DE102010011867B4

DE102010011867B4 - Breitbandige omnidirektionale Antenne

Info

Publication number: DE102010011867B4
Application number: DE102010011867A
Authority: DE
Inventors: Tanja Hefele; Manfred Stolle
Original assignee: Kathrein Werke KG
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 2010-03-18
Filing date: 2010-03-18
Publication date: 2011-12-22
Anticipated expiration: 2030-03-19
Also published as: US8994601B2; CN102804501B; CN102804501A; DE102010011867A1; EP2548262A1; US20130009834A1; EP2548262B1; WO2011113542A1; KR20130039721A; KR101743487B1

Abstract

Eine verbesserte breitbandige omnidirektionale Antenne zeichnet sich durch folgende Merkmale aus: – die omnidirektionale Antenne ist als dualpolarisierte Antenne ausgebildet, – die dualpolarisierte Antenne umfasst neben dem verikalpolarisierten monopolförmigen Strahler (1; 1a, 1b) einen horizontal polarisierten Strahler (3), – in dem Strahlermantel (11a) des vertikal polarisierten monopolförmigen Strahlers (1; 1a, 1b) sind in Umfangsrichtung versetzt liegend Schlitze (43, 43') vorgesehen, – im Inneren (11d) des vertikal polarisierten monopolförmigen Strahlers (1; 1a, 1b) ist eine Anspeiseeinrichtung (111) vorgesehen, und – die Anspeiseeinrichtung (111) umfasst für mehrere Schlitze (43, 43') separate Speiseeinrichtungen (111a), worüber die jeweils zugeordneten Schlitze (43, 43') separat angeregt werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine breitbandige omnidirektionale Antenne nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Omnidirektionale Antennen werden beispielsweise als Indoor-Antennen eingesetzt. Sie sind multibandfähig und strahlen bevorzugt mit einer vertikalen Polarisationsausrichtung. Sie können dazu eine Grund- oder Masseplatte umfassen, die beispielsweise scheibenförmig gestaltet sein kann, auf der sich quer und insbesondere senkrecht zur Grundplatte ein monopolförmiger Strahler erhebt. Die gesamte Anordnung ist in der Regel mittels eines Schutzgehäuses, d. h. einer Antennenabdeckung (Radom) abgedeckt.
Eine gattungsbildende omnidirektionale und dabei vertikal polarisierte Antenne ist beispielsweise aus der EP 1 695 416 B1 bekannt geworden. Der daraus bekannte monopolförmige Strahler erhebt sich senkrecht über einer Grundplatte oder Gegengewichtsfläche, von der er galvanisch getrennt ist. Der vertikal polarisierte monopolförmige Strahler umfasst dabei zumindest näherungsweise einen kegel- oder kegelstumpfförmigen Strahlerabschnitt (der mit seiner divergierenden Erweiterung von der Grundplatte oder Gegengewichtsfläche weg weist) und/oder einen zylinder- oder topfförmigen Strahlerabschnitt. Vorzugsweise schließt sich an die Gegengewichtsfläche zunächst der von der Gegengewichtsfläche mit seiner divergierenden Erweiterung wegweisende kegel- oder kegelstumpfförmige Strahlerabschnitt an, der dann in einen rohrförmigen Strahlerabschnitt übergeht. Eine bevorzugte Speisung erfolgt über eine serielle Leitungskopplung, die in der Zentral- oder Symmetrieachse des Monopolstrahlers ausgebildet ist.
Ein derartiger Antennentyp hat sich insbesondere als Indoor-Antenne sehr bewährt. Er zeichnet sich durch seine große Bandbreite bei gleichzeitigem Betrieb in verschiedenen Frequenzbereichen aus, und dies bei einer insgesamt sehr niedrig bauenden Gestaltung.
Neben derartigen vorstehend erläuterten omnidirektionalen Antennen sind grundsätzlich auch ganz andere Antennentypen bekanntgeworden. So beschreibt die US 5 220 337 A z. B. einen Richtstrahler, der beispielsweise in Form eines Hohlraumstrahlers mit mehreren, an seinen umlaufenden Seitenwänden in Umfangsrichtung versetzt liegenden Schlitzen ausgebildet ist, wobei die Schlitze getrennt über separate Koaxialleitungen gespeist werden.
Aus der DE 10 2008 003 532 A1 ist eine Antenne für den Satellitenempfang als bekannt zu entnehmen. Diese Antenne umfasst eine breitbandige omnidirektionale Antenne mit einem monopolförmigen Strahler, der vertikal polarisiert ist und sich über einer Grundplatte oder Gegengewichtsfläche erhebt. Die omnidirektionale Antenne ist dabei als dualpolarisierte Antenne ausgebildet, wobei die dualpolarisierte Antenne neben dem vertikalpolarisierten monopolförmigen Strahler einen horizontal, polarisierten Strahler umfasst.
Aus der Veröffentlichung ”Vu T. A. et al.: UWB Vivaldi Antenna for Impulse Radio Beamforming. In: Konferenzbericht NORCHIP 2009, S. 1–5” ist eine breitbandige Vivaldi- oder vivaldi-ähnliche Antenneneinrichtung vom Grundsatz her als bekannt zu entnehmen. Die gezeigten und beschriebenen Vivaldi-Antennen sind dabei mit einer Microstrip-Struktur aufgebaut.
Schließlich ist aus der US 4,763,130 eine Antennenanordnung mit einem Zylindermantel als bekannt zu entnehmen, in welchem in Umfangsrichtung versetzt zueinander liegende und parallel zueinander sowie zur axialen Zentralachse verlaufende Schlitze im Strahlermantel ausgebildet sind, die mittels einer im Inneren des Strahlermantels verlaufenden Anspeiseeinrichtung gespeist werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine omnidirektionale Antenne zu schaffen, die grundsätzlich breitbandig ist, eine gegenüber dem Stand der Technik noch breitere Einsatzmöglichkeit eröffnet und dabei ebenfalls wenig Bauraum beanspruchen soll.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Es kann als durchaus überraschend bezeichnet werden, dass die erfindungsgemäße Antenne – verglichen mit herkömmlichen Lösungen – weitere Vorteile offenbart, ohne dass die Antenne insgesamt beispielsweise mehr Bauraum beanspruchen würde.
Im Gegensatz zu dem gattungsbildenden einfach-polarisierten Rundstrahler besteht die erfindungsgemäße Antenne nunmehr aus einem dualpolarisierten Rundstrahler und umfasst dazu einen vertikal polarisierten monopolförmigen Strahler und eine zusätzliche horizontal polarisierte Strahlereinrichtung.
Die erfindungsgemäße Lösung lässt sich dadurch realisieren, dass in einem kegel- und/oder zylinderförmigen Strahler oder Strahlerabschnitt eines vertikal polarisierten monopolförmigen Strahlers in Umfangsrichtung versetzt liegend in axialer Längsrichtung des Strahlers verlaufende Schlitze eingebracht sind. Diese eröffnen die Möglichkeit, dass innerhalb des in der Regel rotationssymmetrischen monopolförmigen Strahlers eine entsprechende Anspeiseeinrichtung vorgesehen ist, worüber die Schlitze unter Erzeugung eines horizontal polarisierten Abstrahl-Diagrammes angespeist werden können.
Erfindungsgemäß kann dies durch Verwendung entsprechender Koppelstifte oder Koppelleitungen erfolgen, die bevorzugt innenliegend in dem hohlen, rotationssymmetrischen oder zumindest näherungsweise rotationssymmetrischen monopolförmigen Strahler so angeordnet sind, dass sie in gleicher Umfangsrichtung von einem Speisepunkt kommend die Schlitze in der Mantelfläche des zumindest näherungsweise rotationssymmetrischen monopolförmigen Strahlers kreuzen. Die Speisung erfolgt dabei bevorzugt von einem zentralen sternförmigen Verteilungspunkt im Inneren des von einer Mantelfläche umgebenen monopolförmigen Strahlers.
Die Speisestruktur kann dabei unterschiedlich gebildet sein. Es kann beispielsweise ein zentraler Speisepunkt (auf einer Leiterplatine) vorgesehen sein, von dem die Speiseleitungen für die Schlitzstrahler ausgehen. Ebenso könnte auch ein rohr- oder kegelstumpfförmiger Träger (in Anpassung an die Formgebung des monopolförmigen Strahlers) im Inneren dieses Strahlers eingefügt werden, auf welchem unter Verwendung eines galvanischen Kontaktes mit der elektrisch leitfähigen Mantelfläche des monopolförmigen Strahlers die entsprechenden Speiseleitungen ausgebildet sind. Unterschiedliche Prinzipe sind dabei realisierbar. Die Einspeisung kann aber ebenso über Koaxialkabel oder beliebige andere Leitungen, die aus mindestens zwei Leitern bestehen (Zweidrahtleitung, Mikrostrip, Slotline usw.) vorgenommen werden, wobei der Außenleiter eines jeden Koaxialkabels (ein Leiter) bezüglich jeden Schlitzes auf der einen Seite des Schlitzes und der den Schlitz kreuzende Innenleiter (der andere Leiter) auf der anderen Seite des Schlitzes elektrisch galvanisch (oder kapazitiv) angekoppelt ist.
Die Speisestruktur für den horizontal polarisierten Strahler kann zudem beispielsweise über eine Mikrostrip-Leitungs-Struktur erfolgen. Mit anderen Worten wird bevorzugt ein scheibenförmiges Substrat (Dielektrikum) im Inneren des kegel-, kegelstumpf- und/oder zylinderförmigen monopolförmigen Strahlers angeordnet, und zwar parallel zur Gegengewichtsfläche, wobei von einem zentralen sternförmigen Verteilungspunkt aus radiale Speiseleitungen nach außen und dort jeweils in gleicher Umfangsrichtung teilkreisförmig in einem möglichst geringen vorgegebenen Abstand zu Mantelfläche des zylinder- oder kegelstumpfförmigen monopolförmigen Strahler bis zu einem Abschlussende geführt werden, wobei diese teilkreisförmigen Leitungsabschnitte die Schlitze kreuzen und dadurch anregen.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform jedoch wird als horizontale Strahlereinrichtung eine mehrfache Vivaldi-Antennenanordnung als Anspeisestruktur für die Schlitze im Mantel des Monopolstrahlers vorgeschlagen.
Bei einer Vivaldi-Antenne handelt es sich bekanntermaßen um einen Spezialfall einer ”Longitudinalantenne”, noch genauer um einen Spezialfall einer ”tapered slot antenna” (TSA), wobei die Kanten oder Ränder des Schlitzes sich bevorzugt von einem geschlossenen Ende aus zu ihrem offenen Ende hin mit einer definierten Exponentialformel trichterförmig aufweiten. Dieser trichterförmig aufgeweitete Schlitz dient somit als Abstrahlelement, wobei die Speisung und Anregung des Schlitzes über eine den Schlitz kreuzende Speise-Mikrostrip-Leitung erfolgen kann.
Bei entsprechender Wahl der geometrischen Abmessungen und geschickter Dimensionierung der Anspeisung lassen sich Vivaldi-Antennen sehr breitbandig realisieren.
Im Rahmen der Erfindung weisen Vivaldi-Antennen oder andere, insbesondere linear getaperte Schlitzantennen einen Vorteil insoweit auf, als sie zum einen bautechnisch einfach zu realisieren sind, innerhalb des rotationssymmetrischen Hohlkörpers des monopolförmigen Strahlers angeordnet werden können (somit also nicht zu einer Vergrößerung der Bauhöhe beitragen) und vor allem die bevorzugt exponentiellen Trichterformen, also die diversen Abstrahlrichtungen der Vivaldi-Antennen unmittelbar mit den Schlitzen in der rotationssymmetrischen oder rotationsähnlichen Ausbildung der Mantelfläche des monopolförmigen Strahlers ausgerichtet werden können. Durch diesen Aufbau und durch die zwischen der Vivaldi-Antenne und der schlitzförmigen Ausgestaltung insbesondere der zylinderförmigen Mantelfläche des monopolförmigen Strahlers ergibt sich eine besonders hohe Breitbandigkeit unter Vermeidung von Toleranzproblemen.
Die Anzahl der erwähnten Schlitze in der Mantelfläche des zumindest näherungsweise rotationssymmetrischen monopolförmigen Strahlers kann unterschiedlich gewählt werden. Je höher die Anzahl der Schlitze ist, umso rundsymmetrischer wird das horizontale Strahlungsdiagramm. Bevorzugt werden zumindest drei oder vier in Umfangsrichtung der Mantelfläche des monopolförmigen Strahlers verlaufende Schlitze vorgesehen.
Länge und Breite der Schlitze können entsprechend den zu verwendenden Frequenzbereichen optimiert werden. Bevorzugt enden die Schlitze in vertikaler Strahlrichtung des monopolförmigen Strahlers offen, können aber insbesondere bei entsprechend längerer Dimensionierung auch geschlossen ausgebildet sein. Ebenfalls kann die Schlitzstruktur in Umfangsrichtung sich wiederholend so ausgebildet sein, dass sie U-förmig gestaltet ist, also aus einem Doppelschlitz besteht, wobei dann die zwischen dem Doppelschlitz zurückbleibende elektrisch leitfähige Fläche durch eine dielektrische Trägerkonstruktion gehalten werden kann, die beispielsweise zur Auffüllung in die Schlitze eingefügt sind. Möglich wäre es ebenso den gesamten oder große Teile des monopolförmigen Strahlers auf einem dielektrischen Körper auszubilden, auf dem die entsprechend elektrisch leitfähige Mantelfläche als Schicht ausgebildet ist, so dass hierdurch auch entsprechende U-förmige Doppelschlitze problemlos durch Weglassung elektrisch leitfähiger Schichtabschnitte gebildet werden können.
Die Anspeisung der vertikal polarisierten Strahlereinrichtung kann über die Zentralachse, d. h. die Symmetrieachse des monopolförmigen Strahlers erfolgen, beispielsweise mittels einer seriellen (kapazitiven) Kopplung für den monopolförmigen vertikal polarisierten Strahler, wie es in der DE 103 59 605 B4 beschrieben ist. In diesem Fall wird bevorzugt die Speisung des horizontal polarisierten Strahlers mittels eines Koaxialkabels realisiert, welches einmal durch eine Durchtrittsöffnung in der Masse- oder Gegengewichtsfläche hindurch verläuft und mit einer vorgegebenen Kabellänge auf der Gegengewichtsfläche verlaufend angeordnet ist, bis das Koaxialkabel durch eine weitere Durchtrittsöffnung in der Mantelfläche des monopolförmigen Strahlers, an der es beispielsweise elektrisch leitend mit dieser Mantelfläche verbunden ist, in dessen Innenraum hineingeführt wird, und zwar bis zu einer erwähnten sternförmigen Verteilerstelle einer entsprechende Speisestruktur zur Anregung der Schlitze.
Die außerhalb des in der Regel rotationssymmetrischen monopolförmigen Strahlers verlaufenden koaxialen Speiseleitungen für die horizontal polarisierte Strahlereinrichtung haben vorzugsweise eine Länge, die so gewählt wird, dass sie nicht das Vielfache von λ/2 einer vom vertikal polarisierten Strahler benutzten Betriebswellenlänge ist.
Im Rahmen der Erfindung kann die Speisung für den vertikal und den horizontal polarisierten Strahler aber auch umgekehrt erfolgen, so dass beispielsweise die Speisung der horizontal polarisierten Strahler in der vertikalen Zentral- oder Symmetrieachse erfolgt und die Speisung für den vertikal polarisierten monopolförmigen Strahler außerhalb dieser Zentral- oder Symmetrieachse.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen im einzelnen:
1: eine räumliche Darstellung eines ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispieles einer omnidirektionalen Antenne;
2: eine räumliche flachere Darstellung in Abweichung zu 1 nur bezüglich des monopolförmigen Strahlers mit im Strahlermantel eingebrachten Längs- oder Vertikalschlitzen;
3: eine schematische axiale Querschnittsdarstellung senkrecht zur Gegengewichtsfläche bezüglich des Ausführungsbeispiels nach 1 oder 2;
4: eine auszugsweise schematische Darstellung einer seriellen (kapazitiven) Speisung des monopolförmigen Strahlers;
5: eine schematische Draufsicht auf eine erste erfindungsgemäße Speisestruktur unter Verwendung von mehreren Vivaldi-Antennen;
6: eine entsprechende Ansicht zu 5, jedoch auf die Rückseite der in 5 wiedergegebenen Platinen- oder Speisestruktur;
7: eine vertikale Längsschnittdarstellung vergleichbar zu 3 jedoch bezüglich eines abgewandelten monopolförmigen Strahlers;
8: eine perspektivische Darstellung eines abgewandelten Ausführungsbeispieles einer omnidirektionalen Antenne ohne Wiedergabe der Gegengewichtsfläche;
9: eine ausschnittsweise Darstellung auf einen Vertikalschlitz in der Mantelfläche des monopolförmigen Strahlers 1 im Falle einer koaxialen Speisestruktur; und
10: ein zu 1 abgewandeltes Ausführungsbeispiel unter Verwendung von Doppel-Schlitzen.
Anhand der 1 bis 4 ist zunächst ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.
Gemäß dieser Variante umfasst die dualpolarisierte omnidirektionale Antenne eine im Wesentlichen vertikal polarisierte Antenneneinrichtung 1 (d. h. einen im Wesentlichen vertikal polarisierten Strahler 1) und eine im Wesentlichen horizontal polarisierte Antenneneinrichtung 3 (d. h. im Wesentlichen horizontal polarisierte Strahlereinrichtung 3).
Dabei ist die gesamte Antennenanordnung auf einer Grund-, Basis- oder Masseplatte 5 oder -fläche 5 aufgebaut, die nachfolgend teilweise auch als Gegengewichtsfläche 5 oder Reflektor 5 bezeichnet wird. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist diese Gegengewichtsfläche 5 kreisförmig oder scheibenförmig gestaltet. Aber auch völlig andere Formgebungen sind möglich. So kann die Gegengewichtsfläche 5 beispielsweise quadratisch, rechteckig, oval etc. geformt sein, allgemein also auch n-polygonal etc.. Auch andere Ausführungsformen der Gegengewichtsfläche, z. B. als Gitter, sind denkbar.
Die vertikal polarisierte Antenneneinrichtung 1 besteht im wesentlichen aus der erwähnten monopolartigen Strahlereinrichtung 1, die im gezeigten Ausführungsbeispiel hohlzylinderförmig gestaltet ist. Mit anderen Worten ist der vertikal polarisierte monopolförmige Strahler 1 zumindest näherungsweise als Rotationskörper 11, d. h. insbesondere als innen hohler Rotationskörper 11 mit einem Rotations- oder Strahlermantel 11a ausgebildet der rotationssymmetrisch zu einer Zentral- oder Symmetrieachse 9 ist. Dazu weist der Rotationskörper 11 eine vorgegebene Höhe H auf, die sich von der Gegengewichtsfläche 5 bis zum oberen Rand 13 des zylinderförmigen monopolförmigen Strahlers 1 bemisst.
Der monopolförmige Stahler 1, im gezeigten Ausführungsbeispiel in Form einer zylinderförmigen Strahlereinrichtung 1a, ist galvanisch von der Masse- oder Gegengewichtsfläche 5 getrennt, wie insbesondere auch in der sehr schrägen perspektiven Darstellung gemäß 2 sowie in der axialen Vertikalschnittdarstellung gemäß 3 zu ersehen ist.
Daraus ist auch zu entnehmen, dass die zylinderförmige Strahlereinrichtung 1a neben dem hier zylinderförmigen Strahlermantel 11a den topfförmigen, benachbart zur Masse- oder Gegengewichtsfläche 5 verlaufenden Boden 11b umfasst.
Der Aufbau und die Anspeisung dieser so gebildeten vertikal polarisierten monopolförmigen oder monopolartigen Strahlereinrichtung 1 kann so vorgenommen sein, wie es grundsätzlich aus der DE 103 59 605 B4 bekannt ist, auf deren Offenbarungsgehalt in vollem Umfang Bezug genommen wird.
Aus dieser vorstehend genannten Vorveröffentlichung ist zu ersehen, dass, beispielsweise wie in 4 dargestellt, in der Mitte der Grundplatte 5 eine Ausnehmung 15 eingearbeitet ist und dass hier eine koaxiale Steckverbindung 17 befestigt ist, deren Außenleiter 17a beispielsweise mit der Masse- oder Gegengewichtsfläche 5 galvanisch verbunden ist, und dessen Innenleiter 17b durch geeignete Maßnahmen (Isolatorscheibe) vom Außenleiter 17a getrennt ist. Der Innenleiter 17b ist durch die Ausnehmung 15 innerhalb des Außenleiters 17a hindurchgeführt und mit einem oberhalb der Grundplatte 5 sich über eine gewisse Höhe erstreckenden Innenleiter-Koppelelement 19 elektrisch-galvanisch verbunden. Dieses Koppelelement 19 erstreckt sich bevorzugt senkrecht zur Ebene der Gegengewichtsfläche 5. Darauf ist eine Isolierhülse 21 aufgesetzt, mit einem unten liegenden verbreiterten Anlageflansch 21a, auf welche dann die mit einem zylinderförmigen Koppelabschnitt 11c ausgebildete vertikal polarisierte Strahlereinrichtung 1, 1a mit ihrem zylinderförmigen Strahlermantel 11a aufgesetzt ist, wobei der zylinderförmige Strahlermantel 11a über den Boden 11b mit dem zylinderförmigen Koppelabschnitt 11c elektrisch, das heißt galvanisch verbunden ist.
Ansonsten kann, wie vereinfacht in 3 im Querschnitt widergegeben ist, der Strahler 1 mit seinem elektrisch leitfähigen Strahlermantel 11a über einen Innenleiter 17b gespeist werden, der einen mit der Gegengewichtsfläche 5 verbundenen Außenleiter 17a davon galvanisch getrennt durchsetzt, wodurch ein koaxialer Steckverbinder 17 im Bereich der Ausnehmung der Gegengewichtsfläche 5 gebildet ist (wie in 3 zu sehen). Üblicherweise ist dazu zwischen Innen- und Außenleiter sowie zwischen Gegengewichtsfläche 5 und Boden 11b auch noch ein Isolator vorgesehen, worüber der Strahler 1 gegenüber der Gegengewichtsfläche 5 und der Innenleiter 17b gegenüber dem Außenleiter 17a getrennt gehalten wird.
Aus den weiteren Darstellungen ist zu entnehmen, dass im gezeigten Ausführungsbeispiel in einem geringen Abstand D unterhalb des oberen Randes 13 der Strahlereinrichtung 1, 1a ein Substrat oder ein Dielektikum 23 angeordnet ist, welches als Basisabschnitt mehrerer Vivaldi-Antenneneinrichtungen 25 dient. Diese mehreren Vivaldi-Antenneneinrichtungen 25 bilden eine Speisestruktur 111 zur Anspeisung der nachfolgend noch erläuterten Schlitze in dem Strahlermantel 11a des monopolförmigen Strahlers 1, 1a.
Bei Vivaldi-Antenneneinrichtungen handelt es sich grundsätzlich um ”tapered slot antennas” (TSAs) – also aufgeweitete Schlitzantennen. Es handelt sich also um Breitbandantennen, die auch als alleinige Strahlungselemente beispielsweise im Millimeterwellen-Bereich eingesetzt werden. Häufig werden sie auf einem doppelseitig metallisierten Substrat 23 realisiert.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Dielektrikum 23 scheibenförmig gestaltet und weist einen Durchmesser auf, der gleich oder geringfügig kleiner ist als der Innen-Durchmesser des zylinderförmigen elektrisch leitfähigen Mantels 11a.
Entsprechend 5 sind auf diesem scheibenförmigen Substrat 23 in Umfangsrichtung in gleichen Abständen vier Vivaldi-Antennen 25 vorgesehen, die also mit anderen Worten in einem 90°-Abstand in Umfangsrichtung versetzt zueinander liegend ausgebildet sind.
Die Vivaldi- oder Vivaldi-ähnlichen Antenneneinrichtungen 25, also allgemein die ”tapered slot”-Antennen 25 bestehen aus einem Trägermaterial oder Substrat 23 (Dielektrikum 23), bei welchem z. B. auf der der Gegengewichtsfläche 5 zugewandt liegenden Unterseite 23a eine leitfähige Schicht 27 ausgebildet ist, die um 90° in Umfangsrichtung versetzt zueinander liegende radiale schlitz- oder nutförmige Ausnehmungen 29 aufweist (s. 5). Jede der schlitzförmigen Ausnehmungen 29 beginnt mit einer kreisförmigen Ausnehmung 33 in der Regel benachbart zur Nähe des Zentrums 31 des Substrates 23, wobei von den vier kreisförmigen, ebenfalls in 90° in Umfangsrichtung versetzt liegenden Ausnehmungen 33 jeweils die nach außen sich trichterförmig erweiternde schlitzförmige Struktur 29 ausgeht, in deren Bereich das Substrat 23 von einer leitfähigen Schicht befreit ist. Durch diesen kreisförmigen Freiraum 33 wird die durch die schlitzförmige Ausnehmung 29 gebildete Schlitzleitung 29' breitbandig abgeschlossen, wobei dieser kreisförmige Freiraum 33 bevorzugt um eine viertel Wellenlänge lang ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel verlaufen die sich nach außen hin trichterförmig erweiternden schlitzförmigen Ausnehmungen 29 in Radialrichtung, d. h. sie sind dabei bevorzugt symmetrisch zu einem durch das Zentrum 31 verlaufenden Radialvektor.
Die die Schlitzleitungen 29' begrenzenden Ränder 29'' der schlitzförmigen Ausnehmung 29 können zur Anpassung der Breitbandigkeit der Antenne unterschiedlich gestaltet sein. Bevorzugt sind diese Schlitzleitungen 29' nach außen hin trichterförmig sich erweiternd gestaltet, wobei der Kurvenverlauf der die Schlitzleitungen 29' begrenzenden Ränder 29'' einer exponentialen Funktion folgen kann.
Die Speisung jeder Schlitzleitung 29' erfolgt über jeweils eine Schlitz-Speiseleitung 35, die von einem Verzweigungs- oder Kreuzungspunkt 37 (Sternverzweigung 37) im Zentrum 31 des Substrats 23 sitzend ausgeht, der von der Zentral- und Symmetrieachse 9 durchsetzt wird. Davon ausgehend verläuft jede der Schlitz-Speiseleitungen 35 zunächst mit einem radialen Leitungsabschnitt 35a, an den sich im gezeigten Ausführungsbeispiel dann ein dazu rechtwinklig verlaufender zweiter Leitungsabschnitt 35b anschließt (der parallel zu den vom Zentrum 31 ausgehenden Radialvektoren verläuft), um dann in einen dazu dritten, nochmals rechtwinklig abgewinkelten Leitungsabschnitt 35c überzugehen, der die jeweilige Schlitzleitung 29' quer und bevorzugt senkrecht schneidet. Andere, beispielsweise bogenförmige Verläufe der Speiseleitungen 35 sind ebenfalls möglich. Entscheidend ist, dass sie von einem Sternpunkt ausgehen und die Schlitzleitung 29 queren.
Um die Breitbandigkeit dieser Vivaldi-Antennen zu verbessern ist vorgesehen, dass die auf dem Substrat streifenleitungsförmige Schlitzleitungen 35 mit einem entsprechenden Flächenelement 35d abgeschlossen sind, welches dreieck- oder kreissektorförmig oder ähnlich ausgebildet sein kann.
Die jeweiligen mehrfachen Abwinkelungen der Speiseschlitzleitungen 35 erfolgt in Umfangsrichtung jeweils im gleichen Sinne verlaufend, so dass sich an jeden radialen Leitungsabschnitt 35a in Umfangsrichtung fortlaufend in gleicher Richtung ein nächster Schlitzleitungsabschnitt 35b usw. anschließt.
Die erwähnten Schlitzspeiseleitungen 35 sind dabei auf der oberen Seite 23b des Substrats 23, also gegenüberliegend zu den Schlitzleitungen 29' der Vivaldi-Antennen 25 ausgebildet (s. 6, wobei die auf der gegenüberliegenden Seite des Substrats 25 ausgebildeten Schlitzleitungen 29' strichliert eingezeichnet sind).
Eine zu dem Verzweigungspunkt 37 führende koaxiale Speiseleitung für diese horizontale Antennenanordnung ist so angeschlossen, dass der Außenleiter eines Koaxialkabels 41 mit der leitfähigen Schicht 27 auf der Unterseite 23b des Substrates 23 galvanisch angeschlossen ist, wohingegen der Innenleiter einer derartigen koaxialen Kabelverbindung durch eine Öffnung im Substrat 23 nach oben hindurchgeführt und mit dem zentralen Sternverzweigungspunkt 37 galvanisch verbunden ist.
Wie aus den Zeichnungen ferner zu ersehen ist, sind die einzelnen nach außen hin trichterförmig erweiterten Schlitzleitungen 29' so angeordnet, dass deren nach außen weisende Öffnungsbereiche 29a jeweils benachbart zu in der Mantelfläche 11a der zylinderförmigen Strahlereinrichtung 1, 1a verlaufenden Schlitzen 43 enden, so dass über die jeweilige Vivaldi-Antenne oder allgemein die ”tapered slot”-Antenne 25 der entsprechende Vertikal-Schlitz 43 angeregt wird.
Die Platinen- oder Anspeisestruktur zeichnet sich also auch dadurch aus, dass auf der Platine oder dem Substrat 23 die die Schlitzleitungen 29' ergebenden, von den Freiräumen 33 ausgehenden Schlitzleitungen 29' für alle Schlitz- oder Vivaldi-Antennen 25 eine gemeinsame zusammenhängende metallisierte Fläche 27 bilden, auch wenn die metallisierten Flächen für die einzelnen Vivaldi-Antennen getrennt sein könnten, was allerdings nicht so vorteilhaft ist. Die Rundstrahlcharakteristik kann weiter verbessert werden, wenn die Anzahl der entsprechenden Vivaldi-Antennen erhöht wird, die in Umlaufrichtung versetzt zueinander angeordnet sind. Mit anderen Worten könnten auch 2, 3 oder 5, 6, 7 etc. Vivaldi-Antennen in Umfangsrichtung versetzt liegend angeordnet werden, wobei dann auf der gegenüberliegenden Seite eine entsprechend größere Anzahl von Speiseleitungen 35 vorgesehen sein müsste, deren einzelne Speiseleitungs-Abschnitte 35a, 35b, 35c winkelmäßig so angepasst werden müssten, dass der letzte, die eigentliche Anspeisung bewirkende Speiseleitungs-Abschnitt 35c jeweils die zugehörige schlitzförmige Ausnehmung 29 schneidet, nämlich vorzugsweise rechtwinklig zu deren radialer Erstreckung.
Zusammenfassend kann also erwähnt werden, dass die Speisestruktur 111 mit einem auf der Oberseite der Platine 23 vorgesehenen Speisenetzwerk in der Mitte durch ein Koaxialkabel 41 von unten gespeist wird (über einen Innenleiter des Koaxialkabels), wobei über die leerlaufenden Microstrip-Leitungen mit breitbandigen Stubs als Abschluss jeweils eine Vivaldi-Antenne 25 (als Spezialfall einer TSA) gespeist wird, die sich auf der Unterseite der Platine befinden. Das elektrische Feld breitet sich in jeder einzelnen Vivaldi-Antenne von der Mitte zum Rand der Platine hin aus, wobei der elektrische Feldvektor im Schlitz dabei parallel zur Oberfläche der Platine steht. Mit anderen Worten ist der elektrische Feldvektor also bezogen auf die Gesamtantenne bereits horizontal polarisiert. Durch dieses elektrische Feld wiederum werden die einzelnen Schlitze 43 zum Strahlen angeregt.
Üblicherweise wird die omnidirektionale Antenne so aufgebaut, dass der monopolförmige Strahler 1 in Vertikalrichtung weist, also die Gegengewichtsfläche horizontal ausgerichtet ist. Entsprechend ist auch die Speisestruktur 111 mit der Platine oder dem Substrat 23 horizontal (nämlich parallel zur Gegengewichtsfläche und damit senkrecht zum monopolförmigen Strahler) ausgerichtet, so dass die sich von innen nach außen hin vorzugsweise trichterförmig erweiternden Schlitzstrahler (Vivaldi-Strahler) in der zur Gegengewichtsfläche 5 parallelen Horizontalebene ausgerichtet sind und dadurch dieser Strahler als Horizontalstrahler wirken. Bei einer entsprechend anderen Ausrichtung der Antenne würden die entsprechenden Vertikal- und Horizontalrichtungen je nach Antennenausrichtung in andere Richtungen weisen.
Mit anderen Worten wird also für die in Rede stehenden Schlitz- und/oder Wanderwellenantennen eine Speise- bzw.
Anspeisestruktur bevorzugt auf einer Platine vorgeschlagen, worüber eine Ankopplung an die Schlitze von einer zentralen Stelle aus erfolgen kann, insbesondere kapazitiv. Durch die Verwendung der Vivaldi-Antennen erfolgt eine doppelte strahlungsgekoppelte Anspeisung an den Schlitzen 43, nämlich über die Speiseschlitzleitung 35 bezüglich der Schlitzleitung 29' und hierüber dann bezüglich der Anspeisung an den in der Mantelfläche 11a vorgesehenen, von der Gegengewichtsfläche 5 weg laufenden Schlitzen 43.
Wie bereits erwähnt kann die Speiseleitung 41 zur Speisung der Vivaldi-Antennenelemente 25 im Inneren 11d der rotationssymmetrischen und innen hohlen Rotationskörper 11 bzw. Strahlermantel 11a verlaufen, wobei beispielsweise das erwähnte koaxiale Speisekabel 41 im Inneren 11d über eine Bohrung 45 durch den Boden 11b oder die Mantelfläche 11a der vertikal polarisierten Antenneneinrichtung 1 und über eine weitere Bohrung 47 in der Gegengewichtsfläche 5 auf die Unterseite der Gegengewichtsfläche 5 hindurchgeführt wird. An der Unterseite der Gegengewichtsfläche 5 kann das Koaxialkabel 41 an einem weiteren koaxialen Steckverbinder 117 angeschlossen sein. Dieser Abschnitt 41a des Speisekabels 41 außerhalb des Strahlers 1 und oberhalb der Gegengewichtsfläche 5 soll dabei nicht ein ganzzahliges Vielfaches der Hälfte einer von der vertikal polarisierten Antenne genutzten Betriebswellenlänge betragen.
Der Vollständigkeit halber wird angemerkt, dass die Speisung des vertikal polarisierten monopolförmigen Strahlers 1 über die erwähnte serielle (kapazitive) Speisung im Zentrum der Antennenanordnung (oder über die zentrale Speisung entsprechend 3 über einen dort vorgesehene Steckverbinder) und die Speisung der horizontal polarisierten Strahlereinrichtung 3 über dazu versetzt liegendes koaxiales Speisekabel 41 oder umgekehrt derart erfolgen kann, dass die Vivaldi-Antenneneinrichtungen 25 zentral über einen in der Zentralachse 9 verlaufendes Koaxialkabel gespeist werden, wohingegen die vertikal polarisierte monopolförmige Strahlereinrichtung 1 über ein dazu radial versetzt liegendes außermittiges Koaxialkabel gespeist wird.
Anhand von 7 ist im Vertikalschnitt schematisch gezeigt, dass die monopolförmige vertikal polarisierte Antenneneinrichtung 1 nicht zwingend aus einem zylinderförmigen Stahlungskörper 1a bestehen muss, sondern alternativ auch aus einem von der Gegengewichtsfläche 5 weg verlaufenden kegel- oder kegelstumpfförmigen Strahlungskörper 1b oder bevorzugt aus einem Strahlungskörper bestehen kann, der versetzt zur Massefläche 5 ausgehend einen sich kegelförmig erweiternden ersten Antennenabschnitt 1b und einen sich daran anschließenden zylinderförmigen Antennenabschnitt 1a umfasst, wie dies grundsätzlich aus der bereits erwähnten DE 103 59 605 B4 bekannt ist, auf deren Offenbarungsgehalt in soweit in vollem Umfange Bezug genommen wird. Auch dadurch wird ein Rotationskörper 11 oder zumindest näherungsweise ein Rotationskörper 11 als besonders effizienter, vertikal polarisierter monopolförmiger Strahler gebildet. In diesem Falle könnten die von der Gegengewichtsfläche 5 weg laufenden Schlitze 43 in dem Strahlermantel 11a ganz oder teilweise in Höhe des sich kegelförmig erweiternden Strahlers 1b oder Strahlerabschnittes 1b ausgebildet sein, obgleich dadurch das Abstrahlverhalten etwas beeinträchtigt wird.
Nachfolgend wird auf Abwandlungen näher eingegangen.
Anhand von 8 ist ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem die Speisung der Vertikal-Schlitze 43 in dem zylinder- oder mantelförmigen Strahler 1a des vertikal polarisierten monopolförmigen Strahlers 1 nicht über ”tapered slot”-Antenneneinrichtungen (TSA), sondern beispielsweise über eine microstrip-Strahlungskopplung erfolgt.
Bei dieser Ausführungsform ist im Inneren des als Hohlkörper ausgebildeten rotationssymmetrischen oder rotationsähnlichen Strahlers 1 ebenfalls ein Substrat oder ein Dielektrikum 23 vorgesehen, welches von einem Zentralpunkt 37 ausgehend eine Schlitz-Speiseleitung 35 umfasst, die ebenfalls wieder einen ersten radialen Leitungsabschnitt 35a umfasst (der von dem erwähnten Sternpunkt 37 ausgeht), und der dann unmittelbar benachbart zu dem hohlkörperähnlichen zylinderförmigen oder kegelstumpfförmigen Mantel 11a der Strahlereinrichtung 1 in einen teilkreisförmigen Schlitzleitungsabschnitt 35b übergeht, der unmittelbar benachbart zur Innenwandung 11'' des Strahlermantels 11a verläuft und die dort eingebrachten Vertikal-Schlitze 43 kreuzt (bevorzugt parallel zur Gegengewichtsfläche 5). Dadurch können die Schlitze 43 wie bei Schlitzantennen grundsätzlich üblich entsprechend angeregt werden.
In diesem Falle kann die im Inneren 11' der vertikal polarisierten Antenneneinrichtung 1, 1a vorgesehene zusätzliche Speisestruktur 111 für die horizontal polarisierte Antenneneinrichtung tiefer unterhalb des oberen umlaufenden Randes 13 angeordnet werden, insbesondere auch deshalb, da bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 8 und 9 gezeigt ist, dass hier die Gesamthöhe H der zylinderförmigen vertikal polarisierten Antenneneinrichtung 1 höher als bei dem Ausführungsbeispiel nach 1 sein kann und von daher auch Vertikal-Schlitze 43 verwendbar sind, die nicht einseitig nach oben hin offen, sondern in beiden Richtungen geschlossen sind, also durch einen entsprechenden Mantelabschnitt der vertikal polarisierten Antenneneinrichtung 1 begrenzt sind. Von daher sollte die Schlitzlänge der Schlitze 43 in Abweichung zu dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 bis 7 auch nicht um λ/4, sondern um λ/2 betragen.
Abweichend zu 8 ist in einer vergrößerten Detaildarstellung gemäß 9 gezeigt, dass eine Speisung der Vertikalschlitze 43 (unabhängig davon ob sie geschlossen oder wie den Ausführungsbeispielen nach den 1 bis 4 nach oben hin geöffnet sind) nicht nur über Microstrip-Leitungen, sondern auch über Koaxialkabel 49 oder beliebige andere Leitungen, die aus mindestens zwei Leitern bestehen (Zweidrahtleitung, Microstrip, Slotline usw.) erfolgen kann, wobei der Außenleiter 49a der Koaxialkabel 49 bevorzugt vor den jeweiligen Vertikal-Schlitzen endet und am Innenmantel 11' des zylinderförmigen Strahlers 1 galvanisch angeschlossen ist, wohingegen der Innenleiter 49b den Schlitz 43 kreuzt und in Querrichtung überragt.
Anhand der bisherigen Ausführungsbeispiele sind streifenförmige, d. h. insbesonders rechteckförmige Schlitze 43, 43' gezeigt gewesen. Die Schlitze können aber auch eine davon abweichende Form aufweisen. Möglich ist beispielsweise, dass die Schlitze trapezförmig gestaltet sind oder von einem mittleren Abschnitt nach oben und nach unten trapezförmig auseinander- oder zusammenlaufen etc.. Diverse Abwandlungen sind hier realisierbar. In der Regel wird jedoch die Mittellängslinie der Schlitze 43, 43' im Strahlermantel 11a der Rotationskörpers 11 des monopolförmigen Strahlers 1, 1a so eingebracht sein, dass diese mittlere Längslinie in den Schlitzen 43 in einer vertikalen, zur Gegengewichtsfläche 5 senkrecht stehenden Ebene liegen, in der auch die Zentral- oder Symmetrieachse 9 der gesamten omnidirektionalen Antenne liegt.
Schließlich ist anhand von 10 noch ausschnittsweise dargestellt, dass die Schlitze 43 im rotationssymmetrischen Mantel 11a des monopolförmigen Strahlers 1 auch als U-förmige Doppel-Schlitze 43' ausgebildet sein können, die jeweils nach oben hin offen sind.
Die entsprechenden Wellenlängen sind jeweils bezogen auf die zugehörigen Betriebsfrequenzen, in denen die omnidirektionale Antenne verwendet werden soll.
In diesem Falle bietet es sich an, dass die zwischen den Doppel-Schlitzen verbleibenden Materialabschnitte 11x (die metallisiert und/oder elektrisch leitfähig sind) durch dielektrische Einsätze in den Schlitzen 43 gehalten werden oder die gesamte Struktur auf einem Dielektrikum aufgebaut ist, in dem entsprechend leitfähige Flächen aufgebracht werden, und zwar unter Auslassung von elektrisch leitfähigen Schichten an den Stellen, an denen die Schlitze oder Doppel-Schlitze oder U-förmigen Schlitze 43, 43' ausgebildet sind.
Eine derartige omnidirektionale Antenne kann für unterschiedliche Betriebsfrequenzen oder Betriebsbänder eingesetzt werden. Insbesondere sind im Rahmen des zur Verfügung stehenden Gesamtvolumens der Antenne unterschiedliche Frequenzbereiche für die horizontal und für die vertikal polarisierte Antenne möglich, falls dies einen Vorteil bringt.
Abhängig vom Durchmesser des Monopols wird die Anzahl der Schlitze gewählt. Der Abstand zwischen benachbarten Schlitzen auf der Mantelfläche des monopolförmigen Strahlers sollte nicht zu groß, insbesondere nicht größer als λ sein (wobei λ eine von der horizontal polarisierten Antenneneinheit genutzte Betriebswellenlänge ist), um eine ausreichende Rundheit der Strahlungscharakteristik der horizontal polarisierten Antenne zu gewährleisten.
Allen erläuterten Ausführungsbeispielen gemeinsam ist, dass die Schlitze 43, 43' durch die Speisestruktur 111 beispielsweise in Form von Koaxialkabeln, in Form einer Strahlungskopplung unter Verwendung von Microstrip-Leitungen oder in Form von Schlitzantennen (insbesondere Vivaldi-Antennen) jeweils separat angeregt und gespeist werden. Dadurch wird eine lineare Polarisation in der Horizontalebene bei entsprechender Ausrichtung erzielt, wenn nämlich die Platinen-Struktur und die Gegengewichtsfläche in Horizontalrichtung ausgerichtet sind und der monopolförmige Strahler in Vertikalrichtung weist.

Claims

Breitbandige omnidirektionale Antenne mit folgenden Merkmalen – mit einem monopolförmigen Strahler (1; 1a, 1b), – der monopolförmige Strahler (1; 1a, 1b) ist vertikalpolarisiert, – der vertikalpolarisierte Strahler (1; 1a, 1b) erhebt sich über einer Grundplatte oder Gegengewichtsfläche (5), – der monopolförmige Strahler (1; 1a, 1b) weist einen Strahlermantel (11a) auf, der sich von der Grundplatte oder Gegengewichtsfläche (5) weg erstreckt, gekennzeichnet durch die folgenden weiteren Merkmale – die omnidirektionale Antenne ist als dualpolarisierte Antenne ausgebildet, – die dualpolarisierte Antenne umfasst neben dem verikalpolarisierten monopolförmigen Strahler (1; 1a, 1b) einen horizontal polarisierten Strahler (3), – der horizontal polarisierte Strahler (3) umfasst Schlitze (43, 43') die in dem Strahlermantel (11a) des vertikal polarisierten monopolförmigen Strahlers (1; 1a, 1b) in Umfangsrichtung versetzt liegend vorgesehen sind, – im Inneren (11d) des vertikal polarisierten monopolförmigen Strahlers (1; 1a, 1b) ist eine Anspeiseeinrichtung (111) für den horizontal polarisierten Strahler (3) vorgesehen, und – die Anspeiseeinrichtung (111) umfasst für mehrere Schlitze (43, 43') separate Speiseeinrichtungen (111a), worüber die jeweils zugeordneten Schlitze (43, 43') separat angeregt werden.
Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Umfangsrichtung des monopolförmigen Strahlers (1; 1a, 1b) zumindest drei oder zumindest vier Schlitze (43, 43') in gleichen Abständen in Umfangsrichtung versetzt zueinander liegend angeordnet sind.
Antenne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze (43) im Strahlermantel (11) des vertikal polarisierten monopolförmigen Strahlers (1; 1a, 1b) so verlaufend angeordnet sind, dass sie jeweils parallel zu einer Ebene liegen, in der auch eine die Antenne durchsetzende und senkrecht zur Gegengewichtsfläche (5) stehende Symmetrie- oder Zentralachse (9) liegt.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze (43, 43') zur Grundplatte oder Gegengewichtsfläche (5) versetzt in dem Stahlermantel (11) von der Grundplatte oder Gegengewichtsfläche (5) weg verlaufend gebildet sind und auf der zur Grundplatte oder Gegengewichtsfläche (5) entfernt liegenden Seite am oberen Rand (13) des monopolförmigen Strahlers (1; 1a, 1b) offen enden.
Antenne nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze (43, 43') eine Länge von etwa λ/4 aufweisen.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze (43, 43') versetzt zur Grundplatte oder Gegengewichtsfläche (5) versetzt in dem Stahlermantel (11a) von der Grundplatte oder Gegengewichtsfläche (5) weg verlaufend gebildet sind und auf der zur Grundplatte oder Gegengewichtsfläche (5) entfernt liegenden Seite benachbart zum oberen Rand (13) des monopolförmigen Strahlers (1; 1a, 1b) abgeschlossen sind.
Antenne nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze (43) eine Länge von etwa λ/2 aufweisen.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze (43, 43') im Strahlermantel (11) streifenförmig oder vorzugsweise von ihrer Mitte ausgehend zur Grundplatte oder Gegengewichtsfläche (5) hin bzw. davon weg trapezförmig verlaufend ausgestaltet sind.
Antenneneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anspeiseeinrichtung (111) mehrere in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnete Schlitz-Antenneneinrichtungen (TSA) umfasst.
Antenne nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Anspeiseinrichtung (111) aus mehreren zu einer Zentral-Symmetrieachse (9) der Antenne in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordneten Vivaldi- oder Vivaldiähnlichen Antenneneinrichtungen (25) besteht oder diese umfasst.
Antenne nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vivaldi- oder vivaldiähnlichen Antenneeinrichtungen ein Substrat (23) umfassen, auf dessen einer Seite (23a) eine metallisierte oder elektrisch leitfähige Schicht (27) ausgebildet ist, in deren Bereich in Umfangsrichtung versetzt liegend von innen nach außen verlaufende schlitzförmige Ausnehmungen (29) unter Ausbildung einer jeweiligen Schlitzleitung (29') vorgesehen sind, die sich von innen nach außen bevorzugt trichterförmig erweitern.
Antenne nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass auf der gegenüberliegenden Seite (23b) auf dem Substrat (23) mehrere Speiseleitungen (35) zur separaten Anspeisung einer jeweiligen Schlitzleitung (29') vorgesehen sind.
Antenne nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass von einem Zentrum (31) auf dem Substrat (23) ausgehend in Umfangsrichtung versetzt zueinander ausgebildete Speiseleitungen (35) zu den Schlitzleitungen (29') verlaufen, und dazu vom Zentrum (31) ausgehend jeweils einen ersten radial oder näherungsweise radial verlaufenden Leitungsabschnitt (25a), einen daran sich in einem Winkel anschließenden zweiten Leitungsabschnitt (35b) und vorzugsweise einen dritten nochmals winkelig dazu verlaufenden Leitungsabschnitt (35c) umfassen, der die auf der gegenüberliegenden Seite (23a) des Substrats (23) ausgebildete Schlitzleitung (29') überbrückt.
Antenne nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitzleitungen (29') benachbart zum Zentrum (31) des Substrats (23) von einem vorzugsweise kreisförmigen Freiraum (33) ausgehen.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Vivaldi- oder Vivaldiähnlichen Antennen (25) in einer Ebene und/oder in einer zur Gegengewichtsfläche (5) parallelen Ebene angeordnet sind, insbesondere in einer Horizontalebene.
Antenne nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Speiseleitungen (41) in einem Flächenelement (35b) enden, welches bevorzugt dreieckförmig oder teilkreisförmig gestaltet ist.
Antenne nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitzleitung (29') einer jeden Vivaldi- oder vivaldiähnlichen Antenne (25) mit ihrem offenen Bereich benachbart zu einem zugeordneten Schlitz (43, 43') in dem Strahlermantel (11) des monopolförmigen Strahlers (1; 1a, 1b) endet.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anspeiseeinrichtung (111) Koaxialkabel (49) umfasst, die vorzugsweise von einem Zentrum (31) von einem dort ausgebildeten Verzweigungspunkt (37) ausgehend verlaufen und daran angeschlossen sind, wobei der Außenleiter (49a) eines jeden Koaxialkabels (49) auf der einen Seite eines Schlitzes (43, 43') galvanisch angeschlossen und der den Schlitz (43, 43') überbrückende Innenleiter (49b) auf der gegenüberliegenden Seite des gleichen Schlitzes (43, 43') galvanisch angeschlossen ist.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anspeiseeinrichtung (111) aus einer Strahlungskopplungs-Anordnung insbesondere in Form einer Microstrip-Speisestruktur besteht, bei welcher entsprechende Speiseleitungen (35) vorzugsweise von einem Verzweigungspunkt (37) ausgehend so angeordnet sind, dass sie in unmittelbarer Nähe an einem zugehörigen Schlitz (43, 43') im Strahlermantel (11a) des monopolförmigen Strahlers (1, 1a) den Schlitz (43, 43') kreuzend vorbei laufen.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der vertikal polarisierte Strahler (1; 1a, 1b) zentral über eine Ausnehmung (15) in der Grundplatte oder Gegengewichtsfläche (5) gespeist wird.
Antenne nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Speisung des monopolförmigen Strahlers (1; 1a, 1b) seriell und/oder kapazitiv erfolgt.
Antenne nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte oder Gegengewichtsfläche (5) eine Ausnehmung (15) aufweist, durch die hindurch ein Innenleiter (17b) einer koaxialen Speiseleitung hindurchgeführt und mit einem oberhalb der Grundplatte oder Gegengewichtsfläche (5) sich über eine gewisse Höhe erstreckenden Innenleiter-Koppelelement (19) galvanisch verbunden ist, wobei das Innenleiter-Koppelelement (19) zur Bewirkung einer seriellen und/oder kapazitiven Speisung des monopolförmigen Strahlers (1; 1a, 1b) von einem zylinderförmigen Koppelabschnitt (11c) umgeben ist, welcher mit dem monopolförmigen Strahler (1; 1a, 1b) galvanisch verbunden ist.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Speisung des horizontal polarisierten Strahlers (1; 1a, 1b) über eine Koaxialleitung (41, 41a) erfolgt, die sich auf der dem vertikal und horizontal polarisierten Strahler (1, 3) zugewandt liegenden Seite der Grundplatte oder Gegengewichtsfläche (5) verlaufend erstreckt, und zwar zwischen einer Durchführungsöffnung (47) in der Grundplatte oder Gegengewichtsfläche (5) und einer Durchführungsöffnung (45) im Strahlermantel (11a), wobei die in diesem Bereich verlaufende Länge des Koaxialkabels (41a) so gewählt ist, dass sie nicht ein ganzzahliges Vielfaches von λ/2 einer Betriebsfrequenz des vertikal polarisierten Strahlers ist.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die horizontal polarisierte Strahlereinrichtung (3) zentral über eine Ausnehmung (15) in der Grundplatte oder Gegengewichtsfläche (1; 1a, 1b) gespeist wird.
Antenne nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Speisung der horizontal polarisierten Strahlereinrichtung (3) seriell oder kapazitiv erfolgt.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 19 oder 24, 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Speisung des vertikal polarisierten Strahlers (1; 1a, 1b) über eine Koaxialleitung (41, 41a) erfolgt, die sich auf der dem vertikal und horizontal polarisierten Strahler (1, 3) zugewandt liegenden Seite der Grundplatte oder Gegengewichtsfläche (5) verlaufend erstreckt, und zwar zwischen einer Durchführungsöffnung (47) in der Grundplatte oder Gegengewichtsfläche (5) und einer Durchführungsöffnung (45) im Strahlermantel (11a), wobei die in diesem Bereich verlaufende Länge des Koaxialkabels (41a) so gewählt ist, dass sie nicht ein ganzzahliges Vielfaches von λ/2 einer Betriebsfrequenz des vertikal polarisierten Strahlers ist.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass der monopolförmige Strahler (1; 1a, 1b) einen zumindest näherungsweise kegel- oder kegelstumpfförmigen Strahlerabschnitt (11), der mit seiner divergierenden Erweiterung von der Grundplatte oder Gegengewichtsfläche (5) wegweist, und/oder einen zylinder- oder topfförmigen Strahlerabschnitt (11) umfasst.