DE102011007782A1 - Antennenvorrichtung - Google Patents

Antennenvorrichtung Download PDF

Info

Publication number
DE102011007782A1
DE102011007782A1 DE102011007782A DE102011007782A DE102011007782A1 DE 102011007782 A1 DE102011007782 A1 DE 102011007782A1 DE 102011007782 A DE102011007782 A DE 102011007782A DE 102011007782 A DE102011007782 A DE 102011007782A DE 102011007782 A1 DE102011007782 A1 DE 102011007782A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
unit
feed
antenna device
radiator
radiators
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102011007782A
Other languages
English (en)
Inventor
Heiko Braun
Matthias Hampe
Martin Pohlmann
Werner Soergel
Stephan Schulteis
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102011007782A priority Critical patent/DE102011007782A1/de
Priority to PCT/EP2012/054231 priority patent/WO2012143179A1/de
Publication of DE102011007782A1 publication Critical patent/DE102011007782A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00Antenna arrays or systems
    • H01Q21/24Combinations of antenna units polarised in different directions for transmitting or receiving circularly and elliptically polarised waves or waves linearly polarised in any direction
    • H01Q21/26Turnstile or like antennas comprising arrangements of three or more elongated elements disposed radially and symmetrically in a horizontal plane about a common centre
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00Antenna arrays or systems
    • H01Q21/24Combinations of antenna units polarised in different directions for transmitting or receiving circularly and elliptically polarised waves or waves linearly polarised in any direction
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/16Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole
    • H01Q9/28Conical, cylindrical, cage, strip, gauze, or like elements having an extended radiating surface; Elements comprising two conical surfaces having collinear axes and adjacent apices and fed by two-conductor transmission lines
    • H01Q9/285Planar dipole

Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Antennenvorrichtung, insbesondere für ein Handortungsgerät (12), mit einer Strahlereinheit (14), die zumindest drei Flächenstrahler (16, 18, 20, 22) umfasst, die jeweils einen ersten Speisepunkt (24) zur Abstrahlung einer elektromagnetischen Welle in einer ersten Polarisation aufweisen. Es wird vorgeschlagen, dass zumindest einer der Flächenstrahler (16, 18, 20, 22) zumindest einen zweiten Speisepunkt (26) zur Abstrahlung einer elektromagnetischen Welle in einer zweiten Polarisation aufweist.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung geht aus von einer Antennenvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • In der Druckschrift DE 10 2005 062 874 A1 ist bereits eine Antennenvorrichtung, insbesondere für ein Handortungsgerät, mit einer Strahlereinheit, die vier Flächenstrahler umfasst, die jeweils einen ersten Speisepunkt zur Abstrahlung einer elektromagnetischen Welle in einer ersten Polarisation aufweisen, vorgeschlagen worden.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die Erfindung geht aus von einer Antennenvorrichtung, insbesondere für ein Handortungsgerät, mit einer Strahlereinheit, die zumindest drei, vorteilhaft zumindest vier, Flächenstrahler umfasst, die jeweils einen ersten Speisepunkt zur Abstrahlung einer elektromagnetischen Welle in einer ersten Polarisation aufweisen.
  • Es wird vorgeschlagen, dass zumindest einer der Flächenstrahler zumindest einen zweiten Speisepunkt zur Abstrahlung einer elektromagnetischen Welle in einer zweiten Polarisation aufweist. Vorteilhaft weisen zumindest vier der Flächenstrahler jeweils zumindest einen zweiten Speisepunkt zur Abstrahlung einer elektromagnetischen Welle in einer zweiten Polarisation auf. Zusätzlich könnte die Antennenvorrichtung eine größere Anzahl von Strahlereinheiten mit jeweils zwei oder mehr Speisepunkten aufweisen. Unter einer „Strahlereinheit” soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, eine elektromagnetische Welle auszusenden und/oder zu empfangen. Vorzugsweise weist die Strahlereinheit zumindest einen Strahler auf, der die elektromagnetische Welle sowohl sendet als auch empfängt. Alternativ könnte die Strahlereinheit einen ersten Strahler zum Senden und einen zweiten Strahler zum Empfangen aufweisen. Insbesondere ist die Strahlereinheit dazu vorgesehen, elektromagnetische Weilen mit einer Frequenz zwischen 500 MHz und 16 GHz, vorteilhaft zwischen 1 GHz und 8 GHz, abzustrahlen und dabei insbesondere weniger als –6 dB, vorzugsweise weniger als –10 dB, von einer an die Strahlereinheit übertragenen Leitung zu reflektieren. Vorteilhaft weist die Strahlereinheit in zumindest einem Teil des Frequenzbereichs eine Verstärkung größer als 3 dBi, besonders vorteilhaft größer als 6 dBi, auf. Unter „vorgesehen” soll insbesondere speziell ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Insbesondere soll unter einem „Flächenstrahler” ein Teil der Antennenvorrichtung verstanden werden, der dazu vorgesehen ist, zumindest einen Teil einer elektromagnetischen Welle abzustrahlen und der ein Verhältnis von einer Länge zu einer Breite aufweist, die kleiner als 8, vorzugsweise kleiner 6, besonders bevorzugt kleiner als 4, ist. Vorzugsweise sind die Flächenstrahler miteinander unverbunden, d. h. insbesondere gegeneinander isoliert. Alternativ könnten die Flächenstrahler durch Kondensatoren, Spulen und/oder vorteilhaft Widerstände miteinander verbunden sein, und zwar vorteilhaft an Stellen, an denen ein Abstand zwischen den Flächenstrahlern am geringsten ist Unter dem Begriff „Speisepunkt” soll insbesondere ein Punkt verstanden werden, auf den bei einem Senden eine elektrische Energie auf den Flächenstrahler mittels eines Leiters aufgebracht wird und insbesondere von dem bei einem Empfangen eine elektrische Energie mittels des Leiters abgeleitet wird. Unter einer „Polarisation” soll insbesondere eine Ausrichtung einer Veränderung eines elektrischen Anteils der elektromagnetischen Welle verstanden werden. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Antennenvorrichtung kann konstruktiv einfach eine Antenne mit mehreren Polarisationen bereitgestellt werden, die einen hohen Antennengewinn und niedrige Eingangsreflexionen in einem breiten Frequenzbereich bereitstellt. Zudem weist die Antennenvorrichtung eine hohe mechanische Stabilität auf.
  • In einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die erste Polarisation zumindest im Wesentlichen orthogonal zu der zweiten Polarisation ausgerichtet ist, wodurch konstruktiv einfach eine vorteilhaft geringe Kopplung zwischen den zwei Polarisationen erreicht werden kann. Vorzugsweise strahlt zumindest ein Flächenstrahler, besonders bevorzugt strahlen vier Flächenstrahler, in einem ersten Betriebszustand in der ersten Polarisation und in einem zweiten Betriebszustand in der zweiten Polarisation zumindest einen Teil der elektromagnetischen Welle ab. Insbesondere soll unter der Wendung „zumindest im Wesentlichen orthogonal” verstanden werden, dass sich die zwei Polarisationen um mehr als 60 Grad, vorteilhaft mehr als 75 Grad, besonders vorteilhaft 90 Grad, unterscheiden. Alternativ könnten die Flächenstrahler eine zwei unterschiedlich zirkular polarisierte elektromagnetische Welle aussenden. Insbesondere weist die Strahlereinheit eine Kopplung zwischen den zwei Polarisationen auf, die kleiner als –10 dB, vorteilhaft kleiner als –15 dB, besonders vorteilhaft kleiner als –20 dB, ist.
  • Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass zumindest einer der Flächenstrahler eine zumindest im Wesentlichen kreisrunde Strahlerfläche aufweist, wodurch eine vorteilhafte Anpassung in einem breiten Frequenzbereich möglich ist. Vorzugsweise weisen zumindest drei der Flächenstrahler, besonders bevorzugt zumindest vier der Flächenstrahler, eine zumindest im Wesentlichen kreisrunde Strahlerfläche auf. Unter einer „Strahlerfläche” soll insbesondere eine Oberfläche des Flächenstrahlers verstanden werden, die den Flächenstrahler in Richtung des Hauptmaximums des Antennendiagramms des Flächenstrahlers begrenzt. Vorzugsweise ist die Strahlerfläche loch- und/oder schlitzfrei ausgeführt. Insbesondere soll unter der Wendung „im Wesentlichen kreisrund” verstanden werden, dass die Strahlerfläche zu weniger als 40%, vorteilhaft weniger als 20%, von einer kreisrunden Fläche abweicht. Alternativ könnten Flächenstrahler andere, dem Fachmann für eine Frequenz und Bandbreite als sinnvoll erscheinende Formen aufweisen, vorzugweise jedoch rechteckige, polygone, ovale, elliptisch und/oder quadratische Formen. Vorzugsweise weist die Strahlereinheit bei beiden Polarisationen eine gleiche Antennencharakteristik auf. Alternativ könnte die Strahlereinheit bei beiden Polarisationen unterschiedliche Antennencharakteristiken aufweisen. Dazu weisen die Flächenstrahler vorzugsweise eine von einer im Wesentlichen kreisrunden Strahlerfläche unterschiedliche Strahlerfläche, insbesondere eine ovale oder elliptische Strahlerfläche, auf. In einer weiteren alternativen Ausgestaltung könnten unterschiedliche Antennencharakteristiken durch unterschiedliche Anregung ausgewählter Speisepunkte, insbesondere mit unterschiedlichen Amplituden und/oder Phasenlagen, erreicht werden.
  • Ferner wird vorgeschlagen, dass der erste Speisepunkt und der zweite Speisepunkt auf einer Ebene der Flächenstrahler, bezogen auf einen Mittelpunkt des Flächenstrahlers, zumindest im Wesentlichen orthogonal zueinander angeordnet sind, wodurch konstruktiv einfach eine vorteilhafte Speisung der Flächenstrahler möglich ist. Insbesondere kann eine vorteilhafte Entkopplung aufgrund eines großen Abstandes der Speisepunkte erreicht werden. Unter der Wendung „bezogen auf einen Mittelpunkt des Flächenstrahlers orthogonal zueinander” soll insbesondere verstanden werden, dass eine Verbindungslinie zwischen dem Mittelpunkt des Flächenstrahlers und dem ersten Speisepunkt und eine Verbindungslinie zwischen dem Mittelpunkt des Flächenstrahlers und dem ersten Speisepunkt einen Winkel zwischen 60 Grad und 130 Grad, vorteilhaft zwischen als 75 Grad und 105 Grad, besonders vorteilhaft von 90 Grad einschließen. Vorzugsweise sind die Speisepunkt von Geraden, die die Mittelpunkte der einzelnen Flächenstrahler und den Mittelpunkt aller Flächenstrahler verbinden, beabstandet angeordnet. Alternativ oder zusätzlich könnte der Flächenstrahler eine andere Anzahl von Speisepunkten aufweisen, die insbesondere gleichmäßig um den Mittelpunkt herum verteilt angeordnet sind, vorteilhaft jedoch drei, die jeweils 90 Grad zum nächstliegenden Speisepunkt einschließen oder besonders vorteilhaft vier Speisepunkte, die jeweils 90 Grad zum nächstliegenden Speisepunkt einschließen.
  • Zudem wird vorgeschlagen, dass die Strahlereinheit ein Substrat aufweist, auf dem die Flächenstrahler aufgebracht sind, wodurch eine besonders einfache Herstellung der Strahlereinheit erreicht werden kann. Alternativ könnte an die Flächenstrahler zumindest teilweise auf einer der Strahlerfläche abgewandten Seite ein Freiraum angrenzen. Insbesondere soll unter einem „Substrat” ein Körper mit einer Fläche verstanden werden, die den Flächenstrahler befestigt. Bevorzugt sind die Flächenstrahler aus einer flächigen Beschichtung des Substrats freigeätzt. Alternativ könnte die Beschichtung insbesondere direkt in einer Form der Flächenstrahler beispielsweise mittels einer physikalischen und/oder chemischen Gasphasenabscheidung, einer Lackierung, Spincoating, Sprühcoating und/oder Sputtern auf das Substrat aufgebracht sein. Ebenfalls alternativ könnte der Flächenstrahler aus einem, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Material, vorteilhaft jedoch aus einem insbesondere gestanzten Blechteil, bestehen. Bevorzugt befestigen Speiseleitungen in diesem Fall die Flächenstrahler. Vorzugsweise ist das Substrat speziell für hochfrequente Anwendungen vorgesehen, wie beispielsweise Rogers 4350. Alternativ könnte das Substrat aus einem besonders preiswerten Material bestehen, wie beispielsweise FR4.
  • Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Antennenvorrichtung eine Speiseeinheit aufweist, die zumindest dazu vorgesehen ist, die Strahlereinheit differenziell zu speisen, wodurch eine für eine Ortung vorteilhafte Sende- und Empfangscharakteristik erreicht werden kann. Unter einer „Speiseeinheit” soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, ein von einem Signalgenerator stammendes Signal an die Strahlereinheit zu übertragen und/oder ein empfangenes Signal in Richtung einer Signalauswertungseinheit zu übertragen. Vorzugsweise ist die Speiseeinheit direkt mit der Strahlereinheit, insbesondere an deren Speisepunkten, verbunden. Vorteilhaft passt die Speiseeinheit einen Wellenwiderstand des Signalgenerators an einen Wellenwiderstand der Strahlereinheit an. Vorzugsweise wandelt die Speiseeinheit ein unsymmetrisches Ausgangssignal des Signalgenerators in ein zumindest teilweise symmetrisches Signal zur differenziellen Speisung der Strahlereinheit um. Vorzugsweise weist die Speiseeinheit und/oder die Zuleitungseinheit zumindest ein Symmetrierglied, insbesondere einen Balun, zur Symmetrierung des unsymmetrischen Ausgangssignals des Signalgenerators auf. Alternativ könnte die Strahlereinheit das unsymmetrische Ausgangssignal des Signalgenerators mittels einer symmetrischen Speiseleitung zumindest im Wesentlichen in ein differenzielles Signal umwandeln. Vorzugsweise weist das zumindest im Wesentlichen differenzielle Signal einen differenziellen Signalanteil von wenigstens 30%, vorteilhaft wenigstens 75%, auf. Unter „differenziell” soll insbesondere verstanden werden, dass die Speiseeinheit die Strahlereinheit in zumindest einem Betriebszustand an einem Sendezeitpunkt mit unterschiedlichen, insbesondere Signalen versorgt. Alternativ oder zusätzlich könnte die Antennenvorrichtung eine Speiseeinheit aufweisen, die zumindest dazu vorgesehen ist, die Strahlereinheit undifferenziell zu speisen, insbesondere um unterschiedliche vorteilhaft einstellbare Antennencharakteristiken zu erreichen.
  • In einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Speiseeinheit zumindest eine symmetrische Speiseleitung aufweist, wodurch konstruktiv die Speisepunkte vorteilhaft kontaktiert werden können. Vorteilhaft weist die Speiseeinheit zumindest drei symmetrische Speiseleitungen, besonders vorteilhaft zumindest vier symmetrische Speiseleitungen, auf. Unter einer „Speiseleitung” soll insbesondere eine Leitung verstanden werden, die von einer von der Massefläche aufgespannten Ebene zu einer von den Flächenstrahlern aufgespannten Ebene verläuft. Vorzugsweise ist die symmetrische Speiseleitung länger als 5 mm, besonders bevorzugt länger als 10 mm. Vorzugsweise ist die Speiseleitung mit zwei Speisepunkten direkt verbunden. Bevorzugt weist die Speiseleitung eine Haupterstreckung auf, die senkrecht zu einer von den Flächenstrahlern aufgespannten Ebene ausgerichtet ist. Unter einer „symmetrischen Speiseleitung” soll insbesondere eine Leitung mit zumindest zwei gleich geformten Leitern verstanden werden. Vorzugsweise weist die symmetrische Speiseleitung zwei bandförmige Leiter auf. Vorzugsweise sind die Leiter auf zwei Seiten eines insbesondere verlustarmen Substrats aufgebracht. Alternativ könnte zwischen den symmetrischen Leitungen ein Luftspalt angeordnet sein. Vorzugsweise speisen die zwei Leiter zwei unterschiedliche Flächenstrahler.
  • Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Speiseeinheit zumindest eine sich zur Anpassung verjüngende Speiseleitung aufweist, wodurch eine Impedanz eines Signalgenerators und/oder einer Leitung zwischen dem Signalgenerator und der Speiseeinheit, üblicherweise 50 Ohm oder 75 Ohm, konstruktiv einfach an eine Impedanz der Strahlereinheit angepasst werden kann. Die Impedanz der Strahlereinheit ist von deren Ausgestaltung abhängig und ist üblicherweise größer als 75 Ohm. Insbesondere soll unter der Wendung „zur Anpassung verjüngend” verstanden werden, dass die Speiseleitung auf der von der Massefläche aufgespannten Ebene und auf der von den Flächenstrahlern aufgespannten Ebene unterschiedliche Querschnitte aufweist. Vorzugsweise verändert sich ein Querschnitt der Speiseleitung von der von der Massefläche aufgespannten Ebene und zu der von den Flächenstrahlern aufgespannten Ebene kontinuierlich. Bevorzugt verjüngt sich die Speiseleitung von der Massefläche aufgespannten Ebene und zu der von den Flächenstrahlern aufgespannten Ebene. Alternativ könnte die Speiseleitung als Lambda/4-Transformer insbesondere mit abschnittsweise unterschiedlichen Leitungsbreiten ausgebildet sein. Vorzugsweise ist der Lambda/4-Transformer für eine Mittelfrequenz der Antennenvorrichtung, beispielsweise zwischen 4 und 5 GHz, optimiert.
  • Ferner wird vorgeschlagen, dass die Antennenvorrichtung zumindest einen Massekörper mit einer Massefläche umfasst, die parallel zu einer Ebene der Flächenstrahler ausgerichtet ist, wodurch eine Antenne mit einem vorteilhaft hohen Antennengewinn und einem vorteilhaften Vor-Rück-Verhältnis erreicht werden kann. Unter einer „Massefläche” soll insbesondere eine vorzugsweise ebene Erstreckung des elektrisch leitenden Massekörpers verstanden werden, die wenigstens so groß ist wie die Strahlerfläche der Flächenstrahler. Vorzugsweise ist der Massekörper als eine, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Schicht und/oder als ein Gitter, vorteilhaft jedoch als eine Kupferschicht einer Platine, ausgebildet Vorzugsweise weist die Antennenvorrichtung neben der ersten Massefläche zumindest eine weitere Massefläche, vorteilhaft weitere vier Masseflächen, auf, die seitlich neben den Flächenstrahlern angeordnet sind. Vorteilhaft ist eine den Flächenstrahlern zugewandte Oberfläche dieser Massefläche konkav geformt. Vorzugsweise erstrecken sich diese weiteren Masseflächen zumindest zwischen einer von der ersten Massefläche aufgespannten Ebene und einer von den Flächenstrahlern aufgespannten Ebene. Vorteilhaft sind diese weiteren Masseflächen direkt auf ein Gehäuse des Handortungsgeräts aufgebracht und/oder von dem Gehäuse zumindest teilweise gebildet. Alternativ oder zusätzlich könnte das Handortungsgerät eine Spule aufweisen, die die Strahlereinheit, den Massekörper und/oder vorteilhaft die Speiseeinheit zumindest teilweise umschließt. Die Spule ist vorzugsweise dazu vorgesehen induktiv Messobjekte zu orten. Zudem dient die Spule vorteilhaft als Reflektor und/oder schirmt einen Teil des Handortungsgeräts gegen elektromagnetische Wellen der Antennenvorrichtung vorteilhaft ab.
  • Zudem geht die Erfindung aus von einem Handortungsgerät mit einer erfindungsgemäßen Antennenvorrichtung. Unter einem „Handortungsgerät” soll insbesondere ein Gerät zur Bestimmung von zumindest einer Information über eine Position eines fernen, unsichtbaren und/oder vorteilhaft verdeckt angeordneten Objekts verstanden werden. Vorzugsweise ist das Handortungsgerät dazu vorgesehen, eine elektrische Leitung, eine Wasserleitung, einen Balken und/der ein anderes Objekt in einer Wand, einer Decke und/oder einem anderen festen Objekt zu orten.
  • Zeichnung
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche entthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
  • Es zeigen:
  • 1 ein Handortungsgerät mit einer erfindungsgemäßen Antennenvorrichtung,
  • 2 die Antennenvorrichtung aus 1 mit einer Strahlereinheit, einer Speiseeinheit und einer Zuleitungseinheit in einer perspektivischen Darstellung,
  • 3 die Strahlereinheit und die Speiseeinheit aus 2 in einer perspektivischen Darstellung,
  • 4 die Strahlereinheit aus 2 in einer Draufsicht,
  • 5 eine der Strahlereinheit aus 2 abgewandte Seite der Zuleitungseinheit,
  • 6 die Strahlereinheit, die Speiseeinheit und die Zuleitungseinheit aus
  • 2 in einer weiteren perspektivischen Darstellung und
  • 7 ein Verlauf einer Amplitude eines empfangenen Signals der Antennenvorrichtung aus 1 mit und ohne einem Messobjekt
  • Beschreibung des Ausführungsbeispiels
  • 1 zeigt ein Handortungsgerät 12 mit einer erfindungsgemäßen Antennenvorrichtung 10, einer Recheneinheit 48, einem Display 50 und Laufrollen 52. Bei einem Betrieb verfährt ein Bediener das Handortungsgerät 12 mittels der Laufrollen 52 über einen nicht näher dargestellten Körper, insbesondere über eine Wand. Die Antennenvorrichtung 10 sendet elektromagnetische Wellen in den Körper und empfängt Reflexionen von in dem Körper angeordneten Messobjekten, beispielsweise von Kabel, Wasserleitungen und/oder Holzbalken. Die Recheneinheit 48 bestimmt eine Position und/oder eine Entfernung der Messobjekte von der Antennenvorrichtung 10 und stellt diese von einer verfahrenen Strecke abhängig auf dem Display 50 dar. Die Recheneinheit 48 wertet dazu eine Laufzeit, eine Polarisation und/oder eine Amplitude der empfangenen Reflexionen aus.
  • Die 2, 3 und 5 zeigen die Antennenvorrichtung 10. Die Antennenvorrichtung 10 weist eine Strahlereinheit 14, eine Speiseeinheit 36 und eine Zuleitungseinheit 54 auf. Die Strahlereinheit 14 umfasst vier Flachenstrahler 16, 18, 20, 22 und ein Substrat 32. Die Flächenstrahler 16, 18, 20, 22 sind als eine auf das Substrat 32 aufgebrachte elektrisch leitende Schicht ausgebildet. Die vier Flächenstrahler 16, 18, 20, 22 weisen jeweils einen ersten Speisepunkt 24 zur Abstrahlung einer elektromagnetischen Welle in einer ersten Polarisation und einen zweiten Speisepunkt 26 zur Abstrahlung einer elektromagnetischen Welle in einer zweiten Polarisation auf. Dazu sind die Speisepunkte 24, 26 auf einer Ebene der Flächenstrahler 16, 18, 20, 22 bezogen auf einen Mittelpunkt 30 des Flächenstrahlers 16, 18, 20, 22, orthogonal zueinander angeordnet. Die Flächenstrahler 16, 18, 20, 22 weisen eine kreisrunde Strahlerfläche 28 auf.
  • Wie 4 zeigt, sind Mittelpunkte 30 der Flächenstrahler 16, 18, 20, 22 so angeordnet, dass sie Ecken eines Quadrats bilden. Die Flächenstrahler 16, 18, 20, 22 sind weniger als 20 mm voneinander beabstandet angeordnet und weisen eine Durchmesser zwischen 10 mm und 40 mm auf. Die Speisepunkte 24, 26 der Flächenstrahler 16, 18, 20, 22 sind auf Geraden angeordnet, die die Mittelpunkte 30 der Flächenstrahler 16, 18, 20, 22 verbinden, und zwar jeweils an einem Rand der Strahlerfläche 28. Jeweils zwei Speisepunkte, die zueinander nächstliegend angeordnet sind, bilden ein Speisepunktepaar.
  • Die Speiseeinheit 36 regt beim Senden die zwei Speisepunkte 24, 26 der Speisepunktepaare jeweils im Wesentlichen differenziell zueinander an. Bei einem Senden mit der ersten Polarisation werden die Speisepunkte 24 zweier gegenüberliegender Speisepunktepaare angeregt. Bei einem Senden mit der zweiten Polarisation werden die Speisepunkte 26 der anderen zwei gegenüberliegenden Speisepunktepaare angeregt. Bei einem Ortungsvorgang sendet das Handortungsgerät 12 abwechselnd auf einer der zwei Polarisation und empfängt gleichzeitig auf beiden Polarisationen. Alternativ könnte das Handortungsgerät 12 abwechselnd auf einer der zwei Polarisation und nur auf der gleichen oder der anderen Polarisation empfangen.
  • Die Speiseeinheit 36 speist bei dem Senden die Speisepunkte 24, 26 der Speisepunktepaare jeweils im Wesentlichen differenziell. Dazu weist die Speiseeinheit 36 vier symmetrische Speiseleitungen 38, 40, 42, 44 auf, die jeweils mit einem Speisepunktepaar verbunden sind, und zwar durch Aussparungen im Substrat 32 der Strahlereinheit 14. Die Speiseleitungen 38, 40, 42, 44 weisen zwei Leiter 56 auf. Die Leiter 56 sind auf zwei einander abgewandten Seiten eines Substrats 58 angeordnet. Die Speiseleitungen 38, 40, 42, 44 verjüngen sich zur Anpassung zwischen der Zuleitungseinheit 54 und der Strahlereinheit 14.
  • Die Zuleitungseinheit 54 weist einen Massekörper mit einer Massefläche 46, Streifenleitungen 60, Lötflächen 62 und ein Substrat 64 auf. Die Massefläche 46 ist auf einer der Strahlereinheit 14 zugewandten Seite des Substrats 64 angeordnet und parallel zu einer Ebene der Flächenstrahler 16, 18, 20, 22 ausgerichtet Die Streifenleitungen 60 und die Lötflächen 62 sind auf einer der Strahlereinheit 14 abgewandten Seite des Substrats 64 angeordnet. Die Lötflächen 62 sind durch die Massefläche 46 leitend miteinander verbunden. Die Lötflächen 62 sind dazu vorgesehen, mit nicht näher dargestellten Steckern, hier U-FL-Steckern für Koaxialkabel, verbunden zu werden. Über die Stecker sind die Streifenleitungen 60 mit einem Signalgenerator und einer Signalauswertungseinheit verbunden. Die Streifenleitungen 60 verbinden die Lötflächen 62 mit der Speiseeinheit 36. Die Streifenleitung 60 weist einen Wellenwiderstand von 50 Ohm auf. Dazu weist die Zuleitungseinheit 54 Aussparungen 66 auf, durch die die Speiseleitungen 38, 40, 42, 44 der Speiseeinheit 36 geführt sind. Der eine Leiter 56 der Speiseleitungen 38, 40, 42, 44 ist jeweils mit einer der Streifenleitungen 60 verbunden, und zwar verlötet Der andere Leiter 56 der Speiseleitungen 38, 40, 42, 44 ist jeweils mit der Massefläche 46 verbunden, und zwar verlötet.
  • 7 zeigt ein Diagramm einer bei einer Ortung empfangenen Reflexion. Dabei ist eine Amplitude 68 der Reflexion über einer von dem Handortungsgerät 12 zu einem Körper verfahrenen Strecke 70 dargestellt. Eine durchgezogen dargestellte Kurve 72 zeigt einen Verlauf der Amplitude 68 bei einem Körper, der nur eine Plexiglasplatte aufweist. Eine gestrichelt dargestellte Kurve 74 zeigt einen Verlauf der Amplitude 68 bei einer Messung, bei der ein Körper neben der Plexiglasplatte an einer Stelle 76 angeordnet ist. Der Körper ist als eine Metallstange mit 6 mm Durchmesser ausgebildet Er weist einen minimalen Abstand von ungefähr 30 mm zur Antennenvorrichtung 10 auf.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102005062874 A1 [0002]

Claims (10)

  1. Antennenvorrichtung, insbesondere für ein Handortungsgerät (12), mit einer Strahlereinheit (14), die zumindest drei Flächenstrahler (16, 18, 20, 22) umfasst, die jeweils einen ersten Speisepunkt (24) zur Abstrahlung einer elektromagnetischen Welle in einer ersten Polarisation aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Flächenstrahler (16, 18, 20, 22) zumindest einen zweiten Speisepunkt (26) zur Abstrahlung einer elektromagnetischen Welle in einer zweiten Polarisation aufweist.
  2. Antennenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Polarisation zumindest im Wesentlichen orthogonal zu der zweiten Polarisation ausgerichtet ist.
  3. Antennenvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Flächenstrahler (16, 18, 20, 22) eine zumindest im Wesentlichen kreisrunde Strahlerfläche (28) aufweist.
  4. Antennenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Speisepunkt (24) und der zweite Speisepunkt (26) auf einer Ebene der Flächenstrahler (16, 18, 20, 22), bezogen auf einen Mittelpunkt (30) des Flächenstrahlers (16, 18, 20, 22), zumindest im Wesentlichen orthogonal zueinander angeordnet sind.
  5. Antennenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlereinheit (14) ein Substrat (32) aufweist, auf dem die Flächenstrahler (16, 18, 20, 22) aufgebracht sind.
  6. Antennenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Speiseeinheit (36), die zumindest dazu vorgesehen ist, die Strahlereinheit (14) differenziell zu speisen.
  7. Antennenvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Speiseeinheit (36) zumindest eine symmetrische Speiseleitung (38, 40, 42, 44) aufweist.
  8. Antennenvorrichtung zumindest nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Speiseeinheit (38, 40, 42, 44) zumindest eine sich zur Anpassung verjüngende Speiseleitung (38, 40, 42, 44) aufweist.
  9. Antennenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest einen Massekörper mit einer Massefläche (46), die parallel zu einer Ebene der Flächenstrahler (16, 18, 20, 22) ausgerichtet ist.
  10. Handortungsgerät mit einer Antennenvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
DE102011007782A 2011-04-20 2011-04-20 Antennenvorrichtung Pending DE102011007782A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011007782A DE102011007782A1 (de) 2011-04-20 2011-04-20 Antennenvorrichtung
PCT/EP2012/054231 WO2012143179A1 (de) 2011-04-20 2012-03-12 Antennenvorrichtung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011007782A DE102011007782A1 (de) 2011-04-20 2011-04-20 Antennenvorrichtung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102011007782A1 true DE102011007782A1 (de) 2012-10-25

Family

ID=45811529

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102011007782A Pending DE102011007782A1 (de) 2011-04-20 2011-04-20 Antennenvorrichtung

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102011007782A1 (de)
WO (1) WO2012143179A1 (de)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5287116A (en) * 1991-05-30 1994-02-15 Kabushiki Kaisha Toshiba Array antenna generating circularly polarized waves with a plurality of microstrip antennas
US6002370A (en) * 1998-08-11 1999-12-14 Northern Telecom Limited Antenna arrangement
DE102005062874A1 (de) 2005-12-29 2007-07-05 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zum Senden und/oder Empfangen elektromagnetischer HF-Signale

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4866451A (en) * 1984-06-25 1989-09-12 Communications Satellite Corporation Broadband circular polarization arrangement for microstrip array antenna
ATE194733T1 (de) * 1996-04-03 2000-07-15 Johan Granholm Dualpolarisations-gruppenantenne mit sehr niedriger kreuzpolarisation und kleinen seitenkeulen
DE19712510A1 (de) * 1997-03-25 1999-01-07 Pates Tech Patentverwertung Zweilagiger Breitband-Planarstrahler
JP4118835B2 (ja) * 2004-05-25 2008-07-16 日本電波工業株式会社 機能平面アレーアンテナ
GB2469075A (en) * 2009-03-31 2010-10-06 Univ Manchester Wide band array antenna

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5287116A (en) * 1991-05-30 1994-02-15 Kabushiki Kaisha Toshiba Array antenna generating circularly polarized waves with a plurality of microstrip antennas
US6002370A (en) * 1998-08-11 1999-12-14 Northern Telecom Limited Antenna arrangement
DE102005062874A1 (de) 2005-12-29 2007-07-05 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zum Senden und/oder Empfangen elektromagnetischer HF-Signale

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Awida, M.H.; Suleiman, S.H.; Fathy, A.E.: Development of a substrate-integrated Ku-band cavity-backed microstrip patch sub-array of dual linear/circular polarization for DBS applica-tions. In: IEEE Radio and Wireless Symposium (RWS), 2010 S. 92 - 95 *
Awida, M.H.; Suleiman, S.H.; Fathy, A.E.: Development of a substrate-integrated Ku-band cavity-backed microstrip patch sub-array of dual linear/circular polarization for DBS applica-tions. In: IEEE Radio and Wireless Symposium (RWS), 2010 S. 92 – 95

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012143179A1 (de) 2012-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2319124B1 (de) Elektrogerät
DE60009874T2 (de) V-Schlitz-Antenne für zirkulare Polarisation
EP3440738B1 (de) Antennenvorrichtung
DE602004000584T2 (de) Integriertes Antennensystem mit zirkular polarisierter Patchantenne und vertikal polarisierter Flächenantenne
DE2351440A1 (de) Mikrostreifenantenne
DE102012107603B4 (de) Zweidimensionale antennenarrays für strahlformungsanwendungen
DE112010001503B4 (de) Antenneneinrichtung
DE69833070T2 (de) Gruppenantennen mit grosser Bandbreite
EP1619751B1 (de) Breitbandige Antenne mit geringer Bauhöhe
WO2007073993A1 (de) Antennenanordnung sowie verwendung
WO2016045830A1 (de) Antenne für nahbereichsradar
DE112013001993B4 (de) Antennenvorrichtung
WO2012143180A1 (de) Antennenvorrichtung
DE102005030631B3 (de) Antenne, insbesondere Kraftfahrzeugantenne
DE102011007782A1 (de) Antennenvorrichtung
DE102008055196A1 (de) Vorrichtung zum Senden und/oder Empfangen elektromagnetischer Hochfrequenzsignale
DE102014003409A1 (de) RFID-Lesegerät und Antennenvorrichtung
EP2791710A2 (de) Handwerkzeugvorrichtung mit zumindest einer ortungsvorrichtung
EP0489934B1 (de) Flächenantenne
DE102018116631A1 (de) Spiralantennensystem
DE102012010326B4 (de) Gedruckte Antenne
EP1205008A1 (de) Planare antenne
DE2451708C1 (de) Anordnung zur Stoerung einer Monopuls-Zielverfolgungs-Radareinrichtung durch Wiederausstrahlung in Kreuzpolarisation
DE583408C (de) Beverage-Antennenanordnung
EP2656115B1 (de) Handortungsvorrichtung, ortungsgerät und verfahren zur ortung

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication