DE102015216243A1 - ANTENNA ARRANGEMENT WITH SQUARE STRUCTURE - Google Patents

ANTENNA ARRANGEMENT WITH SQUARE STRUCTURE Download PDF

Info

Publication number
DE102015216243A1
DE102015216243A1 DE102015216243.5A DE102015216243A DE102015216243A1 DE 102015216243 A1 DE102015216243 A1 DE 102015216243A1 DE 102015216243 A DE102015216243 A DE 102015216243A DE 102015216243 A1 DE102015216243 A1 DE 102015216243A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
antenna
circuit board
dimensional
printed circuit
dimensional directional
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.)
Granted
Application number
DE102015216243.5A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102015216243B4 (en
Inventor
Brian Curran
Ivan Ndip
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.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Technische Universitaet Berlin
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Technische Universitaet Berlin
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 Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV, Technische Universitaet Berlin filed Critical Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority to DE102015216243.5A priority Critical patent/DE102015216243B4/en
Publication of DE102015216243A1 publication Critical patent/DE102015216243A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102015216243B4 publication Critical patent/DE102015216243B4/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q19/00—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
    • H01Q19/10—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces
    • H01Q19/18—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces having two or more spaced reflecting surfaces
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/02—Waveguide horns
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
    • H01Q15/14—Reflecting surfaces; Equivalent structures
    • H01Q15/18—Reflecting surfaces; Equivalent structures comprising plurality of mutually inclined plane surfaces, e.g. corner reflector

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Aerials With Secondary Devices (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antennenanordnung (100, 200, 500) aufweisend eine flexible Leiterplatte (101, 201, 501) mit einem Reflexionsabschnitt (102, 202a–202e), der ausgebildet ist, um Antennenstrahlung (218) zu reflektieren, eine mit der flexiblen Leiterplatte (101, 201, 501) verbundene Antenne (103, 203, 503), und eine ein dielektrisches Material aufweisende dreidimensionale Richtstruktur (104, 204, 504) zum Festlegen einer Richtcharakteristik der Antennenanordnung (100, 200, 500), wobei der Reflexionsabschnitt (102, 202a–202e) der flexiblen Leiterplatte (101, 201, 501) zumindest abschnittsweise mit der dreidimensionalen Richtstruktur (104, 204, 504) in Kontakt ist, um eine der dreidimensionalen Richtstruktur (104, 204, 504) zugeordnete Reflexionsfläche (205a–205e) für die Antennenstrahlung (218) bereitzustellen.The invention relates to an antenna arrangement (100, 200, 500) comprising a flexible printed circuit board (101, 201, 501) with a reflection section (102, 202a-202e), which is designed to reflect antenna radiation (218), one with the flexible one Printed circuit board (101, 201, 501) connected antenna (103, 203, 503), and a dielectric material having three-dimensional directional structure (104, 204, 504) for determining a directional characteristic of the antenna assembly (100, 200, 500), wherein the reflection portion (102, 202a-202e) of the flexible printed circuit board (101, 201, 501) is at least partially in contact with the three-dimensional directional structure (104, 204, 504), around a reflection surface (205a) associated with the three-dimensional directional structure (104, 204, 504) -205e) for the antenna radiation (218).

Description

Die Erfindung betrifft eine Antennenanordnung mit den Merkmalen von Anspruch 1 sowie ein Verfahren zum Herstellen einer Antennenanordnung mit den Merkmalen von Anspruch 11.The invention relates to an antenna arrangement with the features of claim 1 and to a method for producing an antenna arrangement having the features of claim 11.

Antennenanordnungen werden verwendet, um Signale drahtlos zu versenden und zu empfangen. Heutzutage sind Antennenanordnungen in unterschiedlichen Ausführungen verfügbar. Beispielsweise sind Richtantennen, beziehungsweise Antennen mit einer bestimmten Richtcharakteristik bekannt, die eine bevorzugte Richtwirkung und somit einen, im Vergleich zu Rundstrahlern, höheren Antennengewinn aufweisen.Antenna arrays are used to wirelessly transmit and receive signals. Antenna arrangements are available in different designs today. For example, directional antennas or antennas with a specific directional characteristic are known, which have a preferred directivity and thus a higher antenna gain compared to omnidirectional antennas.

Viele drahtlose elektrische Systeme profitieren von einem hohen Antennengewinn. Dadurch ist die elektromagnetische Energie auf einen kleineren Bereich konzentriert und die Systeme können mit weniger Sendeleistung Informationen übertragen. Außerdem werden weniger Streufelder erzeugt, die andere elektronische Signale stören könnten.Many wireless electrical systems benefit from a high antenna gain. As a result, the electromagnetic energy is concentrated in a smaller area and the systems can transmit information with less transmission power. In addition, fewer stray fields are generated that could disturb other electronic signals.

Existierende direktionale Antennenkonfigurationen, wie zum Beispiel Patch-, Horn-, Helix-, oder Vivaldi-Antennen, haben entweder einen begrenzten erzielbaren Gewinn, oder sie haben einen Formfaktor der für viele Anwendungen den Anforderungen nicht genügt.Existing directional antenna configurations, such as patch, horn, helix, or Vivaldi antennas, either have a limited recoverable gain, or have a form factor that does not meet the requirements of many applications.

Prinzipiell bestehen heutzutage drei unterschiedliche Möglichkeiten, um Antennen mit einem hohen Antennengewinn zu realisieren.In principle, today there are three different ways to realize antennas with a high antenna gain.

Eine erste Möglichkeit zur Realisierung von Antennen mit einem hohen Antennengewinn ist die Bereitstellung von sogenannten Gruppenstrahlern. Gruppenstrahler werden auch als Antennen-Array bezeichnet. Dieser Ansatz wird oft mit sogenannten Patch-Antennenelementen umgesetzt. Wenn beispielsweise anstatt einer einzelnen Antenne ein 2×2 Antennen Array (entsprechend vier Elementen) eingesetzt wird, kann der Antennengewinn um den Faktor 4 gesteigert werden, sofern das Array optimal angeregt ist. Ein weiterer Vorteil ist die Steuerbarkeit der Richtwirkung von Antennenarrays.A first possibility for the realization of antennas with a high antenna gain is the provision of so-called group radiators. Group radiators are also referred to as antenna arrays. This approach is often implemented with so-called patch antenna elements. If, for example, instead of a single antenna, a 2 × 2 antenna array (corresponding to four elements) is used, the antenna gain can be increased by a factor of 4, as long as the array is optimally excited. Another advantage is the controllability of the directivity of antenna arrays.

Da ein Antennenarray aus mehreren Elementen besteht, ist die benötigte Fläche im Vergleich zu einer einzelnen Antenne größer. Im Gegenteil zu nachfolgend genannten Aperturantennen können Antennenarrays jedoch sehr flach ausgeführt sein. Arrays von Antennen weisen häufig auch komplexe Anregungsnetzwerke auf, die sehr genau optimiert sein müssen, um den optimalen Antennengewinn zu erreichen.Since an antenna array consists of several elements, the required area is larger compared to a single antenna. In contrast to the below-mentioned aperture antennas, however, antenna arrays can be made very flat. Arrays of antennas often also have complex excitation networks, which must be optimized very precisely in order to achieve the optimum antenna gain.

Eine zweite Möglichkeit zur Realisierung von Antennen mit einem hohen Antennengewinn ist die Bereitstellung von sogenannten dielektrischen Linsen. Dielektrische Linsen können zusammen mit traditionellen direktionalen Antennen eingesetzt werden. Eine dielektrische Linse fokussiert durch Refraktion die Abstrahlung einer direktionalen Antenne. Es ist jedoch aufwändig Linsen mit hoher Genauigkeit herzustellen. Außerdem sind sie schwierig auszurichten und mechanisch zu befestigen, so dass sie wie gewollt funktionieren.A second possibility for the realization of antennas with a high antenna gain is the provision of so-called dielectric lenses. Dielectric lenses can be used with traditional directional antennas. A dielectric lens focuses by refraction the radiation of a directional antenna. However, it is expensive to produce lenses with high accuracy. In addition, they are difficult to align and mechanically fasten so that they work as intended.

Eine dritte Möglichkeit ist die Bereitstellung von sogenannten Apertur-Antennen. Bei bestimmten Konfigurationen dieser Apertur-Antennen kann eine Erhöhung des Antennengewinns durch eine Verlängerung der Antenne und/oder durch eine Vergrößerung der Breite der Antenne erreicht werden. So können beispielsweise bei einer Horn-Antenne ein größerer Hornradius und eine größere Länge den Antennengewinn erhöhen. Bei einer Helix-Antenne steigt beispielsweise der Antennengewinn mit dem Radius der Windungen sowie mit der Anzahl und dem Abstand der Windungen, was wiederum zu einer längeren Antenne führt. Der Antennengewinn von Vivaldi-Antennen beispielsweise steigt ebenfalls mit der Länge an.A third possibility is the provision of so-called aperture antennas. In certain configurations of these aperture antennas, an increase in antenna gain may be achieved by extending the antenna and / or increasing the width of the antenna. For example, with a horn antenna, a larger horn radius and a longer length can increase the antenna gain. For example, with a helical antenna, the antenna gain increases with the radius of the turns and with the number and spacing of the turns, which in turn results in a longer antenna. The antenna gain of Vivaldi antennas, for example, also increases with the length.

Für viele Anwendungen ist dieser Ansatz jedoch nicht gut geeignet. Im Bereich benötigter miniaturisierter Sensorknoten, oder z. B. Automotive Radar, werden diese Antennenstrukturen oft zu groß und unpraktisch. Sie sind aber gute Alternativen für sehr hohe Frequenzen, da die Wellenlänge mit steigender Frequenz sinkt.However, this approach is not well suited for many applications. In the area required miniaturized sensor node, or z. Automotive radar, these antenna structures often become too large and impractical. But they are good alternatives for very high frequencies, as the wavelength decreases with increasing frequency.

Die DE 103 22 803 A1 offenbart eine Mikrostreifenantenne, die als Apertur-Antenne in Form eines Hornstrahlers ausgebildet ist. Ein Strahlerelement ist auf einem dielektrischen Substrat angeordnet. Ein PVC-Träger weist eine Ausnehmung auf, die einen mit Schaum ausgefüllten Resonanzhohlraum bildet. Das dielektrische Substrat ist abschnittsweise mit den Innenseiten der in dem PVC-Träger vorgesehenen Ausnehmung in Kontakt. Dass dielektrische Substrat ist ein starres Substrat, das zwischen dem Schaum und den Innenseiten des PVC-Trägers gelagert ist. Außenseitig weist der PVC-Träger einen separaten, das Strahlerelement umschließenden, Miniatur-Hornstrahler mit separater Metallbeschichtung auf.The DE 103 22 803 A1 discloses a microstrip antenna formed as an aperture antenna in the form of a horn. A radiating element is arranged on a dielectric substrate. A PVC carrier has a recess which forms a resonant cavity filled with foam. The dielectric substrate is partially in contact with the insides of the recess provided in the PVC carrier. The dielectric substrate is a rigid substrate supported between the foam and the inside of the PVC carrier. On the outside, the PVC carrier has a separate, the radiator element enclosing, miniature horn with separate metal coating.

Derartige aus dem Stand der Technik bekannten Antennenanordnungen weisen zwar eine gute Richtcharakteristik und somit einen hohen Antennengewinn auf. Sie sind jedoch material- und zeitaufwändig zu fertigen.Although known from the prior art antenna arrangements have a good directional characteristic and thus a high antenna gain. However, they are material and time consuming to manufacture.

Es ist demnach eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Antennenanordnungen dahingehend zu verbessern, dass diese zwar einen erhöhten Antennengewinn aufweisen, dabei aber dennoch platzsparende Eigenschaften aufweisen und gleichzeitig einfach und kostengünstig herstellbar sind.It is therefore an object of the present invention to provide antenna arrays to improve that while they have an increased antenna gain, but still have space-saving properties and at the same time are easy and inexpensive to produce.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Antennenanordnung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ferner mit einem Verfahren zum Herstellen einer Antennenanordnung mit den Merkmalen von Anspruch 11 gelöst.This object is achieved by an antenna arrangement with the features of claim 1. The object underlying the invention is further achieved by a method for producing an antenna arrangement having the features of claim 11.

Gemäß der Erfindung ist eine dreidimensionale Struktur vorgesehen. Diese dreidimensionale Struktur ist ausgebildet, um eine Richtcharakteristik der Antennenanordnung festzulegen. Diese dreidimensionale Struktur wird daher im Folgenden auch als dreidimensionale Richtstruktur bezeichnet. Die dreidimensionale Richtstruktur ist somit, als eine von mehreren Komponenten, für die Richtcharakteristik der Antennenanordnung verantwortlich. Die Richtcharakteristik der Antennenanordnung beschreibt die Stärke gesendeter oder empfangener Wellen in Abhängigkeit eines Öffnungswinkels in einer bevorzugten Richtung. Sofern die Richtcharakteristik anisotrop ist, weist die Antennenanordnung eine bevorzugte Richtwirkung auf, d. h. eine Richtung, in der die Antenne ihre maximale Sendeenergie beziehungsweise ihre maximale Empfindlichkeit hin bündelt. Diese Bündelung kann zu einem erhöhten Antennengewinn führen. Die erfindungsgemäße Antennenanordnung weißt außerdem eine flexible Leiterplatte mit einem Reflexionsabschnitt auf. Der Reflexionsabschnitt ist ausgebildet, um gesendete oder empfangene Antennenstrahlung zu reflektieren. Dieser Reflexionsabschnitt wird zumindest abschnittsweise mit der dreidimensionalen Richtstruktur in Kontakt gebracht. Somit bildet der an der dreidimensionalen Richtstruktur angebrachte Reflexionsabschnitt der flexiblen Leiterplatte eine der dreidimensionalen Richtstruktur zugeordnete Reflexionsfläche. An dieser Reflexionsfläche kann die gesendete oder empfangene Antennenstrahlung reflektiert werden. Da, wie oben beschrieben, die Form der dreidimensionalen Richtstruktur die Richtcharakteristik der Antennenanordnung festlegt, weisen die mit der dreidimensionalen Richtstruktur in Kontakt stehenden Reflexionsabschnitte der flexiblen Leiterplatte ebenfalls die Form der die Richtcharakteristik festlegenden dreidimensionalen Richtstruktur auf. Die flexible Leiterplatte passt sich also der Form der dreidimensionalen Richtstruktur an. Die dreidimensionale Richtstruktur ist somit zusammen mit den Reflexionsabschnitten der flexiblen Leiterplatte für die Festlegung der Richtcharakteristik der Antennenanordnung verantwortlich. Die dreidimensionale Richtstruktur kann beispielsweise in einem kostengünstigen 3-D Druckverfahren oder Injection-Mold-Verfahren hergestellt werden. Die flexible Leiterplatte kann ein flexibles PCB (Printed Circuit Board) sein. Die flexible Leiterplatte kann beispielsweise auch als eine Folie ausgebildet sein. Ein Reflexionsabschnitt der flexiblen Leiterplatte weist in der Regel ein die Antennenstrahlung reflektierendes Material, wie beispielsweise Metall, auf. Dieses reflektive Material kann beispielsweise in Form einer (Metall-)Schicht in die flexible Leiterplatte integriert und/oder an der flexiblen Leiterplatte angebracht sein. Unter dem Begriff „flexibel” im Sinne der vorliegenden Anmeldung kann verstanden werden, dass die Leiterplatte in einem Winkel von etwa 30° und mehr ohne Beschädigung verformbar, z. B. knick- oder biegbar, ist.According to the invention, a three-dimensional structure is provided. This three-dimensional structure is designed to define a directional characteristic of the antenna arrangement. This three-dimensional structure is therefore also referred to below as a three-dimensional directional structure. The three-dimensional directional structure is thus responsible, as one of several components, for the directional characteristic of the antenna arrangement. The directional characteristic of the antenna arrangement describes the strength of transmitted or received waves as a function of an opening angle in a preferred direction. If the directional characteristic is anisotropic, the antenna arrangement has a preferred directivity, ie. H. a direction in which the antenna bundles its maximum transmission energy or maximum sensitivity. This bundling can lead to an increased antenna gain. The antenna arrangement according to the invention also has a flexible printed circuit board with a reflection section. The reflection section is designed to reflect transmitted or received antenna radiation. This reflection section is at least partially brought into contact with the three-dimensional directional structure. Thus, the reflection portion of the flexible circuit board attached to the three-dimensional directional structure forms a reflection surface associated with the three-dimensional directional structure. At this reflection surface, the transmitted or received antenna radiation can be reflected. As described above, since the shape of the three-dimensional directional structure determines the directivity of the antenna arrangement, the reflective portions of the flexible circuit board in contact with the three-dimensional directional structure also have the shape of the three-dimensional directional pattern defining the directional characteristic. The flexible circuit board thus adapts to the shape of the three-dimensional directional structure. The three-dimensional directional structure is thus responsible together with the reflection sections of the flexible printed circuit board for the determination of the directional characteristic of the antenna arrangement. The three-dimensional directional structure can be produced for example in a cost-effective 3-D printing process or injection molding process. The flexible circuit board may be a flexible PCB (Printed Circuit Board). The flexible circuit board may for example also be formed as a foil. A reflective portion of the flexible circuit board typically includes a material that reflects the antenna radiation, such as metal. This reflective material may for example be integrated in the form of a (metal) layer in the flexible printed circuit board and / or attached to the flexible printed circuit board. The term "flexible" in the sense of the present application can be understood that the circuit board deformable at an angle of about 30 ° and more without damage, z. B. kinkable or bendable, is.

Die flexible Leiterplatte kann am äußeren Umfang der dreidimensionalen Richtstruktur angeordnet sein. Dies bietet eine besonders einfache Form der Anbringung des Reflexionsabschnitts der flexiblen Leiterplatte an der dreidimensionalen Richtstruktur.The flexible circuit board may be disposed on the outer circumference of the three-dimensional directional structure. This provides a particularly simple form of attachment of the reflective portion of the flexible circuit board to the three-dimensional straightening structure.

Es ist denkbar, dass die Antenne auf einer Seite der flexiblen Leiterplatte angeordnet ist, und die flexible Leiterplatte mit dieser Seite am äußeren Umfang der dreidimensionalen Richtstruktur angeordnet ist und mit der dreidimensionalen Richtstruktur in Kontakt kommt. Somit kann die Antenne auf einfache Weise direkt, d. h. ohne bzw. nur mit einem vernachlässigbar kleinen dazwischenliegenden Luftspalt, mit der dreidimensionalen Richtstruktur in Kontakt gebracht werden. Die von der Antenne abgestrahlten bzw. empfangenen elektromagnetischen Wellen treten somit ohne Notwendigkeit zur Durchdringung eines Luftspalts direkt in die dreidimensionale Richtstruktur ein. In Abhängigkeit von der Permittivität des Materials der dreidimensionalen Richtstruktur kann die Gesamtgröße der Antenne bei ansonsten gleichbleibender Richtwirkung vorteilhaft reduziert werden.It is conceivable that the antenna is arranged on one side of the flexible circuit board, and the flexible circuit board with this side is arranged on the outer circumference of the three-dimensional directional structure and comes into contact with the three-dimensional directional structure. Thus, the antenna can easily, directly, d. H. Without or with only a negligible small intermediate air gap, be brought into contact with the three-dimensional directional structure. The electromagnetic waves radiated or received by the antenna thus enter directly into the three-dimensional directional structure without the need to penetrate an air gap. Depending on the permittivity of the material of the three-dimensional directional structure, the overall size of the antenna can be advantageously reduced with otherwise uniform directivity.

Die dreidimensionale Richtstruktur kann eine Ausnehmung aufweisen, wobei die flexible Leiterplatte zumindest abschnittsweise in dieser Ausnehmung angeordnet sein kann. Die flexible Leiterplatte bzw. die Reflexionsabschnitte der flexiblen Leiterplatte können sich somit einfach an die Form der Ausnehmung anpassen, wobei in diesem Fall die Ausnehmung vorzugsweise eine eine Richtcharakteristik festlegende Form aufweist.The three-dimensional directional structure may have a recess, wherein the flexible printed circuit board may be arranged at least in sections in this recess. The flexible printed circuit board or the reflective sections of the flexible printed circuit board can thus easily adapt to the shape of the recess, in which case the recess preferably has a shape defining a directional characteristic.

Die Antenne kann auf einer ersten Seite der flexiblen Leiterplatte angeordnet sein, und die flexible Leiterplatte kann mit einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite in der Ausnehmung der dreidimensionalen Richtstruktur angeordnet sein und mit der dreidimensionalen Richtstruktur in Kontakt kommen. So kommt lediglich die der Antenne abgewandte Seite der flexiblen Leiterplatte mit der dreidimensionalen Richtstruktur in Kontakt. Diese der Antenne abgewandte Seite kann somit beispielsweise vollständig mit Klebstoffauftrag versehen sein, ohne die Funktionalität der Antenne wesentlich zu beeinträchtigen.The antenna may be disposed on a first side of the flexible circuit board, and the flexible circuit board may be disposed with a second side opposite the first side in the recess of the three-dimensional directional structure and come into contact with the three-dimensional directional structure. Thus, only the side of the flexible printed circuit board facing away from the antenna comes into contact with the three-dimensional directional structure. This side facing away from the antenna can thus be provided, for example, completely with adhesive, without significantly affect the functionality of the antenna.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die dreidimensionale Richtstruktur eine dielektrische Linse auf. Die dielektrische Linse kann die ausgesendete bzw. empfangene Antennenstrahlung zusätzlich zu der Richtwirkung aufgrund der dreidimensionalen Richtstruktur und der Reflexionsabschnitte der flexiblen Leiterplatte fokussieren, umso den Antennengewinn weiter zu erhöhen. Die dielektrische Linse kann als ein separates Bauteil in, an oder auf der dreidimensionalen Richtstruktur angeordnet sein.According to an embodiment, the three-dimensional directional structure comprises a dielectric lens. The dielectric lens can focus the emitted antenna radiation in addition to the directivity due to the three-dimensional directional structure and the reflective portions of the flexible circuit board, thereby further increasing the antenna gain. The dielectric lens may be arranged as a separate component in, on or on the three-dimensional directional structure.

Die dielektrische Linse kann aber auch einstückig mit der dreidimensionalen Richtstruktur ausgebildet sein. In diesem Fall kann die dreidimensionale Richtstruktur auch selbst als dielektrische Linse bezeichnet werden, da sowohl der Körper der dreidimensionalen Richtstruktur als auch die Linse selbst als ein gemeinsames Bauteil ausgebildet sind. Vorzugsweise sind beide außerdem aus demselben Material hergestellt. Dies bietet den Vorteil, dass die dreidimensionale Richtstruktur und die dielektrische Linse in einem gemeinsamen Herstellungsprozess zusammen hergestellt werden können, was wiederum die Produktionszeit und die Produktionskosten reduziert.However, the dielectric lens may also be formed integrally with the three-dimensional directional structure. In this case, the three-dimensional directing structure itself may also be referred to as a dielectric lens, since both the body of the three-dimensional directing structure and the lens itself are formed as a common component. Preferably, both are also made of the same material. This offers the advantage that the three-dimensional directional structure and the dielectric lens can be manufactured together in a common manufacturing process, which in turn reduces production time and production costs.

Es ist denkbar, dass die flexible Leiterplatte derart an der dreidimensionalen Richtstruktur angeordnet ist, dass die Antenne der dielektrischen Linse gegenüberliegend angeordnet ist. Dies bietet den Vorteil, dass insbesondere die, ausgesandten sowie empfangenen, gerichteten Antennenstrahlen einfach und ohne große Umwege bzw. Reflexionswege auf die gegenüberliegende dielektrische Linse leitbar sind.It is conceivable that the flexible printed circuit board is arranged on the three-dimensional directional structure such that the antenna is arranged opposite the dielectric lens. This offers the advantage that in particular the emitted and received, directed antenna beams can be easily and without major detours or reflection paths on the opposite dielectric lens can be conducted.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Antenne eine direktionale Antenne, insbesondere eine planare direktionale Patchantenne, sein. Diese Antennenform ist einfach verfügbar und bietet die Möglichkeit eines platzsparenden Aufbaus einer Antennenanordnung. Somit kann die Baugröße der erfindungsgemäßen Antennenanordnung weiter vorteilhaft reduziert werden.According to one embodiment, the antenna may be a directional antenna, in particular a planar directional patch antenna. This antenna form is readily available and offers the possibility of a space-saving construction of an antenna arrangement. Thus, the size of the antenna arrangement according to the invention can be further advantageously reduced.

Es ist denkbar, dass die flexible Leiterplatte einen Antennenanschluss aufweist, der sich ausschließlich durch die flexible Leiterplatte hindurch zu der Antenne erstreckt. In bekannten Antennenanordnung aus dem Stand der Technik erstreckt sich der Antennenanschluss durch mehrere Bauteile, wie zum Beispiel durch ein dielektrisches Substrat, einen Schaumkern und eine elektrisch leitfähige Grundplatte hindurch. Im Gegensatz dazu erstreckt sich der erfindungsgemäße Antennenanschluss nur durch die flexible Leiterplatte, und nicht durch weitere Bauteile der Antennenanordnung, hindurch. Dies bietet den Vorteil, dass der Antennenanschluss kurz gehalten werden kann. Der erfindungsgemäße Antennenanschluss ist somit direkt, beispielsweise mit einem Koaxialstecker oder einem Proximity Feed bzw. Probe Feed, kontaktierbar.It is conceivable that the flexible printed circuit board has an antenna terminal which extends exclusively through the flexible printed circuit board to the antenna. In known prior art antenna arrangement, the antenna terminal extends through a plurality of components, such as a dielectric substrate, a foam core, and an electrically conductive baseplate. In contrast, the antenna connection according to the invention extends only through the flexible printed circuit board, and not through further components of the antenna arrangement. This offers the advantage that the antenna connection can be kept short. The antenna connection according to the invention is thus directly contactable, for example with a coaxial connector or a proximity feed or sample feed.

Die vorliegende Erfindung stellt außerdem ein Verfahren zum Herstellen einer Antennenanordnung bereit. Hierbei wird der Reflexionsabschnitt der flexiblen Leiterplatte zumindest abschnittsweise mit der dreidimensionalen Richtstruktur in Kontakt gebracht, so dass eine der dreidimensionalen Richtstruktur zugeordnete Reflexionsfläche für die Antennenstrahlung bereitgestellt wird. Der Reflexionsabschnitt der flexiblen Leiterplatte passt sich sozusagen der zu kontaktierenden Fläche der Richtstruktur an. Da zumindest der mit dem Reflexionsabschnitt der flexiblen Leiterplatte in Kontakt bringbare Abschnitt der dreidimensionalen Richtstruktur eine Form aufweist, die ausgebildet ist, um eine Richtcharakteristik der Antennenanordnung festzulegen, weist auch der an ebendiesem Abschnitt der dreidimensionalen Richtstruktur in Kontakt gebrachte Reflexionsabschnitt eine Form auf, die ausgebildet ist, um eine Richtcharakteristik der Antennenanordnung festzulegen. Das erfindungsgemäße Verfahren zum Bereitstellen einer Antennenanordnung benötigt somit lediglich eine dreidimensionale Richtstruktur mit Reflexionsfläche und eine flexible Leiterplatte mit einer damit verbundenen Antenne. Das Bereitstellen einer Antennenanordnung, die einen hohen Antennengewinn bei gleichzeitig geringer Größe aufweist, ist somit einfach möglich.The present invention also provides a method of fabricating an antenna assembly. In this case, the reflection section of the flexible printed circuit board is brought into contact, at least in sections, with the three-dimensional directional structure, so that a reflection surface for the antenna radiation assigned to the three-dimensional directional structure is provided. The reflection section of the flexible printed circuit board adapts, as it were, to the surface of the straightening structure to be contacted. Since at least the portion of the three-dimensional directional pattern in contact with the reflective portion of the flexible printed circuit has a shape designed to define a directional characteristic of the antenna array, the reflective portion brought into contact with that portion of the three-dimensional magnetic pattern has a shape that is formed is to set a directional characteristic of the antenna array. The method according to the invention for providing an antenna arrangement thus requires only a three-dimensional directional structure with reflection surface and a flexible printed circuit board with an antenna connected thereto. The provision of an antenna arrangement which has a high antenna gain and at the same time a small size is thus easily possible.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachstehend erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be explained below. Show it:

1A eine Perspektivansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antennenanordnung, 1A a perspective view of an embodiment of an antenna arrangement according to the invention,

1B eine Draufsicht auf eine flexible Leiterplatte als Bestandteil einer erfindungsgemäßen Antennenanordnung, 1B a plan view of a flexible printed circuit board as part of an antenna arrangement according to the invention,

1C eine Perspektivansicht einer dreidimensionalen Richtstruktur als Bestandteil einer erfindungsgemäßen Antennenanordnung, 1C a perspective view of a three-dimensional directional structure as part of an antenna arrangement according to the invention,

2A eine Perspektivansicht einer weiteren Ausführungsform einer dreidimensionalen Richtstruktur als Bestandteil einer erfindungsgemäßen Antennenanordnung, 2A a perspective view of another embodiment of a three-dimensional directional structure as part of an antenna arrangement according to the invention,

2B eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform einer flexiblen Leiterplatte als Bestandteil einer erfindungsgemäßen Antennenanordnung, 2 B a top view of another embodiment of a flexible printed circuit board as part of an antenna arrangement according to the invention,

2C eine Perspektivansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antennenanordnung, 2C a perspective view of another embodiment of an antenna arrangement according to the invention,

2D eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Antennenanordnung, 2D a side view of an antenna arrangement according to the invention,

2E eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Antennenanordnung, 2E a top view of an antenna arrangement according to the invention,

3A eine Perspektivansicht von unten auf eine erfindungsgemäße Antennenanordnung, 3A a perspective view from below of an antenna arrangement according to the invention,

3B eine Schnittansicht auf einen Ausschnitt einer flexiblen Leiterplatte mit daran angeordneter Antenne und Antennenanschluss, 3B a sectional view of a section of a flexible printed circuit board with arranged antenna and antenna connection,

4 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Antennenanordnung entlang der in 2D gezeigten Schnittlinie IV-IV, und 4 a sectional view of an antenna arrangement according to the invention along the in 2D shown section line IV-IV, and

5 eine Schnittansicht auf eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antennenanordnung. 5 a sectional view of a further embodiment of an antenna arrangement according to the invention.

1A zeigt eine erfindungsgemäße Antennenanordnung 100. Die Antennenanordnung 100 weist eine flexible Leiterplatte 101 auf. 1A shows an antenna arrangement according to the invention 100 , The antenna arrangement 100 has a flexible circuit board 101 on.

Die flexible Leiterplatte 101 ist in 1B näher dargestellt. Die flexible Leiterplatte 101 weist einen Reflexionsabschnitt 102, der mit Strichpunktlinien exemplarisch dargestellt ist, auf. Der Reflexionsabschnitt 102 ist ausgebildet, um ausgesendete oder empfangene Antennenstrahlung zu reflektieren. Hierfür kann der Reflexionsabschnitt 102 ein Material aufweisen, das Antennenstrahlung reflektieren kann. Der Reflexionsabschnitt 102 kann beispielsweise eine flexible Metallfolie aufweisen, die in die flexible Leiterplatte 101 integriert, oder an bzw. auf der flexiblen Leiterplatte 101 angeordnet ist.The flexible circuit board 101 is in 1B shown in more detail. The flexible circuit board 101 has a reflection section 102 , which is exemplified with dashed lines on. The reflection section 102 is designed to reflect emitted or received antenna radiation. For this purpose, the reflection section 102 have a material that can reflect antenna radiation. The reflection section 102 For example, it may have a flexible metal foil that fits into the flexible circuit board 101 integrated, or on or on the flexible circuit board 101 is arranged.

Die flexible Leiterplatte 101 kann ebenfalls als eine Folie, beispielsweise als eine mit Leiterbahnen vorgesehene Folie, ausgebildet sein.The flexible circuit board 101 may also be formed as a foil, for example as a foil provided with tracks.

Die flexible Leiterplatte 101 weist eine in 1B ersichtliche erste Seite 109, oder Vorderseite 109, auf. Ebenso weist die flexible Leiterplatte 101 eine gegenüberliegende, in 1B nicht sichtbare, zweite Seite, oder Rückseite, auf.The flexible circuit board 101 has an in 1B apparent first page 109 , or front side 109 , on. Likewise, the flexible circuit board 101 an opposite, in 1B invisible, second side, or back, on.

Die Antennenanordnung 100 weist außerdem eine Antenne 103 auf. Die Antenne 103 ist mit der flexiblen Leiterplatte 101 verbunden. Die Antenne 103 kann beispielsweise mit der flexiblen Leiterplatte 101 verlötet oder anderweitig verdrahtet, oder auf die flexible Leiterplatte 101 aufgesteckt sein. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Antenne 103 auf der Vorderseite 109 der flexiblen Leiterplatte 101 angeordnet.The antenna arrangement 100 also has an antenna 103 on. The antenna 103 is with the flexible circuit board 101 connected. The antenna 103 For example, with the flexible circuit board 101 soldered or otherwise wired, or on the flexible circuit board 101 be plugged. In the present embodiment, the antenna is 103 on the front side 109 the flexible circuit board 101 arranged.

Die Antennenanordnung 100 weist ferner eine dreidimensionale Richtstruktur 104 auf, die in 1C näher abgebildet ist. Die dreidimensionale Richtstruktur 104 weist ein dielektrisches Material auf. Die dreidimensionale Richtstruktur 104 ist dazu ausgebildet, um eine Richtcharakteristik der Antennenanordnung 100 festzulegen. In anderen Worten weist die dreidimensionale Richtstruktur 104 eine bestimmte Form auf, die ausgebildet bzw. geeignet ist, um eine Richtcharakteristik der Antennenanordnung 100 festzulegen.The antenna arrangement 100 also has a three-dimensional straightening structure 104 on that in 1C is shown in more detail. The three-dimensional straightening structure 104 has a dielectric material. The three-dimensional straightening structure 104 is designed to provide a directional characteristic of the antenna arrangement 100 set. In other words, the three-dimensional directivity structure 104 a certain shape that is adapted or to a directional characteristic of the antenna assembly 100 set.

In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die dreidimensionale Richtstruktur 104 die Form eines Pyramidenstumpfs auf. Der Pyramidenstumpf weißt eine Grundfläche 106 sowie eine gegenüberliegende Deckfläche 107 auf. Die Grundfläche 106 ist größer als die Deckfläche 107. Zwischen der Grundfläche 106 und der Deckfläche 107 sind vier Seitenwände 108a bis 108d angeordnet. Bezüglich der durch die Formgebung bestimmter Richtcharakteristik entspricht eine solche Ausgestaltung etwa einem pyramidenförmigen Hornstrahler.In the present embodiment, the three-dimensional directional structure 104 the shape of a truncated pyramid. The truncated pyramid knows a base 106 and an opposite top surface 107 on. The base area 106 is larger than the top surface 107 , Between the base 106 and the top surface 107 are four side walls 108a to 108d arranged. With regard to the shape characteristic of the directional characteristic corresponds to such a configuration as a pyramidal horn.

Die dreidimensionale Richtstruktur 104 weist ein dielektrisches Material auf. Vorzugsweise besteht die dreidimensionale Richtstruktur 104 vollständig aus einem dielektrischen Material. Das dielektrische Material ist durchlässig für Antennenstrahlung, d. h. die dreidimensionale Richtstruktur 104 selbst weist keine bzw. nur eine vernachlässigbar geringe Eigenschaft zur Reflexion von Antennenstrahlung auf. Des Weiteren ist die dreidimensionale Richtstruktur 104 vorzugsweise als ein solider bzw. massiver Vollkörper ausgebildet. Die in 1C abgebildeten Strichlinien stellen demnach lediglich die in der perspektivischen Ansicht nicht sichtbaren Kanten der dreidimensionalen Richtstruktur 104 dar.The three-dimensional straightening structure 104 has a dielectric material. The three-dimensional directional structure preferably exists 104 completely made of a dielectric material. The dielectric material is transmissive to antenna radiation, ie the three-dimensional directional structure 104 itself has no or only a negligible property for the reflection of antenna radiation. Furthermore, the three-dimensional straightening structure 104 preferably formed as a solid or solid solid body. In the 1C Accordingly, dashed lines shown represent only the not visible in the perspective view edges of the three-dimensional directional structure 104 represents.

Die in 1B gezeigte flexible Leiterplatte 101 sowie die in 1C gezeigte dreidimensionale Richtstruktur 104 sind in 1A erfindungsgemäß zusammengehörig abgebildet. In 1A ist zu erkennen, dass ein Abschnitt der flexiblen Leiterplatte 101 außenseitig an der dreidimensionalen Richtstruktur 104 angeordnet und mit dieser in Kontakt ist. Genauer gesagt ist zumindest ein Teil des in 1B gezeigten Reflexionsabschnitts 102 der flexiblen Leiterplatte 101 mit der dreidimensionalen Richtstruktur 104 in Kontakt. Dieser mit der dreidimensionalen Richtstruktur 104 in Kontakt stehende Teil des Reflexionsabschnitts 102 der flexiblen Leiterplatte 101 stellt eine Reflexionsfläche 105 zum Reflektieren der von der Antenne 103 ausgesandten bzw. empfangenen Strahlung bereit.In the 1B shown flexible printed circuit board 101 as well as in 1C shown three-dimensional straightening structure 104 are in 1A shown belonging together. In 1A it can be seen that a section of the flexible circuit board 101 on the outside of the three-dimensional straightening structure 104 arranged and in contact with this. More precisely, at least part of the in 1B shown reflection section 102 the flexible circuit board 101 with the three-dimensional straightening structure 104 in contact. This with the three-dimensional straightening structure 104 in contact part of the reflection section 102 the flexible circuit board 101 represents a reflection surface 105 for reflecting from the antenna 103 emitted or received radiation ready.

2A zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen dreidimensionalen Richtstruktur 204. Die in 2A gezeigte dreidimensionale Richtstruktur 204 unterscheidet sich von der in 1C gezeigten dreidimensionalen Richtstruktur 104 dadurch, dass die Richtstruktur 204 auf ihrer Grundflächen-Seite 206 eine dielektrische Linse 210 aufweist. Die dielektrische Linse 210 kann als ein separates Bauteil an der Grundflächen-Seite 206 der dreidimensionalen Richtstruktur 204 angeordnet, oder vorzugsweise einstückig mit der dreidimensionalen Richtstruktur 204 ausgebildet sein. 2A shows a further embodiment of a three-dimensional directional structure according to the invention 204 , In the 2A shown three-dimensional straightening structure 204 is different from the one in 1C shown three-dimensional straightening structure 104 in that the straightening structure 204 on their base page 206 a dielectric lens 210 having. The dielectric lens 210 Can be used as a separate component on the base side 206 the three-dimensional straightening structure 204 arranged, or preferably in one piece with the three-dimensional straightening structure 204 be educated.

2B zeigt eine weitere Ausführungsform einer flexiblen Leiterplatte 201 in einer Draufsicht. In dieser Konfiguration weist die flexible Leiterplatte 201 eine etwa kreuzförmige Struktur auf. Eine Antenne 203 ist auf der Vorderseite 209 der flexiblen Leiterplatte 201 angeordnet und mit dieser verbunden. Die Antenne 203 ist vorzugsweise eine flach bauende Patchantenne, so dass die gesamte Bauhöhe der flexiblen Leiterplatte 201 einschließlich der daran angebrachten Antenne 203 niedrig gehalten werden kann. 2 B shows a further embodiment of a flexible circuit board 201 in a top view. In this configuration, the flexible circuit board 201 an approximately cross-shaped structure. An antenna 203 is on the front 209 the flexible circuit board 201 arranged and connected to this. The antenna 203 is preferably a flat patch antenna, so that the overall height of the flexible circuit board 201 including the attached antenna 203 can be kept low.

Die Antenne 203 ist etwa in der Mitte der flexiblen Leiterplatte 201 angeordnet. Hierbei weist die flexible Leiterplatte 201 einen etwa mittig angeordneten Antennenanbringungsabschnitt 202a auf. Der Antennenanbringungsabschnitt 202a kann ein Reflexionsabschnitt 202a sein, der von der Antenne 203 ausgesandte oder empfangene Antennenstrahlung reflektieren kann.The antenna 203 is about in the middle of the flexible circuit board 201 arranged. Here, the flexible circuit board 201 an approximately centrally disposed Antennenanbringungsabschnitt 202a on. The antenna attachment portion 202a can be a reflection section 202a be that of the antenna 203 emitted or received antenna radiation can reflect.

Die flexible Leiterplatte 201 weist vier weitere, sich von dem mittigen Antennenanbringungsabschnitt 202a radial nach außen erstreckende Reflexionsabschnitte 202b bis 202e auf. Die Reflexionsabschnitte 202b bis 202e sind zueinander in einem etwa rechten Winkel 211 angeordnet, d. h. jeder der vier Reflexionsabschnitte 202b bis 202e ist in einem etwa 90°-Winkel 211 zu einem jeweils benachbarten Reflexionsabschnitt angeordnet.The flexible circuit board 201 has four more, from the central antenna attachment portion 202a radially outwardly extending reflection sections 202b to 202e on. The reflection sections 202b to 202e are at an approximately right angle to each other 211 arranged, ie each of the four reflection sections 202b to 202e is at about a 90 ° angle 211 arranged to a respective adjacent reflection section.

Die 2C bis 2E zeigen eine erfindungsgemäße Antennenanordnung 200, die die zuvor mit Bezug auf die 2A und 2B beschriebenen Elemente, d. h. die dreidimensionale Richtstruktur 204 und die kreuzförmige flexible Leiterplatte 201, aufweist.The 2C to 2E show an antenna arrangement according to the invention 200 that the previous with respect to the 2A and 2 B described elements, ie the three-dimensional straightening structure 204 and the cross-shaped flexible circuit board 201 , having.

2C zeigt eine Perspektivansicht der erfindungsgemäßen Antennenanordnung 200. 2D zeigt eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Antennenanordnung 200. 2B zeigt eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Antennenanordnung Ordnung 200. 2C shows a perspective view of the antenna arrangement according to the invention 200 , 2D shows a side view of the antenna arrangement according to the invention 200 , 2 B shows a plan view of the antenna arrangement according to the invention order 200 ,

Die kreuzförmige flexible Leiterplatte 201 ist am äußeren Umfang der dreidimensionalen Richtstruktur 204 angeordnet. Dabei ist je ein Reflexionsabschnitt 202a bis 202e (siehe 2B) der flexiblen Leiterplatte 201 am äußeren Umfang je einer Seitenfläche 208a bis 208d sowie an der Deckflächen-Seite 208e der dreidimensionalen Richtstruktur 204 angeordnet.The cross-shaped flexible circuit board 201 is on the outer circumference of the three-dimensional straightening structure 204 arranged. It is ever a reflection section 202a to 202e (please refer 2 B ) of the flexible printed circuit board 201 on the outer circumference of each side surface 208a to 208d as well as on the top surface side 208e the three-dimensional straightening structure 204 arranged.

Genauer gesagt ist der an der flexiblen Leiterplatte 201 etwa mittig angeordnete Antennenanbringungsabschnitt 202a mit dem äußeren Umfang der Deckfläche 208e der dreidimensionalen Richtstruktur 204 in Kontakt, und die sich radial nach außen erstreckenden Reflexionsabschnitte 202b bis 202e der flexiblen Leiterplatte 201 sind mit dem äußeren Umfang der jeweiligen seitlichen Begrenzungsflächen 208a bis 208d der dreidimensionalen Richtstruktur 204 in Kontakt.More precisely, the one on the flexible circuit board 201 approximately centrally disposed antenna attachment portion 202a with the outer periphery of the top surface 208e the three-dimensional straightening structure 204 in contact, and the radially outwardly extending reflecting sections 202b to 202e the flexible circuit board 201 are with the outer circumference of the respective lateral boundary surfaces 208a to 208d the three-dimensional straightening structure 204 in contact.

Die Antenne 203 ist auf der der dreidimensionalen Richtstruktur 204 zugewandten Seite der flexiblen Leiterplatte 201 angeordnet. Somit kommt nicht nur, wie zuvor beschrieben, der Reflexionsabschnitt 202a der flexiblen Leiterplatte 201, sondern auch die Antenne 203 mit dem äußeren Umfang der Deckfläche 208e der dreidimensionalen Richtstruktur 204 in Kontakt.The antenna 203 is on the three-dimensional straightening structure 204 facing side of the flexible circuit board 201 arranged. Thus, not only the reflection section comes as described above 202a the flexible circuit board 201 but also the antenna 203 with the outer periphery of the top surface 208e the three-dimensional straightening structure 204 in contact.

Die Antenne 203 ist an der flexiblen Leiterplatte 201 erhaben angebracht, d. h. sie steht in der Regel über die Oberfläche bzw. Anbringungsseite 109 der flexiblen Leiterplatte 201 hervor. Um dennoch eine, wie in 2D gezeigte, plane Verbindung zwischen der flexiblen Leiterplatte 201 und dem äußeren Umfang der dreidimensionalen Richtstruktur 204 bereitzustellen, kann in der Deckfläche 208e der dreidimensionalen Richtstruktur 204 eine, nicht dargestellte, Aussparung vorgesehen sein, die etwa die Abmessungen der hervorstehenden Antenne 203 aufweist. So kann die Antenne 203 in diese Aussparung eingesetzt werden, so dass der mittige Abschnitt 202a der flexiblen Leiterplatte 201 etwa plan auf dem äußeren Umfang der Deckfläche 208e der dreidimensionalen Richtstruktur 204 anliegt.The antenna 203 is on the flexible circuit board 201 raised, ie it is usually on the surface or mounting side 109 the flexible circuit board 201 out. Nevertheless, one, as in 2D shown, plane connection between the flexible circuit board 201 and the outer periphery of the three-dimensional directional structure 204 can provide in the deck area 208e the three-dimensional straightening structure 204 a, not shown, be provided recess, which is about the dimensions of the protruding antenna 203 having. That's how the antenna works 203 be inserted into this recess, leaving the central section 202a the flexible circuit board 201 approximately flat on the outer circumference of the top surface 208e the three-dimensional straightening structure 204 is applied.

Beim in Kontakt Bringen der flexiblen Leiterplatte 21 mit der dreidimensionalen Richtstruktur 204 passt sich die flexible Leiterplatte 201 im Wesentlichen den Konturen der dreidimensionalen Richtstruktur 204 an. Die flexible Leiterplatte 201 weist somit ebenfalls eine pyramidenstumpfartige Form auf, die einem pyramidenförmigen Hornstrahler ähnelt.When contacting the flexible circuit board 21 with the three-dimensional straightening structure 204 adapts to the flexible circuit board 201 essentially the contours of the three-dimensional straightening structure 204 at. The flexible circuit board 201 thus also has a truncated pyramidal shape, which resembles a pyramidal horn.

Wie in der in 2E gezeigten Draufsicht zu erkennen ist, sind die sich radial nach außen erstreckenden Reflexionsabschnitte 202b bis 202e auch in dieser Konfiguration in einem etwa 90°-Winkel 211 zu einem jeweils benachbarten Reflexionsabschnitt angeordnet. Die Reflexionsabschnitte 202a bis 202e stellen entsprechende, der dreidimensionalen Richtstruktur 104 zugeordnete Reflexionsflächen 205a bis 205e bereit. Im Wesentlichen ergeben sich aufgrund der durch die Reflexionsabschnitte 202a bis 202e bereitgestellten Reflexionsflächen 205a bis 205e zwei Hauptausbreitungsrichtungen der Antennenstrahlung.As in the 2E shown top view, are the radially outwardly extending reflection sections 202b to 202e also in this configuration at an approximately 90 ° angle 211 arranged to a respective adjacent reflection section. The reflection sections 202a to 202e make appropriate, the three-dimensional straightening structure 104 associated reflection surfaces 205a to 205e ready. In essence, arise due to the through the reflection sections 202a to 202e provided reflection surfaces 205a to 205e two main propagation directions of the antenna radiation.

Die erste Hauptausbreitungsrichtung erstreckt sich zwischen den Reflexionsflächen 205b und 205d und ist mit einem symbolischen Pfeil A dargestellt. Die zweite Hauptausbreitungsrichtung erstreckt sich zwischen den Reflexionsflächen 205c und 205e und ist mit einem symbolischen Pfeil B dargestellt. Die Antennenstrahlung breitet sich außerdem in eine in 2E aus der Blattebene hinauszeigende Richtung, d. h. nach oben in Richtung der Grundfläche 206 der dreidimensionalen Richtstruktur 204, aus. Dies geschieht zum einen aufgrund der Reflexion an der horizontal angeordneten Reflexionsfläche 205a, und zum anderen aufgrund der relativ zu der Reflexionsfläche 205a winklig angeordneten Reflexionsflächen 205b bis 205e.The first main propagation direction extends between the reflection surfaces 205b and 205d and is shown with a symbolic arrow A. The second main propagation direction extends between the reflection surfaces 205c and 205e and is shown with a symbolic arrow B. The antenna radiation also spreads in a 2E pointing out of the sheet plane direction, ie upward in the direction of the base 206 the three-dimensional straightening structure 204 , out. This happens on the one hand due to the reflection on the horizontally arranged reflection surface 205a , and partly because of relative to the reflection surface 205a angularly arranged reflection surfaces 205b to 205e ,

Wie insbesondere in den 2A, 2C und 2D zu erkennen ist, weist die Antennenanordnung 200 eine dielektrische Linse 210 auf. Die dielektrische Linse 210 ist auf der Grundfläche 206 der dreidimensionalen Richtstruktur 204 angeordnet. Die dielektrische Linse 210 ist in vorliegendem Ausführungsbeispiel einstückig mit der dreidimensionalen Richtstruktur 204 ausgebildet. Es ist jedoch auch denkbar, dass die dielektrische Linse 210 als ein separates Bauteil verfügbar ist und an der dreidimensionalen Richtstruktur 204, beispielsweise mittels einer Verklebung, angebracht wird.As in particular in the 2A . 2C and 2D can be seen, the antenna arrangement has 200 a dielectric lens 210 on. The dielectric lens 210 is on the ground 206 the three-dimensional straightening structure 204 arranged. The dielectric lens 210 is in the present embodiment in one piece with the three-dimensional directional structure 204 educated. However, it is also conceivable that the dielectric lens 210 is available as a separate component and on the three-dimensional straightening structure 204 , For example, by means of a bond, is attached.

Gemäß der in 2C gezeigten Ausführungsform ist die flexible Leiterplatte 201 derart an der dreidimensionalen Richtstruktur 204 angeordnet, dass die Antenne 203 der dielektrischen Linse 210 gegenüberliegend angeordnet ist.According to the in 2C embodiment shown is the flexible circuit board 201 such on the three-dimensional straightening structure 204 arranged that the antenna 203 the dielectric lens 210 is arranged opposite.

3A zeigt die erfindungsgemäße Antennenanordnung 200 in einer perspektivischen Ansicht von unten. Die flexible Leiterplatte 201 weist einen im Bereich des mittigen Antennenanbringungsabschnitts 202a vorgesehenen Antennenanschluss 215 auf. Der Antennenanschluss 215 ist von der der dreidimensionalen Richtstruktur 204 abgewandten Seite der Leiterplatte 201 her zugänglich. 3A shows the antenna arrangement according to the invention 200 in a perspective view from below. The flexible circuit board 201 has one in the region of the central antenna attachment portion 202a provided antenna connection 215 on. The antenna connection 215 is of the three-dimensional straightening structure 204 opposite side of the circuit board 201 accessible.

3B zeigt ein Schnittbild eines vergrößerten Ausschnitts des mittig angeordneten Antennenanbringungsabschnitts 202a der flexiblen Leiterplatte 201. Der Antennenanschluss 215 weist einen Stecker 216 sowie eine sich durch die Leiterplatte 201 erstreckende Durchbrechung 222 auf. Von dem Stecker 216 führt ein elektrischer Leiter 217 durch die Durchbrechung 222 zu der auf der gegenüberliegenden Seite der flexiblen Leiterplatte 201 angeordneten Antenne 203. Der Antennenanschluss 215 erstreckt sich ausschließlich durch die flexible Leiterplatte 201 hindurch zu der Antenne 203, d. h. der Antennenanschluss 215 muss durch keine weiteren Bauteile der erfindungsgemäßen Antennenanordnung 200 durchgeführt werden. Der Antennenanschluss 215 ist somit direkt von außen zugänglich. 3B shows a sectional view of an enlarged section of the centrally disposed Antennenanbringungsabschnitts 202a the flexible circuit board 201 , The antenna connection 215 has a plug 216 as well as through the circuit board 201 extending aperture 222 on. From the plug 216 leads an electrical conductor 217 through the opening 222 to the opposite side of the flexible circuit board 201 arranged antenna 203 , The antenna connection 215 extends only through the flexible circuit board 201 through to the antenna 203 ie the antenna connection 215 does not require any further components of the antenna arrangement according to the invention 200 be performed. The antenna connection 215 is thus directly accessible from outside.

Der Antennenanschluss 215 kann jedoch auch von der Antenne 203 entfernt, zum Beispiel an einem sich radial nach außen erstreckenden Abschnitt 202b bis 202e, an der flexiblen Leiterplatte 201 angeordnet sein, solange der elektrische Leiter 217 den entfernt angeordneten Stecker 216 mit der Antenne 203 verbindet.The antenna connection 215 but it can also be done by the antenna 203 removed, for example, at a radially outwardly extending portion 202b to 202e , on the flexible circuit board 201 be arranged as long as the electrical conductor 217 the remote connector 216 with the antenna 203 combines.

Mit erneutem Bezug auf die 2A bis 2E soll nun das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen einer Antennenanordnung 200 erklärt werden. Dabei wird eine flexible Leiterplatte 201 mit zumindest einem Reflexionsabschnitt 202, der ausgebildet ist, um Antennenstrahlung zu reflektieren, bereitgestellt (2B). Außerdem wird eine mit der flexiblen Leiterplatte 201 verbundene Antenne 203 bereitgestellt.With renewed reference to the 2A to 2E Now, the inventive method for producing an antenna arrangement 200 be explained. This is a flexible circuit board 201 with at least one reflection section 202 which is adapted to reflect antenna radiation ( 2 B ). Also, one with the flexible circuit board 201 connected antenna 203 provided.

Des Weiteren wird eine ein dielektrisches Material aufweisende dreidimensionale Richtstruktur 204 zum Festlegen einer Richtcharakteristik der Antennenanordnung 203 bereitgestellt ( 2A).Furthermore, a three-dimensional directional structure comprising a dielectric material will be provided 204 for determining a directional characteristic of the antenna arrangement 203 provided ( 2A ).

Wie insbesondere in den 2C bis 2E zu sehen ist, wird der zumindest eine Reflexionsabschnitt 202 zumindest abschnittsweise mit der dreidimensionalen Richtstruktur 204 in Kontakt gebracht, um so eine der Richtstruktur 204 zugeordnete Reflexionsfläche 205 für die Antennenstrahlung bereitzustellen.As in particular in the 2C to 2E can be seen, the at least one reflection section 202 at least in sections with the three-dimensional straightening structure 204 brought into contact, so one of the straightening structure 204 associated reflection surface 205 to provide for the antenna radiation.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist die dreidimensionale Richtstruktur 204 eine etwa pyramidenstumpfartige Form auf. Die flexible Leiterplatte 201 weist in diesem Ausführungsbeispiel eine etwa kreuzförmige Struktur auf. Die flexible Leiterplatte 201 wird mit ihrer Vorderseite 209, an der die Antenne 203 angebracht ist, mit der Außenseite der dreidimensionalen Richtstruktur 204 in Kontakt gebracht.In the embodiment shown, the three-dimensional directional structure 204 an approximately truncated pyramidal shape. The flexible circuit board 201 has an approximately cruciform structure in this embodiment. The flexible circuit board 201 is with her front 209 at the antenna 203 is attached, with the outside of the three-dimensional straightening structure 204 brought into contact.

Dabei wird der mittige Abschnitt 202a der flexiblen Leiterplatte 201 mit der äußeren Deckfläche 208e der dreidimensionalen Richtstruktur 204 in Kontakt gebracht. Die sich radial nach außen erstreckenden Abschnitte 202b bis 202e der flexiblen Leiterplatte 201 werden nach oben, das heißt in Richtung der Grundfläche 206 der dreidimensionalen Richtstruktur 204, gerichtet und kommen dort jeweils mit einer der seitlichen Außenflächen 208a bis 208d der dreidimensionalen Richtstruktur 204 in Kontakt.This will be the central section 202a the flexible circuit board 201 with the outer cover surface 208e the three-dimensional straightening structure 204 brought into contact. The radially outwardly extending portions 202b to 202e the flexible circuit board 201 Be up, that is in the direction of the base 206 the three-dimensional straightening structure 204 , directed and come there each with one of the lateral outer surfaces 208a to 208d the three-dimensional straightening structure 204 in contact.

Die flexible Leiterplatte 201 wird sozusagen um die dreidimensionale Richtstruktur 204 herum angeordnet. Die flexible Leiterplatte 201 kann außerdem mit der dreidimensionalen Richtstruktur 204, zum Beispiel mittels einer Verklebung, verbunden werden.The flexible circuit board 201 becomes, so to speak, the three-dimensional straightening structure 204 arranged around. The flexible circuit board 201 can also with the three-dimensional straightening structure 204 , For example, be connected by means of a bond.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können alle Abschnitte 202 der flexiblen Leiterplatte 201 gleichzeitig mit der dreidimensionalen Richtstruktur 204 in Kontakt gebracht werden. Es ist auch möglich, dass die einzelnen Abschnitte 202 der flexiblen Leiterplatte 201 nacheinander und/oder in beliebiger Reihenfolge mit der dreidimensionalen Richtstruktur 204 in Kontakt gebracht werden.In the method according to the invention, all sections 202 the flexible circuit board 201 simultaneously with the three-dimensional straightening structure 204 be brought into contact. It is also possible that the individual sections 202 the flexible circuit board 201 successively and / or in any order with the three-dimensional straightening structure 204 be brought into contact.

Mit Bezug auf 4 soll nun die richtwirkende Funktion der erfindungsgemäßen Antennenanordnung erläutert werden. 4 zeigt ein Schnittbild entlang der in 2D gezeigten Schnittlinie IV-IV der erfindungsgemäßen Antennenanordnung 200.Regarding 4 Now, the judicious function of the antenna arrangement according to the invention will be explained. 4 shows a sectional view along in 2D shown section line IV-IV of the antenna arrangement according to the invention 200 ,

In 4 sind die dreidimensionale Richtstruktur 204, die flexible Leiterplatte 201 und die mit der flexiblen Leiterplatte 201 verbundene Antenne 203 zu erkennen. In der vorliegenden Ausführungsform weist die dreidimensionale Richtstruktur 204 auf ihrer Deckflächen-Seite 208e, im Bereich der Antenne 203, eine Ausnehmung 207 auf, in der die Antenne 203 aufgenommen ist. Somit kommt der mittige Abschnitt 202a der Leiterplatte 201 direkt und plan mit der Deckfläche 208e der dreidimensionalen Richtstruktur 204 zur Anlage.In 4 are the three-dimensional straightening structure 204 , the flexible circuit board 201 and those with the flexible circuit board 201 connected antenna 203 to recognize. In the present embodiment, the three-dimensional directing structure 204 on its top surface side 208e , in the area of the antenna 203 , a recess 207 on, in which the antenna 203 is included. Thus comes the central section 202a the circuit board 201 directly and flush with the top surface 208e the three-dimensional straightening structure 204 to the plant.

Es ist jedoch ebenso denkbar, dass die dreidimensionale Richtstruktur 204 keine Ausnehmung 207 für die Antenne 203 aufweist. In diesem Fall würde die Antenne 203, bzw. die der flexiblen Leiterplatte 201 abgewandte Seite der Antenne 203, mit der Deckfläche 208e der dreidimensionalen Richtstruktur 204 zur Anlage kommen.However, it is also conceivable that the three-dimensional straightening structure 204 no recess 207 for the antenna 203 having. In this case, the antenna would 203 , or the flexible printed circuit board 201 opposite side of the antenna 203 , with the top surface 208e the three-dimensional straightening structure 204 come to the plant.

In beiden Fällen wird die von der Antenne 203 ausgesandte Antennenstrahlung 218 in die dreidimensionale Richtstruktur 204 eingekoppelt. Die dreidimensionale Richtstruktur 204 weist ein dielektrisches Material auf. Vorzugsweise besteht die dreidimensionale Richtstruktur 204 vollständig aus dielektrischem Material.In both cases, that of the antenna 203 emitted antenna radiation 218 in the three-dimensional straightening structure 204 coupled. The three-dimensional straightening structure 204 has a dielectric material. The three-dimensional directional structure preferably exists 204 completely made of dielectric material.

Die ausgesandte Antennenstrahlung 218 wird nun an den Reflexionsabschnitten 202a bis 202d der flexiblen Leiterplatte 201, d. h. an den der dreidimensionalen Richtstruktur 204 zugeordneten Reflexionsflächen 205a bis 205e, reflektiert. Die Reflexionsabschnitte 202a bis 202e der flexiblen Leiterplatte 201 stellen also eine der dreidimensionalen Richtstruktur 204 zugeordnete Reflexionsfläche 205 für die Antennenstrahlung 218 bereit.The emitted antenna radiation 218 will now be at the reflection sections 202a to 202d the flexible circuit board 201 , ie at the three-dimensional straightening structure 204 associated reflection surfaces 205a to 205e , reflected. The reflection sections 202a to 202e the flexible circuit board 201 So put one of the three-dimensional straightening structure 204 associated reflection surface 205 for the antenna radiation 218 ready.

Hierfür ist die flexible Leiterplatte 201 vorzugsweise derart an der dreidimensionalen Richtstruktur 204 angeordnet, dass kein oder nur ein vernachlässigbar kleiner, die Reflexion der Antennenstrahlung 218 beeinträchtigender Luftspalt im Kontaktbereich zwischen der flexiblen Leiterplatte 201 und der dreidimensionalen Richtstruktur 204 vorhanden ist.This is the flexible circuit board 201 preferably such on the three-dimensional straightening structure 204 arranged that no or only a negligible, the reflection of the antenna radiation 218 impairing air gap in the contact area between the flexible circuit board 201 and the three-dimensional directional structure 204 is available.

Dabei bestimmt sich die Form der durch die Reflexionsabschnitte 202a bis 202e der flexiblen Leiterplatte 201 gebildeten Reflexionsflächen 205 in dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel durch die äußere Formgebung der dreidimensionalen Richtstruktur 204, zumindest durch die Formgebung der Bereiche der dreidimensionalen Richtstruktur 204, in denen die Reflexionsflächen 205 an der dreidimensionalen Richtstruktur 204 angeordnet sind.In this case, the shape of the determined by the reflection sections 202a to 202e the flexible circuit board 201 formed reflection surfaces 205 in the 4 shown embodiment by the external shape of the three-dimensional directional structure 204 , at least by the shaping of the areas of the three-dimensional directional structure 204 in which the reflective surfaces 205 on the three-dimensional straightening structure 204 are arranged.

Zumindest innerhalb dieser Bereiche legt die dreidimensionale Richtstruktur 204 somit eine Richtcharakteristik der Antennenanordnung 200 fest. Wie zu erkennen ist, durchlaufen außerdem die direkt von der Antenne 203 ausgesandten sowie die von den Reflexionsflächen 205 reflektierten Antennenstrahlen 218 die dielektrische Linse 210.At least within these areas sets the three-dimensional alignment structure 204 thus a directional characteristic of the antenna arrangement 200 firmly. As you can see, they also pass directly from the antenna 203 emitted as well as those of the reflective surfaces 205 reflected antenna beams 218 the dielectric lens 210 ,

Die dielektrische Linse 210 ist ausgebildet, um die Antennenstrahlung 218 derart aus der dreidimensionalen Richtstruktur 204 in die Umgebung auszukoppeln, dass diese in Form von gerichteter Antennenstrahlung 219 in eine Vorzugsrichtung ausgesendet wird. Antennenstrahlungsanteile niedrigerer Energie können in den an die Vorzugsrichtung 219 angrenzenden Bereichen 220, 221 ausgesendet werden.The dielectric lens 210 is designed to receive the antenna radiation 218 such from the three-dimensional straightening structure 204 To decouple in the environment that this in the form of directed antenna radiation 219 is sent in a preferred direction. Antenna radiation portions of lower energy may be in the preferred direction 219 adjacent areas 220 . 221 to be sent out.

Durch die Bündelung der Strahlungsenergie in Form gerichteter Strahlung 219 kann der Antennengewinn der erfindungsgemäßen Antennenanordnung 200 im Gegensatz zu bisher bekannten Antennenanordnungen gesteigert werden. Die Richtcharakteristik der erfindungsgemäßen Antennenanordnung 200 wird dabei, wie oben erwähnt, durch die Form der Reflexionsflächen 205 bestimmt, und kann gemäß weiteren Ausführungsformen durch das Vorsehen einer zusätzlichen dielektrischen Linse weiter verbessert werden.By bundling the radiation energy in the form of directed radiation 219 can the antenna gain of the antenna arrangement according to the invention 200 be increased in contrast to previously known antenna arrangements. The directional characteristic of the antenna arrangement according to the invention 200 is, as mentioned above, by the shape of the reflection surfaces 205 determined, and can be further improved by providing an additional dielectric lens according to further embodiments.

5 zeigt ein Schnittbild einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antennenanordnung 500. Im Gegensatz zu den bisher diskutierten Ausführungsformen weist hier die dreidimensionale Richtstruktur 504 eine Ausnehmung 520 auf. Die flexible Leiterplatte 501 ist zumindest abschnittsweise innerhalb dieser Ausnehmung 520 angeordnet. 5 shows a sectional view of another embodiment of an antenna arrangement according to the invention 500 , In contrast to the embodiments discussed so far, here the three-dimensional straightening structure 504 a recess 520 on. The flexible circuit board 501 is at least partially within this recess 520 arranged.

Dabei kommt die der Antenne 503 gegenüberliegende Seite der flexiblen Leiterplatte 501 mit der Wandung der in der dreidimensionalen Richtstruktur 504 ausgebildeten Ausnehmung 520 in Kontakt. Auch bei dieser Ausführungsform kann auf der Oberseite 506 der dreidimensionalen Richtstruktur 504 eine, hier nicht gezeigte, dielektrische Linse vorgesehen sein.Here comes the antenna 503 opposite side of the flexible circuit board 501 with the wall in the three-dimensional straightening structure 504 trained recess 520 in contact. Also in this embodiment can on the top 506 the three-dimensional straightening structure 504 a dielectric lens, not shown here, may be provided.

In dem in 5 gezeigten Ausführungsbeispiel befindet sich lediglich Luft als Dielektrikum in der Ausnehmung 520. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Ausnehmung 520, nachdem die flexible Leiterplatte 501 wie abgebildet in die Ausnehmung 520 eingesetzt wurde, mit einem dielektrischen Material, z. B. mit einem Harz aufgefüllt bzw. ausgegossen wird.In the in 5 shown embodiment, only air is as a dielectric in the recess 520 , However, it is also conceivable that the recess 520 after the flexible circuit board 501 as shown in the recess 520 was used with a dielectric material, for. B. filled with a resin or poured.

Die dreidimensionale Richtstruktur 104, 204, 504 als Teil einer erfindungsgemäßen Antennenanordnung 100, 200, 500 kann als strukturelles Element dienen, um eine ausreichende mechanische Festigkeit der Antennenanordnung zu erreichen. Zusammen mit der flexiblen Leiterplatte 101, 201, 501 und der daran angeordneten Antenne 103, 203, 503 (z. B. eine traditionelle direktionale Antenne oder eine planare Leiterplattenantenne) kann die dreidimensionale Richtstruktur 104, 204, 504 einen richtwirkenden Raum definieren.The three-dimensional straightening structure 104 . 204 . 504 as part of an antenna arrangement according to the invention 100 . 200 . 500 may serve as a structural element to achieve sufficient mechanical strength of the antenna assembly. Together with the flexible circuit board 101 . 201 . 501 and the antenna disposed thereon 103 . 203 . 503 (For example, a traditional directional antenna or a planar printed circuit board antenna) may be the three-dimensional directional structure 104 . 204 . 504 define a judicious space.

Die erfindungsgemäße Antennenanordnung 100, 200, 500 kann die Antennenstrahlung einer Antenne fokussieren, um einen hohen Antennengewinn zu erzielen. Selbst bei Antennen, die bereits einen Richtcharakter aufweisen, kann deren Antennengewinn mit der vorliegenden erfindungsgemäßen Antennenanordnung weiter erhöht werden.The antenna arrangement according to the invention 100 . 200 . 500 can focus the antenna radiation of an antenna to achieve a high antenna gain. Even with antennas which already have a directional character, their antenna gain can be increased further with the present antenna arrangement according to the invention.

Die dreidimensionale Richtstruktur kann beispielsweise unkompliziert und schnell in einem 3D Druckverfahren oder in einem Injection Mold Verfahren hergestellt werden. So können sowohl Prototypen, als auch massengefertigte Produkte günstig, effizient und schnell hergestellt werden.The three-dimensional directional structure can be produced, for example, uncomplicated and fast in a 3D printing process or in an injection molding process. Thus, both prototypes and mass-produced products can be produced cheaply, efficiently and quickly.

Die dreidimensionale Richtstruktur kann sowohl als Ausbreitungsraum für Antennenstrahlung, als auch als eine dielektrische Linse dienen. Eine planare direktionale Antenne, zum Beispiel eine Patch-Antenne, und der Ausbreitungsraum selbst kann in Form einer Leiterplatte in flexibler Leiterplatten-Technologie hergestellt werden. Die Leiterplatte wird befestigt (z. B. geklebt) und an der dreidimensionalen Richtstruktur angebracht, um die erfindungsgemäße Antennenanordnung herzustellen.The three-dimensional directional structure can serve both as a propagation space for antenna radiation, as well as a dielectric lens. A planar directional antenna, for example a patch antenna, and the propagation space itself may be fabricated in the form of a printed circuit board technology circuit board. The circuit board is affixed (eg, glued) and attached to the three-dimensional directional structure to fabricate the antenna assembly of the present invention.

Die Antenne hat mehrere Anregungsmöglichkeiten. Sie lässt sich beispielsweise mit einem Koaxialstecker von unten oder mit einem Proximity Feed bzw. Probe Feed von einer zusätzlichen Metallisierungslage in der Leiterplatte anregen. Dies bietet einen weiteren Vorteil gegenüber Horn- bzw. Helix-Antennen, da die Anregung direkt über die flexible Leiterplatte verbunden sein kann.The antenna has several excitation possibilities. It can, for example, be stimulated by means of a coaxial plug from below or with a proximity feed or feed from an additional metallization layer in the printed circuit board. This offers a further advantage over horn or helix antennas, since the excitation can be connected directly via the flexible printed circuit board.

Die dreidimensionale Richtstruktur hat mehrere Funktionen. Zum einen ermöglicht die Wahl eines Materials mit geeigneter Permittivität eine Reduzierung der Gesamtgröße der Antenne. Zum anderen kann die Struktur der dreidimensionalen Richtstruktur die strukturelle Integrität in der vertikalen Dimension und die Dimensionen des Ausbreitungsraums verbessern. Des Weiteren ermöglicht die dielektrische Linse eine deutliche Fokussierung der Abstrahlung in eine oder beide Abstrahlungsrichtungen. Außerdem kann auch die Ausrichtung der dielektrische Linse durch die dreidimensionale Richtstruktur bestimmt werden, da die dreidimensionale Richtstruktur aus dem Ausbreitungsraum, der Raumantenne und der Linse besteht.The three-dimensional directional structure has several functions. On the one hand, the choice of a material with suitable permittivity allows a reduction in the overall size of the antenna. On the other hand, the structure of the three-dimensional directional structure can improve the structural integrity in the vertical dimension and the dimensions of the propagation space. Furthermore, the dielectric lens allows for a clear focusing of the radiation in one or both emission directions. In addition, the orientation of the dielectric lens can be determined by the three-dimensional directional structure, since the three-dimensional directional structure consists of the propagation space, the space antenna and the lens.

Auch die Leiterplatte erfüllt im Wesentlichen zwei Funktionen. Einerseits dient die daran angeordnete Antenne als Quelle der Abstrahlung. Andererseits können die Reflexionsflächen, d. h. die Wände (also die Metallisierung) des Ausbreitungsraums aus der Leiterplatte hergestellt werden.The printed circuit board also essentially fulfills two functions. On the one hand, the antenna arranged thereon serves as a source of radiation. On the other hand, the reflection surfaces, i. H. the walls (ie the metallization) of the propagation space are produced from the printed circuit board.

Zusammenfassend weist die erfindungsgemäße Antennenanordnung zwei Hauptvorteile gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Hochgewinn-Antennen auf.In summary, the antenna arrangement according to the invention has two main advantages over the high-gain antennas known from the prior art.

Ein erster Vorteil ist der erreichbare Antennengewinn in einem Formfaktor, das heißt mehrere Element-Antennenarrays bräuchten eine größere horizontale Größe um den gleichen Antennengewinn zu erreichen. Aperturantennen wiederum müssten deutlich länger sein, um den gleichen Antennengewinn zu erreichen. Weil die erfindungsgemäße Antennenanordnung mehrere Antennengewinn-steigernde Aspekte in der dritten Dimension ausnutzt, erreicht man den gleichen Antennengewinn mit einer kleineren Größe.A first advantage is the achievable antenna gain in a form factor, that is, multiple element antenna arrays would require a larger horizontal size to achieve the same antenna gain. Aperture antennas, in turn, would have to be significantly longer to achieve the same antenna gain. Because the antenna arrangement according to the invention utilizes several antenna gain-enhancing aspects in the third dimension, one obtains the same antenna gain with a smaller size.

Ein zweiter Vorteil liegt in der Möglichkeit einer kostengünstigen und unkomplizierten Herstellung. Die erfindungsgemäße Antennenanordnung benutzt kostengünstige Technologien zum Herstellen flexibler Leiterplatten. Die dreidimensionale dielektrische Richtstruktur kann mit einem 3D-Druckverfahren hergestellt werden und mit Injectionmoulds massengefertigt werden. Die Antenne kann eine Standardantenne mit einem traditionellen Anregungsmechanismus sein.A second advantage is the possibility of cost-effective and uncomplicated production. The antenna arrangement according to the invention uses cost-effective technologies for producing flexible printed circuit boards. The three-dimensional dielectric alignment structure can be produced with a 3D printing process and mass-produced with injection molds. The antenna may be a standard antenna with a traditional excitation mechanism.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 10322803 A1 [0011] DE 10322803 A1 [0011]

Claims (15)

Antennenanordnung (100, 200, 500) aufweisend eine flexible Leiterplatte (101, 201, 501) mit einem Reflexionsabschnitt (102, 202a–202e), der ausgebildet ist, um Antennenstrahlung (218) zu reflektieren, eine mit der flexiblen Leiterplatte (101, 201, 501) verbundene Antenne (103, 203, 503), und eine ein dielektrisches Material aufweisende dreidimensionale Richtstruktur (104, 204, 504) zum Festlegen einer Richtcharakteristik der Antennenanordnung (100, 200, 500), wobei der Reflexionsabschnitt (102, 202a–202e) der flexiblen Leiterplatte (101, 201, 501) zumindest abschnittsweise mit der dreidimensionalen Richtstruktur (104, 204, 504) in Kontakt ist, um eine der dreidimensionalen Richtstruktur (104, 204, 504) zugeordnete Reflexionsfläche (205a–205e) für die Antennenstrahlung (218) bereitzustellen.Antenna arrangement ( 100 . 200 . 500 ) comprising a flexible printed circuit board ( 101 . 201 . 501 ) with a reflection section ( 102 . 202a - 202e ), which is adapted to receive antenna radiation ( 218 ), one with the flexible circuit board ( 101 . 201 . 501 ) connected antenna ( 103 . 203 . 503 ), and a three-dimensional directional structure comprising a dielectric material ( 104 . 204 . 504 ) for determining a directional characteristic of the antenna arrangement ( 100 . 200 . 500 ), wherein the reflection section ( 102 . 202a - 202e ) of the flexible printed circuit board ( 101 . 201 . 501 ) at least in sections with the three-dimensional directional structure ( 104 . 204 . 504 ) is in contact with one of the three-dimensional directional structure ( 104 . 204 . 504 ) associated reflection surface ( 205a - 205e ) for the antenna radiation ( 218 ). Antennenanordnung nach Anspruch 1, wobei die flexible Leiterplatte (101, 201, 501) am äußeren Umfang (208a–208e) der dreidimensionalen Richtstruktur (104, 204, 504) angeordnet ist.Antenna arrangement according to claim 1, wherein the flexible printed circuit board ( 101 . 201 . 501 ) on the outer circumference ( 208a - 208e ) of the three-dimensional directional structure ( 104 . 204 . 504 ) is arranged. Antennenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Antenne (103, 203, 503) auf einer Seite (109) der flexiblen Leiterplatte (101, 201, 501) angeordnet ist, und die flexible Leiterplatte (101, 201, 501) mit dieser Seite (109) am äußeren Umfang (208a–208e) der dreidimensionalen Richtstruktur (104, 204, 504) angeordnet ist und mit der dreidimensionalen Richtstruktur (104, 204, 504) in Kontakt kommt.Antenna arrangement according to claim 1 or 2, wherein the antenna ( 103 . 203 . 503 ) on one side ( 109 ) of the flexible printed circuit board ( 101 . 201 . 501 ), and the flexible printed circuit board ( 101 . 201 . 501 ) with this page ( 109 ) on the outer circumference ( 208a - 208e ) of the three-dimensional directional structure ( 104 . 204 . 504 ) and with the three-dimensional directional structure ( 104 . 204 . 504 ) comes into contact. Antennenanordnung nach Anspruch 1, wobei die dreidimensionale Richtstruktur (504) eine Ausnehmung (520) aufweist und die flexible Leiterplatte (501) zumindest abschnittsweise in dieser Ausnehmung (520) angeordnet ist.Antenna arrangement according to claim 1, wherein the three-dimensional directional structure ( 504 ) a recess ( 520 ) and the flexible printed circuit board ( 501 ) at least in sections in this recess ( 520 ) is arranged. Antennenanordnung nach Anspruch 4, wobei die Antenne (503) auf einer ersten Seite (109) der flexiblen Leiterplatte (501) angeordnet ist, und die flexible Leiterplatte (501) mit einer der ersten Seite (109) gegenüberliegenden zweiten Seite in der Ausnehmung (520) der dreidimensionalen Richtstruktur (504) angeordnet ist und mit der dreidimensionalen Richtstruktur (504) in Kontakt kommt.An antenna arrangement according to claim 4, wherein the antenna ( 503 ) on a first page ( 109 ) of the flexible printed circuit board ( 501 ), and the flexible printed circuit board ( 501 ) with one of the first page ( 109 ) opposite second side in the recess ( 520 ) of the three-dimensional directional structure ( 504 ) and with the three-dimensional directional structure ( 504 ) comes into contact. Antennenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die dreidimensionale Richtstruktur (104, 204, 504) eine dielektrische Linse (210) aufweist.Antenna arrangement according to one of the preceding claims, wherein the three-dimensional directional structure ( 104 . 204 . 504 ) a dielectric lens ( 210 ) having. Antennenanordnung nach Anspruch 6, wobei die dreidimensionale Richtstruktur (104, 204, 504) und die dielektrische Linse (210) einstückig ausgebildet sind.Antenna arrangement according to claim 6, wherein the three-dimensional directional structure ( 104 . 204 . 504 ) and the dielectric lens ( 210 ) are integrally formed. Antennenanordnung nach Anspruch 6 oder 7, wobei die flexible Leiterplatte (101, 201, 501) derart an der dreidimensionalen Richtstruktur (104, 204, 504) angeordnet ist, dass die Antenne (103, 203, 503) der dielektrischen Linse (210) gegenüberliegend angeordnet ist.Antenna arrangement according to claim 6 or 7, wherein the flexible printed circuit board ( 101 . 201 . 501 ) on the three-dimensional directional structure ( 104 . 204 . 504 ) is arranged that the antenna ( 103 . 203 . 503 ) of the dielectric lens ( 210 ) is arranged opposite one another. Antennenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Antenne (103, 203, 503) eine direktionale Antenne, insbesondere eine planare direktionale Patchantenne, ist.Antenna arrangement according to one of the preceding claims, wherein the antenna ( 103 . 203 . 503 ) is a directional antenna, in particular a planar directional patch antenna. Antennenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die flexible Leiterplatte (101, 201, 501) einen Antennenanschluss (215) aufweist, der sich ausschließlich durch die flexible Leiterplatte (101, 201, 501) hindurch zu der Antenne (103, 203, 503) erstreckt.Antenna arrangement according to one of the preceding claims, wherein the flexible printed circuit board ( 101 . 201 . 501 ) an antenna connector ( 215 ), which extends exclusively through the flexible printed circuit board ( 101 . 201 . 501 ) through to the antenna ( 103 . 203 . 503 ). Verfahren zum Herstellen einer Antennenanordnung (100, 200, 500) mit den folgenden Schritten: Bereitstellen einer flexiblen Leiterplatte (101, 201, 501) mit einem Reflexionsabschnitt (102, 202a–202e), der ausgebildet ist, um Antennenstrahlung (218) zu reflektieren, Bereitstellen einer mit der flexiblen Leiterplatte (101, 201, 501) verbundenen Antenne (103, 203, 503), Bereitstellen einer ein dielektrisches Material aufweisenden dreidimensionalen Richtstruktur (104, 204, 504) zum Festlegen einer Richtcharakteristik der Antennenanordnung (100, 200, 500), und in Kontakt Bringen von zumindest einem Abschnitt des Reflexionsabschnitts (102, 202a–202e) mit der dreidimensionalen Richtstruktur (104, 204, 504), um eine der dreidimensionalen Richtstruktur (104, 204, 504) zugeordnete Reflexionsfläche (205a–205e) für die Antennenstrahlung (218) bereitzustellen.Method for producing an antenna arrangement ( 100 . 200 . 500 ) with the following steps: providing a flexible printed circuit board ( 101 . 201 . 501 ) with a reflection section ( 102 . 202a - 202e ), which is adapted to receive antenna radiation ( 218 ), providing one with the flexible circuit board ( 101 . 201 . 501 ) connected antenna ( 103 . 203 . 503 ), Providing a three-dimensional directional structure having a dielectric material ( 104 . 204 . 504 ) for determining a directional characteristic of the antenna arrangement ( 100 . 200 . 500 ), and bringing into contact at least a portion of the reflection section ( 102 . 202a - 202e ) with the three-dimensional directional structure ( 104 . 204 . 504 ) to one of the three-dimensional directional structure ( 104 . 204 . 504 ) associated reflection surface ( 205a - 205e ) for the antenna radiation ( 218 ). Verfahren nach Anspruch 11, wobei die flexible Leiterplatte (101, 201, 501) am äußeren Umfang (208a–208e) der dreidimensionalen Richtstruktur (104, 204, 504) angeordnet wird.The method of claim 11, wherein the flexible circuit board ( 101 . 201 . 501 ) on the outer circumference ( 208a - 208e ) of the three-dimensional directional structure ( 104 . 204 . 504 ) is arranged. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei die Antenne (103, 203, 503) auf einer Seite (109) der flexiblen Leiterplatte (101, 201, 501) angeordnet ist und die flexible Leiterplatte (101, 201, 501) mit dieser Seite (109) am äußeren Umfang (208a–208e) der dreidimensionalen Richtstruktur (104, 204, 504) angeordnet und mit der dreidimensionalen Richtstruktur (104, 204, 504) in Kontakt gebracht wird.Method according to claim 11 or 12, wherein the antenna ( 103 . 203 . 503 ) on one side ( 109 ) of the flexible printed circuit board ( 101 . 201 . 501 ) and the flexible printed circuit board ( 101 . 201 . 501 ) with this page ( 109 ) on the outer circumference ( 208a - 208e ) of the three-dimensional directional structure ( 104 . 204 . 504 ) and with the three-dimensional directional structure ( 104 . 204 . 504 ) is brought into contact. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die dreidimensionale Richtstruktur (504) eine Ausnehmung (520) aufweist und die Antenne (503) auf einer ersten Seite der flexiblen Leiterplatte (501) angeordnet ist, wobei die flexible Leiterplatte (501) mit einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite in der Ausnehmung (520) der dreidimensionalen Richtstruktur (504) angeordnet und mit der dreidimensionalen Richtstruktur (504) in Kontakt gebracht wird.Method according to claim 11, wherein the three-dimensional directional structure ( 504 ) a recess ( 520 ) and the antenna ( 503 ) on a first side of the flexible printed circuit board ( 501 ), wherein the flexible printed circuit board ( 501 ) with a first side opposite the second side in the recess ( 520 ) of the three-dimensional Straightening structure ( 504 ) and with the three-dimensional directional structure ( 504 ) is brought into contact. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei die flexible Leiterplatte (101, 201, 501) vier Reflexionsabschnitte (202b–202e) aufweist und jeder der vier Reflexionsabschnitte (202b–202e) derart mit der dreidimensionalen Richtstruktur (104, 204, 504) in Kontakt gebracht wird, dass jeder der vier Reflexionsabschnitte (202b–202e) in einem etwa 90° Winkel zu einem jeweils benachbarten Reflexionsabschnitt (202b–202e) angeordnet ist.Method according to one of claims 11 to 14, wherein the flexible printed circuit board ( 101 . 201 . 501 ) four reflection sections ( 202b - 202e ) and each of the four reflection sections ( 202b - 202e ) in such a way with the three-dimensional directional structure ( 104 . 204 . 504 ) is brought into contact, that each of the four reflection sections ( 202b - 202e ) at an approximately 90 ° angle to a respectively adjacent reflection section (FIG. 202b - 202e ) is arranged.
DE102015216243.5A 2015-08-25 2015-08-25 ANTENNA ARRANGEMENT WITH SQUARE STRUCTURE Expired - Fee Related DE102015216243B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015216243.5A DE102015216243B4 (en) 2015-08-25 2015-08-25 ANTENNA ARRANGEMENT WITH SQUARE STRUCTURE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015216243.5A DE102015216243B4 (en) 2015-08-25 2015-08-25 ANTENNA ARRANGEMENT WITH SQUARE STRUCTURE

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102015216243A1 true DE102015216243A1 (en) 2017-03-02
DE102015216243B4 DE102015216243B4 (en) 2017-06-22

Family

ID=58011402

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102015216243.5A Expired - Fee Related DE102015216243B4 (en) 2015-08-25 2015-08-25 ANTENNA ARRANGEMENT WITH SQUARE STRUCTURE

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102015216243B4 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2620141A (en) * 2022-06-28 2024-01-03 Avealto Ltd An antenna assembly and an antenna array comprising the same
WO2024003546A1 (en) * 2022-06-28 2024-01-04 Avealto Ltd A communications system and a vehicle for the same

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6344835B1 (en) * 2000-04-14 2002-02-05 Harris Corporation Compactly stowable thin continuous surface-based antenna having radial and perimeter stiffeners that deploy and maintain antenna surface in prescribed surface geometry
DE10322803A1 (en) 2003-05-19 2004-12-23 Otto-Von-Guericke-Universität Magdeburg Microstrip- or patch antenna for modern high capacity communication systems, comprises radiator with resonant cavity at rear and miniature horn surrounding it
DE102005030631B3 (en) * 2005-06-30 2007-01-04 Kathrein-Werke Kg Motor vehicle antenna for e.g. terrestial mobile radio, has discone/cone antenna with electrically conductive surface formed according to type of cone or triangle or trapezoid, where surface is aligned transverse to base/measuring surface
DE60305889T2 (en) * 2002-02-28 2007-06-14 Raytheon Co., El Segundo INFLATABLE REFLECTOR ANTENNA FOR WORLDALL-STATIONED RADAR SYSTEMS

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6344835B1 (en) * 2000-04-14 2002-02-05 Harris Corporation Compactly stowable thin continuous surface-based antenna having radial and perimeter stiffeners that deploy and maintain antenna surface in prescribed surface geometry
DE60305889T2 (en) * 2002-02-28 2007-06-14 Raytheon Co., El Segundo INFLATABLE REFLECTOR ANTENNA FOR WORLDALL-STATIONED RADAR SYSTEMS
DE10322803A1 (en) 2003-05-19 2004-12-23 Otto-Von-Guericke-Universität Magdeburg Microstrip- or patch antenna for modern high capacity communication systems, comprises radiator with resonant cavity at rear and miniature horn surrounding it
DE102005030631B3 (en) * 2005-06-30 2007-01-04 Kathrein-Werke Kg Motor vehicle antenna for e.g. terrestial mobile radio, has discone/cone antenna with electrically conductive surface formed according to type of cone or triangle or trapezoid, where surface is aligned transverse to base/measuring surface

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2620141A (en) * 2022-06-28 2024-01-03 Avealto Ltd An antenna assembly and an antenna array comprising the same
WO2024003546A1 (en) * 2022-06-28 2024-01-04 Avealto Ltd A communications system and a vehicle for the same

Also Published As

Publication number Publication date
DE102015216243B4 (en) 2017-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2676327B1 (en) Array antenna
DE69823591T2 (en) Layered aperture antenna and multilayer printed circuit board with it
DE102014203185B4 (en) Antenna device and radar device
DE112019000417T5 (en) A dielectric resonator antenna having first and second dielectric sections
DE112019000418T5 (en) A dielectric resonator antenna having first and second dielectric sections
DE112015005575T5 (en) MICROWAVE ANTENNA DEVICE, UNIT AND MANUFACTURING METHOD
EP3465817B1 (en) Antenna device for a radar detector having at least two radiation directions, and motor vehicle having at least one radar detector
DE102015225578A1 (en) Apparatus for receiving microwave radiation
WO2005099042A1 (en) Waveguide structure
DE112019005992T5 (en) Electromagnetic device
DE102015207186A1 (en) Antenna device for implementing orthogonal antenna characteristics
DE10345314A1 (en) Device and method for emitting and / or receiving electromagnetic radiation
DE102015216243B4 (en) ANTENNA ARRANGEMENT WITH SQUARE STRUCTURE
EP2375491B1 (en) Leaky-wave antenna
DE102020108280A1 (en) MICROWAVE ANTENNA DEVICE
DE2802585A1 (en) ANTENNA
DE102011106648A1 (en) Portable data carrier with antenna
EP1958002A1 (en) Antenna array for a radar sensor
DE102021206859A1 (en) RADAR DEVICE
EP3016201B1 (en) Antenna device
DE102009055344A1 (en) antenna
DE19845868A1 (en) Dual focus planar antenna
WO2001017061A1 (en) Multiband antenna
DE19848722B4 (en) Microwave reflector antenna
DE102020201268A1 (en) Radar device, three-dimensional antenna module for a radar device and method for forming a three-dimensional antenna module

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee