DE19840242A1

DE19840242A1 - Ein hochisolierendes, doppelt-polarisierendes Antennensystem mit mikrostrip-gespeisten, öffnungsgekoppelten Flecken

Info

Publication number: DE19840242A1
Application number: DE19840242A
Authority: DE
Inventors: Thomas D Monte; Ronald J Brandau
Original assignee: Andrew AG; Andrew LLC
Current assignee: Commscope Technologies AG; Commscope Technologies LLC
Priority date: 1997-09-03
Filing date: 1998-09-03
Publication date: 1999-03-04
Also published as: CN1212482A; CN1155138C; US5945951A; BR9803329A

Description

Hintergrund der Erfindung

Basisstationen, die in drahtlosen Telekommunikationssystemen verwendet werden, haben die Fähigkeit, linear polarisierte, elek tromagnetische Signale zu empfangen. Diese Signale werden dann durch einen Empfänger in der Basisstation verarbeitet und in ein Telefonnetzwerk eingespeist. In der Praxis können dieselben Antennen, welche die Signale empfangen, auch benutzt werden, um Signale auszusenden, falls die gesendeten Signale hinsichtlich der empfangenen Signale auf unterschiedlichen Frequenzen liegen.

Drahtlose Telekommunikationssysteme leiden unter dem Problem des Mehrweg-Fadings. Diversity-Empfang wird oft benutzt, um das Problem schweren Mehrweg-Fadings zu überwinden. Eine Diversity- Technik verlangt mindestens zwei Signalwege, die dieselbe Infor mation tragen, aber unkorreliertes Mehrweg-Fading aufweisen. Ver schiedene Arten von Diversity-Empfang werden in Basisstationen in der Telekommunikationsindustrie verwendet, einschließlich Raum- Diversity, Richtungs-Diversity, Polarisations-Diversity, Fre quenz-Diversity und Zeit-Diversity. Ein Raum-Diversity-System empfängt Signale von unterschiedlichen Punkten im Raum und ver langt zwei Antennen, die durch einen signifikanten Abstand getrennt sind. Polarisations-Diversity verwendet orthogonale Polarisation, um unkorrelierte Pfade vorzusehen.

Wie in der Technik wohlbekannt ist, wird der Polarisations sinn oder -richtung einer Antenne von einer festen Achse aus gemessen, und kann je nach Systemanforderung unterschiedlich sein. Insbesondere kann der Polarisationssinn von vertikaler Polarisation (0 Grad) bis zu horizontaler Polarisation (90 Grad) reichen. Gegenwärtig sind die in den Systemen am meisten vorherr schenden Polarisationstypen diejenigen, die vertikale/horizontale oder +45°/-45°-Polarisation ("schiefe 45°") verwenden. Jedoch können andere Polarisationswinkel verwendet werden. Falls ein Antennensystem Signale mit zwei normalerweise orthogonalen Pola risationen empfängt oder sendet, sind sie als doppelt-polarisie rende Antennen bekannt.

Doppelt-polarisierende Antennen müssen eine bestimmte Anschluß-zu-Anschluß-Kopplungs- oder -Isolationsspezifikation erfüllen. Die typische Anschluß-zu-Anschluß-Isolationsspezifika tion ist -30 dB. Ferner werden viele doppelt-polarisierende Antennen mit Mikrostrip-Leitungen entworfen, die wegen der damit verbundenen geringen Herstellungskosten und dem gewünschten schlanken Profil mit öffnungsgekoppelten Strahlerflächen inte griert sind. Die vorliegende Erfindung legt eine Einrichtung offen, um die Anschluß-zu-Anschluß-Isolation von doppelt-pola risierenden Antennensystemen mit einigen einfachen, parasitären Kopplungsstreifen zu senken, welche auf der nichtstrahlenden Seite der tafelförmigen Antenne plaziert sind.

Allgemein müssen doppelt-polarisierende Antennen die -30 dB-Iso lationsspezifikation erfüllen, um vermarktbar zu sein. Die Nichterfüllung der Spezifikation bedeutet, daß der Systemintegra tor Filter höherer Leistung verwenden muß, die mehr kosten und den Antennengewinn schmälern. Die vorliegende Erfindung über windet diese Bedenken, weil sie die -30 dB-Isolationsspezifikation erfüllt.

Ferner ist der visuelle Eindruck von Basisstationstürmen auf Gemeinden zu einem sozialen Thema geworden. Es ist wünschenswert geworden, die Ausmaße dieser Türme zu reduzieren, und dadurch den visuellen Eindruck der Türme auf die Gemeinden zu verringern. Die Größe und Ausmaße der Türme kann durch Verwendung von Basissta tionstürmen mit weniger Antennen reduziert werden. Dies kann erreicht werden, falls doppelt-polarisierende Antennen und Pola risations-Diversity verwendet wird. Solche Systeme ersetzen Sys teme, die Raum-Diversity verwenden, welche Paare vertikal pola risierter Antennen benutzen. Einige Studien zeigen an, daß Pola risations-Diversity für städtische Umgebungen eine zu Raum-Diver sity gleichwertige Signalqualität vorsehen. Da die Mehrzahl der Basisstationsinstallationen in städtischen Umgebungen liegen, ist wahrscheinlich, daß doppelt-polarisierende Antennen an Stelle von Paaren von vertikal polarisierten Antennen benutzt werden.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist ein prinzipielles Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Antennenfeld vorzusehen, das aus Speisenetzwerken besteht, die mit orthogonal angeordneten Mikrostrip-Leitungen verbunden sind, und wobei mindestens einige dieser Mikrostrip-Leitungen parasi täre Kopplungsstreifen haben, die über mindestens einem Teil einer der Mikrostrip-Leitungen liegen.

Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, ein Antennenfeld vor zusehen, das doppelt-polarisierende Signale erzeugt.

Es ist ein anderes Ziel der Erfindung, ein Antennenfeld vor zusehen, das die Isolation zwischen der Summe eines Satzes gleich-polarisierter Signale und der Summe des orthogonalen Satzes von polarisierten Signalen verbessert.

Es ist noch ein anderes Ziel der Erfindung, ein Antennenfeld vorzusehen, das die Anzahl der Antennen minimiert, und dadurch eine ästhetisch gefallende Struktur von minimaler Größe und Aus maß vorzusehen.

Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, eine Anschluß-zu-An schluß-Isolationsspezifikation von angenähert -30 dB vorzuse hen.

Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, eine kom paktere, doppelt-polarisierende Antenne vorzusehen.

Es ist noch ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Antenne vorzusehen, welche die Fähigkeit einer angenähert -30 dB-Iso lation in einem Modell mit einer 85-Grad-Seitenbreite des Strahls halber Energie ("HPBW", half power beam width) hat.

Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Antenne vorzusehen, welche die Fähigkeit der Auslöschung resi dualer Kopplung des Antennensystems über einen parasitären Kopp lungsstreifen auf der nichtstrahlenden Seite der Platine hat, so daß die Nebenkeulen der Antenne nicht betroffen sind.

Diese und andere Ziele der Erfindung werden durch ein ver bessertes Antennensystem vorgesehen, daß ein Speisenetzwerk ent hält, welches mit orthogonal angeordneten Mikrostrip-Leitungen verbunden ist, und wobei mindestens einige dieser Mikrostrip- Leitungen parasitäre Kopplungsstreifen haben, die über mindestens einen Teil der Mikrostrip-Leitungen plaziert sind, und einen Strahlerflecken enthält, das nahe dem Platinenteil auf Abstands stücken angeordnet ist und erste elektromagnetische Felder erzeugt, welche Ströme in den parasitären Kopplungsstreifen erregen, die zweite elektromagnetische Felder erzeugen, welche die ersten elektromagnetischen Felder auslöschen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

In den begleitenden Zeichnungen ist:

Fig. 1a eine Aufsicht auf eine erste Seite einer Platine, die ein Speisenetzwerk und ein Paar von allgemein orthogonalen Mikro strip-Leitungen enthält;

Fig. 1b eine Aufsicht auf eine erste Seite einer Platine, die neun allgemein orthogonale Mikrostrip-Leitungen enthält;

Fig. 2a eine Aufsicht auf eine zweite Seite der Platine von Fig. 1a;

Fig. 2b eine Aufsicht auf eine zweite Seite der Platine von Fig. 1b;

Fig. 3a eine Aufsicht auf die Strahlerflecken und ihre kor respondierenden parasitären Flügel;

Fig. 3b eine Seitensicht, die einen von der Platine abgesetzt angeordneten Strahlerflecken zeigt;

Fig. 3c eine Seitensicht, die einen von der Platine von Fig. 2b abgesetzt angeordneten Strahlerflecken zeigt;

Fig. 3d eine teilweise Seitenschnittsdarstellung des Bügels von Fig. 1a;

Fig. 4a eine Aufsicht auf eine erste Seite einer Platine, die einen parasitären Kopplungsstreifen über einem orthogonalen Paar von Mikrostrip-Leitungen zeigt;

Fig. 4b eine Aufsicht auf eine erste Seite einer Platine, die einen parasitären Kopplungsstreifen über einem orthogonalen Paar von Mikrostrip-Leitungen zeigt;

Fig. 4c eine Aufsicht auf eine erste Seite einer Platine, die einen parasitären Kopplungsstreifen über einem orthogonalen Paar von Mikrostrip-Leitungen zeigt; und

Fig. 5 eine Schnittdarstellung entlang der Linie 5-5 von Fig. 4a.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Die vorliegende Erfindung ist nützlich in zellularen Kommu nikationssystemen. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung arbeitet im zellularen Frequenzband von 820 bis 960 MHz. Allgemein senden zellulare Telefone elektromagnetische Signale an eine Basisstation, die eine Vielzahl von Antennen enthält. Obgleich brauchbar in zellularen Basisstationen, kann die vorlie gende Erfindung auch in allen Arten von Antennensystemen verwen det werden.

Mit Bezug auf Fig. 1a und 1b wird eine doppelt-polarisierende Antenne 10 auf einer ersten Seite einer Platine ("PCB", printed circuit board) 12 gebildet. In einer Ausführungsform ist die Pla tine 12 etwa 0,062'' dick und hat eine dielektrische Konstante von 3,0. Eine Seite der Platine 12 enthält generell orthogonale Paare von Mikrostrip-Leitungen 13a-13i und ein Speisenetzwerk 14. Das Speisenetzwerk 14 verbindet die Mikrostrip-Leitungen 16 und 18, die jede eine Polarisation erzeugt. Die allgemein orthogonalen Mikrostrip-Leitungen speisen zwei Polarisationen, die orthogonal sind. So ist nicht kritisch, daß die Mikrostrip-Leitungen ortho gonal sind, sondern nur, daß die Mikrostrip-Leitungen zwei Pola risationen speisen, die orthogonal sind. Die in der Technik Bewanderten können unterschiedliche Konfigurationen von Mikro strip-Leitungen entwerfen, die zwei orthogonale Polarisationen erreichen. Deshalb wird die gegenwärtige Diskussion nur auf die veranschaulichten Ausführungsform fokussieren, bei der es Paare von allgemein orthogonalen Mikrostrip-Leitungen gibt.

In einer Ausführungsform der Erfindung endet die Antenne 10 in neun offenen, durch die Mikrostrip-Paare 16 und 18 veranschau lichten Schaltkreisen am Ende der Mikrostrip-Leitungen 16 und 18 bei 16a bzw. 18a. Die Mikrostrip-Leitungen 16 und 18 sind im Wesentlichen Spiegelbilder von einander. Jedoch kreuzen sich die Mikrostrip-Leitungen nicht. Statt dessen ist die Mikrostrip- Leitung 16 unterbrochen. Ein erster Teil der Mikrostrip-Leitung 16 ist über einen in Fig. 3d gezeigten Bügel mit einem zweiten Teil der Mikrostrip-Leitung 16 durch einen gelöteten Draht 20 verbunden, um einen Kontakt mit der Mikrostrip-Leitung 18 zu vermeiden. Jedoch sind andere Konfigurationen möglich, um die Leistung der Antenne zu optimieren.

Wie in Fig. 1b gezeigt, sind neun allgemein orthogonale Paare von Mikrostrip-Leitungen 13a, 13b, 13c, 13d, 13e, 13f, 13g, 13h und 13i in einem Feld angeordnet, um eine einzige Antenne zu bilden. Die Verzögerungsleitungen 32 führen zu den Mikrostrip- Leitungen und sehen eine Phasenverzögerung vor, so daß alle all gemein orthogonalen Paare von Mikrostrip-Leitungen in Phase sen den oder empfangen.

Mit Bezug auf Fig. 2a und 2b ist eine zweite Seite der Pla tine 12, außer dem Platinenabschnitt 22, durch eine dünne Schicht aus leitendem Material, wie etwa Kupfer, bedeckt. Das Platinen feld 22 ist eine nichtleitende Fläche, die durch Entfernen des Kupfers aus einem Bereich in der Form eines vierblättrigen Klee blatts auf der Platine gebildet ist. Der Bereich erstreckt sich vom Zentrum des kleeblattförmigen Bereichs bis zu den vier drei eckigen Feldern 21a-21d. Zusätzlich sind die Schlitze 38 eben falls nichtleitende Bereiche, die durch Entfernen des Kupfers von der zweiten Seite der Platine 12 gebildet sind. Das elektromagne tische Signal koppelt durch das Platinenfeld 22 hindurch und erregt einen leitenden, strahlenden Flecken 24, der von der Pla tine abgesetzt auf Abstandsstücken 26 angeordnet sind, und beide werden in Fig. 3b und 3c gezeigt. In einer anderen Ausführungs form können die Abstandsstücke 26 durch einen dielektrischen Schaumstoff ersetzt werden. Es gibt eine bestimmte Menge elektro magnetischer Kopplung zwischen den Öffnungen 38 des Platinenfelds 22 wegen des verwendeten asymmetrischen Speisenetzwerks.

In Fig. 3a und 3b wird eine Aufsicht bzw. eine Seitensicht der strahlenden Flecken 24 gezeigt. Fig. 3b zeigt auch ein Koaxialkabel, das die Antenne mit einem Sender oder Empfänger elektrisch verbindet. In Fig. 3a sind parasitäre Flügel 34 gezeigt. Die parasitären Flügel 24 sind an der Platine 12 mit plastischen Trägern 26 befestigt, die in der Seitensicht von Fig. 3c gezeigt werden. Der in der Seitensicht von Fig. 3c und in der Aufsicht von Fig. 3a gezeigte, strahlende Flecken 24 verdeckt das in Fig. 2a gezeigte Platinenfeld 22. Die in Fig. 3c und 3a gezeigten, parasitären Flügel 34 sorgen für einen breiteren Strahl. So sorgen die parasitären Flügel 34 für das breitere 85-Grad-Seiten-HPBW-Modell. Jedoch bringt die Einführung von para sitären Flügeln 34 ein Isolationsproblem für das Antennensystem mit sich. Dieses Isolationsproblem kann nicht durch konventio nelle Drahtkonfigurationen anderer tafelförmiger Antennen kompen siert werden. Deshalb verlangt die Einführung der parasitären Flügel 34 die Einführung des parasitären Streifens 30, um die Restkopplung des Antennensystems auszulöschen und eine Isolation von -30 dB zu erreichen.

In Fig. 4a ist die erste Seite der Platine 12 dargestellt und der parasitäre Kopplungsstreifen 30 ist über die Mikrostrip- Leitungen 16 und 18 plaziert. Die erste Seite der Platine 12 ist die nichtstrahlende Seite. Deshalb verändert die Einführung der parasitären Kopplungsstreifen 30 nicht die Nebenkeulen der vor liegenden Antenne. Dies ist anders als die Wirkung, die parasi täre Drähte auf die Nebenkeulen von Antennen haben, die solche Drähte für die Isolation verwenden. Antennen, die parasitäre Drähte verwenden, plazieren sie auf der strahlenden Seite der Antenne und deshalb tragen die Drähte zur Verzerrung der Neben keulen der Antenne bei. Dieser Nachteil wird durch die Verwendung der parasitären Kopplungsstreifen 30 überwunden.

Der parasitäre Kopplungsstreifen 30 ist aus demselben dielek trischen Platinenmaterial hergestellt, aus dem die Platine 12 hergestellt ist, mit einem leitenden Material, wie Kupfer, auf nur einer Seite. In einer Ausführungsform ist der parasitäre Kopplungsstreifen 30 3,125'' lang und 0,250'' breit. Wie in Fig. 4a gezeigt, ist der parasitäre Kopplungsstreifen 30 über die Mikro strip-Leitungen 16 auf der Verzögerungsleitungsseite der über brückten Kreuzung der Mikrostrip-Leitungen plaziert. In dieser Ausführungsform ist der parasitäre Kopplungsstreifen 30 an der Platine 12 mit zwei Nylon-Schrauben 42 angebracht, die durch die zwei auf dem parasitären Kopplungsstreifen 30 in Fig. 4a-4c gezeigten Löcher gehen. Diese Schrauben 42 sind durch zwei Mut tern 44 auf der zweiten Seite der Platine 12 gesichert, wie in Fig. 5 gezeigt. Die parasitären Kopplungsstreifen 30 sitzen auf den Mikrostrip-Leitungen 16 und 18 auf, wie in Fig. 5 gezeigt. Jedoch sind die parasitären Kopplungssteifen 30 in einer anderen Ausführungsform auf der Platine 12 mit einem Kleber befestigt, so daß die zwei Löcher 40 in dem in Fig. 4a-4c gezeigten, parasi tären Kopplungsstreifen 30 entbehrlich sind. Die parasitären Kopplungsstreifen 30 sind mit der Kupferseite von den Mikrostrip- Leitungen 16 und 18 weg angeordnet. Das Signal wird von einer Polarisation auf die andere gekoppelt, ohne den Umkehrverlust ("VSWR", voltage standing wave ratio, Spannungsstehwellenverhält nis) des Fleckens 24 zu verschlechtern. Auf diese Weise verbes sert die vorliegende Erfindung die Anschluß-zu-Anschluß-Isolation der Antenne des 85-Grad-Seiten-HPBW-Modells um angenähert -8 dB von -19 dB auf -27,5 dB. Zusätzlich hat die vorliegende Erfindung keinen Metall-zu-Metall-Kontakt, der den Intermodulationsverzer rungspegel ("IMD", Inter-Modulation Distortion) der Antenne ver schlechtern kann.

Ferner kann die Anordnung der parasitären Kopplungsstreifen verändert werden, und dabei können dennoch die Ziele der Erfin dung eingehalten werden. Z.B. kann der parasitäre Kopplungsstrei fen in einer Ausführungsform über die beiden Mikrostrip-Leitungen auf der Verzögerungsleitungsseite der überbrückten Kreuzung der Mikrostrip-Leitungen angeordnet werden, wie oben beschrieben und in Fig. 4a gezeigt. In einer anderen Ausführungsform kann der parasitäre Kopplungsstreifen über der überbrückten Kreuzung der zwei Mikrostrip-Leitungen angeordnet werden, wie in Fig. 4b gezeigt. In einer noch anderen Ausführungsform kann der parasi täre Kopplungsstreifen über die zwei Mikrostrip-Leitungen auf der Seite gegenüber der Verzögerungsleitungsseite angeordnet werden, wie in Fig. 4c gezeigt.

Als nächstes wird der Betrieb des oben beschriebenen Anten nensystems unten im Detail beschrieben.

Die Geometrie der allgemein orthogonalen Paare von Mikro strip-Leitungen bestimmt die Strahlungscharakteristik, die Strahlbreite und die Impedanz der Antenne 10. Ferner kann das hier beschriebene Speisenetzwerk und das Paar von Mikrostrip- Leitungen sowohl als Sender als auch als Empfänger unter der Voraussetzung arbeiten, daß das gesendete Signal auf einer unterschiedlichen Frequenz wie das empfangene Signal liegt.

Damit Ströme induziert werden, ist der parasitäre Kopplungs streifen 30 leitend. Eine auf das Antennenfeld einfallende, pri märe elektromagnetische Welle oder Feld induziert Ströme auf den Oberflächen der Mikrostrip-Leitungen 16 und 18 und auf dem para sitären Kopplungsstreifen 30. Diese induzierten Ströme erzeugen ein schwächeres sekundäres Feld, das sich mit dem primären elek tromagnetischen Feld vereinigt. Ein Gleichgewichtszustand stellt sich derart ein, daß das endgültige elektromagnetische Feld unterschiedlich zum primären elektromagnetischen Feld ist. Die Dimension und Position der parasitären Kopplungsstreifen 30 sind Faktoren, die das endgültige Feld bestimmen. Mit anderen Worten: die verbesserte Isolation der vorliegenden Erfindung wird durch Ströme erreicht, die auf dem parasitären Kopplungsstreifen 30 erregt werden, und die Energie zurückstrahlen, welche die Energie auslöscht, die von einer Polarisation auf die andere überkoppelt, was dazu führt, daß die Isolation zu einem Minimum wird.

Die parasitären Kopplungsstreifen werden über mindestens einigen der allgemein orthogonalen Paare von Mikrostrip-Leitungen des Antennenfelds 10 plaziert. Jedoch werden parasitäre Kopp lungsstreifen nicht notwendigerweise über jedem orthogonalen Paar von Mikrostrip-Leitungen in dem Feld plaziert. Vielmehr wird ein Netzwerkanalysator benutzt, um die optimale Zahl und Positionie rung der parasitären Kopplungsstreifen zu bestimmen. Insbesondere wird der Netzwerkanalysator derart angewendet, daß die Isolation einer jeden gegebenen Konfiguration der Strahlerflächen und para sitären Kopplungsstreifen gemessen werden kann. In der Ausfüh rungsform von Fig. 1b werden drei der neun allgemein orthogonalen Paare von Mikrostrip-Leitungen mit parasitären Elementen gezeigt.

Die parasitären Kopplungsstreifen werden so angeordnet, daß sie keine unpassenden Nebenwirkungen wie etwa Verschlechterung des Umkehrverlustes ("VSWR") bewirken, noch daß die parasitären Kopplungsstreifen das normale Abstrahlungsmuster des Antennen felds unpassend stören.

Zwei beispielhafte Modelle wurden getestet, um die seitliche Strahlbreite halber Leistung ("HPBW") zu bestimmen. In dem ersten Test wurde für das Modell mit 68-Grad-Seitenstrahlbreite halber Leistung eine Restkopplung von -23 dB zwischen den Anschlüssen 28 des Platinenfelds 22 von Fig. 2a-2c gemessen. Die Einführung eines parasitären Kopplungsstreifens 30 verbesserte die Restkopp lung zwischen den Anschlüssen 28 des Platinenfelds 22 von -23 dB auf -30 dB.

Im Gegensatz dazu ergab der zweite Test, daß das 85-Grad- Seiten-HPBW-Modell eine viel höhere Kopplung zeigte, angenä hert -19 dB. Die vorliegende Erfindung verbessert die Anschluß-zu-An schluß-Isolation einer Antenne des 85-Grad-Seiten-HPBW-Modells um angenähert -8 dB, von -19 dB auf -27,5 dB. Darüber hinaus wurde die verbesserte Isolation beim 68-Grad-Modell auch unter Verwendung des parasitären Kopplungsstreifens der vorliegenden Erfindung erreicht. Der parasitäre Kopplungsstreifen 30 wird nahe dem Strahlerflecken 24 angeordnet, so daß Energie von einer Pola risation auf die andere gekoppelt wird und die Restkopplung des Antennensystems auslöscht. Ferner koppelt der parasitäre Kopp lungsstreifen 30 das elektromagnetische Signal zwischen den Pola risationen ohne den Umkehrverlust ("VSWR") des Strahlerfleckens 24 nachteilig zu beeinflussen. Falls der Umkehrverlust des Strah lerfleckens 24 verschlechtert wird, wird die Antennenverteilung auch verschlechtert, und so wird der Antennengewinn verringert und die Nebenkeulen vergrößert. Die vorliegende Erfindung über windet diese Nachteile. Ferner verschlechtert der parasitäre Kopplungsstreifen 30 der vorliegenden Erfindung nicht den Kreuz polarisationspegel der Antenne.

So wird ein doppelt-polarisierendes Antennenfeld vorgesehen, das Speisenetzwerke enthält, die mit orthogonal angeordneten Mikrostrip-Leitungen verbunden sind, und mindestens einige dieser Mikrostrip-Leitungen haben parasitäre Kopplungsstreifen, die über mindestens einen Teil der Mikrostrip-Leitungen plaziert sind. Das sich ergebende Antennenfeld erzeugt doppelt-polarisierte Signale, verbessert die Isolation zwischen der Summe eines Satzes von gleich-polarisierten Signalen und der Summe des orthogonalen Satzes der polarisierten Signale, minimiert die Anzahl der erfor derlichen Antennen, wodurch eine ästhetisch gefallende Struktur vorgesehen wird, erreicht eine Anschluß-zu-Anschluß-Isolations spezifikation von angenähert -30 dB, bietet eine kompaktere doppelt-polarisierte Antenne, ergibt eine Antenne mit angenä hert -30 dB Isolation in einem 85-Grad-Seiten-Strahlbreiten-("HPBW")-Mo dell und bietet eine Antenne, bei der die Restkopplung des Antennensystems über einen parasitären Kopplungsstreifen auf der nichtstrahlenden Seite der Platine ausgelöscht wird, so daß die Nebenkeulen der Antenne nicht beeinflußt sind.

Während die vorliegende Erfindung mit Bezug auf eine oder mehrere Ausführungsformen beschrieben wurde, werden die in der Technik Bewanderten erkennen, daß viele Veränderungen dabei durchgeführt werden können, ohne vom Geist und Umfang der vorlie genden Erfindung abzuweichen.

Claims

1. Doppelt-polarisierendes Antennensystem auf einer Schaltungs platine, das enthält:
eine Vielzahl von orthogonal plazierten Mikrostrip-Leitungen;
eine Vielzahl von parasitären Kopplungselementen;
ein Speisenetzwerk, das mit der Vielzahl von orthogonal pla zierten Mikrostrip-Leitungen verbunden ist, wobei bei mindestens einigen der Mikrostrip-Leitungen ausgewählte der Vielzahl von parasitären Kopplungsstreifen über mindestens einem Teil der Mikrostrip-Leitungen plaziert sind, und die Mikrostrip-Leitungen elektromagnetische Signale empfangen;
ein Platinenteil, das mit einer dünnen Schicht aus leitendem Material bedeckt ist; und
einem Strahlerflecken, der nahe dem Platinenteil mit Abstandseinrichtungen angebracht ist, wobei die elektromagneti schen Signale durch das Platinenteil hindurchgekoppelt werden und den Strahlerflecken erregen, und wobei der Strahlerflecken erste elektromagnetische Felder erzeugt, die Ströme in den parasitären Kopplungsstreifen erregen, welche wiederum zweite elektromagne tische Felder erzeugen, die die ersten elektromagnetischen Felder auslöschen.

2. Doppelt-polarisierendes Antennensystem nach Anspruch 1, wobei die Abstandseinrichtung aus Schaumstoff besteht.

3. Doppelt-polarisierendes Antennensystem nach Anspruch 1, wobei die Abstandseinrichtung aus einer Vielzahl von Abstandsstücken besteht.

4. Doppelt-polarisierendes Antennensystem nach Anspruch 1, wobei die Mikrostrip-Leitungen als orthogonale Paare angeordnet sind.

5. Doppelt-polarisierendes Antennensystem nach Anspruch 1, wobei die Platinenteile aus Kupfer bestehen.

6. Doppelt-polarisierendes Antennensystem nach Anspruch 1, das ferner parasitäre Flügel enthält, die mit der Schaltungsplatine gekoppelt sind.

7. Verfahren zum Senden und Empfangen von elektromagnetischen Signalen, das die Schritte enthält:
Vorsehen einer Vielzahl von orthogonal plazierter Mikrostrip- Leitungen;
Vorsehen einer Vielzahl von parasitären Kopplungsstreifen;
Vorsehen eines Speisenetzwerks, das mit der Vielzahl von orthogonal plazierter Mikrostrip-Leitungen verbunden ist;
Plazieren ausgewählter der parasitären Kopplungsstreifen über mindestens einem Teil von einigen der Mikrostrip-Leitungen;
Vorsehen eines Platinenteils und Bedecken des Platinenteils mit einer dünnen Schicht aus leitendem Material;
Vorsehen eines Strahlerflecken und Anordnen des Strahler fleckens nahe dem Platinenteil unter Verwendung einer Vielzahl von Abstandsstücken;
Zuführen elektromagnetischer Signale zu den Mikrostrip- Leitungen;
Koppeln der elektromagnetischen Signale durch das Platinen teil und Erregen des Strahlerfleckens;
Erzeugen erster elektromagnetischer Felder als Reaktion auf die Erregung;
Erregung von Strömen mit den ersten elektromagnetischen Fel dern in dem parasitären Kopplungsstreifen;
Erzeugen zweiter elektromagnetischer Felder mit den Strömen;
Auslöschen der ersten elektromagnetischen Felder mit den zweiten elektromagnetischen Feldern.

8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Mikrostrip-Leitungen in orthogonalen Paaren angeordnet sind.

9. Verfahren nach Anspruch 7, das ferner den Schritt zur Bestim mung der optimalen Anzahl und Positionierung der parasitären Kopplungsstreifen enthält.

10. Doppelt-polarisierende Antenne, die enthält:
eine Schaltungsplatine mit erster und zweiter Seite, wobei die erste Seite eine Vielzahl von orthogonal plazierten, ersten und zweiten Mikrostrip-Leitungen enthält, die Mikrostrip-Leitun gen in orthogonalen Paaren plaziert sind und die erste Mikro strip-Leitung zwei Abschnitte enthält, die über eine Schal tungsbrücke miteinander verbunden sind;
eine Vielzahl von parasitären Kopplungsstreifen;
ein Speisenetzwerk, das mit der Vielzahl von orthogonal pla zierten Mikrostrip-Leitungen verbunden ist, und wobei bei min destens einigen der Mikrostrip-Leitungen ausgewählte der Vielzahl von parasitären Kopplungsstreifen über mindestens einen Teil der Mikrostrip-Leitungen plaziert sind, und wobei die Mikro strip-Leitungen elektromagnetische Signale empfangen;
eine zweite Seite der Schaltungsplatine einen Platinenteil enthält, der mit einer dünnen Schicht aus Kupfer bedeckt ist;
parasitäre Flügel, die mit der Schaltungsplatine gekoppelt sind;
einen Strahlerflecken, der nahe dem Platinenteil durch eine Vielzahl von Abstandsstücken angebracht ist, und die elektromag netischen Signale durch den Platinenteil hindurch koppeln und den Strahlerflügel erregen, der Strahlerflügel erste elektromagneti sche Felder erzeugt, die ersten elektromagnetischen Felder Ströme in den parasitären Kopplungsstreifen erregen, diese Ströme zweite elektromagnetische Felder erzeugen und die zweiten elektromagne tischen Felder die ersten elektromagnetischen Felder auslöschen; und
wobei die erreichte Anschluß-zu-Anschluß-Isolation angenähert -30 dB ist.