Telekommunikation blir allt viktigare för fordon. På TU Wien, ett nytt antennkoncept har nu utvecklats för bilar.

Att köra utan kommunikationsteknik har nu blivit nästan otänkbart. Det verkar ganska normalt för oss att navigationssystem regelbundet uppdaterar sina kartor och visar oss vägen med hjälp av satellitdata, eller att vi kan ringa telefonsamtal medan vi kör. I framtiden, datautbyte kommer att spela en ännu större roll inom vägtransporter, inte minst för att förbättra trafiksäkerheten.

Detta betyder, dock, att nya alternativ måste hittas för att inhysa antenner i bilar. På TU Wien, en speciell antennbox har utvecklats som kan integreras i den främre delen av biltaket. Detaljerade mätningar visar att riktningsförmågan hos trådlösa signaler är mycket bra runt bilar, och med de nya antennvarianterna är bilar extremt välutrustade för morgondagens trådlösa krav.

'Hajfenan' börjar bli för liten

"Antenner i bilar är vanligtvis installerade i det som kallas hajfenan, säger Gerald Artner (telekommunikation, TU Wien). "Detta är ett kompakt fäste som är monterat på baksidan av bilens tak." Dock, det är inte möjligt att inrymma hur många antenner som helst i denna typ av hajfena; för det första, det finns inte tillräckligt med utrymme, och för det andra kan antennerna störa varandra när de packas för hårt.

Detta är problematiskt eftersom telekommunikationskapaciteten hos bilar förväntas utökas avsevärt under de kommande åren:"I framtiden, bilar kommer att samarbeta på vägarna, " säger Gerald Artner. "En bil skulle varna andra för faror, till exempel en halt fläck efter nästa sväng i vägen. "Kommunikation mellan bilar och fast infrastruktur förväntas också, och även sätten på vilka kommunikation mellan smartphones och fordon skulle kunna användas för att förbättra trafiksäkerheten övervägs. Med en mobiltelefonsignal, bilen kan upptäcka en fotgängare innan de ens är inom synhåll.

Rymlig antennlåda

På TU Wien, beslutet togs därför att utveckla en ny metod för att installera antenner i bilar som klarade de kommande tekniska utmaningarna. Gerald Artner konstruerade en antennlåda av kolfiberförstärkt polymermaterial som kunde installeras i den främre delen av taket, nära vindrutan.

"Nyckelfrågan var om antenner faktiskt kunde installeras i bilens tak och om realistiska mätresultat över hela fordonet fortfarande var jämförbara med laboratoriets uppmätta värden, " säger Gerald Artner. I samarbete med Thüringer Innovationszentrum Mobilität [Thuringian Centre of Innovation in Mobility] vid TU Ilmenau i Thüringen, denna typ av antennhålighet byggdes in i ett biltak för första gången. Hela bilen undersöktes sedan i det enda forskningslaboratoriet i sitt slag i Europa, det virtuella vägsimulerings- och testområdet (VISTA), för att identifiera de resulterande strålningsmönstren.

"Vi har noggrant analyserat i vilka riktningar antennerna i vår antennkavitet sänder, och dess intensitet. Som visat, vår antennkavitet ger inte bara mer utrymme för ett större antal antenner, men riktningen är också bättre än en "hajfena" baktill, ", säger Artner. "Antennerna i 'hajfenan' ger ofta inte hög överföringseffekt direkt framåt eftersom de är avskärmade av biltakets krökning. Vår antennbox ger utmärkta resultat precis i den här riktningen."

Det skulle också vara möjligt att kombinera flera antennkoncept i framtida bilar. Detta skulle hjälpa till att kompensera för eventuella störningar ännu mer effektivt. Resultaten från TU Wien har nu publicerats i facktidskriften IEEE-antenner och trådlösa spridningsbrev .