Neue Antennendesigns für zukünftige Funknetze am BI patentiert
Forschende des Barkhausen Institut haben vom Deutschen Patent- und Markenamt ein Patent für eine neue Klasse kompakter Antennensysteme mit mehreren Antennen erhalten. Diese Technologie könnte zukünftige drahtlose Kommunikationssysteme leistungsfähiger machen. Entwickelt wurde die Technologie von Dr. Shahanawaz Kamal unter der Betreuung von Dr. Padmanava Sen aus der Forschungsgruppe RF Design Enablement des Instituts. Das Patent wurde am 27. November 2025 erteilt.
Antennen sind zentrale Bauteile drahtloser Kommunikationssysteme. Sie senden und empfangen Funksignale zwischen Geräten. Da künftige Netze immer mehr vernetzte Geräte und Datenströme bewältigen müssen, sollen Antennensysteme mehrere Signale gleichzeitig verarbeiten können und sich dennoch kompakt in moderne Geräte integrieren lassen.
Die patentierten Designs kombinieren verschiedene strukturelle Elemente, darunter speziell geformte, zickzackförmig geführte Leiterbahnen, Metamaterialien und strukturierte Masseflächen, die steuern, wie sich die Funksignale über die Antenne ausbreiten. Dadurch entstehen Antennensysteme, die sowohl linear als auch zirkular polarisierte und voneinander isolierte Signale erzeugen können. Die Antenne kann so Funksignale mit unterschiedlicher Ausrichtung übertragen, ohne dass sie sich gegenseitig stören. Besonders relevant ist diese Eigenschaft für neue Funkkonzepte wie die integrierte Sensorik und Kommunikation. Dabei werden Funksignale nicht nur zur Datenübertragung genutzt, sondern auch zur Erfassung von Informationen über die Umgebung.
Im Vergleich zu vielen bestehenden Mehrantennenlösungen bieten die neuen Designs eine größere nutzbare Bandbreite für Signaltrennung und Polarisation. Dabei bleiben sie jedoch kompakt aufgebaut und behalten eine flache Architektur mit nur zwei Materialschichten bei. Diese Architektur vereinfacht die Fertigung und eignet sich für eine Produktion im großen Maßstab.
Ein weiteres Merkmal des Designs ist die besonders große Bandbreite für zirkulare Polarisation. Die Antenne kann diese rotierende Ausrichtung der Funkwellen dadurch über einen breiten Frequenzbereich stabil erzeugen. Die Antennen arbeiten im Frequenzbereich um 6 GHz und wurden mit Blick auf zukünftige Kommunikationssysteme entwickelt.
Mögliche Einsatzbereiche sind vernetzte Fahrzeuge, Drohnen, Extended-Reality-Geräte, intelligente robotische Systeme sowie die direkte Kommunikation zwischen Geräten in Anwendungen des Internets der Dinge.
Die Forschung steht im Zusammenhang mit dem Projekt Perceptive communication networks with integrated sensors for 6th generation mobile communications (KOMSENS-6G), das vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) gefördert wird.
Weitere Literatur zu diesem Thema: Printed multiple input multiple output antennas powered by passive metamaterial and defected ground for diverse sixth generation applications.
