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Noch bessere Satellitenkommunikationslösungen

Satelliten sind heutzutage maßgenau an ihren speziellen Einsatzzweck und an die Bedingungen angepasst, denen sie erwartungsgemäß im Laufe ihrer Lebensdauer begegnen werden, was jedoch schwer vorherzusagen ist. Mit einer neuen Technologie, die Veränderungen in deren Signalfrequenzen beinhaltet, wird nun die schrittweise Anpassung von in Umlaufbahnen befindlichen Satelliten an neue Anwendungen ermöglicht.

Digitale Wirtschaft

Neuesten Schätzungen zufolge umkreisen mehr als 1 000 betriebsfähige Satelliten unseren Planeten. Diese Zahlen werden weiter steigen, da Satelliten eine immer wichtigere Rolle in modernen Telekommunikations- und Navigationssystemen, bei der Erdbeobachtung und weiteren nicht militärischen Einsatzgebieten einnehmen. Andererseits widmet man der Verringerung der Größe und der Senkung der Kosten der nächsten Generation kleinerer und intelligenterer Satelliten eine Menge Forschungsarbeit. Modularität und Abstimmbarkeit von Satellitenmikrosystemen würde die Massenproduktion von Komponenten sowie eine maßgebliche Kosteneindämmung ermöglichen. Eine Technologie dieser Art ist mit flexiblen Hochfrequenz-Frontends (HF) möglich, die im Rahmen des von der EU finanzierten Projekts SATURNE entwickelt wurden. Die SATURNE-Wissenschaftler setzten bei der Fertigung von Leistungselektronikbauelementen, die kleiner, zuverlässiger und effizienter als die aus Silizium bestehenden Bauteile sind, auf Halbleiter mit großer Bandlücke (Wide Band Gap, WBG). Im Einzelnen schufen sie Prozesse zur Fabrikation mikroelektromechanischer Systemstrukturen (MEMS) auf drei WBG-Substrattypen einschließlich Galliumnitrid. Nach der Charakterisierung der resultierenden MEMS-Strukturen setzten die SATURNE-Forscher die Arbeit mit der Herstellung von RF-MEMS-Schaltkreisen und deren Integration in monolithische integrierte Mikrowellenschaltkreise auf denselben Substraten fort. Aus der Kombination der neuen Komponenten erwuchsen neue intelligente Mikrosysteme (IMS). Das SATURNE-Team ging über den Nachweis der Realisierbarkeit der Kombination der WBG-Materialien und RF-MEMS-gestützten Technologien in IMS zum Senden und Empfangen von Ultrabreitbandsystemen hinaus. Die inhärenten Vorteile der Kommunikationsnutzlasten, die an Mehrfachfrequenzbänder (Schmal-, Multi- oder Breitbandkanalzuweisung) angepasst sind, zum Übertragen und Empfangen wurden anhand von Proofs-of-Concept demonstriert. SATURNE geht davon aus, dass die flexiblen Kommunikationskomponenten nicht nur die Kosten der einzelnen Satelliten verringern, sondern außerdem mehr Anwendungsmöglichkeiten und Dienstleistungen pro Satellit ermöglichen werden. Überdies wird die verringerte Abhängigkeit von Schlüsseltechnologien ausländischer Zulieferer den fortgesetzten europäischen Fortschritt, ungehindert von externen Beschränkungen, gewährleisten.

Schlüsselbegriffe

Satellitenkommunikation, Signalfrequenzen, Navigationssysteme, Satellitenmikrosysteme, Funkfrequenz, große Bandlücke, Halbleiter, mikroelektromechanisches System, intelligente Mikrosysteme, Ultrabreitband

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