DE102009005103B4 - Elektronisch steuerbare Antenne in Kugelform - Google Patents

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Abstract

Antennenanordnung (1), insbesondere elektronisch steuerbare Antennenanordnung (1), mit einer Vielzahl von Strahlerelementen (2) und einem kugelförmigen Grundkörper (3) zur Aufnahme der Strahlerelemente (2), dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (3) polyederförmig ist, wobei der Polyeder mindestens eine erste und eine zweite Sorte zueinander nicht-kongruenter Seitenflächen (4, 5) aufweist, die weniger als zwei Strahlerelemente (2) aufnehmen, und wobei sich die Flächeninhalte (F, F') jener Seitenflächen (4, 5), die mindestens ein Strahlerelement (2) aufnehmen, um weniger als 30%, insbesondere weniger als 20%, beispielsweise weniger als 10%, unterscheiden.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Antenne beziehungsweise eine Antennenanordnung, insbesondere eine elektronisch steuerbare Antennenanordnung, mit einer Vielzahl von Strahlerelementen und einem kugelförmigen Grundkörper zur Aufnahme der Strahlerelemente, sowie ein Sende- und/oder Empfangsgerät umfassend die Antennenanordnung.
  • Es ist bekannt, für die mobile Kommunikation über Satellit nachführbare Antennen bei mobilen Einheiten wie Fahrzeugen, Flugzeugen oder Schiffen automatisch vorzusehen, welche die Relativbewegung zwischen der mobilen Einheit und dem Satellit ausgleichen. Bei einer Kommunikation über einen geostationären Satelliten ist der Satellit in Bezug auf die Erdoberfläche ortsfest, und die Eigenbewegung der mobilen Einheit erfordert eine automatische Nachführung der Antenne, um optimale Sende- beziehungsweise Empfangseigenschaften zu gewährleisten.
  • Während sich beispielsweise ein geostationärer Satellit aus Sicht eines Schiffes am Äquator direkt über dem Schiff befinden kann, steht er aus Sicht des Schiffs umso niedriger je weiter sich das Schiff vom Äquator entfernt. In der Nordsee sind geostationäre Satelliten teilweise unter einem Erhebungswinkel von 5 bis 8 Grad zu sehen. Falls das Schiff durch Wellengang schwankt, können aus Sicht der Antenne auch negative Elevationswinkel auftreten.
  • Eine nachführbare Antenne für einen weltweiten Schiffseinsatz muss daher einen Schwenkwinkel aufweisen, der im Azimut 0 bis 360 Grad im Azimut und in der Elevation ca. –10 Grad bis 90 Grad beträgt. Bei Flugzeugen kann ein noch größerer Winkelbereich in der Elevation wünschenswert sein. Weiterhin muss die Antennenfläche groß genug sein, um für genügend Antennengewinn in jeder dieser Raumrichtungen zu sorgen. Auch sollte die Antennenwirkfläche über die Raumrichtungen möglichst konstant sein, sodass sich der Antennengewinn beim Schwenken möglichst wenig ändert. Weiterhin besteht das Bedürfnis, die Antenne möglichst klein und/oder möglichst flach zu gestalten.
  • Es ist weiterhin bekannt, Antennen mechanisch zu steuern. Bei der mechanischen Strahlsteuerung wird meist eine Reflektorantenne verwendet, die mittels einer mehrachsigen Positioniereinheit auf den Satelliten hin ausgerichtet wird. Dadurch befindet sich der Satellit immer in der Hauptstrahlungsrichtung der Antenne, die Antennenwirkfläche und der Antennengewinn bleiben konstant, unabhängig vom Elevationswinkel.
  • Bei einer elektrischen Strahlsteuerung hingegen bestehen die Antennen aus einem Array von Einzelstrahlern. Die Strahlschwenkung wird durch eine Änderung der Phasenbeziehung der Signale, mit welchen die Strahler beaufschlagt werden, hervorgerufen. Sie geschieht ohne mechanische Bewegung der Antenne. Daher ist eine elektronisch steuerbare Antenne flachen Aufbaus bis auf den Ausnahmefall einer lotrechten Ausrichtung praktisch nie optimal zum Satelliten hin ausgerichtet. Bei einer flachen Antenne verringert sich der Antennengewinn, je mehr der Antennenstrahl sich dem Horizont nähert, so dass die Antennenwirkfläche und der Antennengewinn von der momentanen Elevation abhängen.
  • Um einen konstanten Antennengewinn über die Hemisphäre bis hin zu negativen Elevationswinkeln zu erreichen, ist es bekannt, kugelförmige Antennen zu verwenden, da so die Antennenwirkfläche in jeder Richtung konstant bleibt. Nachteilig hierbei ist jedoch, dass eine Kugelform schwer zu realisieren ist, weil sie vergleichsweise aufwendig und teuer ist. Dieses trifft insbesondere dann zu, wenn auch die Strahlerelemente selbst an die Kugelkontur angepasst werden sollen. Um die Herstellungskosten zu verringern, ist es bekannt, die Kugelform durch planare Teilsegmente, wie zum Beispiel durch planare Dreiecke, anzunähern. Auf den Dreiecken können dann Strahlerelemente in planarer Technik montiert werden, wodurch die Realisierung im Vergleich zu den gewölbten Oberflächen deutlich vereinfacht wird. Bislang werden aufwendige Trägerstrukturen zur Aufnahme dieser Dreiecke eingesetzt, weshalb die Kosten und die Komplexität bei der Herstellung vergleichsweise hoch sind. Auch werden für eine in Bezug auf den Winkel gleichförmige Abstrahlbeziehungsweise Empfangscharakteristik eine Vielzahl von Strahlerelementen pro Fläche eingesetzt, wodurch viele der bekannten Antennenanordnungen einen vergleichsweise großen Raum beanspruchen.
  • Auch sind elektronisch steuerbare Antennen als sog. „Phased Arrays” bekannt, insbesondere als Bauform von konformen elektronisch steuerbaren Antennen, bei denen die Kugelform durch planare Segmente angenähert wird. Bei diesen bekannten Bauformen handelt es sich meist um Antennen mit hohem Gewinn, das heißt vielen Strahlerelementen pro Segment, wodurch Details bei der Annäherung der Kugelform durch planare Segmente weniger ins Gewicht fallen.
  • Bei hochkompakten Antennenanordnungen mit geringerem Gewinn und wenig Strahlerelementen pro Segment kommt der speziellen Annäherung der Kugelform eine besondere Bedeutung zu.
  • Der Artikel von A. Takahashi et al. ”Coverage Gain Limitation of Polyhedral Array Antennas” (in: International Workshop an Antenna Technology: Small Antennas and Novel Metamaterials, 2008; iWAT 2008; 4–6 März 2008, S. 570–573) offenbart Antennenanordnungen mit symmetrischen polyedrischen Grundkörpern.
  • Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Antennenanordnung beziehungsweise ein Sende- und/oder Empfangsgerät mit einer Antennenanordnung anzugeben, wobei eine einfache und preiswerte Herstellbarkeit, eine gleichmäßige Richtcharakteristik bezüglich der beiden Schwenkwinkel und ein hoher Antennengewinn in Relation zur Kompaktheit der Antennenanordnung realisiert werden.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch die Antennenanordnung und das Sende- und/oder Empfangsgerät wie in den unabhängigen Ansprüchen angegeben. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen, welche jeweils einzeln angewandt oder in geeigneter Weise beliebig miteinander kombiniert werden können, werden in der folgenden Beschreibung sowie in den Unteransprüchen beschrieben.
  • Die erfindungsgemäße Antennenanordnung, insbesondere elektronisch steuerbare Antennenanordnung, mit einer Vielzahl von Strahlerelementen und einem kugelförmigen Grundkörper zur Aufnahme der Strahlerelemente sieht in einer ersten Variante vor, dass der Grundkörper polyederförmig ist und mindestens eine Seitenfläche mit mindestens fünf Seitenkanten aufweist und dass der Grundkörper pro Seitenfläche weniger als zwei Strahlerelemente aufnimmt.
  • Der kugelförmige Grundkörper hat die Form eines Polyeders beziehungsweise eines Teilpolyeders, dessen Polyederflächen die Seitenflächen bilden. Die Seitenflächen können dreieckig, viereckig, fünfeckig, sechseckig und/oder mehreckig sein und sind im Wesentlichen planar. An den Seitenflächen sind insbesondere runde oder quadratische Strahlerelemente befestigt. Pro Seitenfläche nimmt der Grundkörper nur wenige Strahlerelemente auf, nämlich – im Mittel über alle Seitenflächen gerechnet – weniger als zwei Strahlerelemente. Durch eine planare Ausgestaltung der Seitenflächen ist der Grundkörper auf einfache und preiswerte Weise herstellbar. Hierdurch ist es auch möglich, die Strahlerelemente jeweils planar auszubilden, wodurch sich die Herstellungskosten weiter reduzieren. Der Grundkörper ist von einem Polyeder abgeleitet und ermöglicht eine preiswerte Approximation der Kugelform.
  • Durch die Ausgestaltung einer Seitenfläche mit mindestens fünf Seitenkanten wird ein günstiges Verhältnis von Umfang zu Flächeninhalt erhalten, das im Vergleich zu Ausgestaltungen mit weniger Ecken kleiner ist. Die Seitenfläche kann hierdurch ein vergleichsweise großes quadratisches oder rundes d. h. ein für eine zirkulare Polarisation geeignetes Strahlerelement aufnehmen. Quadratische oder runde Strahlerelemente sind in Hinblick auf vorteilhafte Polarisationseigenschaften der Antennenanordnung zweckmäßig.
  • Insbesondere weisen die Seitenflächen überwiegend fünf oder sechs Seitenkanten auf. Insbesondere weisen mehr als 80%, beispielsweise mehr als 90%, der Seitenflächen fünf oder sechs Seitenkanten auf. Durch die fünf- beziehungsweise sechseckigen Seitenflächen können vergleichsweise große einstückige Strahlerelemente aufgenommen werden, wodurch die Kompaktheit der Antennenordnung verbessert und der Antennengewinn pro Antennenvolumen gesteigert werden kann.
  • Die erfindungsgemäße Antennenanordnung, insbesondere eine elektronisch steuerbare Antennenanordnung, mit einer Vielzahl von Strahlerelementen und einem Grundkörper zur Aufnahme der Strahlerelemente sieht in einer zweiten Variante vor, dass der Grundkörper polyederförmig ist, wobei der Polyeder mindestens eine erste und eine zweite Sorte zueinander nicht kongruenter Seitenflächen aufweist, die weniger als zwei Strahlerelemente aufnehmen.
  • Diese zweite Variante kann alternativ angewandt oder mit der ersten Variante kombiniert werden.
  • Der Begriff „nicht kongruent” bedeutet, dass die Seitenflächen sich nicht durch eine Kongruenzabbildung, das heißt eine Parallelverschiebung, Drehung, Spiegelung oder deren Verknüpfungen, ineinander überführen lassen. Durch die Verwendung von zwei Sorten zueinander nicht kongruenter Seitenflächen kann die Kugelform durch Seitenflächen mit vergleichsweise großem Flächeninhalt approximiert werden. Hierdurch wird das Verhältnis von Antennengewinn zu Antennenvolumen verbessert.
  • Durch die Aufnahme von nur wenigen Strahlerelementen pro Seitenflächen, nämlich im Schnitt weniger als zwei Strahlerelemente pro Seitenfläche, wird ein hohes Maß an Kompaktheit der Antennenanordnung realisiert. Insbesondere nimmt jeder der Seitenflächen nur ein Strahlerelement auf.
  • In einer speziellen Ausgestaltung umfasst die erste Sorte fünfeckige Seitenflächen. In einer weiteren Ausgestaltung umfasst die zweite Sorte sechseckige Seitenflächen.
  • Es ist besonders vorteilhaft, für beide Varianten von Antennenanordnungen die Seitenflächen so zu gestalten, dass sich die Flächeninhalte jener Seitenflächen, die mindestens ein Strahlerelement aufnehmen, um weniger als 30%, insbesondere weniger als 20%, beispielsweise weniger als 10%, unterscheiden. Durch die Ausgestaltung der Seitenflächen mit im Wesentlichen gleichen Flächeninhalten ist es möglich, die Strahlerelemente im Wesentlichen gleichgroß zu gestalten. Hierdurch wird die Gleichmäßigkeit der Sende- beziehungsweise Empfangscharakteristik unterstützt und die Fertigungskosten werden verringert.
  • Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn der Flächeninhalt einer sechseckigen Seitenfläche im Wesentlichen gleichgroß ist wie der Flächeninhalt einer fünfeckigen Seitenfläche. Durch die Vergleichmäßigung der Flächeninhalte kann eine besonders gleichmäßige Abdeckung der Seitenflächen mit Strahlerelementen erreicht werden, wodurch der Bedeckungsgrad unter der Maßgabe einer gleichmäßigen Abstrahl- beziehungsweise Empfangscharakteristik vergrößert und der Antennegewinn gesteigert wird.
  • In einer Ausgestaltung ist die Form des Grundkörpers von einem platonischen Körper, insbesondere von einem Duodekaeder oder Ikosaeder, abgeleitet. Ein platonischer Körper ist ein regulärer Polyeder, der dadurch charakterisiert ist, dass seine Seitenflächen zueinander kongruente regelmäßige Vieleckige bilden, von denen in jeder Ecke jeweils gleich viele zusammentreffen. Insbesondere kann der platonische Körper abgestumpft sein. Durch die Ableitung bzw. Modifizierung des platonischen Körpers können insbesondere die Flächeninhalte der jeweiligen Seitenflächen angepasst und vergleichmäßigt werden. Hierdurch können in etwa gleichgroße bzw. sogar identische Strahlerelemente für alle relevante Seitenflächen verwendet werden.
  • In einer besonderen Ausführungsform weisen die Seitenflächen Seitenkanten auf, an welchen die Seitenflächen fügetechnisch, insbesondere mittels Befestigungsmitteln, miteinander verbunden sind. Diese Ausgestaltung erweist sich als besonders vorteilhaft im Hinblick auf die Herstellung und die mechanische Robustheit des kugelförmigen Grundkörpers. Als Befestigungsmittel können beispielsweise Schrauben, Stifte, Niete, Passfedern, Keile oder Nägel verwendet werden. Die Seitenflächen können auch verlötet, verschweißt, durch Falzung verbunden oder verklebt sein. Durch diese Maßnahme erübrigt sich die Notwendigkeit einer komplexen Trägerstruktur, weil sich die Seitenflächen des Grundkörpers gegenseitig stabilisieren. In der Folge wird das Gewicht und die Komplexität der Antennenanordnung reduziert.
  • Der Grundkörper kann frei von Seitenflächen sein, die dreieckig sind und ein Strahlerelement aufnehmen. Dreieckige Seitenflächen werden als eher ungünstig angesehen. weil diese vergleichsweise wenig Platz zur Aufnahme von quadratischen Strahlerelementen zur Verfügung stellen. Quadratische oder runde Strahlerelemente sind für Antennen, die polarisationssensitiv empfangen bzw. senden sollen, besonders vorteilhaft. Auch ist eine Verwendung von quadratischen Strahlerelementen auch in Hinblick auf eine gleichmäßige Abstrahlcharakteristik günstig.
  • Das erfindungsgemäße Sende- und/oder Empfangsgerät, insbesondere Radar mit einer Hochfrequenzstufe ist elektrisch verbunden mit der erfindungsgemäßen Antennenanordnung. Das dazu definierte Sende- und/oder Empfangsgerät weist sich durch eine hohe Kompaktheit, einfache und preiswerte Herstellbarkeit und ein gutes Verhältnis von Antennengewinn zu Antennengröße aus. Das Sende- und/oder Empfangsgerät kann als Radar in Schiffen, Fahrzeugen oder Flugzeugen eingesetzt werden. Typische Frequenzen zum Empfangen beziehungsweise Senden mit der Antennenanordnung liegen im Bereich von 100 MHz bis 100 GHz, insbesondere von 1 GHz und 20 GHz.
  • In einer Ausgestaltung umfasst das Sende- und/oder Empfangsgerät eine Steuerschaltung für eine elektrische Steuerbarkeit der Antennenanordnung.
  • Weitere Einzelheiten und Besonderheiten werden anhand der folgenden Zeichnung, welche die Erfindung beispielhaft illustrieren soll, näher erläutert. Hierbei zeigen schematisch:
  • 1 eine erfindungsgemäße Antennenordnung in der Form eines modifizierten abgestumpften Ikosaeders,
  • 2 eine Seitenfläche, wie sie bei der Antennenanordnung nach 1 verwendet wird, und
  • 3 eine erfindungsgemäße Antennenanordnung in einem Querschnitt.
  • 1 zeigt die erfindungsgemäße Antennenanordnung 1 mit einer Vielzahl von Strahlerelementen 2, welche an einem kugelförmigen Grundkörper 3 befestigt sind. Der kugelförmige Grundkörper bildet einen abgestumpften Ikosaeder, der so modifiziert ist, dass seine Seitenflächen 4, 5 im Wesentlichen gleiche Flächeninhalte F, F' aufweisen.
  • Eine erste Sorte von Seitenflächen 4 umfasst fünfeckige Seitenflächen 4. Eine zweite Sorte von Seitenflächen 5 umfasst sechseckige Seitenflächen. Die fünf- und sechseckigen Seitenflächen sind zueinander nicht kongruent, weisen aber einen im Wesentlichen gleichen Flächeninhalt F, F' auf.
  • Die verschiedenen Seitenflächen sind mittels Schrauben als Befestigungsmittel 7 miteinander verschraubt und bilden somit einen mechanisch robusten und stabilen kugelförmigen Grundkörper 3. Auf den jeweiligen Seitenflächen 4, 5 sind die Strahlerelemente 2 befestigt. Die Strahlerelemente 2 sind hier quadratisch ausgebildet und stehen etwas über der jeweiligen Ebene der Seitenflächen hervor. Die charakteristischen Abmasse der Strahlerelemente liegen in der Regel bei der Hälfte der Wellenlänge λ.
  • Durch die Vergleichmäßigung der Flächeninhalte F, F' der verschiedenen Sorten von Seitenflächen 4, 5 ist es möglich, gleich große bzw. identische Strahlerelemente auf allen Seitenflächen 4, 5 vorzusehen. Hierdurch wird einerseits die Herstellung der Strahlerelemente vereinfacht. Anderseits wird eine besonders gute Flächenausnutzung der Seitenflächen 4, 5 durch die Strahlerelemente 2 erzielt, während eine gleichmäßige Empfangs- bzw. Sendecharakteristik gewährleistet ist. Die Seitenflächen 4, 5 sind an ihren Seitenkanten 6 miteinander verlötet und bilden somit eine mechanisch robuste selbst tragende Trägerstruktur.
  • Die Seitenflächen 4, 5 sind vorteilhafterweise elektrisch leitfähig, um als elektrische Bezugsmasse für die Strahlerelemente 2 zu dienen. In diesem Fall kommt dem Grundkörper neben der mechanischen auch eine antennenspezifische Funktion zu.
  • Grundsätzlich können jedoch die Strahlerelemente 2 auch jeweils einzeln mit einer darunter befindlichen Bezugsmasse versehen sein, sodass die Seitenflächen 4, 5 des kugelförmigen Grundkörpers auch aus nicht leitfähigem Material wie zum Beispiel Kunststoff gefertigt sein können. In diesem Fall können sich fertigungsspezifische Vorteile ergeben. Beispielsweise kann der kugelförmige Grundkörper 3 mit seinen Seitenflächen 4, 5 aus Kunststoff bestehen und so mittels Spritzguss hergestellt werden.
  • Die Maximierung des Antennengewinns bei der Verwendung genau eines Strahlerelements pro Seitenfläche bedingt, dass sich die Abmaßen der Seitenflächen unmittelbar an den Abmaßen der Strahlerelemente 1 orientieren müssen. Bei einem konventionellen Ikosaederstumpf ist ein solches Konzept nicht möglich, weil dort alle Kantenlängen gleich groß sind, wodurch die Fünfecke eine wesentlich geringere Fläche aufweisen als die sechseckigen Seitenflächen. In der dargestellten Ausgestaltung wird die Vergleichsmäßigung der Flächeninhalte der verschiedenen Seitenflächen 4, 5 dadurch erreicht, dass die sechseckigen Seitenflächen drei lange und drei kurze Seitenkanten 6 aufweisen. Auf dieser Basis ist somit eine nahezu perfekte und gleichmäßige Raumabdeckung mit sehr wenigen Strahlerelementen erreichbar. Insbesondere ist im Fall eines abgestumpften Ikosaeders, welcher über zwölf fünfeckige und zwanzig sechseckige Seitenflächen verfügt, eine Bestückung mit beispielsweise sechsundzwanzig Strahlerelementen 1 möglich. Aufgrund der nahezu konstanten Seitenflächengröße beziehungsweise Segmentgröße ist es möglich, gleiche Strahlerelemente 1 für alle Seitenflächen 4, 5 zu verwenden. Insbesondere ist es möglich, quadratische sog. ”Stacked Patch” Elemente als Strahlerelemente 1 zu verwenden, mit denen auf einfache Weise zirkulare Polarisation erzeugt werden kann. Die Erzeugung von zirkularer Polarisation ist für den angestrebten Satellitendienst besonders wünschenswert.
  • Eine derartige Antennenanordnung kann beispielsweise im Flugverkehr oder Schiffsverkehr eingesetzt werden.
  • Wie in 2 gezeigt sind die Seitenflächen 11 an den Seitenkanten 6 umgebogen. Durch die umgebogenen Seitenflächen 11 kann die Seitenfläche 4 auf einfache Weise mit benachbarten Seitenflächen 4, 5 verbunden werden. Die Verbindung benachbarter Seitenflächen 4, 5 kann auf verschiedenste fügetechnische Weisen wie zum Beispiel Verlöten oder Verschweißen erfolgen, kann jedoch auch mittels Befestigungsmitteln 7 wie Schrauben erfolgen.
  • 3 zeigt ein Sende- und/oder Empfangsgerät 10 mit einer Hochfrequenzstufe 9 und einer damit elektrisch verbundenen erfindungsgemäßen Antennenanordnung 1. Die Antennenanordnung 1 ist elektronisch gesteuert. Insbesondere kann die Empfangs-/Sendecharakteristik der Antennenanordnung 1 durch die Steuerungsschaltung 8 vorgegeben beziehungsweise kontrolliert werden. Hinter jedem Strahlerelement 2 auf den Seitenflächen 4, 5 befindet sich ein aktives T/R-Modul (TRANSMIT/RECEIVE-Modul) 13 (mit Verstärkern und Filtern für den Sende- und Empfangszweig. Die Antenne besteht also aus Einheiten mit je genau einem Strahlerelement 2 auf der Außenseite einer Seitenfläche 4, 5 und einem T/R-Modul 13 auf der Innenseite der Seitenfläche 4, 5.
  • Der Zusammenbau des Antennenkörpers erfolgt durch Verschrauben der Seitenflächen an den umgebogenen Seitenflächen 11 mit den jeweils benachbarten Seitenflächen bzw. Nachbarsegmenten. Dadurch entsteht eine stabile und präzise Formgebung der Antennenanordnung 1 „automatisch” beim Zusammenschrauben und es ist kein aufwendiger Innenrahmen mit Stützen oder Trägern erforderlich und das Gewicht der so erhältlichen Antennenanordnung ist vergleichsweise gering. Die Herstellung und der Zusammenbau der Antennenanordnung 1 ist vereinfacht und preiswert.
  • Die erfindungsgemäße Antennenanordnung 1, insbesondere elektronisch steuerbare Antennenanordnung 1, mit einer Vielzahl von Strahlerelementen 2 und einem kugelförmigen Grundkörper 3 zur Aufnahme der Strahlerelemente 2 sieht in einer ersten Variante vor, dass der Grundkörper 3 polyederförmig ist und mindestens eine Seitenfläche 4 mit mindestens fünf Seitenkanten 6 aufweist und pro Seitenfläche 4, 5 weniger als zwei Strahlerelemente 2 aufnimmt.
  • In einer zweiten Variante, welche alternativ angewandt oder mit der ersten Variante kombiniert werden kann, seht die erfindungsgemäße Antennenanordnung, insbesondere elektronisch steuerbare Antennenanordnung 1, mit einer Vielzahl von Strahlerelementen 2 und einem kugelförmigen Grundkörper 3 zur Aufnahme der Strahlerelemente 2 vor, dass der Grundkörper 3 polyederförmig ist, wobei der Polyeder mindestens eine erste und eine zweite Sorte zueinander nicht-kongruenter Seitenflächen 4, 5 aufweist, die jeweils weniger als zwei Strahlerelemente 2 aufnehmen. Das erfindungsgemäße Sende- und/oder Empfangsgerät 10, insbesondere Radar, umfasst eine Hochfrequenzstufe 9 und eine damit elektrisch verbundene erfindungsgemäße Antennenanordnung 1. Die Erfindung zeichnet sich durch eine besonders einfache und preiswerte Herstellbarkeit, ein hohes Maß an Kompaktheit und einem vergleichsweise gutem Verhältnis von Antennengewinn zu Antennenvolumen aus.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Antennenanordnung
    2
    Strahlerelement
    3
    Grundkörper
    4
    Seitenfläche
    5
    Seitenfläche
    6
    Seitenkanten
    7
    Befestigungsmittel
    8
    Steuerungsschaltung
    9
    Hochfrequenzstufe
    10
    Sende- und/oder Empfangsgerät
    11
    umgebogene Seitenfläche
    12
    Metallplate
    13
    T/R-Modul
    F, F'
    Flächeninhalte

Claims (10)

  1. Antennenanordnung (1), insbesondere elektronisch steuerbare Antennenanordnung (1), mit einer Vielzahl von Strahlerelementen (2) und einem kugelförmigen Grundkörper (3) zur Aufnahme der Strahlerelemente (2), dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (3) polyederförmig ist, wobei der Polyeder mindestens eine erste und eine zweite Sorte zueinander nicht-kongruenter Seitenflächen (4, 5) aufweist, die weniger als zwei Strahlerelemente (2) aufnehmen, und wobei sich die Flächeninhalte (F, F') jener Seitenflächen (4, 5), die mindestens ein Strahlerelement (2) aufnehmen, um weniger als 30%, insbesondere weniger als 20%, beispielsweise weniger als 10%, unterscheiden.
  2. Antennenanordnung (1) nach Anspruch 1, wobei die erste Sorte fünfeckige Seitenflächen (4) umfasst.
  3. Antennenanordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die zweite Sorte sechseckige Seitenflächen (5) umfasst.
  4. Antennenanordnung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Form des Grundkörpers (3) von einem platonischen Körper, insbesondere von einem Dodekaeder oder Ikosaeder, abgeleitet ist.
  5. Antennenanordnung (1) nach Anspruch 4, wobei der platonische Körper abgestumpft ist.
  6. Antennenanordnung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Seitenflächen (4, 5) Seitenkanten (6) aufweisen, an welchen die Seitenflächen (4, 5) fügetechnisch, insbesondere mittels Befestigungsmitteln (7), miteinander verbunden sind.
  7. Antennenanordnung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Strahlerelemente (2) baugleich ausgeführt sind.
  8. Antennenanordnung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Grundkörper (3) frei von Seitenflächen (4, 5) ist, die dreieckig sind und ein Strahlerelement (2) aufnehmen.
  9. Sende- und/oder Empfangsgerät (10), insbesondere Radar, mit einer Hochfrequenzstufe (9) und einer damit elektrisch verbundenen Antennenanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
  10. Sende- und/oder Empfangsgerät (10) nach Anspruch 9 umfassend eine Steuerungsschaltung (8) für eine elektrische Steuerbarkeit der Antennenanordnung (1).
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