DE10259833A1

DE10259833A1 - Mutual coupling reduction method for phased array antenna system, involves providing circumferential conductor exclusively around each planar antenna element, and connecting conductor to ground reflector through ground posts

Info

Publication number: DE10259833A1
Application number: DE2002159833
Authority: DE
Inventors: James J Rawnick; Timothy E Durham; Anthony M Jones
Original assignee: Harris Corp
Current assignee: Harris Corp
Priority date: 2002-01-03
Filing date: 2002-12-19
Publication date: 2003-07-24
Also published as: FR2835972A1; FR2835972B1

Abstract

The planar antenna elements (10) are positioned adjacent to one another in phased array configuration. A circumferential conductor (14) is provided around each element in a common plane, and spaced from the elements at an outer perimeter, so that conductor portion for each element is common to the conductor of adjacent elements. The conductor is grounded by a ground plane reflector (16) through ground posts (18). Independent claims are also included for the following: (1) phased antenna array; (2) antenna element; and (3) scannable array.

Description

Technical field

Die erfindungsgemäße Anordnung bezieht sich allgemein auf Verfahren und Einrichtungen zur Verbesserung von planen Antennenelementen in einer (Matrix- bzw. Array-)Anordnung und insbesondere auf die Verringerung von unerwünschten Effekten bedingt durch gegenseitige Kopplung von benachbarten Antennenelementen. The arrangement according to the invention relates generally on procedures and facilities to improve plans Antenna elements in a (matrix or array) arrangement and especially on reducing unwanted effects due to mutual coupling of neighboring ones Antenna elements.

Description of the prior art

Sogenannte Phased-Array-Antennen sind allgemein bekannt. Solche Antennen weisen im allgemeinen eine Mehrzahl von abstrahlenden Elementen auf, die in Bezug auf ihre Phase und ihre Amplitude individuell ansteuerbar sind. Das Antennenmuster der Anordnung wird wählbar durch die Geometrie der einzelnen Elemente und der ausgewählten Phase/Amplitude-Beziehungen unter den Elementen festgelegt. Typische abstrahlende Elemente für derartige Antennensysteme können Dipole, Schlitze und andere verwendbare Einrichtungen umfassen. So-called phased array antennas are generally known. Such antennas generally have a plurality of radiating elements based on their phase and their Amplitude can be controlled individually. The antenna pattern of the Arrangement is selectable by the geometry of the individual Elements and the selected phase / amplitude relationships below the elements. Typical radiating elements for such antenna systems can include dipoles, slots and others usable facilities include.

In den vergangenen Jahren sind neue plane Antennenelemente entwickelt worden, die als Matrixanordnungen einsetzbar sind. Ein Beispiel eines planen Antennenelementes ist in der US 5 926 137 offenbart, deren Offenbarung Bestandteil dieser Offenbarung sein soll. Das darin offenbarte abstrahlende Antennenelement ist üblicherweise als Fourquare(Vierfelder)-Antenne bekannt. Die Ausführung ist ein zweifachpolarisiertes, moderates Breitbandelement, das aus einer gedruckten Metallisierung auf einem niederohmigen Substrat besteht, das über einem Erdungsebenenreflektor angeordnet ist. Mit einem Vierfelderelement können verschiedene Polarisierungen erzielt werden. Es sind z. B. duallineare, kreisrunde und elliptische Polarisierungen jeglicher Orientierung möglich. Das Vierfelderelement kann in einer (Matrix-/Array-)Anordnung angeordnet werden, um eine starke Keule zu erhalten. Die (Matrix-/Array-)Anordnungs-Keule kann durch Veränderung der relativen Phase der Element entsprechend allgemeiner Praxis elektronisch bewegt bzw. geschwenkt werden. In recent years there are new plans Antenna elements have been developed that can be used as matrix arrangements are. An example of a planar antenna element is in the US 5,926,137, the disclosure of which forms part of this Revelation is supposed to be. The radiating one revealed therein Antenna element is usually a four-square antenna known. The version is a double polarized, moderate broadband element made of a printed metallization on a low-resistance substrate, which over a Ground plane reflector is arranged. With a Four-field element, different polarizations can be achieved. It are z. B. dual linear, circular and elliptical Any orientation can be polarized. The four-field element can arranged in a (matrix / array) arrangement to form a to get a strong club. The (matrix / array) arrangement lobe can be done by changing the relative phase of the element electronically moved or swiveled in accordance with general practice become.

Breitband (Matrix-/Array-)Antennen bieten viele Vorteile verglichen mit Schmalbandarrays in Bezug auf eine Fülle von Anwendungen, die von drahtlosen Breitbandkommunikationssystemen bis zu militärischen Radarsystemen reichen. Breitbandarrays sind jedoch dafür bekannt, dass sie aufgrund verschiedener sich widersprechender Entwurfskriterien schwierig zu entwerfen sind. Unter diesen sind die Herausforderungen im Zusammenhang mit der Auswahl geeigneter abstrahlender Breitband-Antennenelemente am bedeutendsten. Zusätzlich hat sich ein enges Anordnen von gewissen planen Antennenelementen in einer Matrixanordnung aufgrund gegenseitiger Kopplung der einzelnen Elemente der Matrixanordnung als Problem erwiesen. Solch eine Kopplung kann in vorteilhafter Weise zur Erzielung einer größeren Bandbreite genutzt werden, als dies mit einzelnen Elementen möglich wäre. Die gegenseitige Kopplung, die eine Erhöhung der Performance in Bezug auf die Bandbreite erlaubt, kann jedoch auch gewisse negative Effekte haben. Solch eine gegenseitige Kopplung kann z. B. theoretische Antennenmuster, bei denen der Effekt der Kopplung nicht berücksichtigt ist, und die Eingangsimpedanz einzelner Elemente bei einer bestimmten Betriebsfrequenz stören. Broadband (matrix / array) antennas offer many advantages compared to narrow band arrays in terms of an abundance of Applications by wireless broadband communication systems to military radar systems. Broadband arrays However, they are known to differ due to different conflicting design criteria are difficult to design. Among these are the challenges related to the Selection of suitable radiating broadband antenna elements on important. In addition, there has been a close arrangement of certain plan antenna elements in a matrix arrangement due to mutual coupling of the individual elements of the Matrix arrangement proved to be a problem. Such a coupling can be used in advantageous to achieve a larger bandwidth be used than would be possible with individual elements. The mutual coupling that increases the performance in Bandwidth allowed, but can also be certain have negative effects. Such a mutual coupling can z. B. theoretical antenna patterns in which the effect of Coupling is not taken into account, and the input impedance individual elements at a certain operating frequency to disturb.

Einige Forschungsbemühungen haben versucht, die Effekte gegenseitiger Kopplung zu behandeln, indem sie diese Punkte im ursprünglichen Entwurf der einzelnen Elemente berücksichtigt haben. Dies führt jedoch zu einer zusätzlichen Entwurfskomplexität, die in vielen Systemen nicht wünschenswert ist. Es besteht ein Bedürfnis nach einem verbesserten Ansatz zur Verringerung des Effektes gegenseitiger Kopplung, ohne die Größe und das Gewicht der abstrahlenden Elemente wesentlich zu erhöhen. Es hat sich z. B. herausgestellt, dass gegenseitige Kopplung in dem Falle einiger Arten von Matrixelementen dadurch verringert worden ist, dass das Element in einer Aushöhlung angeordnet ist. Probleme dieses Ansatzes umfassen erhöhte Kosten und erhöhtes Gewicht sowie größere Komplexität der mechanischen Ausführung der Matrixanordnung. Some research efforts have tried the effects treat each other by addressing these points in the original design of each element is taken into account to have. However, this leads to an additional one Design complexity that is undesirable in many systems. It there is a need for an improved approach to Reducing the coupling effect without reducing the size and increase the weight of the radiating elements significantly. It has z. B. pointed out that mutual coupling in in the case of some types of matrix elements that the element has been placed in a cavity is. Problems of this approach include increased costs and increased weight and greater complexity of the mechanical Execution of the matrix arrangement.

Summary of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Verringerung gegenseitiger Kopplung von benachbarten planen abstrahlenden Antennenelementen in einer (Matrix-)Anordnung. Die Elemente können aneinandergrenzend in jeder geometrischen (Matrix-)Anordnung angeordnet werden. Es ist ein in einer Ebene mit dem Element angeordneter und dieses in einem Abstand am Rand umgebender leitender Metallstreifen vorgesehen. Der leitende Metallstreifen ist mit Masse (ground potential) verbunden. Das Massepotential wird vorteilhafterweise mittels eines Erdungsebenenreflektors bereit gestellt, über dem die Antennenelemente angeordnet sind. Der leitende Metallstreifen kann mittels einem oder mehrerer Erdungsstifte, die sich zwischen dem Leiter und dem Erdungsebenenreflektor erstrecken, mit dem Erdungsebenenreflektor verbunden werden. The invention relates to a method and a Device for reducing mutual coupling of neighboring ones plan radiating antenna elements in one (Matrix) array. The elements can be contiguous in each geometric (matrix) arrangement. It is a arranged in a plane with the element and this in one A clearance at the edge of the surrounding conductive metal strips is provided. The conductive metal strip is grounded connected. The ground potential is advantageously by means of of a ground plane reflector over which the Antenna elements are arranged. The conductive metal strip can be connected using one or more grounding pins extend between the conductor and the ground plane reflector, with connected to the ground plane reflector.

Die einzelnen Antennenelemente können als ein abstrahlendes Element auf einer dielektrischen Schicht ausgebildet sein. Das abstrahlende Element kann z. B. aus einer auf der dielektrischen Schicht aufgebrachten Kupferbedeckung geätzt werden. Der leitende Streifen kann ebenfalls aus der auf der dielektrischen Schicht aufgebrachten Kupferbedeckung geätzt werden, so dass das abstrahlende Element und der leitende Streifen in einer gemeinsamen Ebene liegen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das abstrahlende Element ein abstrahlendes Vierfelderantennenelement sein. The individual antenna elements can be as one radiating element formed on a dielectric layer his. The radiating element can e.g. B. from one on the dielectric layer applied copper covering etched become. The conductive strip can also be made from the on the dielectric layer applied copper covering etched so that the radiating element and the conductive strip lie in a common plane. According to one Embodiment, the radiating element can be a radiating Four-field antenna element.

Die Erfindung kann auch ein einzelnes Antennenelement zur Reduzierung von Kopplung, wenn es unter einer Mehrzahl von angrenzenden Antennenelementen (in einer Matrix) angeordnet ist, umfassen. In diesem Fall umfasst das Antennenelement eine dielektrische Schicht, ein abstrahlendes Element auf der dielektrischen Schicht, und einen in einer Ebene mit dem abstrahlenden Element angeordneten umgebenden leitenden Metallstreifen. Das abstrahlende Element kann ein abstrahlendes Vierfelderantennenelement sein, die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Der umgebende leitende Metallstreifen kann in einem Abstand vom abstrahlenden Element angeordnet sein, um einen äußeren Rand für dieses zu bilden. Der leitende Metallstreifen ist mit Masse (ground potential) verbunden, wie etwa einem Erdungsebenenreflektor, über dem das Element angeordnet ist. Der umgebende leitende Metallstreifen kann mittels zumindest eines Erdungsstiftes, der sich zwischen dem leitenden Metallstreifen und dem Erdungsebenenreflektor erstreckt, elektrisch mit dem Erdungsebenenreflektor verbunden werden. Gemäß einem Aspekt der Erfindung sind das abstrahlende Antennenelement und der leitende Metallstreifen aus einer auf der dielektrischen Schicht aufgebrachten Kupferbedeckung gebildet, so dass sie eine gemeinsame Ebene bilden. The invention can also be a single antenna element to reduce coupling when it is among a plurality of adjacent antenna elements (arranged in a matrix) is include. In this case, the antenna element comprises one dielectric layer, a radiating element on the dielectric layer, and one in the same plane as the radiating element arranged surrounding conductive Metal strips. The radiating element can be a radiating element Be four-field antenna element, but the invention is not based thereon limited. The surrounding conductive metal strip can be in one Distance from the radiating element to be arranged to form outer edge for this. The conductive metal strip is connected to ground (ground potential), such as one Ground plane reflector over which the element is placed. The surrounding conductive metal strips can by means of at least one Grounding pin, which is between the conductive metal strip and the ground plane reflector extends electrically with the Ground plane reflector. According to one aspect of Invention are the radiating antenna element and the conductive metal strips from one on the dielectric layer applied copper covering formed so that it is a form common level.

Die Erfindung kann auch eine elektrisch schwenkbare (scanable) Anordnung abstrahlender Elemente mit verringerter gegenseitiger Kopplung umfassen. Die abstrahlenden Elemente können in einer Vierfelderkonfiguration angeordnet sein, die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann eine Mehrzahl der hierin beschriebenen Antennenelemente aneinander angrenzend in einer Matrixkonfiguration angeordnet werden, wobei eine Mehrzahl von Speisepunkten mit den abstrahlenden Elementen verbunden ist. Es kann eine Hochfrequenzsteuerung zur Steuerung zumindest der Phase oder der Amplitude eines Hochfrequenzsignals, dem das abstrahlende Element an den Speisepunkten ausgesetzt ist, vorgesehen werden. Eß kann ein in einer Ebene mit jedem der Elemente angeordneter und diese am Rand umgebender leitender Metallstreifen vorgesehen sein, wobei der umgebende leitende Metallstreifen mit Masse verbunden ist, wie etwa mit einem Erdungsebenenreflektor, über dem das Element angeordnet ist. Die Verbindung zu der Erdungsebene kann mittels einem oder mehrerer Erdungsstifte, die sich zwischen dem leitenden Metallstreifen und dem Erdungsebenenreflektor erstrecken, erfolgen. Zumindest ein abstrahlendes Element kann ein abstrahlendes Vierfelderantennenelement sein, die Erfindung kann jedoch auch mit einer Vielzahl von anderen bekannten abstrahlenden Elementen implementiert werden. The invention can also be an electrically pivotable (scanable) arrangement of radiating elements with reduced include mutual coupling. The radiating elements can be arranged in a four field configuration, the However, invention is not limited to this. According to one Embodiment may include a plurality of those described herein Antenna elements adjacent to each other in one Matrix configuration can be arranged with a plurality of dining points is connected to the radiating elements. It can be one High frequency control for controlling at least the phase or the amplitude of a high-frequency signal to which the radiating Element exposed at the feeding points can be provided. Eating can be arranged in a plane with each of the elements and these surrounding conductive metal strips be provided, the surrounding conductive metal strip with ground such as a ground plane reflector which the element is arranged. The connection to the Grounding level can be achieved using one or more grounding pins between the conductive metal strip and the Extend ground plane reflector. At least a radiating one Element can be a four-field radiating antenna element, the However, invention can be used with a variety of others known radiating elements are implemented.

Brief description of the figures

Fig. 1 ist eine Draufsicht auf ein Antennenelement mit Unterdrückung gegenseitiger Kopplung mittels eines umgebenden Metallstreifens. Fig. 1 is a plan view of an antenna element with mutual coupling suppression by means of a surrounding metal strip.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt des Antennenelementes in Fig. 1 entlang der Linie 2-2 in Fig. 1. FIG. 2 shows a cross section of the antenna element in FIG. 1 along the line 2-2 in FIG. 1.

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt des Antennenelementes in Fig. 1 entlang der Linie 3-3 in Fig. 1. FIG. 3 shows a cross section of the antenna element in FIG. 1 along the line 3-3 in FIG. 1.

Fig. 4 zeigt einen Querschnitt des Antennenelementes in Fig. 1 entlang der Linie 4-4 in Fig. 1. FIG. 4 shows a cross section of the antenna element in FIG. 1 along the line 4-4 in FIG. 1.

Fig. 5 ist eine Zeichnung, um die Verwendung eines Antennenelementes aus Fig. 1 in einer Matrixkonfiguration zu zeigen. Fig. 5 is a drawing to show the use of an antenna element of Fig. 1 in a matrix configuration.

Ausführliche BeschreibungDetailed description

Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf ein Antennenelement 10, das in einer Matrixkonfiguration verwendet werden kann. Das Antennenelement 10 kann abstrahlende Elemente 20 umfassen, die auf der Oberfläche eines Substrates 12 angeordnet sind. Wie in Fig. 2 gezeigt, ist vorteilhafterweise eine Erdungsebene in einem Abstand von den abstrahlenden Elementen an der entgegengesetzten Oberfläche des Substrates 12 vorgesehen. Wie in Fig. 1 gezeigt, können zur Ansteuerung der abstrahlenden Elemente 20 auf diagonal gegenüberliegenden abstrahlenden Elementen Hochfrequenz-Speisepunkte 22 vorgesehen sein, die von (nicht gezeigten) ausbalancierten Speiseleitungen gespeist werden. Eine zweite entsprechende Gruppe von Speisepunkten, die von zweiten ausbalancierten Speiseleitungen gespeist werden, können üblicherweise ebenfalls vorgesehen werden, und zwar auf den verbleibenden diagonal gegenüberliegenden abstrahlenden Elementen 20. Die zweite entsprechende Gruppe von Speisepunkten und die entsprechenden Speiseleitungen sind in Fig. 1 zum Zwecke besserer Klarheit weggelassen. Fig. 1 shows a plan view of an antenna element 10, which can be used in a matrix configuration. The antenna element 10 can comprise radiating elements 20 which are arranged on the surface of a substrate 12 . As shown in FIG. 2, a ground plane is advantageously provided at a distance from the radiating elements on the opposite surface of the substrate 12 . As shown in FIG. 1, for controlling the radiating elements 20 on diagonally opposite radiating elements, high-frequency feed points 22 can be provided, which are fed by balanced feed lines (not shown). A second corresponding group of feed points, which are fed by second balanced feed lines, can usually also be provided on the remaining diagonally opposite radiating elements 20 . The second corresponding group of feed points and the corresponding feed lines are omitted in Fig. 1 for the sake of clarity.

Das Substrat 12 ist vorteilhafterweise ein niederohmiges Substrat (mit geringen Verlusten), das geschichtetes Kompositmaterial umfasst. Das Substrat kann z. B. aus einer oberen Schicht aus glassfieberverstärktem Polytetrafluorethylen, wie etwa RT/durid© 5870 mit einer Dicke von ca. 0,71 mm mit ca. 28,35 g Kupferbedeckung und einer unteren Schicht aus Polystyren-Schaum mit einer Dicke von ca. 6,35 mm bestehen. Die vier abstrahlenden Elemente werden vorteilhafterweise in die Kupferbedeckung auf der oberen Schicht geätzt. The substrate 12 is advantageously a low-resistance substrate (with low losses), which comprises layered composite material. The substrate can e.g. B. from an upper layer of glass fiber reinforced polytetrafluoroethylene, such as RT / durid © 5870 with a thickness of approx. 0.71 mm with approx. 28.35 g of copper covering and a lower layer of polystyrene foam with a thickness of approx. 6 , 35 mm exist. The four radiating elements are advantageously etched into the copper covering on the top layer.

Das in Fig. 1 gezeigte Antennenelement ist ein Vierfelderelement, wie es in der US 5 926 137 beschrieben ist, deren Offenbarung Bestandteil dieser Offenbarung sein soll. Das Vierfelderelement ist als Beispiel gezeigt und soll die Erfindung nicht beschränken. Andere Konfigurationen planer abstrahlender Elemente sind ebenso möglich. Die Erfindung kann ebenfalls für andere übliche abstrahlende Elemente wie etwa eine Archimedische Spirale, eine gleichwinklige Spirale oder wellenförmige oder Mikrostreifen umfassende Flächenentwürfe verwendet werden. The antenna element shown in FIG. 1 is a four-field element, as described in US Pat. No. 5,926,137, the disclosure of which is intended to be part of this disclosure. The four-field element is shown as an example and is not intended to limit the invention. Other configurations of planar radiating elements are also possible. The invention can also be used for other common radiating elements such as an Archimedean spiral, an equilateral spiral or wavy or microstrip surface designs.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann zudem ein am Umfang angeordneter leitender Streifen 14 auf dem Substrat 12 angeordnet sein, um eine gegenseitige Kopplung zwischen benachbarten Antennenelementen 10 zu verringern, wenn sie in einer Arrayanordnung montiert sind. Der leitende Streifen 14 ist vorteilhafterweise in der gleichen Weise aus der mit dem Substrat 12 verbundenen Kupferbedeckung geätzt wie die abstrahlenden Elemente 20. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, und es können andere passende Mittel eingesetzt werden, um den leitenden Streifen vorzusehen, solange diese Mittel im wesentlichen mit den abstrahlenden Elementen 20 plan sind. Der leitende Streifen kann z. B. durch Drucken eines leitenden Materials auf das Substrat 12, durch Auflöten eines leitenden Materials auf das Substrat 12 oder durch Dotierung eines Teils des Substrates 12, um einen leitenden Streifen festzulegen, gebildet werden. According to a preferred embodiment, a circumferential conductive strip 14 may also be disposed on the substrate 12 to reduce mutual coupling between adjacent antenna elements 10 when they are mounted in an array. The conductive strip 14 is advantageously etched from the copper covering connected to the substrate 12 in the same way as the radiating elements 20 . However, the invention is not limited to this, and other suitable means can be used to provide the conductive strip as long as these means are substantially planar with the radiating elements 20 . The conductive strip can e.g. B. by printing a conductive material on the substrate 12 , by soldering a conductive material onto the substrate 12 or by doping a part of the substrate 12 to define a conductive strip.

Der Abstand des leitenden Streifens 14 vom Rand der Gruppe von abstrahlenden Elementen 20 ist nicht kritisch, solange der leitende Streifen im wesentlichen in der Ebene der abstrahlenden Elemente 20 bleibt. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der Abstand vorteilhafterweise so gewählt, dass der leitende Streifen 14 den Abstand zwischen dem Antennenelement 10 und einem angrenzenden Antennenelement 10 in einer Matrix im wesentlichen halbiert. Wenn der leitende Streifen 14 den abstrahlenden Elementen 20 sehr nahe ist, kann es notwendig sein, die Mittenfrequenz des Antennenelementes 10 anzupassen, um einen Tuningeffekt des angrenzenden leitenden Streifens zu kompensieren. The distance of the conductive strip 14 from the edge of the group of radiating elements 20 is not critical as long as the conductive strip remains essentially in the plane of the radiating elements 20 . According to a preferred exemplary embodiment, the distance is advantageously chosen such that the conductive strip 14 essentially halves the distance between the antenna element 10 and an adjacent antenna element 10 in a matrix. If the conductive strip 14 is very close to the radiating elements 20 , it may be necessary to adjust the center frequency of the antenna element 10 in order to compensate for a tuning effect of the adjacent conductive strip.

Die körperliche Dimensionierung des leitenden Streifens ist ebenfalls nicht kritisch. Üblicherweise kann der leitende Streifen 0,025 mm bis 0,254 mm breit sein, obwohl auch schmalere und breitere Streifen möglich sind. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Streifenbreiten vorteilhafterweise schmal verglichen mit den Dimensionen der Antennenelemente 10 (und/oder abstrahlenden Elemente 20), um die Möglichkeit parasitärer Effekte zu verringern, die sonst auftreten könnten. The physical dimensioning of the conductive strip is also not critical. Typically, the conductive strip can be 0.025 mm to 0.254 mm wide, although narrower and wider strips are also possible. According to a preferred embodiment, the stripe widths are advantageously narrow compared to the dimensions of the antenna elements 10 (and / or radiating elements 20 ) in order to reduce the possibility of parasitic effects that could otherwise occur.

Die Dicke des leitenden Streifens ist ebenfalls nicht kritisch, solange zumindest ein Teil des Streifens in der Ebene der abstrahlenden Elemente 20 liegt. Die vorteilhaften Effekte des Streifens 14 werden im wesentlichen zunichte gemacht, wenn zumindest ein Teil des Streifens sich nicht umfänglich mit der Ebene deckt, die durch die abstrahlenden Elemente definiert ist. Obwohl es nicht notwendig ist, kann es in Bezug auf den Zweck der Erfindung akzeptabel sein, wenn sich der Streifen etwas oberhalb oder unterhalb der Oberfläche des Substrats 12 erstreckt. The thickness of the conductive strip is also not critical as long as at least part of the strip lies in the plane of the radiating elements 20 . The advantageous effects of the strip 14 are essentially nullified if at least part of the strip does not coincide with the plane defined by the radiating elements. Although not necessary, it may be acceptable for the purpose of the invention if the strip extends slightly above or below the surface of the substrate 12 .

Der leitende Streifen 14 ist vorteilhafterweise mit Masse verbunden, um das Antennenelement 10 effektiv von ähnlichen angrenzenden Antennenelementen der Matrix zu isolieren. Fig. 3 zeigt einen Querschnitt des Antennenelementes aus Fig. 1 entlang der Linie 3-3 in Fig. 1. Fig. 4 zeigt einen Querschnitt des Antennenelementes aus Fig. 1 entlang der Linie 4-4 in Fig. 1. Wie in Fig. 3 und Fig. 4 gezeigt, ist vorteilhafterweise eine Gruppe von Erdungsstiften 18 vorgesehen, um die am Umfang angeordneten Streifen mit dem Erdungsebenenreflektor 16 elektrisch zu verbinden. Die Erdungsstifte 18 können als metallüberzogene Pfade ausgebildet sein. Alternativ kann jedes andere Mittel verwendet werden, das für einen leitenden Pfad zwischen dem leitenden Streifen 14 und dem Erdungsebenenreflektor 16 geeignet ist. Vorteilhafterweise ist in jeder Ecke des Antennenelementes 10 ein Erdungsstift 18 vorgesehen, wie dies in Fig. 3 und Fig. 4 dargestellt ist. Die Erfindung ist jedoch diesbezüglich nicht beschränkt, und es sind alternative Erdungsanordnungen möglich. Es können z. B. mehr oder weniger Erdungsstifte verwendet werden und ihre Anordnung in Bezug auf maximale Effektivität in Bezug auf den ausgewählten Typ des Antennenelementes angepasst werden. Eine Analyse der in Fig. 1 bis Fig. 4 gezeigten Vierfelder-Antennen-Anordnung zeigt, dass vier in jeder Ecke des Antennenelementes 10 angeordnete Erdungsstifte die Kopplung zwischen angrenzenden Antennenelementen 10 fast so gut reduzieren, als wenn jedes Element einzeln in einer Aushöhlung angeordnet ist. Es kann auch, bei entsprechend verringerter Effektivität, ein einzelner Erdungsstift pro Element verwendet werden. Conductive strip 14 is advantageously grounded to effectively isolate antenna element 10 from similar adjacent antenna elements of the matrix. Fig. 3 shows a cross section of the antenna element of FIG. 1 taken along line 3-3 in Fig. 1. Fig. 4 shows a cross section of the antenna element of FIG. 1 taken along line 4-4 in Fig. 1. As shown in Fig. 3 and Fig. 4, is advantageously provided for a group of ground pins 18 to the circumferentially arranged strip with the ground plane reflector 16 to be electrically connected. The grounding pins 18 can be designed as metal-coated paths. Alternatively, any other means suitable for a conductive path between conductive strip 14 and ground plane reflector 16 may be used. Is Advantageously, the antenna element is in each corner 10 is provided an earth pin 18, as shown in FIG. 3 and FIG. 4. However, the invention is not limited in this regard and alternative grounding arrangements are possible. It can e.g. B. more or fewer grounding pins are used and their arrangement is adjusted in terms of maximum effectiveness with respect to the selected type of antenna element. An analysis of the four-field-type antenna assembly shown in Fig. 1 to Fig. 4 shows that four in each corner of the antenna element 10 arranged ground pins almost as good reduce the coupling between adjacent antenna elements 10 is disposed as if each element individually in a cavity , A single grounding pin per element can also be used with a correspondingly reduced effectiveness.

Der wie gezeigt vorgesehene leitende Metallstreifen 14 ist ein effektiver Ansatz, um kopplungsbedingte Anomalien und VSWR Probleme in einer Matrix von planen Antennenelementen 10 zu minimieren. Es ist bedeutend, dass diese Verringerung gegenseitiger Kopplung mit einer lediglich geringen Vergrößerung des Gesamtgewichtes und der mechanischen Komplexität im Vergleich mit anderen Ansätzen erreicht wird. Dieser Ansatz lässt die Verwendung von planen Antennenelementen, wie eine Vierfeldermatrix, in eng gepackten Matrizen ohne komplizierende Faktoren gegenseitiger Kopplung zu. The conductive metal strip 14 provided as shown is an effective approach to minimize coupling-related anomalies and VSWR problems in a matrix of planar antenna elements 10 . It is important that this reduction in mutual coupling be achieved with only a small increase in the total weight and mechanical complexity compared to other approaches. This approach allows the use of flat antenna elements, such as a four-field matrix, in tightly packed matrices without any complicated factors of mutual coupling.

Fig. 5 zeigt eine illustrative Geometrie einer Anordnung 500 von vielen Antennenelementen 10. Um den Umfang jedes Antennenelementes 10 herum sind, wie gezeigt, leitende Streifen 14 vorgesehen. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel können sich, wie gezeigt, aneinandergrenzende Antennenelemente einen gemeinsamen Teil eines leitenden Streifen 14 teilen. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt und jeder leitende Streifen 14 kann körperlich von dem leitenden Streifen 14angrenzender Antennenelemente 10 getrennt sein. Es ist üblicherweise eine Speisesteuerung 502 zur Steuerung des elektrischen Schwenkens einer durch die Anordnung gebildeten Keule vorgesehen. Die Speisesteuerung 502 verbindet die Anordnung 500 mit Sende- und Empfangsausrüstung. Die Speisesteuerung 502 umfasst üblicherweise Speiseleitungen und Phasenschieber zur Steuerung des elektrischen Schwenkens der Keule. Fig. 5 shows an illustrative geometry of an arrangement 500 of many antenna elements 10. As shown, conductive strips 14 are provided around the periphery of each antenna element 10 . According to a preferred embodiment, as shown, adjacent antenna elements can share a common part of a conductive strip 14 . However, the invention is not limited to this and each conductive strip 14 can be physically separated from the conductive strip 14 of adjacent antenna elements 10 . A feed control 502 is usually provided for controlling the electrical pivoting of a club formed by the arrangement. The feed controller 502 connects the assembly 500 to transmit and receive equipment. The feed controller 502 typically includes feed lines and phase shifters to control the electrical swinging of the club.

Während die Erfindung bezüglich eines bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben ist, erkennen Fachleute, dass die Erfindung mittels Abwandlungen im Sinne und im Schutzbereich der beigefügten Ansprüche implementiert werden kann. While the invention relates to a preferred Embodiment described, experts recognize that the Invention by means of modifications in the sense and in the scope of protection of the appended claims can be implemented.

Claims

1. A method for reducing mutual coupling of adjacent plane antenna elements ( 10 ) in an arrangement of plane antenna elements ( 10 ),
planar antenna elements ( 10 ) being positioned adjacent to one another in an arrangement,
wherein a is arranged in a plane with each plan antenna element (10) and surrounds this at a distance at the edge conductor (14) is provided,
and connecting the conductor to ground.

2. The method according to claim 1, wherein ground is a ground plane reflector ( 16 ) over which the plane antenna elements ( 10 ) are arranged, the conductor by means of at least one ground pin ( 18 ), which is between the conductor ( 14 ) and the ground plane reflector ( 16 ) extends to the ground plane reflector ( 16 ).

3. The method according to claim 1 or 2, wherein a radiating element ( 20 ) of the antenna element ( 10 ) is formed on a dielectric layer ( 12 ).

4. The method according to claim 3, wherein the radiating element ( 20 ) is etched from a copper covering applied to the dielectric layer ( 12 ).

5. The method of claim 1, 2, 3 or 4, wherein the conductor ( 14 ) is etched from a copper covering applied to the dielectric layer ( 12 ).

6. The method of claim 3, 4 or 5, wherein the radiating element ( 20 ) is a four-field radiating antenna element.

7. antenna arrangement ( 500 ) with reduced coupling between a plurality of antenna elements ( 10 ), the antenna arrangement ( 500 )
a plurality of adjacent planar antenna elements ( 10 ) and
a arranged in a plane with each plan antenna element (10) and this conductor surrounding at a distance at the edge (14), wherein the conductor (14) is connected to ground,
includes.

8. Antenna arrangement ( 500 ) according to claim 7, wherein it comprises a ground plane reflector ( 16 ) over which the plane antenna elements ( 10 ) are arranged, the surrounding conductor ( 14 ) by means of at least one grounding pin ( 18 ) which is located between the conductor ( 14 ) and the ground plane reflector ( 16 ) extends to the ground plane reflector ( 16 ) is connected.

9. Antenna arrangement ( 500 ) according to claim 7 or 8, wherein each flat antenna element ( 10 ) comprises a radiating element ( 20 ) which is formed on a dielectric layer ( 12 ).

10. The antenna arrangement ( 500 ) according to claim 9, wherein the radiating element ( 20 ) is etched from a copper covering applied to the dielectric layer ( 12 ).

11. The antenna arrangement ( 500 ) according to claim 7, 8, 9 or 10, wherein the conductor ( 14 ) is a strip etched from a copper covering applied to the dielectric layer ( 12 ).

12. Antenna arrangement ( 500 ) according to claim 7, 8, 9, 10 or 11, wherein the radiating element ( 20 ) is a radiating four-field antenna element.

13. antenna element ( 10 ) for reducing the coupling to a plurality of adjacent antenna elements ( 10 ), the antenna element ( 10 )
a dielectric layer ( 16 ),
a radiating element ( 20 ) on the dielectric layer ( 16 ), and
a conductor ( 14 ) arranged in one plane with the radiating element ( 20 ) and surrounding it at a distance at the edge, the conductor ( 14 ) being connected to ground,
includes.

14. Antenna element ( 10 ) according to claim 13, wherein this comprises a ground plane reflector ( 16 ) over which the element is arranged, the surrounding conductor ( 14 ) by means of at least one grounding pin ( 18 ) which is between the conductor ( 14 ) and the Ground plane reflector ( 16 ) extends to which the ground plane reflector ( 16 ) is connected.

15. The antenna element ( 10 ) according to claim 13 or 14, wherein the radiating element ( 20 ) and the conductor ( 14 ) are formed from a copper covering applied to the dielectric layer ( 12 ).

16. Electrically pivotable arrangement of radiating elements ( 20 ) comprising:
a plurality of planar antenna elements ( 10 ) which adjoin one another in an arrangement or a matrix arrangement,
a plurality of feed points ( 22 ) connected to the radiating elements ( 20 ),
Control means ( 502 ) for controlling at least the phase or the amplitude of a high-frequency signal to which the radiating element ( 20 ) can be exposed at the feed points ( 22 ), and
a conductor ( 14 ) arranged in a plane with the radiating element ( 20 ) and surrounding it at a distance at the edge, the conductor ( 14 ) being connected to ground.

17. Electrically pivotable arrangement according to claim 16, wherein it comprises a ground plane reflector ( 16 ) over which the elements are arranged, the surrounding conductor ( 14 ) by means of at least one ground pin ( 18 ) which is between the conductor ( 14 ) and the Ground plane reflector ( 16 ) extends to which the ground plane reflector ( 16 ) is connected.

18. Electrically pivotable arrangement according to claim 16 or 17, wherein at least one radiating element ( 20 ) is a radiating four-field antenna element.