DE19523805B4 - Mikrostreifenantenne - Google Patents

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Abstract

Hochfrequenz-Mikrowellenantenne, umfassend
– eine leitende Platte (26) ,
– ein auf einer Plattenseite der Platte (26) angeordnetes isolierendes Substrat (24),
– eine auf dem Substrat (24) gebildete planare Mikrowellen-Streifenleiteranordnung mit mindestens einer an wenigstens einer Einspeisungsstelle (38) speisbaren Hauptleitung (36) und einer Mehrzahl in gleichen Abständen entlang der Hauptleitung (36) verteilter, rechtwinklig zu dieser verlaufender und an Verbindungsstellen (42) mit der Hauptleitung (36) verbundener Zweigleitungen (44), und
– ein Feld (28) auf dem Substrat (24) gebildeter planarer strahlender Elemente (30), welche in Spalten längs der Zweigleitungen (44) angeordnet sind und in jeder Spalte regelmäßigen Abstand voneinander aufweisen, wobei dieser Abstand einem ganzzahligen Vielfachen einer Wellenlänge im Substrat (24) bei einer Arbeitsfrequenz der Antenne entspricht und wobei jedes der strahlenden Elemente (30) mit einer jeweils benachbarten Zweigleitung (44) verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet, dass jede Zweigleitung (44) über je einen Kopplungsleiter (54) an die Hauptleitung (36) angeschlossen ist, dass die Hauptleitung (36) eine Vielzahl im Bereich der Verbindungsstellen (42) angeordneter und dort mit den Kopplungsleitern (54) verbundener Streifenübertrager (50) enthält, welche zur Minimierung von Impedanz-Fehlanpassungen dimensioniert sind, und dass zur Einstellung einer gewünschten Verteilung von Hochfrequenzleistung auf die Zweigleitungen (44) verschiedene der Kopplungsleiter (54) unterschiedliche Größe besitzen.

Description

  • Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf flat-plate-Mikrostreifenantennen für Systeme zur Vermeidung von Fahrzeugkollisionen und besonders auf eine Art der Einspeisung für ein Feld aus strahlenden, (patch-) Elementen, das in einer flat-plate-Mikrostreifenantenne mit hoher Verstärkung für ein Radarsystem zur Vermeidung von Fahrzeugkollisionen verwendet wird.
  • Linear polarisierte planare flat-plate-Antennenfelder werden verbreitet in Punkt-zu-Punkt-Kommunikationssystemen und in Radarführungssystemen zur Vermeidung von Fahrzeugkollisionen verwendet. Im U.S. Patent 4,899,163 an Daniel et al. wird eine Janus-Antenne beschrieben. Die Antenne wird von einem Feld aus strahlenden Elementen gebildet, die auf einem Substrat so mit Abstand angeordnet sind, daß sie einen gespaltenen Strahl liefern. Eine gerade Anzahl von quadratischen strahlenden Elementen ist entlang Unternetzen, die in rechten Winkeln von einem zentralen Leiter aus verlaufen, in 180 Grad Intervallen ausgerichtet und mit Abstand angeordnet. Der resultierende Antennenstrahl besitzt zwei Hauptkeulen, die bezüglich einer Normalen auf die Oberfläche um etwa ±41 Grad geneigt sind. Diese Art von Antenne ist in einem System zur Vermeidung von Kollisionen nicht nützlich, bei dem ein einzelner enger Antennenstrahl auf die bestimmte Fahrspur gerichtet werden muß, auf der sich das Fahrzeug bewegt und wo die Verwendung eines gespaltenen Strahls zur Erkennung von Zielen führen würde, die sich nicht auf dem Weg des Fahrzeugs befinden.
  • Das U. S . Patent 4,686,535 an Lalezari beschreibt eine Mikrostreifenantenne, bei der die strahlenden Elemente durch eine gemeinsame Einspeisungsstruktur verbunden sind, die sich auf einem komplizierten Pfad durch das Feld der strahlenden Elemente windet und dadurch Leitungsverluste bewirkt, welche den Wirkungsgrad der Antenne reduzieren. Um einen nicht zentralen Hauptantennenstrahl zu erzeugen, wird eine spezielle Phaseneinstellung verwendet.
  • Diese Antennen sind für den besonderen Zweck nützlich, für den sie entworfen wurden. Für ein Radarsystem zur Vermeidung von Fahrzeugkollisionen ist es jedoch erwünscht, eine Mikrostreifenantenne zu verwenden, die effizient ist, einen einzelnen Strahl mit hoher Verstärkung und besonders niedrigen Seitenkeulen besitzt und ökonomisch und leicht hergestellt werden kann.
  • Aus DE-OS 26 06 271 ist eine Streifenleiter-Antennenanordnung mit einer leitenden Platte und einem auf einer Plattenseite der Platte angeordneten isolierenden Substrat bekannt. Auf dem Substrat ist eine planare Mikrowellen-Streifenleiteranordnung gebildet, die eine Hauptleitung sowie mehrere entlang der Hauptleitung verteilte, rechtwinklig von dieser abzweigende Zweigleitungen umfasst. Entlang der Zweitleitungen verteilt sind planare Strahlerelemente gebildet, welche mit den Zweigleitungen verbunden sind und aus diesen heraus gespeist werden. Die Strahlerelemente jeder Zweigleitung sind jeweils in einem Abstand voneinander angeordnet, der einer Wellenlänge bei der Arbeitsfrequenz der Antenne entspricht. Die Hauptleitung wird von einem seitlich angeordneten Einspeisungspunkt gespeist. Sie ist als einfache, langgestreckt-rechteckige Leiterbahn ausgebildet, an die sich die Zweigleitungen, die ihrerseits von einfachen Leitungsstreifen gebildet sind, unmittelbar anschließen.
  • US 5,017,931 A zeigt ein Mikrostreifen-Antennenfeld, das aus zwei ineinander verzahnten Teilfeldern besteht. Jedes Teilfeld weist zwei Hauptleitungen auf, mit denen in regelmäßigen Abständen Zweigleitungen unmittelbar verbunden sind. Die Zweigleitungen sind ihrerseits mit je einer Vielzahl von planaren strahlenden Elementen unmittelbar verbunden.
  • Aus US 4,918,457 A ist eine in Streifenleitungstechnik gefertigte quadratische Antenne bekannt, bei der an zwei sich gegenüberliegenden Rändern je eine Hauptleitung angeordnet ist. Einspeisungspunkte sind an den Ecken des Quadrats vorgesehen, wobei im Betrieb der Antenne nur an jeweils einem der Einspeisungspunkte Hochfrequenzenergie eingespeist wird, um unterschiedliche Richtcharakteristika zu erzielen. Die Hochfrequenzenergie wird durch nichtleitende Kopplungseinrichtungen von den Hauptleitungen auf Zweigleitungen übertragen. Die Kopplungseinrichtungen können eine offene, reflektierende Terminierung aufweisen.
  • Ein Aufsatz von E. Motta Cruz et al. mit dem Titel „Broadside Printed Antenna Arrays Built With Dissymmetrical Subarrays", erschienen in Electronics Letters, 28. Februar 1991, Bd. 27, Nr. 5, S. 425, 426, lehrt die Unterteilung eines Antennenfelds in mehrere unabhängige Unterfelder, die je einen Einspeisungspunkt aufweisen. Die einzelnen Unterfelder haben solchermaßen unsymmetrische Abstrahleigenschaften, dass das gesamte Antennenfeld symmetrisch abstrahlt. Eine Reihe in dem Artikel angegebener Gleichungen erlaubt die Berechnung von Antennenkenngrößen.
  • Ein weiterer Artikel mit dem Titel „Microstrip antennas and arrays. Pt. 2-New arraydesign technique" von J.R. James et al., erschienen in K.C. GUPTA et al: „Microstrip Antenna Design", Artech. House, 1988, S. 200 bis 206, befasst sich mit einem Entwurfsverfahren für Mikrostreifenantennen, bei dem planare strahlende Elemente unterschiedlicher Abmessungen eingesetzt werden.
  • US 5,115,245 A beschreibt einen Sende-Empfänger für Mikrowellenradaranwendungen, bei dem eine integrierte Mikrowellenschaltung und Wellenübertragungsleitungen auf einer gemeinsamen Oberfläche ausgebildet sind.
  • Aus US 4,203,116 A ist es schließlich bekannt, bei einer mit planaren strahlenden Elementen versehenen Mikrowellen-Streifenleitung Anpassübertrager zur Impedanzanpassung vorzusehen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Mikrostreifenantenne mit einem stark gebündelten Strahl bereitzustellen, die mit hohem Wirkungsgrad bei Mikrowellen- und Millimeterfrequenzen betrieben werden kann.
  • Bei der Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von einer Hochfrequenz-Mikrowellenantenne, umfassend
    • – eine leitende Platte
    • – ein auf einer Plattenseite der Platte angeordnetes isolierendes Substrat,
    • – eine auf dem Substrat gebildete planare Mikrowellen-Streifenleiteranordnung mit mindestens einer an wenigstens einer Einspeisungsstelle speisbaren Hauptleitung und einer Mehrzahl in gleichen Abständen entlang der Hauptleitung verteilter, rechtwinkelig zu dieser verlaufender und an Verbindungsstellen mit der Hauptleitung verbundener Zweigleitungen, sowie
    • – ein Feld auf dem Substrat gebildeter planarer strahlender Elemente, welche in Spalten längs der Zweigleitungen angeordnet sind und in jeder Spalte regelmäßigen Abstand voneinander aufweisen, wobei dieser Abstand einem ganzzahligen Vielfachen einer Wellenlänge im Substrat bei einer Arbeitsfrequenz der Antenne entspricht und wobei jedes der strahlenden Elemente mit einer jeweils benachbarten Zweigleitung verbunden ist.
  • Erfindungsgemäß ist bei einer solchen Mikrowellenantenne vorgesehen, dass jede Zweigleitung über je einen Kopplungsleiter an die Hauptleitung angeschlossen ist, dass die Hauptleitung eine Vielzahl im Bereich der Verbindungsstellen angeordneter und dort mit den Kopplungsleitern verbundener Streifen-Übertrager enthält, welche zur Minimierung von Impedanz-Fehlanpassungen dimensioniert sind, und dass zur Einstellung einer gewünschten Verteilung von Hochfrequenzleistung auf die Zweigleitungen verschiedene der Kopplungsleiter unterschiedliche Größe besitzen.
  • Die Übertrager sorgen für eine Impedanzanpassung und reduzieren Reflektionen. Die Kopplungsleiter zwischen den Zweigleitungen und der mindestens einen Hauptleitung werden in ihrer Größe so gewählt, dass sich die gewünschte Leistungsverteilung einstellt. Es hat sich gezeigt, dass mit einer erfindungsgemäßen Mikrostreifenantenne ein eng gebündelter Strahl mit einer Strahlbreite in der Größenordnung von etwa 4 Grad erzeugt werden kann, mit 28 dB – Seitenkeulen und einem Wirkungsgrad von etwa 50 %.
  • Bei einer Weiterbildung der Erfindung wird das Feld der strahlenden Elemente aus zwei zentral angeordneten Hauptleitungen gespeist. Die beiden Hauptleitungen werden von einer auf der entgegengesetzten Plattenseite gebildeten Speiseschaltung gespeist. Jede Hauptleitung ist dabei mit zahlenmäßig einer Hälfte der strahlenden Elemente verbunden. Die Einspeisungsstellen für die Hochfrequenzenergie in die Hauptleitungen sind so gelegt, dass sich die gewünschte Leistungsverteilung einstellt.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es stellen dar:
  • 1 ist ein Blockdiagramm einer Mikrostreifenantenne gemäß der Erfindung und der damit verbundenen Beschaltung;
  • 2 ist eine Draufsicht auf eine Mikrostreifenantenne gemäß der Erfindung;
  • 3 ist eine vergrößerte Draufsicht auf einen zentralen Teil auf rechten Seite der in 2 gezeigten Mikrostreifenantenne;
  • 4 ist eine vergrößerte Draufsicht auf einen linken zentralen Teil der in 2 gezeigten Mikrostreifenantenne;
  • 5 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines Teils der Schaltung auf der Rückseite der in 2 gezeigten Antenne;
  • 6 ist eine vergrößerte teilweise Ansicht der Rückseite der Antenne von 2;
  • 7 ist eine vergrößerte Ansicht der in der Mischerschaltung auf der Rückseite der Antenne von 2 verwendeten Mischerdioden; und
  • 8 ist ein Plot der mit einer Antenne wie in 2 gezeigt erhaltenen Richtcharakteristik entlang der azimutalen Ebene.
  • In 1 ist ein Teil einer Empfänger/Senderschaltung 10 gezeigt, die aus einem Oszillator 12 gebildet ist, der bei etwa 24 Gigahertz arbeitet und über einen Wellen leiter-zu-Mikrostreifen-Übergang 14 mit einem abgeglichenen Mischer 16 gekoppelt ist. Eine Mikrostreifenantenne 18 gemäß der Erfindung ist über Leitungen 19.1 und 19.2 mit einem Leistungsteiler 20 zum Mischer 16 verbunden, dessen Ausgang auf der Ausgabeleitung 22 ein Differenz-IF- bzw. Zwischenfrequenzsignal erzeugt. Das Differenzsignal kann ein Dopplersignal sein, das ein für die Antenne 18 sichtbares Ziel angibt. Die Antenne arbeitet in einem CW-Modus, um aus zurückkommenden Signalen mit unterschiedlicher Frequenz, wie beispielsweise durch Dopplereffekt verursacht, Ziele zu detektieren.
  • In 2, 3 und 4 ist eine Mikrostreifenantenne 18 gemäß der Erfindung gezeigt. Die Antenne wird als gedruckte Schaltung auf einem auf einer Metallplatte 26 befindlichen Substrat 24 geformt. Ein Feld 28 von strahlenden Elementen 30 wird auf dem Substrat angeordnet, wobei die Elemente in Reihen 32 und Spalten 34 angeordnet sind. Die strahlenden Elemente haben dieselbe Länge und Breite, die so ausgewählt sind, daß sie auf dieselbe Frequenz abgestimmt sind, bei einer Dicke des Substrats von etwa 1/32 der dielektrischen Wellenlänge (λg). Die Breite W jedes Elements 30 beträgt etwa 1/2 λg. Zur Minimierung von Verlusten wird eine serielle Einspeisungsstruktur 35 verwendet, die aus einem Paar zentral angeordneter Hauptleitungen 36.1 und 36.2 gebildet wird, die sich von einem Paar von Einspeisungspunkten 38.1 und 38.2 zu gegenüberliegenden Seiten erstrecken. Die Einspeisungspunkte 38.1 und 38.2 sind durch Koaxialleitungen 40.1 und 40.2, die durch die Platte 26 verlaufen, mit dem Leistungsteiler 20 verbunden, siehe 1.
  • Von Verbindungsstellen 42 aus verläuft im rechten Winkel zu den Haupteinspeisungsleitungen 38 eine Vielzahl von Zweigleitungen 44, die entlang den Spalten 34 aus strahlenden Elementen 30 angeordnet sind. Zwischen den Strahlern 30 verlaufen Verbindungsstreifen 46 zu benachbarten Zweiglei tungen 44. Die Abstände zwischen den strahlenden Elementen 30 entlang einer Spalte 34 sind so gewählt, daß die Elemente um ein ganzzahliges Vielfaches der dielektrischen Wellenlänge innerhalb des Substrats 24 elektrisch getrennt sind. Die strahlenden Elemente 30 werden somit in Phase gespeist. Folglich wird jede Reflexion an einem Einspeisungspunkt eines strahlenden Elements phasengleich von einem anderen Element abgestrahlt, statt außer Phase gestreut oder abgestrahlt zu werden. Entsprechend sind die elektrischen Längen zwischen den Zweigleitungen so gewählt, daß sie ermöglichen, alle strahlenden Elemente 30 des Feldes 28 phasengleich zu speisen.
  • Die Hauptleitungen 36.1 und 36.2 sind mit Mikrostreifen-Impedanzübertragern 50 ausgestattet, die entlang der Hauptleitungen 36 verteilt sind und mit jeder Verbindung 42 verbunden sind. Lange und Breite Impedanzubertrager 50 werden so gewält, dass sich 50 Ohm als gewünschte charakteristische Impedanzergeben. Die Impedanzübertrager 50 werden so gewählt, daß Fehlanpassungen der Impedanz an jeder Verbindung 42 reduziert werden und somit Reflexionen minimiert werden und die Kopplung maximiert wird. Ähnliche Impedanzübertrager 52 werden in den Zweigleitungen 44 verwendet, um Reflexionen zu reduzieren und eine gleichförmige Leistungskopplung zwischen den strahlenden Elementen 30 und den Zweigleitungen 44 sicherzustellen.
  • Von jeder Verbindung 42 zu einer Zweigleitung 44 verlaufen Kopplungsstreifen 54, um eine Hauptleitung elektrisch mit einer Zweigleitung zu verbinden. Die Kopplungsstreifen 54 werden auf eine vorherbestimmte Größe gebracht, um so die Leistungsverteilung in das Feld 28 zu steuern. Der Hauptteil der Leistung wird typischerweise durch die zentralen strahlenden Elemente abgestrahlt. Folglich haben Kopplungsstreifen wie 54.a1, a2 und a3, 3 und 54.b1, b2 und b3, 4 in Richtung zum Zentrum des Feldes 28 von den Einspeisungspunkten 38.1 und 38.2 aus jeweils zunehmende Breiten, um die gewünschte Leistung in die Zweigleitungen 44.a1, a2, a3 und 44.b1, b2 und b3 im Zentrum einzukoppeln. Die vergrößerten Breiten kompensieren vorherige Kopplungsverluste.
  • Entsprechend erfordern die äußeren Zweigleitungen 44.a4 bis 44.a11 weniger Leistung, aber da die inneren Zweigleitungen 44 Leistung von den Hauptleitungen ausgekoppelt haben, müssen Kopplungsstreifen wie 54.a4, a5, a6, a7, a8, a9, a10 und a11 aufeinanderfolgend breiter sein, um eine geeignete Leistungsmenge aufzunehmen. Ähnliche Betrachtungen gelten für die mit der anderen Hauptleitung 36.1 gekoppelten Zweigleitungen.
  • In 5, 6 und 7 ist das auf der Rückseite der Antennenplatte 26 befindliche Netzwerk 10 gezeigt. Die Platte 26 wird mit einem Mikrostreifenhohlraum 60 in Form eines T ausgestattet, wobei der Leistungsteiler 20 inner- halb des Hohlraums 60 als Teileiner gedruckten Schaltung 62 auf einem Substrat 64 angeordnet ist.
  • Der Hohlraum 60 enthält ein an den Oszillator 12 gekoppeltes Mikrostreifensegment 14, das mit dem Mischer 16 verbunden ist. Der Mischer 16 wird von einem Paar Hauptleiterbahnen 66, 68 gebildet, die Teil einer Hybridschaltung 70 sind. Ein Paar von seriell gekoppelten Mikrowellendioden 72, 74 ist über die Lücke 76 zwischen den Leiterbahnen 66, 68 geschaltet. Die Verbindung 78 zwischen den Dioden 72, 74 ist der ZF-Ausgang 22 vom Mischer 16. Der ZF-Ausgang wird durch Tiefpaßfilter 80, 82 zur Ausgabeleitung 22 geführt. Der Leistungsteiler 20 ist über einen Wechselstromkoppler und ein Hochpaßfilter 84 an den Mischer 16 gekoppelt.
  • Die Hybridschaltung 70 enthält Hochfrequenz-Kopplungsleiter 86, 88, deren Größe so gewählt ist, daß sie die Übertragung von HochfrequenzLeistung an den Leistungsteiler 20 ermöglichen, während sie ebenfalls die Anregung der Dioden 72, 74 ermöglichen. Die Hybridschaltung ist so entworfen, daß die Weglängen die Übertragung von HochfrequenzLeistung vom Oszillator 12 zum Leistungsteiler 20 mit geringen Verlusten ermöglichen, während sie ermöglichen, daß empfangene Signale vom Leistungsteiler mit geringen Verlusten an die Mischerdioden 72, 74 gekoppelt werden. Gleichstromdioden-Rückführleitungen 90, 92 verbinden die Leiterbahnen 66, 68 mit Masse.
  • In einer Fahrzeuganwendung trägt das Ausgangssignal auf der Leitung 22 ein Dopplersignal, das typischerweise in der Größenordnung von Hunderten Hertz liegt. Die Effektivität der Mikrostreifenantenne 18 kann besonders aus dem aus tatsächlichen Daten bestehenden und in 8 gezeigten Plot der Richtcharakteristik 96 erkannt werden. Der Hauptstrahl 98 besitzt eine lineare Polarisation und hat eine 3 dB Strahlbreite von etwa vier Grad und die Seitenkeulen liegen wenigstens 27 dB unterhalb der Spitze 100. Bei der Herstellung von Antennen kann eine leichte Verschlechterung dieser Leistungsfähigkeit erwartet werden, aber die Seitenkeulen können immer noch auf sehr geringen Pegeln gehalten werden.
  • Nach der Beschreibung einer Mikrostreifenantenne gemäß der Erfindung können somit ihre Vorteile erkannt werden. Variationen der Ausführungsform können erfolgen, ohne von der Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel kann die Einspeisungsstruktur der Antenne mit unterschiedlicher Anzahl von Einspeisungspunkten wie beispielsweise vier hergestellt werden. In so einem Fall teilt der Leistungsteiler 20 die Leistung dreimal in einer Dreierstruktur, die vier Einspeisungspunkte 38 bildet. Das Feld aus strahlenden Elementen wird dann aus vier Segmenten mit Hauptleitungen und Neben leitungen wie hierin beschrieben gebildet. Die Einspeisungspunkte sind zur Erzeugung der gewünschten Leistungsverteilung geeignet angeordnet.

Claims (9)

  1. Hochfrequenz-Mikrowellenantenne, umfassend – eine leitende Platte (26) , – ein auf einer Plattenseite der Platte (26) angeordnetes isolierendes Substrat (24), – eine auf dem Substrat (24) gebildete planare Mikrowellen-Streifenleiteranordnung mit mindestens einer an wenigstens einer Einspeisungsstelle (38) speisbaren Hauptleitung (36) und einer Mehrzahl in gleichen Abständen entlang der Hauptleitung (36) verteilter, rechtwinklig zu dieser verlaufender und an Verbindungsstellen (42) mit der Hauptleitung (36) verbundener Zweigleitungen (44), und – ein Feld (28) auf dem Substrat (24) gebildeter planarer strahlender Elemente (30), welche in Spalten längs der Zweigleitungen (44) angeordnet sind und in jeder Spalte regelmäßigen Abstand voneinander aufweisen, wobei dieser Abstand einem ganzzahligen Vielfachen einer Wellenlänge im Substrat (24) bei einer Arbeitsfrequenz der Antenne entspricht und wobei jedes der strahlenden Elemente (30) mit einer jeweils benachbarten Zweigleitung (44) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass jede Zweigleitung (44) über je einen Kopplungsleiter (54) an die Hauptleitung (36) angeschlossen ist, dass die Hauptleitung (36) eine Vielzahl im Bereich der Verbindungsstellen (42) angeordneter und dort mit den Kopplungsleitern (54) verbundener Streifenübertrager (50) enthält, welche zur Minimierung von Impedanz-Fehlanpassungen dimensioniert sind, und dass zur Einstellung einer gewünschten Verteilung von Hochfrequenzleistung auf die Zweigleitungen (44) verschiedene der Kopplungsleiter (54) unterschiedliche Größe besitzen.
  2. Mikrowellenantenne nach Anspruch 1, bei der die Hauptleitung (36) bei End-Zweigleitungsverbindungen endet, die sich bezüglich des Einspeisungspunkts (38) an gegenüberliegenden Enden befinden, wobei mit jeder der Endverbindungen ein Streifen-Übertrager (50) verbunden ist und so gewählt ist, daß Reflexionen von den Endverbindungen durch entlang den Zweigleitungen (44) zwischen den Endverbindungen befindliche Elemente (30) zurückgestrahlt werden können.
  3. Mikrowellenantenne nach Anspruch 1, bei der die Elemente (30) rechtwinkelig sind und ihre Seiten sowohl zu einer benachbarten Zweigleitung (44) als auch zur Hauptleitung (36) parallel ausgerichtet sind.
  4. Mikrowellenantenne nach Anspruch 3, bei der die Elemente (30) in einem Abstand von benachbarten Zweigleitungen (44) liegen, Leiterbahnen jeweils die Elemente (30) mit benachbarten Zweigleitungen (44) verbinden, wobei die Größe der Bahnen die Leistungsmenge bestimmt, die von den benachbarten verbundenen Zweigleitungen (44) eingekoppelt wird.
  5. Mikrowellenantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 4, die wenigstens eine erste und eine zweite zentral im Abstand voneinander angeordnete Hauptleiterbahn (36) aufweist, die gegenseitig ausgerichtet sind; wobei die Zweigleitungen (44) an jeder Verbindungsstelle (42) zu gegenüberliegenden Seiten der Hauptleitungen (36) entlang einer Spalte von Elementen (30) verlaufen, mit denen die Zweigleitungen (44) verbunden sind; und wobei jede der Hauptleitungen (36) einen Einspeisungspunkt (38) besitzt.
  6. Mikrowellenantenne nach Anspruch 1, bei der die unterschiedlich großen Kopplungsleiter (54) unterschiedliche Breiten aufweisen.
  7. Mikrowellenantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der die Breite der Kopplungsleiter (54) mit zunehmendem Abstand von einem jeweils zugeordneten Einspeisungspunkt (38) zunimmt.
  8. Mikrowellenantenne nach Anspruch 1, bei der die Streifen-Übertrager (50) mit zugeordneten Verbindungsstellen (42) verbunden sind.
  9. Mikrowellenantenne nach Anspruch 1, ferner mit Verbindungsstreifen, die sich zwischen je einem strahlenden Element (30) und einer zugeordneten Zweigleitung (44) erstrecken, und mit zusätzlichen Impedanzwandlern (52) in den Zweigleitungen (44), die mit den jeweiligen Verbindungsstreifen verbunden sind.
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Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6271792B1 (en) 1996-07-26 2001-08-07 The Whitaker Corp. Low cost reduced-loss printed patch planar array antenna
EP0952459B1 (de) * 1998-04-23 2011-05-25 Volkswagen Aktiengesellschaft Vorrichtung zur Objekterfassung für Kraftfahrzeuge
DE19845568A1 (de) * 1998-04-23 1999-10-28 Volkswagen Ag Vorrichtung zur Objekterfassung für Kraftfahrzeuge
US6094172A (en) * 1998-07-30 2000-07-25 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army High performance traveling wave antenna for microwave and millimeter wave applications
US6100846A (en) * 1999-03-09 2000-08-08 Epsilon Lambda Electronics Corp. Fixed patch array scanning antenna
USH2028H1 (en) * 1999-07-22 2002-06-04 United States Of America Frequency-scan traveling wave antenna
US6313807B1 (en) * 2000-10-19 2001-11-06 Tyco Electronics Corporation Slot fed switch beam patch antenna
DE10052748A1 (de) * 2000-10-25 2002-05-29 Technisat Elektronik Thueringe Planarantenne mit verbesserter Richtcharakteristik
IL154525A (en) 2003-02-18 2011-07-31 Starling Advanced Comm Ltd Low profile satellite communications antenna
CN1922764B (zh) * 2004-05-27 2011-08-31 株式会社村田制作所 圆偏振微带天线和含有该天线的无线电通信设备
DE102004059915A1 (de) * 2004-12-13 2006-06-14 Robert Bosch Gmbh Radarsystem
IL171450A (en) * 2005-10-16 2011-03-31 Starling Advanced Comm Ltd Antenna board
IL174549A (en) * 2005-10-16 2010-12-30 Starling Advanced Comm Ltd Dual polarization planar array antenna and cell elements therefor
US7675466B2 (en) 2007-07-02 2010-03-09 International Business Machines Corporation Antenna array feed line structures for millimeter wave applications
CN101478079B (zh) * 2008-01-04 2012-10-10 华硕电脑股份有限公司 阵列天线以及使用其的电子装置
TWI389390B (zh) * 2008-01-04 2013-03-11 Asustek Comp Inc 陣列天線以及使用其之電子裝置
JP2009300102A (ja) 2008-06-10 2009-12-24 Denso Corp 方位検出装置、レーダ装置
JP4715871B2 (ja) * 2008-06-10 2011-07-06 株式会社デンソー 方位検出装置、レーダ装置
JP2010119045A (ja) * 2008-11-14 2010-05-27 Toshiba Corp アンテナ装置、レーダ装置
JP2010252188A (ja) * 2009-04-17 2010-11-04 Toyota Motor Corp アレーアンテナ装置
EP2423704B1 (de) 2009-04-23 2020-07-15 Mitsubishi Electric Corporation Radargerät und antennenvorrichtung
TWI430510B (zh) * 2009-10-28 2014-03-11 Richwave Technology Corp 天線陣列
US9755311B2 (en) 2012-05-29 2017-09-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Circularly polarized patch antennas, antenna arrays, and devices including such antennas and arrays
JP6035673B2 (ja) * 2012-10-30 2016-11-30 日立化成株式会社 電磁結合構造を有する多層伝送線路板及びアンテナモジュール
CA2831325A1 (en) 2012-12-18 2014-06-18 Panasonic Avionics Corporation Antenna system calibration
CA2838861A1 (en) 2013-02-12 2014-08-12 Panasonic Avionics Corporation Optimization of low profile antenna(s) for equatorial operation
CN105789870B (zh) * 2016-03-07 2018-12-11 哈尔滨工业大学 一种用于防撞雷达系统的宽带低副瓣微带天线阵列
EP3553879B1 (de) * 2016-12-07 2021-09-22 Fujikura Ltd. Antennenvorrichtung
CN108832307A (zh) * 2018-05-30 2018-11-16 华为技术有限公司 一种波束赋形天线
JPWO2021049102A1 (de) 2019-09-10 2021-03-18
TWI747457B (zh) * 2020-08-24 2021-11-21 智易科技股份有限公司 用於抑制旁波瓣的增益的天線

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2606271A1 (de) * 1975-02-17 1976-08-26 Secr Defence Brit Streifenleiter-antennenanordnung
US4203116A (en) * 1977-09-15 1980-05-13 International Standard Electric Corporation Microstrip antenna radiators with series impedance matching means
US4686535A (en) * 1984-09-05 1987-08-11 Ball Corporation Microstrip antenna system with fixed beam steering for rotating projectile radar system
US4899163A (en) * 1987-09-09 1990-02-06 Le Centre Regional D'Innovation et de Transfert de Technologie de Bretagne Loi Le Centre National de la Recherche Scientifique, Etablissement Public National a Caractere Scientifique et Technologiqu Microwave plate antenna in particular for Doppler radar
US4918457A (en) * 1985-12-20 1990-04-17 U.S. Philips Corporation Antenna formed of strip transmission lines with non-conductive coupling
US5017931A (en) * 1988-12-15 1991-05-21 Honeywell Inc. Interleaved center and edge-fed comb arrays
US5115245A (en) * 1990-09-04 1992-05-19 Hughes Aircraft Company Single substrate microwave radar transceiver including flip-chip integrated circuits

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4074270A (en) * 1976-08-09 1978-02-14 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Multiple frequency microstrip antenna assembly
US4079268A (en) * 1976-10-06 1978-03-14 Nasa Thin conformal antenna array for microwave power conversion
GB1529541A (en) * 1977-02-11 1978-10-25 Philips Electronic Associated Microwave antenna
US4766440A (en) * 1986-12-11 1988-08-23 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Triple frequency U-slot microstrip antenna
US4914445A (en) * 1988-12-23 1990-04-03 Shoemaker Kevin O Microstrip antennas and multiple radiator array antennas
JP3216649B2 (ja) * 1991-02-08 2001-10-09 株式会社光電製作所 レーダ用アンテナ装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2606271A1 (de) * 1975-02-17 1976-08-26 Secr Defence Brit Streifenleiter-antennenanordnung
US4203116A (en) * 1977-09-15 1980-05-13 International Standard Electric Corporation Microstrip antenna radiators with series impedance matching means
US4686535A (en) * 1984-09-05 1987-08-11 Ball Corporation Microstrip antenna system with fixed beam steering for rotating projectile radar system
US4918457A (en) * 1985-12-20 1990-04-17 U.S. Philips Corporation Antenna formed of strip transmission lines with non-conductive coupling
US4899163A (en) * 1987-09-09 1990-02-06 Le Centre Regional D'Innovation et de Transfert de Technologie de Bretagne Loi Le Centre National de la Recherche Scientifique, Etablissement Public National a Caractere Scientifique et Technologiqu Microwave plate antenna in particular for Doppler radar
US5017931A (en) * 1988-12-15 1991-05-21 Honeywell Inc. Interleaved center and edge-fed comb arrays
US5115245A (en) * 1990-09-04 1992-05-19 Hughes Aircraft Company Single substrate microwave radar transceiver including flip-chip integrated circuits

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CARVER, K.R. et al.: Microstrip Antenna Technology. In: GUPTA, K.C. et al.: Microstrip Antenna Design. Artech House, 1988, S. 13-35 -ISBN 0-89006-331-1 *
JAMES, J.R. et al.: Microstrip antennas and arrays. Pt. 2- New array-design technique. In: GUPTA, K.C. et al.: Microstrip Antenna Design. Artech House, 1988, S. 200-206 ISBN 0-89006-331-1 *
MOTTA CRUZ, E. et.al.: Broadside Printed Antenna Arrays Built With Dissymmetrical Subarrays. In: Electronic Letters, 28th February 1991, Vol. 27, No. 5, S. 425-426 *

Also Published As

Publication number Publication date
JPH08181537A (ja) 1996-07-12
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