Beschreibung

Titel

Antenne und Verfahren zum Betreiben einer Antenne

Stand der Technik

Die Offenbarung betrifft eine Antenne mit wenigstens einem Strahler.

Die Offenbarung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Antenne.

Die Offenbarung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Ausführen eines Verfahrens zum Betreiben einer derartigen Antenne.

Es ist bekannt, zur Vermeidung von Fast Fading in einem Funkkanal das Prinzip der Antennendiversität einzusetzen. Durch die Vorsehung von mehreren

Antennen kann z.B. die Antenne mit dem aktuell besten Empfangskanal ausgewählt werden, oder die Signale von mehreren Antennen können kombiniert werden. Nachteilig an dem bekannten Prinzip ist, dass mittels der

Antennendiversität am Empfänger keine Möglichkeit besteht, auf den Kanal Einfluss zu nehmen und ihn zu verbessern, wenn alle Antennen eines

Empfängers eine Position haben, an der der Funkkanal schlecht ist.

Offenbarung der Erfindung

Bevorzugte Ausführungsformen beziehen sich auf eine Antenne mit wenigstens einem Strahler und einem den Strahler zumindest bereichsweise umgebenden Funktionsmaterial, wobei a) das Funktionsmaterial relativ zu dem wenigstens einen Strahler bewegbar ist und/oder b) eine relative Permeabilität (p _r ) und/oder eine relative Permittivität (e _G ) des Funktionsmaterials steuerbar ist. Dadurch können vorteilhaft unterschiedliche Pfade, die z.B. unterschiedlichen mittels der Antenne realisierbaren Kommunikationskanälen entsprechen, z.B. eines empfangenen Signals, in unterschiedlicher Weise bzw. unterschiedlich stark beeinflusst werden, z.B. hinsichtlich ihrer Signallaufzeit (Verzögerung) bzw. Phase, wodurch ein Empfangen und/oder Senden von Signalen mittels der Antenne verbessert werden kann. Insbesondere können die vorstehend beschriebenen Nachteile des Stands der Technik zumindest bei manchen bevorzugten Ausführungsformen vermindert oder vermieden werden.

Vorliegend wird unter einem„Strahler“ einer Antenne ein Element der Antenne verstanden, das sowohl aktiv elektromagnetische Wellen in das umgebende Medium, z.B. den freien Raum, abstrahlen kann, als auch elektromagnetische Strahlung„empfangen“ und z.B. in eine elektrische Spannung umwandeln kann. Ferner können bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen auch weitere funktionale Elemente von Antennen wie z.B. Reflektoren und/oder Direktoren und dergleichen als„Strahler“ aufgefasst werden, denen gemäß weiteren

bevorzugten Ausführungsformen (ebenfalls) wenigstens ein Funktionsmaterial zuordenbar ist.

Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das

Funktionsmaterial den wenigstens einen Strahler zumindest abschnittsweise ummantelt, also insbesondere entlang einer Umfangsrichtung vollständig umgibt. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann der wenigstens eine Strahler z.B. als Dipol ausgebildet sein und z.B. eine i.w. kreiszylindrische Grundform aufweisen. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann das

Funktionsmaterial den Dipol bzw. wenigstens einen axialen Bereich des Dipols zumindest bereichsweise entlang einer Umfangsrichtung, vorzugsweise vollständig entlang der Umfangsrichtung, umgeben, mithin den betreffenden axialen Bereich des Dipols ummanteln (also z.B. seine Mantelfläche bedecken). Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann das Funktionsmaterial beispielsweise eine zumindest i.w. hohlzylindrische Grundform aufweisen, die zumindest bereichsweise über einen Strahler, z.B. den Dipol, bewegbar ist.

Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das

Funktionsmaterial relativ zu dem wenigstens einen Strahler bewegbar ist, wobei eine Antriebsvorrichtung zum zumindest zeitweisen Antreiben einer Bewegung des Funktionsmaterials relativ zu dem wenigstens einen Strahler vorgesehen ist. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann bei einer beispielhaft angenommenen Ausbildung des Funktionsmaterials i.w. als Hohlzylinder dieser Hohlzylinder z.B. axial relativ zu dem wenigstens einen Strahler bewegt werden, um die mittels der Antenne realisierbaren Funkkanäle zu beeinflussen. Alternativ oder ergänzend kann der Hohlzylinder z.B. auch relativ zu dem wenigstens einen Strahler rotiert werden, was z.B. dann vorteilhaft ist, wenn der Hohlzylinder nicht vollständig rotationssymmetrisch ist, sondern z.B. eine sich entlang der

Umfangsrichtung ändernde Geometrie, insbesondere Länge, aufweist, und/oder Ausnehmungen bzw. Öffnungen in manchen Umfangsbereichen.

Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die

Antriebsvorrichtung zum zumindest zeitweisen Antreiben einer translatorischen und/oder rotatorischen Bewegung des Funktionsmaterials relativ zu dem wenigstens einen Strahler ausgebildet ist.

Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das

Funktionsmaterial eine sich entlang wenigstens einer Ausdehnungsrichtung des Funktionsmaterials (z.B. entlang seiner Länge und/oder seiner Umfangsrichtung, insbesondere z.B. im Falle einer i.w. hohlzylindrischen Grundform) ändernde (z.B. kontinuierlich oder auch diskontinuierlich) und/oder unterschiedliche relative Permeabilität und/oder relative Permittivität aufweist (Sprünge der Werte der betreffenden Größe(n) entlang der wenigstens einer Ausdehnungsrichtung des Funktionsmaterials sind weiteren Ausführungsformen zufolge ebenfalls denkbar).

Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die relative Permeabilität und/oder die relative Permittivität des Funktionsmaterials durch Beaufschlagung mit einem elektrischen Feld und/oder einem magnetischen Feld steuerbar ist, wobei insbesondere eine Steuereinrichtung zum zumindest zeitweisen Beaufschlagen wenigstens eines Bereiches des Funktionsmaterials mit einem elektrischen Feld und/oder einem magnetischen Feld vorgesehen ist.

Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann die genannte Steuerung der relativen Permeabilität und/oder der relativen Permittivität kombiniert werden mit einer zumindest zeitweisen Bewegung des Funktionsmaterials bzw. eines daraus gebildeten Funktionskörpers bzw. Formkörpers. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann die genannte Steuerung der relativen Permeabilität und/oder der relativen Permittivität auch ohne eine (gleichzeitige) zumindest zeitweise Bewegung des Funktionsmaterials bzw. eines daraus gebildeten Funktionskörpers erfolgen.

Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann die genannte zumindest zeitweise Bewegung des Funktionsmaterials bzw. eines daraus gebildeten Funktionskörpers auch ohne eine (gleichzeitige) Steuerung der relativen

Permeabilität und/oder der relativen Permittivität erfolgen. D.h., bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann allein die Möglichkeit einer (Relativ-) Bewegung des Funktionskörpers bezogen auf den wenigstens einen Strahler vorgesehen sein, ohne die Möglichkeit einer Steuerung von relativer

Permeabilität und/oder Permittivität des Funktionskörpers.

Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das

Funktionsmaterial ein Metamaterial aufweist. Unter einem Metamaterial wird bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ein Material verstanden, das z.B. eine künstlich hergestellte Struktur aufweist, deren Durchlässigkeit für elektrische und/oder magnetische Felder (Permittivität e _G und/oder Permeabilität p _r ) von der eines in der Natur üblichen bzw. homogenen Materials abweicht. Dies kann bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen beispielhaft durch speziell

angefertigte, meist periodische Strukturen aus elektrisch und/oder magnetisch wirksamen (insbesondere leitfähigen) Materialien erreicht werden, wobei die genannten Strukturen bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen maximale Strukturausdehnungen im Bereich der Wellenlänge der betrachteten

elektromagnetischen Wellen aufweisen. Insbesondere sind unter Anwendung von Metamaterialien bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen auch negative Realteile z.B. des komplexen Brechungsindex erzielbar.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen beziehen sich auf ein Verfahren zum Betreiben einer Antenne mit wenigstens einem Strahler und einem den Strahler zumindest bereichsweise umgebenden Funktionsmaterial, wobei a) das

Funktionsmaterial relativ zu dem wenigstens einen Strahler bewegbar ist und/oder b) eine relative Permeabilität und/oder eine relative Permittivität des Funktionsmaterials steuerbar ist, und wobei das Verfahren wenigstens einen der folgenden Schritte aufweist: zumindest zeitweises Bewegen des Funktionsmaterials relativ zu dem wenigstens einen Strahler, zumindest zeitweises Steuern einer relativen Permeabilität und/oder einer relativen

Permittivität des Funktionsmaterials.

Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das

Funktionsmaterial relativ zu dem wenigstens einen Strahler bewegbar ist, wobei eine Antriebsvorrichtung zum zumindest zeitweisen Antreiben einer Bewegung des Funktionsmaterials relativ zu dem wenigstens einen Strahler vorgesehen ist, wobei das Bewegen aufweist: zumindest zeitweises Antreiben einer

translatorischen und/oder rotatorischen Bewegung des Funktionsmaterials relativ zu dem wenigstens einen Strahler mittels der Antriebsvorrichtung.

Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die relative Permeabilität und/oder die relative Permittivität des Funktionsmaterials durch Beaufschlagung mit einem elektrischen Feld und/oder einem magnetischen Feld steuerbar ist, wobei wenigstens ein Bereich des Funktionsmaterials zumindest zeitweise mittels einer Steuereinrichtung mit einem elektrischen Feld und/oder einem magnetischen Feld beaufschlagt wird.

Weitere bevorzugten Ausführungsformen beziehen sich auf eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens gemäß den Ausführungsformen.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen beziehen sich auf ein computerlesbares Speichermedium, umfassend Befehle, z.B. in Form wenigstens eines

Computerprogramms, die bei der Ausführung durch einen Computer diesen veranlassen, das Verfahren gemäß den Ausführungsformen auszuführen.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen beziehen sich auf ein

Computerprogramm, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, das Verfahren gemäß den

Ausführungsformen auszuführen.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen beziehen sich auf ein Datenträgersignal, das das Computerprogramm gemäß den Ausführungsformen überträgt. Weitere bevorzugte Ausführungsformen beziehen sich auf eine Verwendung der Antenne gemäß den Ausführungsformen und/oder des Verfahrens gemäß den Ausführungsformen und/oder der Vorrichtung gemäß den Ausführungsformen und/oder des Computerprogramms gemäß den Ausführungsformen zur zumindest zeitweisen Beeinflussung wenigstens eines Funkkanals zwischen der Antenne und wenigstens einer externen Einheit, z.B. einem ein Funksignal aussenden Sender, wobei das Funksignal mittels der Antenne empfangbar ist.

Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer

Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Zeichnung.

In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 schematisch ein vereinfachtes Diagramm eines Betriebsszenarios

gemäß bevorzugten Ausführungsformen,

Fig. 2A schematisch ein vereinfachtes Diagramm einer Antenne gemäß

weiteren bevorzugten Ausführungsformen,

Fig. 2B schematisch eine Detailansicht der Antenne aus Fig. 2A,

Fig. 3A schematisch eine Kanalimpulsantwort bei Verwendung einer

konventionellen Antenne,

Fig. 3B schematisch eine Frequenzantwort eines Funkkanals bei Verwendung einer konventionellen Antenne,

Fig. 4A schematisch eine Kanalimpulsantwort bei Verwendung einer Antenne gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen, Fig. 4B schematisch eine Frequenzantwort eines Funkkanals bei Verwendung einer Antenne gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen,

Fig. 5A schematisch eine Phasenverschiebung gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen,

Fig. 5B schematisch eine Kanaltransferfunktion gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen,

Fig. 6 schematisch ein vereinfachtes Diagramm eines Betriebsszenarios

gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen,

Fig. 7 schematisch ein vereinfachtes Blockdiagramm einer Vorrichtung gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen,

Fig. 8 schematisch ein vereinfachtes Flussdiagram eines Verfahrens gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen, und

Fig. 9 schematisch eine Draufsicht auf eine Antenne gemäß weiteren

bevorzugten Ausführungsformen.

Figur 1 zeigt schematisch ein vereinfachtes Diagramm eines Betriebsszenarios gemäß bevorzugten Ausführungsformen. Ein Sender 10 sendet ein Funksignal FS, das z.B. mittels der Antenne 100 empfangbar ist. Das Funksignal FS breitet sich über verschiedene Pfade P1 , P2, P3 aus, die z.B. auch Hindernisse 01 , 02 aufweisen können, an denen die elektromagnetischen Wellen des Funksignals FS wie in Fig. 1 schematisch abgebildet zumindest teilweise reflektiert werden. Dadurch ergeben sich i.d.R. unterschiedliche Laufzeiten und/oder Phasenlagen, die mit den jeweiligen Pfaden P1 , P2, P3 assoziiert sind, was den Empfang durch die Antenne 100 beeinträchtigen kann.

Bevorzugte Ausführungsformen, vgl. z.B. Fig. 2A, 2B, beziehen sich

dementsprechend auf eine Antenne 100 mit wenigstens einem Strahler 110 und einem den Strahler 110 zumindest bereichsweise umgebenden

Funktionsmaterial 120, wobei a) das Funktionsmaterial 120 relativ zu dem wenigstens einen Strahler 110 bewegbar ist und/oder b) eine relative Permeabilität und/oder eine relative Permittivität des Funktionsmaterials 120 steuerbar ist. Dadurch können vorteilhaft unterschiedliche Pfade P1 , P2, P3, die unterschiedlichen mittels der Antenne 100 realisierbaren

Kommunikationskanälen für entsprechende Teile des Funksignals FS (Fig. 1) entsprechen, in unterschiedlicher Weise bzw. unterschiedlich stark beeinflusst werden, z.B. hinsichtlich ihrer Signallaufzeit (Verzögerung) bzw. Phase, wodurch ein Empfangen und/oder Senden von Signalen mittels der Antenne 100 (Fig. 2A, 2B) verbessert werden kann. Insbesondere können die vorstehend

beschriebenen Nachteile des Stands der Technik bei manchen bevorzugten Ausführungsformen vermindert oder vermieden werden.

Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das

Funktionsmaterial 120 den wenigstens einen Strahler 110 (Fig. 2A) zumindest abschnittsweise ummantelt, also insbesondere entlang einer Umfangsrichtung vollständig umgibt. Dies ist beispielhaft in Fig. 2A gezeigt, die eine Draufsicht auf den Strahler 110 und das ihn umgebende Funktionsmaterial 120 zeigt. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann der wenigstens eine Strahler 110 z.B. als Dipol ausgebildet sein und z.B. eine i.w. kreiszylindrische Grundform aufweisen.

Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann das Funktionsmaterial 120 den Dipol 110 bzw. wenigstens einen axialen Bereich des Dipols zumindest bereichsweise entlang einer Umfangsrichtung, vorzugsweise vollständig entlang der Umfangsrichtung, umgeben, mithin den betreffenden axialen Bereich des Dipols ummanteln, vgl. Fig. 2A. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann das Funktionsmaterial 120 beispielsweise eine zumindest i.w.

hohlzylindrische Grundform aufweisen, die zumindest bereichsweise über einen Strahler 110, z.B. den Dipol, bewegbar ist.

Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das

Funktionsmaterial 120 relativ zu dem wenigstens einen Strahler 110 bewegbar ist, wobei eine optionale Antriebsvorrichtung 130 zum zumindest zeitweisen Antreiben einer Bewegung des Funktionsmaterials 120 relativ zu dem

wenigstens einen Strahler 110 vorgesehen ist. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann bei einer beispielhaft angenommenen Ausbildung des Funktionsmaterials 120 i.w. als Hohlzylinder dieser Hohlzylinder 120 z.B. axial (senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 2A) relativ zu dem wenigstens einen Strahler 110 bewegt werden, um die mittels der Antenne 100 realisierbaren Funkkanäle zu beeinflussen. Alternativ oder ergänzend kann der Hohlzylinder 120 z.B. auch relativ zu dem wenigstens einen Strahler 110 rotiert werden, was z.B. dann vorteilhaft ist, wenn der Hohlzylinder 120 nicht vollständig rotationssymmetrisch ist, sondern z.B. eine sich entlang der Umfangsrichtung ändernde Geometrie (nicht gezeigt), insbesondere Länge, aufweist, und/oder Ausnehmungen bzw. Öffnungen in manchen

Umfangsbereichen.

Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die

Antriebsvorrichtung 130 (Fig. 2A) zum zumindest zeitweisen Antreiben einer translatorischen und/oder rotatorischen Bewegung des Funktionsmaterials 120 relativ zu dem wenigstens einen Strahler 110 ausgebildet ist.

Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das

Funktionsmaterial 120 eine sich entlang wenigstens einer Ausdehnungsrichtung des Funktionsmaterials (z.B. entlang seiner Länge und/oder seiner

Umfangsrichtung, insbesondere z.B. im Falle einer i.w. hohlzylindrischen Grundform) ändernde und/oder unterschiedliche relative Permeabilität und/oder relative Permittivität aufweist. Dies ist vorliegend beispielhaft in der Draufsicht von Fig. 2B gezeigt, gemäß der das Funktionsmaterial 120 zwei Bereiche B1 , B2 aufweist, die jeweils über eine unterschiedliche relative Permeabilität und/oder relative Permittivität verfügen.

Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen können diese Bereiche B1 , B2 mit unterschiedlicher relativer Permeabilität und/oder relativer Permittivität z.B. im Rahmen einer Fertigung des Funktionsmaterials 120 bzw. eines entsprechenden (vorliegend beispielhaft hohlzylindrischen) Formkörpers 120 definiert werden. Dann kann z.B. durch Drehung des Formkörpers 120 relativ zu dem Strahler 110 eine Beeinflussung der (Empfangs-)Pfade P1 , P2, P3 erreicht werden, da die betreffenden Bereiche B1 , B2 je nach Drehbewegung mehr oder weniger einen Teil der betreffenden Pfade bilden. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die relative Permeabilität und/oder die relative Permittivität des Funktionsmaterials 120 durch Beaufschlagung mit einem elektrischen Feld und/oder einem magnetischen Feld steuerbar ist, wobei insbesondere eine optionale Steuereinrichtung 140 (Fig. 2A) zum zumindest zeitweisen Beaufschlagen wenigstens eines Bereiches B1 , B2 des Funktionsmaterials 120 mit einem elektrischen Feld und/oder einem magnetischen Feld vorgesehen ist. In diesem Fall kann das Funktionsmaterial 120 z.B. homogen bzw. isotrop bezüglich seiner relativen Permeabilität und/oder seiner relativen Permittivität in einem (unbeaufschlagten) Normalzustand ausgebildet werden, und die Bereiche B1 , B2 unterschiedlicher relativer

Permeabilität und/oder relativer Permittivität können durch die (ggf. nur lokale) Beaufschlagung des Funktionsmaterials 120 mit dem genannten elektrischen Feld und/oder magnetischen Feld bewirkt werden.

Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann die genannte Steuerung der relativen Permeabilität und/oder der relativen Permittivität kombiniert werden mit einer zumindest zeitweisen Bewegung des Funktionsmaterials 120 bzw. des daraus gebildeten Funktionskörpers 120.

Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann die genannte Steuerung der relativen Permeabilität und/oder der relativen Permittivität auch ohne eine (gleichzeitige) zumindest zeitweise Bewegung des Funktionsmaterials bzw. eines daraus gebildeten Funktionskörpers erfolgen. Bei diesen Ausführungsformen ist demnach die optionale Antriebsvorrichtung 130 entbehrlich.

Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann die genannte zumindest zeitweise Bewegung des Funktionsmaterials 120 bzw. eines daraus gebildeten Funktionskörpers auch ohne eine (gleichzeitige) Steuerung der relativen

Permeabilität und/oder der relativen Permittivität erfolgen. D.h., bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann allein die Möglichkeit einer (Relativ-) Bewegung des Funktionskörpers 120 bezogen auf den wenigstens einen Strahler 110 vorgesehen sein, ohne die Möglichkeit einer Steuerung von relativer

Permeabilität und/oder Permittivität des Funktionskörpers mittels elektrischer und/oder magnetischer Felder. Bei diesen Ausführungsformen ist demnach die optionale Steuereinrichtung 140 entbehrlich. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das

Funktionsmaterial 120 (Fig. 2B) ein Metamaterial aufweist. Unter einem

Metamaterial wird bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ein Material verstanden, das z.B. eine künstlich hergestellte Struktur aufweist, deren

Durchlässigkeit für elektrische und/oder magnetische Felder (Permittivität e _G und/oder Permeabilität p _r ) von der eines in der Natur üblichen bzw. homogenen Materials abweicht. Dies kann bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen beispielhaft durch speziell angefertigte, meist periodische Strukturen (nicht gezeigt) aus elektrisch und/oder magnetisch wirksamen Materialien erreicht werden, wobei die genannten Strukturen bei weiteren bevorzugten

Ausführungsformen maximale Strukturausdehnungen im Bereich der

Wellenlänge der betrachteten elektromagnetischen Wellen des Funksignals FS (Fig. 1) aufweisen. Insbesondere sind unter Anwendung von Metamaterialien bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen auch negative Realteile des komplexen Brechungsindex erzielbar.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen, vgl. auch das Flussdiagramm aus Fig.

8, beziehen sich auf ein Verfahren zum Betreiben einer Antenne 100 (Fig. 2A) mit wenigstens einem Strahler 110 und einem den Strahler 110 zumindest bereichsweise umgebenden Funktionsmaterial 120, wobei a) das

Funktionsmaterial 120 relativ zu dem wenigstens einen Strahler 110 bewegbar ist und/oder b) eine relative Permeabilität und/oder eine relative Permittivität des Funktionsmaterials 120 steuerbar ist, und wobei das Verfahren wenigstens einen der folgenden Schritte aufweist, vgl. Fig. 8: zumindest zeitweises Bewegen 200 des Funktionsmaterials 120 relativ zu dem wenigstens einen Strahler 110, zumindest zeitweises Steuern 210 einer relativen Permeabilität und/oder einer relativen Permittivität des Funktionsmaterials 120 (z.B. durch Beaufschlagen mit einem elektrischen und/oder magnetischen Feld). Vorliegend sind beide Schritte 200, 210 beispielhaft in Fig. 8 aufgeführt, wobei deren Reihenfolge auch variieren kann bzw. wobei beide Schritte 200, 210 zumindest teilweise zeitliche

überlappend ausgeführt werden können. Bei weiteren bevorzugten

Ausführungsformen wird nur Schritt 200 ausgeführt, bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen wird nur Schritt 210 ausgeführt.

Der weitere optionale Schritt 220 symbolisiert das Empfangen eines Funksignals FS (Fig. 1) über die verschiedenen Pfade P1 , P2, P3, wobei der Empfang unter Anwendung des Prinzips gemäß den Ausführungsformen vorteilhaft verbessert werden kann, vgl. Schritt 200 und/oder 210.

Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das

Funktionsmaterial 120 relativ zu dem wenigstens einen Strahler 110 bewegbar ist, wobei eine Antriebsvorrichtung 130 (Fig. 2A) zum zumindest zeitweisen Antreiben einer Bewegung des Funktionsmaterials 120 relativ zu dem

wenigstens einen Strahler 110 vorgesehen ist, wobei das Bewegen 200 (Fig. 8) aufweist: zumindest zeitweises Antreiben einer translatorischen und/oder rotatorischen Bewegung des Funktionsmaterials 120 relativ zu dem wenigstens einen Strahler 110 mittels der Antriebsvorrichtung 130 (Fig. 2A).

Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die relative Permeabilität und/oder die relative Permittivität des Funktionsmaterials 120 durch Beaufschlagung mit einem elektrischen Feld und/oder einem magnetischen Feld steuerbar ist, wobei wenigstens ein Bereich des Funktionsmaterials 120 zumindest zeitweise mittels einer Steuereinrichtung 140 (Fig. 2A) mit einem elektrischen Feld und/oder einem magnetischen Feld beaufschlagt wird, vgl. Schritt 210 aus Fig. 8.

Figur 3A zeigt schematisch eine Kanalimpulsantwort (Amplitude A1 aufgetragen über der Zeit t) bei Verwendung einer konventionellen Antenne (nicht gezeigt). Die vorliegend beispielhaft drei nichtverschwindenden Amplitudenanteile P1‘,

P2‘, P3‘ entsprechen z.B. den drei Pfaden P1 , P2, P3 aus Fig. 1. Figur 3B zeigt schematisch eine Frequenzantwort (Amplitude A2 in dB aufgetragen über der Frequenz f) eines Funkkanals bei Verwendung der konventionellen Antenne gemäß Fig. 3A.

Figur 4A zeigt schematisch eine Kanalimpulsantwort bei Verwendung einer Antenne 100 gemäß bevorzugten Ausführungsformen, wobei die vorliegend beispielhaft drei nichtverschwindenden Amplitudenanteile P1“, P2“, P3“ z.B. den drei Pfaden P1 , P2, P3 aus Fig. 1 entsprechen. Zu beachten ist der zeitliche Versatz der drei nichtverschwindenden Amplitudenanteile P1“, P2“, P3“ bezogen auf die Fig. 3A, der sich durch das Prinzip gemäß den Ausführungsformen ergeben kann. Figur 4B zeigt schematisch eine Frequenzantwort eines

Funkkanals bei Verwendung einer Antenne 100 gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen. Deutlich ist eine Vergleichmäßigung, insbesondere ohne die beiden Extrema E1 , E2, bezogen auf den Verlauf gemäß Fig. 3B zu erkennen.

Durch die Veränderung der Laufzeiten der einzelnen Pfade P1 , P2, P3 aus unterschiedlichen Richtungen, wie sie unter Anwendungs des Prinzips gemäß den Ausführungsformen erzielbar ist, werden die Phasen der auf die Antenne 100 bzw. ihren Strahler 110 (Fig. 2A) eintreffenden Signale verändert, womit die Kanalimpulsantwort und somit auch die Kanaltransferfunktion verändert werden kann. Beispiele hierzu sind nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 5A, 5B angegeben.

Figur 5A zeigt schematisch eine Phasenverschiebung gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen, wobei Kurve C1 eine zufällige

Phasenverschiebung pro Pfad und wobei Kurve C2 eine zufällige

Phasenverschiebung für drei Pfade („Cluster“) zusammengenommen zeigt.

Die Zusammenfassung von mehreren Pfaden gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen und Kurve C2 soll der Clusterbildung von Pfaden, d.h.

zeitlich benachbarte Pfade kommen wahrscheinlich aus einer ähnlichen

Richtung, Rechnung tragen. Die Möglichkeit, dass mehrere Pfade zum gleichen Zeitpunkt aus unterschiedlichen Richtungen eintreffen, wurde bei dem

vorliegenden Beispiel außer Acht gelassen.

Figur 5B zeigt schematisch eine (unveränderte) Kanaltransferfunktion, vgl. Kurve C3, sowie eine Kanaltransferfunktion mit Phasenverschiebung, vgl. Kurve C4, wie sie beispielhaft gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen erhaltbar ist, sowie eine Kanaltransferfunktion mit abschnittsweiser Phasenverschiebung, vgl. Kurve C5, wie sie beispielhaft gemäß weiteren bevorzugten

Ausführungsformen erhaltbar ist.

Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann das Funktionsmaterial 120 (Fig. 2A) auch als Beschichtung ausgebildet sein, die z.B. auf eine

Außenoberfläche 110a bzw. Teile einer Außenoberfläche 110a des Strahlers 110 anbringbar ist. Aufgrund einer möglichen Beeinflussung der Phasen der Pfade P1 , P2, P3 durch die Beschichtung 120 kann die gewünschte (Beeinflussung der) Kanaltransferfunktion gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen vorteilhaft auch mit vergleichsweise dünnen Schichtdicken für die Beschichtung 120 realisiert werden. Nachfolgend ist eine Beispielrechnung gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen für eine Signalfrequenz bzw. Mittenfrequenz f = 3 GHz (Gigahertz) angegeben. Die Phasenlage Dr nach dem Durchlauf der Schicht 120 mit der Dicke d ergibt sich mit l = d. Für eine

Dicke von d = 0,05 m (5 cm) ergibt sich für s _r = 1 dann Dr = 180°. Um die

Phasenlage gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen in einem Pfad beliebig, z.B. bis zu 360° zu verändern, sollte bevorzugt die relative Permittivität von £ _r = 1 bis 9 in dem Material 120 variiert werden können, z.B. durch das Anlegen eines elektrischen Feldes.

Figur 6 zeigt schematisch ein vereinfachtes Diagramm eines Betriebsszenarios gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen. Ein Kommunikationssystem KS erhält von der Antenne 100 ein Antennensignal AS, ermittelt in Abhängigkeit von dem Antennensignal AS einen Informationsfluss IF, der beispielsweise die Ermittlung von Steuersignalen SS für die Antenne 100 mittels der Vorrichtung 300 ermöglicht. Die Steuersignale SS können bei weiteren bevorzugten

Ausführungsformen z.B. angeben, ob das Funktionsmaterial 120 bewegt werden soll und/oder ob die relative Permittivität bzw. Permeabilität des

Funktionsmaterials 120 verändert werden soll, und, falls ja, ggf. in welcher Weise bzw. in welchem Maße.

Figur 7 zeigt schematisch ein vereinfachtes Blockdiagramm der Vorrichtung 300 zur Ausführung des Verfahrens gemäß weiteren bevorzugten

Ausführungsformen, also z.B. des Ablaufs gemäß Fig. 8. Die Vorrichtung 300 kann z.B. in Abhängigkeit der Daten IF (Fig. 6) des Kommunikationssystems KS die Steuersignale SS ermitteln und/oder die Antenne 100 bzw. ihr

Funktionsmaterial 120 entsprechend steuern.

Die Vorrichtung 300 (Fig. 7) weist wenigstens eine Recheneinrichtung 302 auf, die z.B. über einen oder mehrere Rechenkerne (nicht gezeigt) verfügen kann, wenigstens eine der Recheneinrichtung 302 zugeordnete Speichereinrichtung 304 zur zumindest zeitweisen Speicherung eines Computerprogramms PRG, wobei das Computerprogramm PRG insbesondere zur Steuerung eines Betriebs der Vorrichtung 300 und/oder der Antenne 100 und/oder zur Ausführung des Verfahrens gemäß bevorzugten Ausführungsformen ausgebildet ist. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen weist die Recheneinrichtung 302 wenigstens eines der folgenden Elemente auf: einen Mikroprozessor, einen Mikrocontroller, einen digitalen Signalprozessor (DSP), einen programmierbaren Logikbaustein (z.B. FPGA, field programmable gate array), einen ASIC

(anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis), eine Hardwareschaltung. Kombinationen hieraus sind bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen auch denkbar.

Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen weist die Speichereinrichtung 304 wenigstens eines der folgenden Elemente auf: einen flüchtigen Speicher 304a, insbesondere Arbeitsspeicher (RAM), einen nichtflüchtigen Speicher 304b, insbesondere Flash-EEPROM. Bevorzugt ist das Computerprogramm PRG in dem nichtflüchtigen Speicher 304b abgelegt.

Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann das Computerprogramm PRG die Funktionalität des Verfahrens gemäß den Ausführungsformen bereitstellen, wie sie vorstehend beispielhaft unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis Fig. 6, 8 beschrieben worden ist. Insbesondere kann das Computerprogramm PRG bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen auch die Antriebsvorrichtung 130 (Fig. 2A) und/oder die Steuereinrichtung 140 steuern, die vorliegend in dem optionalen Block 308 aus Fig. 7 zusammengefasst sind.

Die Recheneinrichtung 302 kann bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen auch als„Computer“ bezeichnet werden, und das Verfahren gemäß bevorzugten Ausführungsformen, das insbesondere auch als computerimplementiertes Verfahren realisierbar ist, ist bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen durch den Computer 302 ausführbar.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen beziehen sich auf ein computerlesbares Speichermedium SM (Fig. 7), umfassend Befehle, insbesondere in Form eines bzw. des Computerprogramms PRG, die bei der Ausführung durch einen Computer 302 diesen veranlassen, das Verfahren gemäß den

Ausführungsformen auszuführen. Das Speichermedium SM kann beispielsweise einen Festplattenspeicher (Harddisk) und/oder einen Halbleiterspeicher, z.B. eine SSD und/oder einen optischen Speicher (CD-ROM, DVD, usw.) und/oder einen sonstigen, bevorzugt digitalen, computerlesbaren Speicher aufweisen.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen beziehen sich auf ein Datenträgersignal DS, das das Computerprogrammprodukt PRG gemäß den Ausführungsformen charakterisiert und/oder überträgt. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann das Datenträgersignal DS z.B. für eine Übertragung des

Computerprogramms PRG gemäß den Ausführungsformen von einer ersten Einheit (nicht gezeigt) zu einer zweiten Einheit (z.B. zu der Vorrichtung 300, Fig. 7) verwendet werden, z.B. von einem Server-Computer zu der Vorrichtung 300. Die Übertragung des Datenträgersignals DS kann beispielsweise einen

Download des Computerprogramms PRG gemäß den Ausführungsformen über ein Datennetzwerk, insbesondere ein privates und/oder öffentliches

Computernetzwerk wie z.B. das Internet umfassen, und/oder einen Cloud-Dienst, wobei das Datenträgersignal DS beispielsweise eine Mehrzahl von Datenpaketen umfassen kann. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann die

Übertragung z.B. auch wenigstens teilweise über ein (zelluläres) Mobilfunknetz, z.B. nach dem 4G- oder 5G-Standard, erfolgen. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann die Vorrichtung 300 eine optionale Datenschnittstelle 306 zum Empfang des Datenträgersignals DS aufweisen.

Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist das vorstehend beispielhaft unter Bezugnahme auf einen Strahler 110 (Fig. 2A) beschriebene Prinzip auch auf Antennen anwendbar, die mehr als einen (aktiven und/oder passiven)

Strahler 110 aufweisen, vgl. die beispielhafte Draufsicht auf eine Antenne 100‘ vom Yagi-Uda-Typ in Fig. 9. Besonders bevorzugt können bei solchen

Ausführungsformen 100‘ mit mehreren Strahlern wenigstens zwei der mehreren Strahler jeweils ein entsprechendes Funktionsmaterial zugeordnet sein.

Beispielsweise kann die Antenne 100‘ gemäß weiteren bevorzugten

Ausführungsformen als Yagi-Uda-Antenne mit einem (aktiven) Strahler 110, einem Reflektor 111 und wenigstens einem (vorliegend drei) Direktor(en) 112 ausgebildet sein, wobei z.B. sowohl dem aktiven Strahler 110 als auch z.B.

wenigstens einem Direktor 112 der Yagi-Uda-Antenne ein Funktionsmaterial 120a, 120b gemäß den Ausführungsformen zugeordnet werden kann. Weitere bevorzugte Ausführungsformen beziehen sich auf eine Verwendung der Antenne 100, 100‘ gemäß den Ausführungsformen und/oder des Verfahrens gemäß den Ausführungsformen und/oder der Vorrichtung 300 gemäß den Ausführungsformen und/oder des Computerprogramms PRG gemäß den Ausführungsformen zur zumindest zeitweisen Beeinflussung wenigstens eines Funkkanals zwischen der Antenne 100, 100‘ und wenigstens einer externen Einheit 10 (Fig. 1).

Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen können durch eine Ummantelung der z.B. zumindest zeitweise als Empfangsantenne arbeitenden Antenne 100 (Fig. 2A) mit dem Funktionsmaterial 120, das bei weiteren bevorzugten

Ausführungsformen eine über den Verlauf des Materials (z.B. entlang

mindestens einer Ausdehnungsrichtung des Funktionsmaterials 120)

unterschiedliche relative Permittivitätszahl e _G oder Permeabilitätszahl p _r aufweist, einzelne Pfade P1 , P2, P3 (Fig. 6) des empfangenen Signals z.B. je nach Einfallsrichtung unterschiedlich stark verzögert werden. Die Geschwindigkeit des Signals ist z.B. je nach aktuellem Wert der relativen Permittivität bzw.

Permeabilität unterschiedlich. Dadurch ergeben sich im Vergleich zur

Kanalimpulsantwort ohne Ummantelung (konventionelle Antenne) verzögerte Pfade je nach Einfallsrichtung.

Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann vorteilhaft auch eine

Emulation der Veränderung der Antennenposition der Antenne 100, 100‘ aus Sicht des Funksignals FS (Fig. 1) durch eine Veränderung der relativen

Permittivität und/oder Permeabilität des Funktionsmaterials 120 erreicht werden. Eine solche Veränderung kann bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen z.B. durch Bewegung des Funktionsmaterials 120 relativ zur Antenne 100 bzw. zu ihrem wenigstens einen Strahler 110 geschehen (z.B. Rotation des

Funktionsmaterials 120 um den Strahler 110 der Antenne 100, vgl. z.B. Schritt 200 aus Fig. 8). Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen werden die Materialeigenschaften z.B. durch örtliches Anlegen eines elektrischen und/oder magnetischen Feldes bei einem entsprechend ausgebildeten Funktionsmaterial 120 (es sind z.B. auch Metamaterialien denkbar) verändert, um den gleichen bzw. einen vergleichbaren Effekt zu erzielen, vgl. auch Schritt 210 aus Fig. 8. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen sind die Schritte 200, 210 auch miteinander kombinierbar bzw. zumindest zeitweise auch gleichzeitig zueinander ausführbar.

Die Veränderung der Eigenschaften der Ummantelung 120 der Antenne 100 kann bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen zumindest zeitweise a) zufällig und/oder b) systematisch und/oder c) in Abhängigkeit einer

Rückkopplung von Statusinformationen SS (Fig. 6), die z.B. den Funkkanal charakterisieren, erfolgen. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist auch der Einsatz von maschinellem Lernen („ML“) zur optimalen Konfiguration denkbar.

Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen werden für das Funktionsmaterial 120 ein oder mehrere Materialen mit veränderbaren Eigenschaften eingesetzt, die sich z.B. durch das Anlegen eines elektrischen Feldes hinsichtlich ihrer relativen Permeabilität und/oder relativen Permittivität steuern lassen, wodurch eine effiziente Veränderung der Signallaufzeiten von Funksignalen in dem Funktionsmaterial 120 erzielt wird. Diese Variante bietet eine besonders hohe Flexibilität und lässt eine gezielte dynamische Beeinflussung bzw. Veränderung des Funkkanals zu.

Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen wird das z.B. in Form einer Ummantelung bzw. Beschichtung des wenigstens einen Strahlers 110 (Fig. 2A) der Antenne 100 vorliegende Funktionsmaterial 120 relativ zur Antenne 100 bzw. zu ihrem Strahler 110 bewegt, um die Laufzeiten der Signale aus

unterschiedlichen Richtungen (vgl. die Pfade P1 , P2, P3) zu verändern. Die Beschichtung 120 hat dabei vorzugsweise eine nicht veränderbare, über z.B. die Länge (entlang einer Längsachse des Strahlers 110) des Materials 120 aber nicht konstante relative Permittivität und/oder Permeabilität. Die Bewegung der Ummantelung 120 kann z.B. mit Hilfe eines Motors 130 (Fig. 2A) erfolgen, der von der Vorrichtung 300 (Fig. 7) gesteuert wird.

Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann unter Anwendung des vorstehend beschriebenen Prinzips auch eine Kanalimpulsantwort zwischen Sender und Empfänger am Sender beeinflusst werden. Hierbei ist jedoch der Informationsfluss vom Empfänger zum Sender länger, da die Information erst zurückgesendet werden muss. Zudem hat eine Veränderung der

Kanalimpulsantwort am Sender Auswirkung auf alle Empfänger.

Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann das Prinzip gemäß den Ausführungsformen z.B. bei Funksystemen des 5G (fünfte Generation-

Standards, insbesondere im Bereich der Industrieautomatisierung, eingesetzt werden, insbesondere zur Erhöhung der Zuverlässigkeit der Funkkommunikation, und/oder z.B. bei Funksystemen gemäß IEEE 802.11 und dergleichen.