Pressemitteilung-Detail
Die Antenne in der Steckdose
Marco Kleine untersuchte den Einsatz von Antennentechnik in Unterputz-Steckdosen
Meschede. Wenn Marco Kleine den Einsatz von Antennentechnik in Unterputzdosen untersucht, geht es nicht um Spionage oder sonstige Aktivitäten von Geheimdiensten. Eher um das, was künftig in Unternehmen, Behörden und privaten Haushalten vermutlich Alltag sein wird: um Smart Home-Technologie. So kann beispielsweise ein Bürostuhl das Arbeitsplatzlicht ausschalten, wenn niemand auf ihm sitzt. Dazu genügt ein Funksignal an eine Unterputzdose, die den Lichtschalter trägt. Um das Signal zu empfangen benötigt die Steckdose eine Antenne – so weit, so einleuchtend.
Kleine hat als wissenschaftlicher Mitarbeiter im Team von Elektrotechnik-Professorin Dr. Bianca Will in einem Förderprojekt aus dem Zentralen Innovationsprogramm für den Mittelstand gearbeitet. „Es geht darum, dass man eine einfache Antennenstruktur in eine Kunststoff-Unterputzdose einspritzen kann“, erklärt Kleine die Aufgabe im Projekt. Durch das Einspritzverfahren könne die Produktion automatisiert und damit wirtschaftlicher erfolgen, als das Einlöten einer Drahtantenne von Hand. „Im Projekt konnten wir zeigen, dass die Einspritzantenne letztlich sehr gut für diese Anwendung geeignet ist und die Drahtantenne ersetzen kann.“
Hierzu musste das Team zuerst ein 3D-Simulationsmodell erstellen, bevor es in die Entwicklung ging. Am fertig entwickelten Demonstrator überprüfte Kleine anschließend die Funktion der Antenne mittels Messungen und verglich Simulation und praktische Umsetzung. Dazu gehörte die Entwicklung und Optimierung einer Messplatine sowie die Durchführung umfangreicher Testreihen.
Eine Herausforderung bildete dabei die Berücksichtigung des Einsatzes von Kunststoffen in verschiedenen Umgebungen, beispielsweise beim Einbau in Feuchträumen. „Wir haben in unseren Messungen wirklich gesehen, wie sich der Trocknungsgrad verschiedener Kunststoffe auf die elektrischen Eigenschaften auswirkte,“ so Kleine. Um die Auswirkungen auf die Antennenfunktion zu messen, legte Kleine die Kunststoffe tagelang in Wasser, führte Messungen mit unterschiedlichen Trocknungsstadien durch und verifizierte so die Einsatzmöglichkeiten der Einspritzantenne von normaler Raumfeuchte bis zu feuchten Wänden.
Im Gespräch merkt man schon: Kleines Welt sind Begriffe wie Permittivität, Resonanzfrequenzen oder Dielektrizitätskonstante, dafür schlägt sein Forscherherz. „Ich möchte gerne Forschung betreiben“, so Kleine, „idealerweise wie hier praxisnah in Industrieprojekten.“ Nach seinem Bachelor- und Masterstudium in Elektrotechnik plant der gebürtige Bestwiger jetzt eine Doktorarbeit in einer kooperativen Promotion an der Fachhochschule Südwestfalen.
Interdisziplinäres Förderprojekt
Im Projekt „Metall-Direktantenne“ kooperierten die gemeinnützige Forschungs-GmbH des Kunststoff-Institutes Lüdenscheid, die Werdohler Hurst + Schröder GmbH, die Firma Funkstuhltechnik aus Balve, der Präzisionsformenbau Gärtner GmbH aus Lüdenscheid sowie die Fachhochschule Südwestfalen mit dem Labor für Hochfrequenztechnik und Elektronik.
Das Projekt wurde aus Mitteln des Zentralen Innovationsprogramms Mittelstand gefördert. Das Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand ist ein Förderprogramm des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie. Durch die Förderung soll die Innovationskraft und Wettbewerbsfähigkeit von kleinen und mittleren Unternehmen, einschließlich des Handwerks und der Freien Berufe, unterstützt werden. Die Förderdauer im Projekt betrug zwei Jahre.