Hochfrequenztechnik für 6G-, Radar- und Satellitenkommunikation

Keramische Substratmaterialien wie LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramics) bieten entscheidende Vorteile für Hochfrequenzanwendungen – insbesondere im Bereich 6G-Mobilfunk, Millimeterwellenradar und der Satellitenkommunikation:

  • Niedrige dielektrische Verluste: hohe Signalqualität auch bei Frequenzen > 100 GHz
  • Thermische Stabilität: geringe Ausdehnung, hohe Zuverlässigkeit bei extremen Temperaturschwankungen
  • Effiziente Wärmeleitung: ideal für kompakte, leistungsstarke Baugruppen
  • Miniaturisierung durch Multilayer-Technologie: kompakte, hochintegrierte HF-Module für begrenzten Bauraum, präzise 3D-Strukturen für Beamforming und Phased Arrays

Diese Eigenschaften sind besonders relevant für die Satellitenkommunikation, bei der Komponenten extremen Bedingungen wie Vakuum, Strahlung, Temperaturschwankungen und mechanischen Belastungen standhalten müssen. Keramische HF-Komponenten ermöglichen zuverlässige, verlustarme Signalübertragung sowohl bei Satellit-zu-Erde- als auch Satellit-zu-Satellit-Verbindungen – z. B. im K-, Q/V- oder D-/H-Band.

Das Fraunhofer IKTS verfügt über umfassende Werkzeuge zur Auslegung und zum Design von mehrlagenkeramischen Komponenten sowie über eine komplette Technologielinie für deren Herstellung. Zudem besitzen wir umfangreiche Expertise in der funktionalen Charakterisierung und in der Durchführung von Zuverlässigkeitstests, um die Leistungsfähigkeit keramischer Bauteile unter anspruchsvollen Bedingungen sicherzustellen.

Freitragende LTCC-Antennenstruktur mit 10 parallelen Vivaldi-Antennen in einem gestuften Substrat.
© Fraunhofer IKTS
Freitragende LTCC-Antennenstruktur mit 10 parallelen Vivaldi-Antennen in einem gestuften Substrat.
Breitbandige 140 GHz Vivaldi-Antenne mit 50 µm dünner LTCC-Membran.
© Fraunhofer IKTS
Breitbandige 140 GHz Vivaldi-Antenne mit 50 µm dünner LTCC-Membran.
Röntgenaufnahme eines LTCC-Gehäuses mit integriertem 140 GHz-Chip (MMIC).
© Fraunhofer IKTS
Röntgenaufnahme eines LTCC-Gehäuses mit integriertem 140 GHz-Chip (MMIC).
LTCC-basierte Transmitarray-Antenne mit 30 dBi.
© Fraunhofer IKTS
LTCC-basierte Transmitarray-Antenne mit 30 dBi.
GRIN-Linse für 60-GHz-Wellenleiterantenne mit offenem Ende in LTCC-Mehrschichtbauweise.
© Fraunhofer IKTS
GRIN-Linse für 60-GHz-Wellenleiterantenne mit offenem Ende in LTCC-Mehrschichtbauweise.
100 µm Öffnungen in gestanztem LTCC-Grüntape für die LTCC-GRIN-Linse.
© Fraunhofer IKTS
100 µm Öffnungen in gestanztem LTCC-Grüntape für die LTCC-GRIN-Linse.

Highlights

  • LTCC-Hochfrequenzschaltungen und -Antennen bis 300 GHz
  • LTCC-Antennen-Gehäuse für Millimeterwellensysteme (MMIC, Monolithic Microwave Integrated Circuit)
  • ULTCC-Hochfrequenz-Komponenten (K-Band-Filterelemente, Transmit Arrays, Metasurfaces)
  • LTCC-GRIN-Linsen