DE19850895A1

DE19850895A1 - Microwave antenna with optimized coupling network

Info

Publication number: DE19850895A1
Application number: DE1998150895
Authority: DE
Inventors: Walter Gerhard
Original assignee: PATES TECH PATENTVERWERTUNG
Current assignee: PATES TECH PATENTVERWERTUNG
Priority date: 1998-11-05
Filing date: 1998-11-05
Publication date: 2000-05-11
Also published as: AU5035599A; WO2000028623A1

Abstract

The invention relates to a microwave antenna with radiation elements and a coupling network (1) connecting the radiation elements to a coupling point (2), the radiation elements being arranged in columns (Sp) and rows (Z). The conduction paths (4, 5) of the coupling network (1) are located essentially parallel to the columns (Sp) and rows (Z), the length of the conduction path between each radiation element and the coupling point (2) being essentially equal. At least one radiation element situated physically the furthest away from the coupling point (2) is connected to the coupling point respectively by an essentially linear waveguide of the coupling network (1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Mikrowellenantenne mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruch 1.The invention relates to a microwave antenna with the Features of the preamble of claim 1.

Es sind zahlreiche Ausführungsformen von Planarantennen mit den unterschiedlichsten Technologien bekannt.There are numerous embodiments of planar antennas known with the most diverse technologies.

Um einen möglichst hohen Flächenwirkungsgrad zu erzielen, ist das Leitungsnetzwerk auf eine gleichmäßige Amplitu den-und Phasenverteilung, d. h. gleichberechtigte Ankopp lung aller Strahlungselemente, auszulegen. Zudem sind die Abstände der einzelnen Strahlungselemente untereinander zur Erzielung eines maximalen Flächenwirkungsgrades zu optimieren. Bei den heute verwendeten Leitungstechnologi en ist eine gewisse Dämpfung pro Längeneinheit bei dem Kopplungsnetzwerk nicht zu vermeiden, die sich aus metal lischen Leitungsverlusten und dielektrischen Verlusten zusammensetzt. In order to achieve the highest possible surface efficiency, is the line network to an even amplitude the and phase distribution, d. H. equal coupling all radiation elements. They are also Distances between the individual radiation elements to achieve a maximum area efficiency optimize. With the line technology used today en is a certain damping per unit length in the Coupling network can not be avoided, which is made of metal cable losses and dielectric losses put together.

Aus der EP 0 215 240 B1 ist eine gattungsgemäße Antenne in planarer Ausführung bekannt, bei der Strahlungselemen te in Spalten und Reihen angeordnet sind, wobei die Wel lenleitungen des Kopplungsnetzwerks im wesentlichen pa rallel zu den Zeilen und Spalten angeordnet sind. Die Strahlungselemente sind alle mit der selben Wellenleiter länge am Kopplungspunkt angeschlossen.A generic antenna is known from EP 0 215 240 B1 known in planar design, in the radiation elements te are arranged in columns and rows, the Wel oil lines of the coupling network essentially pa are arranged parallel to the rows and columns. The Radiation elements are all with the same waveguide length connected to the coupling point.

Aus der DE 28 03 900 A1 ist ebenfalls eine Mikrowellenan tenne bekannt, bei der Antennenelemente ebenfalls in Spalten und Zeilen angeordnet sind und über ein Kopp lungsnetzwerk mit einem Kopplungspunkt in Verbindung sind. Das verwendete Kopplungsnetzwerk verbindet die An tennenelemente zwar phasengleich, die einzelnen Anten nenelemente sind jedoch nicht mit der gleichen Wellenlei terlänge mit dem Kopplungspunkt in Verbindung. Aufgrund der ungleichen Wellenleiterlänge wird die Frequenzband breite des Netzwerkes und damit der Antenne stark einge schränkt. Ein derartiges Kopplungsnetzwerk ist zudem un geeignet, sofern Blenden ober- und unterhalb der Anten nenelemente angeordnet werden, da in diesem Fall die Lei tungen des Kopplungsnetzwerks den Blendenraum durchqueren würden.A microwave is also known from DE 28 03 900 A1 tenne known, also in the antenna elements Columns and rows are arranged and over a Kopp Network with a coupling point in connection are. The coupling network used connects the An tennenelemente in phase, the individual anten However, elements are not of the same waveguide length in connection with the coupling point. Because of the uneven waveguide length becomes the frequency band width of the network and thus the antenna limits. Such a coupling network is also un suitable, as long as panels above and below the antenna nenelemente be arranged because in this case the Lei connections of the coupling network cross the aperture area would.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Mikrowellenantenne be reitzustellen, bei der eine möglichst große Anzahl von Strahlungselementen bzw. Antennenelementen mittels eines Kopplungsnetzwerkes an einem Kopplungspunkt angeschlossen sind, wobei die Wellenleitungslänge zwischen jedem Strah lungs- bzw. Antennenelement und dem Kopplungspunkt im we sentlichen gleich groß ist.The object of the invention is to be a microwave antenna in which as many as possible Radiation elements or antenna elements by means of a Coupling network connected to a coupling point where the length of the waveguide between each beam tion or antenna element and the coupling point in the we is substantially the same size.

Erfinderisch wird diese Aufgabe durch eine Mikrowellenan tenne mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Mikrowellenantenne ergeben sich durch die Merkmale der Unteransprüche.This task is invented by a microwave tenne solved with the features of claim 1. Further advantageous embodiments of the invention Microwave antenna result from the characteristics of Subclaims.

Die erfindungsgemäße Mikrowellenantenne ist vorzugsweise eine Planarantenne, bei der das Kopplungsnetzwerk und/oder die Strahlungselemente mittels gedruckter Schal tungstechnik, der Hohlleitertechnik oder einer Kombinati on aus beiden vorgenannten Techniken, realisiert ist/sind. Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Strah lungselemente und des Kopplungsnetzwerks kann eine maxi male Anzahl von Strahlungselementen bei einer minimalen Leiterbahnlänge unter Beibehaltung einer im wesentlichen Parallelspeisung der Strahlungselemente zwischen Kopp lungspunkt und den einzelnen Strahlungselementen, sowie bei vorgegebenen Abständen zwischen den zueinander be nachbarten Strahlungselementen, realisiert werden. Es hat sich gezeigt, daß bei den zum Stand der Technik zu zäh lenden Antennen, daß Verhältnis von maximaler Leitungs länge zwischen einem Strahlungselement und dem Aus kopplungspunkt zu der Anzahl der mittels des Kopplungs netzwerks versorgten Strahlungselemente nicht optimal ist. Ein optimales Verhältnis zwischen maximaler Lei tungslänge und Anzahl der Strahlungselemente garantiert jedoch, daß die durch das Kopplungsnetzwerk verursachten Verluste in Relation zu der Anzahl der Strahlungselemente minimal sind.The microwave antenna according to the invention is preferred a planar antenna in which the coupling network and / or the radiation elements by means of a printed scarf tion technology, waveguide technology or a combination on from both of the aforementioned techniques is / are. The arrangement of the beam according to the invention tion elements and the coupling network can a maxi Male number of radiation elements with a minimum Trace length while maintaining an essentially Parallel feeding of the radiation elements between Kopp point and the individual radiation elements, as well at predetermined distances between each other neighboring radiation elements can be realized. It has It has been shown that the state of the art is too tough lend antennas that ratio of maximum line length between a radiation element and the end coupling point to the number of using the coupling network-supplied radiation elements are not optimal is. An optimal ratio between maximum lei length and number of radiation elements guaranteed however, that those caused by the coupling network Losses in relation to the number of radiation elements are minimal.

Bei der erfindungsgemäßen Mikrowellenantenne ist die ma ximale Leitungslänge durch die geometrische Entfernung zwischen dem Kopplungspunkt und dem vom Kopplungspunkt am weitesten entfernten Strahlungselement bestimmt. Der Kopplungspunkt befindet sich vorteilhaft im Zentrum der Strahlungselemente. Alle Strahlungselemente sind mittels einer geometrisch gleichlangen Leitungslänge an den Kopp lungspunkt phasengleich angekoppelt. In the microwave antenna according to the invention, the ma ximal cable length due to the geometric distance between the coupling point and that of the coupling point on most distant radiating element. The Coupling point is advantageously in the center of the Radiating elements. All radiation elements are by means of a geometrically equal length of cable to the coupler point coupled in phase.

Sofern die Summe der Strahlungselemente ein Quadrat bild, ist das Verhältnis Leitungslänge zu Anzahl der Strahlungselemente optimal, wobei die Leitungslänge unge fähr gleich 1/42 mal der Kantenlänge des Quadrats ist. Bei den zum Stand der Technik gehörenden Antennen, z. B. der aus der EP 0 215 240 B1 bekannten Antenne, bei der die Strahlungselemente ebenfalls im Quadrat angeordnet und alle mit der gleichen Leitungslänge an den Kopplungspunkt angekoppelt sind, ist dagegen die Leitungslänge ungefähr gleich der Kantenlänge des Quadrats. Bei der erfindungs gemäßen Mikrowellenantenne verkürzt sich somit vorteil haft die Leitungslänge um den Faktor √2. Das bedeutet, daß bei gleicher Leitungslänge die Anzahl der Strahlung selemente verdoppelt werden kann.If the sum of the radiation elements is a square picture, is the ratio of cable length to number of Radiation elements optimal, with the cable length unsung is equal to 1/42 times the edge length of the square. In the antennas belonging to the prior art, for. B. the antenna known from EP 0 215 240 B1, in which the radiation elements are also arranged in a square and all with the same cable length to the coupling point are coupled, however, the cable length is approximate equal to the edge length of the square. In the invention according microwave antenna is thus shortened advantageously the cable length by a factor of √2. That means, that with the same cable length the number of radiation elements can be doubled.

Die erfindungsgemäße Mikrowellenantenne läßt sich aus ei ner bereits bestehenden Antennenkonfiguration heraus ent wickeln. Nimmt man z. B. die Antenne der EP 0 215 240 B1 oder der DE 197 12 510, so erhält man die erfindungsgemä ße Mikrowellenantenne, in dem an jede Seite der bekannten Antenne ein gleichschenkliges Dreieck angesetzt wird, derart, daß die Fläche der ursprünglichen quadratischen Antenne insgesamt verdoppelt wird und die neue Antennen fläche ein um 45° gedrehtes Quadrat ist. Die Leitungslän ge entspricht bereits der Leitungslänge der erfindungsge mäßen Antenne und beträgt ungefähr der Hälfte der Diago nalen des neu gebildeten Quadrats. Die ursprüngliche An tenne, findet sich somit vollständig in der erfindungsge mäßen Antenne wieder. Die Anordnung der Strahlungselemen te bleibt bestehen und wird auf die gesamte Fläche der neuen Antenne ausgedehnt. Damit eine optimale gleichmäßi ge Aperturbelegungsfunktion erzielt wird, werden die Strahlungselemente über möglichst symmetrische Leistungs teiler mit dem zentralen Kopplungspunkt verbunden. The microwave antenna according to the invention can be found in egg already existing antenna configuration wrap. If you take z. B. the antenna of EP 0 215 240 B1 or DE 197 12 510, so you get the invention ß microwave antenna in which on each side of the known Antenna is an isosceles triangle, such that the area of the original square Antenna is doubled overall and the new antennas area is a square rotated by 45 °. The line length ge already corresponds to the line length of the fiction antenna and is about half the diago nals of the newly formed square. The original To threshing floor is thus found entirely in the fiction moderate antenna again. The arrangement of the radiation elements te remains and is spread over the entire area of the extended new antenna. So that an optimal even ge aperture assignment function is achieved, the Radiation elements over as symmetrical power as possible divider connected to the central coupling point.

Bei den genannten und zum Stand der Technik gehörenden Antennen sind die Strahlungselemente über zwei Hauptstränge an den Kopplungspunkt angeschlossen. Um sämtliche Strahlungselemente mit dem Kopplungspunkt zu verbinden, müssen bei der erfindungsgemäßen Antenne min destens vier im wesentlichen geradlinig angeordnete Hauptstränge vorgesehen werden. Vorteilhaft können dabei die wesentlichen Strukturen des ursprünglichen Kopplungs netzwerkes übernommen werden. Jeder der vier Hauptstränge verbindet die in den Ecken des neuen Quadrats angeordne ten Strahlungselemente mit dem Kopplungspunkt. Diese sind räumlich am weitesten vom Kopplungspunkt entfernt, haben jedoch die gleiche Wellenleiterlänge wie die räumlich am dichtesten zum Kopplungspunkt angeordneten Strahlungsele mente.With those mentioned and belonging to the state of the art Antennas are the radiation elements over two Main lines connected to the coupling point. Around all radiation elements with the coupling point connect, min at least four arranged essentially in a straight line Main strands are provided. Can be advantageous the main structures of the original coupling network. Each of the four main strands connects the ones in the corners of the new square radiating elements with the coupling point. These are spatially farthest from the coupling point however, the same waveguide length as the spatially the closest radiation element to the coupling point ment.

Sofern die Grundfläche der erfindungsgemäßen Mikrowellen antenne kein Quadrat sondern ein Vieleck mit mehr als 4 Ecken ist, kann eine der Eckenanzahl entsprechende Zahl von Hauptsträngen vorgesehen werden. Es sind selbstver ständlich auch Teilflächen eines Quadrats, insbesondere auch Dreieck-Grundformen denkbar. Bei all diesen letztge nannten Flächen ist jedoch das Verhältnis von maximaler Leitungslänge und Anzahl der Strahlungselemente nicht un bedingt optimal. Da jedoch oft die äußere Form der Anten ne durch zusätzliche Randbedingungen, wie z. B., daß Design oder beschränkte räumliche Verhältnisse vorgegeben ist, ist oftmals ein derartiges Optimum nicht möglich. Durch die Reduzierung der Leitungslänge können jedoch vorteil haft die Leitungsverluste reduziert werden, wodurch eine geringfügige Reduzierung der Anzahl der Strahlungselemen te die Performance der Antenne nicht entscheidend beein flußt.If the base of the microwaves according to the invention antenna not a square but a polygon with more than 4 Corners, can be a number corresponding to the number of corners of main strands. They are self-confident of course also partial areas of a square, in particular basic triangle shapes are also conceivable. With all of these last named areas is the ratio of maximum Line length and number of radiation elements not un conditionally optimal. However, since the external shape of the antenna ne by additional boundary conditions, such as. B. that design or limited spatial conditions are given, such an optimum is often not possible. By however, reducing the line length can be beneficial line losses are reduced, thereby creating a slight reduction in the number of radiation elements did not significantly affect the performance of the antenna flows.

Da die Strahlungselemente einerseits selber geometrisch ausgedehnt sind, aber andererseits möglichst dicht zuein ander plaziert werden können, muß ein geeignetes Kopp lungsnetzwerk geschaffen werden, welches den verbleiben den geometrischen Raum zwischen den Strahlungselementen optimal nutzt. Hierbei muß eine Beeinflussung der Leitun gen des Netzwerkes untereinander vermieden werden. Ein derartiges Netzwerk ist aus der DE 197 12 510 bekannt. Durch das serielle Ankoppeln zweier benachbarter Strah lungselemente wird vorteilhaft eine Reduzierung der An zahl der Verbindungsleitungen erzielt. Hierbei werden zwei benachbarte Strahlungselemente von den sich zuge wandten Seiten her mit einer Phasendifferenz von 180° an geregt. Auch ein derartiges Kopplungsnetzwerk kann in ei ner erfindungsgemäßen Mikrowellenantenne verwendet wer den. Die Leitungslänge der Speiseleitungen vom Kopplungs punkt zum anregenden Streifenleiter unterscheidet sich lediglich um die Wellenleitungslänge, die benötigt wird, um die entsprechend gewünschte Phasenverschiebung von 180° zu erzielen.Because the radiation elements themselves are geometrical are extended, but on the other hand as close as possible other can be placed, a suitable Kopp network that will remain the geometric space between the radiation elements optimal use. This must influence the conduct against each other can be avoided. A Such a network is known from DE 197 12 510. By serial coupling of two neighboring beams Development elements will be advantageous to reduce the An Number of connecting lines achieved. Here are two adjacent radiation elements of the zuge applied sides with a phase difference of 180 ° excited. Such a coupling network can also be found in egg ner microwave antenna according to the invention used the. The line length of the feed lines from the coupling point to the exciting strip conductor differs just by the length of the waveguide that is needed by the desired phase shift of To achieve 180 °.

Es versteht sich von selbst, daß die erfindungsgemäße Mikrowellenantenne auch für das Prinzip der sequentiellen Rotation, bei dem Dreier- bzw. Vierergruppen bei gleich zeitiger räumlicher Drehung und Phasenverschiebung gebil det werden, geeignet ist. Bei dem Prinzip der sequentiel len Rotation sind jedoch Unterschiede in der Wellenlei tungslänge durch die benötigte Phasendifferenz benachbar ter Strahlungselemente prinzipbedingt. Diese Unterschiede in der Leitungslänge sind bedingt durch die kurzen Wel lenlängen bei den Antennenfrequenzen im Vergleich zur Entfernung bzw. Leitungslänge zwischen Kopplungspunkt und Strahlungselemente meist vernachlässigbar klein.It goes without saying that the invention Microwave antenna also for the principle of sequential Rotation in which groups of three or four are the same premature spatial rotation and phase shift be suitable. With the principle of sequential len rotation, however, are differences in the waveguide length due to the required phase difference adjacent radiation elements in principle. Those differences in the cable length are due to the short wel length of the antenna frequencies compared to Distance or line length between coupling point and Radiation elements mostly negligibly small.

Nachfolgend werden mögliche Ausführungsformen des Erfin dungsgegenstandes anhand von Zeichnungen näher erläutert. Below are possible embodiments of the invention The subject matter of the invention is explained in more detail using drawings.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 ein Kopplungsnetzwerk der erfindungsgemäßen Mikrowellenantenne; FIG. 1 shows a coupling network of the microwave antenna of the invention;

Fig. 2 ein Ausschnitt des Kopplungsnetzwerkes ge mäß Fig. 1; FIG. 2 shows a section of the coupling network according to FIG. 1;

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Mikrowellenantenne mit in spalten und Zeilen angeordneten Strahlungselementen; Fig. 3 is a plan view of a microwave antenna in columns and rows arranged radiating elements;

Fig. 4 eine Blendenmaske mit den zu den Strah lungselementen gehörenden und in Spalten und Reihen angeordneten Blenden; Fig. 4 is an aperture mask with the development of the elements belonging Strah and in columns and rows disposed aperture;

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform einer erfin dungsgemäßen Mikrowellenantenne mit abge schrägten Ecken; Fig. 5 shows another embodiment of an inventive microwave antenna with beveled corners;

Fig. 6 ein Kopplungsnetzwerk zum Empfang einer zur Polarisation des in Fig. 1 dargestellten Kopplungsnetzwerkes orthogonalen Polarisa tion; Fig. 6 shows a coupling network for receiving a polarization orthogonal to the polarization of the coupling network shown in Fig. 1;

Fig. 7 ein weiteres mögliches Kopplungsnetzwerk; FIG. 7 shows another possible coupling network;

Fig. 8 eine Mikrowellenantenne mit Microstrip- Patches als Strahlungselemente. Fig. 8 is a microwave antenna with microstrip patches as radiating elements.

Die Fig. 1 zeigt ein Kopplungsnetzwerk 1 bei dem ein Netzwerk bestehend aus Verbindungsleitungen 4 und 5 die Strahlungselemente anregenden Streifenleiter 3 mit einem Kopplungspunkt 2 verbinden. Die anregenden Streifenleiter 3 sind in Zeilen Z_i und Sp_i angeordnet. Die Spalten und Zeilen sind jeweils in einem Winkel von 45 Grad zu den äußeren Kanten K der quadratischen Mikrowellenantenne an geordnet. Die als Streifenleiter ausgebildeten Verbin dungsleitungen 4 und 5 verlaufen zwischen und parallel zu den Spalten Sp_i und Zeilen Z_i. Durch die serielle Speise technik werden die Streifenleiter 3' und 3" von zwei Strahlungselementen benachbarter Spalten über nur eine Verbindungsleitung 5a, welche zwischen den beiden Spalten zumindest bis zum nächsten Kreuzungspunkt verläuft, wel cher durch Spalten und Zeilen gebildet ist, mit dem Kopp lungspunkt 2 verbunden. Der Streifenleiter 3" ist über einen eine Phasendifferenz von 180° erzeugenden Streifen leiter 3''' mit der Verbindungsleitung 5a in Verbindung. Durch die Phasenverschiebung um 180° mittels des Strei fenleiters 5a und das Hineinreichen der Streifenleiter 3' und 3" von gegenüberliegenden Seiten in die Blendenräume wird erreicht, daß alle mittels eines Kopplungsnetzwerks gebildeten Strahlungselemente phasengleich senden bzw. empfangen. Fig. 1 shows a coupling network 1 in which a network of connecting lines 4 and 5, the radiation elements exciting stripline 3 with a coupling point 2 connect. The exciting strip conductors 3 are arranged in rows Z _i and Sp _i . The columns and rows are each arranged at an angle of 45 degrees to the outer edges K of the square microwave antenna. The formed as a strip line connec tion lines 4 and 5 run between and parallel to the columns Sp _i and rows Z _i . Through the serial feed technology, the stripline 3 'and 3 "of two radiation elements of adjacent columns via only one connecting line 5 a, which runs between the two columns at least to the next crossing point, which is formed by columns and rows, with the coupling point 2. The strip conductor 3 ″ is connected to the connecting line 5 a via a strip conductor 3 ″ ″ producing a phase difference of 180 °. The phase shift by 180 ° by means of the strip conductor 5 a and the submission of the strip conductor 3 'and 3 "from opposite sides into the aperture spaces ensures that all radiation elements formed by means of a coupling network transmit or receive in phase.

Die Fig. 2 zeigt das Kopplungsnetzwerk gemäß der Fig. 1, wobei Teile des Kopplungsnetzwerkes der besseren Dar stellung wegen herausgeschnitten sind. Die Streifenleiter 3 des Quadranten A werden über den Hauptstrang 4A mit dem Kopplungspunkt 2 verbunden. Durch den quadratischen Auf bau der Mikrowellenantenne sind vier Hauptstränge 4A bis 4D vorzusehen. Jeweils zwei der Hauptstränge 4A, 4D sowie 4B und 4C sind miteinander in Verbindung, wobei die bei den Verbindungspunkte über eine Verbindungsleitung 4v miteinander in Kontakt sind und mittig an diese Verbin dungsleitung 4v eine weitere Verbindungsleitung angrenzt, die zur Ankopplung der Hauptstränge 4A-4D an den Kopp lungspunkt 2 dient. Die beiden Hauptstränge 4A und 4C verbinden eine gleich große Anzahl von Strahlungselemen ten mit dem Kopplungspunkt. Ebenso verbinden die Hauptstränge 4B und 4D eine gleich große von Strahlungse lementen mit dem Kopplungspunkt 2. Die Mikrowellenantenne ist somit symmetrisch bezüglich ihrer Flächendiagonalen, auf denen die Hauptstränge 4A bis 4C angeordnet sind. In der Mitte der Mikrowellenantenne sind keine Strahlungse lemente vorgesehen, da hier die Verbindungsleitungen der Hauptstränge 4A bis 4C, sowie die Kopplungspunkte 2 ange ordnet sind. Sofern die Mikrowellenantenne für zwei ver schiedene Polarisationsrichtungen, welche orthogonal zu einander angeordnet sind, ausgelegt ist, kann ein weite res Kopplungsnetzwerk, welches flächenparallel zu dem Kopplungsnetzwerk gemäß der Fig. 1 bis 3 angeordnet wird vorgesehen sein. Ein derartiges Kopplungsnetzwerk ist in Fig. 6 dargestellt. Fig. 2 shows the coupling network according to FIG. 1, parts of the coupling network for the better Dar position are cut out for. The strip conductors 3 of quadrant A are connected via the main rope 4 A with the coupling step 2. Due to the square construction of the microwave antenna, four main strands 4 A to 4 D are to be provided. Each two of the main strands 4 A, 4 D, and 4 B and 4 C are connected to each other, wherein the v at the connection points via a connecting line 4 v with each other are in contact and the center extension line of The joints 4 adjacent a further connection line for coupling the main strands 4 A- 4 D to the coupling point 2 is used. The two main strands 4 A and 4 C connect an equal number of radiation elements with the coupling point. Likewise, the main strands 4 B and 4 D connect elements of the same size with radiation elements to the coupling point 2 . The microwave antenna is thus symmetrical with respect to its surface diagonals on which the main strands 4 A to 4 C are arranged. In the middle of the microwave antenna, no radiation elements are provided, since here the connecting lines of the main strands 4 A to 4 C, and the coupling points 2 are arranged. If the microwave antenna is designed for two different polarization directions, which are arranged orthogonally to one another, a further res coupling network, which is arranged parallel to the surface of the coupling network according to FIGS. 1 to 3, can be provided. Such a coupling network is shown in FIG. 6.

In den Ecken der Mikrowellenantenne sind fensterartige Öffnungen 10 im Kopplungsnetzwerk 1 und in den anderen ebenfalls flächenparallel zum Kopplungsnetzwerk 1 ange ordneten Blendenmasken 8 und sonstigen Antennenteilen vorgesehen. Mittels die fensterartigen Öffnungen 10 durchgreifenden Verbindungsstiften bzw. durchgreifenden Schrauben werden die einzelnen Antennenteile zueinander positioniert und insbesondere zusammengehalten.In the corners of the microwave antenna window-like openings 10 are provided in the coupling network 1 and in the other also parallel to the coupling network 1 arranged aperture masks 8 and other antenna parts. The individual antenna parts are positioned relative to one another and in particular held together by means of connecting pins or screws penetrating through window-like openings 10 .

Die Fig. 3 zeigt ein Kopplungsnetzwerk 1 mit darüber an geordneter Blendenmaske 8, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist. Sofern die Mikrowellenantenne in Streifenleitertech nik hergestellt ist, werden entsprechende Blendenmasken 8 zu beiden Seiten des Kopplungsnetzwerkes angeordnet, so daß die Blenden 6 einen Blendenraum bilden, in den der Streifenleiter 3 jedes Strahlungselementes hineinragt. Die Blendenmasken 8 enthalten jeweils eine zur Anzahl der Streifenleiter 3 entsprechende Anzahl von Blenden 6. Die Blenden 6 sind ebenfalls in Spalten Sp und Zeilen Z ange ordnet. Im Bereich des Kopplungspunktes 2 sind entspre chende für den als koaxialen Wellenleiter ausgebildeten Kopplungspunkt 2 gestaltete Aussparung 2' vorgesehen. So fern die Mikrowellenantenne zwei Kopplungsnetzwerke ent hält, muß im Bereich 7 durch Weglassen von Blenden 6 Platz für einen weiteren Kopplungspunkt 2' geschaffen werden. FIG. 3 shows a coupling network 1 with an ordered mask 8 , as shown in FIG. 4. If the microwave antenna is made in strip conductor technology, corresponding aperture masks 8 are arranged on both sides of the coupling network, so that the apertures 6 form an aperture space into which the strip conductor 3 of each radiation element protrudes. The aperture masks 8 each contain a number of apertures 6 corresponding to the number of strip lines 3 . The panels 6 are also arranged in columns Sp and rows Z. In the area of the coupling point 2 are accordingly designed for the coupling point 2 designed as a coaxial waveguide recess 2 '. So far the microwave antenna contains two coupling networks ent, 6 space for a further coupling point 2 'must be created in area 7 by omitting apertures.

Die Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Mikrowellenantenne, wobei hierbei lediglich die Blenden maske 8' dargestellt ist. Das gestrichelte Quadrat zeigt die Abmessungen einer Mikrowellenantenne gemäß der DE 197 12 510, bei der die maximale Leitungslänge der Länge der erfindungsgemäßen Mikrowellenantenne entspricht. Bei der Mikrowellenantenne gemäß der Fig. 5 sind zur Ver kleinerung der äußeren Abmessungen der Mikrowellenantenne die Eckbereiche 9 abgeschrägt. Durch das Abschrägen ent fallen an jeder Ecke sechs Strahlungselemente. Dies fällt jedoch bei der großen Anzahl der Strahlungselemente der Mikrowellenantenne gemäß der Fig. 5 nicht weiter ins Ge wicht. Es ist deutlich zu erkennen, daß die erfindungsge mäße Mikrowellenantenne trotz abgeschrägter Ecken immer noch wesentlich mehr Strahlungselemente bei gleicher Lei tungslänge aufweist als die Mikrowellenantenne gemäß des Standes der Technik. FIG. 5 shows another embodiment of a microwave antenna, in which case only the aperture mask is shown 8 '. The dashed square shows the dimensions of a microwave antenna according to DE 197 12 510, in which the maximum line length corresponds to the length of the microwave antenna according to the invention. In the microwave antenna according to FIG. 5, the corner areas 9 are chamfered to reduce the external dimensions of the microwave antenna. The bevel eliminates six radiation elements at each corner. However, with the large number of radiation elements of the microwave antenna according to FIG. 5, this does not become more important. It can be clearly seen that the microwave antenna according to the invention, despite bevelled corners, still has significantly more radiation elements with the same line length as the microwave antenna according to the prior art.

Ein weiteres erfindungsgemäßes Kopplungsnetzwerk 101 zeigt die Fig. 7. Bei diesem Kopplungsnetzwerk 101 sind ebenfalls wieder vier Hauptstränge 104A bis 104D vorgese hen, welche Strahlungselemente 103 mit dem Kopplungspunkt 102 verbinden. Bei dem Kopplungsnetzwerk 101 sind jedoch wesentlich mehr Strahlungselemente 103 über die Hauptstränge 104B und 104D mit dem Kopplungspunkt 102 in Verbindung als über die Hauptstränge 104A und A04C. Dies ist durch die gestrichelten Bereiche 101A und 100B ver deutlicht. Es ist selbstverständlich, daß die Anzahl der jeweils an einem Hauptstrang hängenden Streifenleiter 3 beliebig variieren kann. Die einzige Randbedingung ist hierfür, daß die maximale Leitungslänge nicht überschrit ten werden darf, welche geringfügig kleiner als die Hälf te der Flächendiagonale ist.A further coupling network 101 according to the invention is shown in FIG. 7. In this coupling network 101 , four main branches 104 A to 104 D are again provided, which connect radiation elements 103 to the coupling point 102 . In the coupling network 101 , however, significantly more radiation elements 103 are connected to the coupling point 102 via the main lines 104 B and 104 D than via the main lines 104 A and A04C. This is illustrated by the dashed areas 101 A and 100 B. It goes without saying that the number of strip conductors 3 each hanging on a main strand can vary as desired. The only boundary condition for this is that the maximum line length must not be exceeded, which is slightly less than half the area diagonal.

Sofern die Blenden anders als in den Fig. 3, 4 und 5 dargestellt, mehr kreisförmig oder ellipsenförmig als quadratisch sind, können die Verbindungsleitungen 4 und 5 auch anders als gradlinig angeordnet sein. Die gradlinige Verbindung zwischen den einzelnen durch die Spalten und Zeilen gebildeten Kreuzungspunkte garantiert jedoch die kürzesten Leitungslängen zwischen den Streifenleitern 3 und dem jeweiligen Kopplungspunkt 2.If the diaphragms are more circular or elliptical than square, unlike in FIGS. 3, 4 and 5, the connecting lines 4 and 5 can also be arranged differently than in a straight line. However, the straight line connection between the individual crossing points formed by the columns and rows guarantees the shortest line lengths between the strip conductors 3 and the respective coupling point 2 .

Die Fig. 8 zeigt eine Mikrowellenantenne 11, bei dem das Kopplungsnetzwerk gemäß der Fig. 1 verwendet wird. Als Strahlungselemente dienen Microstrip-patches 13. Die Pat ches 13 sind über Wellenleiter 14 und 15 mit dem Kopp lungspunkt 12 in Verbindung. FIG. 8 shows a microwave antenna 11 in which the coupling network according to FIG. 1 is used. Microstrip patches 13 serve as radiation elements. The Pat ches 13 are via waveguides 14 and 15 with the coupling point 12 in connection.

Claims

1. microwave antenna with radiation elements and a coupling network ( 1 ), which connects the radiation elements with a coupling point ( 2 ), the radiation elements being arranged in columns (Sp) and rows (Z), and the conductor tracks ( 4 , 5 ) of the coupling network ( 1 ) arranged essentially parallel to the columns (Sp) and rows (Z), the length of the conductor path between each radiation element and the coupling point ( 2 ) being essentially the same length, characterized in that at least one of the coupling point ( 2 ) spatially most distant radiation element is connected to the coupling point ( 2 ) by means of a substantially straight waveguide of the coupling network ( 1 ).

2. Microwave antenna according to claim 1, characterized characterized that the arranged on the edge Neten outer radiation elements a polygon, esp specifically form a rectangle or square.

3. Microwave antenna according to claim 2, characterized characterized in that the columns (Sp) and Rows (Z) at an angle of 30 to 60 °, preferred wise at an angle of 40 to 50 °, in particular 45 ° to the sides (K) of the rectangle or square are arranged.

4. Microwave antenna according to claim 2 or 3, characterized in that the corners ( 9 ) of the rectangle or square are chamfered or rounded by selective omission of radiation elements.

5. Microwave antenna according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling point ( 2 ) is arranged in the center of the rectangle or square.

6. Microwave antenna according to one of the preceding claims, characterized in that at least one waveguide ( 4 A, 4 B, 4 C, 4 D) is arranged at least in sections on an area diagonal of the rectangle or square.

7. Microwave antenna according to claim 6, characterized characterized that two waves each lines that the radiation elements from neighboring bearded corners of the polygon, especially rectangle or square with the coupling point, with each other in pairs near the coupling point are connected and the two couples via one ins special T-shaped stripline with the Kopp are connected.

6. Microwave antenna according to one of the preceding claims che, characterized in that the microwave antenna in waveguide technology, in Strip or microstrip technology or off a combination of these techniques is.

9. Microwave antenna according to one of the preceding claims che, characterized in that the radiating elements radiate slots in hollow ladder technology, horns, microstrip patches or Are dipoles.

10. Microwave antenna according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of in particular two adjacent radiation elements ( 3 ', 3 ") from a common feed line with a phase difference of 90 ° or 120 ° or a multiple of 90 ° or 120 ° are excited to one another or coupled out.

11. Microwave antenna according to claim 10, characterized characterized that the radiation element elements of adjacent columns or rows alternately from their opposite sides of their individual Radiation elements are excited.