-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antenne, mit der elektromagnetische Strahlung ausgesendet und/oder empfangen werden kann, die aus einer oder mehreren Antennenspalten besteht, wobei mindestens eine der Antennenspalten über ein oder mehrere Antennenelemente verfügt und alle dieser Antennenelemente der mindestens einen Antennenspalte elektromagnetische Wellen mit gleicher Polarisation abstrahlen und/oder empfangen. Zur Verringerung von Störungen weist die Antenne an mindestens einem Ende der mindestens einen Antennenspalte ein Abschlusselement auf, wobei das Abschlusselement so ausgebildet ist, dass elektromagnetische Strahlung durch das Abschlusselement ausgesendet und/oder empfangen wird, die zur elektromagnetischen Strahlung des mindestens einen Antennenelements der mindestens einen Antennenspalte im Wesentlichen orthogonal polarisiert ist. Die Erfindung betrifft ferner ein zugehöriges Radarsystem, das die erfindungsgemäße Antenne aufweist.
-
Stand der Technik
-
Aus der
DE 10 2006 041 982 A1 ist eine Antennenanordnung mit mindestens einem Primärstrahler bekannt, der insbesondere in Form eines planaren Antennenelements ausgeführt sein kann. Weiterhin wird beschrieben, dass am Ende der Spalte ein Element eingesetzt werden kann, das alle einfallende Leistung abstrahlt, so dass keine Reflexion auftritt, was jedoch zu Interferenzen mit den gewünschten Sendesignalen und Empfangssignalen führen kann.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Der Kern der vorliegenden Erfindung ist es, eine Antenne anzugeben, bei der mindestens eine seriengespeiste Antennenspalte mit Antennenelementen, die vorzugsweise als Patchelemente ausgeführt sind, verwendet wird, und bei der Störungen infolge nicht abgestrahlter Leistung am Ende der Speiseleitung vermieden werden und somit die Stabilität der Richtcharakteristi der Antenne verbessert wird.
-
Erfindungsgemäß wird dieses durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
-
So kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Antenne, mit der elektromagnetischen Strahlung ausgesendet und/oder empfangen wird, aus einer oder mehreren Antennenspalten besteht, wobei mindestens eine der Antennenspalte über ein oder mehrere Antennenelemente verfügt und alle diese Antennenelemente der mindestens einen Antennenspalte elektromagnetische Wellen mit gleicher Polarisation abstrahlen und/oder empfangen, wobei die Antenne an mindestens einem Ende der mindestens einen Antennenspalte, genauer gesagt am Ende der Speiseleitung der Antennenspalte, ein Abschlusselement aufweist. Dieses Abschlusselement hat die Aufgabe, elektrische Leistung, die durch die Antennenelemente entlang der Speiseleitung nicht abgestrahlt werden konnte, so zu verarbeiten, dass eine Störung der ausgesandten Nutzsignale bzw. der empfangenen Nutzsignale durch die Restenergie möglichst vermieden wird. Dieses wird erreicht, indem die Antennenelemente entlang der Antennenspalte elektromagnetische Signale abstrahlen, die eine gemeinsame Polarisationsrichtung aufweisen. Das Abschlusselement strahlt ebenfalls ein elektromagnetisches Signal ab, das jedoch so ausgebildet ist, dass dessen Polarisationsebene im Wesentlichen orthogonal zur Polarisationsebene der Nutzsignale ausgebildet ist.
-
Dabei wird die im Wesentlich orthogonale Polarisierung dadurch erreicht, dass der Winkel zwischen der vom Abschlußelement ausgesendeten und/oder empfangenen elektromagnetischen Strahlung, und der elektromagnetischen Strahlung des mindestens einen Antennenelements der mindestens einen Antennenspalte durch einen Winkel der beiden Polarisationsebenen senkrecht zur Hauptstrahlrichtung der Antenne zwischen 70° und 110°, insbesondere zwischen 80° und 100°, vorzugsweise von annähernd 90° oder von 90°, aufweist. Die wirksamste Entkopplung hinsichtlich der elektromagnetischen Strahlung zwischen dem Abschlußelements und dem mindestens einen Antennenelement der mindestens einen Antennenspalte erreicht man, indem man eine möglichst exakte Orthogonalität von 90° wählt. Jedoch ist bei geringfügigen Abweichungen unter einem Winkel von nur annähernd 90° und sogar bei Abweichungen im Bereich von 70 bis 110°, insbesondere in einem Winkelbereich von 80° bis 100° eine wirksame Entkopplung möglich, so dass der Winkel zwischen den beiden Polarisationsebenen vom Idealwinkel von 90° im Bereich von 10° bis 20° abweichen kann, ohne dass die Wirkung der erfindungsgemäßen Idee allzu sehr abnimmt.
-
Der Begriff der orthogonalen Polarisationsebene kann dabei im geometrischen Sinn interpretiert werden, indem die Polarisationsebene der transversalen elektromagnetischen Welle der von den Antennenelementen abgestrahlten und empfangenen Nutzsdignale rechtwinklig zur Polarisationsebene der ebenfalls transversalen elektromagnetischen Welle des Abschlusselements orientiert ist. Weiterhin kann der Begriff der orthogonalen Polarisationsebene im Rahmne der vorleigenden Erfindung im mathematischen Sinne verstanden werden, indem eine Polarisation durch die Antennenelemente der mindestens einen Antennenspalte verwendet wird, das mit der Polarisation der elektromagnetischen Welle des Abschlusselementes einen Orthogonalraum bildet, so dass beide Polarisationen voneinander unabhängig sind bzw. voneinander linear unabhängig sind. Dadurch, dass die Polarisationsrichtungen dieser beiden Signale unabhängig sind und im mathematischen Sinn einen Orthogonalraum bilden, beeinflusst die durch das Abschlusselement abgestrahlte Welle die Signale der als Nutzantennen ausgebildeten Antennenelemente der mindestens einen Antennenspalte nicht, wodurch Störsignale der eigenen abstrahlenden Antenne wesentlich verringert werden können. In anderen Worten ist vorgesehen, dass die von dem mindestens einen Antennenelement der mindestens einen Antennenspalte abgestrahlten Nutzsignale so abgestrahlt werden, dass diese in einer unabhängigen Dimension von der Polarisation der vom Abschlusselement abgestrahlten Restleistung ausgebildet ist.
-
Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die Antennenelemente der mindestens einen Antennenspalte seriell gespeiste Antennenelemente oder seriell gespeiste Antennenelemente mit Anpassstrukturen an die Patche sind. Dabei können die Antennenelemente, die vorzugsweise als sogenannte Patchantennen ausgeführt sind, derart in einer Baumstruktur angeordnet sein, dass von der zentralen Speiseleitung Verzweigungsleitungen abzweigen und die Patchantennen an den Abzweigleitungen kontaktiert sind. Ebenso kann es vorgesehen sein, dass die Patchantennen direkt an der Speiseleitung kontaktiert sind und die abzweigenden Kontaktierungsleitungen zwischen Patchantenne und Speiseleitungen entfallen. Durch die entsprechende und bekannte Dimensionierung der Breite der Abzweigleituingen kann man eine Anpassstruktur realisieren, die dann die Menge der vom jeweiligen Antennenelement abgstrahlten Leistung bestimmt und auch als tapered antenna bezeichnet wird.
-
Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die mindestens eine Antennenspalte mittig gespeist wird und an einem der beiden gegenüberliegenden Enden oder an beiden gegenüberliegenden Enden ein Abschlusselement vorgesehen ist. Im Fall, dass eine Antennenspalte mittig gespeist wird, ist es möglich, dass die Speiseleitung aus zwei halben Speiseleitungen besteht und in diesem Fall Abschlusselemente an jedem Ende der beiden Speiseleitungen vorgesehen sind, um den gewünschten Effekt der Reduktion von Störsignalen zu erreichen.
-
Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die Antennenelemente Patchantennen sind. Patchantennen, die häufig als strukturierte Kupferflächen auf Leiterplatten hergestellt werden, sind einfach und kostengünstig herstellbar und können auch in großen Stückzahlen schnell und kostengünstig produziert werden, so dass diese heute sehr weit verbreitet sind.
-
Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die Antennenelemente einer Antennenspalte unterschiedliche Patch-Größen aufweisen und als Antennenstruktur mit Amplitudenbelegung ausgebildet sind.
-
Weiterhin ist es vorteilhaft, dass das Abschlusselement ein Patchelement ist. Wenn das Abschlusselement in der gleichen Antennentechnologie, nämlich in Form eines Patchelementes, gefertigt werden kann, wie die Antennenelemente der Antennenspalte, so ist dies im gleichen Herstellungsprozess durchführbar und damit ohne Mehrkosten für das Abschlusselement verbunden. Damit entfallen zusätzliche Prozessschritte wie das Aufbringen von absorbierenden Widerständen, wie es beispielsweise im Stand der Technik notwendig ist.
-
Weiterhin ist es vorteilhaft, dass das mindestens eine Antennenelement der mindestens einen Antennenspalte und das Abschlusselement orthogonal zueinander polarisierte elektromagnetische Wellen aussenden und/oder empfangen, indem linear polarisierte Wellen ausgesendet und/oder empfangen werden und die Polarisationsebenen der beiden Elemente rechtwinklig zueinander ausgerichtet sind und jeweils rechtwinklig zur Hauptstrahlrichtung der Antenne ausgerichtet sind. Diese Ausführungsform kann erreicht werden, indem das gewünschte Nutzsignal eine transversale elektromagnetische Welle mit horizontaler Polarisationsebene ist und das vom Abschlusselement abgestrahlte Signal eine transversal polarisierte elektromagnetische Welle mit vertikaler Polarisationsrichtung ist. Selbstverständlich funktioniert die Erfindung auch anders herum, indem das Nutzsignal vertikal polarisiert wird und das Signal des Abschlusselementes horizontal polarisiert wird oder indem beide Signale jeweils diagonal polarisiert werden, wobei beide diagonalen Polarisationsebenen zueinander orthogonal ausgerichtet sind.
-
Weiterhin ist es vorteilhaft, dass das mindestens eine Antennenelement der mindestens einen Antennenspalte und das Abschlusselement orthogonal zueinander polarisierte elektromagnetische Wellen aussenden und/oder empfangen, indem zirkular polarisierte Wellen ausgesendet und/oder empfangen werden und die zueinander orthogonalen Polarisationen so ausgerichtet sind, dass diese zueinander gegensätzliche Drehrichtungen sind und diese jeweils rechtwinklig zur Hauptstrahlrichtung der Antenne ausgerichtet sind. Bei zirkular polarisierten elektromagnetischen Wellen steht die Orthogonalitätsbedingung darin, dass die Nutzsignale und die ungewollten Störsignale gegensätzliche Drehsinne haben, also beispielsweise zum einen im Uhrzeigersinn drehend und zum anderen gegen den Uhrzeigersinn drehend ausgebildet sind.
-
Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die Antenne in einer Ebene auf einer Leiterplatte ausgebildet ist. Hierdurch ist es möglich, die Antennenstrukturen auf der Leiterplatte als planare Patchantennen auszubilden, was besonders kostengünstig und platzsparend ist, da dies zu einer Antennenstruktur in einer Ebene führt.
-
Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die Hauptstrahlrichtung der Antenne im Wesentlichen senkrecht zur Oberfläche der Leiterplatte orientiert ist. Dieses ergibt sich daraus, dass die Antennenstruktur als planare Antennenstruktur auf der Leiterplattenoberfläche ausgebildet ist und die Patchantennen Sendewellen erzeugen, deren Bewegungsrichtung senkrecht zur Oberfläche der Leiterplatte orientiert sind und damit parallel zum Normalenvektor der Leiterplatte orientiert sind.
-
Weiterhin ist es vorteilhaft, dass ein Radarsystem für ein Kraftfahrzeug vorgesehen ist, mit dem Objekte im Umfeld des Kraftfahrzeugs detektierbar sind und wobei das Radarsystem mindestens eine erfindungsgemäße Antenne aufweist, um elektromagnetische Strahlung im Millimeterwellenbereich auszusenden und/oder zu empfangen.
-
Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung, sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in den Zeichnungen.
-
Figurenliste
-
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen erläutert. Es zeigen
- 1 ein planares, seriengespeistes Antennenarray, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist,
- 2 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
- 3 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
- 4 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei mittiger Serienspeisung und
- 5a bis 5f mehrere Kombinationen von Antennenelementen und Abschlusselementen zur Erzeugung zueinander orthogonaler elektromagnetischer Wellen.
-
Ausführungsformen der Erfindung
-
In 1 ist eine planare Antennenvorrichtung 1 dargestellt, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist und wie sie vorzugsweise als strukturierte Kupferschicht auf einer Leiterplattenoberfläche hergestellt sein kann. Die Antenne 1 besteht aus mehreren, im dargestellten Beispiel aus fünf, Antennenspalten 2, die jeweils vertikal positioniert sind, jedoch je nach Anwendung auch horizontal oder beliebig diagonal verkippt orientiert angeordnet werden können. Jede dieser Antennenspalten 2 besteht wiederum aus mehreren, im dargestellten Beispiel aus fünf, Antennenelementen 3. Jedes dieser Antennenelemente 3 ist gemäß der dargestellten Ausführungsform als Patchantenne ausgeführt. Patchantennen können besonders kostengünstig hergestellt werden, da diese beispielsweise als dünne Kupferschicht auf einer Leiterplatte mit herkömmlichen Strukturierungsprozessen und Ätzprozessen in ihren gewünschten Dimensionen hergestellt werden können. Die Antennenelemente 3 einer jeden Antennenspalte 2 sind mittels einer gemeinsamen Speiseleitung 7 miteinander verbunden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist jede Antennenspalte 2 als seriengespeiste Antennenspalte ausgeführt, dies bedeutet, dass die einzelnen Antennenelemente 3 seriell in Reihe mit der Speiseleitung 7 verbunden sind. Im dargestellten Beispiel läuft die Speiseleitung 7 durch die einzelnen Antennenelemente 3 mittig hindurch, jedoch ist es auch möglich, gemäß später dargestellten Ausführungsbeispielen, dass die Speiseleitung 7 nicht durch die Antennenelemente 3 hindurch läuft sondern mittels kurzen Stichleitungen an diese angeschlossen ist. Jede der Antennenspalten 2 wird anschlussseitig, was im dargestellten Beispiel der 1 am unteren Ende der Antennenspalte 2 ist, mittels einer Leitung an eine Verteileinrichtung 4 angeschlossen. Der Verteileinrichtung 4 werden elektromagnetische Sendesignale mittels einer Zuleitung 5 zugeführt, und über die Verteileinrichtung 4 auf die mehreren Zuleitungen der einzelnen Antennenspalten 2 verteilt. Dies kann beispielsweise mittels eines Wilkinson-Leistungsteilers oder anderen bekannten Leistungsteilern geschehen, so dass die den Antennenspalten 2 zugeführten Leistungen in etwa gleich groß sein können, jedoch auch, je nach gewünschter Anwendung, unterschiedlich groß sein können. Damit werden Sendesignale, die der Antenne 1 über die Zuleitung 5 zugeführt werden und über die Verteileinrichtung 4 an die einzelnen Antennenspalten 2 weitergeleitet werden, den Antennenelementen 3 zugeleitet, wo die zugeführten Sendesignale als elektromagnetische Teilwellen abgestrahlt werden. Die Antenne 1 kann, genauso wie im Sendebetrieb, auch zum Empfang elektromagnetischer Wellen verwendet werden, indem jedes der Antennenelemente 3 ein elektromagnetisches Teilsignal mit der entsprechend der Dimensionierung entsprechenden Frequenz empfangen und diese über die Speiseleitung 7 über die einzelnen Antennenelemente 3 einer Antennenspalte 2 zu einem Empfangssignal akkumuliert werden. Die Zuleitung der jeweiligen Antennenspalte 2 leitet diese Empfangssignale an die Verteileinrichtung 4 weiter, wo diese an die Zuleitung 5 als Empfangssignal weitergegeben werden. Bei einer derart dargestellten Antenne 1 ergibt sich der Nachteil, dass im Sendebetrieb, die über die Speiseleitung 7 an die Antennenelemente 3 weitergeleitete Energie von Antennenelement 3 zum nächsten Antennenelement 3, abnimmt. Wird das letzte Antennenelement der Antennenspalte 2 erreicht, so ist die Sendeenergie bereits stark reduziert, jedoch ergibt sich eine Restenergie in der Speiseleitung 7, die das Sendesignal oder ein Empfangssignal stören kann, weshalb diese Restenergie für das Nutzsignal unschädlich verarbeitet werden muss. Auch im Empfangsbetrieb werden von den Antennenelementen 3 elektromagnetische Teilwellen empfangen und als elektrische Signale an die Speiseleitung 7 ausgegeben. Hierbei überlagern sich die elektromagnetischen Teilwellen der Antennenelemente 3 auf der Speiseleitung sowohl in Richtung der Verteileinrichtung 4, was gewünscht ist, jedoch auch in entgegengesetzter Richtung, was wiederum zu Reflexionen unerwünschter Restenergie am Leitungsende der Speiseleitung 7 führen kann, falls kein Abschlußelement 6 verwendet wird. Hierzu ist es bekannt, an den, der Verteileinrichtung 4 abgewandten Seite der Speiseleitung 7, für jede der Antennenspalten 2 ein Abschlusselement 6 vorzusehen, das die unerwünschte Restenergie beispielsweise über einen Widerstand, der an den jeweiligen Wellenwiderstand der Speiseleitung 7 angepasst ist, absorbiert wird und damit unschädlich für das Nutzsignal in Wärme umgesetzt wird.
-
In 2 ist eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, wobei in 2 nur eine einzelne Antennenspalte 2 dargestellt ist und die Antenne 1 aus einer oder mehrerer derartiger Antennenspalten 2 bestehen kann. Vertikal in der Mitte ist wiederum die Speiseleitung 7 dargestellt, die von der nicht mehr dargestellten Verteileinrichtung 4 gespeist wird. In 2 ist die Speiseleitung getrennt von den Antennenelementen 3 ausgeführt, so dass die Speiseleitung 7 nicht durch die Antennenelemente 3 hindurchläuft, wie in 1 dargestellt wurde. In 2 wurden stattdessen die Antennenelemente 3 seitlich der Speiseleitung 7 angeordnet und die Antennenelemente 3 wurden mittels Stichleitungen 9 beiderseits der Speiseleitung 7 kontaktiert. Als weitere, nicht dargestellte Ausführungsform wäre es auch möglich, die Stichleitung 9 wegzulassen und die Antennenelemente 3 so nah an die Speiseleitung 7 heranzurücken, dass die Antennenelemente 3 mit ihrer Kante die Speiseleitung 7 berühren. Durch die Stichleitungen 9 bzw. durch die der Speiseleitung 7 zugewandte Kontaktierungsseite der Antennenelemente 3 strahlen die Antennenelemente 3 jeweils gleichartig polarisierte elektromagnetische Wellen ab. Im dargestellten Beispiel sind die abgestrahlten elektromagnetischen Wellen der Antennenelemente 3 horizontal polarisiert, was durch die horizontal orientierten Doppelpfeile 8 schematisch dargestellt wird. Auch im Empfangsfall werden von den Antennenelementen 3 die horizontal polarisierten elektromagnetischen Teilwellen empfangen und über die gegebenenfalls vorhandene Stichleitung 9 an die Speiseleitung 7 weitergeleitet. Vertikal polarisierte elektromagnetische Teilwellen werden den von den entsprechenden Antennenelementen 3 zwar empfangen, jedoch innerhalb der Patch-Struktur nicht an die Speiseleitung 7 weitergeleitet.
-
Die unerwünschte Restenergie, die sich sowohl im Sendefall als auch im Empfangsfall auf der Speiseleitung 7 bildet, wird im Ausführungsbeispiel gemäß 2 einem Abschlusselement 6 zugeführt. In 2 Ist das Abschlusselement 6 ebenfalls als Patchantenne ausgebildet, wobei die Kontaktierung der Speiseleitung 7 nicht an einer der seitlichen Kanten des Antennenelements 3 geschieht, sondern im Patchelement 6 an der Unterseite vorgesehen ist. Hierdurch ergibt sich im Sendefall eine abgestrahlte elektromagnetische Welle, die im Unterschied zu den elektromagnetischen Teilwellen der Antennenelemente 3 nicht horizontal polarisiert sind, wie es durch die Doppelpfeile 8 der Antennenelemente 3 dargestellt ist. Durch die unterschiedliche Kontaktierungsposition des Abschlusselementes 6 an der Unterseite des Patchelementes wird die in der Speiseleitung 7 vorhandene Restenergie im Sendefall als vertikal orientierte elektromagnetische Welle 8 abgestrahlt, wodurch sich diese Sendeleistung nicht mit der von den Antennenelementen 3 abgestrahlten Sendeleistung in störender Weise überlagert, da im Empfangsfall nur eine der beiden Polarisierungsrichtungen von den Empfangsantennenelementen in Signale umgesetzt wird. Wird die dargestellte Ausführungsform beispielsweise für eine Sendeantenne verwendet und eine identische Ausführungsform in einer beabstandeten Empfangsvorrichtung verwendet, so wird von den Empfangsantennenelementen 3 bei gleichartiger Orientierung der Antenne nur der vertikal orientierte Wellenanteil der Sendesignale in elektrische Signale umgewandelt, und die von dem Abschlusselement 6 als elektromagnetische Welle abgestrahlte Teilwelle aufgrund ihrer orthogonalen Polarisierungsrichtung 8 nicht empfangen. Auch im Fall, dass die Antenneneinrichtung der 2 sowohl zum Senden als auch zum Empfang reflektierter Teilwellen verwendet wird, beispielswiese wie es in Radarvorrichtungen zur Abstandsmessung üblich ist, empfangen die Antennenelemente 3 nur die horizontal polarisierten Teilwellen, die als Nutzsignal abgestrahlt wurden.
-
Als zusätzliche Maßnahme kann kann man über dem Antennen-Patch des Abschlusselementes 6 eine strahlungsabsorbierende Einrichtung anbringen.
-
In der 3 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, die der Funktionsweise der Antennenspalte 2 in 2 sehr ähnlich ist. Der Unterschied zu der in 3 dargestellten Antennenstruktur liegt darin, dass die Antennenelemente 3 nicht waagrecht an die Speiseleitung 7 angeschlossen wurden und horizontal polarisierte elektromagnetische Wellen abstrahlen, sondern diagonal nach links unten oder nach rechts oben an die Speiseleitung 7 angeschlossen sind und damit elektromagnetische Wellen abstrahlen, die diagonal polarisiert sind, und zwar von links unten nach rechts oben bzw. von rechtsoben nach links unten. Das Abschlusselement 6 wurde dabei so an die Speiseleitung 7 angeschlossen, dass dieses ebenfalls diagonal polarisierte Wellen aussendet, jedoch nicht wie die Antennenelemente 3 von links unten nach rechts oben polarisiert sind, sondern von links oben nach rechts unten polarisiert sind. Dadurch sind die abgestrahlten Signale der Antennenelemente 3 und des Abschlusselementes 6 wiederum zueinander orthogonal orientiert, weshalb man in einer Empfangsantenne, die nur in eine Richtung polarisierte Wellen in elektrische Signale zurückwandelt, nicht beide Signale empfangen werden.
-
In 4 wurde eine weitere Ausführungsform dargestellt, die wiederum der Ausführungsform der 2 sehr ähnlich ist, wobei hier die Antennenspalte 2 nicht von einer Seite aus gespeist wird, sondern die Antennenspalte 2 mittig gespeist wird und in zwei Speiseleitungen durch den Leistungsteiler 10 verzweigt. Hierdurch ergeben sich nicht abgestrahlte Restenergien an beiden Enden der Speiseleitung, so dass an beiden Enden Abschlusselemente 6 vorzusehen sind. Da die Anordnung der Antennenelemente 3 der Anordnung gemäß 2 entspricht, könnten die Abschlusselemente 6 durch vertikal polarisierende Patchantennen wie in 2 dargestellt, ausgeführt werden. Werden die Antennenelemente 3 in diagonaler Orientierung, wie in 3 dargestellt, ausgeführt, so sind die Patchantennen der Abschlusselemente 6 in entsprechend orthogonaler Orientierung anzubringen, so dass sich die Nutzsignale und die Restenergiesignale nicht mit gleicher Polarisierungsrichtung überlagern.
-
In den 5a bis 5f wurden verschiedene Kombinationen von Antennenelementen 3, die jeweils auf der linken Seite dargestellt wurden und Abschlusselementen 6, die jeweils auf der rechten Seite dargestellt wurden, gegenübergestellt. Die in den jeweiligen Figuren dargestellten Antennenelemente 3 und Abschlusselemente 6 erzeugen dabei elektromagnetische Wellen im Sendebetrieb, die jeweils zueinander orthogonal polarisiert sind und damit erfindungsgemäß zusammenwirken können.
-
In 5a wurde in der linken Hälfte ein Antennenelement 3 dargestellt, das wieder als Patchelement ausgeführt ist und an seiner linken Kante mit einer Stichleitung 9 kontaktiert wurde. Dieses Antennenelement erzeugt horizontal polarisierte elektromagnetische Wellen, so dass das hierzu orthogonale Abschlusselement 6 auf der rechten Seite eine Kontaktierung des Patchelementes an der Unterseite oder an der Oberseite aufweist, das vertikal polarisierte elektromagnetische Strahlung erzeugt.
-
In 5b wurden die jeweiligen Elemente der 5a miteinander vertauscht, so dass die Antennenelemente 3 an der unteren Kante oder an der oberen Kante kontaktiert werden und vertikal polarisierte Strahlung aussenden und das hierzu korrespondierende Abschlusselement 6 durch die Kontaktierung an der linken Kante wie dargestellt oder an der rechten Kante des Patchelementes erfolgt und horizontal polarisierte Strahlung aussendet, die zur vertikal polarisierten Strahlung des Antennenelements 3 orthogonal ist.
-
In 5c wurde ein Patchelement dargestellt, das diagonal um 45° verdreht ist. Durch die Kontaktierung an der rechten unteren Kante oder alternativ an der linken oberen Kante entsteht diagonal polarisierte Strahlung, die von links oben nach rechts unten polarisiert ist. Das hierzu korrespondierende Abschlusselement 6 besteht aus einem Patchelement, das ebenfalls diagonal um 45° verdreht ist, jedoch an der linken unteren Kante oder alternativ an der rechten oberen Kante kontaktiert wird und damit wiederum orthogonal polarisierte elektromagnetische Strahlung in Bezug zum Antennenelement 3 der linksseitigen 5c aussendet.
-
5d ist wiederum eine Kombination eines Antennenelements 3 und eines Abschlusselements 6, das gegenüber der Kombination der 5c vertauscht wurde. So wird in 5d durch das Antennenelement 3, das linksseitig dargestellt ist, eine diagonal polarisierte elektromagnetische Welle erzeugt, die von links unten nach rechts oben polarisiert ist oder alternativ durch eine Kontaktierung an der rechten oberen Kante ebenfalls von links unten nach rechts oben polarisiert ist. Hierzu korrespondierend ist rechtsseitig ein Abschlusselement 6 angegeben, das eine hierzu orthogonale Polarisierung aufweist, indem die Kontaktierung an der Kante rechts unten oder alternativ links oben erfolgt.
-
In den 5e und 5f wurden jeweils Antennenelemente 3 und Abschlusselemente 6 dargestellt, die nicht als rechteckige Patchelemente ausgeführt sind, sondern zirkular polarisierte Wellen erzeugen.
-
In 5e ist auf der linken Seite ein Antennenelement 3 dargestellt, das eine im Uhrzeigersinn in Spiralform zusammenlaufende Leitung darstellt und eine im Uhrzeigersinn zirkular polarisierte Welle erzeugt. Hierzu erzeugt das als Abschlusselement 6 auf der rechten Seite dargestellte Antennenelement eine im Gegenuhrzeigersinn zirkular polarisierte Welle, die zu der Welle des Antennenelements 3 ebenfalls orthogonal ist, da diese im mathematischen Sinn linear unabhängig voneinander sind.
-
In der 5f wurde die Kombination aus 5e in umgekehrter Kombination dargestellt, indem das Antennenelement 3 auf der linken Seite eine im Gegenuhrzeigersinn zirkular polarisierte Welle abstrahlt und das Abschlusselement 6 auf der rechten Seite der 5f eine im Uhrzeigersinn zirkular polarisierte Welle erzeugt. Auch in diesem Fall sind die beiden in unterschiedlicher Drehrichtung zirkular polarisierten Wellen voneinander linear unabhängig, weshalb diese orthogonal zueinander stehen.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102006041982 A1 [0002]
