München/Kamp-Lintfort 10.10.2024

Patentierte Digital-Twin-Antennenlösung von Rohde & Schwarz und IMST optimiert Fahrzeugkonnektivität

Rohde & Schwarz hat in Zusammenarbeit mit der IMST GmbH, die auf drahtlose Kommunikationstechnik spezialisiert ist, eine patentierte Digital-Twin-Antennenlösung entwickelt. Diese überwindet zahlreiche Herausforderungen und bietet Fahrzeugherstellern und ihren Zulieferern erhebliche Vorteile bei der Optimierung der Fahrzeugkonnektivität. Die Lösung kombiniert Messungen der Antenneneigenschaften mit einer Simulation der Funkwellenausbreitung, um das Design und die Position der Antennen zu optimieren und beispielsweise eine optimale WLAN-Abdeckung im Fahrzeug sicherzustellen.

Fahrzeughersteller stehen bei der Integration von Antennen außerhalb oder innerhalb ihrer Fahrzeuge vor mehreren Herausforderungen. Antennensimulationen sind komplex und zeitaufwändig, und die Simulationsergebnisse müssen durch physikalische Messungen bestätigt werden. Aufgrund der geschlossenen Umgebung sind genaue Messungen im Fahrzeuginneren schlicht unmöglich. Um eine optimale Antennenposition und damit auch Konnektivitätsleistung für den Benutzer im Fahrzeug zu erreichen, ist eine Kombination aus Messungen und Simulation erforderlich.

Rohde & Schwarz hat gemeinsam mit IMST einen drei Schritte umfassenden Prozess entwickelt. Im ersten Schritt werden physische Antennen unter Verwendung von Rohde & Schwarz Messtechnik wie einer Absorberkammer, einem R&S ZNA Vektornetzwerkanalysator und der R&S AMS32 Software charakterisiert. Der zweite Schritt konzentriert sich auf die Erstellung eines digitalen Zwillings mit Hilfe eines einfach zu verwendenden Nahfeld-Fernfeld-Transformationsalgorithmus (FIAFTA). Anschließend erfolgt die 3D-EM-Simulation eines virtuellen Szenarios mit der EM-TWIN^TM Software von IMST.

Die Digital-Twin-Antennenlösung von Rohde & Schwarz und IMST bietet mehrere Vorteile. Insbesondere führt sie zu einer erheblichen Kosten- und Zeitersparnis für Antennenlieferanten und Fahrzeughersteller, da die Antennenvalidierung mit Hilfe einer Kombination von Messungen und Simulationen vorgezogen werden kann. Sie sorgt für eine genaue und konsistente Charakterisierung physischer Antennen durch den Einsatz von Absorberkammern und Vektornetzwerkanalysatoren in Verbindung mit der R&S AMS32 Automatisierungssoftware.

Darüber hinaus verkürzt die Lösung die Entwicklungszeit erheblich, da die Simulationsergebnisse der EM-TWIN^TM Software innerhalb von Stunden und nicht erst nach Tagen verfügbar sind. Die Performance der Antenne profitiert ebenfalls, da Produktionstoleranzen und Reflexionen von der Fahrzeugkarosserie berücksichtigt werden. Die patentierte EM-TWIN^TM Digital-Twin-Technologie bietet eine außergewöhnlich hohe Modellierungsgenauigkeit.

Mit dieser Lösung lässt sich die optimale Position der Antenne bereits bestimmen, bevor das physische Fahrzeug verfügbar ist. Dadurch können teure und zeitaufwändige Entwicklungszyklen vermieden werden. Die Möglichkeit zur Ermittlung der optimalen Antennenposition und Überprüfung der Funkabdeckung im Fahrzeug stellt einen erheblichen Vorteil dar – vor allem auch deswegen, weil herkömmliche Messungen unter den physikalischen Bedingungen im Fahrzeuginneren äußerst schwierig und unzuverlässig sind. Insgesamt beschleunigt die patentierte Digital-Twin-Antennenlösung von Rohde & Schwarz und IMST die Designzyklen und ermöglicht die Optimierung der Antennenposition am Fahrzeug. So können die Abdeckung und Performance verbessert werden, noch bevor Prototypen und Chassis verfügbar sind.

Weitere Infos unter: www.rohde-schwarz.com/automotive/antenna-digital-twin

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Rohde & Schwarz

Rohde & Schwarz steht in seinen drei Divisionen Test & Measurement, Technology Systems und Networks & Cybersecurity für eine sichere und vernetzte Welt. Seit über 90 Jahren verschiebt der global agierende Technologiekonzern bei der Entwicklung von Spitzentechnologie die Grenzen des technisch Machbaren. Seine führenden Produkte und Lösungen befähigen Kunden aus Wirtschaft, Behörden und hoheitlichem Umfeld zur Gestaltung ihrer technologischen und digitalen Souveränität. Das Familienunternehmen mit Hauptsitz in München handelt unabhängig, langfristig und nachhaltig. Im Geschäftsjahr 2023/2024 (Juli bis Juni) erwirtschaftete Rohde & Schwarz einen Umsatz von 2,93 Milliarden Euro. Zum 30. Juni 2024 betrug die weltweite Zahl der Mitarbeitenden mehr als 14 400.

R&S® ist eingetragenes Warenzeichen der Firma Rohde & Schwarz GmbH & Co. KG.

Testlösungen für den Automotive-Bereich – Test it. Trust it.

Als globaler Anbieter innovativer Messgeräte, Software und Systeme setzt Rohde & Schwarz sein technisches Know-how ein, um die Vision der Automobilindustrie von autonomem Fahren, Elektrifizierung und Konnektivität voranzutreiben. OEMs, Chiphersteller, Tier-1-Zulieferer und Engineering-Dienstleister sowie Zertifizierungsorganisationen weltweit vertrauen auf die Testlösungen für Radarkonnektivität einschließlich Antennen, Infotainment, Fahrzeugnetzwerke, Komponenten für elektrische Antriebsstränge und elektromagnetische Verträglichkeit. Rohde & Schwarz unterstützt seine Kunden über den gesamten Automotive-Lebenszyklus von F&E bis zur Produktion und darüber hinaus.

IMST

IMST ist ein deutsches mittelständisches Unternehmen, das sich als internationales Designhaus für drahtlose Kommunikationssysteme etabliert hat. Mehr als 150 Ingenieure und Fachexperten entwickeln innovative technische Lösungen, von der ersten Idee über die Prototypenherstellung bis zur Produktrealisierung. Die Technologiekompetenz des Unternehmens umfasst das Design von HF-Systemen für Mobilfunk, SATCOM und Radar, komplexe Antennensysteme und Phased-Array-Antennen, HF-IC- und ASIC-Design, EM-Modellierungssoftware, spezifische OTA-Messsysteme sowie Lösungen und Messdienstleistungen im akkreditierten IMST-Testcenter. Typische Anwendungen der Technologien von IMST finden sich in den Bereichen Automotive, Telekommunikation, Medizin, industrielle Kommunikation und Sensorik sowie bei Kommunikations- und Radarlösungen für die Luft- und Raumfahrt.