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Chips für zukünftige Multimedia-Funksysteme

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Datenübertragung per Funk soll den langen Ladezeiten aus dem Internet bald ein Ende machen, da zukünftige Systeme, wie sie am Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik IAF in Freiburg entwickelt werden, auf sehr hohen Frequenzen senden, die höhere Übertragungsraten erlauben.

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Die Funksysteme im Gigahertzbereich sollen den Ausweg aus Bandbreitenengpässen weisen und so den Datenstau im Internet abbauen. Die Frauenhofer-Forscher entwickeln für Sendestationen monolithisch integrierte Mikrowellen- und Millimeterwellen-Schaltungen, MMICs. Eine Vielzahl verschiedener Funktionen sollen sich so auf einem Chip integrieren lassen, ohne umständliche Aufbau- und Kontaktierungstechnik.

Bei bestehenden Funksystemen läuft die Übertragung fast ausschließlich in eine Richtung, ein Sender - viele Empfänger. Zukünftig sind aber verstärkt interaktive Systeme für zweiseitige Kommunikation gefragt. Das heißt, daß sowohl in der Basisstation als auch bei den Endverbrauchern Sende- und Empfangseinheiten benötigt werden. "Hier haben die hohen Frequenzen einen Vorteil", erläutert Michael Schlechtweg aus dem IAF. "Denn je höher die Frequenz desto kleiner die Antennen. Die Geräte zum Senden und Empfangen der funkübertragenen Daten werden nicht größer als ein Schuhkarton sein."

Schlüsselkomponenten der Sender sind Leistungsverstärker. Die dafür benötigten Schaltungen werden von den Freiburger Forschern entwickelt. Als Grundmaterial wird der Halbleiterwerkstoff Galliumarsenid verwendet. So sind die Chips kostengünstig und reproduzierbar in großen Stückzahlen herzustellen und damit für eine Vielzahl von Anwendungen in der Informationstechnologie attraktiv.

Beispielsweise entwickelten die IAF-Forscher in einer Zusammenarbeit mit Alcatel, Stuttgart, ein MMIC für den Sender einer Basisstation. Die Schaltung arbeitet bei einer Frequenz von 28 Gigahertz und liefert eine maximale Ausgangsleistung von 850 Milliwatt. So ließ sich im Feldversuch die Übertragung von Multimedia-Daten bereits erfolgreich demonstriert werden.

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