DE102015220193B4

DE102015220193B4 - Device for rotating the direction of polarization and associated manufacturing process

Info

Publication number: DE102015220193B4
Application number: DE102015220193.7A
Authority: DE
Inventors: Raimund Blankenburg
Original assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Current assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Priority date: 2015-09-02
Filing date: 2015-10-16
Publication date: 2023-11-16
Anticipated expiration: 2035-10-17
Also published as: DE102015220193A1

Abstract

Vorrichtung (1) zum Drehen der Polarisationsrichtung einer elektromagnetischen Welle,mit mehreren zueinander konzentrisch angeordnete und hülsenförmig geformte Schichten mit jeweils in der Schicht parallel verlaufenden Leiterbahnen, deren Orientierung sich von Schicht zu Schicht ändert,dadurch gekennzeichnet,dass jede hülsenförmige Schicht jeweils eine Distanzschicht (21, 22,..., 2n) aus elektrisch isolierendem Material aufweist, die aus mindesten zwei über jeweils ein unterschiedliches Winkelsegment sich erstreckenden Distanzschichtsegmenten besteht, unddass jede Schicht jeweils zusätzlich eine einseitig die Leiterbahnen tragende Trägerschicht (51, 52,..., 5n) und mit Ausnahme der äußersten Schicht eine Schicht (61, 62,..., 6n-1) zur Erhöhung der mechanischen Stabilität der Vorrichtung (1) zum Drehen der Polarisationsrichtung aufweist.Device (1) for rotating the polarization direction of an electromagnetic wave, with several concentrically arranged and sleeve-shaped layers, each with conductor tracks running parallel in the layer, the orientation of which changes from layer to layer, characterized in that each sleeve-shaped layer each has a spacer layer ( 21, 22,..., 2n) made of electrically insulating material, which consists of at least two spacer layer segments each extending over a different angle segment, and that each layer additionally has a carrier layer (51, 52,...) carrying the conductor tracks on one side. 5n) and, with the exception of the outermost layer, has a layer (61, 62,..., 6n-1) to increase the mechanical stability of the device (1) for rotating the polarization direction.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Drehen der Polarisationsrichtung, insbesondere für ein Antennen-System und ein zugehöriges Fertigungsverfahren.The invention relates to a device for rotating the direction of polarization, in particular for an antenna system and an associated manufacturing method.

Dipolantennen, die als Rundstrahler zum Beispiel für Radar- oder Kommunikationsantennen eingesetzt werden, sind meist vertikal montiert und senden und empfangen dann vertikal polarisierte elektromagnetische Wellen. Das Senden und Empfangen einer horizontal polarisierten elektromagnetischen Welle ist mit einer derartigen Dipolantenne nicht möglich. Bei einer horizontalen Montage ist andererseits keine Rundstrahlcharakteristik gegeben.Dipole antennas, which are used as omnidirectional antennas for radar or communications antennas, for example, are usually mounted vertically and then send and receive vertically polarized electromagnetic waves. Sending and receiving a horizontally polarized electromagnetic wave is not possible with such a dipole antenna. On the other hand, when installed horizontally, there is no omnidirectional radiation characteristic.

Aus der DE 31 22 016 A1 ist ein Polarisator mit mehreren um eine Doppelkonusantenne konzentrisch angeordneten Schichten mit Leiterbahnen und zusätzlich dazwischen angeordneten Distanzschichten aus Hartschaumkunststoff bekannt.From the DE 31 22 016 A1 is a polarizer with several layers arranged concentrically around a double cone antenna with conductor tracks and additional spacer layers made of rigid foam plastic arranged between them.

Aus der US 5,563,616 A ist eine kapazitiv belastete Monopolantenne mit mehreren konzentrisch und segmentiert angeordneten Schichten eines Übertragungsmediums bekannt.From the US 5,563,616 A A capacitively loaded monopole antenna with several concentric and segmented layers of a transmission medium is known.

Aus der DE 10 2011 004 864 A1 ist ein Antennen-System mit einer Vorrichtung zum Drehen der Polarisationsrichtung und ein zugehöriges Fertigungsverfahren bekannt. Die Vorrichtung zum Drehen der Polarisationsrichtungen besteht hier aus mehreren zueinander konzentrisch angeordneten hülsenförmigen Schichten mit jeweils parallel verlaufenden Leiterbahnen, deren Orientierung bzw. Steigung sich von Schicht zu Schicht ändert. Auf diese Weise ist eine Umwandlung zwischen horizontal und vertikal polarisierten elektromagnetischen Wellen im Betriebszustand des Sendens und des Empfangens und damit der Einsatz einer vertikal montierten Dipolantenne für das Senden und Empfangen einer horizontal polarisierten elektromagnetischen Welle möglich.From the DE 10 2011 004 864 A1 an antenna system with a device for rotating the polarization direction and an associated manufacturing method are known. The device for rotating the polarization directions here consists of several sleeve-shaped layers arranged concentrically to one another, each with parallel conductor tracks, the orientation or slope of which changes from layer to layer. In this way, a conversion between horizontally and vertically polarized electromagnetic waves in the operating state of transmitting and receiving and thus the use of a vertically mounted dipole antenna for transmitting and receiving a horizontally polarized electromagnetic wave is possible.

Eine Dipolantenne mit einer derartigen Vorrichtung zum Drehen der Polarisationsrichtung weist aber nachteilig einerseits eine geringe mechanische Stabilität auf. Eine Dipolantenne mit einer derartigen Vorrichtung zum Drehen der Polarisationsrichtung kann in Applikationen unter anderem sehr hohen mechanischen Vibrations- und Schockbelastungen ausgesetzt sein die zu einem Bruch bzw. einer Zerstörung der Vorrichtung zum Drehen der Polarisationsrichtungen führen kann.However, a dipole antenna with such a device for rotating the direction of polarization has the disadvantage, on the one hand, of low mechanical stability. In applications, a dipole antenna with such a device for rotating the polarization direction can, among other things, be exposed to very high mechanical vibration and shock loads, which can lead to breakage or destruction of the device for rotating the polarization directions.

Hinzu kommt andererseits, dass die Vorrichtung zum Drehen der Polarisationsrichtung aufgrund der vielen Klebeverbindungen, der Dicke der Klebeverbindungen und der hohen spezifischen Dichte des zu verwendenden Klebers ein vergleichsweise hohes Gewicht aufweist.In addition, on the other hand, the device for rotating the direction of polarization has a comparatively high weight due to the many adhesive connections, the thickness of the adhesive connections and the high specific density of the adhesive to be used.

Schließlich ist die Fertigungszeit für eine derartige Vorrichtung zum Drehen der Polarisationsrichtung aufgrund der zeitintensiven thermischen Umformungsprozesse vergleichsweise sehr hoch.Finally, the production time for such a device for rotating the polarization direction is comparatively very high due to the time-consuming thermal forming processes.

Die Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Vorrichtung zum Drehen der Polarisationsrichtung und ein zugehöriges Fertigungsverfahren zu schaffen, welche die genannten Nachteile beseitigten.The object of the invention is therefore to create a device for rotating the direction of polarization and an associated manufacturing method which eliminate the disadvantages mentioned.

Die Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein zugehöriges erfindungsgemäßes Fertigungsverfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 gelöst. Vorteilhafte technische Erweiterungen sind in den jeweils abhängigen Patentansprüchen aufgeführt.The object is achieved by a device according to the invention with the features of patent claim 1 and by an associated manufacturing method according to the invention with the features of patent claim 7. Advantageous technical extensions are listed in the respective dependent patent claims.

Erfindungsgemäß bestehen die in den einzelnen hülsenförmigen Schichten der Vorrichtung zum Drehen der Polarisationsrichtung jeweils enthaltenen elektrisch isolierenden Distanzschichten aus mehreren einzelnen Distanzschichtsegmenten, die entsprechend ihrer jeweiligen geometrischen Maße mittels Konturschnitt vorgefertigt werden können. Somit sind die thermischen Umformungsprozesse, die für das Verformen einer am Markt erhältlichen planaren Distanzschicht in eine hülsenförmige Distanzschicht mit einem entsprechenden Durchmesser gemäß dem Stand der Technik erforderlich ist, nicht mehr notwendig und minimiert somit die Fertigungszeit für eine derartige Vorrichtung zum Drehen der Polarisationsrichtung.According to the invention, the electrically insulating spacer layers contained in the individual sleeve-shaped layers of the device for rotating the polarization direction consist of several individual spacer layer segments, which can be prefabricated according to their respective geometric dimensions by means of contour cutting. Thus, the thermal forming processes required for deforming a planar spacer layer available on the market into a sleeve-shaped spacer layer with a corresponding diameter according to the prior art are no longer necessary and thus minimize the manufacturing time for such a device for rotating the polarization direction.

Die einzelnen Distanzschichtsegmente der innersten Schicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Drehen der Polarisationsrichtung werden hierzu bevorzugt auf der Oberfläche eines entsprechend dimensionierten zylindrischen Wickeldorns aufgelegt und gegenseitig mit einem geeigneten Mittel, beispielsweise mit einem Klebeband, zueinander fixiert. Nach dem Aufbringen aller zur innersten Schicht jeweils gehörigen Schicht bzw. Teilschichten mit Leiterbahnen werden die einzelnen Distanzschichtsegmente der nächsten Schichten jeweils auf der Oberfläche der vollständig aufgebauten nächstinneren Schicht aufgelegt.For this purpose, the individual spacer layer segments of the innermost layer of the device according to the invention for rotating the polarization direction are preferably placed on the surface of a correspondingly dimensioned cylindrical winding mandrel and mutually fixed to one another with a suitable means, for example with an adhesive tape. After applying all the layers or partial layers with conductor tracks belonging to the innermost layer, the individual spacer layer segments of the next layers are each placed on the surface of the completely constructed next inner layer.

Für jede Schicht der Vorrichtung zum Drehen der Polarisationsrichtung werden mindestens zwei Distanzschichtsegmente, bevorzugt drei Distanzschichtsegmente, verwendet, die dem Durchmesser der jeweiligen Schicht entsprechende Krümmungsradien aufweisen und bevorzugt mittels Konturenschnitt aus einem Block vorgefertigt erhältlich sind. Die einzelnen Distanzschichtsegmente einer Distanzschicht werden bevorzugt ohne Luftspalt aneinander gefügt. Liegt fertigungsbedingt ein Luftspalt vor, so sollte dessen Luftspaltbreite innerhalb einer vorgegebenen Toleranz liegen.For each layer of the device for rotating the polarization direction, at least two spacer layer segments, preferably three spacer layer segments, are used, which have radii of curvature corresponding to the diameter of the respective layer and are preferably available prefabricated from a block by means of contour cutting. The individual spacer layer segments of a spacer layer are preferably joined together without an air gap. If there is an air gap due to production, its air gap width should be within a specified tolerance.

Zur Erhöhung der mechanischen und damit sich der Luftspalt in radialer Richtung nicht addiert, werden die in einzelnen Winkelsegmenten jeweils angeordneten Distanzschichtsegmente jeweils zwischen den einzelnen Distanzschichten bevorzugt um einen bestimmten Winkel von Schicht zu Schicht versetzt angeordnet. Auf diese Weise sind die Luftspalte zwischen jeweils benachbarten Distanzschichtsegmenten vorteilhaft jeweils um einen bestimmten Winkel zwischen jeweils aufeinanderfolgenden Distanzschichten versetzt angeordnet.In order to increase the mechanical and thus the air gap does not add up in the radial direction, the spacer layer segments arranged in individual angle segments are each arranged between the individual spacer layers, preferably offset by a certain angle from layer to layer. In this way, the air gaps between adjacent spacer layer segments are advantageously arranged offset by a certain angle between successive spacer layers.

Die technische Maßnahme zur Erhöhung der mechanischen Stabilität der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Drehen der Polarisationsrichtung liegt darin, dass jede Schicht neben einer zugehörigen Distanzschicht und einer zugehörigen Trägerschicht, die einseitig parallele Leiterbahnen einer bestimmten Steigung bzw. Orientierung trägt, eine weitere Schicht zur Erhöhung der mechanischen Stabilität der Vorrichtung zum Drehen der Polarisationsrichtung aufweist. Bei der Schicht zur Erhöhung der mechanischen Stabilität handelt es sich bevorzugt um eine Kunststofffolie, die einen bestimmten Mindestwert für die zähelastische Festigkeit aufweist.The technical measure for increasing the mechanical stability of the device according to the invention for rotating the direction of polarization is that each layer has a further layer to increase the mechanical stability in addition to an associated spacer layer and an associated carrier layer, which carries conductor tracks parallel to one side of a specific pitch or orientation the device for rotating the polarization direction. The layer for increasing the mechanical stability is preferably a plastic film which has a certain minimum value for the viscoelastic strength.

Die Verbindung der Distanzschichtsegmente, der Trägerschicht und der Schicht zur Erhöhung der mechanischen Stabilität innerhalb jeder einzelnen Schicht der Vorrichtung zum Drehen der Polarisationsrichtung miteinander und/oder die Verbindung der jeweils aufeinanderfolgenden Schichten der Vorrichtung zum Drehen der Polarisationsrichtungen erfolgt mittels einer Klebeverbindung.The connection of the spacer layer segments, the carrier layer and the layer for increasing the mechanical stability within each individual layer of the device for rotating the direction of polarization to one another and/or the connection of the successive layers of the device for rotating the direction of polarization takes place by means of an adhesive connection.

Die Klebeverbindung der einzelnen Distanzschichtsegmente mit der Trägerschicht einer zur Vorrichtung zum Drehen der Polarisationsrichtungen gehörigen Schicht erfolgt vor dem Aufbringen der Trägerschicht auf der Distanzschicht bevorzugt durch Aufbringen eines klebenden Films auf einer Oberfläche der Trägerschicht. Hierzu wird ein elastischer, bevorzugt kautschukelastischer, Film auf der originär planaren Trägerschicht mittels Besprühen mit einem Sprühkleber aufgetragen und die geklebte Oberfläche der weichelastischen Trägerschicht auf die äußere zylindrische Oberfläche der Distanzschicht gefügt.The adhesive connection of the individual spacer layer segments to the carrier layer of a layer belonging to the device for rotating the polarization directions takes place before the carrier layer is applied to the spacer layer, preferably by applying an adhesive film to a surface of the carrier layer. For this purpose, an elastic, preferably rubber-elastic, film is applied to the originally planar carrier layer by spraying with a spray adhesive and the glued surface of the soft-elastic carrier layer is joined to the outer cylindrical surface of the spacer layer.

Hierbei kann die weichelastische Trägerschicht bevorzugt aus dünnem FR4-Laminat auf der Distanzschicht ausgerichtet werden, solange die Klebung noch nicht ausgehärtet ist. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass die auf der Trägerschicht einseitig aufgebrachten parallelen Leiterbahnen einer bestimmten Steigung bzw. Orientierung an den beiden sich berührenden Enden der zylindrisch verformten Trägerschicht bevorzugt möglichst stoßfrei bzw. versatzfrei miteinander in Verbindung stehen.The soft elastic carrier layer can preferably be made of thin FR4 laminate and aligned on the spacer layer as long as the bond has not yet hardened. It should be taken into account here that the parallel conductor tracks of a certain pitch or orientation applied to one side of the carrier layer are preferably connected to one another as smoothly or offset-free as possible at the two touching ends of the cylindrically deformed carrier layer.

Die Klebeverbindung zwischen der Trägerschicht und der Schicht zur Erhöhung der mechanischen Stabilität wird bevorzugt durch die klebende Oberfläche der mindestens einseitig klebenden, bevorzugt zweiseitig klebenden, Schicht zur Erhöhung der mechanischen Stabilität realisiert.The adhesive connection between the carrier layer and the layer for increasing the mechanical stability is preferably realized by the adhesive surface of the layer for increasing the mechanical stability, which is adhesive on at least one side, preferably on both sides.

Neben einer einseitig oder zweiseitig klebenden Kunststofffolie kann auch eine nicht klebende Kunststofffolie verwendet werden, bei der vor dem Fügevorgang mit der Trägerschicht eine Oberfläche mit einem klebenden Film versehen wird.In addition to a plastic film that is adhesive on one or both sides, a non-adhesive plastic film can also be used, in which a surface is provided with an adhesive film before the joining process with the carrier layer.

Die Klebeverbindung zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgenden Schichten der Vorrichtung zum Drehen der Polarisationsrichtung erfolgt entweder durch die zweite klebende Oberfläche einer zweiseitig klebenden Kunststofffolie oder durch Aufbringen eines klebenden Films auf der zwischenzeitlich auf der Trägerschicht gefügten und somit zylindrischen Schicht zur Erhöhung der mechanischen Stabilität, die aus einer nicht klebenden oder nur einseitig klebenden Kunststofffolie besteht.The adhesive connection between two successive layers of the device for rotating the direction of polarization is carried out either by the second adhesive surface of a double-sided adhesive plastic film or by applying an adhesive film to the cylindrical layer which has been joined to the carrier layer in the meantime to increase the mechanical stability, which consists of a non-adhesive or only one-sided adhesive plastic film.

Die Reihenfolge der einzelnen Unterschichten einer zur Vorrichtung zum Drehen der Polarisationsrichtung gehörigen Schicht - d.h. der aus einzelnen Distanzschichtsegmenten bestehenden Distanzschicht, der Trägerschicht und der Schicht zur Erhöhung der mechanischen Stabilität - kann von der soeben beschriebenen Reihenfolge abweichen und ist ebenfalls von der Erfindung mit abgedeckt. Beispielsweise kann die Schicht zur Erhöhung der mechanischen Stabilität auch zwischen der Distanzschicht und der Trägerschicht oder als innerste Unterschicht einer zur Vorrichtung zum Drehen der Polarisationsrichtung gehörigen Schicht angeordnet sein.The order of the individual sublayers of a layer belonging to the device for rotating the polarization direction - i.e. the spacer layer consisting of individual spacer layer segments, the carrier layer and the layer for increasing the mechanical stability - can deviate from the order just described and is also covered by the invention. For example, the layer to increase the mechanical stability can also be arranged between the spacer layer and the carrier layer or as the innermost sublayer of a layer belonging to the device for rotating the polarization direction.

Der auf der Trägerschicht mittels beispielsweise Sprühkleber aufgebrachte klebende Film und die klebenden Oberflächen einer als Schicht zur Erhöhung der mechanischen Stabilität verwendeten mindestens einseitig klebenden, bevorzugt zweiseitig klebenden, Kunststofffolie bzw. der mittels beispielsweise Sprühkleber aufgebrachte klebende Film auf einer als Schicht zur Erhöhung der mechanischen Stabilität verwendeten Kunststofffolie weisen gegenüber den Klebeverbindungen einer Vorrichtung zum Drehen der Polarisationsrichtung nach dem Stand der Technik eine geringere Dicke auf.The adhesive film applied to the carrier layer using, for example, spray adhesive and the adhesive surfaces of a plastic film that is at least one-sidedly adhesive, preferably double-sided, used as a layer to increase the mechanical stability, or the adhesive film applied using, for example, spray adhesive on a layer to increase the mechanical stability The plastic film used has a smaller thickness than the adhesive connections of a device for rotating the direction of polarization according to the prior art.

Die verwendeten Kleber der originär klebenden Oberflächen und der auf der originär nicht klebenden Oberflächen aufgebrachten klebenden Filme weisen zusätzlich und bevorzugt gegenüber dem bei der Vorrichtung zum Drehen der Polarisationsrichtungen nach dem Stand der Technik verwendeten Kleber eine geringere Dichte auf.The adhesives used for the originally adhesive surfaces and the adhesive films applied to the originally non-adhesive surfaces additionally and preferably have a lower density than the adhesive used in the device for rotating the polarization directions according to the prior art.

Die genannten technischen Eigenschaften der einzelnen Klebeverbindungen führen vorteilhaft zu einer deutlichen Reduzierung des Gewichts der Vorrichtung zum Drehen der Polarisationsrichtung.The mentioned technical properties of the individual adhesive connections advantageously lead to a significant reduction in the weight of the device for rotating the polarization direction.

Die zur Vorrichtung zum Drehen der Polarisationsrichtung gehörige äußerste Schicht weist bevorzugt nur eine aus einzelnen Distanzschichtsegmenten bestehende, elektrisch isolierende Distanzschicht und eine parallele Leiterbahnen einseitig tragende Trägerschicht auf. Die Distanzschichtsegmente der Distanzschicht der äußersten Schicht werden mit der Trägerschicht der äußersten Schichtwerden schließlich bevorzugt mit einem Zweikomponentenkleber verklebt, dessen Adhäsionskraft vorzugsweise deutlich höher als die Adhäsionskraft des bei den jeweils weiter innen positionierten Trägerschichten jeweils verwendeten Sprühklebers ist. Eine Oberfläche der aus mindestens einem Trägerschichtsegment bestehenden Trägerschicht der äußersten Schicht wird hierzu mit einem geeigneten Kleber nicht besprüht, sondern bevorzugt bestrichen. Auf diese Weise kommt es im bevorzugten letzten Fertigungsschritt des Plandrehens der zylindrischen Vorrichtung auf eine bestimmte festgelegte Länge vorteilhaft zu keinem Aufreißen der auf der äußersten Distanzschicht aufgeklebten Trägerschicht und damit zu keinem unerwünschten Ausschuss.The outermost layer belonging to the device for rotating the polarization direction preferably only has an electrically insulating spacer layer consisting of individual spacer layer segments and a carrier layer that supports parallel conductor tracks on one side. The spacer layer segments of the spacer layer of the outermost layer are finally glued to the carrier layer of the outermost layer, preferably using a two-component adhesive, the adhesion force of which is preferably significantly higher than the adhesion force of the spray adhesive used in the respective carrier layers positioned further inside. For this purpose, a surface of the outermost layer consisting of at least one carrier layer segment is not sprayed with a suitable adhesive, but is preferably coated. In this way, in the preferred last manufacturing step of facing the cylindrical device to a certain fixed length, there is advantageously no tearing of the carrier layer glued to the outermost spacer layer and thus no undesirable rejects.

Die zu jeder Schicht jeweils gehörige Trägerschicht besteht bevorzugt aus mindestens einem Trägerschichtsegment. Werden mehrere Trägerschichtsegmente in einer Trägerschicht verwendet, so sind die Verbindungen der auf jeweils benachbarten Trägerschichtsegmenten aufgebrachten Leiterbahnen an den jeweils sich berührenden Rändern der jeweils benachbarten Trägerschichtsegmente bevorzugt möglichst stoßfrei anzuordnen. Die einzelnen Trägerschichtsegmente einer Trägerschicht werden vor dem Füge- und Klebeschritt mit den Distanzschichtsegmenten der jeweiligen Distanzschicht geeignet, bevorzugt mit einem Klebeband, miteinander fixiert.The carrier layer associated with each layer preferably consists of at least one carrier layer segment. If several carrier layer segments are used in a carrier layer, the connections of the conductor tracks applied to adjacent carrier layer segments should preferably be arranged as smoothly as possible on the touching edges of the respective adjacent carrier layer segments. Before the joining and gluing step, the individual carrier layer segments of a carrier layer are suitably fixed to one another with the spacer layer segments of the respective spacer layer, preferably with an adhesive tape.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Drehen der Polarisationsrichtung und das zugehörige erfindungsgemäße Fertigungsverfahren werden im Folgenden anhand der Zeichnung im Detail erläutert. Die Figuren der Zeichnung zeigen:

1A eine dreidimensionale Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Drehen der Polarisationsrichtung mit integrierter Dipolantenne,
1B eine dreidimensionale Darstellung eines Schnittes durch ein Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Drehung der Polarisationsrichtung mit integrierter Dipolantenne,
2A eine dreidimensionale Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Drehen der Polarisationsrichtung,
2B eine Draufsicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Drehen der Polarisationsrichtung,
2C eine Darstellung eines Querschnitts durch ein Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Drehen der Polarisationsrichtung,
2D eine Seitenansicht von mehreren Distanzschichtsegmenten einer Distanzschicht und
3 ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Fertigungsverfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Drehen der Polarisationsrichtung.

The device according to the invention for rotating the polarization direction and the associated manufacturing method according to the invention are explained in detail below with reference to the drawing. The figures in the drawing show:

1A a three-dimensional representation of an exemplary embodiment of a device for rotating the direction of polarization with an integrated dipole antenna,
1B a three-dimensional representation of a section through an exemplary embodiment of a device for rotating the direction of polarization with an integrated dipole antenna,
2A a three-dimensional representation of an exemplary embodiment of a device according to the invention for rotating the polarization direction,
2 B a top view of an exemplary embodiment of a device according to the invention for rotating the polarization direction,
2C a representation of a cross section through an exemplary embodiment of a device according to the invention for rotating the polarization direction,
2D a side view of several spacer layer segments of a spacer layer and
3 a flowchart of a manufacturing method according to the invention for producing a device according to the invention for rotating the polarization direction.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zum Drehen der Polarisationsrichtung weist bevorzugt gemäß der dreidimensionalen Darstellung in 2A eine hülsenförmige Form auf, die aus mehreren zueinander konzentrisch angeordneten hülsenförmigen Distanzschichten 2₁,2₂,..., 2_n besteht, welche sich wiederum jeweils aus mehreren Distanzschichtsegmenten zusammensetzen. Wie aus der in 2B dargestellten Draufsicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Drehen der Polarisationsrichtung ersichtlich ist, besteht die äußerste Distanzschicht 2_n aus jeweils bevorzugt drei Distanzschichtsegmenten 2_n1, 2_n2 und 2_n3. Die jeweils weiter innen angeordneten Distanzschichten 2₁, 2₂,..., 2_n-1 weisen ebenfalls gemäß 2B jeweils bevorzugt drei Distanzschichtsegmente auf.A device 1 according to the invention for rotating the direction of polarization preferably points according to the three-dimensional representation in 2A a sleeve-shaped shape, which consists of several concentrically arranged sleeve-shaped spacer layers 2 ₁ , 2 ₂ ,..., 2 _n , which in turn are each composed of several spacer layer segments. Like from the in 2 B As can be seen from the illustrated top view of an exemplary embodiment of a device according to the invention for rotating the polarization direction, the outermost spacer layer 2 _n consists of preferably three spacer layer segments 2 _n1 , 2 _n2 and 2 _n3 . The spacer layers 2 ₁ , 2 ₂ ,..., 2 _n-1 arranged further inside also point according to 2 B each preferably has three spacer layer segments.

Die Distanzschichten 2₁,2₂,...,2_n können erfindungsgemäß jeweils eine andere Anzahl von Distanzschichtsegmenten aufweisen, die mindestens zwei betragen muss. Im Hinblick auf eine einfache und damit schnelle Fügemontage der einzelnen Distanzschichtsegmente zu einer Distanzschicht ist die Anzahl von Distanzschichtsegmenten pro Distanzschicht nicht beliebig hoch auszulegen. Auch ist eine unterschiedliche Anzahl von Distanzschichtsegmenten zwischen den einzelnen Distanzschichten von der Erfindung mit abgedeckt.According to the invention, the spacer layers 2 ₁ , 2 ₂ ,...,2 _n can each have a different number of spacer layer segments, which must be at least two. With a view to a simple and therefore quick assembly of the individual spacer layer segments to form a spacer layer, the number of spacer layer segments per spacer layer cannot be set to be arbitrarily high. A different number of spacer layer segments between the individual spacer layers is also covered by the invention.

Aus den 2A und 2B gehen identisch große Distanzschichtsegmente pro Distanzschicht hervor. Von der Erfindung sind aber auch unterschiedlich große Distanzschichtsegmente pro Distanzschicht abgedeckt.From the 2A and 2 B identically sized spacer layer segments emerge per spacer layer. But there are also below about the invention Differently sized spacer layer segments are covered per spacer layer.

Bei drei Distanzschichtsegmenten beträt der Winkelbereich jedes Distanzschichtsegments bevorzugt 120°, allgemein bei n Distanzschichtsegmenten 360°/n. Die Winkelbereiche der Distanzschichtsegmente können jedoch auch unterschiedlich sein, z. B. 1x180° und 2x 90°.With three spacer layer segments, the angular range of each spacer layer segment is preferably 120°, generally with n spacer layer segments 360°/n. However, the angular ranges of the spacer layer segments can also be different, e.g. B. 1x180° and 2x 90°.

Die einzelnen Distanzschichtsegmente der einzelnen Distanzschichten 2₁,2₂,...,2_n sind aus einem elektrisch isolierenden Material, bevorzugt aus einem starren Strukturkunststoff, gefertigt, zum Beispiel aus Polymethacrylimid, das auch als konfektionierte Ware unter dem Handelsnamen Rohacell^® erhältlich ist.The individual spacer layer segments of the individual spacer layers 2 ₁ , 2 ₂ ,..., 2 _n are made from an electrically insulating material, preferably from a rigid structural plastic, for example from polymethacrylimide, which is also available as a ready-made product under the trade name Rohacell ^® .

Die einzelnen Distanzschichten 2₁,2₂,...,2_n weisen bevorzugt eine Dicke von 1 mm bis 10 mm, besonders bevorzugt von 8 mm, auf. Die Anzahl der Distanzschichten 2₁,2₂,...,2_n ist in Abhängigkeit der hochfrequenztechnischen Anforderungen der verwendeten Dipolantenne auszuwählen und liegt typischerweise zwischen fünf und 15, bevorzugt bei acht.The individual spacer layers 2 ₁ , 2 ₂ ,..., 2 _n preferably have a thickness of 1 mm to 10 mm, particularly preferably 8 mm. The number of distance layers 2 ₁ , 2 ₂ ,..., 2 _n must be selected depending on the high-frequency technical requirements of the dipole antenna used and is typically between five and 15, preferably eight.

Der einzelnen Distanzschichtsegmente innerhalb einer Distanzschicht sind bevorzugt durch schmale Luftspalte 3 voneinander beabstandet. Diese Luftspalte 3 sind möglichst minimal zu realisieren und liegen typischerweise in der Größenordnung von 1 mm.The individual spacer layer segments within a spacer layer are preferably spaced apart from one another by narrow air gaps 3. These air gaps 3 are to be implemented as minimally as possible and are typically on the order of 1 mm.

Wie aus 2C ersichtlich ist, sind auf der äußeren Oberfläche der einzelnen Distanzschichten 2₁,2₂,...,2_n jeweils Trägerschichten 5₁, 5₂,...5_n aufgeklebt. Diese Trägerschichten 5₁,5₂,..., 5_n-1, 5_n tragen, wie aus 2D hervorgeht, auf einer Oberflächenseite jeweils parallele Leiterbahnen. Diese parallelen Leiterbahnen ändern sich in ihrer Steigung bzw. Orientierung schrittweise zwischen den einzelnen Trägerschichten 5₁,5₂,..., 5_n-1, 5_n. Auf der äußersten Trägerschicht 5_n sind die parallelen Leiterbahnen vertikal in Axialrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zum Drehen der Polarisationsrichtung und damit parallel zur im wesentlichen vertikal ausgerichteten Dipolantenne orientiert, während die parallelen Leiterbahnen auf der innersten Trägerschicht 5₁ horizontal, d.h. orthogonal zur Axialrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zum Drehen der Polarisationsrichtung, orientiert sind. Die Orientierung der parallel verlaufenden Leiterbahnen ändert sich in Abhängigkeit der Anzahl von verwendeten Trägerschichten 5₁,5₂,...5_n und ändert sich somit zwischen zwei Trägerschichten um 90°/(n-1).How out 2C As can be seen, carrier layers 5 ₁ , 5 ₂ ,...5 _n are glued onto the outer surface of the individual spacer layers 2 ₁ , 2 ₂ ,...,2 _n . These carrier layers 5 ₁ , 5 ₂ ,..., 5 _n-1 , 5 _n carry, as shown 2D shows parallel conductor tracks on one surface side. These parallel conductor tracks change their pitch or orientation step by step between the individual carrier layers 5 ₁ , 5 ₂ ,..., 5 _n-1 , 5 _n . On the outermost carrier layer 5 _n , the parallel conductor tracks are oriented vertically in the axial direction of the device 1 according to the invention for rotating the polarization direction and thus parallel to the essentially vertically aligned dipole antenna, while the parallel conductor tracks on the innermost carrier layer 5 ₁ are oriented horizontally, ie orthogonally to the axial direction of the device according to the invention Device 1 for rotating the polarization direction are oriented. The orientation of the parallel conductor tracks changes depending on the number of carrier layers 5 ₁ , 5 ₂ ,...5 _n used and thus changes by 90°/(n-1) between two carrier layers.

Diese Trägerschichten 5₁, 5₂,...5_n sind vorzugsweise auf einer flexiblen Kunststofffolie aus Epoxidharz mit Glasfasergewebeverstärkung hergestellt. Diese elastischen Kunststofffolien sind z.B. als FR4^®-Material bekannt.These carrier layers 5 ₁ , 5 ₂ ,... 5 _n are preferably made on a flexible plastic film made of epoxy resin with glass fiber fabric reinforcement. These elastic plastic films are known, for example, as FR4 ^® material.

Vorzugsweise weisen sie eine Schichtdicke von ca. 0,05 mm auf. Alternativ können auch andere Schichtdicken bevorzugt im Bereich von 0,01 mm bis 0,1 mm und andere flexibel mechanisch verformbare Materialien mit Leiterbahnen verwendet werden und sind von der Erfindung mit abgedeckt.They preferably have a layer thickness of approximately 0.05 mm. Alternatively, other layer thicknesses, preferably in the range from 0.01 mm to 0.1 mm, and other flexible, mechanically deformable materials with conductor tracks can also be used and are covered by the invention.

Bevorzugt werden die einzelnen Leiterbahnen in dem erfindungsgemäßen Fertigungsverfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Drehen der Polarisationsrichtung vorausgehenden Fertigungsschritt auf die einzelnen Trägerschichten 5₁,5₂,..., 5_n aufgebracht. Hierzu werden die einzelnen Trägerschichten 5₁,5₂,..., 5_n mit einer Kupferschicht oder einer Leitlackschicht beschichtet. Mittels eines fotochemischen Prozesses werden die einzelnen Leiterbahnen auf der mit Kupfer bzw. Leitlackschicht beschichteten Trägerschicht mittels geeigneter Masken und geeigneter Ätzsäuren oder Ätzlaugen erzeugt.The individual conductor tracks are preferably applied to the individual carrier layers 5 ₁ , 5 ₂ ,..., 5 _n in the manufacturing process according to the invention for producing a device according to the invention for rotating the direction of polarization in the manufacturing step preceding the direction of polarization. For this purpose, the individual carrier layers 5 ₁ , 5 ₂ ,..., 5 _n are coated with a copper layer or a conductive lacquer layer. Using a photochemical process, the individual conductor tracks are created on the carrier layer coated with copper or conductive lacquer using suitable masks and suitable etching acids or etching lyes.

Schließlich wird auf die Außenoberfläche jeder Trägerschicht 5₁,5₂,..., 5_n-1, wie aus 2C ersichtlich ist, eine Schicht 6₁, 6₂,..., 6_n-1 zur Erhöhung der mechanischen Stabilität aufgeklebt. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass auf der äußersten Trägerschicht 5_n keine Schicht zur Erhöhung der mechanischen Stabilität aufgebracht wird.Finally, on the outer surface of each carrier layer 5 ₁ , 5 ₂ ,..., 5 _n-1 , as shown 2C can be seen, a layer 6 ₁ , 6 ₂ ,..., 6 _n-1 is glued on to increase the mechanical stability. It should be taken into account here that no layer to increase the mechanical stability is applied to the outermost carrier layer 5 _n .

In eine derartige erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zum Drehen der Polarisationsrichtung wird beispielsweise gemäß 1A bzw. 1B eine Dipolantenne 7 axial eingeführt. Eine formstabile Fixierung der Dipolantennen 7 innerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zum Drehen der Polarisationsrichtung erfolgt über Abstandselemente 8.In such a device 1 according to the invention for rotating the polarization direction, for example, according to 1A or. 1B a dipole antenna 7 is inserted axially. A dimensionally stable fixation of the dipole antennas 7 within the device 1 according to the invention for rotating the polarization direction takes place via spacer elements 8.

Im Folgenden wird anhand des Flussdiagramms in 3 das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Drehen der Polarisationsrichtung vorgestellt.The following is based on the flowchart in 3 the method according to the invention for producing a device according to the invention for rotating the polarization direction is presented.

Im ersten Verfahrensschritt S10 werden die einzelnen Distanzschichtsegmente der innersten Distanzschicht 2₁, die vorzugsweise als konfektionierte Ware hergestellt werden, auf einem Wickeldorn, dessen Außendurchmesser dem Innendurchmesser der innersten Distanzschicht 2₁ entspricht, zusammengefügt. Die einzelnen Distanzschichtsegmente werden miteinander mit einem geeigneten Fixierungsmittel, beispielsweise einem Klebeband oder einem Klebefilm, miteinander fixiert.In the first method step S10, the individual spacer layer segments of the innermost spacer layer ₂₁ , which are preferably produced as ready-made goods, are assembled on a winding mandrel whose outer diameter corresponds to the inner diameter of the innermost spacer layer ₂₁ . The individual spacer layer segments are fixed together with a suitable fixing agent, for example an adhesive tape or an adhesive film.

Um die Luftspaltbreite des Luftspaltes 3 zwischen jeweils benachbarten Distanzschichtsegmenten in einer geeigneten Größenordnung, beispielsweise ca. 1 mm, zu halten, können die einzelnen Distanzschichtsegmente vor dem Fügeprozess geeignet hinsichtlich ihrer Umfangslänge gekürzt werden.To increase the air gap width of the air gap 3 between adjacent spacer layer segments in a suitable order of magnitude, for example 1 mm, the individual spacer layer segments can be suitably shortened in terms of their circumferential length before the joining process.

Im nächsten Verfahrensschritt S20 wird die zur innersten Schicht gehörige Trägerschicht 5₁ nach Aufbringen der einzelnen parallel verlaufenden Leiterbahnen geeignet konfektioniert. Da die einzelnen Trägerschichten beim Aufbringen der Leiterbahnen als planare Trägerschichten mit einer einheitlichen geometrischen Ausdehnung vorliegen, müssen sie vor dem Verkleben mit der zugehörigen Distanzschicht entsprechend der Umfanglänge der jeweils erforderlichen Trägerschicht aus einzelnen Trägerschichtsegmenten zusammengefügt werden, die jeweils aus den ursprünglichen Trägerschichten mit Einheitsformat zugeschnitten werden.In the next method step S20, the carrier layer ₅₁ belonging to the innermost layer is suitably assembled after the individual parallel conductor tracks have been applied. Since the individual carrier layers are present when the conductor tracks are applied as planar carrier layers with a uniform geometric dimension, before bonding to the associated spacer layer, they must be assembled from individual carrier layer segments in accordance with the circumferential length of the respective required carrier layer, each of which is cut from the original carrier layers with a standard format .

Hierbei ist zu beachten, dass die einzelnen parallelen Leiterbahnen an den Rändern von jeweils benachbarten Trägerschichtsegmenten eine stoßfreie elektrische Verbindung aufweisen. Da diese originär planaren Trägerschicht 5₁ anschließend im Fügeprozess mit der zylindrischen Distanzschicht 2₁ eine hülsenförmige Form aufweist, müssen die parallelen Leiterbahnen an den beiden anschließend benachbarten Rändern der hülsenförmigen Trägerschicht 5₁ in einer möglichst stoßfreien Verbindung verbunden sein.It should be noted here that the individual parallel conductor tracks have a shock-free electrical connection at the edges of adjacent carrier layer segments. Since this originally planar carrier layer 5 ₁ then has a sleeve-shaped shape in the joining process with the cylindrical spacer layer 2 ₁ , the parallel conductor tracks must be connected to the two then adjacent edges of the sleeve-shaped carrier layer 5 ₁ in a connection that is as seamless as possible.

Im selben Verfahrensschritt S20 erhält eine Oberfläche einer derart für die innerste Schicht konfektionierten Trägerschicht 5₁ mit einem geeigneten Kleber einen Klebefilm. Der realisierte Klebefilm ist bevorzugt ein kautschukelastischer Klebefilm von geringer Dicke. Hierzu wird eine Oberfläche der Trägerschicht 5₁ bevorzugt mit einem Sprühkleber, beispielsweise einem transparenten Sprühkleber, eingesprüht. Der Sprühkleber ermöglicht das Auftragen einer sehr dünnen homogenen Schicht, d.h. eines homogenen klebrigen Films.In the same method step S20, a surface of a carrier layer ₅₁ prepared in this way for the innermost layer receives an adhesive film with a suitable adhesive. The adhesive film produced is preferably a rubber-elastic adhesive film of small thickness. For this purpose, a surface of the carrier layer ₅₁ is preferably sprayed with a spray adhesive, for example a transparent spray adhesive. The spray adhesive allows the application of a very thin homogeneous layer, that is, a homogeneous sticky film.

Im nächsten Verfahrensschritt S30 wird die mit einer klebrigen Oberfläche versehene Trägerschicht 5₁ auf die aus mehreren Distanzschichtsegmenten bestehende Distanzschicht 2₁ aufgetragen. Hierbei kann die Trägerschicht 5₁ innerhalb eines bestimmten Zeitrahmens, beispielsweise von 30 s, zur zugehörigen Distanzschicht 2₁ ausgerichtet werden, da der Klebefilm auf der Trägerschicht 5₁ nur kurzzeitig elastisch ist und daraufhin aushärtet und somit der Klebefilm nur während des elastischen Zustands des Klebefilms relativ zur Distanzschicht 2₁ schwimmen kann.In the next method step S30, the carrier layer 5 ₁ provided with a sticky surface is applied to the spacer layer 2 ₁ consisting of several spacer layer segments. Here, the carrier layer 5 ₁ can be aligned with the associated spacer layer 2 ₁ within a certain time frame, for example 30 s, since the adhesive film on the carrier layer 5 ₁ is only elastic for a short time and then hardens and thus the adhesive film only during the elastic state of the adhesive film can float relative to the distance layer 2 ₁ .

Im nächsten Verfahrensschritt S40 wird die Schicht 6₁ zur Erhöhung der mechanischen Stabilität auf die zur innersten Schicht gehörigen Trägerschicht 5₁ gefügt. Diese Schicht 6₁ zur Erhöhung der mechanischen Stabilität ist typischerweise eine Kunststofffolie mit einer hohen zähelastischen Bruchfestigkeit, die eine mindestens einseitig klebende Schicht, bevorzugt eine zweiseitig klebende Schicht aufweist. Hierzu können beispielsweise doppelseitige Klebebänder mit integriertem Träger verwendet werden, die als Rollenware erhältlich sind.In the next method step S40, the layer 6 ₁ is added to the carrier layer 5 ₁ belonging to the innermost layer to increase the mechanical stability. This layer 6 ₁ to increase the mechanical stability is typically a plastic film with a high viscoelastic breaking strength, which has a layer that is adhesive on at least one side, preferably a layer that is adhesive on both sides. For this purpose, for example, double-sided adhesive tapes with an integrated carrier, which are available in rolls, can be used.

Nach dem Auftragen und dem Ausrichten einer derartigen Schicht 6₁ zur Erhöhung der mechanischen Stabilität auf der zugehörigen Trägerschicht 5₁ wird diese entsprechend der Umfangslänge der innersten Schicht zugeschnitten.After applying and aligning such a layer 6 ₁ to increase the mechanical stability on the associated carrier layer 5 ₁ , it is cut to size according to the circumferential length of the innermost layer.

Bei Verwendung einer einseitig klebenden Schicht 6₁ zur Erhöhung der mechanischen Stabilität wird im selben Verfahrensschritt S40 auf deren äußerer Oberfläche mit einem geeigneten Kleber, beispielsweise mit dem in Verfahrensschritt S20 für die Trägerschicht 5₁ bereits verwendeten Sprühkleber, eine Klebeschicht aufgebracht.When using a single-sided adhesive layer 6 ₁ to increase the mechanical stability, an adhesive layer is applied to its outer surface in the same process step S40 with a suitable adhesive, for example with the spray adhesive already used in process step S20 for the carrier layer 5 ₁ .

Im nächsten Verfahrensschritt S50 werden die ersten vier Verfahrensschritte S10 bis S40 wiederholt für jede weitere erforderliche Schicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zum Drehen der Polarisationsrichtung durchgeführt.In the next method step S50, the first four method steps S10 to S40 are carried out repeatedly for each additional required layer of the device 1 according to the invention for rotating the polarization direction.

Hierbei ist zu berücksichtigen, dass für die äußerste Schicht keine Schicht zur Erhöhung der mechanischen Stabilität zwingend erforderlich ist und damit auch nicht auf der zugehörigen Trägerschicht 6_n aufzutragen ist. It should be taken into account here that no layer to increase the mechanical stability is absolutely necessary for the outermost layer and therefore does not have to be applied to the associated carrier layer 6 _n .

Außerdem ist auf der Oberfläche der Trägerschicht 6_n keine Klebeschicht mit einem Kleber, insbesondere einem Sprühkleber, entsprechend der vorherigen Trägerschichten 6₁, 6₂,..., 6_n-1 aufzutragen. Stattdessen ist ein Kleber zu verwenden, der eine im Vergleich zur Adhäsionskraft des bei den vorherigen Trägerschichten 6₁, 6₂,..., 6_n-1 jeweils verwendeten Sprühklebers vergleichsweise deutlich höhere Adhäsionskraft besitzt. Auf diese Weise entsteht kein Aufreißen der äußersten Trägerschicht 6_n und damit keine Zerstörung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 beim Plandrehen im übernächsten Verfahrensschritt.In addition, no adhesive layer with an adhesive, in particular a spray adhesive, corresponding to the previous carrier layers 6 ₁ , 6 ₂ ,..., 6 _n-1 is to be applied to the surface of the carrier layer 6 _n . Instead, an adhesive should be used which has a comparatively significantly higher adhesion force compared to the adhesion force of the spray adhesive used in the previous carrier layers 6 ₁ , 6 ₂ ,..., 6 _n-1 . In this way, there is no tearing of the outermost carrier layer 6 _n and thus no destruction of the device 1 according to the invention during facing in the next but one process step.

Hierbei ist zu beachten, dass sich die mittels Ätzen auf der Trägerschicht aufgebrachten Leiterbahnen auf der inneren Mantelfläche der Trägerschicht befinden, um diese vor mechanischer Beschädigung zu schützen. Die Leiterbahnen auf allen weiter innen positionierten Trägerschichten sind dagegen auf der äußeren Mantelfläche der jeweiligen Trägerschicht aufgebracht.It should be noted that the conductor tracks applied to the carrier layer by etching are located on the inner surface of the carrier layer in order to protect it from mechanical damage. The conductor tracks on all carrier layers positioned further inside are, however, applied to the outer surface of the respective carrier layer.

Alternativ sind in einer weiteren Variante die Leiterbahnen auf allen Trägerschichten auf der jeweiligen inneren Mantelfläche aufgebracht.Alternatively, in a further variant, the conductor tracks are applied to all carrier layers on the respective inner lateral surface.

Im darauf folgenden Verfahrensschritte S60 werden die aufeinander gefügten und geklebten Schichten der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zum Drehen der Polarisationsrichtung in einem Ofen bei einer Temperatur von 50 °C bis 100 °C, bevorzugt bei ca. 75 °C, über eine Dauer von 30-60 min, bevorzugt von ca. 45 min, ausgehärtet. Von der Erfindung sind auch andere Aushärtetemperaturen und andere Aushärteintervalle mit abgedeckt. Durch das Kleben der einzelnen Unterschichten einer Schicht zueinander und der einzelnen Schichten miteinander und das anschließende Aushärten des Komplexes von miteinander gefügten und geklebten Schichten wird eine struktursteife erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zum Drehen der Polarisationsrichtung erzeugt, die auftretende Kräfte, beispielsweise hohe Schock- bzw. Vibrationsbelastungen auf die Dipolantenne wirksam abfängt.In the subsequent process steps S60, the layers of the device 1 according to the invention, which are joined and glued together, are placed in an oven for rotating the direction of polarization at a temperature of 50 ° C to 100 ° C, preferably at approximately 75 ° C, for a period of 30-60 min, preferably about 45 min, cured. The invention also covers other curing temperatures and other curing intervals. By gluing the individual sublayers of a layer to each other and the individual layers to each other and the subsequent hardening of the complex of layers joined and glued together, a structurally rigid device 1 according to the invention for rotating the direction of polarization is produced, which absorbs the forces that occur, for example high shock or vibration loads the dipole antenna effectively intercepts.

Im abschließenden Verfahrensschritt S70 wird die aus mehreren Schichten zusammengesetzt erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zum Drehen der Polarisationsrichtung in Längsrichtung passend mittels Plandrehen zugeschnitten. Schließlich wird die Dipolantenne 7 axial in die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zum Drehen der Polarisationsrichtung eingefügt und mittels Abstandselementen 8 in die richtige Lage und in einer ausreichenden Stabilität in der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zum Drehen der Polarisationsrichtung fixiert. Als Abstandselemente 8 werden aus starrem Strukturkunststoff, z.B. Polymethacrylimid, geeignet mittels Konturenschnitt gefertigte Teile verwendet.In the final method step S70, the device 1 according to the invention, which is composed of several layers, is cut to fit by means of face turning for rotating the polarization direction in the longitudinal direction. Finally, the dipole antenna 7 is inserted axially into the device 1 according to the invention for rotating the polarization direction and fixed by means of spacer elements 8 in the correct position and with sufficient stability in the device 1 according to the invention for rotating the polarization direction. Parts made of rigid structural plastic, e.g. polymethacrylimide, suitable for contour cutting, are used as spacer elements 8.

Von der Erfindung ist auch eine andere Anordnung der einzelnen Unterschichten - Distanzschicht, Trägerschicht und Schicht zur Erhöhung der mechanischen Stabilität - und deren Fertigungsverfahren mit abgedeckt.The invention also covers a different arrangement of the individual sublayers - spacer layer, carrier layer and layer to increase mechanical stability - and their manufacturing processes.

Eine Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zum Drehen der Polarisationsrichtung, bei der die Schicht 6₁, 6₂,..., 6_n zur Erhöhung der mechanischen Stabilität zwischen den zugehörigen Distanzschichten 2₁, 2₂,...,2_n und den zugehörigen Trägerschichten 5₁, 5₂,..., 5_n platziert ist, ist ebenso möglich wie eine Variante, bei der zuerst die Schicht 6₁, 6₂,..., 6_n-1 zur Erhöhung der mechanischen Stabilität, anschließend die Distanzschicht 2₁, 2₂,...,2_n und schließlich die Trägerschicht 5₁, 5₂,..., 5_n in den einzelnen Schichten des Komplexes angeordnet sind.A variant of the device 1 according to the invention for rotating the direction of polarization, in which the layer 6 ₁ , 6 ₂ ,..., 6 _n is used to increase the mechanical stability between the associated spacer layers 2 ₁ , 2 ₂ ,..., 2 _n and the associated carrier layers 5 ₁ , 5 ₂ ,..., 5 _n is placed, is also possible, as is a variant in which the layer 6 ₁ , 6 ₂ ,..., 6 _n-1 is first placed to increase the mechanical stability, then the spacer layer 2 ₁ , 2 ₂ ,...,2 _n and finally the carrier layer 5 ₁ , 5 ₂ ,..., 5 _n are arranged in the individual layers of the complex.

Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, die im Polarisationsfilter verbauten Rohacellplatten nicht erst zeit- und kostenaufwändig bei der Montage im Werk umformen zu müssen, sondern diese Bauteile als fertige Kaufteile von einem Unterlieferanten zu beziehen. Zudem wird durch die Verwendung von besser geeigneten Klebestoffen bzw. Klebefolien der Montageprozess erheblich vereinfacht und damit beschleunigt, da die Aushärtungszeit des Klebers nach jeder Montageschicht wegfällt. Die so gefertigten Baugruppen sind bei gleichen bzw. besseren elektrischen Eigenschaften wesentlich stabiler, leichter und kostengünstiger.An advantage of the invention is that the Rohacell plates installed in the polarization filter do not have to be reshaped during assembly in the factory, which is a time-consuming and costly process, but rather these components can be obtained as finished purchased parts from a sub-supplier. In addition, the use of more suitable adhesives or adhesive films significantly simplifies and therefore speeds up the assembly process, as the curing time of the adhesive is eliminated after each assembly layer. The assemblies manufactured in this way are significantly more stable, lighter and more cost-effective with the same or better electrical properties.

Um die Herstellkosten weiter zu senken, besteht ein weiterer Vorteil der Erfindung darin, die eigentlichen Polarisationsgitter (Folien mit Kupferstruktur) kostengünstiger zu fertigen. Zur Montage gemäß Stand der Technik sind zwei Sätze der Polfilter notwendig, da die Umfangslänge einiger Lagen länger ist, als die bei der Anmelderin fertigbaren Nutzen. Der Beitrag zur Kostensenkung ist hier, auf einen Nutzen mehrere Teile verschiedener Lagen zu fertigen, um in Summe weniger Bauteile zu benötigen. Bei der Montage werden die Nuten manuell zertrennt und dann zueinander sortiert montiert.In order to further reduce manufacturing costs, a further advantage of the invention is that the actual polarization grids (foils with a copper structure) can be manufactured more cost-effectively. For assembly according to the prior art, two sets of polarizing filters are necessary because the circumferential length of some layers is longer than the panels that can be manufactured by the applicant. The contribution to cost reduction here is to produce several parts in different layers in one use in order to require fewer components in total. During assembly, the grooves are cut manually and then assembled sorted to each other.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Varianten beschränkt in der Erfindung sind sämtliche Kombination aller Merkmale mit abgedeckt. Anstelle einer Dipolantenne kann auch eine andere Antenne insbesondere eine andere vertikal polarisierende Rundstrahlantenne wie zum Beispiel ein Stab mit einer Länge von ein Viertel der Wellenlänge zum Einsatz kommen.The invention is not limited to the variants shown; all combinations of all features are covered in the invention. Instead of a dipole antenna, another antenna can also be used, in particular another vertically polarizing omnidirectional antenna, such as a rod with a length of a quarter of the wavelength.

Claims

Device (1) for rotating the direction of polarization of an electromagnetic wave, with a plurality of concentrically arranged and sleeve-shaped layers, each with conductor tracks running parallel in the layer, the orientation of which changes from layer to layer, characterized in that each sleeve-shaped layer each has a spacer layer (1) 2 ₁ , 2 ₂ ,..., 2 _n ) made of electrically insulating material, which consists of at least two spacer layer segments each extending over a different angle segment, and that each layer additionally has a carrier layer (5 ₁ , 5 ₂ ,..., 5 _n ) and, with the exception of the outermost layer, a layer (6 ₁ , 6 ₂ ,..., 6 _n - ₁ ) for increasing the mechanical stability of the device (1) for rotating the polarization direction.

Device according to Claim 1 , characterized in that the angle segments belonging to the individual spacer layer segments are arranged offset by a certain angle between the individual layers.

Device according to Claim 1 , characterized in that the individual layers and/or within a layer the associated spacer layer segments, the associated carrier layer (5 ₁ , 5 ₂ ,..., 5 _n ) and the associated layer (6 ₁ , 6 ₂ ,..., 6 _n - ₁ ) for increasing The mechanical stability is each connected to one another via an adhesive connection.

Device according to Claim 3 , characterized in that the adhesive connection between the carrier layer (5 ₁ , 5 ₂ ,..., 5 _n-1 ) and the spacer layer segments is carried out with a spray adhesive, which creates an elastic film via a spraying process.

Device according to Claim 4 , characterized in that the spacer layer segments and the carrier layer (5 _n ) of the outermost layer are glued to one another using a two-component adhesive with an adhesion force that is higher than the adhesion force of the spray adhesive.

Device according to one of the Claims 1 until 5 , characterized in that the adhesive connection between the layer (6 ₁ , 6 ₂ ,..., 6 _n- ₁ ) to increase the mechanical stability and the carrier layer (5 ₁ , 5 ₂ ,..., 5 _n - ₁ ) by the layer (6 ₁ , 6 ₂ ,..., 6 _n - ₁ ) which is adhesive on at least one side to increase the mechanical stability.

Method for producing a device (1) for rotating the direction of polarization from individual concentric sleeve-shaped layers with the following process steps: • Joining at least two spacer layer segments belonging to the innermost layer to form the innermost sleeve-shaped spacer layer (2 ₁ ), • Gluing on a carrier layer (5 ₁ ) with conductor tracks on the outer surface of the sleeve-shaped spacer layer (2 ₁ ), • Repeat the gluing and joining process with all carrier layers (5 ₂ , 5 ₃ ,..., 5 _n ) and spacer layer segments (2 ₂ , 2 ₃ ,... , 2 _n ) each with a larger radius of curvature, and • Hardening of the individual spacer layers (2 ₁ , 2 ₂ ,...,2 _n ) and carrier layers (5 ₁ , 5 ₂ ,...,5 _n ) that are joined together and glued together. • Sticking a layer (6 ₁ ) that is adhesive on at least one side to increase the mechanical stability on the outer surface of the carrier layer (5 ₁ ).

Procedure according to Claim 7 , characterized in that the spacer layer (2 ₁ ) of the innermost layer by placing the associated spacer layer segments on a correspondingly dimensioned cylindrical winding mandrel and each further spacer layer (2 ₂ ,..., 2 _n ) by placing the associated spacer layer segments on the outer surface of the each next inner layer are joined together, whereby these are mutually fixed until the respective spacer layer segments of the innermost layer are glued.

Procedure according to one of the Claims 7 or 8th , characterized in that the individual spacer layer segments of each spacer layer (2 ₁ ,...,2 _n ) are arranged in such a way that an air gap (3) with an air gap width lying within a predetermined tolerance is achieved between two adjacent spacer layer segments.

Procedure according to one of the Claims 7 until 9 , characterized in that a spray adhesive is applied as a homogeneous thin film to a surface of the carrier layer (5 ₁ , 5 ₂ ,..., 5 _n ) and that the carrier layer (5 ₁ , 5 ₂ ,..., 5 _n ) is aligned with its glued surface to the associated spacer layer (2 ₁ , 2 ₂ ,...,2 _n ) via a spraying process and then pressed onto the associated spacer layer (2 ₁ , 2 ₂ ,...,2 _n ).

Procedure according to one of the Claims 7 until 10 , characterized in that the carrier layer (5 ₁ , 5 ₂ ,..., 5 _n ) is composed of several carrier layer segments by means of mutual fixation, the conductor tracks being connected almost seamlessly at the touching edges of the individual carrier layer segments.

Procedure according to one of the Claims 7 or 11 , characterized in that the outermost layer consists only of a spacer layer (2 _n ) and a carrier layer (5 _n ), which are glued together using a two-component adhesive with an adhesion force higher than the adhesion force of the spray adhesive.