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Pikushina, Alena; Centeno, Luis Fernando; Stehr, Uwe; Jacobs, Heiko O.; Hein, Matthias
Electrical lengths and phase constants of stretchable coplanar transmission lines at GHz frequencies. - In: Flexible and printed electronics, ISSN 2058-8585, Bd. 9 (2024), 1, 015005, S. 1-12

Elastic, bendable and stretchable electronics establish a new and promising area of multi-physics engineering for a variety of applications, e.g. on wearables or in complex-shaped machine parts. While the area of metamorphic electronics has been investigated comprehensively, the behavior at radio frequencies (RFs), especially in the GHz range, is much less well studied. The mechanical deformation of the soft substrates, for instance, due to stretching, changes the geometrical dimensions and the electrical properties of RF transmission lines. This effect could be desirable in some cases, e.g. for smart devices with shape-dependent transmission or radiation characteristics, or undesirable in other cases, e.g. in feed and distribution networks due to the variable electrical lengths and thus phase variations. This contribution describes the results of a systematic study of the broadband RF properties of coplanar transmission lines on Ecoflex® substrates, based on numerical simulations and experimental data. Two types of stretchable transmission line structures were studied: Meander- and circular ring-segmented lines. Modeling and simulation were performed combining a 2D circuit simulation software with electromagnetic full-wave simulations. The experimental part of the work included the fabrication of metamorphic substrates metallized with thin copper layers and systematic measurements of the electrical lengths and phase constants of coplanar waveguides in the frequency range from 1 to 5 GHz based on vector network analysis for different stretching levels. With the given substrate technology, we succeeded in demonstrating stretchability up to a level of 21%, while the theoretical limit is expected at 57%. The meander- and circular-shaped line structures revealed markedly different sensitivities to the stretching level, which was lower for circular structures compared to the meander structures by approximately a factor of three.



https://doi.org/10.1088/2058-8585/ad1efd
Berlt, Philipp;
Messkonzepte für Funksysteme bei Mobilfunk-basierter Fahrzeugkommunikation. - Ilmenau : Universitätsbibliothek, 2023. - 1 Online-Ressource (ii, 171 Seiten)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2023

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich in interdisziplinärer Weise mit Fragestellungen und anhand von over-the-air Tests mit Lösungsansätzen zur Antennenmesstechnik und Funkkanalemulation sowie mit Testverfahren bei LTE-basierter Mobilkommunikation im Kontext vernetzter Automobile. Die Herausforderung besteht darin, dass der Speisepunkt der Antennen aufgrund des Einbauzustandes im Fahrzeug sowie der fortschreitenden Integration von Antennen und Empfängern nur schwer oder gar nicht zugänglich ist. Durch Nutzung modulierter Kommunikationssignale gelingt es, direkt und ohne komplexe Algorithmen dreidimensionale Gewinn- und Phaseninformation von Fahrzeugantennen im Einbauzustand aus einfachen Leistungsmessungen zu ermitteln. Kenntnis des Phasendiagramms der Antennen ist insbesondere bei der Übertragung mit mehreren Antennen essenziell und wird außerdem für die Bestimmung der Position von Antennen anhand ihres Phasenzentrums benötigt. Nach der Charakterisierung der Strahlungseigenschaften der Antennen werden diese als Teil einer Funkumgebung betrachtet und in der Funkkanalnachbildung berücksichtigt. Für die Bestimmung der Leistungsfähigkeit von Fahrzeugantennen durch die Emulation drahtloser Ausbreitungskanäle wurden im Rahmen dieser Arbeit mittels programmierbarer Funkmodule Alternativen zu etablierten Kanalemulatoren sowie die Zahl und Anordnung von Beleuchtungsantennen für die Nachbildung räumlicher Eigenschaften erforscht. Im Bereich realer und virtueller Fahrtests mit vernetzten Automobilen bestehen die Ergebnisse dieser Arbeit aus einem Messkonzept für virtuelle Fahrtests mit dem Ziel der Nachbildung relevanter Ausbreitungseffekte aus realen Fahrtests. Als relevantes Testszenario wurden die Grenzbereiche zwischen Mobilfunkzellen, bzw. die Nachbarbasisstation als größter Störeinfluss, identifiziert. Anhand gezielter Regelung von Nutz- und Störsignalpegeln im virtuellen Test kann das Verhalten des Testgeräts an den kritischen Stellen in Nähe der Zellränder mit Schwankungen < 5 % nachgebildet werden. Dieses Konzept ermöglicht einen einfachen Test, ohne notwendigerweise detaillierte Kenntnis des Funkkanals haben zu müssen, indem der Fokus auf der Nachbildung von für die Übertragung kritischen Szenarien anstelle der Nachbildung eines spezifischen Funkkanals liegt.



https://doi.org/10.22032/dbt.59165
Hein, Matthias; Saccardi, Francesco
Automotive antenna measurements at VISTA. - In: Reviews of electromagnetics, ISSN 2709-4057, Bd. 2 (2023), S. 17-18
Enthalten in Roadmap paper: Antenna measurement challenges and opportunities, guest editors: Olav Breinbjerg and Manuel Sierra-Castañer

https://doi.org/10.53792/RoE/2023/23003
Stehr, Uwe; Hasnain, Syed N.; Bieske, Björn; Brachvogel, Marius; Meurer, Michael; Hein, Matthias A.
LO and calibration signal distribution in a multi-antenna satellite navigation receiver. - In: Engineering proceedings, ISSN 2673-4591, Bd. 54 (2023), 1, 23, S. 1-10

Due to the low signal power of global navigation satellite signals, the receivers are prone to radio frequency interference. Employing multi-antenna arrays is one method to mitigate such effects, by incorporating spatial processing techniques. The large size of the uniform rectangular arrays prevents their use in applications where installation space is limited. Therefore, we proposed a new approach, namely to split one full array into a number of smaller, spatially distributed, sub-arrays to reduce their size and exploit available installation spaces. This concept challenges the distribution of the local oscillator and calibration signals to the respective sub-arrays. This paper compares qualitatively different design concepts for a satellite navigation receiver with two two-element sub-arrays, installed multiple wavelengths apart from each other, in support of establishing an optimal choice for our intended applications in the automotive sector in terms of electrical performance and required hardware and software efforts. In general, weighing the pros and cons of the different concepts, as discussed in the paper, will assist in optimizing the system design approach for a specific application.



https://doi.org/10.3390/ENC2023-15447
Tayyab, Umais; Kumar, Ashish; Petry, Hans-Peter; Robbani, Md. Golam; Wack, Thomas; Hein, Matthias
Circularly polarized patch antenna array for 5G automotive satellite communications. - In: 2023 53rd European Microwave Conference, (2023), S. 794-797

5G low-earth orbit (LEO) satellite communication plays a crucial role in enhancing the reliability and coverage of wireless connectivity for automated and connected driving. Compactness of user equipment antennas presents a key requirement for automotive mass-market applications offering non-terrestrial connectivity in addition to terrestrial mobile communications. Latest studies reveal the potential for moderate-gain antenna terminals for such applications. We present a circularly polarized 4 × 4 patch antenna array operating at a center frequency of 2S GHz in the 5G new-radio band n257 suitable for LEO satellite communications. The antenna is feasible for integration into the rear spoiler of a car, roof-top shark-fin antenna, or other plastic-covered antenna mounting locations. The embedded array offers 12 dBi measured realized gain and 4 GHz of -10 dB impedance bandwidth. It offers a 3-dB axial-ratio bandwidth of 900 MHz, demonstrating its circular polarization purity along the broadside direction. Realistic link budget calculations predict an uplink data rate of 6 Mbit/s, promising for various automotive mobility applications.



https://doi.org/10.23919/EuMC58039.2023.10290591
Aust, Philip; Hau, Florian; Dickmann, Jürgen; Hein, Matthias
Numerical synthesis of radar target detections based on measured reference data. - In: 2023 20th European Radar Conference, (2023), S. 26-29

Virtual validation methods strive to reduce the testing efforts of automated driving functions significantly. However, assuring the fidelity of deployed sensor models based on objective criteria remains an unsolved challenge, especially for radar target detection point clouds, since they are subject to major stochastic fluctuations.This work focuses on the scenario-based derivation of requirements for synthetic radar target detections, which are deduced from sensor data recorded in real-world test drives. Based on these reference data, deviations between the radar point clouds from different recordings are quantified using metrics for both point clouds from single measurement cycles and relative probability distributions for accumulated point clouds. Finally, the suitability of the calculated reference values as adequate metrics of deviations between recorded and simulated sensor data is evaluated.



https://doi.org/10.23919/EuRAD58043.2023.10289571
Scialacqua, Lucia; Foged, Lars J.; Berlt, Philipp; Altinel, Berk; Bornkessel, Christian; Hein, Matthias; Hoppe, Reiner; Hager, Thomas; Soler Castany, Jordi
Combination of measurement and simulation for fast virtual drive testing. - In: 2023 IEEE International Symposium on Antennas and Propagation (and USNC-URSI Radio Science Meeting), (2023), S. 25-26

Virtual Drive Test (VDT) is an area of great interest for both scientific research and industry. The objective of VDT is to emulate a real-world communication testing by approximation of defined conditions. VDT can be performed in measurement facilities with over-the-air approaches and channel emulation techniques [1] [2], by simulation-based software-in-the-loop tests [3] or by combining measurement and simulation [4]. For all possible solutions, the challenge of the scientific community is to look for an automated, controllable, repeatable, and reliable procedure, which can considerably reduce testing time and costs. In this paper we present a new VDT technique to evaluate the V2X communications performances based on the combination of measurement and simulation. In particular, the radiation performance of a DUT representing the antenna under test installed on a vehicle is tested in a measurement facility, the radiation pattern (vehicle equipped by the antenna) is integrated in a simulation of a realistic scenario to reproduce a real-world communication testing. The accuracy of the method is validated by comparison with results of measured data from Field Operational Test (FoT) of LTE links [5] [6].



https://doi.org/10.1109/USNC-URSI52151.2023.10237776
Tayyab, Umais; Kumar, Ashish; Petry, Hans-Peter; Asghar, Muhammad Ehtisham; Hein, Matthias
Dual-band nested circularly polarized antenna array for 5G automotive satellite communications. - In: Applied Sciences, ISSN 2076-3417, Bd. 13 (2023), 21, 11915, S. 1-15

Currently, 5G low-earth orbit satellite communications offer enhanced wireless coverage beyond the reach of 5G terrestrial networks, with important implications, particularly for automated and connected vehicles. Such wireless automotive mass-market applications demand well-designed compact user equipment antenna terminals offering non-terrestrial jointly with terrestrial communications. The antenna should be low-profile, conformal, and meet specific parameter values for gain and operational frequency bandwidth, tailored to the intended applications, in line with the aesthetic design requirements of passenger cars. This work presents an original concept for a dual-band nested circularly polarized automotive user terminal that operates at the S-band frequencies around 3.5 GHz and Ka-band frequencies around 28 GHz, namely within the 5G new-radio bands n78 and n257, respectively. The proposed terminal is designed to be integrated into the plastic components of a passenger vehicle. The arrays consist of 2 × 2 aperture-coupled corner-truncated microstrip slot patch antenna elements for the n78 band and of 4 × 4 single-layer edge-truncated microstrip circular slot patch antenna elements for the n257 band. The embedded arrays offer, across the two bands, respectively, 9.9 and 13.7 dBi measured realized gain and 3-dB axial ratio bandwidths of 100 and 1500 MHz for the n78 and n257 bands along the broadside direction. Detailed link budget calculations anticipate uplink data rates of 21 and 6 Mbit/s, respectively, deeming it suitable for various automotive mobility and Internet-of-Things applications.



https://doi.org/10.3390/app132111915
Francis, Roslin; Butt, Safwat Irteza; Singh, Jasmeet; Guelzow, Peter; Eimertenbrink, Ralf; Hein, Matthias
Suitability of dual-band, dual-polarized patch antennas with a superstrate for the miniaturization of Ku-band antenna arrays for automotive applications. - In: Applied Sciences, ISSN 2076-3417, Bd. 13 (2023), 19, 10867, S. 1-13

The extension of low-earth orbit (LEO) services to non-terrestrial mobile communications has huge potential for eliminating network white spots and providing high-speed, low-latency links with worldwide geographic coverage. State-of-the-art user terminals for mobile platforms are too large for integration into a passenger vehicle. Antenna elements loaded with a dielectric superstrate could potentially lead to a considerable miniaturization of the user terminal. As per link budget calculations, an array with a gain of 27 dBi is necessary to ensure a throughput of 25 Mbps in the downlink at the Ku-band. A conventional array with a gain of 6 dBi per element, assuming a 12 × 12 arrangement with half-wavelength spacing, would require a footprint of 36 λ2 at 10 GHz to achieve this target and appears unsuitable for automotive integration. This paper proposes a low-profile, dual-band, dual-polarized, vertically stacked patch antenna with superstrate loading and shows that the inclusion of the superstrate improves the antenna’s gain by at least 3 dB. Therefore, compared to a conventional array, a superstrate-loaded array would need only half of the number of elements to meet the target gain, thus occupying only half of the surface area, and offers better integration for automotive applications. Requiring half of the number of elements also implies considerably reduced design complexity and cost.



https://doi.org/10.3390/app131910867
Aust, Philip; Hau, Florian; Dickmann, Jürgen; Hein, Matthias
Fingerprints of the automotive radar scattering of passenger cars and vans. - In: Applied Sciences, ISSN 2076-3417, Bd. 13 (2023), 18, 10290, S. 1-12

The radar scattering characteristics of extended objects are an important parameter for perception and tracking algorithms in automated driving tasks. Therefore, high-fidelity sensor models are required to simulate and evaluate typical driving scenarios in virtual testing applications. While the general analysis of typical scattering centers of passenger cars is well studied, there are only a few publicly available reports that analyze specific features of the scattering characteristics of different vehicle types. Hence, this work presents detection distributions derived from systematic measurements for six different vehicle types, conducted with a commercial automotive radar on a proving ground. In particular, the contribution of underbody reflections to the respective radar signatures is analyzed, which are caused by multipath propagation via the road surface. The measurements reveal distinctive differences between the scattering characteristics of different vehicles, which are attributed to the respective underbody geometry.



https://doi.org/10.3390/app131810290
Singh, Jasmeet;
Metal surface tolerant conformal low-profile plastic embedded antennas for automotive applications. - Ilmenau : Universitätsbibliothek, 2023. - 1 Online-Ressource (xiii, 110 Seiten)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2023

Mit der rasanten Zunahme drahtloser Dienste und dem Einsatz von Antennendiversitätstechniken zur Erzielung höherer Datenraten oder Dienstzuverlässigkeit ist die Zahl der in Pkw zu installierenden Antennen nicht mehr unbedeutend und nimmt weiter zu. Gleichzeitig wird es immer schwieriger, geeignete Montageplätze für diese Antennen zu finden, da die Zahl der Montageplätze im Auto nicht parallel zur Zahl der zu installierenden Antennen gewachsen ist; Autos sind nach wie vor meist Metallkästen, mit einigen wenigen Kunststoffteilen und Glasscheiben die die Integration von Antennen ermöglichen. Die meisten dieser Teile wurden bereits zu diesem Zweck verwendet, die B-Säulen-Kunststoffabdeckungen wurden jedoch bisher nicht für die Antennenintegration berücksichtigt. In dieser Arbeit werden nicht nur die Vorteile der B-Säulen-Kunststoffabdeckungen als Antenneneinbauort gegenüber anderen Orten hervorgehoben, sondern auch die damit verbundenen Herausforderungen untersucht, insbesondere der begrenzte Platz für die Antennenintegration und die unmittelbare Nähe der eingebauten Antenne zum Metallchassis des Fahrzeugs. Letzteres führt zu einer starken elektromagnetischen Kopplung zwischen der Antenne und der Fahrzeugkarosserie, was sich auf die Antenneneigenschaften wie Impedanzanpassung und realisierten Gewinn auswirkt. In den folgenden Kapiteln werden die zugrundeliegenden Entwurfsprinzipien, die Theorie und die Messungen neuartiger, flacher, konformer und metalloberflächentoleranter Mobilfunkantennen vorgestellt, nämlich die Einzelband-Di-Patch-Antenne und eine koplanar gestapelte, mit Mikrostreifenleitungen gekoppelte Multibandantenne, die die oben genannten Herausforderungen adressieren und überwinden. Zusätzlich wird in der zweiten Hälfte dieser Arbeit eine high impedance surface basierte Dipolantennenlösung vorgestellt. Die Simulations- und Messergebnisse der nicht integrierten und der integrierten Versionen der vorgestellten Antennen, einschließlich der LTE-MIMO-Datenratenmessungen, die im vorletzten Kapitel vorgestellt werden, sprechen nicht nur für die Eignung dieser Antennen für flache, metallnahe Oberflächenanwendungen im Allgemeinen, sondern zeigen auch, dass die B-Säulen- Kunststoffabdeckungen einen sehr geeigneten neuen Antennenintegrationsort für mobile Kommunikationsanwendungen im Automobil darstellen.



https://doi.org/10.22032/dbt.57612
Brachvogel, Marius; Niestroj, Michael; Meurer, Michael; Hasnain, Syed N.; Stephan, Ralf; Hein, Matthias
Space-time adaptive processing as a solution for mitigating interference using spatially-distributed antenna arrays. - In: Navigation, ISSN 2161-4296, Bd. 70 (2023), 3, navi.592, insges. 23 S.

Antenna arrays and spatial processing techniques are among the most effective countermeasures against interference. Here, we demonstrate a new array concept consisting of spatially-distributed subarrays that are small enough to fit inside the non-metallic parts of an automobile. This will facilitate concealed installation of these devices in bumpers or side mirrors, which is a strict requirement of the industry and preferred by the customers. Using beamforming algorithms, this array was proven to be robust against jammers in the L1 band. The large distances between the individual antenna elements resulted in a non-negligible baseband delay that violated the narrowband assumption and increased with bandwidth. Hence, this paper demonstrates the influence of a jammer in the L5 band. Space-time adaptive processing that allows for compensation of the delays was introduced and analyzed. Improvements in interference mitigation capabilities were assessed and compared to those of pure spatial state-of-the-art implementation. Real-life measurement data was used to ensure realistic results.



https://doi.org/10.33012/navi.592
Hasnain, Syed N.; Khakimov, Aidar; Stehr, Uwe; Hein, Matthias
Emulation of realistic satellite constellations for GNSS receiver testing in virtual environment. - In: 17th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP 2023), (2023), insges. 5 S.

Automotive navigation is key for modern traffic, which necessitates robust satellite navigation receivers. Distributed antenna arrays can be advantageous with their beam-and null-steering capabilities, however, testing them in the field is resource-intensive and non-repeatable. Therefore, evaluating them in virtual electromagnetic environments is reasonable prior to scheduling field-operational tests. Thereby the challenge arises that the angles-of-arrival of satellite signals deviate from those of their corresponding antennas due to the fixed orbital rotation of satellites and mechanical limitations of physical antenna placements. This discrepancy creates an unrealistic satellite constellation, eventually affecting directions-of-arrival estimation of incident signals which is crucial for interferer suppression. A Matlab tool was implemented to locate satellites near desired transmitter positions and numerically alter their orbital parameters to minimize their angular deviation from respective transmitters. Employing the tool, a realistic virtual satellite constellation with less than 1 degree deviation was emulated and experimentally verified for the test facility.



https://doi.org/10.23919/EuCAP57121.2023.10133419
Bornkessel, Christian; Struck, Tobias; Schilling, Lisa-Marie; Hein, Matthias
Exposure change at two mobile radio base stations due to upgrading with 5G. - In: 17th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP 2023), (2023), insges. 5 S.

Radio frequency exposure measurements in the surroundings of two mobile radio base stations were performed before and after their upgrade to 5G to investigate exposure changes. The measurements were carried out in an urban environment in Berlin, and a 5G Dynamic Spectrum Sharing (DSS) base station and a 5G massive MIMO base station were investigated. At the first base station, a previous UMTS system was replaced by a DSS system (LTE and 5G share common resources) with unchanged total transmission power. The maximum possible exposure at five out of six measurement points remains unchanged within the measurement uncertainty. At the second base station under investigation, a 5G massive MIMO antenna technology was additionally installed to an existing mobile radio system. Here, maximum possible exposure increases of 6 to 11 dB occur at the investigated measurement points. A parallel recording of the 5G instantaneous exposure at the massive MIMO station shows that the exposure without provoking traffic load (signalization only) and at low traffic load exploits only 5-10% of the maximum exposure in terms of field strength.



https://doi.org/10.23919/EuCAP57121.2023.10133212
Struck, Tobias; Schilling, Lisa-Marie; Bornkessel, Christian; Hein, Matthias
Hybrid measurement and post-processing method for human RF exposure assessment of mobile radio small-cells. - In: 17th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP 2023), (2023), insges. 5 S.

Established methods for determining the electromagnetic field exposure of mobile radio small-cell base stations to the general public are currently based either on numerical far-field computation or on field strength measurement at selected evaluation points. It means that they are not capable of providing a realistic 3-dimensional near-and far-fleld evaluation of mobile radio small-cell base stations. For this reason, a promising hybrid exposure assessment approach - which combines antenna nearfield pattern measurements and numerical computations under varying environmental conditions - was specially adapted to small cells. While the conservatively determined measurement uncertainty of ± 3 dB is comparable to already established methods such as electric field probe measurement, the hybrid assessment offers novel possibilities in terms of flexibility. By moving exposure assessment into a virtual domain, complex installation scenarios or varying antenna operation parameters can typically be investigated within a simulation environment, so that complex measurement campaigns may be substituted by hybrid assessment.



https://doi.org/10.23919/EuCAP57121.2023.10133468
Asghar, Muhammad Ehtisham; Bornkessel, Christian; Clauder, Philipp; Nowack, Tobias; Köcher, Jens; Stöpel, Uwe; Hein, Matthias
Antennas for railway applications: comparison between scaled mock-up and real locomotive measurements. - In: 17th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP 2023), (2023), insges. 5 S.

This paper presents and compares real locomotive and scaled mock-up antenna measurements to investigate the reliability of scaled model measurements and to evaluate the impact of the locomotive chassis on the performance of the installed antennas. Three different operational frequencies and two distinct mounting positions at the center and front of the locomotives were selected for comparison. Fair comparability between patterns is observed with a similarity factor above 64%. The deviations between patterns arise from different geometries and installed superstructures. However, the results reveal coherent findings, particularly the significant impact of locomotive chassis, roof geometries, and superstructures on the radiation patterns. This impact becomes more pronounced at higher frequencies. Moreover, the front position results show strong distortions in patterns compared to the center position. The results imply that when analyzing the installed locomotive antenna pattern beside the chassis, the impact of superstructures and the impact of the mounting position must be carefully considered.



https://doi.org/10.23919/EuCAP57121.2023.10133303
Schiffarth, Anna-Malin; Schilling, Lisa-Marie; Bornkessel, Christian; Hein, Matthias; Heberling, Dirk
Optimized assessment procedure for maximal RF exposure to 5G massive MIMO base stations in non-line-of-sight scenarios - part 2: verification by field measurements. - In: 17th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP 2023), (2023), insges. 5 S.

At measurement points (MP) with a line of sight (LOS) to the base station, measurement and extrapolation procedures already exist to determine the maximal exposure in the vicinity of 5G massive MIMO base stations. However, for MPs with non-LOS (NLOS) to the base station, incorrect estimations of the maximal exposure have been found. Based on the theoretical preliminary considerations in part 1 of this paper, the exposure at outdoor NLOS MPs has been determined at 63 MPs in the vicinity of seven Huawei base stations. The gain correction factors previously used by assuming free-space propagation have been compared with the actual gain correction factors derived from the measurements. It is shown that the resulting misestimation and the actual gain correction factors depend on the distance between the MP and the base station. On the basis of this, generalised extrapolation factors are derived for NLOS MPs. Theoretical and numerical investigations are explained in detail in the accompanying paper "part 1".



https://doi.org/10.23919/EuCAP57121.2023.10133149
Schilling, Lisa-Marie; Bornkessel, Christian; Schiffarth, Anna-Malin; Heberling, Dirk; Hein, Matthias
Optimized assessment procedure for maximal RF exposure to 5G massive MIMO base stations in non-line-of-sight scenarios - part 1: theoretical and numerical investigations. - In: 17th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP 2023), (2023), insges. 5 S.

The evaluation of the maximal human RF exposure to 5G base stations acquires a specific extrapolation procedure due to the massive MIMO antennas. Up to now, large misestimations of up to 15 dB of the extrapolated maximal RF exposure compared to the reference value were found at measurement points under non-line-of-sight conditions. One possible cause is the incorrectly determined gain correction factor based on free space assumptions which is used for extrapolating the measured signalization exposure to the maximal possible exposure. This gain correction factor may differ greatly between line-of-sight and non-line-of-sight scenarios. In this paper, considerations based on geometrical optics are used to identify such causative scenarios. Here, the measurement points are in multipath environments, where the resulting field distributions and the corresponding gain correction factors are not identical compared to the free space. Numerical simulations with ray tracing confirm this assumption as the determined gain correction factor in the multipath scenario is significantly lower compared to the free space case. Verification of these considerations by measurement is done in the accompanying paper "Part 2".



https://doi.org/10.23919/EuCAP57121.2023.10133658
Altinel, Berk; Asghar, Ehtisham; Berlt, Philipp; Buddappagari, Sreehari; Bornkessel, Christian; Singh, Jasmeet; Hein, Matthias
Practical aspects of automotive measurements and virtual-drive testing. - In: Modern automotive antenna measurements, (2022), S. 221-246

Müller, Jens; Hein, Matthias; Supreeti, Shraddha; Stehr, Uwe
Compact, high-performance and highly integrated faint pulse source at 850 nm :
i-FPS - Kompakte, performante und hoch-integrierte Faint Pulse Source bei 850 nm; Teilvorhaben: E/O-Hardware-Plattform für Faint Pulse Sources : Abschlussbericht FKZ: 50 YH 2121 : Laufzeit: 01.08.2021-31.05.2022 (Phase 1). - Ilmenau : Technische Universität Ilmenau, [Institut für Mikro- und Nanotechnologien MacroNano]. - 1 Online-Ressource (12 Seiten, 1,10 MB)Unterschiede zwischen dem gedruckten Dokument und der elektronischen Ressource können nicht ausgeschlossen werden

https://edocs.tib.eu/files/e01fb24/187793934X.pdf
Hofmann, Willi; Schwind, Andreas; Bornkessel, Christian; Hein, Matthias
Comparison of angle-dependent scattering of convoluted and straight microwave absorbers. - In: AMTA 2022 proceedings, (2022), insges. 6 S.

The increasing complexity and sensitivity of wireless communication systems enforce the requirements for test environments such as anechoic chambers. The minimum achievable level of interference between desired signal and scattered copies is essentially determined by the reflectivity of the installed absorbers, emphasizing the importance of thoroughly characterizing the scattering behavior of absorbers. In this paper, the scattering off absorbers with different geometric shapes, namely convoluted, pyramidal, wedge, and flat, is investigated using a numerical unit-cell model. To verify the simulation model, the angle-dependent reflectivity of the convoluted absorbers was measured at different angles-of-incidence between 2GHz and 18GHz. The numerical results agree well with the measured reflectivity at representative angles-of-incidence, validating the numerical model and revealing the expected increase in reflectivity for increasing beam tilts. Further, it becomes apparent that the performance of all shapes decreases similarly at oblique incidence. These results contribute to build a comprehensive database on the angle- and frequency-dependent reflectivity of absorbers, in order to develop a consistent data body, e.g., for modelling anechoic environments.



https://doi.org/10.23919/AMTA55213.2022.9955000
Berlt, Philipp; Altinel, Berk; Bornkessel, Christian; Hein, Matthias
Emulation of LTE link scenarios reproducibly derived from field-operational tests. - In: AMTA 2022 proceedings, (2022), insges. 6 S.

Virtual drive tests using the over-the-air/vehicle-in-the-loop method are becoming an essential part of testing vehicular radio systems. Different approaches ask which link scenarios and channel environments are relevant and should be tested. This paper deals with the systematic evaluation of field-operational tests and the implementation of virtual drive tests of LTE communication links focussing on the performance of the radio link close to the edges of the radio cells, which are identified as a relevant testing scenario. For this purpose, three test drives were performed on each of two test tracks. Close to cell edges the available data throughput is as much as a factor of 10 lower than the maximum available data throughput along the test track and reduced approximately by half compared to the average data throughput in the cell center. Instead of trying to recreate the entire test drive with high accuracy, this approach focusses on recreating the critical parts of a test drive in the laboratory, as these are the most likely to cause radio link failure in real operation. Therefore, the physical parameters in terms of serving signal strength and level of interfering signals were transferred to a wired virtual test, and the data rate was examined again. Despite some systematic differences between real drive test and virtual drive test, which could be clearly identified, it was possible to reproduce the behavior at the cell edge very precisely with deviations smaller than 5 %.



https://doi.org/10.23919/AMTA55213.2022.9954989
Schwind, Andreas; Varga, Isabella; Hofmann, Willi; Hein, Matthias
Analytical and experimental studies of ground reflections on bi-static radar signal propagation. - In: AMTA 2022 proceedings, (2022), insges. 6 S.

Progressing towards highly automated and connected vehicles, radar systems have evolved into reliable assistance systems for environmental perception, for a wide spectrum of traffic scenarios, and with them, accurate angle-dependent descriptions of reflectivities and scattering centers of traffic participants and road users. Depending on the electrical size of the radar object, the influence of possibly unwanted ground reflections can be significant in radar cross-section measurements. This paper presents an analytical model based on the transmitter, receiver, and single or multiple scattering center positions, that takes into account the geometric reflections at the ground floor and calculates the resulting interference. Considering also the bi-static crosstalk between the transmit and receive antennas, six different propagation paths are obtained, which differ in path delay and attenuation. Subsequent validation measurements in a semi-anechoic automotive antenna test facility confirm the analytical approach very well. Existing discrepancies between the single scattering center model and the measurements with a metal sphere could be corrected by a closer look at the position of the scattering center. Final measurements on realistic bicyclist dummies show that the model is also reliably applicable to extended radar targets.



https://doi.org/10.23919/AMTA55213.2022.9954954
Schwind, Andreas; Buddappagari, Sreehari; Asghar, Muhammad Ehtisham; Hein, Matthias
Virtuelle Sensorvalidierung für automatisiertes und vernetztes Fahren. - In: Automobiltechnische Zeitschrift, ISSN 2192-8800, Bd. 124 (2022), 11, S. 58-62

https://doi.org/10.1007/s35148-022-1505-0
Schwind, Andreas; Buddappagari, Sreehari; Asghar, Muhammad Ehtisham; Hein, Matthias
Virtual sensor validation for automated and connected driving. - In: ATZ worldwide, ISSN 2192-9076, Bd. 124 (2022), 11, S. 54-57

https://doi.org/10.1007/s38311-022-1405-7
Tayyab, Umais; Petry, Hans-Peter; Kumar, Ashish; Robbani, Md. Golam; Wack, Thomas; Hein, Matthias
Link budget and design approach of a non-terrestrial 5G automotive antenna. - In: 2022 52st European Microwave Conference, (2022), S. 864-867

5G low-earth orbiting satellites are continuously increasing attention from automotive industry for automated and connected driving. Compactness of user equipment antennas and high data rates are key performance figures for efficient satellite communication systems. Here, we present a link budget for internet-of-things applications at Ka-band frequencies (5G frequency range FR2). Anticipating a realistic high-gain satellite antenna, an uplink data rate of 4 Mbit/s can be achieved with a compact user terminal antenna with a moderate gain of 13 dBi. Along these lines, a 4×4 patch antenna array was designed for seamless embedding in the plastic part of a car body, in order to verify the link budget calculations by experiment. The radiation performance was measured under free-space conditions and with the antenna embedded in the rear spoiler wing of a modern passenger car. The array offered 11.2 dBi realized gain and 1.6 GHz of −10 dB matching bandwidth, with an uplink data rate of 2 Mbit/s, promising for many mobility applications.



https://doi.org/10.23919/EuMC54642.2022.9924379
Buddappagari, Sreehari; Aust, Philip; Schwind, Andreas; Hau, Florian; Hein, Matthias
Evaluation of scenario-based automotive radar testing in virtual environment using real driving data. - In: 2022 IEEE 25th International Conference on Intelligent Transportation Systems (ITSC), (2022), S. 2379-2384

Safety assurance of intended functionality through rigorous testing is a key to large-scale homologation and deployment of automated driving. It is therefore imperative to transfer real world tests into efficient and quantifiable virtual testing procedures and environments without compromising reliability. In earlier work, we presented a fully operational over-the-air vehicle-in-the-loop test system for automotive millimeter-wave radar, where we generated a virtual electromagnetic environment with physically realistic radar target echoes. We evaluated the performance of the implemented test system with an exemplary scenario parameterised with analytically pre-defined vehicle manoeuvres. In this work, we significantly proceed with the performance evaluation through re-simulation of scenarios based on real driving data and traffic manoeuvres. We have measured a standard Euro-NCAP scenario, namely, the Car-to-Pedestrian Longitudinal Adult on a proving ground and re-simulated the ground truth parameters in the test bed. We compare the consistency of the test results at several data abstraction levels using parameter trajectories. Additionally, we introduce and evaluate quality metrics such as difference and root mean square error. For a driving scenario approximately 20 seconds long, we achieved promisingly low root mean square errors in range, azimuth and RCS of 0.3 m, 0.5&ring; and 2 dB, respectively.



https://doi.org/10.1109/ITSC55140.2022.9922366
Schilling, Lisa-Marie; Bornkessel, Christian; Hein, Matthias
Human RF electromagnetic exposure to V2X-communication. - In: Advances in radio science, ISSN 1684-9973, Bd. 19 (2022), S. 233-239

In the era of automated and connected driving, more and more cars will be equipped with wireless transmission technologies such as mobile communications 4G (LTE) and 5G, WiFi, Bluetooth, and V2X. For the technical implementation of V2X-communications, different standards like cellular-V2X from the cooperation 3rd Generation Partnership Project and ITS-G5, based on the WiFi standard 802.11p from the Institute of Electrical and Electronics Engineers, are under consideration. The electromagnetic environment of cars and the corresponding exposure of the general public to wireless emission will be significantly influenced by new radio technologies. Under all circumstances, it must be ensured that the exposure of the electromagnetic fields inside a car does not cause any harmful effects on humans. In order to quantitatively assess the resulting exposure, the generated exposure must be correctly recorded and evaluated according to their specific time-frequency spectra. This paper describes a new measurement procedure suitable for the V2X-standard ITS-G5 together with various exposure measurements performed in different cars with WiFi, Bluetooth and ITS-G5. In comparison of all wireless standards studied here, the V2X-service generated the highest electric field strengths inside a car, when a transmitting di-patch antenna was mounted on the windscreen inside the driver's cabin. The maximum fraction of the corresponding ICNIRP reference level amounted to 15.1 %. We conclude that the total exposure of wireless on-board automotive devices will be dominated by ITS-G5, if the transmitting antenna is located inside the passenger cabin. As V2X-communications will increasingly penetrate road traffic, the resulting exposure should be carefully monitored, in order not to exceed the corresponding reference levels for general public.



https://doi.org/10.5194/ars-19-233-2022
Kumar, Ashish; Petry, Hans-Peter; Tayyab, Umais; Hein, Matthias
Link budget considerations for automotive 5G LEO satellite-based communications. - In: 2022 IEEE USNC-URSI Radio Science Meeting (joint with AP-S Symposium), (2022), S. 106-107

Satellite communication receives strongly increasing attention for automated and connected driving. Compact size, low power consumption, and high data rates are key performance parameters for such systems. Based on realistic assumptions on user equipment terminal and satellite antenna for low-earth orbiting satellites using large space structures, we present relevant link budget considerations. The high-gain satellite antenna opens the potential to employ compact user equipment antennas of moderate gain and without beam tracking. We study selected C-, Ku-, and Ka-frequency bands for 5G satellite communications based upon usual key performance indicators. Our findings indicate that C-band and Ka-band offer a suitable spectrum, with an uplink data rate of 7 Mbit/s at Ka-band, which is suitable for IoT and broadband mobile access applications.



https://doi.org/10.23919/USNC-URSI52669.2022.9887406
Hofmann, Willi; Schwind, Andreas; Bornkessel, Christian; Hein, Matthias
Angle-dependent reflectivity of microwave absorbers at oblique wave incidence. - In: 2021 51st European Microwave Conference, (2022), S. 233-236

For frequencies in the GHz-range, anechoic chambers are usually evaluated using ray-tracing techniques to locate disturbing reflections off the chamber walls. Most approaches reduce this wave-absorber interaction to a specular reflection, although the absorbers may extend over several wavelengths in size and display a rough surface. In order to develop more realistic ray-tracing models, the reflection characteristics of absorbers must be evaluated based on physical wave phenomena. In this paper, a measurement method is proposed which extends the established NRL-arch to measure the angle-dependent reflectivity for non-specular cases. First measurement results of commercial pyramidal absorbers in the frequency range between 1GHz and 10GHz indicate that the assumption of specular reflections is not justified, as power is reflected over a wide angular range with approximately the same intensity. This effect is, to our knowledge, currently not implemented in ray-tracing methods. These results contribute to a better understanding of the properties of RF absorbers to improve the efficiency of their use.



https://doi.org/10.23919/EuMC50147.2022.9784282
Schilling, Lisa-Marie; Bornkessel, Christian; Hein, Matthias
Impact of small-cell deployment on combined uplink and downlink RF exposure compared to the status quo in mobile networks. - In: 2021 51st European Microwave Conference, (2022), S. 618-621

As new cellular technologies are introduced in mobile networks nowadays, more and more small cells and mobile road side units are being deployed to upgrade the performance of the wireless communication network. With regard to the overall human RF exposure, the question arises to what extent the exposure is affected by the deployment of such small cells compared to macro cells as the status quo. In an attempt to answer this important question, this paper proposes a method to measure and evaluate the combined uplink and downlink exposure in terms of the specific absorption rate of a mobile phone user at recently installed small cell locations. The comparison between the small cell and macro cell scenarios revealed a reduction of the total exposure when the user equipment was logged into the investigated LTE small cells, although the downlink exposure increased. The main reason for this encouraging result is the reduction of the uplink transmission power due to the improved link conditions across the small cell. In contrast, the total exposure in a macro cell scenario is dominated by the uplink exposure. In order to minimise the total exposure, a balance must be sought between downlink and uplink exposure.



https://doi.org/10.23919/EuMC50147.2022.9784284
Aust, Philip; Hau, Florian; Dickmann, Jürgen; Hein, Matthias
A data-driven approach for stochastic modeling of automotive radar detections for extended objects. - In: Ulm 2022 GeMiC, (2022), S. 80-83

Radar sensors play an important role in automated driving technologies. However, the rising number of sensors deployed to enable autonomous driving functions leads to enormous validation efforts. While simulations are a possible approach to accelerate the validation process, the development effort for realistic sensor models increases significantly. Data-driven sensor models offer the possibility to replicate sensor data accurately and efficiently. Using real measurement data, the sensor output can be simulated without the detailed parametric modeling of the wave propagation and sensor effects. In this paper, the radar signatures of a passenger vehicle under a constant aspect angle are analyzed in real measurements. Then, a data-driven approach for stochastically modeling the radar target detections is presented. The model is trained with real sensor data to achieve a high degree of realism. A qualitative comparison between the simulated and measured detections reveals promising results.



https://ieeexplore.ieee.org/document/9783497
Berlt, Philipp; Altinel, Berk; Bornkessel, Christian; Hein, Matthias
Concept for virtual drive testing on the basis of challenging V2X and LTE link scenarios. - In: 16th European Conference on Antennas and Propagation, (2022), insges. 5 S.

Virtual drive tests using the over-the-air/vehicle-in-the-loop method are becoming an essential part of testing vehicular radio systems. Different approaches address the question which link scenarios and channel environments are relevant, and should be tested. Up to now, this question has not been fully answered. This paper deals with the identification of challenging scenarios for the wireless transmission standards LTE and ITS-G5 based on jointly performed drive tests, and how these can be transferred into a virtual test concept. In the case of LTE, the focus is on the transition region between different mobile radio cells (cell edge). We have reproducibly observed that the achievable data throughput drops significantly at cell edges compared to the cell centers. For ITS-G5, the communication limit was examined as a function of the distance and visibility conditions between two communicating vehicles.



https://ieeexplore.ieee.org/document/9768972
Schilling, Lisa-Marie; Bornkessel, Christian; Hein, Matthias
Analysis of instantaneous and maximal RF exposure in 4G/5G networks with dynamic spectrum sharing. - In: 16th European Conference on Antennas and Propagation, (2022), insges. 5 S.

From mid of 2020 to mid of 2021, the 3G mobile radio network in Germany was gradually replaced by the successor technologies 4G and 5G. Therefore, dynamic spectrum sharing (DSS) was introduced in the 2100 MHz band, which allows a parallel operation of 4G and 5G. There is an increasing need of public information with regard to a possible change in human RF exposure associated with 5G and DSS. Hence, investigations were carried out to study the instantaneous and maximal exposure of persons to base stations in the 2100 MHz band. Our study shows, that the instantaneous exposure has remained comparable before and after the introduction of 4G/5G with DSS. Regarding the maximal RF exposure, code-selective measurements of 3G and 4G with DSS show no significant change in exposure. To analyze the maximal exposure to 5G with DSS, code-selective measurements have been applied for the first time and compared with the 4G exposure in the same band. The results show no significant difference in maximal exposure between 4G and 5G. Furthermore, the need of code-selective measurements in comparison with the frequency-selective method for 5G is demonstrated if different parts of the electromagnetic field that contribute to exposure have to be assigned to selected base stations.



https://ieeexplore.ieee.org/document/9769680
Hasnain, Syed N.; Stehr, Uwe; Stephan, Ralf; Brachvogel, Marius; Meurer, Michael; Hein, Matthias
Robustness testing of a compact distributed automotive GNSS array in virtual environment. - In: 16th European Conference on Antennas and Propagation, (2022), insges. 5 S.

To develop a compact distributed array for safe and robust automotive satellite navigation, considerable work on testing prototypes is in progress. Before scheduling resource-hungry outdoor tests, functionality and robustness of a Galileo-compatible compact distributed 4-element L-shaped array receiver has been tested against interference in a virtual environment at E5a frequency band. Such an array consisting of compact quarter wavelength sub-arrays distributed over many wavelengths, fed with a decoupling network, mounted in side mirrors of a mock-up car was measured and evaluated with and without a jammer. The effects of automotive mounting location and robustness of the receiver against the jammer have been analyzed in terms of measured radiation patterns and achieved carrier-to-noise-density ratio of the received satellite signals.



https://ieeexplore.ieee.org/document/9769032
Asghar, Muhammad Ehtisham; Bornkessel, Christian; Stephan, Ralf; Hein, Matthias
Automotive antenna measurements in the installed state under variable boundary conditions. - In: 16th European Conference on Antennas and Propagation, (2022), insges. 4 S.

Automotive antenna measurements are typically performed in an anechoic (free-space) or semi-anechoic (reflective ground) environment. Even though measurements under these conditions provide sufficient knowledge about antenna performance, the automotive industry often desires to evaluate installed automotive antennas under practical road conditions. This requires a combined approach to test and qualify vehicular antennas; however, facilities deploying variable boundary conditions for measurements are challenging to devise. Alternatively, numerical simulations can be used to perform such investigations; nevertheless, it is essential to verify such simulations through measurements. In the Virtual Road Simulation and Test Area (VISTA) of the Thuringian Center of Innovation in Mobility at the Technische Universität Ilmenau, a new approach to provide variable boundary conditions for antenna measurements is realized to evaluate the impact of different electromagnetic boundary conditions and to bridge the gap between numerical simulations and measurements. It consists of a modular and mechanically robust plastic frame carrying a customizable fabric substituting a ground plane. This paper presents and discusses the initial measurement results of a reference antenna and an installed automotive antenna performed over the conducting fabric. The convincingly good correlation of more than 74% between the measured data and numerical simulations shows the validity of the proposed method.



https://ieeexplore.ieee.org/document/9769602
Hofmann, Willi; Schwind, Andreas; Bornkessel, Christian; Hein, Matthias
Analysis of microwave absorber scattering using ray-tracing and advanced measurement techniques. - In: 16th European Conference on Antennas and Propagation, (2022), insges. 5 S.

Ray-tracing methods can be applied to evaluate the wave propagation in anechoic electromagnetic environments, in order to improve measurement concepts, or to address the increasing demands on test concepts for new radio wireless transmission functionalities. The accuracy of the data obtained from such a chamber model depends crucially on the modeling of the microwave absorbers. Often the scattering off the absorbers is simplified by specular reflections, ignoring the actual direction-dependent scattering properties of the absorbers resulting from their geometry, arrangement, and material. As this may cause significant misconceptions, improved ray-tracing models of absorbers based on their scattering character are needed. In this paper, the scattering of two types of 18″ absorbers with pyramidal and wedge geometries is analyzed and expected scattering patterns are described. Based on an existing shooting-and-bouncing-rays software, a simulation approach is introduced and used to relate the analytical findings with results of measurements of the angle-dependent reflectivity. In addition to the primarily specular reflection for wedge absorbers and scattering in many directions off the pyramidal absorbers, the results show that nearfield effects influence this scattering pattern, as eventually confirmed by the simulations.



https://ieeexplore.ieee.org/document/9769577
Solomitckii, Dmitrii; Heino, Mikko; Buddappagari, Sreehari; Hein, Matthias; Valkama, Mikko
Radar scheme with raised reflector for NLOS vehicle detection. - In: IEEE transactions on intelligent transportation systems, Bd. 23 (2022), 7, S. 9037-9045

The employment of passive reflectors enables the millimeter-wave automotive radars to detect an approaching vehicle in non-line-of-sight conditions. In this paper, the installation of such reflectors above the sidewalk at an intersection is proposed and studied, avoiding pedestrians' blockage and road dust effect at ground level. Through the analysis of the backscattering power, it is shown that the suggested scheme may detect an approaching vehicle in the blind zone at distances of 30,łdots,50 m to the intersection point. Additionally, the analysis shows that efficient operation is highly dependent on the spatial orientation and size of the reflector. Even a few degrees rotation may change the detecting range by several meters. In turn, the larger area of the reflector may cover longer detecting distances, improving the radar scheme's overall performance. It is also shown that further performance enhancement can be achieved by employing a C-type radar, contributing an extra 5 dB to the backscattering power relative to an A-type radar. However, despite these improvements, the strongest scattering centre of the detectable vehicle is systematically identified to the bumper zone.



https://doi.org/10.1109/TITS.2021.3090313
Mercier, Mathieu; Mioc, Francesca; Rutkowski, Kim; Scannavini, Alessandro; Nowack, Tobias; Bornkessel, Christian; Hein, Matthias
Evaluation of integral quantities of over the air automotive antenna measurements. - In: 2021 IEEE International Symposium on Antennas and Propagation and USNC-URSI Radio Science Meeting, (2021), S. 1954-1955

This document outlines the Over the Air (OTA) testing methodology which is currently employed for full automotive antennas and provides a pertinent Figure of Merit.



https://doi.org/10.1109/APS/URSI47566.2021.9704228
Tayyab, Umais; Kumar, Ashish; Li, Yihan; Stephan, Ralf; Hein, Matthias; Singh, Jasmeet
Plastic-embedded patch antenna array for automotive satellite communication in the Ka-band. - In: 2021 1st International Conference on Microwave, Antennas & Circuits (ICMAC), (2021), S. 1-4

https://doi.org/10.1109/ICMAC54080.2021.9678254
Hein, Matthias; Stephan, Ralf; Buddappagari, Sreehari; Asghar, Ehtisham
Systemvalidierung von Fahrzeugradaren mittels drahtloser Techniken - SafeMove : Schlussbericht der TU Ilmenau zum F&E-Verbundvorhaben : Laufzeit des Vorhabens: 01.01.2017-30.09.2020. - [Ilmenau] : [Technische Universität Ilmenau, Thüringer Innovationszentrum Mobilität]. - 1 Online-Ressource (36 Seiten, 5,73 MB)Förderkennzeichen BMBF 16ES0547K

https://doi.org/10.2314/KXP:178728459X
Hofmann, Willi; Schwind, Andreas; Bornkessel, Christian; Hein, Matthias
Bi-static reflectivity measurements of microwave absorbers between 2 and 18 GHz. - In: 2021 Antenna Measurement Techniques Association Symposium (AMTA), (2021), insges. 6 S.

In anechoic chambers, the level of spurious reflections is determined by the reflectivity of the installed absorbers and is usually estimated using ray-tracing methods. But since the basic assumption of a purely specular reflection in most of these ray-tracing methods can lead to insufficient results, the reflectivity of the absorbers must be analyzed for oblique incidence and over a broad range of observation angles. In this paper, a bi-static measurement setup is proposed, which overcomes angular limits of the NRL-arch method and allows to analyze the scattering behavior of absorbers in an extended angular range. Using this setup, and applying the radar cross-section method, the reflectivity of two types of pyramidal absorbers was analyzed with respect to different illumination and observation angles for parallel and perpendicular polarization between 2 and 18 GHz. While the measurement results for normal incidence agree well with the specifications, additional non-specular reflections of similar strength were detected in the time-domain at different observation angles. Especially for the case of oblique wave incidence, it becomes apparent that the highest reflectivity does not necessarily occur for specular reflection. These findings help to improve the understanding of the scattering behavior of absorbers in general, as more comprehensive analyses become possible with this method.



https://doi.org/10.23919/AMTA52830.2021.9620601
Asghar, Muhammad Ehtisham; Bornkessel, Christian; Hein, Matthias; Köhler, Thomas; Köcher, Jens; Clauder, Philipp; Stöpel, Uwe
Simulation and measurement of locomotive antennas in the installed state based on a scaled mockup. - In: 2021 Antenna Measurement Techniques Association Symposium (AMTA), (2021), insges. 6 S.

Accurate characterization of locomotive antennas is key to safe and robust railway signaling and control communication. With the introduction of new technologies and the foreseeable migration from the GSM-R standard towards FRM CS, new wireless applications and specifications arise, and suitable antenna solutions need to be developed and tested. Moreover, the rooftops of modern locomotives present a dense and harsh environment; therefore, potential antenna mounting spaces should be carefully evaluated to avoid undesirable degradations of the antenna radiation patterns. Due to the electrically large and complex structure of locomotives, full-scale testing is challenging to perform, especially under laboratory conditions. Antenna measurements with geometrically scaled models present a powerful alternative to address this issue. In this paper, we present and discuss antenna measurement results of a scaled locomotive mockup. The mockup incorporates two different cabin geometries, one with a step-like rooftop contour, and one with a smooth slightly tilted geometry. First, the optimum scaling factor was identified and validated through numerical simulations. Afterwards, antenna measurements with a scaled locomotive mockup were carried out in our automotive antenna measurement facility VISTA. The measured results were compared with the numerical simulations, where a good correlation above 80 % was found. Secondly, the impact of the rooftop geometries, and superstructures on the roof has been investigated for a range of operational frequencies between 700 and 2600 MHz. The results reveal that the parasitic impact of the antenna environment becomes more pronounced at higher frequencies.



https://doi.org/10.23919/AMTA52830.2021.9620626
Berlt, Philipp; Bornkessel, Christian; Hein, Matthias
Precise phase center localization of automotive LTE antennas in the installed state through phaseless LTE uplink measurements. - In: 2021 Antenna Measurement Techniques Association Symposium (AMTA), (2021), insges. 5 S.

With the event of integrated and multi-standard wireless links, phaseless antenna measurements are attracting more and more interest in research. Especially in the context of connected and automated driving, antennas, frontends, and digital signal processing units merge into telematic units and require new methods for performance evaluation in the installed state. The measurement of the phase diagram and the exact absolute positioning of electrically large antennas, i.e., antennas interacting with the car body, present challenges for safety-relevant applications and reliable test methods. This paper describes a way to determine the position of automotive antennas in the installed state with sub-wavelength precision from phaseless measurements. Realistic L TE uplink signals were used as test signals as they would be transmitted by an active device in a real-world scenario. The localization algorithm is based on orthogonal power measurements of the transmitted signal on a cylinder surface and a non-linear optimization. By comparison with a conventional localization based on spherical far-field data, an accuracy of the approach of less than 1 cm was achieved, which is less than N16 at the considered frequency of 1870 MHz.



https://doi.org/10.23919/AMTA52830.2021.9620655
Schwind, Andreas; Hofmann, Willi; Stephan, Ralf; Hein, Matthias
Bi-static RCS variations of pedal and wheel movements on bicycles between 1 and 10 GHz. - In: 2021 Antenna Measurement Techniques Association Symposium (AMTA), (2021), insges. 6 S.

One benefit of cooperative automated and connected driving lies in the fusion of multiple mobile wireless sensor and data transmission nodes, covering complementary technologies like radar, cellular and ad-hoc communications, and alike. Current developments indicate enormous potential to increase the environmental awareness through joint communication and radar sensing. In this respect, future channel models require knowledge of bi-static reflectivities of road users over a range of illumination and observation angles, both in the nearfield and in the far-field. To establish reference data and model such angle-dependent RCS variations, this paper deals with realistic pedal and wheel rotations of a bicycle based on electromagnetic simulations. In the simulation setup, idealized far-field conditions with plane-wave illumination and observation were assumed, while the angles covered the entire azimuth with 201 variations of the pedal and wheel positions. The fluctuation of the RCS is analyzed and discussed in terms of its probability density and cumulative distribution functions. Depending on the angular constellation, the range of the fluctuation varied between 1 dB and 14 dB, while the specular reflection and forward-scattering showed almost no fluctuation.



https://doi.org/10.23919/AMTA52830.2021.9620542
Mercier, Mathieu; Mioc, Francesca; Rutkowski, Kim; Scannavini, Alessandro; Nowack, Tobias; Bornkessel, Christian; Hein, Matthias
Evaluation of automotive antenna over the air performance. - In: 2021 International Symposium on Antennas and Propagation (ISAP), (2021), insges. 2 S.

This document outlines the measurement methodology currently employed to evaluate wireless technology on vehicles. Near Field Over the Air measurement results are provided and the Figure of Merit developed to assess the performance is reviewed. Simulation results of a more complex measurement scenario are also presented.



https://doi.org/10.23919/ISAP47258.2021.9614413
Spira, Steffen; Blau, Kurt; Thomä, Reiner; Hein, Matthias
Agile multi-beam front-end for 5G mm-wave measurements. - In: International journal of microwave and wireless technologies, ISSN 1759-0795, Bd. 13 (2021), 7, S. 740-750

The 5th generation new radio (5G NR) standards create both enormous challenges and potential to address the spatio-spectral-temporal agility of wireless transmission. In the framework of a research unit at TU Ilmenau, various concepts were studied, including both approaches toward integrated circuits and distributed receiver front-ends (FEs). We report here on the latter approach, aiming at the proof-of-principle of the constituting FEs suitable for later modular extension. A millimeter-wave agile multi-beam FE with an integrated 4 by 1 antenna array for 5G wireless communications was designed, manufactured, and verified by measurements. The polarization is continuously electronically adjustable and the directions of signal reception are steerable by setting digital phase shifters. On purpose, these functions were realized by analog circuits, and digital signal processing was not applied. The agile polarization is created inside the analog, real-time capable FE in a novel manner and any external circuitry is omitted. The microstrip patch antenna array integrated into this module necessitated elaborate measurements within the scope of FE characterization, as the analog circuit and antenna form a single entity and cannot be assessed separately. Link measurements with broadband signals were successfully performed and analyzed in detail to determine the error vector magnitude contributions of the FE.



https://doi.org/10.1017/S1759078721000842
Singh, Jasmeet; Altinel, Berk; Bornkessel, Christian; Stephan, Ralf; Hein, Matthias
V2V communication performance of conformal plastic-embedded side-mount antennas investigated with field-operational tests. - In: 2021 IEEE 93rd Vehicular Technology Conference (VTC2021-Spring), (2021), insges. 5 S.

Car-to-car communication has wide-ranging applications in the fields of traffic safety and optimization as well as minimization of emissions. For a seamless and reliable communication between the cars and their road environment, as may be evaluated through packet delivery ratio and received power measurements, an appropriate antenna placement is necessary. Accordingly, the field test discussed in this paper compares the performance of three different antenna placements on a test vehicle: 1. Roof-mounted monopole antenna pair contained in a shark fin housing, 2. Patch antenna pair embedded in the front-left B-column, and 3. Combination of two patch antennas with one in the front-left and the other in the front-right B-column. The concurrent use of three V2V modules allowed us to evaluate the performance of the three antenna set-ups simultaneously in a single run through a mixed terrain, allowing for straightforward performance comparisons. The power received by the roof-top monopole antennas was, on average, 8 dBm higher than the front-left/right B-column patch antenna combination and 13 dBm higher than the front-left B-column patch antenna pair. The reasons for these and other differences are appropriately addressed in the paper. While the roof-top monopole antenna combination performed overall better, we argue that using an appropriate amplifier could raise the performance of the B-column antennas to the same or even higher levels.



https://doi.org/10.1109/VTC2021-Spring51267.2021.9448811
Bornkessel, Christian; Kopacz, Thomas; Schiffarth, Anna-Malin; Heberling, Dirk; Hein, Matthias
Determination of instantaneous and maximal human exposure to 5G massive-MIMO base stations. - In: Focus on linking antennas and propagation with the automotive and 5G industries, (2021), insges. 5 S.

The roll-out of the 5G standard with novel functionalities brings with it the urgent need to evaluate the human exposure to massive-MIMO base stations. This paper discusses concepts for the measurement of instantaneous and maximal exposure in the sub-6 GHz frequency range (FR1). The concepts have been implemented with the NARDA SRM-3006 selective radiation meter. For instantaneous exposure, the Safety Evaluation mode with an averaging over multiple frequency sweeps has been identified appropriate. First results with provoked data traffic revealed exposures below 0.25 % of the ICNIRP 1998 power density reference levels. For maximal possible exposures, the exposure to the synchronization signal and physical broadcast channel block (SSB) should be measured in the Level Recorder mode and extrapolated to the signal bandwidth considering a measurement point-specific gain difference between traffic and broadcast beams. As another outcome of our studies, we argue that code-selective devices for SSB measurements are urgently needed.



https://doi.org/10.23919/EuCAP51087.2021.9411089
Hasnain, Syed N.; Stephan, Ralf; Brachvogel, Marius; Meurer, Michael; Hein, Matthias
Performance testing of a distributed automotive satellite navigation array with jammer in virtual environment. - In: Focus on linking antennas and propagation with the automotive and 5G industries, (2021), insges. 5 S.

State-of-the-art antenna arrays require a significant installation area when envisaged for compact passenger cars, whose footprint area can be reduced by splitting the full array into two smaller, spatially distributed sub-arrays. The challenge of grating lobes develops while arranging the sub-arrays several wavelengths apart mounted on distant parts of a car. As a consequence, spatial sampling of the incident waves leads to ambiguous direction-of-arrival estimation. An inhomogeneous L-shaped orthogonal arrangement can, however, mitigate such drawbacks to some extent while allowing easier installation. The performance of such an array needs to be tested in a virtual electromagnetic environment in the course of the development process, even long before homologation. An example of such distributed array mounted on a conventional passenger car for satellite navigation is shown in this paper, and the array performance is tested in terms of positioning accuracy in presence of a jammer in our automotive antenna test facility.



https://doi.org/10.23919/EuCAP51087.2021.9411456
Altinel, Berk; Bornkessel, Christian; Hein, Matthias
Wave-physical factors determining the link quality in ITS-G5 studied with field-operational tests. - In: Focus on linking antennas and propagation with the automotive and 5G industries, (2021), insges. 5 S.

Even though vehicular communication systems have been rolled out in road, they remain a prominent field of research and development. The functional and operational safety of vehicle-to-X system demands reliable and efficient methods for verification and validation, based on their functional principles and underlying wave-physical phenomena. To test such systems in virtual environment, we have undertaken empirical studies of the communication channel, to analyze parameters like distance and sight conditions in a rich multipath environment. This paper describes the results and conclusions derived from a set of field-operational tests along a track, with modules operating with ITS-G5. While the results confirm the expectation that field-operational tests aren't reproducible on a quantitative level, we have gained insight into fundamental constraints on the channel parameters and approaches towards emulation in virtual environment. Employing omni-directional roof-mounted antennas, we have observed reliable communication links for ranges up to 250 meters, independent of sight conditions.



https://doi.org/10.23919/EuCAP51087.2021.9411275
Spira, Steffen; Blau, Kurt; Thomä, Reiner; Hein, Matthias
5G mm-wave over-the-air measurements of an agile multi-beam front-end. - In: 2020 50th European Microwave Conference, (2021), S. 153-156

A millimeter wave agile multi-beam front-end with an integrated 4 by 1 antenna array for 5th generation wireless communications is analyzed by antenna and digital communication measurements. The front-end core comprises a compact low-temperature co-fired ceramic multilayer module with a foot-print area of 74 mm × 74 mm. An over-the-air gain of 50.4 dB and a noise figure of 4.9 dB were measured. Link measurements with broadband single-carrier QAM and OFDM signals result in a data rate of 3.2 Gb/s for 400 MHz bandwidth SC-256QAM modulation with 1.2% error vector magnitude of the front-end determined by a detailed analysis.



https://doi.org/10.23919/EuMC48046.2021.9338199
Buddappagari, Sreehari; Asghar, Muhammad Ehtisham; Baumgärtner, Florian; Graf, Sven; Kreutz, Felix; Löffler, Andreas; Nagel, Johannes; Reichmann, T.; Stephan, Ralf; Hein, Matthias
Over-the-air vehicle-in-the-loop test system for installed-performance evaluation of automotive radar systems in a virtual environment. - In: 2020 17th European Radar Conference, (2021), S. 278-281

Automotive millimeter-wave radar systems are key to automated and connected driving technologies. It is necessary to validate their functional performance in the installed state thoroughly, reliably, and efficiently under realistic conditions before deploying them in real-world traffic. Field-operational tests are the ultimate phase of verification and validation of radar sensors. This approach offers the highest degree of realism yet consuming enormous resources and associated risks. Additionally, these drive tests are neither sufficiently reproducible nor controllable. On the other hand, computer simulation-based closed-loop test approaches overcome these limitations, but lack physically realistic environments. Therefore, over-the-air testing approaches have gained great relevance in this context. In earlier work, we proposed an advanced system concept using an over-the-air vehicle-in-the-loop (OTA/ViL) approach for evaluating the installed performance of fully operational automotive radar systems. In this paper, we present the complete test system in a closed loop in a virtual electromagnetic environment with realistic radar target echoes. An exemplary traffic scenario is considered to validate the performance of the implemented test system. Initial measurements provide promising results.



https://doi.org/10.1109/EuRAD48048.2021.00078
Asghar, Muhammad Ehtisham; Buddappagari, Sreehari; Baumgärtner, Florian; Graf, Sven; Kreutz, Felix; Löffler, Andreas; Nagel, Johannes; Reichmann, T.; Stephan, Ralf; Hein, Matthias
Radar target simulator and antenna positioner for real-time over-the-air stimulation of automotive radar systems. - In: 2020 17th European Radar Conference, (2021), S. 95-98

Automotive radar systems in automobiles are key for automated and connected driving. Conventionally, functional tests and safety validation of automotive radar systems are carried out in field-operational tests, but are very resource-expensive and they offer neither reproducibility nor reliability. To improve efficiency and reliability, though at the expense of a partial loss of realism, a controlled test environment is required in which repeatability is guaranteed. We proposed previously a system concept for over-the-air testing of radar systems with a vehicle-in-the-loop approach in a virtual environment. For the test in a controlled environment, a realistic simulation of the radar scenario-under-test is necessary. Technological achievements in hardware, software, and computational power have made powerful radar target simulators and real-time capable control computers available. However, for the spatial degrees-of-freedom, which are key to emulate relevant test cases with dynamic evolution in the virtual environment, the illumination antennas of the radar target simulator must be positioned with high speed, accuracy, and over sufficient angular ranges. This paper describes our hybrid electronic-mechanical antenna positioner, offering three motional degrees-of-freedom. Initial trials with a modern commercially available automotive radar installed in a passenger car are presented and they indicate very promising results.



https://doi.org/10.1109/EuRAD48048.2021.00035
Bornkessel, Christian; Kopacz, Thomas; Schießl, Sascha; Heberling, Dirk; Hein, Matthias
Konzepte für zuverlässige Immissionsmessungen an 5G massive MIMO-Basisstationen. - In: Creating a compatible future, (2020), S. 449-455

https://doi.org/10.15488/10057
Kopacz, Thomas; Bornkessel, Christian; Schießl, Sascha; Heberling, Dirk
Untersuchungen zur korrekten Immissionserfassung von gepulsten Signalen mit dem SRM-3006 am Beispiel von 5G. - In: Creating a compatible future, (2020), S. 465-471

https://doi.org/10.15488/10059
Schilling, Lisa-Marie; Bornkessel, Christian; Hein, Matthias
Entwicklung und Verifikation eines Mess- und Bewertungsverfahrens der elektromagnetischen Immission durch ITS-G5. - In: Creating a compatible future, (2020), S. 457-464

https://doi.org/10.15488/10058
Brachvogel, Marius; Niestroj, Michael; Zorn, Soeren; Meurer, Michael; Hasnain, Syed N.; Stephan, Ralf; Hein, Matthias
Jamming an uncalibrated GNSS array receiver of distributed antenna elements for concealed installation in passenger cars. - In: 2020 European Navigation Conference (ENC), (2020), S. 1-10

Interference signals are a severe threat to any GNSS receiver. Due to the low reception power of satellite signals, even comparably weak interferences can significantly decrease the positioning accuracy of the receiver or lead to a complete signal loss. Therefore, any active interference signal has to be mitigated to ensure a continuous and safe operation. This is especially important in the field of automated driving, where the permanent awareness of a human being is no longer presumed and cars rely solely on GNSS to determine the absolute position necessary for navigation. While uniform rectangular arrays have shown to be the most effective method against interference signals by providing the ability to spatially mitigate incident signals, their size prevents an application in cars produced for the consumer mass market. This paper presents an arrangement, where a set of two distributed linear arrays is used, which seems promising for a concealed installation and allows the application of spatial signal processing algorithms such as beamforming and nulling. Consequences on the positioning accuracy from the joint processing of signals from distributed antenna elements are discussed and the capability to mitigate interference sources is demonstrated.



https://doi.org/10.23919/ENC48637.2020.9317483
Schwind, Andreas; Döbereiner, Michael; Andrich, Carsten; Wendland, Philip; Del Galdo, Giovanni; Schäfer, Günter; Thomä, Reiner; Hein, Matthias
Bi-static delay-Doppler reference for cooperative passive vehicle-to-X radar applications. - In: IET microwaves, antennas & propagation, ISSN 1751-8733, Bd. 14 (2020), 14, S. 1749-1757

Automotive radar systems are indispensable for advanced driver assistance systems and traffic safety. Besides existing monostatic radar techniques, bi-static radar sensing like passive coherent location offers additional options to improve the radar visibility of vulnerable road users. Regarding the testing and evaluation of signal processing algorithms including parameter estimation, it is essential to provide electromagnetically shielded and reproducible measurement conditions, in addition to field tests in real traffic scenarios. This study describes the possibility to emulate relevant performance parameters for bi-static radar scenarios in the frequency range from 1 GHz to 6 GHz in a metal-shielded semi-anechoic chamber. Of special interest are the bi-static angle between transmitter, target, and receiver, and the resulting bi-static Doppler frequencies of a realistic vehicular traffic scenario. According to the concept of cooperative passive coherent location, Doppler scattering measurements are presented and compared to electromagnetic simulations. The authors find promising agreement between measured and ground truth data in the delay-Doppler spectrum.



https://doi.org/10.1049/iet-map.2019.0991
Buddappagari, Sreehari; Schwind, Andreas; Stephan, Ralf; Hein, Matthias
Monostatic RCS measurements of representative road traffic objects in the 76 … 81 GHz frequency band. - In: 2020 IEEE Radar Conference (RadarConf20), (2020), insges. 6 S.

https://doi.org/10.1109/RadarConf2043947.2020.9266391
Schwind, Andreas; Hofmann, Willi; Buddappagari, Sreehari; Stephan, Ralf; Thomä, Reiner; Hein, Matthias
Bi-static reflectivity patterns of vulnerable road users in the C-V2X frequency range. - In: 2020 IEEE Radar Conference (RadarConf20), (2020), insges. 6 S.

https://doi.org/10.1109/RadarConf2043947.2020.9266284
Hofmann, Willi; Schwind, Andreas; Bornkessel, Christian; Hein, Matthias
Geometry- and angle-dependent monostatic scattering of microwave absorbers. - In: 2020 Antenna Measurement Techniques Association Symposium (AMTA), (2020), insges. 6 S.

https://ieeexplore.ieee.org/document/9280861
Schwind, Andreas; Hofmann, Willi; Stephan, Ralf; Hein, Matthias
Bi-static reflectivity measurements of vulnerable road users using scaled radar objects. - In: 2020 Antenna Measurement Techniques Association Symposium (AMTA), (2020), insges. 6 S.

https://ieeexplore.ieee.org/document/9280857
Loracher, Stefanie;
Elektronisch abstimmbare transistorbasierte Induktivitäten für den Hochfrequenzbereich. - Ilmenau : Universitätsbibliothek, 2020. - 1 Online-Ressource (v, 167 Seiten)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2020

Die zur Verfügung stehenden Frequenzen stellen für eine zunehmende Anzahl von Anwendungen eine zentrale Ressource dar. Die effiziente Nutzung der verfügbaren Frequenzen ist erforderlich und damit die Entwicklung von frequenzagilen Sender- und Empfängerarchitekturen. Dafür können entweder mehrere Schaltungen für die jeweiligen Frequenzen parallel aufgebaut werden, oder im Sinne der fortschreitenden Miniaturisierung konfigurierbare Schaltungen verwendet werden. Die steuerbaren Bauelemente, die für konfigurierbare Schaltungen notwendig sind, sind auf vielfältige Weise realisierbar. Die vorliegende Arbeit beinhaltet den Funktionsbeweis der transistorbasierten Induktivitätsschaltung, zeigt das Potenzial des Ansatzes und stellt Richtlinien für die Dimensionierung beziehungsweise den Aufbau der Schaltung auf. Das Potenzial als symmetrische, variierbare und miniaturisierbare Induktivität im Hochfrequenzbereich für frequenzagile Anwendungen wird untersucht. Eine Literaturrecherche zum Stand der Technik beschreibt die bisher üblichen Methoden für abstimmbare Induktivitäten und ermöglicht einen Vergleich mit der Induktivitätsschaltung. Sie ist aufgrund der Möglichkeit der Integration und Miniaturisierung eine nützliche Ergänzung für die HF-Schaltungstechnik. Analytische Untersuchungen in Kombination mit numerischen Simulationsmethoden erlauben das Ableiten von präziseren Entwurfskriterien, die nach Wissen der Autorin das erste Mal auch transistorinterne Größen berücksichtigen. Die Richtlinien werden anschließend durch die Messung realisierter Schaltungen validiert, in denen symmetrisches Verhalten.



https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2020000628
Kreismann, Jakob; Kim, Jaewon; Bosch, Martí; Hein, Matthias; Sinzinger, Stefan; Hentschel, Martina
Super-directional light emission and emission reversal from micro cavity arrays. - In: DPG-Frühjahrstagung (DPG Spring Meeting) of the Condensed Matter Section (SKM) together with the DPG Division Environmental Physics and the Working Groups Accelerator Physics; Equal Opportunities; Energy; Industry and Business; Physics, Modern IT and Artificial Intelligence, Young DPG, (2020), KFM 7.1

Schieler, Steffen; Schneider, Christian; Andrich, Carsten; Döbereiner, Michael; Luo, Jian; Schwind, Andreas; Thomä, Reiner; Del Galdo, Giovanni
OFDM waveform for distributed radar sensing in automotive scenarios. - In: International journal of microwave and wireless technologies, ISSN 1759-0795, Bd. 12 (2020), 8, S. 716-722

https://doi.org/10.1017/S1759078720000859
Hasnain, Syed N.; Stephan, Ralf; Brachvogel, Marius; Meurer, Michael; Hein, Matthias
Interference mitigation for robust automotive satellite navigation achieved with compact distributed antenna sub-arrays. - In: 14th European Conference on Antennas and Propagation, (2020), insges. 5 S.

https://doi.org/10.23919/EuCAP48036.2020.9135721
Asghar, Muhammad Ehtisham; Bornkessel, Christian; Hein, Matthias
Experimental determination of the total radiated power of automotive antennas in the installed state. - In: 14th European Conference on Antennas and Propagation, (2020), insges. 5 S.

https://doi.org/10.23919/EuCAP48036.2020.9135647
Schwind, Andreas; Hofmann, Willi; Stephan, Ralf; Thomä, Reiner; Hein, Matthias
Bi-static nearfield calibration for RCS measurements in the C-V2X frequency range. - In: 14th European Conference on Antennas and Propagation, (2020), insges. 5 S.

https://doi.org/10.23919/EuCAP48036.2020.9135674
Hofmann, Willi; Schwind, Andreas; Bornkessel, Christian; Hein, Matthias
Advanced calibration method for accurate microwave absorber reflectivity measurements at oblique illumination angles. - In: 14th European Conference on Antennas and Propagation, (2020), insges. 5 S.

https://doi.org/10.23919/EuCAP48036.2020.9135336
Berlt, Philipp; Bornkessel, Christian; Hein, Matthias
Accurate 3D phase recovery of automotive antennas through LTE power measurements on a cylindrical surface. - In: 14th European Conference on Antennas and Propagation, (2020), insges. 5 S.

https://doi.org/10.23919/EuCAP48036.2020.9135443
Stehr, Uwe; Centeno, Luis F.; Ni, Yuliana; Jacobs, Heiko O.; Hein, Matthias
RF properties of stretchable transmission line structures. - In: 2020 German Microwave Conference, (2020), S. 272-275

https://ieeexplore.ieee.org/document/9080242
Brachvogel, Marius; Niestroj, Michael; Zorn, Sören; Meurer, Michael; Hasnain, Syed N.; Stephan, Ralf; Hein, Matthias
A new array concept using spatially distributed subarrays for unambiguous GNSS interference mitigation in automotive applications. - In: Navigation, ISSN 2161-4296, Bd. 67 (2020), 1, S. 23-41

https://doi.org/10.1002/navi.353
Stegner, Johannes;
Multiphysikalischer Entwurf hybrid-integrierter MEMS-Oszillatoren auf Silizium-LTCC-Substraten. - Ilmenau : Universitätsbibliothek, 2020. - 1 Online-Ressource (xvi, 155 Seiten)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2020

Die vorliegende Dissertation befasst sich mit dem Entwurf und der Analyse von MEMS-Oszillatoren auf dem so genannten SiCer-Verbundsubstrat. Dafür wird eine Methodik erarbeitet, die den Entwurf von Mikroelektronik und Mikroelektromechanik vereint. Diese Methodik basiert auf einem analytischen Entwurfsmodell zur Synthese von Resonatorstrukturen über die elektrischen Spezifikation. In der Arbeit wird weiterhin der Entwurf zweier aufeinander aufbauender Oszillatortypen beschrieben, einem Festfrequenzoszillator für Frequenzen bis zu 600 MHz sowie einem Mehrfrequenzoszillator für Ausgangsfrequenzen im oberen MHz- bis unteren GHz-Bereich und der Bereitstellung von Referenzfrequenzen von etwa 10 MHz. Beide Typen von Oszillatoren werden in verschiedenen Varianten implementiert und auf eine möglichst kompakte Baugröße und geringes Phasenrauschen hin optimiert. Die Resultate aller Präparationen heben sich vom Stand der Technik ab, sowohl in der Aufbautechnik als auch in der Oszillationsfrequenz und im Phasenrauschen. Weiterhin wird in der vorliegenden Arbeit die Thematik der Temperaturabhängigkeit von MEMS-Resonatoren und -Oszillatoren betrachtet, welche im Vergleich zur thermischen Drift kommerziell verfügbarer Quarz-Resonatoren und -Oszillatoren höher ausfällt. Dazu wird das analytische Entwurfsmodell für MEMS-Resonatoren derart modifiziert, dass sich die geometrischen Abmessungen und Materialparameter in Abhängigkeit der Umgebungstemperatur verändern. Messungen an Resonatoren verschiedener Geometrien werden im Anschluss genutzt, um die analytischen Berechnungen zu verifizieren. Die messtechnisch ermittelte Temperaturabhängigkeit der Resonanzfrequenz liegt dabei zwischen -26 ppm/K und -20 ppm/K, was dem analytisch modellierten Temperaturkoeffizienten von -28,1 ppm/K sehr nahe kommt. Auf Basis von in der Literatur veröffentlichten Temperaturkompensationsmethoden wird das analytische Modell um eine Lage Siliziumdioxid erweitert, die einen positiven Temperaturkoeffizienten aufweist und so die Temperaturabhängigkeit kompensiert.



https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2020000030
Beuster, Niklas; Ihlow, Alexander; Blau, Kurt; Trabert, Johannes; Andrich, Carsten; Bauer, Julia; Del Galdo, Giovanni
UHF RFID tag response measurements using a do-it-yourself platform and components off-the-shelf. - In: IEEE journal of radio frequency identification, ISSN 2469-7281, Bd. 4 (2020), 1, S. 65-72

https://doi.org/10.1109/JRFID.2020.2965006
Bornkessel, Christian; Hein, Matthias; Kopacz, Thomas; Schießl, Sascha; Heberling, Dirk
Challenges for human exposure assessment to 5G massive MIMO base stations. - In: Joint Annual Meeting of the Bioelectromagnetics Society and the European BioElectromagnetics Association (BioEM2019), (2019), S. 250-254

Singh, Jasmeet; Neumann, Andreas; Wack, Thomas; Koppe, Tristan; Stephan, Ralf; Hein, Matthias
Novel conformal automotive di-patch antenna verified through car door frame measurements. - In: IET digital library, (2019), insges. 5 S.

https://doi.org/10.1049/cp.2019.0700
Hein, Matthias; Ebert, Alexander
FlexInet - Phase 2 : Schlussbericht der TU Ilmenau zum F&E-Verbundvorhaben : Laufzeit: 01.02.2015 bis 31.08.2019. - [Ilmenau] : [TU Ilmenau]. - 1 Online-Ressource (26 Seiten, 1,48 MB)Förderkennzeichen BMWi 50YB1502

https://doi.org/10.2314/KXP:1698830181
Ibraheam, Maysam;
Design and testing of compact dual-band dual-polarized robust satellite navigation antenna arrays. - Ilmenau : Universitätsbibliothek, 2019. - 1 Online-Ressource (145 Seiten)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2019

Die steigende Nachfrage nach präzisen Positionierlösungen für hochautomatisiertes Fahren und sicherheitskritische Anwendungen führt zu der Verwendung von Array-basierten Satellitennavigationsempfängern, die aufgrund des verbesserten Diversity-Gewinns und der potentiellen Strahlformungsfähigkeit eine bessere Leistung aufweisen. Die Notwendigkeit, die Robustheit von Navigationsempfängern gegenüber Quellen von Signalstörungen, wie Mehrwegempfang, atmosphärische, sowie Jamming- und Spoofing, zu verbessern, verlangt, den Empfänger weiter auszubauen, um Polarisations- und Frequenz-Diversity auszunutzen. Das hieraus resultierende Design ist durch eine signifikante Zunahme der Hardware- und Softwarekomplexität gekennzeichnet. Diese Komplexität steigt noch mit dem Trend, den Navigationsempfänger zu miniaturisieren, um die Integration in Fahrzeugen oder mobilen Systemen zu erleichtern. Da die gegenseitige Verkopplung zwischen den Antennenelementen eines kompakten Antennen-Arrays steigt, verschlechtert sich deren Strahlungseffizienz und Polarisationsreinheit und damit die Systemrobustheit. In dieser Arbeit wird ein kompaktes, dualbandiges und dualpolarisiertes Antennenarray für einen Navigationsempfänger untersucht, schaltungstechnisch entworfen und aufgebaut, womit Array-, Frequenz-, und Polarisations-Diversity ermöglicht wird. Dies führt zu einer signifikant verbesserten Robustheit gegenüber den angesprochenen Störungen. Diese Arbeit umfasst das Design des dualbandigen und dualpolarisierten Patchantennenelements, das Design des kompakten Antennenarrays, das Studium der Kreuzpolarisationsquellen in Patchantennen, die Analyse des Einflusses der gegenseitigen Kopplung auf die Strahlungseffizienz und Polarisationsreinheit, und die Abschwächung beider Effekte durch eigenmode-basierten Entkopplungs- und Anpassungsnetzwerken. Darüber hinaus beinhaltet die Arbeit die Integration des Antennensystems mit einem HF-Frontend zur Leistungsverstärkung, Filterung und Signalkonvertierung der Satellitensignale. Die Arbeit umfasst auch die Integration mit einem Array-basierten digitalen Empfänger, in dem neben der Datenerfassung, auch die Richtungsschätzung, das Beamforming und die Anti-Jamming-Algorithmen implementiert wurden. Die Machbarkeit sowohl der Array-Diversity als auch der Polarisations-Diversity wurde in Automotive-related Feldmessungen bestätigt, insbesondere für Elevationswinkel unter 40 bzw. 60 Grad, wo der Einfluss des Mehrwegempfangs ausreichend hohe Pegel erreicht. Die Messungen bestätigten die Robustheit des Empfängers gegenüber Stör- Nutzsignalverhältnissen von bis zu 85 dB und übertrafen damit mehrere "State-of-the-Art" Empfänger.



https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2019000261
Brachvogel, Marius; Niestroj, Michael; Zorn, Soeren; Meurer, Michael; Hasnain, Syed N.; Stephan, Ralf; Hein, Matthias
Interference and spoofer resilient attitude estimation using observations from distributed linear sub-arrays separated by long baselines. - In: Proceedings of ION GNSS+ 2019, (2019), S. 3484-3497

Dreyer, Nils; Artner, Gerald; Hein, Matthias; Backwinkel, Frank; Kürner, Thomas
Evaluating automotive antennas for cellular radio communications. - In: 2019 IEEE ICCVE, (2019), insges. 5 S.

https://doi.org/10.1109/ICCVE45908.2019.8965240
Altinel, Berk; Wollenschläger, Frank; Hein, Matthias
Interference tests of ITS-G5 vehicle-to-vehicle communication networks with virtual drive tests. - In: 2019 IEEE ICCVE, (2019), insges. 5 S.

https://doi.org/10.1109/ICCVE45908.2019.8965140
Berlt, Philipp; Bornkessel, Christian; Hein, Matthias
Over-the-air emulation of a two-path model for automotive LTE system performance testing. - In: 2019 IEEE ICCVE, (2019), insges. 5 S.

https://doi.org/10.1109/ICCVE45908.2019.8965223
Kreismann, Jakob; Kim, Jaewon; Bosch, Martí; Hein, Matthias; Sinzinger, Stefan; Hentschel, Martina
Superdirectional light emission and emission reversal from microcavity arrays. - In: Physical review research, ISSN 2643-1564, Bd. 1 (2019), 3, S. 033171-1-033171-5

Optical microdisk cavities with certain asymmetric shapes are known to possess unidirectional far-field emission properties. Here, we investigate arrays of these dielectric microresonators with respect to their emission properties resulting from the coherent behavior of the coupled constituents. This approach is inspired by electronic mesoscopic physics where the additional interference effects are known to enhance the properties of the individual system. As an example, we study the linear arrangement of nominally identical Lima¸con-shaped cavities and find mostly an increase of the portion of directional emitted light while its angular spread is largely diminished from 20 deg for the single cavity to about 3 deg for a linear array of 10 Lima¸con resonators, in fair agreement with a simple array model. Moreover, by varying the intercavity distance, we observe windows of reversion of the emission directionality and superdirectionality that can be interesting for applications like optical sensing or interconnects. We introduce a generalized array factor model that takes the coupling into account.



https://doi.org/10.1103/PhysRevResearch.1.033171
Stehr, Uwe; Stegner, Johannes; Fischer, Michael; Gropp, Sebastian; Müller, Jens; Hoffmann, Martin; Hein, Matthias
Ganzheitliche Entwurfsmethodik für kompakte HF-MEMS-Oszillatoren auf einem SiCer-Verbundsubstrat. - In: MikroSystemTechnik Kongress 2019, (2019), S. 669-672

Döbereiner, Michael; Käske, Martin; Schwind, Andreas; Andrich, Carsten; Hein, Matthias; Thomä, Reiner; Del Galdo, Giovanni
Joint high-resolution delay-doppler estimation for bi-static radar measurements. - In: 2019 16th European Radar Conference, (2019), S. 145-148

https://ieeexplore.ieee.org/document/8904605
Schieler, Steffen; Schneider, Christian; Andrich, Carsten; Döbereiner, Michael; Luo, Jian; Schwind, Andreas; Wendland, Philip; Thomä, Reiner; Del Galdo, Giovanni
OFDM waveform for distributed radar sensing in automotive scenarios. - In: 2019 16th European Radar Conference, (2019), S. 225-228

https://ieeexplore.ieee.org/document/8904754
Hasnain, Syed N.; Stephan, Ralf; Brachvogel, Marius; Meurer, Michael; Hein, Matthias
Robust automotive satellite navigation achieved with distributed groups of sub-arrays. - In: AMTA 2019 proceedings, (2019), insges. 5 S.

https://doi.org/10.23919/AMTAP.2019.8906347
Buddappagari, Sreehari; Schwind, Andreas; Stephan, Ralf; Hein, Matthias
Monostatic RCS measurements of a passenger car mock-up at 77 GHz frequency in virtual environment. - In: 2019 49th European Microwave Conference, (2019), S. 996-999

https://doi.org/10.23919/EuMC.2019.8910719
Schwind, Andreas; Buddappagari, Sreehari; Hofmann, Willi; Stephan, Ralf; Thomä, Reiner; Hein, Matthias
Co-polarized bi-static RCS measurements of vulnerable road users between 1 and 10 GHz. - In: 2019 49th European Microwave Conference, (2019), S. 992-995

https://doi.org/10.23919/EuMC.2019.8910693
Hofmann, Willi; Bornkessel, Christian; Schwind, Andreas; Hein, Matthias
Challenges of RF absorber characterization: comparison between RCS- and NRL-Arch-methods. - In: EMC Europe 2019 Barcelona, (2019), S. 370-375

https://doi.org/10.1109/EMCEurope.2019.8871983
Stegner, Johannes; Gropp, Sebastian; Fischer, Michael; Stehr, Uwe; Hoffmann, Martin; Müller, Jens; Hein, Matthias
Cross-hierarchical design of compact RF-MEMS oscillator circuits on a silicon-ceramic composite substrate. - In: IFCS-EFTF 2019, (2019), insges. 4 S.

https://doi.org/10.1109/FCS.2019.8856111
Hein, Matthias; Stephan, Ralf; Blau, Kurt; Hasnain, Syed
Robuste Satellitennavigation in sicherheitsrelevanten Anwendungen - Konzeption : Schlussbericht der TU Ilmenau zum F&E-Verbundvorhaben : Laufzeit des Vorhabens: 01.10.2017-28.02.2019. - [Ilmenau] : Technische Universität Ilmenau. - 1 Online-Ressource (20 Seiten, 725,92 KB)Förderkennzeichen BMWi 50NA1718

https://doi.org/10.2314/KXP:1678973386
Stegner, Johannes; Fischer, Michael; Gropp, Sebastian; Stehr, Uwe; Hein, Matthias
MEMS-based RF oscillators using SiCer technology. - In: IEEE microwave magazine, Bd. 20 (2019), 10, S. 71-85

https://doi.org/10.1109/MMM.2019.2928678
Silva Cortes, Victor; Nowak, Jacek; Chauhan, Vikrant; Stehr, Uwe; Hein, Matthias; Fischer, Georg; Hagelauer, Amelie
RF MEMS modules. - In: IEEE microwave magazine, Bd. 20 (2019), 10, S. 44-55

https://doi.org/10.1109/MMM.2019.2928676
Fischer, Michael; Gropp, Sebastian; Stegner, Johannes; Frank, Astrid; Hoffmann, Martin; Müller, Jens
Silicon-ceramic composite substrate. - In: IEEE microwave magazine, Bd. 20 (2019), 10, S. 28-43

https://doi.org/10.1109/MMM.2019.2928675
Stehr, Uwe; Hagelauer, Amelie; Hein, Matthias
SiCer: meeting the challenges of tomorrow's complex electronic systems. - In: IEEE microwave magazine, Bd. 20 (2019), 10, S. 26-27, 92
From the guest editors' desk

https://doi.org/10.1109/MMM.2019.2928614
Stegner, Johannes; Fischer, Michael; Gropp, Sebastian; Stehr, Uwe; Müller, Jens; Hoffmann, Martin; Hein, Matthias
Highly integrated RF-MEMS multi-frequency oscillator on a silicon-ceramic composite substrate. - In: 2019 IEEE MTT-S International Microwave Symposium (IMS), (2019), S. 782-785

https://ieeexplore.ieee.org/document/8700986
Asghar, Muhammad Ehtisham; Buddappagari, Sreehari; Nagel, Johannes; Baumgärtner, Florian; Stephan, Ralf; Hein, Matthias
Evaluation of absorber configuration for a low clutter environment for over-the-air automotive radar testing. - In: 2019 IEEE MTT-S International Conference on Microwaves for Intelligent Mobility (ICMIM), (2019), insges. 4 S.

https://doi.org/10.1109/ICMIM.2019.8726691
Wollenschläger, Frank; Foged, Lars J.; Asghar, Muhammad Ehtisham; Bornkessel, Christian; Hein, Matthias
Spherical wave expansion applied to the measured radiation patterns of automotive antennas in the installed state in the GHz range. - In: 2019 13th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP), (2019), insges. 5 S.

https://ieeexplore.ieee.org/document/8739832
Jäger, Lisa C.; Berlt, Philipp; Bornkessel, Christian; Hein, Matthias
Distributed spatial channel emulation for virtual drive testing based on multiple software-defined radios. - In: 2019 13th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP), (2019), insges. 5 S.

https://ieeexplore.ieee.org/document/8739304
Asghar, Muhammad Ehtisham; Wollenschläger, Frank; Bornkessel, Christian; Griesche, Andreas; Hein, Matthias
Comparative analysis of spherical near-field automotive antenna measurement facilities. - In: 2019 13th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP), (2019), insges. 5 S.

https://ieeexplore.ieee.org/document/8740074
Schwind, Andreas; Andrich, Carsten; Wendland, Philip; Döbereiner, Michael; Del Galdo, Giovanni; Schäfer, Günter; Thomä, Reiner; Hein, Matthias
Bi-static delay-Doppler emulation of cooperative passive vehicle-to-X radar. - In: 2019 13th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP), (2019), insges. 5 S.

https://ieeexplore.ieee.org/document/8739479
Singh, Jasmeet; Stephan, Ralf; Hein, Matthias
Low-profile penta-band automotive patch antenna using horizontal stacking and corner feeding. - In: IEEE access, ISSN 2169-3536, Bd. 7 (2019), S. 74198-74205

https://doi.org/10.1109/ACCESS.2019.2919730
Singh, Jasmeet; Stephan, Ralf; Hein, Matthias
Low-profile wideband differentially fed di-patch antenna closely above metallic ground. - In: IEEE antennas and wireless propagation letters, ISSN 1548-5757, Bd. 18 (2019), 5, S. 976-980

https://doi.org/10.1109/LAWP.2019.2906825
Spira, Steffen; Thomä, Reiner; Hein, Matthias
A multi-beam direction- and polarization-agile mm-wave front-end for 5G communications. - In: "U drive microwaves", (2019), S. 71-74

https://doi.org/10.23919/GEMIC.2019.8698147
Artner, Gerald; Kotterman, Wim; Del Galdo, Giovanni; Hein, Matthias
Automotive antenna roof for cooperative connected driving. - In: IEEE access, ISSN 2169-3536, Bd. 7 (2019), S. 20083-20090

https://doi.org/10.1109/ACCESS.2019.2897219
Berlt, Philipp; Jäger, Lisa; Schwind, Andreas; Wollenschläger, Frank; Bornkessel, Christian; Hein, Matthias
Over-the-air testing of automotive antennas and wireless links in the installed state on the basis of LTE downlink communication parameters. - In: Advances in science, technology and engineering systems journal, ISSN 2415-6698, Bd. 4 (2019), 1, S. 282-291

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Thomä, Reiner; Andrich, Carsten; Del Galdo, Giovanni; Döbereiner, Michael; Hein, Matthias; Käske, Martin; Schäfer, Günter; Schieler, Steffen; Schneider, Christian; Schwind, Andreas; Wendland, Philip
Cooperative passive coherent location: a promising 5G service to support road safety. - In: IEEE communications magazine, ISSN 1558-1896, Bd. 57 (2019), 9, S. 86-92

https://doi.org/10.1109/MCOM.001.1800242
Wuschek, Matthias; Bornkessel, Christian
Feldbereiche um Sektorantennen von Mobilfunkbasisstationen: Konsequenzen für Mess- und vereinfachte Berechnungsverfahren. - In: NIR 2018: Wellen - Strahlung - Felder, (2018), S. 500-516

Hasnain, Syed Naser; Stephan, Ralf; Brachvogel, Marius; Meurer, Michael; Hein, Matthias A.
Performance of distributed antenna sub-arrays for robust satellite navigation in automotive applications. - In: ISIS-MTE 2018/ESAVS 2018/POSNAV 2018, (2018), insges. 9 S.

Stehr, Uwe; Stegner, Johannes; Chauhan, Vikrant; Silva, Victor; Weigel, Robert; Hagelauer, Amelie; Frank, Astrid; Michael, Steffen; Hein, Matthias
Investigation of thermal and non-linear effects on the performance of the power amplifier - BAW filter - chain in a LTE transmitter. - In: 2018 IEEE International Ultrasonics Symposium (IUS), (2018), insges. 4 S.

https://doi.org/10.1109/ULTSYM.2018.8580055
Spira, Steffen; Blau, Kurt; Wagner, Christoph; Schulz, Alexander; Gutzeit, Nam; Müller, Jens; Thomä, Reiner; Hein, Matthias
A mm-wave multi-beam directional and polarimetric agile front-end for 5G communications. - In: 2018 Asia-Pacific Microwave Conference proceedings, (2018), S. 672-674

https://doi.org/10.23919/APMC.2018.8617624
Stegner, Johannes; Gropp, Sebastian; Podoskon, Dmitry; Stehr, Uwe; Hoffmann, Martin; Hein, Matthias
An analytical formulation of the radio-frequency response of piezoelectric contour-mode MEMS resonators verified by measurements. - In: IFCS 2018, (2018), insges. 5 S.

https://doi.org/10.1109/FCS.2018.8597517
Brachvogel, Marius; Niestroj, Michael; Zorn, Soeren; Meurer, Michael; Hasnain, Syed N.; Stephan, Ralf; Hein, Matthias A.
Performance of GNSS beamforming algorithms using distributed sub-arrays in automotive applications. - In: Proceedings of the 31st International Technical Meeting of the Satellite Division of the Institute of Navigation, (2018), S. 4052-4063

Mathew, Sumy; Welker, Tilo; Spira, Steffen; Stephan, Ralf; Müller, Jens; Hein, Matthias
A radio-over-fiber link with hybrid optical fiber-ceramic multilayer technology. - In: 2018 48th European Microwave Conference, ISBN 978-2-87487-051-4, (2018), S. 789-792

https://doi.org/10.23919/EuMC.2018.8541814
Artner, Gerald; Kotterman, Wim; Del Galdo, Giovanni; Hein, Matthias A.
Conformal automotive roof-top antenna cavity with increased coverage to vulnerable road users. - In: IEEE antennas and wireless propagation letters, ISSN 1548-5757, Bd. 17 (2018), 12, S. 2399-2403

https://doi.org/10.1109/LAWP.2018.2876628
Asghar, Muhammad Ehtisham; Wollenschläger, Frank; Asgharzadeh, Aidin; Singh, Jasmeet; Hein, Matthias
Influence of antenna mounting location on the radiation pattern of an automotive antenna. - In: 12th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP 2018), ISBN 978-1-78561-816-1, (2018), insges. 5 S.

https://doi.org/10.1049/cp.2018.1000
Wollenschläger, Frank; Hasnain, Syed Naser; Bornkessel, Christian; Hein, Matthias A.
Precision phase measurements of automotive antennas for localization in anechoic chambers. - In: 12th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP 2018), ISBN 978-1-78561-816-1, (2018), insges. 5 S.

https://doi.org/10.1049/cp.2018.0716
Schwind, Andreas; Berlt, Philipp; Lorenz, Mario; Schneider, Christian; Hein, Matthias
Over-the-air MIMO channel emulation for automotive LTE radio systems using software defined radio. - In: 12th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP 2018), ISBN 978-1-78561-816-1, (2018), insges. 5 S.

https://doi.org/10.1049/cp.2018.0399
Berlt, Philipp; Wollenschläger, Frank; Bornkessel, Christian; Hein, Matthias
Spatial correlation of C-V2X antennas measured in the virtual road simulation and test area. - In: 12th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP 2018), ISBN 978-1-78561-816-1, (2018), insges. 5 S.

https://doi.org/10.1049/cp.2018.0393
Biswas, Shantonu; Reiprich, Johannes; Pezoldt, Jörg; Hein, Matthias; Stauden, Thomas; Jacobs, Heiko O.
Stress-adaptive meander track for stretchable electronics. - In: Flexible and printed electronics, ISSN 2058-8585, Bd. 3 (2018), 3, 032001, insges. 7 S.

https://doi.org/10.1088/2058-8585/aad583
Buddappagari, Sreehari; Asghar, Muhammad Ehtisham; Nagel, Johannes; Rožmann, Michael; Stephan, Ralf; Hein, Matthias
Comparison of real and simulated automotive radar targets measured with a reference radar. - In: Proceedings of the 2018 International Conference on Electromagnetics in Advanced Applications (ICEAA), ISBN 978-1-5386-6762-0, (2018), S. 468-471

https://doi.org/10.1109/ICEAA.2018.8520431
Chauhan, Vikrant; Wandji, L. Wilfried; Peng, Xuejiao; Silva Cortes, Victor; Frank, Astrid; Fischer, Michael; Stehr, Uwe; Weigel, Robert; Hagelauer, Amelie
Design and performance of power amplifier integration with BAW filter on a silicon-ceramic composite and standard epoxy/glass substrate. - In: 2018 IEEE MTT-S International Microwave Workshop Series on Advanced Materials and Processes for RF and THz Applications (IMWS-AMP), (2018), insges. 3 S.

https://doi.org/10.1109/IMWS-AMP.2018.8457140
Hofmann, Willi; Bornkessel, Christian; Hein, Matthias A.
Influence of electrically large structures on the EMC-compliance of a semi-anechoic chamber. - In: 2018 IEEE MTT-S International Conference on Microwaves for Intelligent Mobility (ICMIM), ISBN 978-1-5386-1725-0, (2018), insges. 4 S.

https://doi.org/10.1109/ICMIM.2018.8443499
Buddappagari, Sreehari; Asghar, Muhammad Ehtisham; Stephan, Ralf; Hein, Matthias; Nagel, Johannes; Baumgärtner, Florian
System architecture for installed-performance testing of automotive radars over-the-air. - In: 2018 IEEE MTT-S International Conference on Microwaves for Intelligent Mobility (ICMIM), ISBN 978-1-5386-1725-0, (2018), insges. 4 S.

https://doi.org/10.1109/ICMIM.2018.8443490
Singh, Jasmeet; Alam, Kazi Shafiqul; Stephan, Ralf; Hein, Matthias
Metal chassis tolerant conformal high impedance surface based LTE-2600 automotive antenna. - In: 2018 IEEE MTT-S International Conference on Microwaves for Intelligent Mobility (ICMIM), ISBN 978-1-5386-1725-0, (2018), insges. 4 S.

https://doi.org/10.1109/ICMIM.2018.8443545
Schwind, Andreas; Stephan, Ralf; Hein, Matthias
Simulations and measurements of the bistatic radar cross section of vulnerable road users between 2 GHz and 6 GHz. - In: 2018 IEEE MTT-S International Conference on Microwaves for Intelligent Mobility (ICMIM), ISBN 978-1-5386-1725-0, (2018), insges. 4 S.

https://doi.org/10.1109/ICMIM.2018.8443498
Stegner, Johannes; Fischer, Michael; Gropp, Sebastian; Stehr, Uwe; Müller, Jens; Hoffmann, Martin; Hein, Matthias
A multi-frequency MEMS-based RF oscillator covering the range from 11.7 MHz to 1.9 GHz. - In: Proceedings of the 2018 IEEE MTT-S International Microwave Symposium, ISBN 978-1-5386-5067-7, (2018), S. 575-578

https://doi.org/10.1109/MWSYM.2018.8439449
Berlt, Philipp; Wollenschläger, Frank; Bornkessel, Christian; Hein, Matthias
Reliable derivation of automotive antenna gain patterns from LTE communication parameters. - In: 2018 IEEE 87th Vehicular Technology Conference (VTC Spring), ISBN 978-1-5386-6355-4, (2018), insges. 5 S.

https://doi.org/10.1109/VTCSpring.2018.8417494
Stegner, Johannes; Gropp, Sebastian; Podoskin, Dmitry; Stehr, Uwe; Hoffmann, Martin; Hein, Matthias
An analytical temperature-dependent design model for contour-mode MEMS resonators and oscillators verified by measurements. - In: Sensors, ISSN 1424-8220, Bd. 18 (2018), 7, 2159, insges. 21 S.

https://doi.org/10.3390/s18072159
Krauß, Alexander;
Nachführbare Antennen geringer Bauhöhe für die mobile Satellitenkommunikation. - Ilmenau : Universitätsbibliothek, 2018. - 1 Online-Ressource (135 Blätter)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2018

Das wachsende Interesse an bidirektionaler Satellitenkommunikation im Ka-Band erfordert Antennenentwürfe, welche die in diesem Kommunikationsband weit auseinander liegenden Downlink- und Uplink-Frequenzbereiche berücksichtigen und somit ein dualbandiges Verhalten aufweisen. Während Naturkatastrophen oder anderer desaströser Szenarien erfordert die mobile Krisenkommunikation über einen geostationären Satelliten eine hohe Zuverlässigkeit bei kompaktem Antennendesign. Im Fall einer beschädigten oder überlasteten terrestrischen Kommunikationsinfrastruktur stellen mobile Nutzerterminals mit einer geringen Aufbauhöhe eine wichtige Alternative für die Kommunikation von Rettungseinsatzkräften, Hilfsorganisationen und anderen Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben dar. Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine neuartige zweidimensional-periodische Leckwellenantennenstruktur entwickelt, die auf einer zweilagigen frequenzselektiven Oberfläche (FSS) basiert und sowohl für den Empfangs- als auch den Sendefall ausgelegt ist. Die erfolgreich entworfene FSS-Einheitszelle erlaubt zirkulare Polarisation und überlagerte Aperturen für eine dualbandige Funktionalität. Die zweilagige frequenzselektive Oberfläche wird mit einer innovativen Primärquelle angeregt - realisiert durch eine Schlitzstrahlergruppe, die mittels integriertem und verlustarmen Hohlleiternetzwerk bei 20 und 30 GHz gespeist wird. Der Entwurf, Simulationsmodelle und die messtechnische Charakterisierung verschiedener Leckwellenantennenpaneele werden in der vorliegenden Dissertation im Detail diskutiert. Im Verlauf des Promotionsvorhabens wurden auf Basis der entwickelten Antennenpaneele zwei Demonstratoren nachführbarer Satellitenkommunikationsantennen aufgebaut und erfolgreich erprobt. Das verwendete Antennenkonzept erlaubt die Realisierung mit gewissen Freiheitsgraden bezüglich Anzahl und Neigungswinkel der Paneele für den Einsatz bei unterschiedlichen geografischen Breitengraden. Für die Nachführung der Richtcharakteristik wird eine hybride Strategie angewendet. Die Strahlnachführung im Azimut erfolgt mechanisch durch eigens für die Anwendung entwickelte Antennenpositionierer. In der Elevationsebene wird die elektronische Nachführung unter Ausnutzung einer rekonfigurierbaren Richtcharakteristik realisiert.



http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2018000182
Hofmann, Willi; Bornkessel, Christian; Hein, Matthias
Entwicklung eines Immissionsmessverfahrens für Funkdienste mit Frequenzsprungverfahren. - In: Elektromagnetische Verträglichkeit emv, (2018), S. 482-489

Bornkessel, Christian; Asghar, Muhammad Ehtisham; Hein, Matthias
Einfluss der Dekodierbandbreite auf die Genauigkeit von LTE-Immissionsmessungen. - In: Elektromagnetische Verträglichkeit emv, (2018), S. 490-496

Stehr, Uwe; Stegner, Johannes; Fischer, Michael; Gropp, Sebastian; Müller, Jens; Hoffmann, Martin; Hein, Matthias
Multiphysical design of compact RF modules on a silicon-ceramics substrate. - In: Riding the green waves, (2018), S. 75-78

https://doi.org/10.23919/GEMIC.2018.8335032
Schwind, Andreas; Berlt, Philipp; Lorenz, Mario; Schneider, Christian; Hein, Matthias
Implementation of a MIMO channel emulator for over-the-air LTE testing using software defined radio. - In: Riding the green waves, (2018), S. 307-310

https://doi.org/10.23919/GEMIC.2018.8335091
Silva Cortes, Victor; Stehr, Uwe; Stegner, Johannes; Nowak, Jacek; Hein, Matthias; Sommer, Ralf; Fischer, Georg; Hagelauer, Amelie
Multiphysical design methodology for the heterogeneous integration of an RF receiver. - In: Riding the green waves, (2018), S. 67-70

https://doi.org/10.23919/GEMIC.2018.8335030
Loracher, Stefanie; Blau, Kurt; Stehr, Uwe; Hein, Matthias
An electronically tuneable inductance with extended frequency range. - In: Riding the green waves, (2018), S. 172-175

https://doi.org/10.23919/GEMIC.2018.8335057
Stegner, Johannes; Fischer, Michael; Gropp, Sebastian; Stehr, Uwe; Müller, Jens; Hoffmann, Martin; Hein, Matthias
Design and implementation of a MEMS-based RF oscillator on a unique silicon-ceramic composite substrate. - In: Riding the green waves, (2018), S. 71-74

https://doi.org/10.23919/GEMIC.2018.8335031
Silva Cortes, Victor; Liu, Lian; Stehr, Uwe; Fischer, Michael; Frank, Astrid; Chauhan, Vikrant; Hein, Matthias A.; Müller, Jens; Weigel, Robert; Fischer, Georg; Hagelauer, Amelie
Design of a power amplifier module in a novel silicon-ceramic substrate for an LTE transmitter. - In: 2017 IEEE Asia Pacific Microwave Conference, ISBN 978-1-5386-0640-7, (2017), S. 448-451

https://doi.org/10.1109/APMC.2017.8251477
Hein, Matthias; Matthews, Sumy; Spira, Steffen; Müller, Jens; Drüe, Karl-Heinz; Gutzeit, Nam; Welker, Tilo
Innovative ceramic based circuit platforms and technologies for telecommunication satellites :
Verbundprojekt: iKERSATEC : Innovative keramische Schaltungsplattformen für künftige Satellitentechnologien : Abschlussbericht : Laufzeit des Vorhabens: 01.04.2013-30.04.2017
Stand: 31.10.2017. - [Ilmenau] : [Technische Universität Ilmenau, Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik, Institut für Mikro- und Nanotechnologien]. - 1 Online-Ressource (67 Seiten, 6,18 MB)Förderkennzeichen BMWi 50YB1303. - Verbund-Nummer 01138125

https://doi.org/10.2314/GBV:1011070707
Pralon, Mariana; Hein, Matthias; Thomä, Reiner; Pralon, Leandro; Pompeo, Bruno; Beltrao, Gabriel; Del Galdo, Giovanni; Landmann, Markus
Polarization optimization of compact antenna arrays for direction of arrival estimation. - In: 2017 14th European Radar Conference, ISBN 978-2-87487-049-1, (2017), S. 485-488

https://doi.org/10.23919/EURAD.2017.8249253
Ebert, Alexander; Schulz, Alexander; Müller, Jens; Stephan, Ralf; Kässer, Tobias; Konrath, Willibald; Hein, Matthias
Non-blocking Ka-band switch matrix module in three-dimensional multilayer ceramic technology. - In: 2017 IEEE International Conference on Microwaves, Antennas, Communications and Electronic Systems (COMCAS), ISBN 978-1-5386-3169-0, (2017), insges. 4 S.

https://doi.org/10.1109/COMCAS.2017.8244836
Loracher, Stefanie; Blau, Kurt; Stehr, Uwe; Stephan, Ralf; Hein, Matthias
Implementation of an electronically tuneable, transistor-based, passive, symmetric RF inductance. - In: 2017 IEEE International Conference on Microwaves, Antennas, Communications and Electronic Systems (COMCAS), ISBN 978-1-5386-3169-0, (2017), insges. 5 S.

https://doi.org/10.1109/COMCAS.2017.8244832
Pralon, Mariana; Hein, Matthias; Thomä, Reiner; Pralon, Leandro; Pompeo, Bruno; Beltrao, Gabriel; Del Galdo, Giovanni; Landmann, Markus
Polarization optimization of compact antenna arrays for direction of arrival estimation. - In: 2017 47th European Microwave Conference, ISBN 978-2-87487-047-7, (2017), S. 1333-1336

https://doi.org/10.23919/EuMC.2017.8231098
Mathew, Sumy; Welker, Tilo; Gutzeit, Nam; Spira, Steffen; Stephan, Ralf; Müller, Jens; Hein, Matthias
Modulation characteristics of a laser-diode hybrid-integrated into a ceramic multilayer module for radio-over-fiber applications. - In: 2017 47th European Microwave Conference, ISBN 978-2-87487-047-7, (2017), S. 624-627

https://doi.org/10.23919/EuMC.2017.8230925
Kopacz, Thomas; Bornkessel, Christian; Hein, Matthias; Heberling, Dirk
Investigation of LTE user equipment transmit power control and comparison of uplink exposure between small and macro cell environment. - In: Joint Meeting of the Bioelectromagnetics Society and the European BioElectromagnetics Association (BioEM2017), ISBN 978-1-5108-4669-2, (2017), S. 44-50

Kopacz, Thomas; Bornkessel, Christian; Hein, Matthias; Heberling, Dirk
Measurement campaign for RF exposure in typical everyday scenarios. - In: Joint Meeting of the Bioelectromagnetics Society and the European BioElectromagnetics Association (BioEM2017), ISBN 978-1-5108-4669-2, (2017), S. 364-369

Singh, Jasmeet; Asgharzadeh, Aidin; Stephan, Ralf; Hein, Matthias
Influence of car body modeling on the gain patterns of automotive antennas. - In: 2017 IEEE 85th Vehicular Technology Conference (VTC Spring), ISBN 978-1-5090-5932-4, (2017), insges. 5 S.

https://doi.org/10.1109/VTCSpring.2017.8108214
Pralon, Mariana G.; Del Galdo, Giovanni; Landmann, Markus; Hein, Matthias A.; Thomä, Reiner S.
Suitability of compact antenna arrays for direction-of-arrival estimation. - In: IEEE transactions on antennas and propagation, ISSN 1558-2221, Bd. 65 (2017), 12, S. 7244-7256

https://doi.org/10.1109/TAP.2017.2757968
Gropp, Sebastian; Stegner, Johannes; Stehr, Uwe; Fischer, Michael; Müller, Jens; Hein, Matthias; Hoffmann, Martin
Silicium-Keramik-Verbundsubstrat für einen HF-MEMS-Oszillator. - In: MikroSystemTechnik Kongress 2017 "MEMS, Mikroelektronik, Systeme", (2017), S. 704-707

Asgharzadeh, Ahmad; Singh, Jasmeet; Hofmann, P.; Reichert, G.; Hein, Matthias
Design approach towards automotive FM broadcast antennas based on characteristic modes. - In: 2017 IEEE-APS Topical Conference on Antennas and Propagation in Wireless Communications (APWC), ISBN 978-1-5090-4454-2, (2017), S. 57-60

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Pralon, Maria; Hein, Matthias; Thomä, Reiner; Pralon, Leandro; Pompeo, Bruno; Beltrao, Gabriel; Del Galdo, Giovanni
On the polarization effects of decoupling and matching networks on compact single-polarized antenna arrays for direction finding. - In: 2017 IEEE-APS Topical Conference on Antennas and Propagation in Wireless Communications (APWC), ISBN 978-1-5090-4454-2, (2017), S. 256-259

https://doi.org/10.1109/APWC.2017.8062295
Stegner, Johannes; Stehr, Uwe; Tu, Cheng; Lee, Yoshua E.-Y.; Hein, Matthias
Very-low phase noise RF-MEMS reference oscillator using AlN-on-Si resonators achieved by accurate co-simulation. - In: 2017 IEEE MTT-S International Microwave Symposium (IMS), ISBN 978-1-5090-6360-4, (2017), S. 1303-1306

https://doi.org/10.1109/MWSYM.2017.8058850
Hein, Matthias; Stephan, Ralf; Blau, Kurt; Ibraheam, Maysam; Butt, Safwat Irteza
Kompakte Satellitenempfangssysteme für robuste Navigationsanwendungen - KOSERNA : Schlussbericht der TU Ilmenau zum F&E-Verbundvorhaben : Laufzeit des Vorhabens 01.02.2014-31.01.2017. - [Ilmenau] : [Technische Universität Ilmenau, Fachgebiet Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik]. - 1 Online-Ressource (30 Seiten, 2,74 MB)Förderkennzeichen BMWi 50 NA 1405. - Verbund-Nummer 01151193

https://edocs.tib.eu/files/e01fb17/897149688.pdf
Nowak, Jacek; Krauße, Dominik; Mona, Mahmoud; Sommer, Ralf; Stegner, Johannes
Design of a LTE-receiver using a design methodology for multiphysical RF systems. - In: SMACD 2017, ISBN 978-1-5090-5052-9, (2017), insges. 4 S.

https://doi.org/10.1109/SMACD.2017.7981626
Laqua, Daniel; Blau, Kurt; Naß, Michael
Wireless equipment localization for medical environments. - In: 2017 First IEEE MTT-S International Microwave Bio Conference (IMBioC), ISBN 978-1-5386-1713-7, (2017), insges. 4 S.

https://doi.org/10.1109/IMBIOC.2017.7965777
Ibraheam, Maysam; Bieske, Björn; Blau, Kurt; Schäfer, Eric; Jäger, Andre; Butt, Safwat Irteza; Stephan, Ralf; Hein, Matthias
Feasibility of dual-polarized antenna arrays for GNSS receivers at low elevations. - In: 2017 11th European Conference on Antennas and Propagation (EUCAP), ISBN 978-88-907018-7-0, (2017), S. 857-861

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Berlt, Philipp; Wollenschläger, Frank; Bornkessel, Christian; Hein, Matthias
Cluster-based radio channel emulation for over-the-air testing of automotive wireless systems. - In: 2017 11th European Conference on Antennas and Propagation (EUCAP), ISBN 978-88-907018-7-0, (2017), S. 2440-2444

https://doi.org/10.23919/EuCAP.2017.7928399
Bayer, Hendrik;
Nachführbare Antennen für die mobile Satellitenkommunikation auf Basis des Multimode-Monopuls-Prinzips. - Ilmenau : Universitätsbibliothek, 2017. - 1 Online-Ressource (vi, 168 Seiten)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2017

Die hier präsentierte Arbeit beschäftigt sich mit dem Entwurf und der Realisierung von nachführbaren Antennen für die mobile Satellitenkommunikation auf Basis von Reflektorantennen. Dieser Antennentyp spielt eine zentrale Rolle für Bodenstationsantennen, die hohe Datenraten auch während der Fahrt des Trägerfahrzeugs zur Verfügung stellen sollen. Ausgehend von der Vorstellung bestehender Systeme und den Anforderungen an mobile Satellitenantennen werden Konstruktionsgrundlagen für die Dimensionierung von Cassegrain-Antennen beschrieben. Für die Nachführung dieses Antennentyps stehen verschiedene technische Prinzipien zur Verfügung, bei denen in dieser Arbeit besonderer Fokus auf Monopuls-Technologien besteht. Dieses Prinzip ermöglicht die Schätzung der Fehlausrichtung einer Antenne in Bezug zur Richtung, aus der das Empfangssignal kommt, für einen begrenzten räumlichen Ausschnitt aus dem Richtdiagramm der Antenne. Die hiermit generierten Richtungsinformationen werden für einen Regelkreis zur mechanischen Nachführung der Antenne verwendet. Basierend auf den vorgestellten Konzepten wird ein Demonstrator für eine Außeneinheit eines mobilen Satellitenterminals beschrieben. Dieser Demonstrator besteht aus einem individuell angefertigten mechanischen Antennenpositionierer und einer 60 cm Ka-Band Cassegrain-Antenne, welche mit einem neu entworfenen TM01-Multimode-Monopuls-Speisesystem bestehend aus einem Hohlleiter-Modenkoppler versehen ist. Die Entwicklung der Speisekette wird über eine erste Variante für reinen Empfangsbetrieb bis hin zu einer vollständigen Dual-Band-Version für Sende- und Empfangsfunktion dargestellt. Hierbei wird auf die numerische Simulation der Strukturen sowie auf die messtechnische Charakterisierung nach der Fertigung eingegangen. Darüber hinaus wird die Generierung des Fehlervektors, der für die Nachführung der Antenne benötigt wird, beschrieben. Zusätzlich zum Hohlleiter-basierten Koppler wird in dieser Arbeit ein neuartiger Modenkoppler für TM01-Multimode-Monopuls vorgestellt, bei dem Übergänge von gedruckten Koplanarleitungen zu Hohlleitern eingesetzt werden. Diese Methode ermöglicht die Integration des Kopplers zusammen mit dem Sendeempfänger in derselben Technologie, wodurch ein sehr kompakter, leichter und kostengünstiger Aufbau der Speisekette möglich wird.



http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2017000147
Tu, Cheng; Frank, Astrid; Michael, Steffen; Stegner, Johannes; Stehr, Uwe; Hein, Matthias; Lee, Josh E.-Y.
Applying laser Doppler vibrometry to probe anchor losses in MEMS AlN-on-Si contour mode resonators. - In: Sensors and actuators, ISSN 1873-3069, Bd. 263 (2017), S. 188-197

https://doi.org/10.1016/j.sna.2017.06.003
Bartsch, Heike; Schulz, Alexander; Müller, Jens; Ebert, Alexander; Spira, Steffen; Wollenschläger, Frank; Hein, Matthias
Applications of microwave dielectrics. - In: Microwave materials and applications, ISBN 978-1-119-20852-5, (2017), S. 653-682

Hildinger, Rainer; Lipp, Stefan; Geißler, René; Del Galdo, Giovanni; Raschke, Florian; Henze, Volker
KASYMOSA - Ka-Bandsysteme für die mobile Satellitenkommunikation : Schlussbericht. - Ilmenau : Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS. - 1 Online-Ressource (111 Seiten, 5,15 MB)Förderkennzeichen BMWi 50 YB 1319 - 50 YB 1320 - 50 YB 1321. - Verbund-Nummer 01143745

https://edocs.tib.eu/files/e01fb17/886552214.pdf
Loracher, Stefanie; Blau, Kurt; Stehr, Uwe; Stephan, Ralf; Hein, Matthias
Experimental proof-of-principle of a passive, nearly reciprocal, transistor-based tuneable RF inductance. - In: 2016 46th European Microwave Conference, ISBN 978-2-87487-043-9, (2016), S. 1055-1058

https://doi.org/10.1109/EuMC.2016.7824528
Ebert, Alexander; Müller, Jens; Stephan, Ralf; Stöpel, Dirk; Kässer, Tobias; Konrath, Willibald; Hein, Matthias A.
Compact reconfigurable industry-level Ka-band switch matrix payload module for geostationary satellite operation. - In: 2016 46th European Microwave Conference, ISBN 978-2-87487-043-9, (2016), S. 65-68

https://doi.org/10.1109/EuMC.2016.7824278
Stegner, Johannes; Fischer, Michael; Gropp, Sebastian; Podoskin, Dmitry; Stehr, Uwe; Müller, Jens; Hoffmann, Martin; Hein, Matthias
Compact low phase-noise MEMS-based RF oscillator on a dedicated silicon-ceramic composite substrate. - In: 2016 46th European Microwave Conference, ISBN 978-2-87487-043-9, (2016), S. 995-998

https://doi.org/10.1109/EuMC.2016.7824513
Vogt, Gabor;
Effizienter, flexibler und genauer Entwurf von Mehrlagen-Mikrowellenschaltungen mittels modularer Techniken. - Ilmenau : Universitätsbibliothek, 2016. - 1 Online-Ressource (ii, 159 Seiten)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2016

Mit der Erschließung neuer Frequenzbereiche und der steigenden Komplexität von Mehrlagen-Mikrowellenschaltungen steigt auch der Bedarf nach effizienten, flexiblen und genauen Entwurfsmethoden. Die vorliegende Arbeit verfolgt daher einen systematischen Ansatz zur Evaluierung von Entwurfsverfahren anhand dieser wesentlichen Kriterien. Grundidee der daraus entwickelten und anhand von Teststrukturen verifizierten Methodik ist die konsequente Modularisierung von Mikrowellensystemen mit entsprechend geeigneten Entwurfstechniken. Auf der Basis einer flexibel erweiterbaren Modulbibliothek werden komplexe Leitungsstrukturen mittels konstruktiver und elektromagnetischer Verkettung, unter Minimierung auftretender Simulationsfehler effizient modelliert, simuliert und optimiert. Auch technologische Herausforderungen bei der strukturtreuen Herstellung keramischer Mehrlagenmodule (engl. low temperature co-fired ceramics, LTCC) werden dabei quantitativ erfasst und entwurfsseitig berücksichtigt. Als wichtigstes Ergebnis neben den ausgeführten und erprobten Entwurfstechniken, konnte ausgehend vom Forschungsprojekt KERAMIS II (Keramische Mikrowellenschaltkreise für die Satellitenkommunikation) ein Schaltmatrix-Modul für einen LTCC-Substratwechsel adaptiert, aufgebaut, erfolgreich charakterisiert und zur Verifikation des modularen Entwurfsansatzes genutzt werden.



http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2016000736
Tu, Cheng; Lee, Joshua E.-Y.; Frank, Astrid; Schäffel, Christoph; Stehr, Uwe; Hein, Matthias A.
Probing anchor losses in AlN-on-Si contour mode MEMS resonators through laser Doppler vibrometry. - In: IEEE SENSORS 2016, ISBN 978-1-4799-8287-5, (2016), insges. 3 S.

https://doi.org/10.1109/ICSENS.2016.7808780
Butt, Safwat Irteza;
Compact adaptive planar antenna arrays for robust satellite navigation systems. - Ilmenau : Universitätsbibliothek, 2016. - 1 Online-Ressource (185 Seiten)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2016

Enthält Thesen

In den zurückliegenden zwei Jahrzehnten ist die Abhängigkeit der Industriegesellschaft von satellitengestützten Ortungssystemen, Navigationsdiensten und Zeitsignalen dramatisch gewachsen. Darauf aufbauende moderne Anwendungen reichen von hochgenauen Ortungsgeräten bis zu intelligenten Transportsystemen und von der Synchronisation mobiler Netzwerke zu Wetter- und Klimabeobachtung. Dies setzt neue höhere Standards in der Robustheit, Genauigkeit, Verfügbarkeit und Verlässlichkeit moderner Navigationsempfänger voraus. Möglich werden diese Verbesserungen aktuell mit der Einführung von Multiantennensystemen in den Navigationsgeräten. Jedoch wird die Nutzung dieses Ansatzes durch die größeren Abmessungen der Antennenarrays erschwert, weil standardmäßig der Elementabstand zu einer halben Freiraumwellenlänge gewählt wird, was im L Band ca. 10 cm bedeutet. In dieser Arbeit werden kompakte Antennenarrays für Navigationsempfänger mit geringerem Elementabstand vorgeschlagen, die eine Miniaturisierung der Empfängerabmessungen erlauben. Diese kompakten Arrays werden in ihrer Leistungsfähigkeit jedoch durch die negativen Effekte der Verkopplung zwischen den Einzelelementen beeinträchtigt. Für die Beurteilung der Empfängerleistungsfähigkeit existieren verschiedene Qualitätsparameter für Analyse und Entwurf der planaren Arrays. Damit werden z. B. Diversity Freiheitsgrade, Qualität der Richtungsschätzung, Polarisationsreinheit und die wechselseitigen Kopplungen gemessen und eine Entwurfsumgebung wird vorgestellt, in der das optimale kompakte Antennenarray für den jeweiligen Einsatzzweck ausgewählt und konfiguriert werden kann. Dieser Prozess wird durch eine Analyse des Rauschens und seiner Korrelationseigenschaften für den gesamten Empfänger begleitet. Darüber hinaus wird ein analytisches Modell des effektiven carrier-to-interference-plus-noise ratio abgeleitet, um die Leistungsfähigkeit der Navigationsempfänger in Szenarien mit Störsignalen zu untersuchen. Schließlich werden diese Betrachtungen durch den Aufbau eines kompletten Satellitennavigationsempfängers ergänzt, um mit ihm den Nachweis der Funktionsfähigkeit und der stabilen Funktion des entworfenen Systems mit kompaktem Array unter Störereinfluss bei Laborbedingungen und in den realen Außeneinsatz zu erbringen.



http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2016000659
Krauß, Alexander; Bayer, Hendrik; Stephan, Ralf; Hein, Matthias A.
A leaky-wave antenna based on a dual-layer frequency selective surface for mobile satellite communications in Ka-band. - In: Proceedings of the International Academic Forum AMO - SPITSE - NESEFF, ISBN 978-5-91412-313-7, (2016), S. 22-23

Ebert, Alexander; Müller, Jens; Stephan, Ralf; Stöpel, Dirk; Kässer, Tobias; Konrath, Willibald; Hein, Matthias A.
Reconfigurable industry-level Ka-band switch matrix module for geostationary satellite operation. - In: Proceedings of the International Academic Forum AMO - SPITSE - NESEFF, ISBN 978-5-91412-313-7, (2016), S. 20-21

Loracher, Stefanie; Blau, Kurt; Stehr, Uwe; Stephan, Ralf; Hein, Matthias
Design verification of a passive, tuneable, transistor-based RF inductance. - In: Proceedings of the International Academic Forum AMO - SPITSE - NESEFF, ISBN 978-5-91412-313-7, (2016), S. 13-14

Blau, Kurt; Chatterjee, Debalina; Hein, Matthias A.
A wide dynamic range microwave spectrum sensor for cognitive radio. - In: Proceedings of the International Academic Forum AMO - SPITSE - NESEFF, ISBN 978-5-91412-313-7, (2016), S. 11-12

Hartmann, Christian;
Einsatz von geeigneten Verfahren der Pulslängenmodulation zur Ansteuerung von Hochfrequenz-Schaltverstärkern. - Ilmenau : Universitätsbibliothek, 2016. - 1 Online-Ressource
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2016

Die Energieeffizienz von HF-Leistungsverstärken ist mit der sehr dynamischen Entwicklung des Mobilfunks in den letzten Jahren verstärkt in den Brennpunkt des Interesses gerückt, da sie maßgeblichen Einfluss auf die mögliche Betriebsdauer von mobilen Endgeräten hat und sich auch signifikant auf die Betriebskosten des Mobilfunknetzes selbst auswirkt. Hieraus leitet sich die Motivation zum Einsatz von HF-Schaltverstärkern ab, die einen Betrieb mit deutlich verbessertem Wirkungsgrad versprechen. Zur Ansteuerung einer derartigen HF-Schaltverstärkerstufe ist aber eine Aufbereitung des HF-Nutzsignals mit Hilfe einer entsprechenden Modulatorschaltung notwendig. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden am Beispiel der konventionellen Pulslängenmodulation, sowie der Bandpass-Pulslängenmodulation Verfahren zur Ansteuerung von Schaltverstärkern untersucht, die sich zur effizienten Leistungsverstärkung von Hochfrequenzsignalen mit variabler Einhüllenden eignen. Es wurden zunächst mit Hilfe theoretischer Überlegungen und Simulationen die für den Einsatz in Schaltverstärkern maßgeblichen Eigenschaften der beiden Modulationsverfahren bestimmt. Von besonderem Interesse war hierbei die Untersuchung der mit dem jeweiligen Modulationsverfahren erreichbaren Kodiereffizienz, welche die dem Ausgangssignalspektrum des Modulators entnehmbare Nutzsignalleistung bzw. -amplitude beschreibt und für den erzielbaren Wirkungsgrad eines Schaltverstärkers von großer Bedeutung ist. Hierbei sind HF-Nutzsignale im Frequenzbereich von 450 MHz bis 3 GHz betrachtet worden, wie sie insbesondere für Anwendungen in der Mobilkommunikation von Interesse sind. Beim untersuchten Verfahren der Bandpass-Pulslängenmodulation lag das Augenmerk insbesondere auf einer neuartigen Schaltungsanordnung des Modulators, die eine lineare Übertragung der Hüllkurveninformation des HF-Nutzsignals ermöglicht. Im Vergleich zur konventionellen Pulslängenmodulation zeichnet sich die Bandpass-Pulslängenmodulation durch eine besonders hohe Kodiereffizienz aus, weshalb sie sich für die Ansteuerung von Schaltverstärkern als vorteilhaft erweist. Anhand von praktischen Implementierungen in Form von integrierten Modulatorschaltungen in einer 250 nm-SiGe-Halbleitertechnologie konnten die wichtigsten Eigenschaften der Modulationsverfahren messtechnisch verifiziert und die Tauglichkeit der beiden untersuchten Verfahren für den praktischen Einsatz nachgewiesen werden.



http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2016000355
Spira, Steffen; Schneider, Michael; Welker, Tilo; Müller, Jens; Hein, Matthias
Compact three-dimensional four-way vectorial steering module for Ka-Band multiple feeds-per-beam satellite payload applications. - In: 2016 IEEE MTT-S International Microwave Symposium (IMS), ISBN 978-1-5090-0698-4, (2016), insges. 4 S.
Im Titel ist "a" tiefgestellt

http://dx.doi.org/10.1109/MWSYM.2016.7540005
Silva Cortes, Victor; Podoskin, Dmitry; Stegner, Johannes; Fischer, Michael; Gropp, Sebastian; Hein, Matthias; Hoffmann, Martin; Müller, Jens; Weigel, Robert; Fischer, Georg; Hagelauer, Amelie
Evaluation of a multiphysical RF MEMS oscillator based on LTE receiver performance requirements. - In: 2016 21st International Conference on Microwave, Radar and Wireless Communications (MIKON), ISBN 978-1-5090-2214-4, (2016), insges. 4 S.

http://dx.doi.org/10.1109/MIKON.2016.7492025
Wollenschläger, Frank; Berlt, Philipp; Bornkessel, Christian; Hein, Matthias
Antenna configurations for over-the-air testing of wireless automotive communication systems. - In: 2016 10th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP), ISBN 978-88-907018-6-3, (2016), insges. 5 S.

http://dx.doi.org/10.1109/EuCAP.2016.7481604
Bayer, Hendrik; Krauß, Alexander; Stephan, Ralf; Hein, Matthias A.
Compact Ka-band Cassegrain antenna with multimode monopulse tracking feed for satcom-on-the-move applications. - In: 2016 10th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP), ISBN 978-88-907018-6-3, (2016), insges. 5 S.

http://dx.doi.org/10.1109/EuCAP.2016.7481881
Ibraheam, Maysam; Butt, Safwat Irteza; Stephan, Ralf; Hein, Matthias
Dual-band dual-polarized stub-loaded patch antenna for robust GNSS receivers. - In: 2016 10th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP), ISBN 978-88-907018-6-3, (2016), insges. 4 S.

http://dx.doi.org/10.1109/EuCAP.2016.7481183
Maleš-Iliâca, Nataša; Atanaskoviâc, Aleksandar; Blau, Kurt; Hein, Matthias
Linearisation of asymmetrical Doherty amplifier by the even-order non-linear signals. - In: International journal of electronics, ISSN 1362-3060, Bd. 103 (2016), 8, S. 1318-1331

http://dx.doi.org/10.1080/00207217.2015.1104727
Bornkessel, Christian; Schulze, Sindy; Hein, Matthias A.
Measured impact of electromagnetic scattering off wind turbines on broadcast signal propagation. - In: 2016 German Microwave Conference, ISBN 978-3-9812668-7-0, (2016), S. 425-428

http://dx.doi.org/10.1109/GEMIC.2016.7461646
Stegner, Johannes; Stehr, Uwe; Podoskin, Dmitry; Gropp, Sebastian; Fischer, Michael; Hoffmann, Martin; Müller, Jens; Hein, Matthias
Hybrid-integrated RF MEMS-based reference oscillator using a silicon-ceramic composite substrate. - In: 2016 German Microwave Conference, ISBN 978-3-9812668-7-0, (2016), S. 353-356

http://dx.doi.org/10.1109/GEMIC.2016.7461629
Mathew, Sumy; Welker, Tilo; Gutzeit, Nam; Spira, Steffen; Müller, Jens; Stephan, Ralf; Hein, Matthias
Passive alignment of an optical fiber on a multi-layer ceramic module for radio-over-fiber applications. - In: 2016 German Microwave Conference, ISBN 978-3-9812668-7-0, (2016), S. 53-56

http://dx.doi.org/10.1109/GEMIC.2016.7461554
Schulz, Alexander; Gutzeit, Nam; Stöpel, Dirk; Welker, Tilo; Hein, Matthias; Müller, Jens
High resolution patterning of LTCC based microwave structures for Q/V-band satellite applications. - In: 2016 German Microwave Conference, ISBN 978-3-9812668-7-0, (2016), S. 19-22

http://dx.doi.org/10.1109/GEMIC.2016.7461545
Krauß, Alexander; Bayer, Hendrik; Stephan, Ralf; Hein, Matthias A.
Dual-band leaky-wave antenna based on a dual-layer frequency selective surface for bi-directional satcom-on-the-move in Ka-band. - In: 2016 International Workshop on Antenna Technology (iWAT), ISBN 978-1-5090-0267-2, (2016), S. 25-28

http://dx.doi.org/10.1109/IWAT.2016.7434791
Bayer, Hendrik; Krauß, Alexander; Zaiczek, Tobias; Stephan, Ralf; Enge-Rosenblatt, Olaf; Hein, Matthias A.
Ka-band user terminal antennas for satellite communications. - In: IEEE antennas & propagation magazine, ISSN 1558-4143, Bd. 58 (2016), 1, S. 76-88

http://dx.doi.org/10.1109/MAP.2015.2501244
Bornkessel, Christian; Hein, Matthias A.
Erfassung der HF-Exposition in typischen Alltagsszenarien. - In: EMV: Internationale Fachmesse und Kongress für Elektromagnetische Verträglichkeit, (2016), S. 309-316

Turgaliev, Viacheslav; Kholodnyak, Dmitry; Müller, Jens; Hein, Matthias A.
Design of small-size and low-loss LTCC filters on capacitively loaded cavities. - In: Additional conferences (Device packaging, HiTEC, HiTEN, & CICMT), ISSN 2380-4491, Bd. 2015 (2015), CICMT (Apr.), Seite 000172-000183

https://doi.org/10.4071/CICMT-WA23
Spira, Steffen; Welker, Tilo; Müller, Jens; Hein, Matthias
Compact 1-stage 4-way Wilkinson power divider at Ka-band utilising LTCC technology. - In: IMAPS Nordic annual conference 2015, ISBN 978-1-5108-0813-3, (2015), S. 139-143

Bornkessel, Christian; Hein, Matthias; Wuschek, Matthias
Measurement of human exposure to LTE base stations : present status and future challenges in measurement methodology. - In: 2015 45th European Microwave Conference, ISBN 978-2-87487-039-2, (2015), S. 881-884

http://dx.doi.org/10.1109/EuMC.2015.7345905
Chatterjee, Debalina; Blau, Kurt; Hein, Matthias A.
A wide dynamic range microwave frequency discriminator for cognitive radio. - In: 2015 45th European Microwave Conference, ISBN 978-2-87487-039-2, (2015), S. 889-892

http://dx.doi.org/10.1109/EuMC.2015.7345907
Kühn, Stefanie; Stephan, Ralf; Blau, Kurt; Vorobev, Evgenii; Kholodnyak, Dmitry; Hein, Matthias A.
Passive reciprocal transistor-based tuneable inductances for metamaterial transmission lines. - In: 2nd International Scientific Symposium "Sense. Enable. SPITSE." 2015, 22 June - 03 July 2015, ISBN 978-5-7629-1647-9, (2015), S. 94-95

Podoskin, Dmitry; Brückner, Klemens; Fischer, Michael; Gropp, Sebastian; Krauße, Dominik; Nowak, Jacek; Hoffmann, Martin; Müller, Jens; Sommer, Ralf; Hein, Matthias A.
Multi-technology design of a MEMS-based integrated RF oscillator using a novel silicon-ceramic compound substrate. - In: 2nd International Scientific Symposium "Sense. Enable. SPITSE." 2015, 22 June - 03 July 2015, ISBN 978-5-7629-1647-9, (2015), S. 24-27

Chatterjee, Debalina; Blau, Kurt; Hein, Matthias A.
Microwave signal detection using four-port spectrum sensor for cognitive radio. - In: 2nd International Scientific Symposium "Sense. Enable. SPITSE." 2015, 22 June - 03 July 2015, ISBN 978-5-7629-1647-9, (2015), S. 13-14

Ebert, Alexander; Kaleem, Saqib; Müller, Jens; Stephan, Ralf; Stöpel, Dirk; Kässer, Tobias; Konrath, Willibald; Hein, Matthias
An industry-level implementation of a compact microwave diode switch matrix for flexible input multiplexing if a geo-stationary satellite payload. - In: 2015 IEEE International Conference on Microwaves, Communications, Antennas and Electronic Systems (COMCAS), ISBN 978-1-4799-7473-3, (2015), insges. 4 S.

https://doi.org/10.1109/COMCAS.2015.7360481
Turgaliev, Viacheslav; Kholodnyak, Dmitry; Müller, Jens; Hein, Matthias
Small-size low-loss bandpass filters on substrate-integrated waveguide capacitively loaded cavities embedded in low temperature co-fired ceramics. - In: Journal of ceramic science and technology, Bd. 6 (2015), 4, S. 305-314

https://doi.org/10.4416/JCST2015-00053
Kühn, Stefanie; Stephan, Ralf; Blau, Kurt; Vorobev, Evgenii; Kholodnyak, Dmitry; Hein, Matthias A.
Passive reciprocal electronically tuneable inductance in a composite-right-left-handed metamaterial unit cell. - In: 2015 9th International Congress on Advanced Electromagnetic Materials in Microwaves and Optics (METAMATERIALS), ISBN 978-1-4799-7836-6, (2015), S. 430-432

http://dx.doi.org/10.1109/MetaMaterials.2015.7342476
Saleh, Kutaiba; Jäger, Rudi; Ammon, Danny; Specht, Martin; Henkel, Andreas; Laqua, Daniel; Husar, Peter; Wolf, Mike; Blau, Kurt; Cheema, Sher Ali; Haardt, Martin; Busch, Vincenz; Linnert, Thorsten; Nass, Michael; Pospiech, Jörg
Prototypical implementation of a novel tagging system for safe localization of devices in medical environments. - In: Biomedical engineering, ISSN 1862-278X, Bd. 60.2015, S1, S. S125

http://dx.doi.org/10.1515/bmt-2015-5005
Pralon, Mariana G.; Popugaev, Alexander; Schulz, Dominik; Hein, Matthias A.; Thomä, Reiner S.
A dual-band compact L-Quad antenna array for radio localization. - In: 2015 9th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP 2015), (2015), S. 2487-2490

Ibraheam, Maysam; Butt, Safwat Irteza; Caizzone, Stefano; Dreher, Achim; Stephan, Ralf; Hein, Matthias
Compact dual-band dual-polarized antenna array for robust satellite navigation receivers. - In: 2015 9th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP 2015), (2015), S. 1751-1755

Krauß, Alexander; Bayer, Hendrik; Stephan, Ralf; Hein, Matthias A.
A single Ka-band antenna aperture for TX and RX operation applying a dual-layer partially reflective surface. - In: 2015 9th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP 2015), (2015), S. 1710-1714

Bayer, Hendrik; Krauß, Alexander; Stephan, Ralf; Hein, Matthias A.
A compact planar feed structure for Ka-band satcom-on-the-move tracking antennas. - In: 2015 9th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP 2015), (2015), S. 1118-1122

Butt, Safwat Irteza; Ibraheam, Maysam; Harz, Thomas; Bulbin, Yuri; Stephan, Ralf; Hein, Matthias
Compact satellite navigation antenna array using off-the-shelf ceramic patch antennas. - In: 2015 9th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP 2015), (2015), S. 1053-1056

Podoskin, Dmitry; Brückner, Klemens; Fischer, Michael; Gropp, Sebastian; Krauße, Dominik; Nowak, Jacek; Hoffmann, Martin; Müller, Jens; Sommer, Ralf
Multi-technology design of an integrated MEMS-based RF oscillator using a novel silicon-ceramic compound substrate. - In: 2015 German Microwave Conference (GeMiC), ISBN 978-1-4799-6681-3, (2015), S. 406-409

http://dx.doi.org/10.1109/GEMIC.2015.7107839
Kaleem, Saqib; Kühn, Jutta; Quay, Rüdiger; Hein, Matthias
A high-power Ka-band single-pole single-throw switch MMIC using 0.25 [my]m GaN on SiC. - In: 2015 IEEE Radio and Wireless Symposium (RWS), ISBN 978-1-4799-5507-7, (2015), S. 132-134

http://dx.doi.org/10.1109/RWS.2015.7129738
Bornkessel, Christian; Otto, Matthias; Mühlendahl, Karl Ernst
Medizinisch relevante Aspekte des Mobilfunks : eine Information für Ärzte
Stand: Juni 2015. - Berlin : Informationszentrum Mobilfunk, 2015. - 42 S.Literaturverz. S. 33 - 37

Hein, Matthias; Bornkessel, Christian; Kotterman, Wim; Schneider, Christian; Sharma, Rajesh K.; Wollenschläger, Frank; Thomä, Reiner; Del Galdo, Giovanni; Landmann, Markus
Emulation of virtual radio environments for realistic end-to-end testing for intelligent traffic systems. - In: 2015 IEEE MTT-S International Conference on Microwaves for Intelligent Mobility (ICMIM), ISBN 978-1-4799-7215-9, (2015), insges. 4 S.

http://dx.doi.org/10.1109/ICMIM.2015.7117934
Kaleem, Saqib; Kühn, Jutta; Quay, Rüdiger; Hein, Matthias
Microwave monolithic integrated gallium-nitride switches for low static power reconfigurable switch matrix with passive transparent state for power failure redundancy. - In: 2015 IEEE MTT-S International Microwave Symposium (IMS), ISBN 978-1-4799-8276-9, (2015), insges. 4 S.

http://dx.doi.org/10.1109/GEMIC.2015.7107839
Kühn, Stefanie; Stephan, Ralf; Blau, Kurt; Hein, Matthias A.
Passive reciprocal transistor-based RF tuneable inductances. - In: 2015 German Microwave Conference (GeMiC), ISBN 978-1-4799-6681-3, (2015), S. 91-94

http://dx.doi.org/10.1109/GEMIC.2015.7107760
Chatterjee, Debalina; Blau, Kurt; Hein, Matthias A.
A wide dynamic range four-port spectrum sensor for cognitive radio. - In: 2015 German Microwave Conference (GeMiC), ISBN 978-1-4799-6681-3, (2015), S. 56-59

http://dx.doi.org/10.1109/GEMIC.2015.7107751
Mathew, Sumy; Spira, Steffen; Stephan, Ralf; Welker, Tilo; Gutzeit, Nam; Müller, Jens; Hein, Matthias
Geometrical tolerance of optical fiber and laser diode for passive alignment using LTCC technology. - In: 2015 German Microwave Conference (GeMiC), ISBN 978-1-4799-6681-3, (2015), S. 363-366

http://dx.doi.org/10.1109/GEMIC.2015.7107828
Kaleem, Saqib; Rentsch, Sven; Welker, Tilo; Müller, Jens; Hein, Matthias
Thermal analysis, design, and characterization of a reconfigurable switch matrix based on LTCC technology for satellite communications. - In: 47th International Symposium on Microelectronics (IMAPS 2014), ISBN 978-1-63439-992-0, (2015), S. 692-697

Butt, Safwat Irteza; Schäfer, Eric; Stephan, Ralf; Hornbostel, Achim; Hein, Matthias
Compact antenna array receiver for robust satellite navigation systems. - In: International journal of microwave and wireless technologies, ISSN 1759-0795, Bd. 7 (2015), 6, S. 735-745

http://dx.doi.org/10.1017/S1759078714000907
Ibraheam, Maysam; Krauß, Alexander; Butt, Safwat Irteza; Hein, Matthias
Reduction of mutual coupling in compact antenna arrays using element tilting. - In: GeMiC 2014, (2014), insges. 4 S.

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Kühn, Stephanie; Stephan, Ralf; Blau, Kurt; Hein, Matthias A.
Transistor-based electrically tuneable reactance circuits for metamaterial transmission lines. - In: GeMiC 2014, (2014), insges. 4 S.

http://ieeexplore.ieee.org/document/6775155/
Chatterjee, Debalina; Blau, Kurt; Hein, Matthias A.
Highly linear microwave signal detection for cognitive radio. - In: GeMiC 2014, (2014), insges. 4 S.

http://ieeexplore.ieee.org/document/6775160/
Podoskin, Dmitry; Shaukat, Navel; Brückner, Klemens; Blau, Kurt; Mehner, Hannes; Gropp, Sebastian; Hoffmann, Martin; Hein, Matthias A.
RF oscillators based on piezoelectric aluminium nitride MEMS resonators. - In: GeMiC 2014, (2014), insges. 4 S.

http://ieeexplore.ieee.org/document/6775173/
Dimitrijeviâc, Tijana; Jokoviâc, Jugoslav; Dončov, Nebojša; Atanaskoviâc, Aleksandar; Blau, Kurt
TLM analysis of the inverted microstrip patch antenna in a cylindrical grid. - In: 22nd Telecommunications Forum Telfor (TELFOR), 2014, ISBN 978-1-4799-6192-4, (2014), S. 784-787

http://dx.doi.org/10.1109/TELFOR.2014.7034523
Schäfer, Eric; Butt, Safwat Irteza; Jäger, André; Bieske, Björn; Richter, André; Khan, Muhammad Abdullah; Sathyamurthy, Muralikrishna; Kerkmann, Sebastian; Rolapp, Alexander; Hennig, Eckhard; Sommer, Ralf
A four-channel GNSS front-end IC for a compact interference- and jamming-robust multi-antenna Galileo/GPS receiver. - In: 2014 7th ESA Workshop on Satellite Navigation Technologies and European Workshop on GNSS Signals and Signal Processing (NAVITEC), ISBN 978-1-4799-6530-4, (2014), insges. 6 S.

http://dx.doi.org/10.1109/NAVITEC.2014.7045150
Murtaza, Noman;
Design and analysis approaches to compact directional antennas for cognitive radio, 2014. - Online-Ressource (PDF-Datei: X,134 S., 12,39 MB) Ilmenau : Techn. Univ., Diss., 2014

Cognitive radio (CR) ist eine neuartige Technologie, die es erlaubt die spektralen Funkressourcen intelligent und effektiv zu nutzen. Jüngste Messkampagnen beweisen, dass die zugewiesenen Frequenzbänder der lizenzierenden Benutzer nicht effizient genutzt werden. Außerdem benötigen moderne Funktechnologien mehr Spektrum, um wachsenden Datenübertragungsrate- und Quality-of- Service-Anforderungen gerecht zu werden. Cognitive radio erlaubt die Sekundärnutzung von nicht vollständig genutzten Frequenzbereichen, wobei die Primärnutzung durch Lizenzinhaber nicht gestört werden darf. Seit der ersten Erwähnung von Cognitive radio im Jahr 1999 lag der Fokus auf Frequenz- bzw. spektralen Ressourcen. Allerdings ist dies für die Anforderungen von zukunftsweisenden Funktechnologien nicht ausreichend. Eine Kombination aus der Betrachtung von Frequenz, Raum/Richtung und Zeit ermöglicht eine noch effizientere Nutzung des Funkspektrums. Dabei kommen Technologien wie beispielsweise die Schätzung der Empfangsrichtung und die Interferenzunterdrückung zum Einsatz. In dieser Arbeit werden Methoden des Entwurfs und der Analyse von direktiven Multibandantennen zur Bereitstellung richtungs- und frequenzabhängiger Funktionalitäten vorgestellt. Dies geschieht mit Hilfe orthogonal angeordneter Multibandantennen und mit kompakten Multibandantennenarrays.Die entworfenen Antennen wurden mit Hilfe von Simulationen, Messungen und durch die Emulation von channel-sounder-Messungen analysiert. Als Referenzantennensystem dient eine konzentrische Anordnung aus Monopolantennenarrays und Absorberplatten zwischen den Antennenelementen. Dieses Referenzantennensystem wurde für die Durchführung von Machbarkeitsstudien in Messkampagnen eingesetzt. Mit einem aus neun Elementen bestehenden Array können entsprechend neun Freiheitsgrade erzielt werden. Diese setzen sich aus drei wählbaren Frequenzbändern (GSM 900 MHz, GSM 1800 MHz, und IEEE 802.11b/g) und drei Richtungen pro Frequenzband zusammen. Das Referenzantennensystem ist in der Lage, Frequenzbänder und Signaleinfallsrichtungen mit einem Signal-zu-Interferenz-Verhältnis von 20 dB unter den reflexionsarmen Bedingungen in einer Absorberkammer aufzulösen. Für das Band des GSM 1800 wurde eine Feldmessung in der Umgebung von vier Basisstationen durchgeführt.Das spektrale Sensing erfolgte nach dem Prinzip der Leistungsdetektion. Möglichkeiten zur richtungsselektiven Kommunikation konnten in einer Vielzahl von GSM-Kanälen für ca. 50 % der Beobachtungszeit detektiert werden. Durch die Reduzierung der Zwischenelementabstände konnte eine kompakte Antenne des konzentrischen Antennenarrays konstruiert werden. Dies führt zu einer gegenseitigen Verkopplung der Antennenelemente und damit zu einer Beeinflussung der Stromverteilung und schließlich der Antennenrichtdiagramme. Um diese Effekte zu minimieren, wurde ein multibandfähiges Anpassungs- und Entkopplungsnetzwerk entworfen, welches die Entkopplung und Anpassung der Antennenelemente mit Modenspezifischen Lasten ermöglicht. Die Rekonfigurierbarkeit in jedem Frequenzband wird durch kapazitive Justierung mit Hilfe von Varaktordioden erreicht. Das multibandfähige Anpassungs- und Entkopplungsnetzwerk und das rekonfigurierbare Netzwerk für GSM 900 wurden auf einer Leiterplatte realisiert und im Hinblick auf Entkopplung, Anpassung, und Strahlungsdiagramme der Ports getestet. Die 10 dB-Bandbreite für Anpassung und Entkopplung der statischen Netzwerke ist ca. 30 MHz. Das rekonfigurierbare Netzwerk stellt eine Bandbreite von mehr als 100 MHz bereit, die mit insgesamt 5 Stufen erreicht wird.Die Richtdiagramme waren in verschiedenen Richtungen mit einem Korrelationskoeffizient kleiner als 30 % orthogonal, und in verschiedenen Frequenzbereichen mit einer Korrelation besser als 70 % selbstähnlich. Schließlich wurde das Verhalten von Richtantennen in heterogenen Ausbreitungsszenarien durch Simulation und Emulation untersucht. Dies beinhalteten Kanalmodelle für Simulation von statischen Szenarien und vorhandenen channel-sounder-Messungen zur Emulation der Mobilitätsszenarien. Verschiedene gemessene und analytisch bestimmte Richtdiagramme wurden verwendet, um die Verfügbarkeit von richtungsabhängigen Kommunikationsressourcen für Cognitive radio zu untersuchen.Simulationen mit analytischen Richtdiagrammen von uniform zirkularer Arrays zeigten, dass die Empfangssignalstärke über die Einfallsrichtungen proportional zum Nebenkeulenpegel der direktiven Richtdiagramme ist. Ein Nebenkeulenpegelvon 20 dB eines Antennenarrays mit 6 Elementen wurde als Optimum gefunden. Die richtungsabhängigen Sendemöglichkeiten von ca. 50 % wurden mit einem Sensing-Schwellwert kleiner -120 dB für mobile Szenarien ermittelt. Die Verfügbarkeit richtungsabhängiger Ressourcen ist abhängig von dem Schwellwert des gewählten Algorithmus für das spektrale Sensing. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass sorgfältig konstruierte direktive Antennen die Existenz richtungsabhängiger Ressourcen für Cognitive radio aufspüren können. Anpassungs- und Entkopplungsnetzwerke für kompakte Antennenarrays können mittels kommerziell verfügbaren konzentrierten Bauelementen mit engen Toleranzen hergestellt werden. Die Rekonfigurierbarkeit solcher Netzwerke kann mittels Varaktordioden erreicht werden. Richtungsabhängige Kommunikation ist mit den vorgeschlagenen Antennen sowohl in statischen als auch mobilen Szenarien möglich.



http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=25838
Butt, Safwat-Irtesa;
Satellitennavigationsempfänger für sichere intelligente Transportsysteme. - In: Tagungsband, (2014), S. 21-30

Humbla, Stefan; Hein, Matthias
OK-tech: On-Orbit-Verifikation keramischer Mikrowellenschaltungstechologie : Abschlussbericht ; Laufzeit des Vorhabens: 01.08.2012 - 31.12.2013. - Ilmenau : Techn. Univ., Fak. für Elektrotechnik und Informationstechnik, Inst. für Mikro- und Nanotechnologien, MacroNano®. - Online-Ressource (PDF-Datei: 25 S., 1.195 KB)Unterschiede zwischen dem gedruckten Dokument und der elektronischen Ressource können nicht ausgeschlossen werden

https://edocs.tib.eu/files/e01fb15/818104856.pdf
Kaleem, Saqib; Rentsch, Sven; Humbla, Stefan; Stöpel, Dirk; Stephan, Ralf; Müller, Jens; Hein, Matthias
Highly integrated reconfigurable microwave switch matrix module for geostationary satellites. - In: 44th European Microwave Conference (EuMC), 2014, ISBN 978-1-4799-5598-5, (2014), S. 992-995

http://dx.doi.org/10.1109/EuMC.2014.6986604
Popugaev, Alexander E.;
Miniaturisierte Mikrostreifenleitungs-Schaltungen bestehend aus zusammengesetzten Viertelkreisringen. - Erlangen : N & H Verl., 2014. - XII, 153 S. Zugl.: Ilmenau : Techn. Univ., Diss., 2013

Die vorliegende Arbeit beschreibt eine neue Technik der Leiterbahnführung zum effizienten rechnergestützten Entwurf von Schaltungen in Mikrostreifenleitungs-Technologie. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass das Layout der zu realisierenden Schaltung aus Viertelkreisringen zusammengesetzt wird. Als Hilfsmittel dient ein Raster, welches aus ringförmigen Segmenten besteht. Im Vergleich zur konventionellen Ausführung lassen sich unter Anwendung der Methode Mikrostreifenleitungs-Schaltungen mit relativ geringem Aufwand kompakt und ohne merkliche Beeinträchtigung der elektrischen Eigenschaften realisieren, was auch die angeführten Ausführungsbeispiele zeigen. Daraufhin wird der für Simulationen auf Schaltplanebene relevante mathematische Apparat hinsichtlich analytischer Berechnung gekrümmter Mikrostreifenleitungen aus früheren Arbeiten von Jouguet, Lewin, Wolff, Tripathi, Knoppik und Weisshaar übernommen und in Bezug auf aus Viertelkreisringen bestehende Mikrostreifenleitungen weiterentwickelt. Es wird ein neues adäquates Hohlleitermodell mit magnetischen Seitenwänden vorgeschlagen. Demnach weist jedes Hohlleitersegment sowohl die effektiven Radien als auch den effektiven Mittelpunktswinkel auf. Dabei ist die effektive Breite gleich der effektiven Breite der geraden Mikrostreifenleitung gleichen Querschnitts zu wählen. Für die Berechnung des effektiven Mittenradius und des effektiven Mittelpunktswinkels wird eine einfache Beziehung empirisch aufgestellt. Ausgehend von diesem Modell werden die aus dem Stand der Forschung bekannte Störungsrechnung zweiter Ordnung herangezogen und die Relationen bis hin zur sechsten Ordnung hergeleitet, um die Berechnungsgenauigkeit von stark gekrümmten Leitungen zu verbessern. Darüber hinaus erfolgt die Bestimmung einer allgemeinen Form der Differentialgleichung zur Berechnung von Störungen beliebiger Ordnung sowie der direkten Ansätze zu deren Lösung. Die Streuparameter jedes Hohlleitersegments werden gemäß den von Weisshaar hergeleiteten Relationen berechnet. Die Ermittlung der resultierenden Streumatrix erfolgt unter Berücksichtigung jeder Änderung der Krümmungsrichtung nach Gimeno. Das weiterentwickelte mathematische Modell der gekrümmten Mikrostreifenleitung wird durch Simulationen sowie experimentelle Untersuchungen verifiziert.



Butt, Safwat Irteza; Schäfer, Eric; Ibraheam, Maysam; Bieske, Björn; Stephan, Ralf; Hein, Matthias
Beamforming in compact antenna arrays for robust satellite navigation. - In: IEEE-APS Topical Conference on Antennas and Propagation in Wireless Communications (APWC), 2014, ISBN 978-1-4673-5691-6, (2014), S. 528-531

http://dx.doi.org/10.1109/APWC.2014.6905569
Bayer, Hendrik; Krauß, Alexander; Stephan, Ralf; Hein, Matthias A.
Land-mobile Ka-band satcom tracking antenna employing a printed circuit board based multimode monopulse feed. - In: IEEE-APS Topical Conference on Antennas and Propagation in Wireless Communications (APWC), 2014, ISBN 978-1-4673-5691-6, (2014), S. 296-299

http://dx.doi.org/10.1109/APWC.2014.6905551
Blau, Kurt; Serebryakov, Elena
The appropriate design of the reconstruction filter and its influence on the output power and efficiency of class-S and quasi class-S power amplifiers. - In: 2014 20th International Conference on Microwaves, Radar, and Wireless Communication (MIKON), ISBN 978-1-4799-3483-6, (2014), insges. 1 S.

http://dx.doi.org/10.1109/MIKON.2014.6899955
Sharma, Rajesh K.; Schneider, Christian; Kotterman, Wim; Sommerkorn, Gerd; Große, Peter; Wollenschläger, Frank; Del Galdo, Giovanni; Hein, Matthias; Thomä, Reiner
Virtual electromagnetic environment for over-the-air testing of car-to-car and car-to-infrastructure communication. - In: XXXIth URSI general assembly and scientific symposium (URSI GASS), 2014, ISBN 978-1-4673-5225-3, (2014), insges. 4 S.

http://dx.doi.org/10.1109/URSIGASS.2014.6929561
Humbla, Stefan;
Entwurf und Umsetzung eines rekonfigurierbaren Schaltmatrix-Satelliten-Experiments zum Nachweis der Raumfahrttauglichkeit keramischer Mikrowellenschaltungstechnologie, 2014. - Online-Ressource (PDF-Datei: XXVI, 168 Bl., 15,70 MB) : Ilmenau, Techn. Univ., Diss., 2014
Parallel als Druckausg. erschienen

Die Informations- und Kommunikationstechnik ist einer der wesentlichen Grundpfeiler der technischen Entwicklung des vergangenen Jahrhunderts. Gerade für die Erschließung geografisch ausgedehnter als auch abgelegener Gebiete mit Kommunikationsinfrastruktur, Broadcasting, etc. werden satellitengestützte Systeme eingesetzt. Um aktuelle Technologien in der Raumfahrt einsetzen zu können, bedarf es dem Nachweis der Raumfahrtqualifikation aller Komponenten. Da nicht jede Technologie geeignet ist und der Qualifikationsprozess aufwendig und mit hohen Kosten verbunden ist, beträgt die zeitliche Verzögerung typischerweise mehrere Jahre oder Jahrzehnte und wird nur bei großen zu erwartenden Vorteilen durchgeführt. Die Low Temperature Co-fired Ceramics-Technologie (LTCC) ermöglicht durch die dreidimensionale Integration passiver Leitungsstrukturen kompakte Module hoher Funktionsdichte, geringer Masse und ermöglicht hermetische Gehäuse für integrierte Schaltkreise. Die Berücksichtigung prozessbedingter Geometrieabweichungen im Entwurfsprozess zusammen mit der genauen Kenntnis der elektrischen Materialparameter stellt eine wichtige Vorraussetung dar, um eine hohe Ausbeute und eine gute Übereinstimmung zwischen Messdaten und Simulationsergebnissen zu erzielen. Im Rahmen dieser Arbeit werden die Entwicklungen, die Optimierung und der Qualifikationsprozess eines Schaltmatrixexperiments beschrieben. Dabei werden die aufgebauten Modelle vorgestellt, die Ergebnisse der Umwelttests ausgewertet und Optimierungen am Modul sowie an der Aufbau- und Verbindungstechnik vorgenommen. Die Ergebnisse der mechanischen Untersuchung werden mit numerischen Methoden nachvollzogen. Aufbauend auf den grundlegenden keramischen Modulen wurde ein System entworfen, welches im All selbstständig Messdaten aufnimmt und so Rückschlüsse auf die Funktionsfähigkeit der Komponenten erlaubt. Das Schaltmatrixexperiment wurde als der Teil der KERAMIS-Nutzlast in den Testsatelliten TET-1 (Technologieerprobungsträger) integriert. Die einjährige OOV-Mission (On-Orbit Verification) begann mit dem Start der Trägerrakete am 22. Juli 2012. Anhand der verfügbaren Messdaten konnte keine Beeinflussung der Funktionsfähigkeit festgestellt werden.Darüber hinaus werden verschiedene Konzepte für den modularen Aufbau komplexerer Schaltmatrizen basierend auf dem 4x4 Schaltmatrixmodul vorgestellt und diskutiert.



http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=24911
Schirmer, Christopher; Landmann, Markus H.; Kotterman, Wim A. Th.; Hein, Matthias; Thomä, Reiner S.; Del Galdo, Giovanni; Heuberger, Albert
3D wave-field synthesis for testing of radio devices. - In: 8th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP), 2014, ISBN 978-1-4799-2431-8, (2014), S. 3394-3398

http://dx.doi.org/10.1109/EuCAP.2014.6902557
Ibraheam, Maysam; Butt, Safwat Irteza; Butt, Safwat Irteza *1983-*; Hein, Matthias;
Enhancing the radiation efficiency of compact antenna arrays using spatial tilting. - In: 8th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP), 2014, ISBN 978-1-4799-2431-8, (2014), S. 2357-2361

http://dx.doi.org/10.1109/EuCAP.2014.6902289
Schneider, Christian; Ibraheam, Maysam; Häfner, Stephan; Käske, Martin; Hein, Matthias; Thomä, Reiner
On the reliability of multipath cluster estimation in realistic channel data sets. - In: 8th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP), 2014, ISBN 978-1-4799-2431-8, (2014), S. 449-453

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Müller, Robert; Käske, Martin; Rauschenbach, Peter; Sommerkorn, Gerd; Schneider, Christian; Wollenschläger, Frank; Häfner, Stephan; Thomä, Reiner
Design of a circular antenna array for MIMO channel sounding application at 2.53 GHz. - In: 8th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP), 2014, ISBN 978-1-4799-2431-8, (2014), S. 239-243

http://dx.doi.org/10.1109/EuCAP.2014.6901734
Butt, Safwat Irteza; Stephan, Ralf; Hein, Matthias
Kompakte adaptive Terminalantenne zur störungsfreien Satellitennavigation - KOMPASSION : Schlussbericht der TU Ilmenau, HMT
Version 1.0. - Ilmenau [u.a.]. - Online-Ressource (20 S., 862 KB)Förderkennzeichen BMWi 50 NA 1007. - Verbund-Nr. 01079666. - Engl. Berichtbl. u.d.T.: KOMPASSION - mobile compact adaptive terminal antenna for robust satellite navigation

https://edocs.tib.eu/files/e01fb14/79824853X.pdf
Hilger, Ingrid; Dahlke, Katja; Rimkus, Gabriella; Geyer, Christiane; Seifert, Frank; Kosch, Olaf; Thiel, Florian; Hein, Matthias; Scotto di Clemente, Francesco; Schwarz, Ulrich; Helbig, Marko; Sachs, Jürgen
ultraMEDIS - ultra-wideband sensing in medicine. - In: Ultra-wideband radio technologies for communications, localization and sensor applications, (2013), S. 257-322

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Atanaskoviâc, Aleksandar; Maleš Iliâc, Nataša; Blau, Kurt; &DZcy;oriâc, Aleksandra
A novel linearization technique based on modified baseband signal that modulates carrier second harmonic. - In: 11th International Conference on Telecommunication in Modern Satellite, Cable and Broadcasting Services (TELSIKS), 2013, ISBN 978-1-4799-0901-8, (2013), S. 192-195

http://dx.doi.org/10.1109/TELSKS.2013.6704918
Garcia Ariza, Alexis Paolo; Müller, Robert; Wollenschläger, Frank; Schulz, Alexander; Elkhouly, Mohamed; Sun, Yaoming; Glisic, Srdjan; Trautwein, Uwe; Stephan, Ralf; Müller, Jens; Thomä, Reiner; Hein, Matthias
60 GHz ultrawideband polarimetric MIMO sensing for wireless multi-gigabit and radar. - In: IEEE transactions on antennas and propagation, ISSN 1558-2221, Bd. 61 (2013), 4, S. 1631-1641

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Influence of the reconstruction filter on the performance of a switched-mode power amplifier. - In: Facta Universitatis. Series Electronics and energetics / Univerzitet u Nišu. - Niš : Univ., 1993- , ISSN: 2217-5997 , ZDB-ID: 2629094-7, ISSN 2217-5997, Bd. 26 (2013), 1, S. 1-10

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Murtaza, Noman; Sharma, Rajesh K.; Thomä, Reiner; Hein, Matthias
Directional antennas for cognitive radio: analysis and design recommendations, Bd. 140 (2013), S. 1-30
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Hamouda, Mohamed; Scotto di Clemente, Francesco; Hein, Matthias; Fischer, Georg; Weigel, Robert; Ußmüller, Thomas
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Qureshi, Bilal Hasan; Sharma, Rajesh Kumar; Murtaza, Noman; Grimm, Michael; Krah, Alexander; Hein, Matthias A.; Heuberger, Albert; Thomä, Reiner S.
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Butt, Safwat Irteza; Schäfer, Eric; Sgammini, Matteo; Stephan, Ralf; Hein, Matthias
Four-element compact planar antenna array for robust satellite navigation systems. - In: 7th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP), 2013, ISBN 978-1-4673-2187-7, (2013), S. 21-25

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Humbla, Stefan; Stephan, Ralf; Stöpel, Dirk; Müller, Jens; Hein, Matthias A.
Low-earth-orbit verification of a reconfigurable 4x4 switch matrix and potential applications for satellite communications. - In: IEEE-APS Topical Conference on Antennas and Propagation in Wireless Communications (APWC), 2013, ISBN 978-1-4799-2658-9, (2013), S. 851-854

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Krauß, Alexander; Bayer, Hendrik; Stephan, Ralf; Hein, Matthias A.
Low-profile tracking antenna for Ka-band satellite communications. - In: IEEE-APS Topical Conference on Antennas and Propagation in Wireless Communications (APWC), 2013, ISBN 978-1-4799-2658-9, (2013), S. 207-210

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Scotto di Clemente, Francesco; Stephan, Ralf; Hein, Matthias A.
Ultra-wideband miniaturised high permittivity-matched antennas for biomedical diagnostic. - In: 7th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP), 2013, ISBN 978-1-4673-2187-7, (2013), S. 2896-2899

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Rentsch, Sven; Müller, Jens; Hein, Matthias
Tunability, frequency, and temperature behavior of cofired LTCC-integrated barium-strontium-titanate shunt capacitors up to 8 GHz. - In: Journal of microelectronics and electronic packaging, ISSN 1551-4897, Bd. 10 (2013), 1, S. 23-29

Serebryakova, Elena;
High-power comb-line filter architectures for switched-mode RF power amplifier systems, 2013. - Online-Ressource (PDF-Datei: Getr. Zählung, 17,65 MB) : Ilmenau, Techn. Univ., Diss., 2012
Unterschiede zwischen dem gedruckten Dokument und der elektronischen Ressource können nicht ausgeschlossen werden

Die vorgelegte Arbeit behandelt die Analyse der Anforderungen, den schaltungstechnischen Entwurf, den Aufbau und die messtechnische Verifizierung von Rekonstruktionsfiltern für Leistungsschaltverstärker im Klasse-S Betrieb, die auf Grund ihres hohen Wirkungsgrades vorzugsweise in Mobilfunkbasisstationen Verwendung finden sollen. Die Brauchbarkeit des Entwurfes wird an Hand einer Reihe von Applikationsbeispielen anschaulich dargestellt. Als Kernforderung einer derartigen Filterauslegung hat sich die Aufrechterhaltung der Rechteckzeitfunktion des Drain-Stromes für einen (im "Current Mode" arbeitenden) Schaltverstärker herausgestellt, weil sonst die damit erzielbare hohe Effizienz nicht erreicht werden kann. Darüber hinaus fließen in die Filterauslegung nicht nur die Fixierung des Filterdurchlass- und sperrbereiches ein, sondern auch die Festlegung der Eingangs- und Lastimpedanz bei unterschiedlichen Anregungsmoden über einen breiten Frequenzbereich. Doppel- und einzelterminierte Filter werden theoretisch betrachtet, simuliert, getestet und gemessen. Es wurde herausgearbeitet, dass die schaltungstechnischen und geometrischen Anforderungen an einen derartigen Rekonstruktionsfilterentwurf gut durch symmetrisch gespeiste Kammleitungsfilter erfüllt werden können. Verschiedene Filterarchitekturen werden im Hinblick auf ihr Gleich- und Gegentaktaktimpedanzverhalten vorgestellt, experimentell untersucht und kritischan alysiert. Soweit dem Autor bekannt ist, werden hier erstmalig Rekonstruktionsfilter für Klasse-S Leistungsverstärker im "Current Mode" komplett analysiert.Desweiteren wird die Funktionalität des Rekonstruktionsfilters an Hand anderer Typen von Leistungsschaltverstärkern simuliert und messtechnisch untersucht. Der maximale Wirkungsgrad von 65% bei Leistungsschaltverstärkersystemen lässt sich dem erfolgreichen Filterentwurf zuschreiben.



http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=22380
Schulz, Alexander; Xia, Lei; Müller, Jens; Rentsch, Sven; Müller, Robert
A low-loss fully embedded stripline parallel coupled BPF for applications using the 60 GHz band. - In: International journal of applied ceramic technology, ISSN 1744-7402, Bd. 10 (2013), 2, S. 307-312

http://dx.doi.org/10.1111/j.1744-7402.2011.02738.x
Grimm, Michael; Sharma, Rajesh Kumar; Hein, Matthias; Thomä, Reiner
Non-linearly induced interference and its mitigation in cognitive wideband receivers. - In: European Wireless 2012, ISBN 978-3-8008-3426-6, (2012), insges. 6 S.

http://ieeexplore.ieee.org/document/6216854/
Kosch, Olaf; Thiel, Florian; Seifert, Frank; Sachs, Jürgen; Hein, Matthias A.
Motion detection in-vivo by multi-channel ultra-wideband radar. - In: IEEE International Conference on Ultra-Wideband (ICUWB), 2012, ISBN 978-1-4577-2032-1, (2012), S. 392-396

http://dx.doi.org/10.1109/ICUWB.2012.6340451
Cooper, K. B.; Trabert, Johannes F.; Dengler, R. J.
Carrier noise-limited penetration in THz radar imaging. - In: IEEE/MTT-S International Microwave Symposium digest (MTT), 2012, ISBN 978-1-4673-1085-7, (2012), insges. 3 S.

http://dx.doi.org/10.1109/MWSYM.2012.6258431
Kosch, Olaf; Thiel, Florian; Hein, Matthias; Seifert, Frank
Decomposition of physiological signals from ultra-wideband radar applying two Rx channels. - In: Innovative Verarbeitung bioelektrischer und biomagnetischer Signale, (2012), S. 33-34

Humbla, Stefan; Kaleem, Saqib; Müller, Jens; Rentsch, Sven; Stephan, Ralf; Stöpel, Dirk; Vogt, Gabor; Hein, Matthias
On-orbit verification of a 4 × 4 switch matrix for space applications based on the low temperature co-fired ceramics technology. - In: Frequenz, ISSN 2191-6349, Bd. 66 (2012), 11/12, S. 355-362

http://dx.doi.org/10.1515/freq-2012-0106
Kaleem, Saqib; Humbla, Stefan; Müller, Jens; Rentsch, Sven; Stöpel, Dirk; Hein, Matthias
Reconfigurable 4 × 4 switch matrix for Ka-band Geo-stationary satellite mission. - In: Frequenz, ISSN 2191-6349, Bd. 66 (2012), 11/12, S. 347-357

http://dx.doi.org/10.1515/freq-2012-0105
Stöpel, Dirk; Drüe, Karl-Heinz; Humbla, Stefan; Mache, Thomas; Rebs, A.; Reppe, Günter; Schulz, Alexander; Vogt, Gabor; Hein, Matthias; Müller, Jens
Fine-line structuring of microwave components on LTCC substrates. - In: Proceedings, (2012), S. 000607-000612

Schulz, Alexander; Welker, Tilo; Gutzeit, Nam; Stöpel, Dirk; Wollenschläger, Frank; Müller, Jens
Optimized cavities for microwave applications using the new low loss LTCC material Du Pont 9k7. - In: Proceedings, (2012), S. 000258-000262

Rentsch, Sven; Müller, Jens; Hein, Matthias
Tunability, frequency and temperature behavior of cofired LTCC-integrated barium-strontium-titanate up to 8 GHz. - In: Proceedings, (2012), S. 000447-000454

Heuberger, Albert
MoSaKa - Mobile Satellitenkommunikation im Ka-Band : Schlussbericht. - Erlangen. - Online-Ressource (PDF-Datei: 108, [2] S., 5.741 KB)Auch als gedr. Ausg. vorh. - Unterschiede zwischen dem gedruckten Dokument und der elektronischen Ressource können nicht ausgeschlossen werden

https://edocs.tib.eu/files/e01fb13/746589328.pdf
Dreher, Achim; Basta, Nikola; Caizzone, Stefano; Kappen, Götz Caspar; Sgammini, Matteo; Meurer, Michael; Butt, Safwat Irteza; Stephan, Ralf; Hein, Matthias; Schäfer, Eric; Khan, Muhammad A.; Richter, André; Bieske, Björn; Kurtz, Lothar; Noll, Tobias G.
Compact adaptive multi-antenna navigation receiver. - In: Proceedings of the 25th international technical meeting of the Satellite Division of the Institute of Navigation, ION GNSS 2012, (2012), S. 917-925

The fundamental concept of a robust and compact GNSS-receiver and the first development steps and simulation results are presented. The receiver comprises a miniatur-ized antenna array with a novel decoupling and matching network to excite the eigenmodes of the array. In contrast to conventional multi-antenna solutions, these eigenmode patterns are used for digital beamforming and steering. Several array-processing algorithms to determine the directions-of-arrival of navigation signals, interferers and multipath (DOA/DOI) as well as mitigation procedures have been investigated and evaluated regarding their applicability on eigenmode patterns. They also have been modified if necessary. For fast signal processing new concepts for hardware implementation have been devel-oped. First results of the beamforming software and hardware performance are presented. The structural basis of the compact GNSS-receiver is a miniaturized antenna element designed for operation in the E1 band. Suitable front ends, fabricated in 0.18-[my]m CMOS technology, further support the compactness of the receiver. Design and construction of antenna and front end are discussed in detail. Finally, to test and demonstrate the precision of naviga-tion and the receiver robustness against interference in a disturbed environment, a suitable demonstrator will be built of which the fundamental concept is presented.



Butt, Safwat Irteza; Schäfer, Eric; Volmer, Christian; Sgammini, Matteo; Stephan, Ralf; Hennig, Eckhard; Hein, Matthias
Noise characterization of a multi-channel receiver using a small antenna array with full diversity for robust satellite navigation. - In: IEEE International Conference on Wireless Information Technology and Systems (ICWITS), 2012, ISBN 978-1-4673-0947-9, (2012), insges. 4 S.

http://dx.doi.org/10.1109/ICWITS.2012.6417676
Kaleem, Saqib; Humbla, Stefan; Rentsch, Sven; Trabert, Johannes; Stöpel, Dirk; Müller, Jens; Hein, Matthias
Microwave crossovers using cascaded couplers for switching applications. - In: IEEE International Conference on Wireless Information Technology and Systems (ICWITS), 2012, ISBN 978-1-4673-0947-9, (2012), insges. 4 S.

http://dx.doi.org/10.1109/ICWITS.2012.6417695
Kosch, Olaf; Thiel, Florian; Schwarz, Ulrich; Scotto di Clemente, Francesco; Hein, Matthias; Seifert, Frank
UWB cardiovascular monitoring for enhanced magnetic resonance imaging. - In: Handbook of ultra-wideband short-range sensing, (2012), S. 714-726

Dahlke, Katja; Geyer, Christiane; Dees, Stephan; Helbig, Marko; Sachs, Jürgen; Scotto di Clemente, Francesco; Hein, Matthias; Kaiser, Werner Alois; Hilger, Ingrid
Effects of cell structure of Gram-positive and Gram-negative bacteria based on their dielectric properties. - In: 2012 the 7th German Microwave Conference (GeMiC), (2012), insges. 4 S.

We provide that cellular composition of bacteria could be identified by dielectric spectroscopy. Gram-positive and negative bacterial strain permittivity measurement was performed in frequency range from 50-300 MHz. The results demonstrated connectivity from cell count and permittivity. A clear discrimination between real part of permittivity of Gram-positive and -negative strains was possible.



http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=6185151
Basta, Nikola; Dreher, Achim; Caizzone, Stefano; Sgammini, Matteo; Antreich, Felix; Kappen, Götz; Butt, Safwat Irteza; Stephan, Ralf; Hein, Matthias; Schäfer, Eric; Richter, André; Khan, Muhammad Abdullah; Kurz, Lothar; Noll, Tobias G.
System concept of a compact multi-antenna GNSS receiver. - In: 2012 the 7th German Microwave Conference (GeMiC), (2012), insges. 4 S.

http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=6185157
Kaleem, Saqib; Humbla, Stefan; Rentsch, Sven; Trabert, Johannes; Stöpel, Dirk; Müller, Jens; Hein, Matthias
Compact Ka-band reconfigurable switch matrix with power failure redundancy. - In: 2012 the 7th German Microwave Conference (GeMiC), (2012), insges. 4 S.

A compact 4x4 reconfigurable switch matrix based on LTCC technology is presented for Ka-band space applications. The key features include the embedded matching networks, optimized interconnect, vertical transitions, integration of digitally controlled bipolar current sources and a redundancy concept for power-failure. The benefits include 40% surface area reduction and elimination of peripherals.



http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=6185221
Humbla, Stefan; Kaleem, Saqib; Müller, Jens; Rentsch, Sven; Stephan, Ralf; Stöpel, Dirk; Trabert, Johannes; Vogt, Gabor; Hein, Matthias
On-Orbit Verification of a 4 × 4 switch matrix for space applications based on the low temperature co-fired ceramics technology. - In: 2012 the 7th German Microwave Conference (GeMiC), (2012), insges. 4 S.

We have developed a compact and reconfigurable microwave switch matrix for satellite applications using the low temperature co-fired ceramics technology (LTCC). In order to verify the technology, we combined these components to build a system, that enables automated verification in space. The system passed a full space qualification and is ready for a one year On-Orbit-Verification (OOV) mission.



http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=6185213
Hein, Matthias A.;
Ultra-wideband radar sensors for biomedical diagnostics and imaging. - In: IEEE International Conference on Ultra-Wideband (ICUWB), 2012, ISBN 978-1-4577-2032-1, (2012), S. 486-490

Ultra-wideband (UWB) technology has achieved a high degree of maturity. One important field of applications marks radar sensing, given the high temporal and spatial resolution of UWB signals, their deep electromagnetic wave penetration through matter, low integral power, and the co-existence of UWB systems with narrow-band radio systems. The focus of this presentation will be on UWB sensors for biomedical diagnostics and imaging, exploiting motional features (e.g., for remote sensing of vital functions), permittivity contrast resulting from the specific water concentration in biological tissues (e.g., for breast cancer detection), or navigator techniques (e.g., for magnetic resonance imaging, MRI). The talk aims at highlighting the potential and remaining challenges for such applications, and providing an overview of current UWB systems and their distinctive features. Special attention shall be paid to related research that has been conducted recently in the framework of the priority programme of the German Research Foundation (DFG) entitled "Ultra-wideband Radio Technologies for Communications, Localisation, and Sensing - UCOLOS".



http://dx.doi.org/10.1109/ICUWB.2012.6340414
Helbig, Marko; Hein, Matthias A.; Herrmann, Ralf; Kmec, Martin; Sachs, Jürgen; Schilling, Kai; Scotto di Clemente, Francesco; Hilger, Ingrid; Dahlke, Katja
Experimental active antenna measurement setup for UWB breast cancer detection. - In: IEEE International Conference on Ultra-Wideband (ICUWB), 2012, ISBN 978-1-4577-2032-1, (2012), S. 111-114

http://dx.doi.org/10.1109/ICUWB.2012.6340449
Kosch, Olaf; Scotto di Clemente, Francesco; Hein, Matthias; Seifert, Frank
UWB radar based cardiac motion detection in medical diagnostic. - In: IEEE-APS Topical Conference on Antennas and Propagation in Wireless Communications (APWC), 2012, ISBN 978-1-4673-0404-7, (2012), S. 570-573

A contact-less, interference-free approach for the detection of cardiac mechanics and respiration by means of multi-channel ultra-wideband (UWB) radar was developed [2], suitable to deliver trigger signals for cardiac MR imaging. Compared to previous systems we increased the number of antennas to four transmitters and eight receiver antennas. This allows measurements of up to 32 channels and makes UWB motion detection less sensitive to the particular positioning of the antennas relative to the heart.



http://dx.doi.org/10.1109/APWC.2012.6324928
Scotto di Clemente, Francesco; Stephan, Ralf; Schwarz, Ulrich; Hein, Matthias
Miniature body-matched double-ridged horn antennas for biomedical UWB imaging. - In: IEEE-APS Topical Conference on Antennas and Propagation in Wireless Communications (APWC), 2012, ISBN 978-1-4673-0404-7, (2012), S. 574-577

http://dx.doi.org/10.1109/APWC.2012.6324929
Hein, Matthias; Helbig, Marko; Kmec, Martin; Sachs, Jürgen; Scotto di Clemente, Francesco; Stephan, Ralf; Hamouda, Mohamed; Ußmüller, Thomas; Weigel, Robert; Robens, Markus
Ultra-wideband active array imaging for biomedical diagnostics. - In: IEEE-APS Topical Conference on Antennas and Propagation in Wireless Communications (APWC), 2012, ISBN 978-1-4673-0404-7, (2012), S. 367-370

Ultra-wideband active array imaging has proven extremely valuable for biomedical diagnostics. At the same time, the underlying technologies have achieved a high degree of maturity. Across institutions, we have merged our expertise in M-sequence radar systems, antennas, low-noise and high-power circuitry, to devise an UWB MIMO radar system for breast tumour localisation. Recent progress in UWB imaging and hardware for active antenna arrays is presented.



http://dx.doi.org/10.1109/APWC.2012.6324920
Krauß, Alexander; Bayer, Hendrik; Stephan, Ralf; Hein, Matthias
A low-profile user terminal antenna for mobile bi-directional Ka-band satellite communications. - Online-Ressource (PDF-Datei: 5 S., 1,4 MB)Publ. entstand im Rahmen der Veranst.: 34th ESA Antenna Workshop on Satcom User Terminal Antennas, ESA/ESTEC, Noordwijk, The Netherlands, 3 - 5 October 2012

This paper presents a low-profile user-terminal antenna for mobile bi-directional Ka-band satellite communication networks for emergency scenarios. We have devised an antenna with a circularly polarised radiation pattern and dual-band capability, which addresses a hybrid tracking. The principle of operation of a rectangular antenna panel applying a dual-band partially reflective surface (PRS) of 60 mm by 200 mm was manufactured and successfully verified. This publication describes the design of the panel and analyses measurement results. Furthermore, our first low-profile antenna demonstrator is presented, intended to be evaluated at a testbed for satellite communications in Ilmenau.



http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=21458
Mehner, Hannes; Brückner, Klemens; Karolewski, Dominik; Michael, Steffen; Hein, Matthias A.; Hoffmann, Martin
Stress controlled piezoelectric AlN-MEMS-Resonators with molybdenum electrodes for GHz applications. - In: 23rd Micromechanics and Microsystems Europe Workshop, (2012), insges. 4 S.

Grimm, Michael; Sharma, Rajesh Kumar; Hein, Matthias A.; Thomä, Reiner S.
DSP-based mitigation of RF front-end non-linearity in cognitive wideband receivers. - In: Frequenz, ISSN 2191-6349, Bd. 66 (2012), 9/10, S. 303-310

http://dx.doi.org/10.1515/freq-2012-0052
Garcia Ariza, Alexis Paolo; Müller, Robert; Stephan, Ralf; Wollenschläger, Frank; Schulz, Alexander; Elkhouly, Mohamed; Scheytt, Christoph; Trautwein, Uwe; Müller, Jens; Thomä, Reiner; Hein, Matthias
60 GHz polarimetric MIMO sensing: architectures and technology. - In: 6th European Conference on Antennas and Propagation (EUCAP), 2012, ISBN 978-1-4577-0918-0, (2012), S. 2578-2582

http://dx.doi.org/10.1109/EuCAP.2012.6206544
Wollenschläger, Frank; Müller, Robert; Stephan, Ralf; Garcia Ariza, Alexis Paolo; Schulz, Alexander; Thomä, Reiner; Müller, Jens; Hein, Matthias
A wideband 60 GHz differential stripline-to-waveguide transition for antenna measurements in low-temperature co-fired ceramics technology. - In: 6th European Conference on Antennas and Propagation (EUCAP), 2012, ISBN 978-1-4577-0918-0, (2012), S. 3537-3541

http://dx.doi.org/10.1109/EuCAP.2012.6206338
Müller, Robert; Wollenschläger, Frank; Schulz, Alexander; Elkhouly, Mohamed; Trautwein, Uwe; Hein, Matthias; Müller, Jens; Garcia Ariza, Alexis Paolo; Thomä, Reiner
60 GHz ultrawideband front-ends with gain control, phase shifter, and wave guide transition in LTCC technology. - In: 6th European Conference on Antennas and Propagation (EUCAP), 2012, ISBN 978-1-4577-0918-0, (2012), S. 3255-3259

http://dx.doi.org/10.1109/EuCAP.2012.6206262
Krauß, Alexander; Bayer, Hendrik; Stephan, Ralf; Hein, Matthias A.
Low-profile Ka-band satellite terminal antenna based on a dual-band partially reflective surface. - In: 6th European Conference on Antennas and Propagation (EUCAP), 2012, ISBN 978-1-4577-0918-0, (2012), S. 2734-2738

http://dx.doi.org/10.1109/EuCAP.2012.6206253
Bayer, Hendrik; Krauß, Alexander; Stephan, Ralf; Hein, Matthias A.
A dual-band multimode monopulse tracking antenna for land-mobile satellite communications in Ka-band. - In: 6th European Conference on Antennas and Propagation (EUCAP), 2012, ISBN 978-1-4577-0918-0, (2012), S. 2357-2361

http://dx.doi.org/10.1109/EuCAP.2012.6205925
Thiel, Florian;
Evaluation elektromagnetischer Breitband-Sensoren für biomedizinische Anwendungen. - Getr. Zählung Ilmenau : Techn. Univ., Habil.-Schr., 2012

Grimm, Michael; Sharma, Rajesh Kumar; Hein, Matthias; Thomä, Reiner
Mitigation of non-linearly induced interference in cognitive wideband receivers. - In: Proceedings of the 7th Karlsruhe Workshop on Software Radios, (2012), S. 119-123

Zameshaeva, Evgenia; Stoepel, Dirk; Humbla, Stefan; Hein, Matthias; Vendik, Irina B.
180&ring; analogue S-band phase shifter based on composite right/left-handed transmission lines. - In: Metamaterials 2011, ISBN 978-952-67611-1-4, (2011), insges. 3 S.

An analogue 0&ring;-180&ring; phase shifter based a tuneable composite right/left handed transmission line with a controllable dispersion relation and controlled by varactor diodes is presented. The device is implemented as a printed circuit board with surface-mounted components and demonstrates a flat phase shift across a fractional bandwidth of 25% at 2.7 GHz.



Müller, Jens; Stöpel, Dirk; Mache, Thomas; Schulz, Alexander; Drüe, Karl-Heinz; Humbla, Stefan; Hein, Matthias
Fineline structuring on LTCC-substrates for 60 GHz line coupled filters. - In: Proceedings, (2011), insges. 5 S.
Richtiger Name des Verf.: Karl-Heinz Drüe

http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=6142397
Garcia Ariza, Alexis Paolo; Trautwein, Uwe; Müller, Robert; Wollenschläger, Frank; Thomä, Reiner; Kunisch, Jürgen; Torre, Itziar; Felbecker, Robert; Peter, Michael; Keusgen, Wilhelm
60 GHz short-range communications: channel measurements, analysis, and modeling. - In: International journal of microwave and wireless technologies, ISSN 1759-0795, Bd. 3 (2011), 2, S. 201-211

http://dx.doi.org/10.1017/S1759078711000092
Martínez-Vázquez, Marta; Oikonomopoulos-Zachos, Christos; Maulwurf, Kai; Wollenschläger, Frank; Stephan, Ralf; Hein, Matthias A.; Xia, Lei; Müller, Jens; Estañ, Carlos; Dombrowski, Kai
Highly integrated antennas and front-ends for 60 GHz WLAN applications. - In: International journal of microwave and wireless technologies, ISSN 1759-0795, Bd. 3 (2011), 2, S. 157-170

http://dx.doi.org/10.1017/S1759078711000298
Murtaza, Noman;
Reconfiurable antenna design for cognitive radio. - In: Joint Workshop of the German Research Training Groups in Computer Science, ISBN 978-3-942183-36-9, (2011), S. 220

Grimm, Michael; Krah, Alexander; Murtaza, Noman; Sharma, Rajesh Kumar; Landmann, Markus; Thomä, Reiner; Heuberger, Albert; Hein, Matthias
Performance evaluation of directional spectrum sensing using an over-the-air testbed. - In: Proceedings of the 4th International Conference on Cognitive Radio and Advanced Spectrum Management, (2011), insges. 5 S.

http://dx.doi.org/10.1145/2093256.2093273
Serebryakova, Elena; Blau, Kurt; Hein, Matthias A.
Singly and doubly terminated balanced input comb-line filters for current-mode class-S power amplifiers. - In: 10th International Conference on Telecommunication in Modern Satellite, Cable and Broadcasting Services (TELSIKS), 2011, ISBN 978-1-4577-2018-5, (2011), S. 230-233

http://dx.doi.org/10.1109/TELSKS.2011.6112040
Murtaza, Noman; Hein, Matthias A.; Zameshaeva, Evgenia
Reconfigurable decoupling and matching network for a cognitive antenna. - In: 41st European Microwave Conference (EuMC), 2011, ISBN 978-1-61284-235-6, (2011), S. 874-877

http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=6101902
Krah, Alexander; Grimm, Michael; Murtaza, Noman; Kotterman, Wim; Landmann, Markus; Heuberger, Albert; Thomä, Reiner; Hein, Matthias A.
Over-the-air test strategy and testbed for cognitive radio nodes. - In: XXXth URSI general assembly and scientific symposium, 2011, ISBN 978-1-4244-5117-3, (2011), insges. 4 S.

http://dx.doi.org/10.1109/URSIGASS.2011.6050532
Irteza, Safwat; Murtaza, Noman; Caizzone, Stefano; Stephan, Ralf; Hein, Matthias A.
Compact planar L-band antenna arrays with optimal diversity performance. - In: 2011 IEEE-APS Topical Conference on Antennas and Propagation in Wireless Communications, ISBN 978-1-457-70046-0, (2011), S. 512-515

Di Clemente, Francesco Scotto; Hein, Matthias A.; Stephan, Ralf
Compact permittivity-matched ultra-wideband antennas for biomedical imaging. - In: IEEE-APS Topical Conference on Antennas and Propagation in Wireless Communications (APWC), 2011, ISBN 978-1-4577-0046-0, (2011), S. 857-860

http://dx.doi.org/10.1109/APWC.2011.6046807
Irteza, Safwat; Murtaza, Noman; Caizzone, Stefano; Stephan, Ralf; Hein, Matthias A.
Compact planar L-band antenna arrays with optimal diversity performance. - In: IEEE-APS Topical Conference on Antennas and Propagation in Wireless Communications (APWC), 2011, ISBN 978-1-4577-0046-0, (2011), S. 512-515

http://dx.doi.org/10.1109/APWC.2011.6046778
Kosch, Olaf; Thiel, Florian; Di Clemente, Francesco Scotto; Hein, Matthias A.; Seifert, Frank
Monitoring of human cardio-pulmonary activity by multi-channel UWB-radar. - In: IEEE-APS Topical Conference on Antennas and Propagation in Wireless Communications (APWC), 2011, ISBN 978-1-4577-0046-0, (2011), S. 382-385

http://dx.doi.org/10.1109/APWC.2011.6046766
Murtaza, Noman; Krah, Alexander; Grimm, Michael; Heuberger, Albert; Thomä, Reiner; Hein, Matthias A.
Multi-band direction-sensitive cognitive radio node. - In: IEEE-APS Topical Conference on Antennas and Propagation in Wireless Communications (APWC), 2011, ISBN 978-1-4577-0046-0, (2011), S. 251-254

http://dx.doi.org/10.1109/APWC.2011.6046759
Krauß, Alexander; Bayer, Hendrik; Stephan, Ralf; Hein, Matthias A.
A dual-band circularly-polarised leaky-wave antenna for mobile Ka-band satellite communications. - In: IEEE-APS Topical Conference on Antennas and Propagation in Wireless Communications (APWC), 2011, ISBN 978-1-4577-0046-0, (2011), S. 203-206

http://dx.doi.org/10.1109/APWC.2011.6046755
Schühler, Mario;
Zum Entwurf planarer Antennen mit Hilfe periodischer Strukturen. - Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2011. - Online-Ressource (PDF-Datei: XV, 277 S., 4,65MB) : Zugl.: Ilmenau, Techn. Univ., Diss., 2011
Parallel als Druckausg. erschienen

Periodisch strukturierte Oberflächen besitzen eine Reihe interessanter Eigenschaften, die sie unter anderem für den Einsatz im Antennenbereich attraktiv erscheinen lassen. In der vorliegenden Arbeit steht insbesondere deren Anwendung beim Entwurf planarer Antennen im Vordergrund. In diesem Zusammenhang wird zunächst die Wechselwirkung zwischen elektromagnetischen Wellen und periodisch strukturierten Oberflächen diskutiert. Aufgrund der starken Anisotropie periodisch strukturierter Oberflächen ergeben sich dabei zwei grundlegende Betrachtungsweisen: die Wellenausbreitung entlang der Oberfläche, die durch ein ausgeprägtes Dispersionsverhalten gekennzeichnet ist, und die Reflexion an der Oberfläche. Beiden Aspekten wird besondere Aufmerksamkeit geschenkt, dies schließt sowohl die analytische Modellierung als auch die messtechnische Charakterisierung ein. Weiterhin wird das Strahlungsverhalten periodisch strukturierter Oberflächen untersucht, dass mit dem Leckwellenbereich verbunden ist. Der Leckwellenbereich beschreibt einen bestimmten Frequenzbereich im Dispersionsverhalten und stellt die Verknüpfung zwischen der Dispersion entlang und der Reflexion an der Oberfläche dar, wie anhand von Messungen verdeutlicht wird. Bei der Analyse des Strahlungsverhaltens steht insbesondere der Einfluss der Begrenzung der Struktur im Mittelpunkt, die bei der Implementierung zwangsläufig erfolgen muss. Es wird erörtert, inwieweit die begrenzte gegenüber der unbegrenzten Struktur im Hinblick auf eine bestimmte Strahlungscharakteristik zu modifizieren ist. Im Anschluss an die Untersuchungen zum Strahlungsverhalten wird ausführlich auf den Entwurf einer planaren Leckwellenantenne eingegangen, die auf einer begrenzten periodisch strukturierten Oberfläche basiert. Die Antenne zeigt bei zirkularer Polarisation ein konisches Richtdiagramm und misst bei der Mittenfrequenz eine Höhe von˜$\lambda/25$ mit der Freiraumwellenlänge˜$\lambda$. Aufgrund des flachen Aufbaus lässt sich die Antenne prinzipiell auf einer ebenen Oberfläche montieren bzw. in diese einbetten. Das Beispiel hebt hervor, dass Leckwellenantennen auch in Bereichen Anwendung finden können, in denen bisher andere Antennenkonzepte eingesetzt werden. Die Besonderheit von Leckwellenantennen besteht in dem zusätzlichen Freiheitsgrad beim Entwurf, der sich aus dem dispersiven Verhalten ergibt. Neben der Beispielimplementierung wird auch auf eine Reihe weiterer Realisierungen planarer Antennen eingegangen.



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Süße, Roland; Humbla, Stefan
Computerbuch : eine Einführung, verständlich erklärt. - Langewiesen : Wiss.-Verl. Thüringen, 2011. - X, 115 S.
Garcia Ariza, Alexis Paolo; Müller, Robert; Wollenschläger, Frank; Xia, Lei; Elkhouly, Mohamed; Sun, Yaoming; Trautwein, Uwe; Thomä, Reiner
Dual-polarized architecture for channel sounding at 60 GHz with digital/analog phase control based on 0.25[mu]m SiGe BiCMOS and LTCC technology. - In: Proceedings of the 5th European Conference on Antennas and Propagation (EUCAP 2011), (2011), S. 1454-1458

Müller, Robert; Garcia Ariza, Alexis Paolo; Xia, Lei; Wollenschläger, Frank; Schulz, Alexander; Lopez-Diaz, Daniel; Elkhouly, Mohamed; Thomä, Reiner; Hein, Matthias; Müller, Jens
60 GHz ultrawideband hybrid-integrated dual-polarized front-end in LTCC technology. - In: Proceedings of the 5th European Conference on Antennas and Propagation (EUCAP 2011), (2011), S. 1449-1453

Wollenschläger, Frank; Stephan, Ralf; Xia, Lei; Müller, Jens; Müller, Robert; Garcia Ariza, Alexis Paolo; Thomä, Reiner; Hein, Matthias
A compact dual-polarized wideband patch antenna array for the unlicensed 60 GHz band. - In: Proceedings of the 5th European Conference on Antennas and Propagation (EUCAP 2011), (2011), S. 1873-1877

Bayer, Hendrik; Krauß, Alexander; Stephan, Ralf; Hein, Matthias A.
Multimode monopulse tracking feed with dual-band potential for land-mobile satellite communications in Ka-band. - In: Proceedings of the 5th European Conference on Antennas and Propagation (EUCAP 2011), (2011), S. 1169-1172

Serebryakova, Elena; Blau, Kurt; Hein, Matthias A.
Singly terminated reconstruction filters for current-mode class-S power amplifiers. - In: IEEE MTT-S International Microwave Symposium digest (MTT), 2011, ISBN 978-1-61284-754-2, (2011), insges. 4 S.

http://dx.doi.org/10.1109/MWSYM.2011.5972705
Krauß, Alexander; Bayer, Hendrik; Volmer, Christian; Stephan, Ralf; Hein, Matthias
Low-profile antenna for mobile Ka-band satellite communications. - Online-Ressource (PDF-Datei: 6 S., 691,1 KB)Publ. entstand im Rahmen der Veranst.: 32nd ESA Antenna Workshop on Antennas for Space Applications, 5 - 8 October 2010, ESTEC, Noordwijk, The Netherlands

This paper describes the concept of a low-profile user terminal antenna intended for mobile bi-directional Ka-band satellite communications. The concept addresses a hybrid electronic and mechanical tracking method. The antenna consists of several two-dimensional leaky-wave antenna panels. Each panel is excited by a slotted waveguide feed, composed of a linear array of circularly polarised slots. This structure offers a reconfigurable radiation pattern. As a proof-of-principle, a rectangular antenna panel for the downlink at 20 GHz was manufactured and measured. The paper describes the design of the panel in detail and presents the results of numerical simulation and measurement.



http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=18889
Di Clemente, Francesco Scotto; Helbig, Marko; Sachs, Jürgen; Schwarz, Ulrich; Stephan, Ralf; Hein, Matthias A.
Permittivity-matched compact ceramic ultra-wideband horn antennas for biomedical diagnostics. - In: Proceedings of the 5th European Conference on Antennas and Propagation (EUCAP), ISBN 978-1-4577-0250-1, (2011), S. 2386-2390

http://ieeexplore.ieee.org/xpls/abs_all.jsp?arnumber=5781914
Schäfer, Eric; Steinwandt, Jens; Bayer, Hendrik; Krauß, Alexander; Stephan, Ralf; Hein, Matthias
Slotted-waveguide antennas for mobile satellite communications at 20 GHz. - In: Proceedings of the 17th International Student Seminar "Microwave and Optical Applications of Novel Phenomena and Technologies", (2011), S. 39-50
Parallel als Druckausg. erschienen

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Humbla, Stefan; Hein, Matthias A.
Proceedings of the 17th International Student Seminar "Microwave and Optical Applications of Novel Phenomena and Technologies" : June 8 - 10, 2010, Ilmenau, Germany. - Ilmenau : Univ.-Verl. Ilmenau, 2011. - Online-Ressource (PDF-Datei: VII, 78 S., 6,50 MB)Unterschiede zwischen dem gedruckten Dokument und der elektronischen Ressource können nicht ausgeschlossen werden

The first International Student Seminar, inspired by Prof.es O. and I. Vendik (St. Petersburg Electrotechnical University) and supported by Prof. E. Kollberg (Chalmers University of Technology), was held in 1994. Later on hosted in St. Petersburg and other renowned places in Sweden, France, Germany, UK, and Finland, the seminar has developed to a truly European platform for the scientific exchange, inspiration, and social networking of students and young researchers in the area of "microwave and optical applications of novel phenomena and technologies". - In 2010, the 17th International Student Seminar was organised by the Institute for Micro- and Nanotechnologies IMN MacroNano® at Ilmenau University of Technology, Germany. Topics including optical plasmons, metamaterials, superconductivity, as well as novel device, system, and technology aspects for highfrequency applications were covered by invited tutorials and regular contributions, such as those compiled in the present volume.



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Brückner, Klemens; Niebelschütz, Florentina; Tonisch, Katja; Förster, Christian; Cimalla, Volker; Stephan, Ralf; Pezoldt, Jörg; Stauden, Thomas; Ambacher, Oliver; Hein, Matthias A.
Micro- and nano-electromechanical resonators based on SiC and group III-nitrides for sensor applications. - In: Physica status solidi. Applications and materials science. - Weinheim : Wiley-VCH, 2005- , ISSN: 1862-6319 , ZDB-ID: 1481091-8, ISSN 1862-6319, Bd. 208 (2011), 2, S. 357-376

http://dx.doi.org/10.1002/pssa.201026343
Hartmann, Christian; Blau, Kurt; Hein, Matthias A.
An integrated SiGe HBT pulselength modulator for class-S power amplifiers in the UHF range. - In: IEEE transactions on circuits and systems. Regular papers / Institute of Electrical and Electronics Engineers. - New York, NY : Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2004- , ISSN: 1558-0806 , ZDB-ID: 2028230-8, ISSN 1558-0806, Bd. 58 (2011), 1, S. 62-69

http://dx.doi.org/10.1109/TCSI.2010.2071510
Humbla, Stefan; Rentsch, Sven; Stephan, Ralf; Trabert, Johannes; Vogt, Gabor; Hein, Matthias
Measured frequency dependent complex permittivity of low temperature co-fired ceramic microwave modules. - In: MMA 2010, ISBN 978-83-89949-89-9, (2010), insges. 1 S.

Mehnert, Markus; Al-Azab, Mostafa; Ihlow, Alexander; Heuberger, Albert; Blau, Kurt
Noise measurements for mobile satellite applications. - In: 11. Workshop Digital Broadcasting, (2010), S. 55-60

Kholodnyak, Dmitry; Munina, Irina; Kapitanova, Polina; Turgaliev, V.; Rusakov, A.; Turalchuk, P.; Vendik, I.; Stöpel, D.; Humbla, Stefan; Müller, Jens; Hein, Matthias
Broadband directional couplers and power dividers based on metamaterial transmission lines. - In: Metamaterials 2010, ISBN 978-952-927734-6, (2010), insges. 3 S.

Cimalla, Volker; Röhlig, Claus-Christian; Lebedev, Vadim; Ambacher, Oliver; Tonisch, Katja; Niebelschütz, Florentina; Brückner, Klemens; Hein, Matthias
AlGaN/GaN based heterostructures for MEMS and NEMS applications. - In: Solid state phenomena, ISSN 1662-9779, Bd. 159 (2010), S. 27-38

http://dx.doi.org/10.4028/www.scientific.net/SSP.159.27
Hilger, Ingrid; Geyer, Christiane; Rimkus, Gabriella; Helbig, Marko; Sachs, Jürgen; Schwarz, Ulrich; Hein, Matthias A.; Kaiser, Werner Alois
Could we use UWB sensing for breast cancer detection?. - In: Proceedings of the Fourth European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP), 2010, ISBN 978-1-4244-6431-9, (2010), insges. 4 S.

http://ieeexplore.ieee.org/xpls/abs_all.jsp?arnumber=5505048
Turgaliev, Viacheslav; Kholodnyak, Dmitry; Vendik, Irina; Stöpel, Dirk; Humbla, Stefan; Müller, Jens; Hein, Matthias A.
LTCC highly loaded cavities for the design of single- and dual-band low-loss miniature filters. - In: European Microwave Conference (EuMC), 2010, ISBN 978-1-4244-7232-1, (2010), S. 180-183

http://ieeexplore.ieee.org/xpls/abs_all.jsp?arnumber=5616204
Garcia Ariza, Alexis Paolo; Kotterman, Wim; Zetik, Rudolf; Kmec, Martin; Müller, Robert; Wollenschläger, Frank; Thomä, Reiner; Trautwein, Uwe
60 GHz-ultrawideband real-time multi-antenna channel sounding for multi Giga-bit/s access. - In: IEEE 72nd Vehicular Technology Conference - Fall (VTC 2010-Fall), 2010, ISBN 978-1-4244-3573-9, (2010), insges. 6 S.

https://doi.org/10.1109/VETECF.2010.5594526
Turalchuk, Pavel; Munina, Irina; Kapitanova, Polina; Kholodnyak, Dmitry; Stöpel, Dirk; Humbla, Stefan; Müller, Jens; Hein, Matthias A.; Vendik, Irina
Broadband small-size LTCC directional couplers. - In: European Microwave Conference (EuMC), 2010, ISBN 978-1-4244-7232-1, (2010), S. 1162-1165

http://ieeexplore.ieee.org/xpls/abs_all.jsp?arnumber=5616252
Stöpel, Dirk; Drüe, Karl-Heinz; Humbla, Stefan; Mach, Matthias; Mache, Thomas; Rebs, A.; Reppe, Günter; Vogt, Gabor; Hein, Matthias; Müller, Jens
Fine-line structuring of microwave components on LTCC substrates. - In: 3rd Electronic System-Integration Technology Conference (ESTC), 2010, ISBN 978-1-4244-8554-3, (2010), insges. 6 S.

http://dx.doi.org/10.1109/ESTC.2010.5642924
Schwarz, Ulrich; Stephan, Ralf; Hein, Matthias A.
Miniature double-ridged horn antennas composed of solid high-permittivity sintered ceramics for biomedical ultra-wideband radar applications. - In: 2010 IEEE Antennas and Propagation Society international symposium, ISBN 978-1-4244-4968-2, (2010), insges. 4 S.

http://dx.doi.org/10.1109/APS.2010.5562042
Volmer, Christian; Stephan, Ralf; Hein, Matthias A.
Evaluation of compact antenna arrays for mobile communications applications. - In: International Workshop on Antenna Technology (iWAT), 2010, ISBN 978-1-4244-4883-8, (2010), insges. 4 S.

http://dx.doi.org/10.1109/IWAT.2010.5464858
Schwarz, Ulrich; Stephan, Ralf; Hein, Matthias A.
Experimental validation of high-permittivity ceramic double-ridged horn antennas for biomedical ultra-wideband diagnostics. - In: IEEE International Conference on Wireless Information Technology and Systems (ICWITS), 2010, ISBN 978-1-4244-7091-4, (2010), insges. 4 S.

http://dx.doi.org/10.1109/ICWITS.2010.5612287
Schühler, Mario; Bauer, Jan; Krauß, Alexander; Wansch, Rainer; Hein, Matthias A.
Phase constant measurement of periodically structured surfaces - the leaky-wave region. - In: IEEE antennas and wireless propagation letters, ISSN 1548-5757, Bd. 9 (2010), S. 383-386

http://dx.doi.org/10.1109/LAWP.2010.2049091
Serebryakova, Elena; Blau, Kurt; Hein, Matthias A.
Compact low-loss wideband-matched RF filters for class-S power amplifier systems. - In: German Microwave Conference, 2010, ISBN 978-3-9812668-1-8, (2010), S. 198-201

http://ieeexplore.ieee.org/xpls/abs_all.jsp?arnumber=5498303
Bayer, Hendrik; Volmer, Christian; Krauß, Alexander; Stephan, Ralf; Hein, Matthias A.
Tracking antenna for mobile bi-directional satellite communications in Ka-band. - In: IEEE International Conference on Wireless Information Technology and Systems (ICWITS), 2010, ISBN 978-1-4244-7091-4, (2010), insges. 4 S.

http://dx.doi.org/10.1109/ICWITS.2010.5611959
Schwarz, Ulrich; Thiel, Florian; Seifert, Frank; Stephan, Ralf; Hein, Matthias A.
Ultrawideband antennas for magnetic resonance imaging navigator techniques. - In: IEEE transactions on antennas and propagation, ISSN 1558-2221, Bd. 58 (2010), 6, S. 2107-2112

http://dx.doi.org/10.1109/TAP.2010.2046848
Trabert, Johannes;
Hybridintegrierte 4 x 4 Schaltmatrix für das Ka-Band : breitbandige Mikrowellenschaltungen in kompakten Mehrlagenkeramik-Modulen für Satellitenapplikationen. - Aachen : Shaker, 2010. - XXI, 220 S. : Zugl.: Ilmenau, Techn. Univ., Diss., 2010
ISBN 978-3-8322-9727-5

Moderne Systeme der mobilen und der satellitengestützten Breitband-Kommunikationstechnik erfordern effiziente, flexibel einsetzbare, leichte und kompakte Baugruppen mit leistungsfähigen Hochfrequenzeigenschaften. Die vorliegende Dissertation beschreibt die Entwicklung einer miniaturisierten 4 × 4 Mikrowellenschaltmatrix für Anwendungen im Ka-Band (17 . . 22 GHz, downlink) in Single-Pole Multiple-Throw (SPMT)-Architektur und deren Realisierung in niedrigsinternder Mehrlagenkeramiktechnologie (low temperature co-fired ceramics - LTCC). Sie stellt eine repräsentative Schaltungsfunktion satellitengestützter Multimedia- und Kommunikationssysteme dar. Solche Schaltmatrizen sorgen für Verbindungsflexibilität, beispielsweise zum rekonfigurierbaren Rangieren unterschiedlicher Signalquellen an Sendeantennen verschiedener Beleuchtungszonen des Satelliten. Es wird eine interne Signalverteilungstopologie für die Schaltmatrix entwickelt, die mit halbleiterintegrierten SP4T-Schaltern (ein Eingang, vier Ausgänge) ein sehr kompaktes, flächenminimales Modulkonzept mit zweiseitiger Bauelementebestückung ermöglicht. Die vorliegende Entwicklung beinhaltet dabei herausfordernde Design- und Optimierungsaufgaben, um dämpfungsminimale, dreidimensional geführte Verbindungen durch kurze, verlust- und reflexionsminimale LTCC-integrierte Wellenleiter zu realisieren. Ein unverzichtbarer Fortschritt zur Realisierung ist ein zum Patent eingereichtes Wellenleitungskonzept mit sehr hoher Packungsdichte für eine effiziente, sehr breitbandige, dreidimensionale Signalverteilung innerhalb eines LTCC-Moduls, inklusive der entsprechenden Wellenleiterübergänge zur Richtungsänderung und der erforderlichen breitbandigen Kompensationsanordnungen. Der induktivitätsarme Anschluss der halbleiterintegrierten Schalter erfolgt mit Mehrfachbondbändchen. Die breitbandige Impedanzanpassung des Schalter-IC ist ein- und ausgangsseitig jeweils mit einem vierstufigen Anpassungsnetzwerk aus verteilten koplanaren Leitungselementen in Tiefpassstruktur realisiert. Die Verwendung der LTCC-Technologie ermöglicht den für Raumfahrtanwendungen erforderlichen hermetischen Verschluss. Durch die zweiseitige Hybridintegration der Nacktchips, die durchdachte Signalverteilungstopologie und die verlust- und reflexionsarme, dreidimensionale Wellenleitung wurde als bedeutendes Ergebnis dieser Arbeit eine Schaltmatrix mit beachtlichen Verbesserungen bezüglich Funktionalität, Volumen (5 cm^3) sowie Masse (9 g) und damit auch hinsichtlich potenzieller Einsatzbereiche realisiert. Im Vergleich mit konventionellen Schaltmatrizen beträgt der Miniaturisierungsfaktor ca. 1/100. Die aktuell gefertigten Schaltmatrizen präsentieren im Ka-Band mit einer Einfügedämpfung von typisch weniger als 7 dB und einer Reflexionsdämpfung von mindestens 13 dB (häufig >20 dB im Bereich von 10 .. 20 GHz) ein sehr gutes HF-Übertragungsverhalten. Diese robuste, zuverlässige 4 × 4 Mikrowellenschaltmatrix-Baugruppe bestand die durchgeführten Überprüfungen unter Satellitenbedingungen am Boden erfolgreich. Die Raumfahrtqualifikation erfolgt mit einem Forschungssatelliten des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR). Der Start ist für Q4/2010 geplant.



Vogt, Gabor; Humbla, Stefan; Müller, Jens; Stephan, Ralf; Stöpel, Dirk; Trabert, Johannes F.; Hein, Matthias A.
Material adaptation and optimisation of passive Ka-band multilayer circuit designs using an efficient modular design strategy. - In: European Microwave Conference (EuMC), 2010, ISBN 978-1-4244-7232-1, (2010), S. 1627-1630

http://ieeexplore.ieee.org/xpls/abs_all.jsp?arnumber=5616511
Schühler, Mario; Wansch, Rainer; Hein, Matthias A.
On strongly truncated leaky-wave antennas based on periodically loaded transmission lines. - In: IEEE transactions on antennas and propagation, ISSN 1558-2221, Bd. 58 (2010), 11, S. 3505-3514

http://dx.doi.org/10.1109/TAP.2010.2071353
Trabert, Johannes F.; Humbla, Stefan; Müller, Jens; Rentsch, Sven; Stöpel, Dirk; Vogt, Gabor; Hein, Matthias A.
Microwave properties of low temperature co-fired ceramics for satellite communications and ultra-wideband technologies. - In: European Microwave Conference (EuMC), 2010, ISBN 978-1-4244-7232-1, (2010), S. 397-400

http://ieeexplore.ieee.org/xpls/abs_all.jsp?arnumber=5616292
Hartmann, Christian; Haas-Zens, Martin; Blau, Kurt; Hein, Matthias A.
An integrated SiGe HBT bandpass-pulse length modulator for switch mode power amplifiers in the SHF range. - In: 18th International Conference on Microwave, Radar and Wireless Communications (MIKON), 2010, ISBN 978-1-4244-5288-0, (2010), insges. 5 S.

http://ieeexplore.ieee.org/xpls/abs_all.jsp?arnumber=5540630
Murtaza, Noman; Hein, Matthias A.
Folded Sierpinski monopole antenna with self-similar radiation properties. - In: European Wireless Technology Conference (EuWiT), 2010, ISBN 978-1-4244-7233-8, (2010), S. 189-192

http://ieeexplore.ieee.org/xpls/abs_all.jsp?arnumber=5615129
Wollenschläger, Frank; Stephan, Ralf; Xia, Lei; Müller, Jens; Hein, Matthias A.
A broadband 60 GHz aperture-coupled patch array integrated in multilayer ceramics technology. - In: International Conference on Electromagnetics in Advanced Applications (ICEAA), 2010, ISBN 978-1-4244-7366-3, (2010), S. 357-360

http://dx.doi.org/10.1109/ICEAA.2010.5649999
Vogt, Gabor; Humbla, Stefan; Müller, Jens; Stephan, Ralf; Stöpel, Dirk; Trabert, Johannes F.; Hein, Matthias A.
Material adaptation and optimisation of passive Ka-band multilayer circuit designs using an efficient modular design strategy. - In: European Microwave Integrated Circuits Conference (EuMIC), 2010, ISBN 978-1-4244-7231-4, (2010), S. 385-388

http://ieeexplore.ieee.org/xpls/abs_all.jsp?arnumber=5613723
Schwarz, Ulrich; Zhukov, Vladimir; Stephan, Ralf; Hein, Matthias A.
Determination of phase centers of ultra-wideband antennas. - In: Proceedings of the Fourth European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP), 2010, ISBN 978-1-4244-6431-9, (2010), insges. 4 S.

http://ieeexplore.ieee.org/xpls/abs_all.jsp?arnumber=5505003
Röhlig, Claus-Christian; Niebelschütz, Merten; Brückner, Klemens; Tonisch, Katja; Ambacher, Oliver; Cimalla, Volker
Elastic properties of nanowires. - In: Physica status solidi, ISSN 1521-3951, Bd. 247 (2010), 10, S. 2557-2570

http://dx.doi.org/10.1002/pssb.201046378
Niebelschütz, Florentina; Brückner, Klemens; Tonisch, Katja; Stephan, Ralf; Cimalla, Volker; Ambacher, Oliver; Hein, Matthias A.
Piezoelectric actuated epitaxially grown AlGaN/GaN-resonators. - In: Physica status solidi. Current topics in solid state physics. - Berlin : Wiley-VCH, 2002-2017 , ISSN: 1610-1642 , ZDB-ID: 2102966-0, ISSN 1610-1642, Bd. 7 (2010), 7/8, S. 1829-1831

http://dx.doi.org/10.1002/pssc.200983616
Hein, Matthias; Bayer, Hendrik; Krauß, Alexander; Stephan, Ralf; Volmer, Christian; Heuberger, Albert; Eberlein, Ernst; Keip, Cedric; Mehnert, Markus; Mitschele-Thiel, Andreas
Perspectives for mobile satellite communications in Ka-band (MoSaKa). - In: Proceedings of the Fourth European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP), 2010, ISBN 978-1-4244-6431-9, (2010), insges. 5 S.

http://ieeexplore.ieee.org/xpls/abs_all.jsp?arnumber=5505365
Schühler, Mario; Wansch, Rainer; Hein, Matthias A.
Analysis and design of a planar leaky-wave antenna for mobile satellite communications based on a strongly truncated periodic structure. - In: 2010 IEEE Antennas and Propagation Society international symposium, ISBN 978-1-4244-4968-2, (2010), insges. 4 S.

http://dx.doi.org/10.1109/APS.2010.5561013
Schwarz, Ulrich;
Ultrabreitbandantennen für biomedizinische Radaranwendungen, 2010. - Online-Ressource (PDF-Datei: 178 S., 34,4 MB) Ilmenau : Techn. Univ., Diss., 2010

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit dem Entwurf spezifischer Antennen für innovative Verfahren einer mikrowellenbasierten Brustkrebsdetektion sowie für Navigatortechniken in Magnetresonanz-(MR)-Anwendungen. Dabei werden zunächst physikalische und technische Randbedingungen diskutiert, welche die Antennenentwürfe maßgeblich prägen. Während bei einer Brustkrebsdetektion anatomische Randbedingungen die grösste Einschränkung darstellen, sind bei MR-Anwendungen starke Magnetfelder zu beachten. Beiden Arbeitsgebieten ist dabei der Wunsch nach einer niedrigen unteren Grenzfrequenz gemein, um eine möglichst hohe Eindringtiefe in menschliches Gewebe zu gewährleisten. Durch eine deutliche Differenzierung der Anforderungen unterscheiden sich die einzelnen Lösungen stark voneinander, obgleich in beiden Fällen das Doppelsteghorn als Antennentyp gewählt wurde. Während als Sensoren zur Brustkrebsdetektion dielektrisch skalierte Antennen unter Verwendung von Keramik entwickelt wurden, erfolgte zur Realisierung MR-kompatibler Antennen eine rigorose Reduktion von Metallisierungsflächen, ohne die Funktionalität zu beeinträchtigen. Resultierend entstanden miniaturisierte Antennen zur Brustkrebsdetektion auf der einen und wirbelstromresistente Strahler auf der anderen Seite. Eine umfangreiche messtechnische Charakterisierung und praxisnahe Erprobung stellt die Funktionstüchtigkeit der Entwicklungen abschließend unter Beweis.



http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn=urn:nbn:de:gbv:ilm1-2010000403
Niebelschütz, Florentina; Zhao, Wei Hong; Brückner, Klemens; Tonisch, Katja; Linß, Matthias; Hein, Matthias A.; Pezoldt, Jörg
Property modification of 3C-SiC MEMS on Ge-modified Si(100) substrates. - In: Materials science forum, ISSN 1662-9752, Bd. 645/648 (2010), S. 861-864

http://dx.doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.645-648.861
Tonisch, Katja; Niebelschütz, Florentina; Brückner, Klemens; Buchheim, Carsten; Goldhahn, Rüdiger; Cimalla, Volker; Ambacher, Oliver; Hein, Matthias
Piezoelektrisch angeregte MEMS aus epitaktischen AlGaN/GaN-Heterostrukturen. - In: Thüringer Werkstofftag 2010, (2010), S. 85-90
Parallel als Druckausg. erschienen

http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=15197
Volmer, Christian;
Compact antenna arrays in mobile communications : a quantitative analysis of radiator coupling. - Ilmenau : Univ.-Verl. Ilmenau, 2010. - Online-Ressource (PDF-Datei: XV, 251 S., 10,51 MB) : Ilmenau, Techn. Univ., Diss., 2009
Enth. außerdem: Thesen

Um der anhaltenden Nachfrage nach höheren Übertragungsraten und größerer Mobilität zu begegnen, setzen moderne Mobilfunksysteme zunehmend adaptive Gruppenantennen ein. Rückt man Strahlerelemente zur Unterbringung in kleinen tragbaren Endgeräten (z.B. Handys) jedoch eng zusammen, so beeinträchtigen Verkopplungseffekte deren Abstrahleigenschaften. Um diese Beeinträchtigungen im Vergleich zu den üblichen Betrachtungsweisen anschaulicher zu beschreiben, erweitert die vorliegende Arbeit den bekannten Effizienzbegriff einer Einzelantenne auf beliebige Antennengruppen durch die Einführung orthogonaler Strahlungsfreiheitsgrade. Die Auswirkungen von Strahlerverkopplung werden anhand von Beispielen aufgezeigt. Anpass- und Entkoppelnetzwerke können der Strahlerverkopplung entgegenwirken. Für eine breite Klasse von ntennengruppen wird eine systematische Entwurfsvorschrift vorgestellt und durch zahlreiche Beispiele bestätigt, dabei stellen sich Ohm'sche Netzwerkverluste und schmale Bandbreiten als allgemeine Hauptschwächen derartiger Netzwerke heraus. Zur Untersuchung des Einflusses der Strahlerverkopplung auf die Übertragungsqualität eines Diversitätsempfängersystems werden geschlossene Ausdrücke für seinen Diversitätsgewinn hergeleitet und diskutiert. Diese Analyse wird anschließend durch ein umfassendes Rauschmodell erweitert. Diversitäts- und Rauschmessungen bestätigen die theoretischen Betrachtungen. Die vorliegende Arbeit möchte ein anschaulicheres Verständnis von Strahlerverkopplung vermitteln und Bewusstsein dafür schaffen, dass eine Betrachtung des Gesamtsystems essentiell für eine objektive Beurteilung der Leistungsfähigkeit kompakter Gruppenantennen ist.



http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=14752
Niebelschütz, Florentina; Brueckner, Klemens; Jatal, Wael; Tschumak, Elena; As, Donat Josef; Hein, Matthias A.; Pezoldt, Jörg
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Kapitanova, Polina; Kholodnyak, Dmitry; Humbla, Stefan; Perrone, Ruben; Müller, Jens; Hein, Matthias A.; Vendik, Irina B.
Multi-band and tunable multi-band microwave resonators and filters based on cascaded left/right-handed transmission line sections. - In: IEEE EUROCON 2009, ISBN 978-1-4244-3861-7, (2009), S. 39-45

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Kulke, Reinhard; Möllenbeck, G.; Günner, C.; Uhlig, Peter; Drüe, Karl-Heinz; Humbla, Stefan; Müller, Jens; Stephan, Ralf; Stöpel, Dirk; Trabert, Johannes F.
Ceramic microwave circuits for satellite communication. - In: Journal of microelectronics and electronic packaging, ISSN 1551-4897, Bd. 6 (2009), 1, S. 27-31

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Ultra-wideband antennas for combined magnetic resonance imaging and UWB radar applications. - In: IEEE MTT-S International Microwave Symposium digest, 2009 ; Boston, Massachusetts, USA, 7 - 12 June 2009 ; [part of Microwave Week 2009], ISBN 978-1-4244-2803-8, (2009), S. 1433-1436

http://dx.doi.org/10.1109/MWSYM.2009.5165976
Wollenschläger, Frank; Alhouri, Luay; Xia, Lei; Rentsch, Sven; Müller, Jens; Stephan, Ralf; Hein, Matthias A.
Measurement of a 60 GHz antenna array fed by a planar waveguide-to-microstrip transition integrated in low-temperature co-fired ceramics. - In: 2009 3rd European Conference on Antennas and Propagation, (2009), S. 1001-1005

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Magnetic resonance imaging compatible ultra-wideband antennas. - In: 2009 3rd European Conference on Antennas and Propagation, (2009), S. 1102-1105

Volmer, Christian; Weber, Jörn; Stephan, Ralf; Hein, Matthias A.
Mutual coupling in multi-antenna systems: figures-of-merit and practical verification. - In: 2009 3rd European Conference on Antennas and Propagation, (2009), S. 1114-1118

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Compact antenna arrays with enhanced diversity performance. - In: 2009 3rd European Conference on Antennas and Propagation, (2009), S. 479-483

Hein, Matthias A.; Geyer, Christiane; Helbig, Marko; Hilger, Ingrid; Sachs, Jürgen; Schwarz, Ulrich; Seifert, Frank; Stephan, Ralf; Thiel, Florian
Antennas for ultra-wideband medical sensor systems. - In: 2009 3rd European Conference on Antennas and Propagation, (2009), S. 1868-1872

Schühler, Mario; Wansch, Rainer; Hein, Matthias
Experimental study of the radiation characteristics of a finite periodic structure excited by a dipole. - In: 2009 3rd European Conference on Antennas and Propagation, (2009), S. 3055-3059

Serebryakova, Elena; Trabert, Johannes F.; Blau, Kurt; Hein, Matthias
High-power filters for switched-mode power amplifier systems. - In: IEEE Radio and Wireless Symposium, 2009, ISBN 978-1-4244-2698-0, (2009), S. 276-279

http://dx.doi.org/10.1109/RWS.2009.4957332
Michael, Steffen; Brückner, Klemens; Niebelschütz, Florentina; Tonisch, Katja; Schäffel, Christoph
Parameter identification of piezoelectric AlGaN/GaN beam resonators by dynamic measurements. - In: 10th International Conference on Thermal, Mechanical and Multi-Physics Simulation and Experiments in Microelectronics and Microsystems, 2009, ISBN 978-1-4244-4161-7, (2009), insges. 4 S.

http://dx.doi.org/10.1109/ESIME.2009.4938498
Brückner, Klemens; Niebelschütz, Florentina; Tonisch, Katja; Stephan, Ralf; Cimalla, Volker; Ambacher, Oliver; Hein, Matthias
Resonant piezoelectric ALGaN/GaN MEMS sensors in longitudinal mode operation. - In: IEEE 22nd International Conference on Micro Electro Mechanical Systems, 2009, ISBN 978-1-4244-2977-6, (2009), S. 927-930

http://dx.doi.org/10.1109/MEMSYS.2009.4805536
Weber, Jörn;
Entwurf miniaturisierter Antennengruppen. - Ilmenau : Univ.-Verl. Ilmenau, 2009. - Online-Ressource (PDF-Datei: XIX, 197, XXVIII S., 6,18 MB) : Ilmenau, Techn. Univ., Diss., 2008
Parallel als Druckausg. erschienen

Die hier präsentierte Arbeit beschreibt Entwurfsaspekte kompakter Antennengruppen. Die Begriffe kompakte oder miniaturisierte Antennengruppen stehen dabei als Synonyme für Antennengruppen mit einem Elementeabstand, der kleiner als der herkömmliche lambda/2-Abstand ist. Der Schwerpunkt der Ausarbeitung liegt in der Verbesserung der Diversitätseigenschaften von Antennengruppen zur besseren Ausnutzung des Frequenzspektrums. Hierzu wird diskutiert, welche theoretischen und praktischen Grenzen die Miniaturisierung von Antennengruppen limitieren. Das physikalische Phänomen der Superdirektivität, das für eine starke Verkopplung eng benachbarter Antennenlemente verantwortlich ist, wird beschrieben. Eine Analyse der physikalischen Grenzen anhand theoretischer Multipolfelder deckt auf, dass für sehr kleine Antennengruppen sechs orthogonale Strahlungsmoden aufgrund von Polarisationsfreiheitsgraden existieren. Dementsprechend kann die Nutzung der Polarisationsfreiheitsgrade zur Verbesserung der Eigenschaften kompakter Antennengruppen beitragen. Als optimale Beschreibungsgrößen miniaturisierter Antennengruppen werden die Gesamteffizienzen ihrer Eigenmoden identifiziert. Die Eigenmoden können als orthogonale Funktionsbasis der Antennengruppe verstanden werden. Anhand realisierter Beispiele wird gezeigt, dass sich die Anpassung und die Güte der Eigenmoden als Optimierungsgrößen kompakter Antennengruppen eigenen. Der nächste Untersuchungsgegenstand ist die Verwendung von Anpass- und Entkoppelnetzwerken zur Vermeidung von Reflextionsverlusten. Eine allgemeingültige Entwurfsmethode für Anpass- und Entkoppelnetzwerke erlaubt die Ausnutzung aller Freiheitsgrade im Entwurf und die Berücksichtigung von auftretenden Netzwerkverlusten. Erstmals ermöglicht eine Orthogonalisierung gewünschter Richtcharakteristiken deren näherungsweise Realisierung. Zur praktischen Umsetzung der Anpass- und Entkoppelnetzwerke werden Methoden vorgestellt, die die Reduktion der Netzwerkkomplexität, die Bestimmung und Optimierung der Toleranzen der Netzwerkelemente und eine geeignete Auswahl verschiedener Realisierungsarten der Netzwerkelemente gestatten. Anhand zahlreicher realisierter Antennensysteme wird eine praktische Erhöhung des Diversitätsgewinnes von zwei bis drei Dezibel durch die Anpassung nachgewiesen. Eine weitere in dieser Arbeit behandelte Fragestellung befasst sich mit den Vor- und Nachteilen verschiedener Netzwerkrealisierungen. Hierbei wird gezeigt, dass es theoretisch unbedeutend ist, welche orthogonale Basis von Richtcharakteristiken für den Netzwerkentwurf verwendet wird. Bei der praktischen Umsetzung der Netzwerke ist allerdings auf eine hohe Effizienz und möglichst minimale parasitäre Energiespeicher zu achten.



https://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2008000308
Alhouri, Luay;
Hybridintegrierte Patchantennen für kompakte Funksysteme bei 60 GHz, 2009. - Online-Ressource (PDF-Datei: 158 S., 5,14 MB) : Ilmenau, Techn. Univ., Diss., 2009
Parallel als Druckausg. erschienen

Die hier präsentierte Arbeit beschreibt den Entwurf unsymmetrisch und differentiell gespeister planarer Patchantennen im Frequenzbereich um 60 GHz. Dabei wurden sowohl Einzelantennen als auch Gruppenstrahler betrachtet, um Antennen für verschiedene Szenarien der drahtlosen Kurzstrecken Datenübertragung zu entwickeln. In der Schaltungstechnik integrierter Hochfrequenzschaltungen wird zunehmend das Konzept symmetrischer Übertragungsleitungen verwendet. Daher fand die direkte Speisung von Patchantennen mit solchen symmetrischen Leitungen besondere Beachtung und durch Messungen an realisierten Antennen konnte bestätigt werden, dass im Vergleich mit konventionellen Patchantennen eine größere Bandbreite und ein höherer Antennengewinn realisiert werden konnten. Die Antennen wurden in LTCC-Technologie entworfen. Diese Aufbautechnik bietet den Vorteil einer definierten und kostengünstigen Fertigung mit der Option einer gleichzeitigen Integration der Halbleiterchips auf dem gleichen Trägersubstrat. Für die Messung symmetrischer Antennen, an Messtechnik mit konventionellen koaxialen Anschlüssen, war der Entwurf und der Einsatz von Baluns notwendig, um die Leistungsfähigkeit der hergestellten Bauteile zu überprüfen. Das Antennenmesslabor der TU Ilmenau konnte erst gegen Ende der Bearbeitungszeit der Promotion auf den 60-GHz Frequenzbereich erweitert werden. Daher wurde der überwiegende Teil der Messungen in einer nicht abgeschirmten Laborumgebung ausgeführt. Der Vergleich mit ausgewählten Referenzmessungen im Antennenmesslabor bestätigt jedoch die erhaltenen Ergebnisse. Die Mehrlagen-Keramik-Technologie DuPont 943 erlaubt die Fertigung von Antennen mit flexibel formbaren Richtcharakteristiken im betrachteten Frequenzbereich. Einzelpatchantennen erreichten in der Messung einen Gewinn von 5 dBi und 4-Element-Antennengruppen zeigten 10 dBi in Hauptstrahlrichtung.



http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=13051
Vogt, Gabor; Drüe, Karl-Heinz; Humbla, Stefan; Müller, Jens; Stephan, Ralf; Stöpel, Dirk; Trabert, Johannes F.; Hein, Matthias A.
Efficient design of multilayer microwave modules using an element-wise simulation technique. - In: German Microwave Conference, (2009), insges. 4 S.

Volmer, Christian; Weber, Jörn; Stephan, Ralf; Hein, Matthias A.
A descriptive model for analyzing the diversity performance of compact antenna arrays. - In: IEEE transactions on antennas and propagation, ISSN 1558-2221, Bd. 57 (2009), 2, S. 395-405

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Kapitanova, Polina; Kholodnyak, Dmitry; Humbla, Stefan; Perrone, Ruben; Müller, Jens; Hein, Matthias A.; Vendik, Irina
Right- and left-handed transmission line resonators and filters for dual-band applications. - In: Microwave and optical technology letters, ISSN 1098-2760, Bd. 51 (2009), 3, S. 629-633

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Thiel, Florian; Hein, Matthias A.; Schwarz, Ulrich; Sachs, Jürgen; Seifert, Frank
Combining magnetic resonance imaging and ultrawideband radar: a new concept for multimodal biomedical imaging. - In: Review of scientific instruments, ISSN 1089-7623, Bd. 80 (2009), 1, S. 014302, insges. 10 S.

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Helbig, Marko; Geyer, Christiane; Hein, Matthias A.; Hilger, Ingrid; Schwarz, Ulrich; Sachs, Jürgen
A breast surface estimation algorithm for UWB microwave imaging. - In: 4th European Conference of the International Federation for Medical and Biological Engineering, (2009), S. 760-763

Kulke, Reinhard; Möllenbeck, G.; Günner, C.; Uhlig, Peter; Rittweger, M.; Humbla, Stefan; Drüe, Karl-Heinz; Müller, Jens; Stephan, Ralf; Stöpel, Dirk
Keramische Mikrowellenschaltungen für die Satellitenkommunikation. - In: Technische keramische Werkstoffe, 2008, Kap. 8.9.1.1, insges. 55 S.

Geyer, Christiane; Helbig, Marko; Schwarz, Ulrich; Sachs, Jürgen; Hein, Matthias A.; Kaiser, Werner Alois; Hilger, Ingrid
Ultrabreitband (UWB)-Radar-Technologie in der bildgebenden Tumordiagnostik - erste Untersuchungen. - In: RöFo, ISSN 1438-9010, Bd. 180.2008, Suppl. 1, WI_PO_7, insges. 1 S.

http://dx.doi.org/10.1055/s-2008-1073932
Geyer, Christiane; Helbig, Marko; Schwarz, Ulrich; Sachs, Jürgen; Hein, Matthias A.; Kaiser, Werner Alois; Hilger, Ingrid
Can ultra-wideband (UWB) radar be used for imaging purposes? : preliminary in vitro investigations. - In: RöFo, ISSN 1438-9010, Bd. 180.2008, 9, A3_1, insges. 1 S.

http://dx.doi.org/10.1055/s-0028-1085912
Brückner, Klemens; Niebelschütz, Florentina; Tonisch, Katja; Michael, Steffen; Dadgar, Armin; Krost, Alois; Cimalla, Volker; Ambacher, Oliver; Stephan, Ralf; Hein, Matthias
Multimode frequency response of piezoelectric AlGaN/GaN micro-electromechanical RF resonators. - In: Technical digest, (2008), S. 165-168

Kulke, Reinhard; Möllenbeck, G.; Günner, C.; Uhlig, Peter; Drüe, Karl-Heinz; Humbla, Stefan; Müller, Jens; Stephan, Ralf; Stöpel, Dirk; Trabert, Johannes F.
Ceramic microwave circuits for satellite communication. - In: Proceedings and exhibitor presentations, (2008), S. 171-175

Niebelschütz, Florentina; Pezoldt, Jörg; Stauden, Thomas; Cimalla, Volker; Tonisch, Katja; Brückner, Klemens; Hein, Matthias; Ambacher, Oliver; Schober, Andreas
Isotropic dry-etching of SiC for AlGaN/GaN MEMS fabrication. - In: Conference on Optoelectronic and Microelectronic Materials and Devices, 2008, ISBN 978-1-4244-2716-1, (2008), S. 26-29

http://dx.doi.org/10.1109/COMMAD.2008.4802084
Blau, Kurt; Mehnert, Markus
Active DVB-T antenna: evaluation of noise figure and gain with far field measurements. - In: IEEE International Symposium on Consumer Electronics, 2008, ISBN 978-1-4244-2422-1, (2008), insges. 4 S.

http://dx.doi.org/10.1109/ISCE.2008.4559422
Vendik, Irina; Kholodnyak, Dmitry; Kapitanova, Polina; Hein, Matthias A.; Humbla, Stefan; Perrone, Ruben; Müller, Jens
Tunable dual-band microwave devices based on a combination of left/right-handed transmission lines. - In: 38th European Microwave Conference, 2008, ISBN 978-2-87487-005-7, (2008), S. 273-276

Metamaterial transmission lines can be realized as a combination of transmission line sections with positive and negative dispersion. Such lines, which are also known as right- and left-handed transmission lines, exhibit different dispersion characteristics. Compared to homogeneous networks, the use of cascaded line sections gives additional degrees of freedom for improving the performance of microwave devices. For the design process, LC-equivalents of the right- and left-handed transmission line sections are used. This facilitates the consideration of tunable capacitors, e.g., varactor diodes, to provide frequency tuning of the devices. At the same time, the geometrical dimensions of the devices can be drastically reduced. This paper presents the results of simulation and experimental investigation of a miniature rat-race-ring and a dual-band filter free of spurious response, both manufactured as fully-integrated ceramic multilayer modules based on Low-Temperature Co-fired Ceramics. The design of tunable versions of these devices is also discussed.



http://dx.doi.org/10.1109/EUMC.2008.4751441
Kholodnyak, Dmitry V.; Kolmakov, Ya. A.; Simin, Alexander V.; Vendik, Irina B.; Trabert, Johannes F.; Müller, Jens; Drüe, Karl-Heinz; Hein, Matthias A.
Bandpass filters for Ka-band satellite communication applications based on LTCC. - In: 38th European Microwave Conference, 2008, ISBN 978-2-87487-005-7, (2008), S. 211-214

http://dx.doi.org/10.1109/EUMC.2008.4751425
Kholodnyak, Dmitry; Kapitanova, Polina; Vendik, Irina; Humbla, Stefan; Perrone, Ruben; Müller, Jens; Hein, Matthias A.
Novel Wilkinson-type power dividers based on metamaterial transmission lines. - In: 38th European Microwave Conference, 2008, ISBN 978-2-87487-005-7, (2008), S. 341-344

This paper focuses on applications of the metamaterial left-handed transmission lines to the design of novel Wilkinson-type power dividers. Novel configurations of broadband 180&ayn; Wilkinson power dividers suitable for practical implementation are proposed. A concept of designing dual-band Wilkinson power dividers based on a combination of right-handed and lefthanded transmission line sections is considered as well. A band broadening technique for the dual-band Wilkinson power dividers is discussed.



http://dx.doi.org/10.1109/EUMC.2008.4751458
Volmer, Christian; Sengül, Metin; Weber, Jörn; Stephan, Ralf; Hein, Matthias
Broadband decoupling and matching of a superdirective two-port antenna array. - In: IEEE antennas and wireless propagation letters, ISSN 1548-5757, Bd. 7 (2008), S. 613-616

http://dx.doi.org/10.1109/LAWP.2008.2006767
Volmer, Christian; Weber, Jörn; Stephan, Ralf; Hein, Matthias A.
Performance measurements of a two-branch diversity receiver with superdirective antenna array and decoupling and matching network. - In: IEEE Antennas and Propagation Society international symposium, 2008, ISBN 978-1-4244-2041-4, (2008), insges. 4 S.

http://dx.doi.org/10.1109/APS.2008.4619165
Schühler, Mario; Volmer, Christian; Wansch, Rainer; Hein, Matthias
Impedance measurement of a dipole above a periodically structured reflective surface. - In: IEEE antennas and wireless propagation letters, ISSN 1548-5757, Bd. 7 (2008), S. 617-620

http://dx.doi.org/10.1109/LAWP.2008.2006636
Kholodnyak, Dmitry; Kapitanova, Polina; Humbla, Stefan; Perrone, Ruben; Müller, Jens; Hein, Matthias A.; Vendik, Irina
180&ring; power dividers using metamaterial transmission lines. - In: 14th Conference on Microwave Techniques, 2008, ISBN 978-1-4244-2138-1, (2008), insges. 4 S.

http://dx.doi.org/10.1109/COMITE.2008.4569917
Weber, Jörn; Volmer , Christian; Stephan, Ralf; Hein, Matthias A.
Eigenmode decoupling of miniaturised diversity antennas using compact quasi-lumped networks. - In: Loughborough Antennas & Propagation Conference, 2008, ISBN 978-1-4244-1893-0, (2008), S. 89-92

http://dx.doi.org/10.1109/LAPC.2008.4516873
Schühler, Mario; Wansch, Rainer; Hein, Matthias
Reduced mutual coupling in a compact antenna array using periodic structures. - In: Loughborough Antennas & Propagation Conference, 2008, ISBN 978-1-4244-1893-0, (2008), S. 93-96

http://dx.doi.org/10.1109/LAPC.2008.4516874
Thiel, Florian; Hoffmann, Werner; Wojcik, Frank; Hein, Matthias A.; Sachs, Jürgen; Schwarz, Ulrich; Helbig, Marko; Seifert, Frank
Evaluation of a combined magnetic resonance (MR)/ultra-wideband (UWB)-Radar technique. - In: ISMRM 16th annual scientific meeting & exhibition, (2008), S. 349

Brückner, Klemens; Niebelschütz, Florentina; Tonisch, Katja; Michael, Steffen; Dadgar, Armin; Krost, Alois; Cimalla, Volker; Ambacher, Oliver; Stephan, Ralf; Hein, Matthias
Two-dimensional electron gas based actuation of piezoelectric AlGaN/GaN microelectromechanical resonators. - In: Applied physics letters, ISSN 1077-3118, Bd. 93 (2008), 17, S. 173504, insges. 3 S.

http://dx.doi.org/10.1063/1.3002296
Tick, T.; Peräntie, J.; Rentsch, Sven; Müller, Jens; Hein, Matthias; Jantunen, H.
Co-sintering of barium strontium titanate (BST) thick films inside a LTCC substrate with pressure-assisted sintering. - In: Journal of the European Ceramic Society, ISSN 1873-619X, Bd. 28 (2008), 14, S. 2765-2769

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Thiel, Florian; Hein, Matthias; Schwarz, Ulrich; Sachs, Jürgen; Seifert, Frank
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S¸engül, Metin; Yarman, Siddik B.; Volmer, Christian; Hein, Matthias
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Serebryakova, Elena; Blau, Kurt; Hein, Matthias
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Volmer, Christian; Weber, Jörn; Stephan, Ralf; Blau, Kurt; Hein, Matthias A.
An eigen-analysis of compact antenna arrays and its application to port decoupling. - In: IEEE transactions on antennas and propagation, ISSN 1558-2221, Bd. 56 (2008), 2, S. 360-370

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Niebelschütz, Florentina; Cimalla, Volker; Tonisch, Katja; Haupt, Christian; Brückner, Klemens; Stephan, Ralf; Hein, Matthias; Ambacher, Oliver
AlGaN/GaN-based MEMS with two-dimensional electron gas for novel sensor applications. - In: Physica status solidi, ISSN 1610-1642, Bd. 5 (2008), 6, S. 1914-1916

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Cimalla, Volker; Röhlig, Claus-Christian; Pezoldt, Jörg; Niebelschütz, Merten; Ambacher, Oliver; Brückner, Klemens; Hein, Matthias; Weber, Jochen; Milenkovic, Srdjan; Smith, Andrew Jonathan; Hassel, Achim Walter
Nanomechanics of single crystalline tungsten nanowires. - In: Journal of nanomaterials, ISSN 1687-4129, Bd. 2008 (2008), 638947, S. 1-9

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Humbla, Stefan; Drüe, Karl-Heinz; Stephan, Ralf; Stöpel, Dirk; Trabert, Johannes F.; Vogt, Gabor; Hein, Matthias A.
Qualification of a compact Ka-band switch matrix for on-orbit-verification. - In: GeMiC 2008, (2008), S. 454-457

Schühler, Mario; Wansch, Rainer; Hein, Matthias
A design formulation of a periodic high-impedance surface for a miniaturised antenna array. - In: Metamaterials 2007, (2007), S. 503-506

The focus of our work is the miniaturisation of a dipole antenna array by two complementary means. On the one hand, we want to place the antennas close above a high-impedance surface. On the other hand, we want to reduce the coupling between the antennas so that the elements can be placed at separations less than [lambda]/2. We derive a formulation to design analytically a high-impedance surface consisting of a periodic structure, which displays a surface wave band gap for a range of wavelengths much larger than the periodicity of the structure. For frequencies below the band gap, the structure supports backward waves, above the band gap forward waves are supported. Our considerations are verified by measurements.



Müller, Jens; Perrone, Ruben; Drüe, Karl-Heinz; Stephan, Ralf; Trabert, Johannes F.; Hein, Matthias; Pohlner, Jürgen; Schwanke, Dieter; Reppe, Günter
Comparison of high resolution patterning technologies for LTCC microwave circuits. - In: Proceedings and exhibitor presentations, (2007), insges. 6 S.

Niebelschütz, Florentina; Cimalla, Volker; Brückner, Klemens; Stephan, Ralf; Tonisch, Katja; Hein, Matthias A.; Ambacher, Oliver
Sensing applications of micro- and nanoelectromechanical resonators. - In: Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, ISSN 2041-3092, Bd. 221 (2007), 2, S. 59-65

http://dx.doi.org/10.1243/17403499JNN100
Trabert, Johannes F.; Drüe, Karl-Heinz; Müller, Jens; Stephan, Ralf; Hein, Matthias A.
High performance 3-dimensional hybrid-integrated switch matrix for Ka-band satellite communication applications based on ceramic multilayer technology. - In: Proceedings, (2007), S. 1-8

Drüe, Karl-Heinz; Hein, Matthias A.; Müller, Jens; Perrone, Ruben; Rentsch, Sven; Stephan, Ralf; Trabert, Johannes F.
LTCC multilayer technology enables very compact 20 GHz switch unit for space applications. - In: Proceedings, (2007), S. 500-504

A 4x4 switch matrix had to be realized within the project KERAMIS (Ceramic Microwave Circuits for Satellite Communications) of the German space agency DLR: This project aims at the development of innovative and inexpensive components for future applications in multimedia satellite communications. The rationale of the project is to exploit the possibility of integrating passive and active components in LTCC multilayer structures. This opens possibilities to minimize the complexity of the semiconducting components. - The working frequency of the device was in the 20 GHz band. A six layer construction with 7 conducting levels was chosen. The semiconductor switch dies were countersinked in cavities on both the top and the bottom of the circuit. The active chips were mounted using electrically conductive epoxy and wire-bonded afterwards. For testing purposes additional cavities were situated on the top side. The matrix was hermetically sealed by covers on both sides. These covers were also made in LTCC technology. Due to the complexity of the circuit 50æm lines and spaces had to be applied using fine line screen printing. The minimum distance between the edges of the cavities and the wiring was 75 æm. For cavities and vias mechanical punching and laser cutting were used. - The paper describes the technological processes and their particularities applied to manufacture this ambitious circuit.



Rentsch, Sven; Hu, Tao; Müller, Jens; Stephan, Ralf; Hein, Matthias A.; Jantunen, H.
Tunable dielectric material embedded in LTCC for GHz-frequency-range applications. - In: Proceedings, (2007), S. 290-293

Weber, Jörn; Volmer, Christian; Blau, Kurt; Stephan, Ralf; Hein, Matthias A.
Miniaturized antenna arrays with an element separation down to [lambda]/10. - In: IEEE Antennas and Propagation Society international symposium, 2007, ISBN 978-1-4244-0878-8, (2007), S. 5897-5900

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Gas pressure sensing based on MEMS resonators. - In: IEEE sensors, 2007, ISBN 978-1-4244-1262-4, (2007), S. 1251-1254

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Decoupling and matching network for miniaturised 3-port antenna arrays based on 180&ring; couplers. - In: 2nd International ITG Conference on Antennas, 2007, ISBN 978-3-00-021643-5, (2007), S. 63-66

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Alhouri, Luay; Rentsch, Sven; Stephan, Ralf; Trabert, Johannes F.; Müller, Jens; Hein, Matthias A.
60 GHz patch antennas in LTCC technology for high data-rate communication systems. - In: 2nd International ITG Conference on Antennas, 2007, ISBN 978-3-00-021643-5, (2007), S. 186-189

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Helbig, Marko; Sachs, Jürgen; Schwarz, Ulrich; Hein, Matthias; Schäfer, Michael
Ultrabreitband-Sensorik in der medizinischen Diagnostik. - In: Proceedings, (2007), insges. 2 S.

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KERAmische MIkrowellenschaltkreise für die Satellitentechnik : Projekt KERAMIS ; Abschlussbericht ; Laufzeit des Vorhabens: 01.10.2003 - 30.09.2006. - Ilmenau. - Online-Ressource (40 S., 9,28 MB)Förderkennzeichen BMBF 50YB0313. - Verbund-Nr. 01024033. - Literaturverz. - Engl. Titel: Ceramic microwave circuits for satellite communication (KERAMIS)

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Förster, Christian; Cimalla, Volker; Aperathitis, Elias; Brückner, Klemens; Stephan, Ralf; Hein, Matthias; Pezoldt, Jörg; Ambacher, Oliver
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Förster, Christian; Cimalla, Volker; Brueckner, Klemens; Lebedev, Vadim; Stephan, Ralf; Hein, Matthias; Ambacher, Oliver
Processing of novel SiC and group III-nitride based micro- and nanomechanical devices. - In: Physica status solidi. Applications and materials science. - Weinheim : Wiley-VCH, 2005- , ISSN: 1862-6319 , ZDB-ID: 1481091-8, ISSN 1862-6319, Bd. 202 (2005), 4, S. 671-676

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Trabert, Johannes F.; Hein, Matthias; Müller, Jens; Perrone, Rubén A.; Stephan, Ralf; Thust, Heiko
High functional density low-temperature co-fired ceramic modules for satellite communications. - In: Conference proceedings, (2005), S. 481-484

Brückner, Klemens; Förster, Christian; Tonisch, Katja; Cimalla, Volker; Ambacher, Oliver; Stephan, Ralf; Blau, Kurt; Hein, Matthias
Electromechanical resonances of SiC and AlN beams under ambient conditions. - In: Conference proceedings, (2005), S. 1531-1534

Weber, Jörn; Volmer , Christian; Blau, Kurt; Stephan, Ralf; Hein, Matthias
Miniaturisation of antenna arrays for mobile communications. - In: Conference proceedings, (2005), S. 1173-1176

Perrone, Rubén; Thust, Heiko; Rentsch, Sven; Trabert, Johannes F.; Hein, Matthias; Müller, Jens
Development and evaluation of photodefined elements for microwave modules in LTCC for space applications. - In: Conference programme & proceedings, (2005), S. 146-151

Within the project KERAMIS (Ceramic Microwave Circuits for Satellite Communications), which is funded by the German Ministry of Education and Technology, a consortium of six companies, research institutes and universities are developing ceramic based microwave circuits and modules for satellite applications. Examples of them are a Reconfigurable Switch Matrix and Hermetic Microwave Packages. - Our investigations are focused on developing, manufacturing and optimizing several types of broadband line transitions, different types of microwave interconnections to other modules or to the motherboard and matching networks and Filters. - Fodel® inks from DuPont were used to realize these multi-layer LTCC elements. Some of these elements include laser-structured micro-vias. - All line transitions and microwave interconnections are required to have a wide bandwidth and a very good impedance matching over the desired frequency range. The bandwidth limitations of the used arrangements depending on their geometrical properties was analyzed, evaluated and optimized and was applied to : - &hahog; design a LGA connection and a coplanar-embedded coplanar-coplanar line transition - &hahog; demonstrate the need for fine line structuring techniques, such us the well known Fodel® Technology, and micro vias when the modules are supposed to work at frequencies over 20 GHz (depending on the application) - 3D S-Parameter Simulations as well as S-Parameter measurements of all manufactured structures are going to be presented and explained.



Förster, Christian; Cimalla, Volker; Brückner, Klemens; Hein, Matthias; Pezoldt, Jörg; Ambacher, Oliver
Micro-electromechanical systems based on 3C-SiC/Si heterostructures. - In: Materials science & engineering, ISSN 1873-0191, Bd. 25 (2005), 5/8, S. 804-808

http://dx.doi.org/10.1016/j.msec.2005.07.016
Perpeet, M.; Hein, Matthias
Enhanced electron-phonon coupling of Ti-doped superconducting Nb3Sn films investigated at microwave frequencies. - In: Physical review. Condensed matter and materials physics / American Physical Society. - College Park, Md. : APS, 1970-2015 , ISSN: 1550-235X , ZDB-ID: 1473011-X, ISSN 1550-235X, Bd. 72 (2005), 9, S. 094502, insges. 8 S.

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Seron, D.; Oates, D. E.; Hammerl, G.; Mannhart, J.; Hirst, P. J.; Humphreys, R. G.; Anderson, A. C.; Hein, Matthias; Derov, J.
Linear and nonlinear microwave properties of Ca-doped YBa2Cu3O7-[delta] thin films. - In: Physical review. Condensed matter and materials physics / American Physical Society. - College Park, Md. : APS, 1970-2015 , ISSN: 1550-235X , ZDB-ID: 1473011-X, ISSN 1550-235X, Bd. 72 (2005), 10, S. 104511, insges. 11 S.

http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevB.72.104511
Harutyunyan, Gurgen;
Drahtlose Bildübertragung durch nichtmetallische Rohre und Kanäle. - Ilmenau : Wiss.-Verl. Ilmenau, 2005. - VI, 104 S. Zugl.: Ilmenau : Techn. Univ., Diss., 2005
ISBN 3936404151

Angesichts der technischen und wirtschaftlichen Erfordernisse von Untersuchungen des Zustandes von Abwasserkanälen wurde im Rahmen dieser Arbeit ein Kanalreinigungsgerät weiterentwickelt, das eine funkbasierte Echtzeit-Kanalinspektion während des Reinigungsprozesses ermöglicht. Hauptaugenmerk lag auf einer drahtlosen Videoübertragung mit maximaler Reichweite, da drahtgebundene Lösungen erfahrungsgemäß dem rauen Betrieb in der Kanalreinigungstechnik nicht gewachsen sind. Der zu nutzende Übertragungskanal nichtmetallisches Rohr" stellt dabei hohe Anforderungen an das gesamte Funksystem, angefangen bei der Wahl eines geeigneten Modulationsverfahrens (analog oder digital) über die aufzuwendende Sendeleistung, die Wahl der Übertragungsfrequenz und die Gestaltung der Antennen und deren Polarisation bis hin zur Optimierung des Empfängers. Die Ermittlung und Auswertung optimaler Übertragungsbedingungen beruht auf analytischen, numerischen und experimentellen Untersuchungen des Ausbreitungsmediums. Ein speziell hierfür entwickeltes, auf der geometrischen Optik basierendes, phänomenologisches Modell beschreibt die Wellenausbreitung im Kanalrohr und liefert wertvolle Aussagen für die Systemoptimierung. Zu den Hauptmerkmalen der Ausbreitungseigenschaften dielektrisch berandeter Rohre gehört ein bei bestimmten Durchmesser-Wellenlängenverhältnissen auftretender Wellenführungseffekt mit einem messbaren Übertragungsgewinn von bis zu 20 dB im Vergleich zur Freiraumausbreitung über gleiche Distanz. Das Zustandekommen dieses Wellenführungseffektes konnte durch Reflexionen an der Grenzfläche zwischen zwei dielektrischen Medien (z.B. LuftPVC) entlang des gesamten Rohrumfanges erklärt werden. Das Modell basiert auf der vektoriellen Zerlegung des elektrischen Feldvektors eines Sendesignals beliebiger Polarisation in vertikal bzw. horizontal bzgl. der Rohrberandung orientierte Komponenten. Vielfachreflexionen mit polarisations- und entfernungsabhängigen Reflexionsfaktoren werden darin ebenso berücksichtigt wie mögliche inhomogene und verlustbehaftete Eigenschaften der Rohrberandung. Das Modell liefert eine Ausgangsbasis für numerische Modellierungen der wesentlich komplexeren Geometrien teilweise wassergefüllter Rohre, für die in der vorliegenden Arbeit aussagekräftige Plausibilitätsbetrachtungen angestellt wurden.Neben dem gerätetechnisch nutzbaren Übertragungsgewinn konnte eine weitere Verbesserung der Übertragungsqualität bzw. -Reichweite durch digitale Modulationsverfahren erreicht werden. Beide Ansätze wurden schließlich in einem voll funktionsfähigen Prototyp einer funkbasierten Kanalreinigungssonde realisiert, die in Kooperation mit dem Unternehmen KEG mbH im Rahmen eines vom BMWA geförderten Vorhabens entwickelt und in Feldtests erprobt wurde



Trabert, Johannes F.; Hein, Matthias A.; Müller, Jens; Perrone, Rubén A.; Stephan, Ralf; Thust, Heiko
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Aus der zunehmenden Nutzung DQPSK-modulierter OFDM-Signale zur Hörrundfunkversorgung erwachsen neue Anforderungen an die eingesetzte Meßtechnik, denen die verfügbaren Geräte nur teilweise gerecht werden. Deshalb behandelt die vorliegende Arbeit Meßverfahren zur Analyse derartiger Signale. Die Algorithmen umfassen die Bewertung der Empfängersynchronisation, ein analytisches Verfahren zur Messung der I/Q-Unsymmetrien des Basisbandsignals, die Abschätzung seiner nichtlinearen Verzerrungen und die Nutzung der Kanalimpulsantwort zur Beurteilung der Ausbreitungsbedingungen im Sendernetz. Alle Meßverfahren zeichnen sich dadurch aus, daß ihr Einsatz im regulären Sendebetrieb möglich ist. Ausgangspunkt der Arbeit sind die mathematische Beschreibung des OFDM-Signals und die Charakterisierung der Komponenten seiner Übertragungsstrecke. Sie bilden die Grundlage für die Auswahl aussagekräftiger Darstellungsformen im Zeit- und Frequenzbereich und für die Herleitung geeigneter Meßverfahren zur Bewertung der Signalqualität. Dabei wird der DFT-basierte OFDM-Demodulator als Bandpaß-Filterbank interpretiert und das Übertragungsverhalten seiner Teilfilter in kompakter Form beschrieben. Es wird gezeigt, daß sich sein Ausgangssignal mit Hilfe der Faltung berechnen läßt. Erst diese Herangehensweise erlaubt eine effiziente und gleichzeitig anschauliche Behandlung der OFDM-Demodulation. Um einen Nachweis über die Leistungsfähigkeit der Algorithmen zu erbringen, wurde ein echtzeitfähiger Prototyp-Empfänger für DAB konzipiert und aufgebaut. Er ermöglicht erstmals, das Symbolspektrum des Basisbandsignals zu visualisieren und anhand von Konstellationsdiagrammen die Ergebnisse seiner differentiellen Demodulation entlang der Zeit- und Frequenzachse zu beobachten. Die statistischen Eigenschaften des Zeitsignals werden analysiert. Des weiteren sind die graphische Darstellung der I/Q-Unsymmetrien des Basisbandsignals und die Anzeige seiner AM/AM- und AM/PM-Konversion implementiert. Die Hard- und Software eines modular aufgebauten Prototyp-Empfängers wird beschrieben. Herzstück des Gerätes ist ein miniaturisierter PC, als Betriebssystem kommt \textsc{Linux} zum Einsatz. Die Aufbereitung und Aufzeichnung des DAB-Signals übernehmen ergänzende Baugruppen; seine Verarbeitung und Analyse erfolgen weitestgehend im PC. Die erforderlichen Algorithmen sind in ANSI-C programmiert, und die Bedienoberfläche des Prototyp-Empfängers wurde mit der Skriptsprache Tcl/Tk gestaltet. Eine modifizierte Nutzung des I/Q-Aufwärtsmischers unter vollständiger Vermeidung von I/Q-Unsymmetrien wird vorgeschlagen; sie ermöglicht eine preiswertere Realisierung von direktmodulierenden OFDM-Sendern. Zahlreiche Diagramme verdeutlichen den Einfluß von Sender und Empfänger auf die Signalqualität. Ihre Berücksichtigung bei der Auswahl von Baugruppen erlaubt, sehr hochwertige Gerätekonzepte zu entwerfen oder eine Kostensenkung in der Massenfertigung von Empfängern zu erzielen. Die Umsetzung der vorgestellten Meßverfahren in einem modularen Gerätekonzept ermöglicht den Aufbau preiswerter, kompakter und mobil einsetzbarer Meßempfänger. Diese werden den besonderen Anforderungen, die sich aus dem Einsatz DQPSK-modulierter OFDM-Signale ergeben, vollauf gerecht.



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