DE102004016157A1 - Antenna according to planar design - Google Patents
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Abstract
Eine verbesserte Antenne nach planarer Bauart, insbesondere eine Patch-Antenne (1), mit mehreren entlang einer axialen Achse (A) übereinander angeordneten Flächen und Schichten umfasst folgende Merkmale: DOLLAR A - Es ist wenigstens eine Aussparung (8) vorgesehen, die in der Strahlungsfläche (4) liegt und von dieser umgeben ist; DOLLAR A - im Bereich der Aussparung (8) kommt ein oberes Ende oder ein oberer Endabschnitt (5a) der Speiseleitung (5) zu liegen, und DOLLAR A - im Bereich der Aussparung (8) geht das obere Ende oder der obere Endabschnitt (5a) der Speiseleitung (5) in eine Anschlussleitung (6) über und ist mit einer Anschlussleitung (6) verbunden, die wiederum mit der Strahlungsfläche (4) verbunden ist.An improved planar-type antenna, in particular a patch antenna (1), with a plurality of surfaces and layers arranged one above the other along an axial axis (A) comprises the following features: DOLLAR A - At least one recess (8) is provided in the Radiation surface (4) is located and surrounded by this; DOLLAR A - in the region of the recess (8) is an upper end or an upper end portion (5a) of the feed line (5) to lie, and DOLLAR A - in the region of the recess (8) is the upper end or the upper end portion (5a ) of the feed line (5) in a connecting line (6) and is connected to a connecting line (6), which in turn is connected to the radiation surface (4).
Description
Die Erfindung betrifft eine Antenne nach planarer Bauart, insbesondere eine Patch-Antenne, sowie ein entsprechendes Herstellungsverfahren für eine solche Antenne.The The invention relates to a planar-type antenna, in particular a patch antenna, and a corresponding manufacturing method for one such antenna.
Patch-Antennen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Solche Antennen umfassen wenigstens eine elektrisch leitende Strahlungsfläche, die gegenüber einer Massefläche angeordnet ist. Zwischen Massefläche und Strahlungsfläche ist ein dielektrisches Substrat vorgesehen. Die Strahlungsfläche ist mit einer Speiseleitung verbunden und strahlt ein elektromagnetisches Feld ab, wenn an die Speiseleitung eine Wechselspannung angelegt wird.Patch antennas are known from the prior art. Such antennas include at least one electrically conductive radiation surface, which faces a ground plane is arranged. Between ground plane and radiation surface a dielectric substrate is provided. The radiation surface is connected to a feed line and emits an electromagnetic Field off when applied to the supply line an AC voltage becomes.
Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Patch-Antennen erweist es sich als nachteilhaft, dass die Antennen oft nicht auf spezifische Strahlungsprofile genau abgestimmt werden können.at it proves the patch antennas known from the prior art disadvantageous that the antennas are often not specific Radiation profiles can be precisely tuned.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Antenne nach planarer Bauart zu schaffen, welche auf einfache Art und Weise abgestimmt werden kann, um insbesondere eine er wünschte Strahlungscharakteristik zu gewährleisten.task The invention is therefore an antenna of planar design to create, which are easily tuned in particular, he could wish for To ensure radiation characteristics.
Die erfindungsgemäße Antenne umfasst mehrere entlang einer axialen Achse übereinander angeordnete Flächen und Schichten. Es ist insbesondere eine elektrisch leitende Massefläche vorgesehen, auf der bevorzugt eine dielektrische Substratschicht angeordnet ist (wobei das Dielektrikum in einer Abwandlung der Erfindung auch aus Luft bestehen kann). Auf dieser Substratschicht oder oberhalb des Dielektrikums kann jedoch eine elektrisch leitende Strahlungsfläche angeordnet oder vorgesehen sein, die mit einer elektrisch leitenden Speiseleitung verbunden ist. Die Antenne zeichnet sich dadurch aus, dass wenigstens eine Aussparung vorgesehen ist, die sich in Draufsicht in axialer Richtung innerhalb der Strahlungsfläche befindet, wobei durch die Aussparung ein Ende der Speiseleitung freigelegt ist oder das obere Ende oder der Endbereich der Speiseleitung zu liegen kommt. Dieses Ende der Speiseleitung ist wiederum über eine elektrisch leitende Anschluss- oder Verbindungsleitung mit der Strahlungsfläche verbunden. Dabei kann die Speiseleitung auch einstückig, d.h. einteilig mit der Anschluss- oder Verbindungsleitung verbunden sein, so dass die Speiseleitung direkt in die Anschlussleitung übergeht, wobei die Anschlussleitung bevorzugt lediglich einen gegenüber der Speiseleitung gebogenen oder abgewinkelten Leitungsabschnitt darstellt. Durch die Anbringung der Aussparung im Bereich der Speiseleitung kann auf einfache und effektive Weise eine Abstimmung der Antenne erfolgen, insbesondere die Strahlungscharakteristik entsprechend eingestellt werden.The antenna according to the invention comprises a plurality of surfaces arranged one above the other along an axial axis and Layers. In particular, an electrically conductive ground plane is provided, on which preferably a dielectric substrate layer is arranged is (wherein the dielectric in a modification of the invention also can consist of air). On this substrate layer or above the Dielectric, however, can be arranged an electrically conductive radiation surface or be provided, which is connected to an electrically conductive feed line is. The antenna is characterized in that at least one Recess is provided which is in plan view in the axial direction within the radiation area is located, through the recess one end of the feed line is exposed or the top or the end of the feed line to come to rest. This end of the feed line is again over a electrically conductive connection or connecting line connected to the radiation surface. In this case, the feed line can also be in one piece, i. in one piece with the Connection or connecting line be connected so that the feed line goes directly into the connection line, wherein the connecting line preferably only one opposite to Supply line curved or angled line section represents. By attaching the recess in the feed line can in a simple and effective way to tune the antenna, in particular the radiation characteristic adjusted accordingly become.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Aussparung derart ausgebildet, dass die Anschlußleitung durch einen Teil der Strahlungsfläche gebildet wird. Es muss somit keine separate Anschlußleitung zwischen Strahlungsfläche und Speiseleitung vorgesehen werden, sondern die Anschlußleitung kann ein integraler Bestandteil der Strahlungsfläche sein. Auf diese Weise wird u.a. die Herstellung der Antenne vereinfacht.In a preferred embodiment the recess is formed such that the connection line is formed by a part of the radiation surface. It must thus no separate connection line between radiating surface and supply line are provided, but the connection line can be an integral part of the radiation surface. This way will et al simplifies the manufacture of the antenna.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antenne sind in der Anschlußleitung ein oder mehrere aktive und/oder passive elektrische Bauelemente vorgesehen. Durch die Zwischenschaltung solcher elektrischer Bauelemente ergibt sich eine weitere Möglichkeit, auf einfache Art und Weise die Strahlungscharakteristik der Antenne abzustimmen.In a particularly preferred embodiment the antenna according to the invention are in the connection line one or more active and / or passive electrical components intended. Through the interposition of such electrical components there is another possibility in a simple way, the radiation characteristics of the antenna vote.
In einer weiteren Variante der erfindungsgemäßen Antenne ist die Speiseleitung in einer sich durch die Massefläche und die dielektrische Substratschicht erstreckende Öffnung angeordnet. Der Querschnitt der Aussparung ist dabei vorzugsweise wenigstens genauso groß wie der Querschnitt der Öffnung. In einer weiteren Variante der Erfindung ist die wenigstens eine Aussparung in Draufsicht in axialer Richtung im wesentlichen als Vieleck bzw. als Kreis ausgestaltet. Ferner kann auch die Substratschicht und/oder die Strahlungsfläche und/oder die Massefläche in Draufsicht kreisförmig oder als Vieleck ausgestaltet sein.In Another variant of the antenna according to the invention is the feed line in a through the mass surface and the dielectric substrate layer extending opening arranged. The cross section of the recess is preferably at least just as big as the cross section of the opening. In a further variant of the invention, the at least one Recess in plan view in the axial direction substantially as Polygon or designed as a circle. Furthermore, the substrate layer may also be and / or the radiation surface and / or the ground plane circular in plan view or be designed as a polygon.
Neben den Aussparungen zur Freilegung der Speiseleitung sind in einer weiteren Variante der Erfindung eine oder mehrere weitere Aussparungen in der Strahlungsfläche vorgesehen, wobei diese Aussparungen vom umlaufenden Rand der Patch- oder Strahlungsfläche an sich in das Innere der Strahlungsfläche hineinreichen. Hierdurch wird eine weite re Möglichkeit zum einfachen Abstimmen der Antenne geschaffen.Next the recesses for exposing the feed line are in one Another variant of the invention, one or more further recesses in the radiation surface provided, these recesses from the peripheral edge of the patch or radiating surface in itself reach into the interior of the radiation surface. hereby becomes another possibility created for easy tuning of the antenna.
In einer bevorzugten Variante ist die Antenne als Mehrschichtstruktur aufgebaut.In In a preferred variant, the antenna is a multilayer structure built up.
In einer bevorzugten erfindungsgemäßen Variante ist vorgesehen, dass die Anschlussleitung durch einen Teil der Strahlungsfläche gebildet wird. Hierdurch wird die Herstellung der Anschlussleitung vereinfacht, da nicht mehr in einem Zwischenschritt eine separate Anschlussleitung gefertigt werden muss. In einer weiteren bevorzugten Variante sind zur verbesserten Abstimmung der Antenne und/oder zur Beeinflussung der Strahlungseigenschaften ferner noch passive und/oder aktive elektrische Bauelemente in der Verbindungsleitung vorgesehen. Die Anschlussleitung kann dazu auch eine flächige Struktur aufweisen, beispielsweise in Form von Leitungsverzweigungen, in denen die diversen aktiven und/oder passiven Bauelemente angeordnet sind. Diese Anschlussleitungs-Verzweigungen können von daher auch auf dem Substrat ausgebildet sein, auf welchem die hierfür benötigten Abschnitte und Teile der Anschlussleitungen mit den gegebenenfalls vorgesehenen Komponenten verwirklicht sind.In a preferred variant of the invention it is provided that the connecting line is formed by a part of the radiation surface. As a result, the production of the connection line is simplified, since no longer in an intermediate step, a separate connection line must be made. In a further preferred variant, passive and / or active electrical components are also available for improved tuning of the antenna and / or for influencing the radiation properties provided in the connecting line. The connection line can also have a planar structure, for example in the form of line branches, in which the various active and / or passive components are arranged. Therefore, these connection branch branches can therefore also be formed on the substrate, on which the sections and parts of the connection lines required for this purpose with the optionally provided components are realized.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der beigefügten Figuren beschrieben.embodiments The invention will be described with reference to the accompanying drawings.
Es zeigen:It demonstrate:
In
Die
Antenne umfasst als unterste Schicht eine Massefläche
Anstelle
der in
Auch
bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß
Nur
der Vollständigkeit
halber wird nochmals betont, dass sowohl die Speiseleitung
Schließlich wird
der Vollständigkeit
halber auch noch erwähnt,
dass für
das Substrat
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