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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.

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.

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.

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".