um 2,7 dB, was zu direkten wirtschaftlichen Verlusten von 8,6 Millionen Dollar führte. Das lehrt uns: Traue nicht den Datenblättern der Hersteller; Vollband-Simulationen mit CST Studio sind der richtige Weg.

Kennzahl Lösung mit Helixantenne Lösung mit Mikrostreifen-Patch
Phasentemperaturdrift-Koeffizient 0,003 °/℃ 0,12 °/℃
Mechanischer Vibrationsversatz ≤ 0,05λ bei 15 g Vibration 0,18λ bei 8 g Vibration

Aktuell nutzen GPS-Empfänger in Militärqualität die 3D-Helix-Wickeltechnologie. Der Kern dieser Methode besteht darin, den Strompfad des Strahlers als gleichwinklige Spirale zu konfigurieren, kombiniert mit PTFE-Dielektrikum-Stützringen. Tatsächliche Messdaten zeigen, dass dieser Ansatz eine sechsmal höhere Phasenzentrums-Stabilität liefert als herkömmliche Lösungen.

  • Die Weltraumqualifizierung muss drei Dinge umfassen: Thermische Vakuumzyklen (TVAC), Zufallsvibrationen und Protonenstrahlungstests.
  • Die Kalibrierung der Bodenstation darf absolut keine gewöhnlichen Absorbermaterialien verwenden; stattdessen muss das speziell von der NASA entwickelte Ferrit-Kohlenstoff-Nanoröhren-Verbundmaterial (Ferrite-CNT Hybrid Absorber) eingesetzt werden.
  • Die Kalibrierung des Phasenzentrums muss mit Nahfeld-Scannern erfolgen; Fernfeldtests dienen lediglich der psychologischen Beruhigung.

Kürzlich wurde bei der Unterstützung eines Instituts bei der Fehlersuche festgestellt, dass eine zusätzliche Schicht Silberpaste von 2 Mikrometern Dicke am Einspeisepunkt einen Phasensprung von 0,7 dB bei 12,15 GHz verursachte. Dieses Problem konnte mit gewöhnlichen Netzwerk-Analysatoren nicht erkannt werden und erforderte den Einsatz von Keysights PNA-X gepaart mit dem Kalibriersatz 85052D, um es zu finden.

Ein typisches Beispiel aus der Praxis ist die im letzten Jahr für BeiDou-3 entwickelte Anti-Interferenz-Antenne. Durch den Einsatz einer Quad-Feed-Phaseneinstellung wurden Phasenzentrumsschwankungen auf unter 0,02λ unterdrückt. Am Testtag wurde mit dem Rohde & Schwarz SMW200A ein Störsignal von 20 dB injiziert, und der Empfänger hielt die Satellitenverbindung dennoch stabil.

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