CN106463826B - 具有可调节的辐射特性的天线设备和用于运行天线设备的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实现一种具有可调节的辐射特性的天线设备以及一种用于运行天线设备的方法。根据本发明的天线设备包括:馈入信号提供装置(300),借助所述馈入信号提供装置能够提供第一、第二、第三和第四电馈入信号(D1,D2,D3,D4);其中,所述电馈入信号(D1,D2,D3,D4)彼此相干并且为了调节所述天线设备(100,200)的可调节的辐射特性而相对于彼此具有匹配的相位,其中,所述相位能够借助馈入信号匹配装置(340)匹配;所述天线设备具有多个天线列(140‑i);其中,每一个天线列(140‑i)具有相应数量的经电连接的天线元件(142‑ij);其中,所述电馈入信号(D1,D2,D3,D4)能够被引导用于激励所述天线列(140‑i;240‑i)的天线元件(142‑ij;242‑ij)辐射具有所调节的辐射特性的电磁波。

Description

具有可调节的辐射特性的天线设备和用于运行天线设备的 方法
技术领域
本发明涉及一种具有可调节的辐射特性的天线设备,尤其涉及一种具有矩阵状布置的天线元件的天线装置的天线设备。本发明还涉及一种用于运行天线设备、尤其根据本发明的天线设备的方法。
背景技术
存在多种应用,其中期望或者需要借助具有预给定方向性、即具有预给定的方向特性(其也称作辐射特性)的天线来发射电磁波。例如,在雷达应用中有利的是,借助一定的方向性来发射电磁波,以便因此能够使在对象上反射并且接收的电磁波分配给对象的位置。
尤其在雷达应用中需要,改变用于辐射电磁波的方向,以便能够借助雷达监视更大的空间区域。在此,例如使用可运动或可摆动的天线。在这样的天线中需要机械装置,所述机械装置能够实现:以适合的方式使安装在机械装置上的天线运动。
此外,当今已知所谓的相控阵列天线,其中,天线图可以电子地摆动。在此,相控阵列天线由多个由同一信号源馈给的天线元件(阵列)组成。为了使所述相控阵列天线的天线图摆动,借助适合的经相位移位的信号来控制相控阵列天线的各个发射元件。由此,所辐射的各个电磁波在所期望的方向上以相长干涉叠加并且因此在所期望的方向上例如构成所辐射的能量的最大值或最小值。
为了进行相位和幅度的各自调节,所述相控阵列天线对于发射元件中的每一个具有一个相移器和一个衰减单元。对于在雷达应用中的使用适合的天线例如在DE 10 2010040 793 A1中示出。
发明内容
本发明公开一种具有权利要求1的特征的天线设备和一种具有权利要求8的特征的方法。
据此,设置一种具有可调节的辐射特性的天线设备,所述天线设备具有:馈入信号提供装置,借助所述馈入信号提供装置能够提供第一、第二、第三和第四电馈入信号;其中,所述电馈入信号彼此相干并且为了调节所述天线设备的可调节的辐射特性而相对于彼此具有匹配的相位,其中,所述相位能够借助馈入信号匹配装置匹配;具有第一数量的第一分支装置的第一馈给段,其中,借助布置在所述第一馈给段的第一端部处的第一馈入连接端能够将所述第一电馈入信号馈入到所述第一馈给段中,其中,借助布置在所述第一馈给段的第二端部处的第二馈入连接端能够将所述第二电馈入信号馈入到所述第一馈给段中;具有第二数量的第二分支装置的第二馈给段,其中,借助所述第二馈给段的第一端部处的第三馈入连接端能够将所述第三电馈入信号馈入到所述第二馈给段中,其中,借助所述第一馈给段的第二端部处的第四馈入连接端能够将所述第四电馈入信号馈入到所述第二馈给段中;和第三数量的天线列;其中,每一个天线列具有相应的第四数量的经电连接的天线元件,其中,所述天线列分别在所述第一馈给段的第一分支装置中的一个与所述第二馈给段的第二分支装置中的一个之间以电的方式耦合输入;其中,借助所述第一分支装置中的每一个能够将来自所述第一馈给段的信号引导至耦合到所述第一分支装置上的相应天线列以便激励所述相应天线列的天线元件辐射具有所调节的辐射特性的电磁波;其中,借助所述第二分支装置中的每一个能够将来自所述第二馈给段的信号引导至耦合到所述第二分支装置上的相应天线列以便激励所述相应天线列的天线元件辐射具有所调节的辐射特性的电磁波。
馈给段尤其理解为用于以电信号馈给天线列的线路,其中,馈给段也可以具有一个或多个分支和/或信号匹配装置、例如相移器或放大器。元件A“在两个另外的元件B之间的以电的方式的布置”尤其应当理解为,在电路径上以最小损耗、优选沿着电导体在两个另外的元件B之间经过的电信号强制地穿越元件A。
此外设置用于运行天线设备、尤其根据本发明的天线设备的方法,所述方法具有以下步骤:产生彼此相干的第一、第二、第三和第四电信号;通过所述第一、第二、第三和第四电信号的至少相对相位的匹配来提供第一、第二、第三和第四电馈入信号,以便调节所述天线设备的辐射特性;将所述第一馈入信号施加到所述天线设备的第一馈入连接端上;将所述第二馈入信号施加到所述天线设备的第二馈入连接端上;将所述第三馈入信号施加到所述天线设备的第三馈入连接端上;将所述第四馈入信号施加到所述天线设备的第四馈入连接端上。
本发明的优点
本发明所基于的认识在于,以下天线设备的辐射特性可以二维地匹配:所述天线设备具有矩阵状布置的天线元件作为单个辐射器,并且借助四个或更多个彼此独立的并且在幅度和/或相位方面可单独变化的馈入信号在四个或更多个不同的馈入连接端上馈给所述天线设备。也就是说,尤其可以匹配辐射特性的主瓣的俯仰和方位并且因此主瓣可以电子地以两个维度摆动。
本发明所基于的思想现在在于,考虑所述认识并且设置以下可能性:借助四个或更多个馈入信号、尤其同时馈给天线设备,所述馈入信号如此匹配,使得天线设备的天线元件通过彼此如此经相位移位的电信号来激励,使得天线设备的辐射特性通过所辐射的电磁波的叠加如所期望的那样构造。
特别有利地,馈给信号在1GHz至150GHz、尤其20GHz至100GHz的频率范围中。各个天线元件的尺寸则例如可以在毫米范围中选择。所述天线装置可以简单地以印制电路板技术实现。特别优选地,使用在70GHz至85GHz频率范围中的馈入信号以及使用具有在毫米量级中的棱边长度的基本上方形的天线元件。有利地,天线设备布置在车辆、尤其道路车辆或者轨道车辆上。
有利的实施方式和扩展方案由从属权利要求以及参考附图的描述得出。
根据一种优选的扩展方案,在沿着所述第一馈给段彼此相继的两个分支装置的至少一对、尤其每一对之间布置有信号匹配装置,借助所述信号匹配装置能够匹配沿着所述第一馈给段经过的电信号的、沿着所述第一馈给段彼此相继的两个分支装置的所述对之间的至少一个参数、尤其相位和/或幅度。根据另一优选的扩展方案,在沿着所述第二馈给段彼此相继的两个分支装置的至少一对、尤其每一对之间布置有信号匹配装置,借助所述信号匹配装置能够匹配沿着所述第二馈给段经过的电信号的、沿着所述第二馈给段彼此相继的两个分支装置的所述对之间的至少一个参数、尤其相位和/或幅度。因此,可以实现所馈入的电馈入信号的特别有利的分布,以便达到所期望的辐射特性。
根据另一优选的扩展方案,在所述分支装置中的至少一个、尤其每一个与在所述至少一个分支装置上耦合输入的相应天线列之间以电的方式布置信号匹配装置,借助所述信号匹配装置能够匹配在所述分支装置与所述天线列之间经过的电信号的至少一个参数、尤其相位和/或幅度。
根据另一优选的扩展方案,至少一个信号匹配装置具有相移器。因此,所述电信号的能够借助所述信号匹配装置匹配的所述至少一个参数是所述电信号的相位。优选地,信号匹配装置中的每一个构造为相移器。信号匹配装置有利地构造为印制导线与在两个分支装置之间或者在分支装置和天线列之间的最短路径上所述印制导线的引导的有棱角地或弧形地引导的偏差。由此,能够以特别小的技术耗费实现相移器。
根据另一优选的扩展方案,所述分支装置中的至少一个、优选所有构造为简单的线路节点、尤其构造为三-线路节点。
根据另一优选的扩展方案,至少所述第一和第二馈给段、所述第一和第二分支装置、所述天线列和所述天线元件以微条带技术构造。优选地,整个天线装置以微条带技术构造。因此,天线装置能够以特别低的技术耗费制造。
按照根据本发明的方法的一种优选的扩展方案,所述第一、第二、第三和第四馈入连接端的施加至少部分同时地实现。由此,通过基于馈入信号的、激励天线元件的信号的叠加能够实现辐射特性的特别准确的调节。
根据另一优选的扩展方案,所述方法包括以下步骤:匹配所述第一、第二、第三和第四馈入信号的至少一个的相位和/或幅度,以便匹配所调节的辐射特性。由此可以例如实现电子辐射摆动。
附图说明
以下借助在附图的示意图中示出的实施例进一步阐述本发明。附图示出:
图1:根据本发明的第一实施方式的天线设备100的示意性框图;
图2:根据本发明的第一实施方式的天线设备100的馈入信号提供装置300的示意性框图;
图3A:根据本发明的第一实施方式的天线设备100的天线装置101的示意性框图;
图3B:根据本发明的第一实施方式的天线设备100的天线装置101的示意性俯视图;
图4A和图4B:根据第一实施方式的天线设备100的示例性的所调节的辐射特性;
图5A:根据本发明的第二实施方式的天线设备200的天线装置201的示意性框图;
图5B:根据本发明的第二实施方式的天线设备200的天线装置201的示意性俯视图;
图6:用于阐述根据本发明的第三实施方式的用于运行天线设备的方法的示意性流程图。
在所有附图中,相同的或功能相同的元素和设备设有相同的附图标记,除非另有说明。
具体实施方式
图1示出根据本发明的第一实施方式的天线设备100的示意性框图。根据第一实施方式,天线设备100具有馈入信号提供装置300,所述馈入信号提供装置通过第一至第四(缩写:第i)线路L-1、L-2、L-3、L-4(缩写:L-i)与天线设备100的天线装置电连接。根据第一实施方式,天线设备100还具有用于控制馈入信号提供装置300的可控元件的控制装置400。通过控制装置400的接口500,可以自动地或者由用户输入天线设备的所期望的要调节的辐射特性。
图2示出根据本发明的第一实施方式的天线设备100的馈入信号提供装置300的示意性框图。根据第一实施方式,馈入信号提供装置300具有馈入信号产生装置310和馈入信号匹配装置340。控制装置400根据所期望的要调节的辐射特性来控制馈入信号提供装置300、尤其控制馈入信号匹配装置340。
馈入信号产生装置310具有信号发生器370,借助所述信号发生器可以产生相干的电的原始信号D0,所述原始信号具有原始相位和原始幅度。原始信号D0传递到分开装置320上,所述分开装置将原始信号分成第一至第四子信号T1、T2、T3、T4(缩写:T-i)并且将它们分别传递到可借助控制装置400控制的第一至第四相位匹配装置360-1、360-2、360-3、360-4(缩写:360-i)上。根据第一实施方式,分开装置320是四倍的线路划分装置、即五线路节点,借助所述分开装置将原始信号D0分成分别具有原始信号功率的四分之一功率的四个子信号T-i。
可控制的第i相位匹配装置360-i(其中,i从1至4)设计用于使第i子信号T-i的第i相位相对于原始信号的原始相位移位第i相位移位值
Figure BDA0001191888620000061
“第i相位”或“第i子信号T-i的第i幅度”仅仅应当理解为一个名称,而不是例如第i子信号具有从第1至第i的多个相位或幅度。
例如,可控制的第三相位匹配装置360-3设计用于使第三子信号T-3的第三相位相对于原始信号的原始相位移位第三相位移位值
Figure BDA0001191888620000062
第i相移位值
Figure BDA0001191888620000063
的一个或多个在此也可以消失、即等于零,从而可以使相应的第i子信号T-i保持与原始信号相位相同。根据第一实施方式,可控制的相位匹配装置360-i构造为相移器。
可控制的相应的第i相位匹配装置360-i将具有移位了第i相位移位值
Figure BDA0001191888620000064
的第i相位的第i子信号传递到相应的第i幅度匹配装置380-i上,借助所述幅度匹配装置可以使第i子信号的相应的第i幅度放大或者减小相应的第i增益值dB-i。第i增益值dB-i在此也可以是1,从而基本上不发生第i幅度的放大或者减小。具有移位了第i相位移位值
Figure BDA0001191888620000065
的第i相位和放大或减小了第i增益值dB-i的第i幅度的相应第i子信号作为第i、即作为第一、第二、第三或第四馈入信号D1、D2、D3、D4传递到馈入信号提供装置300的相应第i输出连接端331-i上。例如,具有移位了第三相位移位值
Figure BDA0001191888620000066
的相位和放大了第三增益值dB-3的第三幅度的第三子信号作为第三馈入信号D3传递到第三输出连接端331-3上。
图3A示出根据本发明的第一实施方式的天线设备100的天线装置101的示意性框图。
图3B示出根据本发明的第一实施方式的天线设备100的天线装置101的示意性俯视图。根据第一实施方式,天线装置101以微条带技术借助贴片天线构造。
根据第一实施方式,相应的第i输出连接端331-i通过电线路、尤其直接分别通过第i线路L-i与相应的第i馈入连接端131、132、133、134电连接。例如,第三输出连接端311-3通过第三线路L-3与第三馈入连接端133电连接。
天线设备100的天线装置101具有基本上线性构造的第一馈给段110和基本上线性构造的第二馈给段120。可以在第一馈给段110的两个端部中的第一端部上借助第一馈入点131将第一馈入信号D1并且可以在第一馈给段110的两个端部中的第二端部上借助第二馈入点132将第二馈入信号D2馈入到第一馈给段110中。可以在第二馈给段120的两个端部中的第一端部上借助第三馈入点133将第三馈入信号D3并且在第二馈给段120的两个端部中的第二端部上借助第四馈入点134将第四馈入信号D4馈入到第二馈给段120中。
第一馈给段110具有第一数量的第一分支装置150-i,所述第一分支装置沿着第一馈给段110彼此间隔开地布置。根据第一实施方式,第一数量为4。第一分支装置150-1、150-2、150-3、150-4如在图3B中示出的那样分别构造为简单的T型的三线路节点。
第二馈给段120具有第二数量的第二分支装置151-i,所述第二分支装置沿着第二馈给段120彼此间隔开地布置。根据第一实施方式,第二数量为4。第二分支装置151-1、151-2、151-3、151-4如在图3B中示出的那样分别构造为简单的T型的三线路节点。第一和第二分支装置150-i、151-i的相应的分开特性例如可以通过汇聚于三线路节点上的三个线路的阻抗特性和/或不同宽地构造的线路宽度来调节。
在各一个第一分支装置150-i和各一个第二分支装置151-i之间分别以电的方式耦合输入第三数量的天线列140-i——在此四个天线列140-i——中的一个。天线列140-i中的每一个分别具有第四数量的相应天线元件142-ij,它们根据第一实施方式构造为贴片天线。此外,根据第一实施方式,所有第四数量相等并且具有值5。贴片天线可以不同大小地构造,例如在第一和第二馈给段110、120附近以相对更大的面积构造,而在第一和第二馈给段110、120之间的中点附近以相对更小的面积构造。
天线列140-i彼此基本上平行。为了构造天线列140-i,天线元件142-ij在相应的天线列140-i内分别通过以微条带技术构造的直线线路144-i相互电连接。直线构造的第一和第二功率段110、120同样彼此平行并且有利地基本上垂直于天线列140-i。
在各两个沿着第一馈给段110彼此相继的第一分支装置150-i之间分别以电的方式布置第一相移器160-i,所述第一相移器使在相应的两个第一分支装置150-i之间经过的电信号的相位移位。在各两个沿着第二馈给段120彼此相继的第二分支装置151-i之间分别以电的方式布置第二相移器161-i,所述第二相移器使在相应的两个第二分支装置151-i之间经过的电信号的相位移位。
如在图3B中示出的那样,根据第一实施方式,第一和第二相移器160-i、161-i分别构造为相应的第一或第二分支装置150-i、151-i之间的电印制导线与印制导线在彼此相继的相应的第一或第二分支装置150-i、151-i之间的最短路径上的直线引导的有棱角地、矩形脉冲状地引导的偏差。在此,矩形脉冲状的偏差始终朝背向于天线列142-ij的方向实现。
根据第一实施方式,相移器160-i、161-i的和馈给段110、120的尺寸如此选择,使得在沿着相应的馈给段110、120彼此相继的各两个分支装置150-i、151-i之间的馈入到馈给段110、120中的至少一个馈入信号T1、T2、T3、T4的、优选所有馈入信号T1、T2、T3、T4的传播时间始终以相同的传播时间差额增大。例如,相移器160-i、161-i的和馈给段110、120的尺寸如此选择,使得在第一馈入点131上馈入的第一馈入信号T1在时刻t0到达第一分支装置150-1,沿着第一馈给段110在时刻t0+Δt到达第二分支装置150-2,沿着第一馈给段110在时刻t0+2Δt到达第三分支装置150-3并且沿着第一馈给段110在时刻t0+3Δt到达第四分支装置150-4。
因此,通过分别具有所匹配的第i相位和/或所匹配的第i幅度的第一至第四馈入信号T1、T2、T3、T4中的两个、三个或者四个的同时馈入可以有有针对性地控制:借助哪些信号在哪些时刻激励哪些天线元件142-ij辐射电磁波,由此,天线设备的当前辐射特性相应于所调节的辐射特性。通过第一至第四馈入信号T1、T2、T3、T4的第i相位和/或第i幅度的进一步匹配可以实施电子的辐射波动。
图4A和图4B示出根据第一实施方式的天线设备100的示例性的所调节的辐射特性。
当天线设备101布置在垂直于地平面的平面中、例如在车辆中——所述天线设备具有平行于地平面的馈给段110、120时,可以因此调节辐射特性的主瓣的俯仰角和方位角θ。为了构造最小方位角θmin例如可以仅仅馈入第一和第二馈入信号T1、T2,为了构造最大方位角θmax例如可以仅仅馈入第三和第四馈入信号T3、T4。为了构造最小俯仰角例如可以仅仅馈入第一和第三馈入信号T1、T3,为了构造最大俯仰角例如可以仅仅馈入第三和第四馈入信号T3、T4。
图4A根据不同的示例性的辐射特性A1、A2、A3、A4、A5示出以分贝为单位的指向性d作为以度为单位的方位角θ的函数,其中,第一辐射特性A1,其主瓣K1具有方位角θ,该方位角具有最小方位角θmin,以及第五辐射特性A5,其主瓣K5具有方位角θ,该方位角具有最大的最小方位角θmax。
图4B根据两个另外的示例性的辐射特性A6、A7示出以分贝为单位的指向性d作为以度为单位的方位角θ的函数。第六辐射特性A6在θ=0度时具有最大主瓣K6,例如其方式是,馈入信号T1、T2、T3、T4在θ=0时匹配成正的干涉。第七辐射特性A7在θ=0度时具有最小的消失的主瓣K7,例如其方式是,馈入信号T1、T2、T3、T4在θ=0时构造或匹配成负的干涉。为此,第三馈入信号T3有利地能够构造或匹配为反转的、即在正负号方面相反的第一馈入信号T1,并且第二馈入信号T2构造或匹配为反转的第四馈入信号T4。
为了具有在俯仰角为0度时指向性基本上为0的辐射特性,在图4A中借助指向性-30分贝示出,第三馈入信号T3可以有利地构造或匹配为反转的第四馈入信号T4并且第二馈入信号T2构造或匹配为反转的第一馈入信号T1。由此,辐射特性可以例如环绕直接位于天线前方的对象地引导。
图5A示出根据本发明的第二实施方式的天线设备200的天线装置201的示意性框图。根据第二实施方式的天线设备200是根据第一实施方式的天线设备100的一种变型方案,其中,该变型方案与根据第一实施方案的天线设备的区别在于,根据第二实施方式的天线装置201与根据第一实施方式的天线装置101不同。
图5B示出根据本发明的第二实施方式的天线设备200的天线装置201的示意性俯视图。根据第二实施方式的天线装置201是根据第一实施方式的天线装置101的一种变型方案并且与根据第一实施方式的天线装置的区别仅仅在于相移器的构造以及布置。如在图5中示出的那样,天线装置201分别具有直线的电连接,所述电连接以微条带技术在各两个彼此沿着第一或第二馈给段210、220彼此相继的第一或第二分支装置150-i、151-i之间的最短路径上引导。
与天线装置101另外不同地,如在图5A中示出的那样,天线装置201在每一个第一分支装置150-i与直接通过第一分支装置150-i耦合到第一馈给段210上的相应的天线列140-i之间通过电的方式分别具有第一相移器260-i。此外,天线装置201在第二分支装置151-i的每一个与直接通过第二分支装置151-i耦合到第二馈给段220上的相应的天线列140-i之间通过电的方式分别具有第二相移器261-i。
如在图5B中示出的那样,根据第二实施方式,第一和第二相移器260-i、261-i分别构造为电印制导线与在相应的第一或第二分支装置150-i、151-i与相应的天线列140-i之间的最短路径上印制导线的直线引导的弯曲地有棱角地或者弧形地引导的偏差。
图6示出用于阐述根据本发明的第三实施方式的用于运行天线设备的方法的示意性流程图。根据第三实施方式的所述方法尤其适于运行根据本发明的第一或第二实施方式的天线设备100、200。对于所述方法的细节也参照对以上附图1至5的阐述。根据第三实施方式的所述方法可以有利地如此匹配,使得根据本发明的天线设备100、200的所描述的不同变型方案和有利的实施方式也能够借助所述方法运行。
在步骤S01中,产生第一、第二、第三和第四电的子信号T1、T2、T3、T4,如其以上根据图2详细阐述的那样。
在步骤S02中,通过第一、第二、第三和第四电的子信号T1、T2、T3、T4的至少相对相位的匹配来提供第一、第二、第三和第四电馈入信号D1、D2、D3、D4,以便调节天线设备100;200的辐射特性。
为了激励天线元件142-ij辐射具有所调节的辐射特性的电磁辐射:在步骤S03中,将第一馈入信号D1施加到天线设备100;200的第一馈入连接端131上;在步骤S04中,将第二馈入信号D2施加到天线设备100;200的第二馈入连接端132上;在步骤S05,将第三馈入信号D3施加到天线设备100;200的第三馈入连接端133上;并且在步骤S06中,将第四馈入信号D1施加到天线设备100;200的第四馈入连接端134上。所述施加S03、S04、S05、S06可以重复地、持续地和/或总是或至少部分同时地实现。
在步骤S07中,匹配第一、第二、第三和第四馈入信号D1、D2、D3、D4中的至少一个的相位和/或幅度以便匹配所调节的辐射特性。这例如可以通过馈入信号匹配装置340、由控制装置400控制地实现。
尽管以上借助优选实施例描述了本发明,但是本发明不限于此,而是可以通过多种方式方法进行修改。尤其能够以各种各样的方式改变或者修改本发明,而不偏离本发明的核心。
天线列例如可以分别具有彼此不同的第四数量的天线元件。在一个天线列中,天线元件也可以具有不同的尺寸,例如至矩阵状的天线装置的边缘比至中心在趋势上更小。

Claims (15)

1.一种具有可调节的辐射特性的天线设备(100;200),所述天线设备具有:
馈入信号提供装置(300),借助所述馈入信号提供装置能够提供第一、第二、第三和第四电馈入信号(D1,D2,D3,D4);其中,所述电馈入信号(D1,D2,D3,D4)彼此相干并且为了调节所述天线设备(100,200)的可调节的辐射特性而相对于彼此具有匹配的相位,其中,所述相位能够借助馈入信号匹配装置(340)匹配;
具有第一数量的第一分支装置(150-i;250-i)的第一馈给段(110;210),其中,借助布置在所述第一馈给段(110;210)的第一端部(111)处的第一馈入连接端(131)能够将所述第一电馈入信号(D1)馈入到所述第一馈给段(110;210)中,其中,借助布置在所述第一馈给段(110;210)的第二端部(112)处的第二馈入连接端(132)能够将所述第二电馈入信号(D2)馈入到所述第一馈给段(110;210)中;
具有第二数量的第二分支装置(151-i;251-i)的第二馈给段(120;220),其中,借助所述第二馈给段(120;220)的第一端部(121)处的第三馈入连接端(133)能够将所述第三电馈入信号(D3)馈入到所述第二馈给段(120;220)中,其中,借助所述第一馈给段(110;120)的第二端部(122)处的第四馈入连接端(134)能够将所述第四电馈入信号(D4)馈入到所述第二馈给段(120;220)中;和
第三数量的天线列(140-i);其中,每一个天线列(140-i)具有相应的第四数量的经电连接的天线元件(142-ij),
其中,所述天线列(140-i)分别在所述第一馈给段(110;210)的第一分支装置(150-i;250-i)中的一个与所述第二馈给段(120;220)的第二分支装置(151-i;251-i)中的一个之间以电的方式耦合输入;
其中,借助所述第一分支装置(150-i;250-i)中的每一个能够将来自所述第一馈给段(110;210)的信号引导至耦合到所述第一分支装置(150-i;250-i)上的相应天线列(140-i;240-i)以便激励所述相应天线列(140-i;240-i)的天线元件(142-ij;242-ij)辐射具有所调节的辐射特性的电磁波;以及
其中,借助所述第二分支装置(151-i;251-i)中的每一个能够将来自所述第二馈给段(110;210)的信号引导至耦合到所述第二分支装置(151-i;251-i)上的相应天线列(140-i;240-i)以便激励所述相应天线列(140-i;240-i)的天线元件(142-ij;242-ij)辐射具有所调节的辐射特性的电磁波,
其中,在沿着所述第一馈给段(110)彼此相继的两个分支装置(150-i)的至少一对之间布置有信号匹配装置(160-i),借助所述信号匹配装置能够匹配沿着所述第一馈给段(110)经过的电信号的、沿着所述第一馈给段(110)彼此相继的两个分支装置(150-i)的所述对之间的至少一个参数,和/或,在沿着所述第二馈给段(120)彼此相继的两个分支装置(151-i)的至少一对之间布置有信号匹配装置(161-i),借助所述信号匹配装置能够匹配沿着所述第二馈给段(120)经过的电信号的、沿着所述第二馈给段(120)彼此相继的两个分支装置(151-i)的所述对之间的至少一个参数。
2.根据权利要求1所述的设备(200),其中,在所述分支装置(250-i,251-i)中的至少一个与在所述至少一个分支装置(250-i,251-i)上耦合输入的相应天线列(240-i)之间以电的方式布置信号匹配装置(260-i,261-i),借助所述信号匹配装置能够匹配在所述分支装置(250-i,251-i)与所述天线列(240-i)之间经过的电信号的至少一个参数。
3.根据权利要求1和2中任一项所述的设备(100;200),其中,至少一个信号匹配装置(160-i,161-i;260-i,261-i)具有相移器,其中,所述电信号的能够借助所述信号匹配装置(160-i,161-i;260-i,261-i)匹配的所述至少一个参数是所述电信号的相位。
4.根据权利要求1和2中任一项所述的设备(100;200),其中,至少一个信号匹配装置(160-i,161-i;260-i,261-i)构造为印制导线与在两个分支装置(150-i,151-i;250-i,251-i)之间或者在分支装置(150-i,151-i;250-i,251-i)和天线列(140-i;240-i)之间的最短路径上所述印制导线的引导的有棱角地或弧形地引导的偏差。
5.根据权利要求1和2中任一项所述的设备(100;200),其中,所述分支装置(150-i,151-i;250-i,251-i)中的至少一个构造为简单的线路节点。
6.根据权利要求1和2中任一项所述的设备,其中,至少所述第一和第二馈给段(110,120;210,220)、所述第一和第二分支装置(150-i,151-i;250-i,251-i)、所述天线列(140-i;240-i)和所述天线元件(142-ij;242-ij)以微条带技术构造。
7.根据权利要求1所述的设备,其中,在沿着所述第一馈给段(110)彼此相继的两个分支装置(150-i)的每一对之间布置有信号匹配装置(160-i),借助所述信号匹配装置能够匹配沿着所述第一馈给段(110)经过的电信号的、沿着所述第一馈给段(110)彼此相继的两个分支装置(150-i)的所述对之间的至少一个参数。
8.根据权利要求1所述的设备,其中,在沿着所述第二馈给段(120)彼此相继的两个分支装置(151-i)的每一对之间布置有信号匹配装置(161-i),借助所述信号匹配装置能够匹配沿着所述第二馈给段(120)经过的电信号的、沿着所述第二馈给段(120)彼此相继的两个分支装置(151-i)的所述对之间的至少一个参数。
9.根据权利要求1或7或8所述的设备,其中,所述至少一个参数是相位和/或幅度。
10.根据权利要求2所述的设备(200),其中,在所述分支装置(250-i,251-i)中的每一个与在所述至少一个分支装置(250-i,251-i)上耦合输入的相应天线列(240-i)之间以电的方式布置信号匹配装置(260-i,261-i),借助所述信号匹配装置能够匹配在所述分支装置(250-i,251-i)与所述天线列(240-i)之间经过的电信号的至少一个参数。
11.根据权利要求2或10所述的设备,其中,所述至少一个参数是相位和/或幅度。
12.根据权利要求5所述的设备(100;200),其中,所述分支装置(150-i,151-i;250-i,251-i)中的所有构造为简单的线路节点。
13.一种用于运行根据权利要求1至12中任一项所述的天线设备(100;200)的方法,所述方法具有以下步骤:
产生(S01)彼此相干的第一、第二、第三和第四电信号(Tl,T2,T3,T4);
通过所述第一、第二、第三和第四电信号(T1,T2,T3,T4)的至少相对相位的匹配来提供(S02)第一、第二、第三和第四电馈入信号(D1,D2,D3,D4),以便调节所述天线设备(100;200)的辐射特性;
将所述第一馈入信号(Dl)施加(S03)到所述天线设备(100;200)的第一馈入连接端(131)上;
将所述第二馈入信号(D2)施加(S04)到所述天线设备(100;200)的第二馈入连接端(132)上;
将所述第三馈入信号(D3)施加(S05)到所述天线设备(100;200)的第三馈入连接端(133)上;
将所述第四馈入信号(D4)施加(S06)到所述天线设备(100;200)的第四馈入连接端(134)上。
14.根据权利要求13所述的方法,其中,所述第一、第二、第三和第四馈入连接端(131,132,133,134)的施加(S02,S03,S04,S05)至少部分同时地实现。
15.根据权利要求13和14中任一项所述的方法,所述方法还具有:匹配(S07)所述第一、第二、第三和第四馈入信号(Dl,D2,D3,D4)的至少一个的相位和/或幅度,以便匹配所调节的辐射特性。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012210314A1 (de) * 2012-06-19 2013-12-19 Robert Bosch Gmbh Antennenanordnung und Verfahren
US10439297B2 (en) * 2016-06-16 2019-10-08 Sony Corporation Planar antenna array
EP3285334A1 (en) * 2016-08-15 2018-02-21 Nokia Solutions and Networks Oy Beamforming antenna array
JP6411593B1 (ja) * 2017-08-04 2018-10-24 株式会社ヨコオ 車載用アンテナ装置
CN110970721A (zh) * 2019-12-16 2020-04-07 耀登电通科技(昆山)有限公司 共享式天线总成及共享式天线结构

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3293647A (en) * 1962-03-19 1966-12-20 Marconi Co Ltd Doppler antenna array with feed switching
US4746923A (en) * 1982-05-17 1988-05-24 The Singer Company Gamma feed microstrip antenna
CN101218710A (zh) * 2005-07-04 2008-07-09 艾利森电话股份有限公司 用于点对点应用的改进转发天线
CN103229072A (zh) * 2010-09-14 2013-07-31 罗伯特·博世有限公司 用于机动车的雷达传感器、尤其是rca传感器
DE102012210314A1 (de) * 2012-06-19 2013-12-19 Robert Bosch Gmbh Antennenanordnung und Verfahren

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2184892A (en) * 1985-12-20 1987-07-01 Philips Electronic Associated Antenna
JPH05152825A (ja) * 1991-11-26 1993-06-18 Japan Radio Co Ltd 周波数走査アレーアンテナ
US20060033659A1 (en) * 2004-08-10 2006-02-16 Ems Technologies Canada, Ltd. Mobile satcom antenna discrimination enhancement
JP5616167B2 (ja) * 2010-08-30 2014-10-29 国立大学法人 名古屋工業大学 進行波励振アンテナ
DE102010040793A1 (de) 2010-09-15 2012-03-15 Robert Bosch Gmbh Gruppenantenne für Radarsensoren

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3293647A (en) * 1962-03-19 1966-12-20 Marconi Co Ltd Doppler antenna array with feed switching
US4746923A (en) * 1982-05-17 1988-05-24 The Singer Company Gamma feed microstrip antenna
CN101218710A (zh) * 2005-07-04 2008-07-09 艾利森电话股份有限公司 用于点对点应用的改进转发天线
CN103229072A (zh) * 2010-09-14 2013-07-31 罗伯特·博世有限公司 用于机动车的雷达传感器、尤其是rca传感器
DE102012210314A1 (de) * 2012-06-19 2013-12-19 Robert Bosch Gmbh Antennenanordnung und Verfahren

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