DE10027510A1 - Planar antenna system used in mobile radio range within 70-cm band, has conductive disks or films connected mechanically through dielectric distance components of any contour in 135 angular degrees - Google Patents
Planar antenna system used in mobile radio range within 70-cm band, has conductive disks or films connected mechanically through dielectric distance components of any contour in 135 angular degreesInfo
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Abstract
Description
Das Ziel der Erfindung besteht in der Konfigurierung einer extrem miniaturisier ten und in erster Linie flächenhaft ausgedehnten Antennenkomponente mit der Eigenschaft der Erzeugbarkeit einer linear polarisierten und gerichteten Sektor strahlung sowohl in der Azimutal- als auch in der Elevationsebene vorzugsweise innerhalb des Spektralbereiches des 70 cm-Bandes. Weiterhin besteht das Ziel der Erfindung in der Entwicklung einer planaren Strahleranordnung mit einer ausgeprägten Rückstrahlungsdämpfung und damit einer Nutzstrahlung ausschließ lich innerhalb einer Raumhemisphäre, so daß insbesondere für den Bereich der portablen und mobilen Anwendungen eine gerichtet strahlende und geometrisch miniaturisierte Antennenkomponente entsteht, die eine Überbrückung mittlerer Entfernungen zuläßt bzw. einen eventuell gegebenen Unterversorgungsgrad des Funkraumes bzw. -gebietes kompensiert und darüber hinausgehend die elektro magnetische Strahlungsbelastung des Nutzers gegenüber bekannten Antennen lösungen für diesen Bereich zu minimieren. Gleichfalls soll mit der gegenständ lichen Erfindung eine leistungsfähige Substitutionslösung für lineare Gruppenan tennen entwickelt werden, die einen unauffälligen oder tarnbaren Funksende- und Empfangsbetrieb sowohl in Frei- als auch in Innenräumen gestattet und in diesem Zusammenhang eine besondere Eignung für die effektive Objekt- bzw. Gebäude- Innenversorgung aufweist.The aim of the invention is to configure an extremely miniaturized th and primarily extensive antenna component with the Property of the producibility of a linearly polarized and directional sector radiation preferably in both the azimuth and elevation planes within the spectral range of the 70 cm band. The goal continues of the invention in the development of a planar radiator arrangement with a pronounced attenuation and thus exclude useful radiation Lich within a spatial hemisphere, so that especially for the area of portable and mobile applications a directionally radiant and geometric miniaturized antenna component arises that bridges medium Permits distances or a possible under-supply level of the Radio space or area compensated and beyond that the electro magnetic radiation exposure of the user to known antennas to minimize solutions for this area. Likewise, with the subject invention a powerful substitution solution for linear groups tennen be developed that send an unobtrusive or camouflaged radio Reception operations permitted both in and outdoors Connection a special suitability for the effective object or building Has internal supply.
Im weiteren verfolgt die Erfindung das Ziel der unmittelbaren Montagemöglich keit des Planarstrahlers auf beliebigen Objektträgern bzw. mittels beliebiger oder universell verfügbarer Träger bzw. Befestigungsmittel, so daß auf der Basis der erfindungsgemäßen Strahleranordnung die Möglichkeit einer schnellen und unauf wendigen Errichtung von drahtlosen Signalübertragungsstrecken mit beliebigem Komplexitätsgrad, beliebigem Verzweigungsgrad sowie beliebiger Streckenlänge gegeben ist.Furthermore, the invention pursues the goal of immediate assembly possible speed of the planar emitter on any slide or by means of any or universally available carrier or fastening means, so that on the basis of inventive radiator arrangement the possibility of a quick and unobtrusive agile establishment of wireless signal transmission links with any Degree of complexity, any degree of branching and any length of route given is.
Das Ziel der Erfindung besteht weiterhin darin, die für die Konfigurierung des Planarstrahlers erforderlichen dielektrischen Strukturträger durch Verwendung ausschließlich elektrisch leitfähiger und selbsttragender dünner Platten, vorzugs weise metallischer Platten oder Folien, zu ersetzen und die durch die Verwen dung dielektrischer Basismaterialien mit einer vom evakuierten Raum abweichenden Dielektrizitätszahl bedingte geometrische Verkürzung mittels verteilter kapazitiver und verlustminimaler Strukturelemente zu erwirken.The aim of the invention is also to configure the Planar emitter required dielectric structure support through use only electrically conductive and self-supporting thin plates, preferred wise metallic plates or foils to replace and by the use of dielectric base materials with a different from the evacuated space Dielectric constant geometric shortening by means of distributed to achieve capacitive and loss-minimal structural elements.
Darüber hinausgehend besteht das erfindungsgemäße Ziel in der Erhöhung der spektralen Bandbreite gegenüber den unter Verwendung dielektrischer Basis materialien mit einer vom evakuierten Raum abweichenden Dielektrizitätszahl konfigurierbaren und bekannten Lösungen sowie in der Optimierung der techno logischen und aufwandsseitigen Basis.In addition, the aim of the invention is to increase the spectral bandwidth versus using dielectric basis materials with a dielectric constant that differs from the evacuated space configurable and known solutions as well as in the optimization of techno logical and effort-based basis.
Das Anwendungsgebiet der Erfindung bezieht sich vordergründig auf den Mobil funkbereich innerhalb des 70 cm-Bandes. Hierbei bildet der Planarstrahler eine optionale Antennenkomponente bzw. Ersatzkomponente räumlich ausgedehnter Gewinnantennen mit der Montagemöglichkeit sowohl im Freiraum als auch im Innenraum stationärer und mobiler Objekte. Weitergehend bezieht sich der An wendungsbereich auf allgemeine Innenraumanwendungen, indem die Strahler komponente eine räumlich abgesetzte Komponente vom jeweiligen Endgerät bildet.The field of application of the invention relates primarily to the mobile radio range within the 70 cm band. The planar emitter forms one optional antenna component or replacement component spatially extended Profit antennas with the possibility of mounting both in free space and in Interior of stationary and mobile objects. The An refers further application to general indoor applications by the spotlights component a spatially separate component from the respective end device forms.
Die Strahlerkomponente ist vorteilhaft in den Fällen anwendbar, in denen der rückwärtig zur Antennenapertur gelegene Raum strahlungsfrei bzw. strahlungs arm gehalten und damit die elektromagnetische Strahlungsbelastung des Nutzers minimiert werden soll. Darüber hinausgehend bildet die erfindungsgemäße Strahlerkomponente ein Basismodul für Kurz- oder Mittelstreckenübertragungs systeme für kommunikations-, sensor- oder sicherheitstechnische Anwendungen.The radiator component can be used advantageously in cases where the space located to the rear of the antenna aperture is radiation-free or radiation-free kept poor and thus the electromagnetic radiation exposure of the user should be minimized. In addition, the invention forms Radiator component is a basic module for short or medium-range transmission systems for communication, sensor or security applications.
Bekannte Antennenlösungen für den Bereich der Mobilfunkanwendungen be ruhen auf Linearantennenkonzeptionen in Form von Monopol- oder Dipolan ordnungen in verkürzter oder unverkürzter Ausführung. Diese Linearantennen sind sowohl als extern montierbare Antennen als auch als unmittelbar mit dem Endgerät gekoppelte Komponenten bekannt sowie mit unterschiedlichem Richt faktor und Wirkungsgrad behaftet. Bekannte Flachantennenlösungen beruhen auf flächenhaft angeordneten, dipolähnlichen Konfigurationen bzw. flächenhaften Resonatoranordungen unter Verwendung elektrisch verkürzender Strukturträger, wobei die Geometrie für den Fall unverkürzter Anordnungen ausschließlich die Wellenlängenabhängigkeit widerspiegelt und somit eine Miniaturisierung aus schließt sowie die mittels der verwendeten dielektrischen Strukturträger in Ab hängigkeit vom Suszeptibilitätsprofil verkürzten Anordnungen mit der resul tierenden Reduzierung des Wirkungsgrades einhergehen. Gleichfalls bedingt die Verwendung dielektrischer Strukturträger die Erhöhung des Kosteneintrages. Known antenna solutions for the field of mobile radio applications are based on linear antenna designs in the form of monopole or dipole orders in a shortened or unabridged version. These linear antennas are both as externally mountable antennas and as directly with the Terminal-coupled components known and with different direction factor and efficiency. Known flat antenna solutions are based on areal, dipole-like configurations or areal Resonator arrangements using electrically shortening structural supports, the geometry for the case of unabridged arrangements only the Wavelength dependency reflects and thus miniaturization closes as well as the means of the dielectric structure supports used in Ab dependence on the susceptibility profile shortened arrangements with the resul tive reduction in efficiency. Likewise, the Use of dielectric structure supports to increase the cost entry.
Bekannte Miniaturlösungen auf der Basis unsymmetrischer Wellenleiterresona toren in Microstriptechnik beruhen auf der Kombination leitfähiger Folien und dielektrischer Belastungselemente, wobei sich derartige Lösungen technologisch sehr aufwendig gestalten. Diese Kombinationslösungen sind darüber hinaus gehend mit dem Nachteil der spektralen Schmalbandigkeit behaftet.Known miniature solutions based on asymmetrical waveguide resonance Doors in microstrip technology are based on the combination of conductive foils and dielectric load elements, such solutions being technological design very complex. These combination solutions are beyond that going with the disadvantage of spectral narrowband.
Die elektrischen sowie Gebrauchseigenschaften bekannter Antennenlösungen schließen die Erlangung der Ziele der gegenständlichen Erfindung aus, so daß mit der gegenständlichen Erfindung die für die benannten Anwendungsfelder einsetz bare Technik gegenüber dem bekannten Stand der Technik erweitert wird.The electrical and usage properties of known antenna solutions exclude the achievement of the objectives of the present invention, so that with the subject invention use for the named fields of application bare technology is expanded compared to the known prior art.
Die erfindungsgemäße Aufgabe besteht in der Konfigurierung einer extrem mini aturisierten und flächenhaften Strahlerkomponente mit der Eigenschaft der Erzeugbarkeit einer linear polarisierten und räumlich gerichteten Sektorstrahlung sowohl in der Azimutal- als auch in der Elevationsebene sowie einer ausge prägten Rückstrahlungsdämpfung und damit einer Nutzstrahlung ausschließlich innerhalb einer Raumhemisphäre vorzugsweise innerhalb des Spektralbereiches des 70 cm-Bandes.The object of the invention is to configure an extremely mini Aturized and flat spotlight component with the property of Generability of a linearly polarized and spatially directed sector radiation both in the azimuthal and in the elevation plane as well as one out shaped reflection attenuation and thus a useful radiation exclusively within a spatial hemisphere, preferably within the spectral range of the 70 cm band.
Die erfindungsgemäße Aufgabe besteht hierbei weiterhin darin, die Achse des koaxialen Speisesystems (5) der Strahleranordnung, vorzugsweise eines Connectors in Koaxialtechnik, in einer gegenüber der Polarisationsrichtung um 45 Winkelgrad versetzten Ebene zu positionieren, so daß damit die Konfigurier barkeit eines Strahlersystems mit Linearpolarisation gegeben ist, das mittels einer zentrisch angeordneten Befestigungsmöglichkeit, vorzugsweise einer zentrisch angeordneten Mastbefestigung mit zueinander um 90 Winkelgrad versetzten Mastführungsmöglichkeiten, sowohl als linear vertikal als auch als linear horizon tal polarisiertes Antennensystem betreibbar ist. Die dieser Möglichkeit zugrunde liegende Aufgabe besteht primär darin, ein planares Strahlersystem zu konfigurie ren, dessen Schwingungsrichtung des elektrischen Feldvektors um 45 Winkelgrad gegenüber der Positionierungsebene des Speisesystems (5) versetzt ist.The object of the invention is further to position the axis of the coaxial feed system ( 5 ) of the radiator arrangement, preferably a connector in coaxial technology, in a plane offset by 45 degrees from the direction of polarization, so that the configurability of a radiator system with linear polarization is given which can be operated as a linearly vertically and linearly horizontally polarized antenna system by means of a centrally arranged fastening option, preferably a centrally arranged mast fastening with mutually offset mast guide options. The task on which this possibility is based is primarily to configure a planar emitter system whose direction of oscillation of the electrical field vector is offset by 45 degrees relative to the positioning plane of the feed system ( 5 ).
Die diesem Fall zuzuordnende Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, in dem zwei leitfähige Platten oder Folien (1) und (2), vorzugsweise bestehend aus Aluminium, Kupfer oder Messing, in einem definierten Abstand flächenparallel zueinander angeordnet werden, wobei die leitfähige Platte oder Folie (2) mit einer kreisförmigen, elliptischen, quadratischen, rechteckigen, dreieckigen, pentagona len oder hexagonalen, vorzugsweise kreisförmigen Berandung, ausgebildet wird sowie die Funktion einer Massefläche erfüllt und die leitfähige Platte oder Folie (1) gleichfalls mit einer kreisförmigen, elliptischen, quadratischen, rechteckigen, dreieckigen, pentagonalen oder hexagonalen, vorzugsweise einer kreisförmigen, Berandung ausgebildet wird.The object to be assigned to this case is achieved according to the invention in that two conductive plates or foils ( 1 ) and ( 2 ), preferably consisting of aluminum, copper or brass, are arranged at a defined distance parallel to one another, the conductive plate or foil ( 2 ) with a circular, elliptical, square, rectangular, triangular, pentagona len or hexagonal, preferably circular edge, is formed and fulfills the function of a ground plane and the conductive plate or film ( 1 ) also with a circular, elliptical, square, rectangular , triangular, pentagonal or hexagonal, preferably a circular, edge is formed.
Erfindungsgemäß wird die Platte oder Folie (1) parallel zur Platte oder Folie (2) derartig angeordnet, daß die Symmetriepunkte bzw. Schnittpunkte der Symmetrielinien der beiden Platten oder Folien (1), (2) deckungsgleich übereinander po sitioniert sind und die leitfähige Platte oder Folie (1) vorzugsweise mit einer klei neren Flächenausdehnung als die leitfähige Platte oder Folie (2) bemessen wird. Die leitfähigen Platten oder Folien (1) und (2) werden punktuell bzw. ortsselektiv reaktiv belastet, indem entlang einer beliebigen Symmetrielinie der vorzugsweise kreisförmig ausgebildeten leitfähigen Platten oder Folien (1) und (2) reaktive Be lastungselemente (3) angeordnet werden, die zu einer Steuerbarkeit der elektro magnetischen Schwingungsbedingung und aufgrund der primär kapazitiven Aus legung in der Ebene der jeweiligen Symmetrielinie zu einer elektrischen Ver längerung der ebenenbezogenen Strahlersegmente führen.According to the invention, the plate or film ( 1 ) is arranged parallel to the plate or film ( 2 ) such that the points of symmetry or intersection of the lines of symmetry of the two plates or films ( 1 ), ( 2 ) are positioned congruently one above the other and the conductive plate or Foil ( 1 ) is preferably dimensioned with a smaller surface area than the conductive plate or foil ( 2 ). The conductive plates or foils ( 1 ) and ( 2 ) are selectively or locally selectively loaded by arranging along any line of symmetry of the preferably circular conductive plates or foils ( 1 ) and ( 2 ) reactive loading elements ( 3 ) which lead to controllability of the electromagnetic vibration condition and due to the primary capacitive design in the plane of the respective line of symmetry to an electrical extension of the plane-related radiator segments.
Die Steuerungsbedingungen resultieren hierbei aus den jeweiligen zugeordneten Positionierungsbedingungen der reaktiven Belastungselemente sowie deren An zahl und Ausführung. Die Erzeugung der reaktiven Belastungselemente (3) erfolgt in diesem Zusammenhang mittels leitfähiger Belastungskörper, vorzugsweise be stehend aus Kupfer, Messing oder Aluminium, die einseitig galvanisch mit der leitfähigen Platte oder Folie (1) oder einseitig galvanisch mit der leitfähigen Platte oder Folie (2) verbunden werden und mit einem kreisförmigen, elliptischen, drei eckigen, quadratischen, rechteckigen, pentagonalen, hexagonalen, octagonalen oder beliebigen Verbundquerschnitt, vorzugsweise kreisförmigen Verbundquer schnitt, ausgebildet sowie in ihrer axialen Länge geringer als die geometrische Di stanz der leitfähigen Platten oder Folien (1), (2) am jeweiligen Positionierungsort bemessen werden, wobei die der jeweiligen Verbindungsebene gegenüberliegen den Begrenzungsflächen der leitfähigen Belastungskörper (3) jeweils einen Spalt bereich bezüglich der leitfähigen Platte oder Folie (2) oder der leitfähigen Platte oder Folie (1) begrenzen. Der jeweils resultierende Spaltbereich wird erfindungs gemäß homogen oder inhomogen, vorzugsweise homogen mittels einem zylinder förmig oder zylindermantelförmig strukturierten Dielektrikum bzw. einer kreis- oder kreisringförmig ausgebildeten dielektrischen Folie (6), belastet, wobei über das resultierende Suszeptibilitätsprofil des Dielektrikums (6) sowie dessen Geo metrie unmittelbare Steuerungsgrößen des Reaktanzprofils des jeweiligen Be lastungselementes synthetisiert bzw. ableitbar werden.The control conditions result from the respective assigned positioning conditions of the reactive load elements as well as their number and design. In this context, the reactive load elements ( 3 ) are generated by means of conductive load bodies, preferably consisting of copper, brass or aluminum, which are galvanically coated on one side with the conductive plate or foil ( 1 ) or galvanically coated on one side with the conductive plate or film ( 2 ) are connected and formed with a circular, elliptical, triangular, square, rectangular, pentagonal, hexagonal, octagonal or any composite cross-section, preferably circular composite cross-section, and their axial length is less than the geometric distance of the conductive plates or foils ( 1 ) , ( 2 ) are dimensioned at the respective positioning location, with the respective connection plane opposite the boundary surfaces of the conductive load bodies ( 3 ) each delimiting a gap area with respect to the conductive plate or film ( 2 ) or the conductive plate or film ( 1 ). The resulting gap area is loaded according to the invention homogeneously or inhomogeneously, preferably homogeneously by means of a cylindrical structured or cylindrical jacket-shaped dielectric or a circular or annular dielectric film ( 6 ), the resulting susceptibility profile of the dielectric ( 6 ) and its geo Metry direct control variables of the reactance profile of the respective loading element are synthesized or derived.
Die Anregung bzw. Speisung der elektromagnetisch resonant schwingenden An ordnung erfolgt mittels einer koaxialen Wellenleitung, indem der Außenleiter (5.2) eines koaxialen Wellenleiters (5) leitfähig mit der Berandung einer vorzugs weise kreisförmig ausgeführten Blende innerhalb der leitfähigen Platte oder Folie (2) verbunden wird, wobei die Blendenachse in einem Winkel von 45 Winkelgrad bezüglich der die Achsen der reaktiven Belastungselemente (3.1), (3.2) schnei denden Symmetrielinie der leitfähigen Platten oder Folien (1) und (2) sowie in einer die zuzuordnende Ein- bzw. Ausgangsimpedanz des Antennensystems ab bildenden radialen Distanz zum Mittelpunkt der vorzugsweise kreisförmig ausge bildeten leitfähigen Platten oder Folien (1), (2) positioniert wird. Der Innenleiter (5.1) des koaxialen Wellenleiters (5) wird zentrisch geführt und axial bis zur Ebene der leitfähigen Platte oder Folie (1) verlängert sowie galvanisch mit dieser verbunden. Erfindungsgemäß wird der Innenleiter (5.1) längen- und distanzpartiell zwischen den Ebenen der leitfähigen Platten oder Folien (1), (2) mit einem dielektrischen Form- bzw. Belastungselement (5.3) umschlossen, wobei die geo metrische sowie stoffliche Gestaltung des Form- bzw. Belastungselementes (5.3) eine gezielte Steuerung bzw. Synthese der Ein- bzw. Ausgangsimpedanz des Strahlersystems und damit der Anpassungsbedingung an das anregende Wellen leitersystem ermöglichen.The excitation or supply of the electromagnetic resonant vibrating arrangement takes place by means of a coaxial waveguide, in that the outer conductor ( 5.2 ) of a coaxial waveguide ( 5 ) is conductively connected to the edge of a preferably circular aperture within the conductive plate or film ( 2 ) , wherein the aperture axis at an angle of 45 degrees with respect to the axis of the reactive load elements ( 3.1 ), ( 3.2 ) intersecting line of symmetry of the conductive plates or foils ( 1 ) and ( 2 ) and in a to be assigned input or output impedance Antenna system is positioned from the forming radial distance to the center of the preferably circular formed conductive plates or foils ( 1 ), ( 2 ). The inner conductor ( 5.1 ) of the coaxial waveguide ( 5 ) is guided centrally and extended axially to the level of the conductive plate or film ( 1 ) and connected to it galvanically. According to the invention, the inner conductor ( 5.1 ) is partially and longitudinally enclosed between the levels of the conductive plates or foils ( 1 ), ( 2 ) with a dielectric form or loading element ( 5.3 ), the geometric and material design of the form or Load element ( 5.3 ) enable targeted control or synthesis of the input or output impedance of the radiator system and thus the adaptation condition to the exciting waveguide system.
Zur zusätzlichen mechanischen Stabilisierung kann die gegenseitige Positionie rung der leitfähigen Platten oder Folien (1), (2) durch die Einfügung dielektrischer Distanzelemente (4) beliebiger Kontur, vorzugsweise zylinderförmiger Kontur, unterstützt werden.For additional mechanical stabilization, the mutual positioning of the conductive plates or foils ( 1 ), ( 2 ) can be supported by the insertion of dielectric spacer elements ( 4 ) of any contour, preferably a cylindrical contour.
Über die gegenseitige Positionierung der leitfähigen Platten oder Folien (1), (2) bezüglich der jeweiligen Schnittpunkte der Symmetrielinien der leitfähigen Platten oder Folien (1), (2) sowie bezüglich der Ortsabhängigkeit der Distanz zwischen den leitfähigen Platten oder Folien (1), (2) besteht die Möglichkeit der unaufwendigen Modifizierung der Strahlungscharakteristik bzw. Anpassung des resultierenden Strahlungsdiagrammes an die strukturellen Bedingungen des Montage- oder Positionierungsortes des Antennensystems.About the mutual positioning of the conductive plates or foils ( 1 ), ( 2 ) with respect to the respective intersection points of the lines of symmetry of the conductive plates or foils ( 1 ), ( 2 ) and with regard to the location-dependent distance between the conductive plates or foils ( 1 ), ( 2 ) there is the possibility of modifying the radiation characteristics or adapting the resulting radiation diagram to the structural conditions of the installation or positioning location of the antenna system.
Die Anordnung wird geometrieseitig für den Resonanzfall dimensioniert, wobei die der Apertur vorgeordnete dielektrische Container- oder Montageebene bzw. dielektrische Container- oder Montageschicht, die hierbei durch die entsprechen de Strahlercontainerung oder auch anderweitige dielektrische Körperebenen ver gegenständlicht wird, in ihrer elektromagnetischen, primär kapazitiven Wirkung mittels einer induktiven Verstimmung der dielektrischen Störung äquivalenten Grades berücksichtigt wird.The arrangement is dimensioned on the geometry side for the resonance case, whereby the dielectric container or assembly level upstream of the aperture or dielectric container or assembly layer, which correspond here by the de radiator container or other dielectric body levels ver is represented in its electromagnetic, primarily capacitive effect by means of inductive detuning of the dielectric interference equivalent Degree is taken into account.
Die gegenständliche Erfindung soll mittels eines Ausführungsbeispiels für den Frequenzbereich 414 MHz bis 431 MHz näher erläutert werden.The subject invention is intended to use an exemplary embodiment for the Frequency range 414 MHz to 431 MHz are explained in more detail.
Gemäß der Abb. 1 wird eine leitfähige metallische Platte (1) mit kreisför miger Berandung über einer zweiten leitfähigen metallischen Platte (2) mit kreis förmiger Kontur flächenparallel angeordnet, wobei der Schnittpunkt der Symme trielinie der kreisförmigen und leitfähigen Platte (1) sowie der Schnittpunkt der Symmetrielinien der kreisförmigen und leitfähigen Platte (2) deckungsgleich übereinander positioniert bzw. auf einer identischen Achse angeordnet werden. Gemäß der Abb. 1 erfolgt auf zwei deckungsgleichen Symmetrielinien der leitfähigen Platten oder Folien (1) bzw. (2) unter einseitiger galvanischer Verbin dung mit der metallischen Platte (2) die Positionierung zweier zylinderförmiger und leitfähiger Belastungskörpers (3.1), (3.2), gemäß der Abb. 3.1 mit pa rallel zur Flächennormale der metallischen Platten (1) bzw. (2) verlaufender Zy linderachse sowie vorzugsweise bestehend aus Kupfer, Aluminium oder Messing. Zwischen den dem Systemelement (1) zugewandten kreisringförmigen Begren zungsflächen der jeweiligen leitfähigen Belastungskörper (3.1) und (3.2) und der leitfähigen Platte (1) wird jeweils eine kreisringförmig ausgebildete dielektrische Folie, vorzugsweise bestehend aus Polytetrafluorethylen bzw. einer Polytetra fluorethylen-Komposition, homogen eingefügt.According to Fig. 1, a conductive metallic plate ( 1 ) with a circular edge over a second conductive metallic plate ( 2 ) with a circular contour is arranged parallel to the surface, the intersection of the line of symmetry of the circular and conductive plate ( 1 ) and the intersection the lines of symmetry of the circular and conductive plate ( 2 ) are positioned congruently one above the other or arranged on an identical axis. According to Fig. 1, the positioning of two cylindrical and conductive load bodies ( 3.1 ), ( 3.2 ) on two congruent lines of symmetry of the conductive plates or foils ( 1 ) or ( 2 ) with one-sided galvanic connection with the metallic plate ( 2 ), according to the Fig. linder axis with 3.1 pa rallel to the surface normal of the metal plates (1) or (2) extending Zy and preferably consisting of copper, aluminum or brass. Between the system element ( 1 ) facing annular boundary surfaces of the respective conductive load bodies ( 3.1 ) and ( 3.2 ) and the conductive plate ( 1 ), an annular dielectric film, preferably consisting of polytetrafluoroethylene or a polytetra fluorethylene composition, is homogeneous inserted.
Die Positionierung der Achse des koaxialen Ein- bzw. Ausgangsconnectors (5) erfolgt auf einer gegenüber der die Achsen der Belastungselemente (3) schneiden den Symmetrieline um 45 Winkelgrad versetzten Symmetrielinie der leitfähigen Platte (1) bzw. 2. Hierbei wird der axial verlängerte Innenleiter (5.1) des koaxi alen Wellenleiters (5) axial und galvanisch, vorzugsweise mittels einer Lötver bindung, mit der leitfähigen Platte (1) gemäß der Abb. 1 verbunden.The axis of the coaxial input or output connector ( 5 ) is positioned on a line of symmetry of the conductive plate ( 1 ) or 2 that is offset by 45 degrees from the axis of the load elements ( 3 ). Here, the axially elongated inner conductor becomes ( 5.1 ) of the coaxial waveguide ( 5 ) axially and galvanically, preferably by means of a solder connection, connected to the conductive plate ( 1 ) according to Fig. 1.
Der Innenleiter (5.1) des koaxialen Wellenleiters (5) wird zwischen den Ebenen der leitfähigen Platten (1) und (2) axialsymmetrisch sowie ortsabhängig definiert distanziert mittels einem in der Abb. 3.3 dargestellten dielektrischen Form- und Belastungselement (5.3), vorzugsweise bestehend aus Polytetrafluorethylen oder Polystyrol oder Polypropylen, umschlossen. Gemäß der Abb. 1 werden die leitfähigen Platten (1) und (2) über ein zylinderförmig ausgebildetes Distanz element (4) gemäß der Abb. 3.2 zueinander mechanisch stabilisiert, wobei das Distanzelement (4) auf der Symmetrielinie, die gegenüber der die Achsen der Belastungselemente (3) schneidenden Symmetrielinie der leitfähigen Platten (1) und (2) um 90 Winkelgrad versetzt ist, in der Weise positioniert wird, daß die einerseits die Achse des Distanzelementes (4) sowie andererseits die Achse des anregenden Wellenleiters (S) schneidenden Radiallinien der Platten (1) und (2) einen Winkel von 135 Winkelgrad einschließen.The inner conductor ( 5.1 ) of the coaxial waveguide ( 5 ) is spaced between the planes of the conductive plates ( 1 ) and ( 2 ) in an axially symmetrical and location-dependent manner by means of a dielectric form and load element ( 5.3 ) shown in Fig. 3.3, preferably consisting of Polytetrafluoroethylene or polystyrene or polypropylene, enclosed. According to the Fig. 1, the conductive plates (1) and (2) element with a cylindrically formed distance (4) according to the Fig. 3.2 to one another mechanically stabilized, wherein the spacer element (4) on the line of symmetry, opposite to the axes of the Load elements ( 3 ) intersecting line of symmetry of the conductive plates ( 1 ) and ( 2 ) is offset by 90 angular degrees in such a way that the radial lines intersecting the axis of the spacer element ( 4 ) and the axis of the exciting waveguide (S) the plates ( 1 ) and ( 2 ) enclose an angle of 135 degrees.
Die gekoppelte Anordnung der Platten (1), (2) wird in ein aus zwei Halbschalen bestehendes Radom, vorzugsweise bestehend aus Polystyrol- oder Polytetra fluorethylenkompositionen, eingefügt.The coupled arrangement of the plates ( 1 ), ( 2 ) is inserted into a radome consisting of two half-shells, preferably consisting of polystyrene or polytetrafluoroethylene compositions.
Claims (2)
zwei leitfähige Platten oder Folien (1), (2) in einem definierten Abstand flächen parallel zueinander angeordnet werden, indem eine leitfähige Platte oder Folie (1) mit einer kreisförmigen, elliptischen, quadratischen, rechteckigen, dreieckigen, pentagonalen oder hexagonalen, vorzugsweise rechteckförmigen, Berandung aus gebildet wird und die leitfähige Platte oder Folie (2) gleichfalls mit einer kreisför migen, elliptischen, quadratischen, rechteckigen, dreieckigen, pentagonalen oder hexagonalen, vorzugsweise rechteckförmigen, Berandung ausgebildet wird;
die leitfähigen Platten oder Folien (1), (2) vorzugsweise mit deckungsgleichen Schnittpunkten der Symmetrielinien der Platten (1), (2) zueinander angeordnet werden;
entlang einer beliebigen Symmetrielinie der vorzugsweise kreisförmig ausgebil deten leitfähigen Platten oder Folien (1), (2) n (n < 1, n = 2, 3, . . . . .), vorzugs weise zwei, gleiche oder ungleiche reaktive Belastungselemente (3) angeordnet werden;
die reaktiven Belastungselemente jeweils aus einem leitfähigen Belastungskör per, der einseitig galvanisch mit der leitfähigen Platte oder Folie (1) oder einseitig galvanisch mit der leitfähigen Platte oder Folie (2) oder axial gegliedert und so wohl mit der leitfähigen Platte oder Folie (1) als auch mit der leitfähigen Platte oder Folie (2) verbunden wird und mit einem kreisförmigen, elliptischen, drei eckigen, quadratischen, rechteckigen, pentagonalen, hexagonalen, octagonalen oder beliebigen Verbundquerschnitt, vorzugsweise kreisförmigen Verbundquer schnitt, ausgebildet wird, wobei die axiale Länge des jeweiligen leitfähigen Be lastungskörpers geringer als die gegenseitige geometrische Distanz der leitfähigen Platten oder Folien (1), (2) am jeweiligen Positionierungsort bemessen wird;
die Leitfähigkeitsverteilung des leitfähigen Belastungskörpers in ihrer Axial- und/oder Transversalabhängigkeit homogen oder inhomogen, jedoch mit defi nierter Koordinatenabhängigkeit, vorzugsweise homogen, bemessen wird;
die der jeweiligen Verbindungsebene des leitfähigen Belastungskörpers mit der leitfähigen Platte oder Folie (1) bzw. (2) gegenüberliegende axiale Begrenzungs fläche des leitfähigen Belastungskörpers die Begrenzungsfläche eines Spaltraumes bildet, dessen zweite Begrenzungsfläche durch die leitfähige Platte oder Folie (2) bzw. (1) gebildet wird;
der Spaltraum bezüglich sowohl der Axial- als auch der Transversalabhängigkeit bzw. bezüglich der Axial- oder Transversalabhängigkeit homogen oder inhomo gen, vorzugsweise homogen mittels einem zylinderförmig oder zylindermantel förmig strukturierten Dielektrikum bzw. einer kreisförmig oder kreisringförmig ausgebildeten dielektrischen Folie, belastet wird;
die leitfähige Platte oder Folie (2) mit einer vorzugsweise kreisförmig ausge führten Blende versehen wird, deren Blendenachse auf einer Symmetrielinie positioniert wird, die in einem Winkel von 45 Winkelgrad gegenüber der die Achsen der reaktiven Belastungselemente (3) schneidenden Symmetrielinie der leitfähigen Platten oder Folien (1), (2) versetzt wird;
die Berandung der vorzugsweise kreisförmig ausgebildeten Blende galvanisch mit dem Außenleiter (5.2) eines koaxialen Wellenleiters (5) verbunden wird;
der Innenleiter (5.1) des koaxialen Wellenleiters (5) zentrisch geführt und axial bis zur Ebene der leitfähigen Platte oder Folie (1) verlängert sowie galvanisch mit dieser verbunden wird;
der Innenleiter (5.1) axialsymmetrisch längen- und distanzpartiell, jedoch bezüg lich der axialen Ortsabhängigkeit definiert distanziert zwischen den Ebenen der leitfähigen Platten oder Folien (1) und (2) mit einem dielektrischen Form- bzw. Belastungselement (5.3) umschlossen wird;
die leitfähigen Platten oder Folien (1) und (2) mechanisch durch dielektrische Distanzelemente (4) beliebiger Kontur, vorzugsweise zylinderförmiger Kontur, vorzugsweise ein oder mehrere Distanzelemente entlang der Radiallinie, die ge genüber der die Achse der koaxialen Wellenleitereinkopplung (5) schneidenden Radiallinie der vorzugsweise kreisförmig ausgeführten leitfähigen Platten oder Folien (1), (2) um 135 Winkelgrad versetzt ist, verbunden werden.1. planar antenna system with sectoral directional characteristic, consisting of an arrangement of geometrically defined and conductive layers, characterized in that
two conductive plates or foils ( 1 ), ( 2 ) can be arranged parallel to one another at a defined distance by a conductive plate or foil ( 1 ) with a circular, elliptical, square, rectangular, triangular, pentagonal or hexagonal, preferably rectangular, Edge is formed and the conductive plate or film ( 2 ) is also formed with a circular, elliptical, square, rectangular, triangular, pentagonal or hexagonal, preferably rectangular, edge;
the conductive plates or foils ( 1 ), ( 2 ) are preferably arranged with congruent intersections of the lines of symmetry of the plates ( 1 ), ( 2 ) to one another;
along any line of symmetry of the preferably circularly formed conductive plates or foils ( 1 ), ( 2 ) n (n <1, n = 2, 3,.....), preferably two, identical or different reactive stress elements ( 3 ) to be ordered;
the reactive load elements are each made up of a conductive load body, which is galvanically structured on one side with the conductive plate or film ( 1 ) or galvanically on one side with the conductive plate or film ( 2 ) or axially and thus with the conductive plate or film ( 1 ) as is also connected to the conductive plate or film ( 2 ) and with a circular, elliptical, triangular, square, rectangular, pentagonal, hexagonal, octagonal or any composite cross-section, preferably circular composite cross-section, is formed, the axial length of the respective conductive Be load body is dimensioned less than the mutual geometric distance of the conductive plates or foils ( 1 ), ( 2 ) at the respective location;
the conductivity distribution of the conductive load body is dimensioned homogeneously or inhomogeneously in its axial and / or transverse dependency, but with a defined coordinate dependency, preferably homogeneous;
the axial boundary surface of the conductive load body opposite the respective connection plane of the conductive load body with the conductive plate or foil ( 1 ) or ( 2 ) forms the boundary surface of a gap, the second boundary surface of which is formed by the conductive plate or foil ( 2 ) or ( 1 ) is formed;
the gap is loaded homogeneously or inhomo with respect to both the axial and the transverse dependency or with respect to the axial or transverse dependency, preferably homogeneously by means of a cylindrical or cylindrical jacket structured dielectric or a circular or annular dielectric film;
the conductive plate or foil ( 2 ) is provided with a preferably circular led aperture, the aperture axis is positioned on a line of symmetry that is at an angle of 45 degrees to the line of symmetry of the conductive plates or foils intersecting the axes of the reactive loading elements ( 3 ) ( 1 ), ( 2 ) is added;
the edge of the preferably circular aperture is galvanically connected to the outer conductor ( 5.2 ) of a coaxial waveguide ( 5 );
the inner conductor ( 5.1 ) of the coaxial waveguide ( 5 ) is guided centrally and is extended axially to the level of the conductive plate or film ( 1 ) and is electrically connected to it;
the inner conductor ( 5.1 ) is axially symmetrical in terms of length and distance, but is defined in relation to the axial positional dependency between the planes of the conductive plates or foils ( 1 ) and ( 2 ) with a dielectric form or loading element ( 5.3 );
the conductive plates or foils ( 1 ) and ( 2 ) mechanically by dielectric spacer elements ( 4 ) any contour, preferably cylindrical contour, preferably one or more spacer elements along the radial line, the ge compared to the axis of the coaxial waveguide coupling ( 5 ) intersecting the radial line preferably circular conductive plates or foils ( 1 ), ( 2 ) are offset by 135 degrees.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| DE2000127510 DE10027510A1 (en) | 2000-06-06 | 2000-06-06 | Planar antenna system used in mobile radio range within 70-cm band, has conductive disks or films connected mechanically through dielectric distance components of any contour in 135 angular degrees |
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| DE2000127510 DE10027510A1 (en) | 2000-06-06 | 2000-06-06 | Planar antenna system used in mobile radio range within 70-cm band, has conductive disks or films connected mechanically through dielectric distance components of any contour in 135 angular degrees |
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