Verbesserung der mobilen Telekommunikation durch moderne Filter
Datentransferverbindungen im Mikrowellenbereich ermöglichen die schnelle und leistungsfähige Kommunikation über lange Distanzen mit nur geringer Interferenz und einer hoher Zuverlässigkeit. Im Vergleich zu festen Verbindungen bietet die Verwendung von drahtlosen und in der Frequenz variablen Verbindungen eine kostengünstigere und schnellere Infrastruktur. Leider gibt es eine Begrenzung in der Bandbreite für die mobile Kommunikation, sodass nur ein kleiner Frequenzabschnitt im Gigaherzbereich verwendet werden darf. Die Übertragungskapazität ist daher beschränkt. Um diese Beschränkung aufzuheben, konzentrierte man sich im Rahmen des TUF-Projekts auf die Entwicklung eines abstimmbaren Mikrowellengeräts und einer Technologie für zukünftige mobile Kommunikationssysteme. Diese Technologie und ihre Komponenten können die variable Zuteilung von Frequenzen und Bandbreite ermöglichen. Die Projektarbeit konzentrierte sich auf die Entwicklung von neuen Materialien für dielektrische Resonanzfilter mit extrem niedrigen dielektrischen Verlusten. Die Hauptidee war es, dielektrische Keramiken für den Resonator mit hohem Gütefaktor zu entwickeln, die bei der Filterung von Kanälen verwendet werden können. Zusätzlich hierzu bestand der Bedarf an geeigneten Methoden für die elektrische Abstimmung dieser Filter. Im Vergleich mit piezoelektrischen und ferromagnetischen dünnen Schichten ist es bei ferroelektrischen Schichten möglich, die relative Dielektrizitätskonstante durch die Verwendung eines statischen elektrischen Feldes abzustimmen. Hierfür wird eine dünne Schicht ferroelektrischen Materials abgeschieden, das, wenn es mit einem dielektrischen Resonator gekoppelt wird, zur effektiven Abstimmung verwendet werden kann. Für die korrekte Charakterisierung der dielektrischen Eigenschaften von dünnen Schichten wurden zwei Methoden verwendet. Für die erste Methode wurde von Wissenschaftlern der Technischen Universität Warschau ein 14GHz Split Post Dielectric Resonator (SPDR) entwickelt. Mit diesem sind zerstörungsfreie Messungen beliebig großer dünner Schichten möglich. Mithilfe eines neuen generischen Codes zur Modenabstimmung für die komplexe Dielektrizitätskonstante von dünnen Schichten konnten beliebige radiale Geometrien einfach modelliert und analysiert werden. Die zweite Methode, die entwickelt wurde, war der Stripline Double Resonator. Mit diesem können Änderungen in der komplexen Dielektrizitätskonstante von ferroelektrischen dünnen Schichten beim Abstimmen gemessen werden. Die Resonatoren wurden so entwickelt, dass sie im gleichen Frequenzspektrum arbeiten, um die parallele Verwendung von beiden Technologien ermöglichen zu können.
