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Das im chinesischen Tianjin beheimatete staatliche Automobiltechnologieinstitut CATARC (China Automotive Technologie & Research Centre Co.,Ltd.) hat bei Rohde & Schwarz ein umfangreiches Fahrzeugantennentestsystem sowie das dazu gehörende Servicepaket in Auftrag gegeben. Mit diesem FVAT-System (Full Vehicle Antennentest) können die Leistung und der Standort von Antennenmodulen optimiert und die Einhaltung verschiedener für die Drahtlose Kommunikation geltenden Normen sowie unterschiedlicher EMV-Richtlinien überprüft werden.

Außerdem wird der ordnungsgemäße Betrieb des Drahtlossystems eines Fahrzeugs sichergestellt. Bei der Entwicklung neuer Technologien wie dem autonomen Fahren sind solche Testlösungen von zentraler Bedeutung.

Aktuelle Fahrzeuge unterstützen die unterschiedlichsten Drahtlos-Standards. Damit diese Datenverbindung reibungslos funktioniert, müssen äußerst leistungsstarke Autoantennen installiert werden. Zur Standardausstattung gehören zum Beispiel Satellitengestützte Navigationssysteme (GNSS), Reifendruckkontrollsysteme (TPMS), Schlüssellose Zugangssysteme (z.B. mit UWB-Technik) und eine Mobilfunkanbindung an ein 4G- oder 5G-Netz. Die Herausforderung für Tier-1-Komponentenlieferanten und OEM-Fahrzeugkonstrukteure besteht einerseits darin, die optimale Leistung einzelner Antennenmodule zu gewährleisten. Andererseits soll auch die Funktionsfähigkeit der gesamten Antennentechnik nach Einbau aller Komponenten überprüft werden können. Dies gestaltet sich unter anderem deshalb als schwierig, da die Leistung einer Antenne auch vom Werkstoff und von der Form einer Fahrzeugkarosserie abhängt und die verschiedenen Drahtlosstandards oft nahe beieinander liegende Frequenzbereiche nutzen.

Die schlüsselfertige Lösung zum Testen von bereits im Fahrzeug verbauten aktiven und passiven Antennen, die Rohde & Schwarz an CATARC liefert, besteht aus einer reflexionsfreien OTA-Testkammer (OTA = Over-the-Air), einem Drehtisch, einem Antennenportal, einem Fahrzeuglift, dem Testsystem R&S TS8991 und der OTA-Systemsoftware R&S AMS32.

Darüber hinaus erbringt Rohde & Schwarz projektbezogene Dienstleistungen wie Systemtechnische Unterstützung, Schulungen sowie die Installation und Kalibrierung vor Ort. CATARC und dessen Kunden können mit der Testlösung eine 3D-Auswertung der gesamten Abstrahleigenschaften einer Fahrzeugantenne vornehmen. Dies erleichtert eine optimale Positionierung und Integration der Antennenmodule. Außerdem werden dadurch die Validierung sowie Zertifizierung von Antennensystemen in einer kontrollierten HF-Umgebung unterstützt.

Ralf Oestreicher, Marktsegmentmanager für den Bereich Automotive bei Rohde & Schwarz erläutert: «Wir beobachten eine steigende Nachfrage nach zuverlässigen Tests für die Vermessung von Antennen nach deren Einbau im Fahrzeug, denn in der Automobilindustrie geht es stets darum, volle Konnektivität, höchste Effizienz und beste Fahrzeugsicherheit zu gewährleisten. Als führender Hersteller von EMV-, OTA- und Antennentestlösungen wird Rohde & Schwarz auch den hohen Anforderungen einer so renommierten Organisation wie dem CATARC-Institut gerecht. Wir freuen uns, künftig mit CATARC und der Automobilindustrie zusammenzuarbeiten. So können wir sicherstellen, dass alle drahtlosen Fahrzeugsysteme einwandfrei funktionieren. Auf diese Weise leisten wir einen Beitrag, dass der Traum vom autonomen Fahren bald Wirklichkeit wird.»

Mit OTA-( Over-the-Air-)Testsystemen kann die Leistung aller verbauten passiven und aktiven Antennen in einem Testaufbau gemessen werden. Die Messgenauigkeit ist dabei sehr hoch. Zudem kann der zu messende Frequenzbereich leicht auf den Millimeterwellenbandbereich ausgedehnt werden, so dass alle wichtigen drahtlosen Geräte und sogar Kfz-Radarfrequenzen abgedeckt sind. Der Lehrstuhl für Hochfrequenztechnik der Technischen Universität München hat einen innovativen Nahfeld-Fernfeld (NF-FF)-Transformationsalgorithmus entwickelt. Dieser so genannte FIAFTA-Algorithmus (Fast Irregular Antenna Field Transformation Algorithm) wurde in die OTA-Messsoftware R&S AMS32 integriert. Durch den Algorithmus können alle Antennen des gesamten Fahrzeugs in einer relativ kompakten Testumgebung wie einer OTA-Messkammer überprüft werden. Eine weitere Testung unter normalen Bedingungen, also mit einer Fahrstrecke von mehreren hundert Metern, ist nicht erforderlich. Zudem können die Ergebnisse so auch auf Umgebungsbedingungen übertragen werden, in denen genaue Messungen aufgrund mechanischer Einschränkungen oder Reflexionen nicht möglich sind. Das CAD-Modell des Fahrzeugs lässt sich in die Analysesoftware importieren.

FPT Industrial bekräftigt weiter seinen Einsatz für Nachhaltigkeit und Forschung über alternative Antriebslösungen im Onroad-Segment und nimmt an LONGRUN, einem Horizont 2020-Innovationsprogramm der Europäischen Union teil.

Die Abkürzung LONGRUN steht für die Entwicklung eines effizienten und umweltfreundlichen LONG distance poweRtrain (Antriebsstrang für den Fernverkehr) für schwere LKW und Reisebusse.

LONGRUN versammelt 30 Partner (darunter IVECO, die Schwestermarke von FPT Industrial) aus 13 europäischen Ländern, die ihre Kräfte bündeln, um den Weg zu einer smarteren und nachhaltigeren Zukunft zu beschleunigen. Das ambitionierte Ziel der LONGRUN Initiative ist die Verringerung der tatsächlichen Fahremissionen und des Kraftstoffverbrauchs im Fernverkehrssektor und die Unterstützung der Entscheidungsfindung mit den neuesten gesicherten Ergebnissen, sowie die Abgabe von Empfehlungen für zukünftige Politiken.

Eine weitere Errungenschaft innerhalb des Projekts wird die Simulation zur Unterstützung des Entwurfs und der Entwicklung effizienter Antriebsstränge - darunter auch hybride Ausführungen für LKW und Reisebusse - sein. Die Partner werden acht Demonstratoren (drei Motoren, einen Hybrid-Antriebsstrang, zwei Reisebusse und drei LKW) entwickeln, um den Übergang von fossilen zu alternativen und erneuerbaren Kraftstoffen zu beschleunigen. Das LONGRUN-Projekt wird dazu beitragen, die Umweltauswirkungen von Schwerlastfahrzeugen durch die Entwicklung verschiedener Motoren, Antriebsstränge und Demofahrzeuge mit 10% Energieeinsparung und 10% CO2-Reduktion, sowie 30% weniger Emissionen (NOx, CO und andere) und 50% maximalem thermischem Wirkungsgrad zu senken.

Mit den gebotenen Initiativen wird eine führende Position bei der hybriden Antriebsstrangtechnologie und den Verbrennungsmotoren mit erneuerbaren Kraftstoffen in Europa garantiert sein. Außerdem wird betont, dass ein Multipower-Ansatz nötig ist, um diese nachhaltigen Ziele zu erreichen.

Schonende, wartungsfreie und reinraumtaugliche Handhabung mit Ultraschall

Herausforderungen bei der Bearbeitung von Silizium-Wafern

Bei der Herstellung und Weiterverarbeitung von Siliziumwafern kommt es häufig zu Beschädigungen und Bruch. Neben Ausfallzeiten und zusätzlichen Reinigungsschritten sowie Neujustierungen, fallen auch erhöhte Material- und Prozesskosten an. Je reibungsloser das Handling, desto geringer ist die Wahrscheinlichkeit, dass das Material reißt oder bricht.

Auch werden die Wafer immer dünner und erschweren die Handhabung zusätzlich, da sie dadurch sowohl sensibler für Beschädigungen sind als auch flexibler werden und durchhängen können.

Herkömmliche Handhabungssysteme weisen häufig Probleme auf, wie die Kontamination durch Partikel bei Luftlagern, die durch die Luftverwirbelungen von Druckluft entstehen (z.B. bei Bernoulli-Greifern). Andere Systeme ohne Luftzufuhr, wie z.B. Vakuum-Greifer können bei der Handhabung Spuren wie Abdrücke oder Kratzer auf dem Substrat hinterlassen. Mit Hilfe des patentierten Ultraschall-Lagers von ZS-Handling können Substrate gleichmäßig auf einem durch Schwingungen generierten Luftfilm schweben und dadurch während des Handlings berührungslos gehalten werden. Durch eine Kombination aus Unterdruck und Ultraschall wirken gleichzeitig anziehende und abstoßende Kräfte auf das Werkstück und halten es somit auch beim Greifen von oben auf Abstand. Durchbiegungen und Wölbungen lassen sich dabei bis zu einem gewissen Grad ausgleichen.

Wie funktioniert das Ultraschall-Lager?
Die Ultraschallbewegung der sogenannten Sonotrode erzeugt einen tragenden Gasfilm (Luft oder Prozessgas) zwischen der Sonotrodenoberfläche und dem Substrat. Das Substrat schwebt auf dem entstandenen Gasfilm in Abständen von 10 - 150 μm. Unter Ausnutzung von Auftriebskräften durch Vakuum wird eine Handhabung von oben ermöglicht. Auf diese Weise wird jeder mechanische Oberflächenkontakt vermieden.

Die Physik des Ultraschalllagers ergibt sich aus der Strömungsdynamik und nicht aus akustischen Prinzipien. Der Gasdruck im Spalt zwischen dem Werkstück und der schwingenden Oberfläche steigt durch die zyklische Kompression und Dekompression des dünnen Gasfilms. Daher ist es notwendig, ein gleichmäßiges Schwingungsmuster zu realisieren, um gleichbleibende Schwebekräfte über die gesamte Sonotrode zu erzeugen. Die Schwingungen werden nicht in die Substrate übertragen und führen zu keinen Beeinträchtigungen des Substratmaterials.

Die Carrier AquaSnap® Scroll-Flüssigkeitskühler-Baureihe ist ab sofort mit dem Kältemittel R-32 lieferbar, welches die Leistung verbessert und die direkten Treibhausgasemissionen um bis zu 80 % im Vergleich zur vorherigen Baureihe mit dem Kältemittel R-410A reduziert.

Die innovative luftgekühlte Baureihe erfüllt die Anforderungen der europäische F-Gas-Phase-down- Verordnung für HFKW-Kältemittel, sowie die der Ökodesign-Richtlinie für 2021. Carrier, ein weltweit führender Hersteller hochmoderner Klimatisierungs-, Kühl- und Heizlösungen, ist ein Unternehmen der Carrier Global Corporation (NYSE: CARR), einem weltweit führenden Anbieter innovativer Heiz-, Lüftungs- und Klimatechnik (HLK) wie auch Kälte-, Brandschutz-, Sicherheits- und Gebäudeautomatisierungstechnik.