Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM
Bei der Integration von Systemen mit Antennen in der Nähe von menschlichen Körpern existiert immer die Herausforderung, dass ein Teil der Leistung in den menschlichen Körper eindringt und dort gedämpft bzw. in Wärme umgewandelt wird. Die eingekoppelte Leistung geht für weitere Anwendung damit verloren.
Innerhalb eines APZ-Projektes mit der Firma Nanotron sollte dieses Problem mit Hilfe eines intelligenten Designs gelöst werden. Durch die Verwendung und Optimierung von konformen Antennen wurde innerhalb des Designs das menschliche Gewebe durch eine Schirmungsfläche geschützt. Konforme Antennen sind Antennen, die in der Regel auf flexiblen Substraten hergestellt werden und sich somit ihrem Träger anpassen. Durch die Form des menschlichen Armes und der Anwendung von konformen Antennen ist eine omnidirektionale Abstrahlung (gleichwertige Abstrahlung in alle Richtungen bzw. gleichwertiger Empfang aus allen Richtungen) bei maximalem Gewinn möglich. Zusätzlich sollten die integrierte Antenne eine hohe Bandbreite im 2.4 GHz Band haben.
Als zusätzlicher Aspekt sollten in der Uhr neben den omnidirektionalen Antennen auch eine elektrische Schaltung realisiert werden. Bei der Integration von solchen kompletten Systemexistiert in der Regel eine starke, unerwünschte Kopplung zwischen den Komponenten. Um diese Kopplung zu minimieren wurde auf dem Flex-Substrat ein FR4–Substrat aufgebracht und dieses in drei unabhängige Bereich segmentiert. In den beiden äußeren Bereich wurden zwei PIFA-Antennen und im mittleren Bereich die Schaltung realisiert.
Das System wurde für ein Child Loss Protection System der Firma Nanotron entwickelt. Durch das intelligente Design und der räumlichen Trennung der Komponenten ist es möglich dieses Konzept auch für weitere Anwendungen zu verwenden.