Antennenentwicklung
Wir entwickeln magnetische Nahfeldantennen für definierte Kopplungsaufgaben zwischen Gerät und Gegenstelle. Entscheidend sind das gewünschte Arbeitsvolumen, die Einbauumgebung und das elektrische Gesamtsystem. Daraus entsteht eine Antenne, die wir gemeinsam mit ihrer Anpassung und der zugehörigen Elektronik auslegen.
Magnetische Nahfeldantennen nutzen im vorgesehenen Arbeitsbereich überwiegend die induktive Kopplung über das magnetische Wechselfeld. Eine stromdurchflossene Schleife erzeugt einen magnetischen Fluss, der in einer zweiten Schleife eine Spannung induziert. Die Kopplung hängt von Geometrie, Abstand und gegenseitiger Orientierung ab. Deshalb definieren wir vor dem Entwurf, an welchen Positionen Energie oder Daten übertragen werden sollen und welche Lageabweichungen zulässig sind.
Mögliche Projektaufgaben sind LF-RFID bei 125 oder 134,2 kHz sowie HF-RFID und NFC bei 13,56 MHz. Welche Schnittstelle und welche Normanforderungen relevant sind, klären wir anhand Ihres Produkts. Ebenso betrachten wir kundenspezifische induktive Koppler und definierte lokale Feldbereiche. Frequenz, Leistung und zulässiger Betriebsabstand werden projektspezifisch festgelegt.
Wir vergleichen Leiterplattenschleifen, Drahtwicklungen und bei geeigneter Aufgabenstellung ferritgestützte Bauformen. Schleifenfläche, Windungszahl, Leiterbreite, Leiterabstand und Material beeinflussen Induktivität, Verluste und parasitäre Kapazitäten. Der verfügbare Platz allein entscheidet daher noch nicht über die geeignete Geometrie. Auch Gegenantenne und gewünschte Feldverteilung gehören zum Entwurf.
Metallteile, Masseflächen, Batterien und Gehäuse können die Antenne verstimmen und die Kopplung verändern. Wir untersuchen ihre Lage zur Schleife und prüfen, ob Abstand, eine geänderte Leiterführung oder geeignetes Ferritmaterial die Integration verbessern. Ferrite wählen wir passend zur Betriebsfrequenz und Belastung aus. Materialverluste und gegebenenfalls Sättigung begrenzen ihren Nutzen und werden bei der Auslegung berücksichtigt.
Eine hohe Güte kann die Resonanzüberhöhung unterstützen, verengt jedoch die nutzbare Bandbreite. Für eine Datenübertragung müssen außerdem Modulation und zeitliches Einschwingverhalten zum System passen. Wir wählen die belastete Güte deshalb anhand der Anwendung und betrachten die Antenne zusammen mit Treiber, Empfänger und Gegenstelle.
Resonanzabstimmung, Impedanzanpassung und gegebenenfalls gezielte Dämpfung werden im Schaltungsentwurf aufeinander abgestimmt. Wir berücksichtigen Bauteiltoleranzen, Anschlussleitungen und Leiterplattenparasiten. Bei eng gekoppelten Systemen prüfen wir außerdem, wie sich unterschiedliche Abstände und Lastzustände auf Resonanz, Strom und Spannungen auswirken. Ein gutes Anpassmaß am einzelnen Messpunkt wird so durch die Bewertung des vorgesehenen Betriebsbereichs ergänzt.
Unser Entwicklungsablauf verbindet die elektromagnetische Betrachtung mit Schaltungssimulation und praktischer Abstimmung. Wir erstellen das Antennenlayout und das Anpassnetzwerk, bauen Prototypen auf und messen die relevanten elektrischen Eigenschaften. Je nach Aufgabe untersuchen wir Impedanz, Resonanzfrequenz, Güte, Übertragungsverhalten und die Kopplung an repräsentativen Positionen.
Die abschließende Bewertung erfolgt möglichst mit Gehäuse, Elektronik und Gegenstelle in der vorgesehenen Anordnung. Wir dokumentieren Messbedingungen, Bauteilwerte und den erreichten Arbeitsbereich. So lassen sich Änderungen an Mechanik, Leiterplatte oder Stückliste gezielt bewerten. Für den Projektstart sind eine Bauraumskizze, Informationen zu benachbarten Materialien, Betriebsfrequenz und Schnittstelle sowie Zielabstände und Orientierungen besonders hilfreich.
Das hängt von Antennengröße, Gegenstelle, Betriebsfrequenz, Leistung und Einbauumgebung ab. Wir legen deshalb einen räumlichen Arbeitsbereich mit zulässigen Orientierungen fest und überprüfen ihn am Aufbau.
Metall beeinflusst Verluste, Resonanz und Feldverteilung. Wir prüfen die konkrete Anordnung und mögliche Maßnahmen wie Abstand, Geometrieänderungen oder Ferrit. Die endgültige Abstimmung erfolgt in der vorgesehenen Einbauumgebung.
Eine EMV-Nahfeldsonde dient der lokalen Feldmessung. Eine induktive Kommunikationsantenne wird dagegen für die Kopplung mit einer definierten Gegenstelle ausgelegt. Messsonde, Koppler und Fernfeldantenne haben unterschiedliche Aufgaben und Auslegungskriterien.
IHR NÄCHSTER SCHRITT
Wir klären Ihre Ziele und den passenden Entwicklungsumfang.