J1609
Thema:





Konstruktion einer sich semiautomatisch ausrichtenden Antenne
Guido Falk
von Rudorf
18

Ort: Steinfurt
Michael
Thiel
19

Ort: Steinfurt


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Schule:
Städt. Gymnasium Borghorst
Steinfurt
Betreuung:
André Wenning
Kurzfassung:
Einleitung: Die EU hat in ihrem 7. Forschungsrahmenprogramm im Sektor ICT (Information an Communications Technology) angeregt, nach Wegen zu suchen, die u. a. dazu beitragen, die bestehenden Funknetzwerke zu optimieren. Vor diesem Hintergrund haben wir folgende Projektidee entwickelt: Es gilt zu zeigen, dass eine Antenne für Computernetzwerke konstruierbar ist, die sich (semi-)automatisch auf die bestmögliche Empfangsposition ausrichtet. Damit wären Funknetzwerke mit einer Reichweite von mehreren hundert Metern bis hin zu wenigen Kilometern denkbar. Solche „beweglichen“ Antennen sind ein Novum und auf dem Endverbrauchermarkt nach unserer Recherche bisher nicht bekannt. Die herkömmlichen Funknetzwerke besitzen neben ihren Vorteilen u. a. zwei Nachteile:
- geringe Reichweite - potentielle Kanalüberlagerung
Wir haben ein Verfahren entwickelt, durch Einsatz einer speziellen Richtantenne beide Nachteile zu vermeiden.
Vorgehensweise: Unterstützt durch die Kreissparkasse und die beiden Gymnasien in Steinfurt haben wir zunächst in mehreren Schritten eine geeignete Antenne entwickelt, die als Richtantenne computergesteuert horizontale und vertikale Bewegungen ausführt. Diese Antenne erlaubt neben der herkömmlichen Sende- und Empfangsfunktion die Ortung der Funknetzwerke – ohne benachbarte Netze zu stören. Hierzu wurde eine eigene Mechanik und im zweiten Teil unter Benutzung frei verfügbarer Programmteile eine spezielle Steuerungssoftware entwickelt.
Ergebnisse: Nach mehreren aufeinander aufbauenden Messungen stand fest: Während man bei herkömmlichen Antennen unter vergleichbaren Bedingungen eine Reichweite von maximal 200 m erfasst, ist bei dem von uns entwickelten Verfahren ein Signalaustausch bei einer gleichbleibenden Sendeleistung von nur 100 m W über mindestens 20 km bei schlechten und über knapp 60 km bei guten Bedingungen möglich. Der Endverbraucher kann die Antenne mit dem Computer ohne Fachwissen steuern.
Diskussion: Bereits in der jetzigen Form erlaubt der Prototyp Einsatzmöglichkeiten im privaten Bereich – etwa als Relay, um Internetverbindungen in Gebieten zu ermöglichen, in denen das Verlegen von Kabeln unrentabel wäre. Einsatzmöglichkeiten bestünden auch im öffentlichen Bereich, sofern im Rahmen von Ermittlungsarbeiten – etwa im Zuge der Terrorismusbekämpfung – Funknetzwerke exakt gepeilt oder über große Distanzen analysiert werden sollen.
Eine Weiterentwicklung des Prototypen wäre sowohl hinsichtlich der Mechanik und der Software wünschenswert und möglich, wodurch u. a. Stabilität und Reichweite verbessert würden.

Platzierung:
Die Meinung der Jury:
Die Arbeit von Guido Falk von Rudorff und Michael Thiel ist in mehrerer Hinsicht besonders: Sie wurde eingereicht im Fach Physik, aber sie erhält den Preis für Informatik. Sie hätte den ersten Preis auch in Technik verdient angesichts der Monumentalität des Ergebnisses. Beeindruckt hat uns besonders die Professionalität der Präsentation. Wir wünschen den jugendlichen Forschern dieser interdisziplinären Arbeit viel Erfolg beim Landeswettbewerb.




Sonderpreis: Mobilfunk
Platzierung:





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Laudatio:
Die Arbeit von Guido Falk von Rudorff und Michael Thiel umfasst ein breites Spektrum verschiedener Disziplinen, insbesondere der Technik, Informatik und Physik. Neben der sorgfältigen Umsetzung der technischen Aspekte, die durch geeignete Experimente und Messungen erhärtet wurden, besticht die Arbeit durch Ideenreichtum in vielen Teilaspekten. Insbesondere die hohe Relevanz für den möglicherweise auch kommerziellen Einsatz macht diese Arbeit wertvoll. Abgerundet wurde der hervorragende Gesamteindruck durch eine professionelle Präsentation.




Sonderpreis: VDE



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