DE10126993A1 - Planar antenna module with azimuthal omnidirectional diagram e.g. planar reflector, has mask or cover combination with defined contour - Google Patents
Planar antenna module with azimuthal omnidirectional diagram e.g. planar reflector, has mask or cover combination with defined contourInfo
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Abstract
Description
Das Ziel der Erfindung besteht in der Konfigurierung einer extrem miniaturisierten und in erster Linie flächenhaft ausgedehnten Antennenkomponente mit der Eigenschaft der Erzeugbarkeit einer linear vertikal polarisierten Rundstrahlung in der Azimutalebene sowie einer Sektorstrahlung in der Elevationsebene vorzugsweise in den dualbandigen Spektralbereichen zwischen 890 MHz und 960 MHz bzw. 1710 MHz und 1880 MHz oder zwischen 824 MHz und 894 MHz bzw. 1850 MHz und 1990 MHz. Gleichfalls soll mit der gegenständlichen Erfindung eine leistungsfähige Substitutionslösung für Linearantennen 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. Ein weiteres Ziel besteht in der Konfigurierung eines miniaturisierten Strahlersystems mit der besonderen Eignung als Systemantennenmodul, welches sich innerhalb beliebiger dielektrischer Containments zur Aufnahme funktechnischer Systeme, insbesondere funktechnischer Sende- und Empfangssysteme, in unmittelbarer räumlicher Nähe des Funksende- und/oder Funkempfangssystems implementieren läßt und sowohl auf leitfähigem als auch auf nichtleitfähigem Untergrund montierbar und betreibbar ist.The aim of the invention is to configure an extreme miniaturized and primarily extensive Antenna component with the property of the producibility of a linear vertically polarized omnidirectional radiation in the azimuth plane and one Sector radiation in the elevation plane preferably in the dual band Spectral ranges between 890 MHz and 960 MHz or 1710 MHz and 1880 MHz or between 824 MHz and 894 MHz or 1850 MHz and 1990 MHz. Likewise, the present invention is intended to be a powerful one Substitution solution for linear antennas are developed, the one inconspicuous or camouflaged radio transmission and reception operation both in Permitted outdoors as well as indoors and in this context a special one Suitability for effective object or building interior supply. On Another goal is to configure a miniaturized Radiator system with the special suitability as a system antenna module, which can be accommodated within any dielectric containment radio systems, in particular radio transmission and Receiving systems, in the immediate vicinity of the radio transmission and / or Radio receiving system can be implemented and on both conductive and can be installed and operated on non-conductive surfaces.
Im weiteren verfolgt die Erfindung das Ziel der unmittelbaren Montagemöglich keit des Planarstrahlers auf beliebigen leitfähigen Objektträgern funktechnischer Systeme sowie an Raum-, Gebäude- bzw. Objektbegrenzungen, insbesondere Gebäude- bzw. Raumwänden, oder Gitter- bzw. Rohrmasten mittels beliebiger oder universell verfügbarer Haft- bzw. Befestigungsmittel, so daß auf der Basis der erfindungsgemäßen Strahleranordnung die Möglichkeit einer schnellen und unaufwendigen Errichtung von drahtlosen Signalübertragungsstrecken mit beliebigem Komplexitätsgrad bzw. beliebigem Verzweigungsgrad ohne dem Erfordernis der strahlungsseitigen Richtungssensibilität für sowohl stationäre als auch portable und mobile Anwendungen gegeben ist. Furthermore, the invention pursues the goal of immediate assembly possible speed of the planar spotlight on any conductive slide radio systems as well as at room, building or object boundaries, in particular building or room walls, or lattice or pipe masts by means of any or universally available adhesive or fastening means, so that on the basis of the radiator arrangement according to the invention the possibility a quick and easy installation of wireless Signal transmission links with any degree of complexity or any Degree of branching without the requirement of the radiation side Directional sensitivity for both stationary, portable and mobile Applications is given.
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, vorzugsweise metallischer Platten oder Folien, zu ersetzen und die durch die Verwendung 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, preferably metallic plates or foils to replace and by the Use of dielectric base materials with one from the evacuated room deviating dielectric constant by means of geometric shortening distributed capacitive and loss-minimizing 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 technologischen 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 technological and expenditure-based basis.
Das Anwendungsgebiet der Erfindung bezieht sich vordergründig auf den Mobilfunkbereich innerhalb des GSM-Netzes und des DCS-Netzes bzw. des AMPS-Netzes und des PCS-Netzes sowie auf Bündelfunkanwendungen. Hierbei bildet der Planarstrahler eine optionale Antennenkomponente bzw. Ersatzkomponente linearer Gewinnantennen mit der Montagemöglichkeit sowohl im Freiraum als auch im Innenraum stationärer, portabler und mobiler Objekte sowie im Innenraum vollständig oder partiell dielektrischer Containments funktechnischer Sende- und/oder Empfangssysteme. Weitergehend bezieht sich der Anwendungsbereich auf allgemeine Innen- und Außenraumanwendungen, indem die Strahlerkomponente eine räumlich abgesetzte Komponente vom jeweiligen Endgerät bildet.The field of application of the invention relates primarily to the Cellular area within the GSM network and the DCS network or the AMPS network and the PCS network as well as on trunked radio applications. The planar emitter forms an optional antenna component or Replacement component of linear gain antennas with the mounting option both in the open space and in the interior more stationary, portable and mobile Objects as well as completely or partially dielectric in the interior Containments of radio transmission and / or reception systems. Furthermore, the area of application relates to general indoor and outdoor Outdoor applications by adding a spatial component separate component forms from the respective terminal.
Die Strahlerkomponente ist vorteilhaft in den Fällen anwendbar, in denen das Antennensystem schnell und unaufwendig mit der Option der mechanisch schnellen und unaufwendigen Lösbarkeit zu montieren ist. Darüber hinausgehend bildet die erfindungsgemäße Strahlerkomponente ein Basismodul für Kurz- oder Mittelstreckenübertragungssysteme für kommunikations-, sensor- oder sicherheitstechnische Anwendungen.The radiator component can be used advantageously in cases where the Antenna system fast and inexpensive with the option of mechanical is quick and easy to assemble. About that the radiator component according to the invention also forms a basic module for short or medium-range transmission systems for communication, sensor or security applications.
Das planare Strahlersystem ist vorzugsweise für die Substitution linearer Gewinnantennen sowohl in Innen- als auch Freiräumen geeignet und auf Grund des hohen Miniaturisierungsgrades sowie der Gestaltungsweise vorteilhaft für die funktechnische Anbindung von Gebäuden und Objekten jeglicher Nutzungsart und Bauweise ausgelegt. The planar emitter system is preferably more linear for the substitution Profit antennas suitable both indoors and outdoors and on the ground the high degree of miniaturization and the design advantageous for the radio connection of buildings and objects of any kind Type of use and construction designed.
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 Resonatoranordnungen unter Verwendung elektrisch verkürzender Strukturträger, wobei die Geometrie für den Fall unverkürzter Anordnungen ausschließlich die Wellenlängenabhängigkeit widerspiegelt und somit eine Miniaturisierung ausschließt sowie die mittels der verwendeten dielektrischen. Strukturträger in Abhängigkeit vom Suszeptibilitätsprofil verkürzten Anordnungen mit der resultierenden 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 flat, dipole-like configurations or areal resonator arrangements using electrical Shortening structure support, the geometry being shorter in the case Arrangements reflect only the wavelength dependence and thus excludes miniaturization and that by means of the used dielectric. Structural support depending on the susceptibility profile shortened arrangements with the resulting reduction in Efficiency go hand in hand. The use also requires dielectric structure support the increase in 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, hinausgehend, 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. Stress elements, such solutions design technologically very complex. These combination solutions are going further, with the disadvantage of spectral narrowband afflicted.
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 einsetzbare Technik gegenüber dem bekannten Stand der Technik erweitert wird.The electrical and usage properties of known antenna solutions preclude the achievement of the objectives of the subject invention, so that with the subject invention for the named fields of application usable technology expanded compared to the known prior art becomes.
Die erfindungsgemäße Aufgabe besteht in der Konfigurierung eines extrem miniaturisierten und flächenhaften Strahlersystems mit der Eigenschaft der Erzeugbarkeit einer linear vertikal polarisierten Rundstrahlung in der Azimutalebene sowie einer Sektorstrahlung in der Elevationsebene vorzugsweise in den Spektralbereichen zwischen 890 MHz und 960 MHz bzw. 1710 MHz und 1880 MHz sowie zwischen 824 MHz und 894 MHz bzw. zwischen 1850 MHz und 1990 MHz.The object of the invention is to configure an extreme miniaturized and extensive spotlight system with the property of Generability of a linearly vertically polarized omnidirectional radiation in the Azimuthal plane and a sector radiation in the elevation plane preferably in the spectral ranges between 890 MHz and 960 MHz or 1710 MHz and 1880 MHz and between 824 MHz and 894 MHz or between 1850 MHz and 1990 MHz.
Die erfindungsgemäße Aufgabe besteht hierbei weiterhin darin, die Systemkon zeption bzw. -dimensionierung unter Berücksichtigung bzw. unter Einschluß universeller Montage- bzw. Befestigungsebenen, vorzugsweise elektrisch leitfähiger Montageebenen, auszulegen. The object of the invention is also the system con Acceptance or dimensioning with consideration or inclusion universal mounting or mounting levels, preferably electrical conductive assembly levels.
Die diesem Fall zuzuordnende Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, indem eine erste nichtleitfähige, ein- oder mehrlagige, vorzugsweise einlagige, Platte oder Folie (1), vorzugsweise bestehend aus kunststoff-, keramik- oder glasförmigen Lagen identischer oder nichtidentischer, vorzugsweise nichtidentischer Lagengeometrie, mit kreisförmiger, elliptischer, dreieckförmiger, quadratischer, rechteckförmiger, pentagonaler, hexagonaler, octagonaler oder beliebiger Berandung berührend oder in einem definierten Abstand, vorzugsweise unter Zwischenlage einer Haft- oder Dichtungsschicht, flächenparallel oder unter einer definierten Winkelabhängigkeit, vorzugsweise flächenparallel, zu einer ein- oder mehrlagigen, vorzugsweise einlagigen, leitenden oder partiell leitenden Platte oder Folie mit kreisförmiger, elliptischer, dreieckförmiger, quadratischer, rechteckförmiger, pentagonaler, hexagonaler, octagonaler oder beliebiger Berandung, vorzugsweise bestehend aus einer Lage mit definiertem Leitfähigkeitsprofil, vorzugsweise einer leitenden oder halbleitenden Lage oder mehreren Lagen mit definiertem gleichen oder ungleichen Leitfähigkeitsprofil, vorzugsweise mehreren leitenden oder halbleitenden Lagen jeweils identischer oder nichtidentischer Lagengeometrie, angeordnet wird. Die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe besteht weiterhin darin dass eine zweite ein- oder mehrlagige, vorzugsweise einlagige, Platte oder Folie (2), vorzugsweise bestehend aus einer Lage mit definiertem Leitfähigkeitsprofil, vorzugsweise einer leitenden oder halbleitenden Lage, mit kreisförmiger, elliptischer, dreieckförmiger, quadratischer, rechteckförmiger, pentagonaler, hexagonaler, octagonaler oder beliebiger Berandung, vorzugsweise kreisförmiger Berandung, zentrisch bzw. axialsymmetrisch oder exzentrisch bzw. axialunsymmetrisch, vorzugsweise axialsymmetrisch, berührend oder in einem definierten Abstand, vorzugsweise in einem definierten Abstand, flächenparallel oder unter einer definierten Winkelabhängigkeit, vorzugsweise flächenparallel, zu der ersten, nichtleitenden, ein- oder mehrlagigen, vorzugsweise einlagigen, Platte oder Folie (2) angeordnet wird. Erfindungsgemäß wird die leitende oder partiell leitende, vorzugsweise leitende Platte oder Folie (2) galvanisch mit einem vorzugsweise zentrisch positionierten sowie leitenden und vorzugsweise zylindermantelförmig ausgeführten Verbindungselement (4) verbunden, indem das leitende und vorzugsweise zylindermantelförmig ausgeführte Verbindungselement (4) mit orthogonal zur Ebene der vorzugsweise leitfähigen Platte oder Folie (2) verlaufender Achse mit der vorzugsweise leitenden Platte oder Folie (2) gekoppelt wird. Das leitende und vorzugsweise zylindermantelförmig ausgeführte Verbindungselement (4) wird zum Zweck der Montage galvanisch mit dem leitfähigen Untergrund bzw. der leitfähigen Montageebene gekoppelt, indem die Achse des leitfähigen Verbindungselementes (4) parallel zur Flächennormale des leitfähigen Untergrundes bzw. der leitfähigen Montageebene geführt wird. The object to be assigned to this case is achieved according to the invention in that a first non-conductive, single-layer or multi-layer, preferably single-layer, plate or film ( 1 ), preferably consisting of plastic, ceramic or glass-shaped layers of identical or non-identical, preferably non-identical, layer geometry circular, elliptical, triangular, square, rectangular, pentagonal, hexagonal, octagonal or any edge touching or at a defined distance, preferably with the interposition of an adhesive or sealing layer, parallel to the surface or at a defined angle, preferably parallel to the surface, to a single or multi-layer , preferably single-layer, conductive or partially conductive plate or film with circular, elliptical, triangular, square, rectangular, pentagonal, hexagonal, octagonal or any boundary, preferably consisting of a layer m it with a defined conductivity profile, preferably a conductive or semiconducting layer or a plurality of layers with a defined identical or different conductivity profile, preferably a plurality of conductive or semiconducting layers, each with identical or non-identical layer geometry. The solution of the object according to the invention further consists in the fact that a second single or multi-layer, preferably single-layer, plate or film ( 2 ), preferably consisting of a layer with a defined conductivity profile, preferably a conductive or semi-conductive layer, with a circular, elliptical, triangular, square , rectangular, pentagonal, hexagonal, octagonal or any boundary, preferably circular boundary, centric or axially symmetrical or eccentric or axially asymmetrical, preferably axially symmetrical, touching or at a defined distance, preferably at a defined distance, parallel to the surface or at a defined angle, preferably parallel to the first, non-conductive, single or multi-layer, preferably single-layer, plate or film ( 2 ) is arranged. According to the invention, the conductive or partially conductive, preferably conductive plate or film ( 2 ) is galvanically connected to a preferably centrally positioned and conductive and preferably cylindrical jacket-shaped connecting element ( 4 ) by the conductive and preferably cylindrical jacket-shaped connecting element ( 4 ) being orthogonal to the plane of the preferably conductive plate or film ( 2 ) extending axis with the preferably conductive plate or film ( 2 ) is coupled. The conductive and preferably cylindrical jacket-shaped connecting element ( 4 ) is galvanically coupled to the conductive base or the conductive assembly level for the purpose of assembly, in that the axis of the conductive connection element ( 4 ) is guided parallel to the surface normal of the conductive base or the conductive assembly level.
Erfindungsgemäß wird die leitende oder partiell leitende Platte oder Folie (2) mit einer einseitig oder allseitig, vorzugsweise allseitig geschlossenen Schlitzstruktur (2.1) versehen, deren Achse kreisförmig, elliptisch, dreieckförmig, quadratisch, rechteckförmig, pentagonal, hexagonal, octagonal oder beliebig verlaufend, vorzugsweise kreisförmig mit winkelunabhängiger radialer Distanz bezüglich der Symmetrieachse der vorzugsweise kreisförmig ausgeführten Platte oder Folie (2) verlaufend, innerhalb der leitenden oder partiell leitenden, vorzugsweise leitenden, Platte oder Folie (2) angeordnet wird. In analoger Weise besteht die erfindungsgemäße Lösung darin, dass die leitende oder partiell leitende, vorzugsweise leitende, Platte oder Folie (2) mit einer segmentierten schlitzförmigen oder blendenförmigen Struktur versehen wird, wobei die segmentierte schlitzförmige oder blendenförmige Struktur aus "n" Segmenten oder Blenden mit n = 1, 2, . . ., gleicher oder ungleicher Segmentlänge und/oder Segmentausdehnung und/oder Segmentbreite bzw. Blendenkontur und -abmessung mit zueinander identischer oder nichtidentischer sowie paralleler oder nichtparalleler sowie geradlinig oder ungeradlinig sowie kreisförmig, elliptisch, dreieckförmig, quadratisch, rechteckförmig, pentagonal, hexagonal, octagonal oder beliebig, vorzugsweise kreisförmig, verlaufender Schlitzachse bzw. Verbindungslinie der Schnittpunkte der Symmetrielinien der jeweiligen Blenden synthetisiert wird.According to the invention, the conductive or partially conductive plate or film ( 2 ) is provided with a slot structure ( 2.1 ) that is closed on one or all sides, preferably on all sides, the axis of which is circular, elliptical, triangular, square, rectangular, pentagonal, hexagonal, octagonal or arbitrary, preferably circular with an angle-independent radial distance with respect to the axis of symmetry of the preferably circular plate or film ( 2 ), is arranged within the conductive or partially conductive, preferably conductive, plate or film ( 2 ). In an analogous manner, the solution according to the invention consists in that the conductive or partially conductive, preferably conductive, plate or foil ( 2 ) is provided with a segmented slit-shaped or diaphragm-shaped structure, the segmented slit-shaped or diaphragm-shaped structure comprising "n" segments or diaphragms n = 1, 2,. , ., same or unequal segment length and / or segment extension and / or segment width or aperture contour and dimension with mutually identical or non-identical as well as parallel or non-parallel as well as straight or non-linear as well as circular, elliptical, triangular, square, rectangular, pentagonal, hexagonal, octagonal or any, preferably circular, slit axis or connecting line of the intersection of the symmetry lines of the respective diaphragms is synthesized.
Weiterhin beruht die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe darin, dass eine dritte, ein- oder mehrlagige Platte oder Folie (3), vorzugsweise bestehend aus einer Lage oder mehreren Lagen mit definiertem Suszeptibilitäts- bzw. Leitfähigkeitsprofil, vorzugsweise bestehend aus einer partiell leitenden oder leitenden Lage oder mehreren zueinander gleichen oder ungleichen partiell leitenden oder leitenden Lagen, mit kreisförmiger, elliptischer, dreieckförmiger, quadratischer, rechteckförmiger, pentagonaler, hexagonaler, octagonaler oder beliebiger, vorzugsweise kreisförmiger, Außenberandung galvanisch berührungsfrei in einem definierten Abstand flächenparallel oder unter einem definierten Winkelversatz zur leitenden oder partiell leitenden Platte oder Folie (2), vorzugsweise flächenparallel zur leitenden oder partiell leitenden Platte oder Folie (2) angeordnet wird, wobei die leitende oder partiell leitende Platte oder Folie (3) mit einer Blende oder mehreren gekoppelten oder ungekoppelten Blenden gleicher oder ungleicher Kontur und Abmessungen, vorzugsweise einer Blendenkombination, bestehend aus zwei oder mehreren, vorzugsweise zwei ungleichen Blenden (3.1), (3.2) mit definierter Kontur, versehen wird und die geometrische Positionierung der Blende oder des Blendenverbundes gegenüber den Positions- bzw. Verlaufskoordinaten der Schlitz- oder Blendenstruktur der leitenden oder partiell leitenden Platte oder Folie (2) mit vorzugsweise kreisförmiger Außenkontur in definierter Winkelabhängigkeit erfolgt.Furthermore, the solution to the object of the invention resides in the fact that a third, single- or multi-layer plate or film ( 3 ), preferably consisting of one or more layers with a defined susceptibility or conductivity profile, preferably consisting of a partially conductive or conductive layer or several mutually identical or unequal partially conductive or conductive layers, with circular, elliptical, triangular, square, rectangular, pentagonal, hexagonal, octagonal or any, preferably circular, outer edge galvanically contact-free at a defined distance parallel to the surface or at a defined angular offset to the conductive or partial Conductive plate or film ( 2 ), preferably arranged parallel to the surface of the conductive or partially conductive plate or film ( 2 ), the conductive or partially conductive plate or film ( 3 ) being coupled to one or more apertures or uncoupled orifices of the same or different contours and dimensions, preferably a combination of orifices consisting of two or more, preferably two unequal orifices ( 3.1 ), ( 3.2 ) with a defined contour, and the geometrical positioning of the orifice or of the orifice assembly in relation to the position or course coordinates of the slot or diaphragm structure of the conductive or partially conductive plate or film ( 2 ) with preferably circular outer contour in a defined angle dependence.
Die leitende oder partiell leitende, vorzugsweise leitende Platte oder Folie (2) wird auf dieser Grundlage mit einem Wellenleiter, vorzugsweise koaxialen Wellenleiter, gekoppelt, indem der Außenleiter des koaxialen Wellenleiters radial bis zur innenseitigen Begrenzung der Schlitzstruktur (2.1) geführt sowie galvanisch mit der vorzugsweise leitend ausgeführten Platte oder Folie (2) verbunden wird und der Innenleiter des koaxialen Wellenleiters axial verlängert und transversal bezüglich der Schlitzstrukturachse über die Schlitzstruktur (2.1) geführt sowie galvanisch mit der komplementären Begrenzung der Schlitzstruktur (2.1), vorzugsweise im Punkt (2.2) mit der komplementären Begrenzung der Schlitzstruktur (2.1), gekoppelt wird.On this basis, the conductive or partially conductive, preferably conductive plate or film ( 2 ) is coupled to a waveguide, preferably a coaxial waveguide, in that the outer conductor of the coaxial waveguide leads radially to the inner boundary of the slot structure ( 2.1 ) and galvanically with the conductive plate or film ( 2 ) is connected and the inner conductor of the coaxial waveguide is axially extended and guided transversely with respect to the slot structure axis over the slot structure ( 2.1 ) and galvanically with the complementary limitation of the slot structure ( 2.1 ), preferably at point ( 2.2 ) with the complementary limitation of the slot structure ( 2.1 ), is coupled.
Die Strahlungskopplung der leitfähigen Ebenen (2) und (3) ermöglicht insbesondere die Homogenisierung der Azimutalabhängigkeit der resultierenden Strahlungscharakteristik, indem die mittels der strukturierten und vorzugsweise leitfähigen Platte oder Folie (3) erzeugte Azimutalabhängigkeit des reaktiven Belastungsprofils sowie die mittels der strukturierten und vorzugsweise leitfähigen Platte oder Folie (2) erzeugte Azimutalabhängigkeit des Impedanzprofils der Primärstrahlerebene strahlungskopplungsseitig komplex überlagert werden. Die Erzeugung der koordinatenabhängigen Reaktanzprofile erfolgt mittels der eingefügten mechanischen Strukturdiskontinuitäten in. Form der innerhalb der leitfähigen Ebenen eingebrachten Blenden bzw. Blendenkombinationen.The radiation coupling of the conductive levels ( 2 ) and ( 3 ) enables in particular the homogenization of the azimuthal dependency of the resulting radiation characteristic by the azimuthal dependence of the reactive load profile generated by means of the structured and preferably conductive plate or film ( 3 ) and that by means of the structured and preferably conductive plate or film ( 2 ) generated azimuthal dependency of the impedance profile of the primary radiator plane is complexly superimposed on the radiation coupling side. The coordinate-dependent reactance profiles are generated by means of the inserted mechanical structural discontinuities in the form of the diaphragms or diaphragm combinations introduced within the conductive planes.
In abgeleiteter Weise erfolgt mittels der geometrischen und stofflichen Bemessung des nichtleitenden oder partiell leitenden oder leitenden, vorzugsweise leitenden und ausgebildeten Ebenen (2), (3) sowie mittels der Bemessung der längenbezogenen Abhängigkeit des Außendurchmessers des vorzugsweise zylindermantelförmig konfigurierten Verbindungselementes (4), die in dieser Form sowohl kontinuierlich als auch diskontinuierlich, vorzugsweise diskontinuierlich und stufenweise, ausgebildet werden kann, die überlagerte Steuerung des spektralen Quellenverhaltens bzw. der resultierenden Aperturbelegung des gekoppelten Wellenleiterstrahlers.In a derived manner, the geometrical and material dimensioning of the non-conductive or partially conductive or conductive, preferably conductive and formed levels ( 2 ), ( 3 ) and the dimensioning of the length-dependent dependence of the outside diameter of the connecting element ( 4 ), which is preferably configured in the form of a cylinder jacket, this form can be formed both continuously and discontinuously, preferably discontinuously and stepwise, the superimposed control of the spectral source behavior or the resulting aperture assignment of the coupled waveguide radiator.
Die Anordnung wird geometrieseitig für den Resonanzfall dimensioniert, wobei die der Apertur flächenpartiell vorgeordnete dielektrische Container- oder Montageebene bzw. dielektrische Container- oder Montageschicht, die hierbei durch die entsprechende Strahlercontainerung oder auch anderweitige dielektrische Körperebenen vergegenständlicht wird, in ihrer elektromagnetischen, primär kapazitiven Wirkung mittels einer induktiven Verstimmung der resonanten Wellenleiterstruktur äquivalenten Grades berücksichtigt wird.The arrangement is dimensioned on the geometry side for the resonance case, whereby the dielectric container or upstream of the aperture Assembly level or dielectric container or assembly layer, this through the appropriate spotlight container or otherwise dielectric body planes is represented in their electromagnetic, primarily capacitive effect by means of an inductive Detuning the equivalent degree resonant waveguide structure is taken into account.
In gleicher Weise wird die primär kapazitive Wirkung leitfähiger und orthogonal zur Strahlerachse angeordneter Montageebenen mittels einer kompensierenden induktiven Verstimmung berücksichtigt. In the same way, the primary capacitive effect becomes more conductive and mounting planes arranged orthogonally to the radiator axis by means of a compensating inductive detuning is taken into account.
Die gegenständliche Erfindung soll mittels eines Ausführungsbeispiels für den Frequenzbereich 890 MHz bis 860 MHz sowie 1710 MHz bis 1880 MHz näher erläutert werden.The subject invention is intended to use an exemplary embodiment for the Frequency range 890 MHz to 860 MHz and 1710 MHz to 1880 MHz closer are explained.
Das Ausführungsbeispiel bezieht sich auf die Konfigurierung einer planaren Gewinnantenne mit azimutaler Rundstrahlungscharakteristik sowie Bündelung in der Elevationsebene, deren Eignung auf der Basis der Aufsatzmontage sowohl für Innen- als auch Außenanwendungen gegeben ist.The exemplary embodiment relates to the configuration of a planar Winning antenna with azimuthal omnidirectional characteristics and bundling in the elevation level, its suitability based on the top-mounted is given for both indoor and outdoor applications.
Die Konfigurierung der beispielhaften Lösung erfolgt in der Weise, dass eine nichtleitfähige und kreisförmig berandete Platte (1), bestehend aus der Stoffkomposition Luran, unter Zwischenlage einer kreisringförmigen Dichtungsscheibe flächenparallel zur leitfähigen Aufsatz- bzw. Montageebene angeordnet wird, wobei gemäß der Abb. 1 die kreisförmig berandete Platte (1) die Auflageebene des Antennencontainments bildet. Flächenparallel sowie zentrisch zur dielektrischen und kreisförmig berandeten Platte (1) erfolgt die Anordnung einer leitfähigen und kreisförmig berandeten Platte oder Folie (2), bestehend aus Messing, Kupfer oder Aluminium, die mit der in der Abb. 2 dargestellten allseitig geschlossenen sowie kreissektorförmig geführten Schlitzstruktur (2.1) versehen ist. Die kreisförmig berandete Platte oder Folie (2) wird zentrisch mit einem der Abb. 4 gemäßen zylindermantelförmigen Verbindungselement (4) verbunden, indem der zylindermantelförmige Abschnitt (4.1) des Verbindungselementes (4) mit der Berandung der kreisförmig ausgeführten Blende (2.3) der leitfähigen Platte oder Folie (2), vorzugsweise mittels Lötverbindung, verbunden wird. Der Abschnitt (4.2) des Verbindungselementes (4) wird mit einem der Abb. 4 gemäßen metrischen Außengewinde M12 × 1 versehen, wodurch die definierte und zentrische Montagebasis der Anordnung auf beliebigem leitfähigen Untergrund gebildet wird. Die Distanzierung der leitfähigen Platte oder Folie (2) gegenüber der dielektrischen Platte (1) wird mittels der Einlage eines dielektrischen sowie kreisringförmig ausgebildeten Distanzelementes, bestehend aus Polyvinylchlorid, gemäß der Abb. 1 erzielt. In gleicher Weise flächenparallel sowie zentrisch zur leitfähigen Platte oder Folie (2) erfolgt die Anordnung einer weiteren leitfähigen Platte oder Folie (3), bestehend aus Messing, Kupfer oder Aluminium, wobei die Distanzierung zwischen den leitfähigen Platten oder Folien (2) und (3) gemäß der Abb. 1 mittels der Einlage eines dielektrischen und kreisringförmig ausgebildeten Distanzelementes, bestehend aus Polyvinylchlorid, erzielt wird. Gemäß der Abb. 3 wird die leitfähige Platte oder Folie (3) mit einer Blendenkombination, bestehend aus den der Abb. 3 gemäßen gekoppelten und kreissektorförmig ausgeführten Blenden (3.1) und (3.2), versehen.The exemplary solution is configured in such a way that a non-conductive and circular-edged plate ( 1 ) consisting of the Luran fabric composition is arranged with the interposition of an annular sealing washer parallel to the surface of the conductive attachment or assembly level, whereby according to Fig. 1 the circular-edged plate ( 1 ) forms the support plane of the antenna container. A conductive and circular-edged plate or film ( 2 ), consisting of brass, copper or aluminum, is arranged parallel to the surface and centrally to the dielectric and circular-edged plate ( 1 ), with the slot structure shown in FIG ( 2.1 ) is provided. The circular-edged plate or film ( 2 ) is connected centrally to a cylindrical jacket-shaped connecting element ( 4 ) according to Fig. 4 by the cylindrical-jacket-shaped section ( 4.1 ) of the connecting element ( 4 ) with the edges of the circularly designed panel ( 2.3 ) of the conductive plate or foil ( 2 ), preferably by means of a soldered connection. The section ( 4.2 ) of the connecting element ( 4 ) is provided with a metric external thread M12 × 1 according to Fig. 4, whereby the defined and central mounting base of the arrangement is formed on any conductive surface. The spacing of the conductive plate or foil ( 2 ) from the dielectric plate ( 1 ) is achieved by inserting a dielectric and annular spacer element consisting of polyvinyl chloride, as shown in Fig. 1. In the same way, parallel to the surface and centrally to the conductive plate or foil ( 2 ), another conductive plate or foil ( 3 ) consisting of brass, copper or aluminum is arranged, the spacing between the conductive plates or foils ( 2 ) and ( 3 ) according to Fig. 1 is achieved by inserting a dielectric and annular spacer element, consisting of polyvinyl chloride. According to Fig. 3, the conductive plate or film ( 3 ) is provided with an aperture combination consisting of the coupled and circular sector-shaped apertures ( 3.1 ) and ( 3.2 ) shown in Fig. 3.
Die elektromagnetische Anregung erfolgt über einen koaxialen Wellenleiter, dessen Außenleiter radial bis zur innenseitigen Begrenzung der Schlitzstruktur (2.1) geführt und galvanisch mit der leitfähigen Platte oder Folie (2), vorzugsweise mittels Lötverbindung, gekoppelt wird bzw. dessen Innenleiter axial verlängert und transversal bezüglich der Achse der Schlitzstruktur (2.1) über die Schlitzstruktur (2.1) bis zum Punkt (2.2) geführt sowie punktuell mit der leitfähigen Platte oder Folie (2), vorzugsweise mittels Lötverbindung, gekoppelt wird.The electromagnetic excitation takes place via a coaxial waveguide, the outer conductor of which is guided radially to the inner boundary of the slot structure ( 2.1 ) and is galvanically coupled to the conductive plate or film ( 2 ), preferably by means of a soldered connection, or the inner conductor is axially extended and transverse with respect to the Axis of the slot structure ( 2.1 ) is guided over the slot structure ( 2.1 ) to the point ( 2.2 ) and is coupled at certain points to the conductive plate or film ( 2 ), preferably by means of a soldered connection.
Claims (4)
eine erste nichtleitfähige, ein- oder mehrlagige, vorzugsweise einlagige, Platte oder Folie (1), vorzugsweise bestehend aus kunststoff-, keramik- oder glasförmigen Lagen identischer oder nichtidentischer, vorzugsweise nichtidentischer Lagengeometrie, mit kreisförmiger, elliptischer, dreieckförmiger, quadratischer, rechteckförmiger, pentagonaler, hexagonaler, octagonaler oder beliebiger Berandung berührend oder in einem definierten Abstand, vorzugsweise unter Zwischenlage einer Haft- oder Dichtungsschicht, flächenparallel oder unter einer definierten Winkelabhängigkeit, vorzugsweise flächenparallel, zu einer ein- oder mehrlagigen, vorzugsweise einlagigen, leitenden oder partiell leitenden Platte oder Folie mit kreisförmiger, elliptischer, dreieckförmiger, quadratischer, rechteckförmiger, pentagonaler, hexagonaler, octagonaler oder beliebiger Berandung, vorzugsweise bestehend aus einer Lage mit definiertem Leitfähigkeitsprofil, vorzugsweise einer leitenden oder halbleitenden Lage oder mehreren Lagen mit definiertem gleichen oder ungleichen Leitfähigkeitsprofil, vorzugsweise mehreren leitenden oder halbleitenden Lagen jeweils identischer oder nichtidentischer Lagengeometrie, angeordnet wird;
eine zweite ein- oder mehrlagige, vorzugsweise einlagige, Platte oder Folie (2), vorzugsweise bestehend aus einer Lage mit definiertem Leitfähigkeitsprofil, vorzugsweise einer leitenden oder halbleitenden Lage, mit kreisförmiger, elliptischer, dreieckförmiger, quadratischer, rechteckförmiger, pentagonaler, hexagonaler, octagonaler oder beliebiger Berandung, vorzugsweise kreisförmiger Berandung, zentrisch bzw. axialsymmetrisch oder exzentrisch bzw. axialunsymmetrisch, vorzugsweise axialsymmetrisch, berührend oder in einem definierten Abstand, vorzugsweise in einem definierten Abstand, flächenparallel oder unter einer definierten Winkelabhängigkeit, vorzugsweise flächenparallel, zu der ersten, nichtleitenden, ein- oder mehrlagigen, vorzugsweise einlagigen, Platte oder Folie (2) angeordnet wird;
die leitende oder partiell leitende, vorzugsweise leitende Platte oder Folie (2) galvanisch mit einem vorzugsweise zentrisch positionierten sowie leitenden und vorzugsweise zylindermantelförmig ausgeführten Verbindungselement (4) verbunden wird, indem das leitende und vorzugsweise zylindermantelförmig ausgeführte Verbindungselement (4) mit orthogonal zur Ebene der vorzugsweise leitfähigen Platte oder Folie (2) verlaufender Achse mit der vorzugsweise leitenden Platte oder Folie (2) gekoppelt wird;
das leitende und vorzugsweise zylindermantelförmig ausgeführte Verbindungselement (4) galvanisch mit dem leitfähigen Untergrund bzw. der leitfähigen Montageebene gekoppelt wird, indem die Achse des Verbindungselementes (4) parallel zur Flächennormale des leitfähigen Untergrundes bzw. der leitfähigen Montageebene geführt wird;
die leitende oder partiell leitende Platte oder Folie (2) mit einer einseitig oder allseitig, vorzugsweise allseitig geschlossenen Schlitzstruktur (2.1) versehen wird, deren Achse kreisförmig, elliptisch, dreieckförmig, quadratisch, rechteckförmig, pentagonal, hexagonal, octagonal oder beliebig verlaufend, vorzugsweise kreisförmig mit winkelunabhängiger radialer Distanz bezüglich der Symmetrieachse der vorzugsweise kreisförmig ausgeführten Platte oder Folie (2) verlaufend, innerhalb der leitenden oder partiell leitenden, vorzugsweise leitenden, Platte oder Folie (2) angeordnet wird;
eine dritte, ein- oder mehrlagige Platte oder Folie (3), vorzugsweise bestehend aus einer Lage oder mehreren Lagen mit definiertem Suszeptibilitäts- bzw. Leitfähigkeitsprofil, vorzugsweise bestehend aus einer partiell leitenden oder leitenden Lage oder mehreren zueinander gleichen oder ungleichen partiell leitenden oder leitenden Lagen, mit kreisförmiger, elliptischer, dreieckförmiger, quadratischer, rechteck förmiger, pentagonaler, hexagonaler, octagonaler oder beliebiger, vorzugsweise kreisförmiger, Außenberandung galvanisch berührungsfrei in einem definierten Abstand flächenparallel oder unter einem definierten Winkelversatz zur leitenden oder partiell leitenden Platte oder Folie (2), vorzugsweise flächenparallel zur leitenden oder partiell leitenden Platte oder Folie (2) angeordnet wird, wobei die leitende oder partiell leitende Platte oder Folie (3) mit einer Blende oder mehreren gekoppelten oder ungekoppelten Blenden gleicher oder ungleicher Kontur und Abmessungen, vorzugsweise einer Blendenkombination, bestehend aus zwei oder mehreren, vorzugsweise zwei ungleichen Blenden (3.1), (3.2) mit definierter Kontur, versehen wird und die geometrische Positionierung der Blende oder des Blendenverbundes gegenüber den Positions- bzw. Verlaufskoordinaten der Schlitz- oder Blendenstruktur der leitenden oder partiell leitenden Platte oder Folie (2) mit vorzugsweise kreisförmiger Außenkontur in definierter Winkelabhängigkeit erfolgt;
die leitende oder partiell leitende, vorzugsweise leitende Platte oder Folie (2) mit einem Wellenleiter, vorzugsweise koaxialen Wellenleiter, gekoppelt wird, indem der Außenleiter des koaxialen Wellenleiters radial bis zur innenseitigen Begrenzung der Schlitzstruktur (2.1) geführt sowie galvanisch mit der vorzugsweise leitend ausgeführten Platte oder Folie (2) verbunden wird und der Innenleiter des koaxialen Wellenleiters axial verlängert und transversal bezüglich der Schlitzstrukturachse über die Schlitzstruktur (2.1) geführt sowie galvanisch mit der komplementären Begrenzung der Schlitzstruktur (2.1), vorzugsweise im Punkt (2.2) mit der komplementären Begrenzung der Schlitzstruktur (2.1), gekoppelt wird.1. planar antenna module with azimuthal omnidirectional radiation pattern, consisting of an arrangement of geometrically defined dielectric and conductive layers, characterized in that
a first non-conductive, single or multi-layer, preferably single-layer, plate or film ( 1 ), preferably consisting of plastic, ceramic or glass-shaped layers of identical or non-identical, preferably non-identical layer geometry, with circular, elliptical, triangular, square, rectangular, pentagonal , hexagonal, octagonal or any edge touching or at a defined distance, preferably with the interposition of an adhesive or sealing layer, parallel to the surface or at a defined angle, preferably parallel to the surface, to a single or multi-layer, preferably single-layer, conductive or partially conductive plate or film with circular, elliptical, triangular, square, rectangular, pentagonal, hexagonal, octagonal or any boundary, preferably consisting of a layer with a defined conductivity profile, preferably a conductive or semi-conductive en layer or several layers with a defined same or different conductivity profile, preferably several conductive or semiconducting layers, each with identical or non-identical layer geometry, is arranged;
a second single or multi-layer, preferably single-layer, plate or film ( 2 ), preferably consisting of a layer with a defined conductivity profile, preferably a conductive or semi-conductive layer, with circular, elliptical, triangular, square, rectangular, pentagonal, hexagonal, octagonal or any boundary, preferably circular boundary, centric or axially symmetrical or eccentric or axially asymmetrical, preferably axially symmetrical, touching or at a defined distance, preferably at a defined distance, parallel to the surface or at a defined angle, preferably parallel to the surface, to the first, non-conductive one - or multi-layer, preferably single-layer, plate or film ( 2 ) is arranged;
the conductive or partially conductive, preferably conductive plate or film ( 2 ) is galvanically connected to a preferably centrally positioned and conductive and preferably cylindrical jacket-shaped connecting element ( 4 ) by the conductive and preferably cylindrical jacket-shaped connecting element ( 4 ) with orthogonal to the plane of the preferably conductive plate or film ( 2 ) extending axis is coupled with the preferably conductive plate or film ( 2 );
the conductive and preferably cylindrical jacket-shaped connecting element ( 4 ) is galvanically coupled to the conductive base or the conductive mounting plane, in that the axis of the connecting element ( 4 ) is guided parallel to the surface normal of the conductive base or the conductive mounting level;
the conductive or partially conductive plate or film ( 2 ) is provided with a slot structure ( 2.1 ) which is closed on one or all sides, preferably all sides, the axis of which is circular, elliptical, triangular, square, rectangular, pentagonal, hexagonal, octagonal or arbitrarily extending, preferably circular arranged at an angle-independent radial distance with respect to the axis of symmetry of the preferably circular plate or film ( 2 ) within the conductive or partially conductive, preferably conductive, plate or film ( 2 );
a third, single or multi-layer plate or film ( 3 ), preferably consisting of one layer or several layers with a defined susceptibility or conductivity profile, preferably consisting of a partially conductive or conductive layer or several mutually identical or unequal partially conductive or conductive layers , with circular, elliptical, triangular, square, rectangular, pentagonal, hexagonal, octagonal or any, preferably circular, outer edge galvanically contact-free at a defined distance parallel to the surface or at a defined angular offset to the conductive or partially conductive plate or film ( 2 ), preferably is arranged parallel to the surface of the conductive or partially conductive plate or film ( 2 ), the conductive or partially conductive plate or film ( 3 ) having one or more coupled or uncoupled screens of the same or different contours and dimensions s, preferably a panel combination, consisting of two or more, preferably two unequal panels ( 3.1 ), ( 3.2 ) with a defined contour, and the geometric positioning of the panel or panel assembly relative to the position or course coordinates of the slot or panel structure the conductive or partially conductive plate or film ( 2 ) is preferably made with a circular outer contour in a defined angle dependence;
the conductive or partially conductive, preferably conductive plate or foil ( 2 ) is coupled to a waveguide, preferably coaxial waveguide, by guiding the outer conductor of the coaxial waveguide radially to the inner boundary of the slot structure ( 2.1 ) and galvanically with the preferably conductive plate or foil ( 2 ) is connected and the inner conductor of the coaxial waveguide is axially extended and guided transversely with respect to the slot structure axis over the slot structure ( 2.1 ) and galvanically with the complementary limitation of the slot structure ( 2.1 ), preferably in point ( 2.2 ) with the complementary limitation of the Slot structure ( 2.1 ) is coupled.
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