DE19923134A1

DE19923134A1 - Miniturized hybrid radiator system for mobile wireless units comprises conductive plates or foils which are joined to one another by a conductive pin and are separated from one another by a dielectric disk

Info

Publication number: DE19923134A1
Application number: DE1999123134
Authority: DE
Inventors: Lutz Rothe
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-03-17
Filing date: 1999-05-19
Publication date: 2001-02-15

Abstract

The miniturized hybrid electromagnetic radiator system for mobile wireless units includes preferably round conductive plates or foils (1, 2.1) which have different diameters, are joined to one another by a conductive pin (3), and are separated from one another by a preferably round dielectric disk (9). It further includes a conductive symmetric plate or foil (4) in the form of a triangle, internal and external conductors (6, 7) of a waveguide, and a conductive element (10.1) which can have an arbitrary contour.

Description

Aim of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht in der Konfigurierung einer extrem miniaturi sierten und in erster Linie flächenhaft ausgedehnten Antennenkomponente mit der Eigenschaft der Erzeugbarkeit einer linear polarisierten und koordinatenseitig breiten Sektorstrahlung sowohl in der Horizontal- als auch in der Vertikalebene vorzugsweise in den Spektralbereichen zwischen 890 MHz und 960 MHz sowie zwischen 1710 MHz und 1890 MHz. Weiterhin besteht das Ziel der Erfindung in der Entwicklung einer planaren Strahleranordnung mit einer ausgeprägten Rück strahlungsdämpfung und damit einer Nutzstrahlung ausschließlich innerhalb einer Raumhemisphäre, so daß insbesondere für den Bereich der Fahrzeuganwen dungen eine Antennenkomponente entsteht, die es bei Anbringung der Antenne an den verglasten Flächen des Fahrzeuges ermöglicht, den Fahrgastraum aus dem Strahlungsraum des Strahlers auszublenden und hiermit die elektromagnetische Strahlungsbelastung des Nutzers gegenüber bekannten Antennenlösungen für diesen Bereich zu minimieren. Im weiteren verfolgt die Erfindung das Ziel der unmittelbaren Montagemöglichkeit des Planarstrahlers auf den verglasten Flächen und damit vorausgehend der konzeptions- bzw. dimensionierungsseitigen Berück sichtigung der elektromagnetisch relevanten Eigenschaften der dem Antennen modul räumlich vorgeordneten dielektrischen Schichten oder Räume, vorzugs weise der entsprechenden Verglasungen des Fahrgastraumes. Das Ziel der Erfindung besteht weiterhin darin, die für die Konfigurierung des Planarstrahlers erforderlichen dielektrischen Strukturträger durch Verwendung ausschließlich elektrisch leitfähiger und selbsttragender dünner Platten, vorzugs weise metallischer Platten oder Folien, zu ersetzen und die durch die Verwen dung dielektrischer Basismateriaslien mit einer vom evakuierten Raum abwei chenden Dielektrizitätszahl bedingte geometrische Verkürzung mittels verteilter kapazitiver Strukturelemente zu erwirken. The aim of the invention is to configure an extremely miniaturi based and in the first place extensive antenna component with the Property of the producibility of a linearly polarized and coordinate side broad sector radiation in both the horizontal and vertical planes preferably in the spectral ranges between 890 MHz and 960 MHz as well between 1710 MHz and 1890 MHz. Furthermore, the aim of the invention is in the development of a planar emitter arrangement with a pronounced rear radiation attenuation and thus useful radiation only within one Spatial hemisphere, so that in particular for the field of vehicle applications an antenna component arises, which it attaches to the antenna on the glazed surfaces of the vehicle allows the passenger compartment from the Hiding the radiation space of the emitter and hereby the electromagnetic Radiation exposure of the user to known antenna solutions for to minimize this area. The invention further pursues the aim of Immediate installation of the planar spotlight on the glazed surfaces and thus the concept or dimensioning aspect beforehand consideration of the electromagnetically relevant properties of the antenna module spatially upstream dielectric layers or rooms, preferred of the corresponding glazing of the passenger compartment. The aim of the invention is also to configure the Planar emitter required dielectric structure support through use only electrically conductive and self-supporting thin plates, preferred wise metallic plates or foils to replace and by the use of dielectric base materials with one that deviates from the evacuated space Geometric shortening due to the corresponding dielectric constant by means of distributed capacitive structural elements.

Field of application of the invention

Das Anwendungsgebiet der Erfindung bezieht sich vordergründig auf den Mobil funkbereich innerhalb des Mobilfunk-D-Netzes sowie des Mobilfunk-E-Netzes. Hierbei bildet der Planarstrahler eine optionale Antennenkomponente bzw. Er satzkomponente der Fahrzeugaußenantenne mit der Montagemöglichkeit inner halb des Fahrgastraumes. Weitergehend bezieht sich der Anwendungsbereich auf allgemeine Innenraumanwendungen, indem die Strahlerkomponente eine räumlich abgesetzte Komponente vom jeweiligen Endgerät bildet und an der betreffenden Raumverglasung innenseitig und flächig montiert wird.The field of application of the invention relates primarily to the mobile Radio area within the cellular D network and the cellular E network. The planar emitter forms an optional antenna component or Er set component of the vehicle external antenna with the mounting option inside half of the passenger compartment. The scope also relates to general indoor applications by adding a spatial component remote component forms from the respective device and on the relevant Room glazing is installed inside and flat.

Die Strahlerkomponente ist vorteilhaft in den Fällen anwendbar, in denen der rückwärtig zur Antennenapertur gelegene Raum strahluzngsfrei bzw. strahlungs arm gehalten und damit die elektromagnetische Strahlungsbelastung des Nutzers minimiert werden soll.The radiator component can be used advantageously in cases where the space to the rear of the antenna aperture free of radiation or radiation kept poor and thus the electromagnetic radiation exposure of the user should be minimized.

Darüber hinausgehend bildet die erfindungsgemäße Strahlerkomponente ein Basismodul für Kurz- oder Mittelstreckenübertragungssysteme für kommuni kations-, sensor- oder sicherheitstechnische Anwendungen.In addition, the radiator component according to the invention forms Basic module for short or medium-range transmission systems for commun cation, sensor or safety applications.

Characteristic of the known prior art

Bekannte Antennenlösungen für den Bereich der Mobilfunkanwendungen be ruhen auf Linearantennenkonzeptionen in Form von Monopolanordnungen in verkürzter oder unverkürzter Ausführung. Diese Linearantennen sind sowohl als extern montierbare Bordantennen als auch als unmittelbar mit dem Endgerät ge koppelte Komponenten bekannt sowie mit unterschiedlichem Richtfaktor und Wirkungsgrad behaftet, wobei diese Komponenten in der Azimutalebene aus schließlich rundstrahlend sind. Bekannte Flachantennenlösungen beruhen auf flächenhaft angeordneten, dipolähnlichen Konfigurationen, deren Richtdiagramm unregelmäßig und in Verbindung mit dem jeweiligen Untergrund die Merkmale einer signifikanten Strahlungsfelddeformation aufweisen. Die auf den Anwen dungsbereich bezogenen Strahlungseigenschaften sind denen der klassischen Linearantennen deutlich unterlegen. Gleichfalls sind gezielte Ausblendungs eigenschaften des Strahlungsdiagrammes nicht nachweisbar. Gleichfalls sind keine Lösungen bekannt, deren elektromagnetische bzw. Strahlungseigenschaften auf der Basis unsymmetrischer und offener Wellenleitertechniken, insbesondere der Microstriptechnik, unter Verwendung selbsttragender leitfähiger Folienleiter oder folienähnlicher Leitflächen erzielt werden.Known antenna solutions for the field of mobile radio applications are based on linear antenna designs in the form of monopole arrangements in shortened or unabridged version. These linear antennas are both as externally mountable on-board antennas as well as directly with the end device coupled components known and with different directives and Efficiency afflicted, these components from in the azimuthal plane are finally omnidirectional. Known flat antenna solutions are based on two-dimensional, dipole-like configurations, their directional diagram irregular and in connection with the respective subsurface the characteristics have a significant radiation field deformation. The one on the users Radiation properties related to the range are those of the classic Linear antennas clearly inferior. Likewise are targeted hiding properties of the radiation diagram not detectable. Likewise are no solutions known, their electromagnetic or radiation properties based on asymmetrical and open waveguide techniques, in particular microstrip technology, using self-supporting conductive foil conductors or foil-like guide surfaces can be achieved.

Die elektrischen sowie Gebrauchseigenschaften bekannter Antennenlösungen schließen die Erlangung der Ziele der gegenständlichen Erfindung aus, so daß mit der gegenständlichen Erfindung die für die benannten Anwendungsfelder einsetz bare Technik gegebüber dem bekannten Stand der Technik erweitert wird. The electrical and usage properties of known antenna solutions exclude the achievement of the objectives of the present invention, so that with the subject invention use for the named fields of application bare technology is expanded compared to the known prior art.

Presentation of the nature of the invention

Die erfinderische Aufgabe besteht in der Konfigurierung einer extrem mini aturisierten und flächenhaften Strahlerkomponente mit der Eigenschaft der Erzeugbarkeit einer linear polarisierten und räumlich breiten Sektorstrahlung sowohl in der Azimutal- als auch in der Elevationsebene sowie einer ausge prägten Rückstrahlungsdämpfung und damit einer Nutzstrahlung ausschließlich innerhalb einer Raumhemisphäre vorzugsweise in den Spektralbereichen zwischen 890 MHz und 960 MHz sowie 1710 MHz und 1890 MHz.The inventive task is to configure an extremely mini Aturized and flat spotlight component with the property of Generability of a linearly polarized and spatially wide sector radiation both in the azimuthal and in the elevation plane as well as one out shaped reflection attenuation and thus a useful radiation exclusively within a spatial hemisphere, preferably in the spectral ranges between 890 MHz and 960 MHz and 1710 MHz and 1890 MHz.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, indem zwei leitfähige Platten oder Folien gleicher oder ungleicher, vorzugsweise ungleicher, Flächenausdeh nung in einem definierten Abstand flächenparallel zueinander angeordnet werden, wobei die leitfähige Platte oder Folie (1) mit einer beliebigen, vorzugsweise kreis förmigen, Berandung ausgebildet wird sowie die Funktion einer Massefläche er füllt und die leitfähige Platte oder Folie (2) gleichfalls mit einer beliebigen, vor zugsweise kreisförmigen, Berandung ausgebildet wird. Die Anordnung der beiden kreisförmigen Platten oder Folien erfolgt hierbei axialsymmetrisch zueinander, wobei der Durchmesser der leitfähigen Platte oder Folie (2) vorzugsweise ge ringer als der Durchmesser der leitfähigen Platte oder Folie (1) bemessen wird. Die vorzugsweise kreisförmige und leitfähige Platte oder Folie (2) wird erfin dungsgemäß mit einer azimutal- und radialunabhängigen oder azimutal- und radi alabhängigen oder azimutalunabhängigen und radialabhängigen, vorzugsweise azimutalunabhängigen und radialabhängigen, Platten- bzw. Foliendicke be messen, wobei die Radialabhängigkeit in einer kontinuierlichen oder diskonti nuierlichen, vorzugsweise diskontinuierlichen, Abhängigkeit der Platten- oder Foliendicke in der Weise besteht, daß die Außenfläche der leitfähigen Platte oder Folie (2) eine radialunabhängige Distanz gegenüber der Außenfläche der leit fähigen Platte oder Folie (1) aufweist und die Innenfläche der leitfähigen Platte oder Folie (2) eine radialabhängige Distanz gegenüber der Außenfläche der leitfähigen Platte oder Folie (1) aufweist. Erfindungsgemäß kann die radiale Abhängigkeit der Platten- oder Foliendicke dadurch erzielt werden, indem zwei oder mehrere leitfähige Platten oder Folien (2.1, 2.2, 2.3, 2.4, . . . . .) definierter Berandung, Flächenausdehnung und Dicke leitfähig miteinander verbunden werden und in dieser Weise das resultierende und definiert radialabhängige Querschnittsprofil der leitfähigen Platte oder Folie (2) gebildet wird. Erfindungsgemäß kann alternativ oder ergänzend das Querschnittsprofil der leit fähigen Platte oder Folie (1) mit einer Radialabhängigkeit ausgebildet werden, indem die Distanz zwischen der Innenfläche der leitfähigen Platte oder Folie (1) und der Außenfläche der leitfähigen Platte oder Folie (2) mit einer kontinuier lichen oder diskontinuierlichen, vorzugsweise diskontinuierlichen, Radialab hängigkeit bemessen wird, wobei das resultierende und definiert radialabhängige Dicken- bzw. Querschnittsprofil der leitfähigen Platten oder Folien (1) oder (2) bzw. (1) und (2) vorzugsweise durch die planparallele und flächige sowie leit fähige Verbindung von jeweils 1 + n (n = 1, 2, . . . .) leitfähigen Platten oder Folien (1.1, 1.2, 1.3, 1.4, . . . . .) und/oder (2.1, 2.2, 2.3, 2.4, . . . . .) definierter Be randung, Flächenausdehnung und Dicke erzeugt wird.The object is achieved in that two conductive plates or foils of the same or different, preferably unequal, area expansion are arranged parallel to one another at a defined distance, the conductive plate or foil ( 1 ) being formed with any, preferably circular, edge is, as well as the function of a ground plane, it fills and the conductive plate or film ( 2 ) is also formed with any, preferably circular, edge. The arrangement of the two circular plates or foils takes place axially symmetrically to one another, the diameter of the conductive plate or foil ( 2 ) preferably being smaller than the diameter of the conductive plate or foil ( 1 ). The preferably circular and conductive plate or foil ( 2 ) is measured according to the invention with an azimuthally and radially independent or azimuthally and radially independent or azimuthally independent and radially dependent, preferably azimuthally independent and radially dependent, plate or foil thickness, the radial dependence being in a continuous or discontinuous, preferably discontinuous, depending on the plate or film thickness in such a way that the outer surface of the conductive plate or film ( 2 ) has a radially independent distance from the outer surface of the conductive plate or film ( 1 ) and the inner surface of the conductive Plate or film ( 2 ) has a radially dependent distance from the outer surface of the conductive plate or film ( 1 ). According to the invention, the radial dependency of the plate or film thickness can be achieved by connecting two or more conductive plates or films (2.1, 2.2, 2.3, 2.4,....) Of defined boundary, surface extension and thickness to one another and in this How the resulting and defined radially dependent cross-sectional profile of the conductive plate or film ( 2 ) is formed. According to the invention the cross sectional profile of the routing enabled plate or foil (1) may alternatively or additionally be formed with a radial dependence by the distance between the inner surface of the conductive plate or foil (1) and the outer surface of the conductive plate or foil (2) to continual Lichen or discontinuous, preferably discontinuous, radial dependency is measured, the resulting and defined radially dependent thickness or cross-sectional profile of the conductive plates or foils ( 1 ) or ( 2 ) or ( 1 ) and ( 2 ) preferably by the plane-parallel and flat and conductive connection of 1 + n (n = 1, 2,....) conductive plates or foils (1.1, 1.2, 1.3, 1.4,.....) and / or (2.1, 2.2, 2.3, 2.4,.....) Defined bordering, surface area and thickness is generated.

Die kreisförmigen Platten oder Folien (1), (2) werden im jeweiligen Mittelpunkt mittels eines leitfähigen Verbindungselementes (3) beliebiger Kontur, vorzugs weise zylinderförmiger Kontur, galvanisch miteinander verbunden, wobei das leitfähige Verbindungselement (3), vorzugsweise bestehend aus Messing, Kupfer oder Aluminium, vorzugsweise als Stift-, Schraub- oder Nietverbindung ausge führt wird.The circular plates or foils ( 1 ), ( 2 ) are galvanically connected to each other at the center by means of a conductive connecting element ( 3 ) of any contour, preferably a cylindrical contour, the conductive connecting element ( 3 ), preferably consisting of brass, copper or Aluminum, preferably as a pin, screw or rivet connection.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß weiterhin dadurch gelöst, indem zwischen den leitfähigen Platten oder Folien (1), (2) eine weitere leitfähige Platte oder Folie (4) mit einer beliebigen, vorzugsweise dreieckförmigen, Berandung sowie ohne galvanische Verbindung zu den leitfähigen Platten oder Folien (1), (2) angeord net wird, deren Flächenausdehnung vorzugsweise kleiner als die Flächenausdeh nung der leitfähigen Platte oder Folie (2) bemessen wird. Die leitfähige Platte oder Folie (4) wird hierbei als symmetrische dreieckförmige Anordnung ausge führt, deren Positionierung vorzugsweise flächenparallel zu den leitfähigen Platten oder Folien (1), (2) erfolgt, indem die leitfähige Platte oder Folie (4) in eine dielektrische Scheibe (9) mit vorzugsweise zylindrischer Kontur und be stehend aus einem nieder- oder hochdielektrischen, vorzugsweise niederdielek trischen, Stoff mit minimalem Verlustwinkel, vorzugsweise Polystyrol, Polypro pylen oder Polycarbonat, deren Höhe identisch der Distanz zwischen den leit fähigen Platten oder Folien (1) und (2) bemessen wird und deren Positionierung zwischen den Platten oder Folien (1) und (2) vorzugsweise zentrisch bezüglich der Achsen der Platten oder Folien (1), (2) erfolgt, in der Weise eingefügt wird, daß die Symmetrielinie der Platte oder Folie (4) parallel zu einer Radiallinie der Platten oder Folien (1), (2) und die Hypothenuse in einem Winkel von 90 Winkel grad zur selbigen Radiallinie verläuft, wobei die mit der Symmetrielinie der Platte oder Folie (4) richtungsgleiche Höhe der dreieckigen Anordnung (4) in ihrer Abmessung gleich oder ungleich, vorzugsweise ungleich und geringer, als der Radius der leitfähigen Platte oder Folie (2) bemessen wird.The object is further achieved according to the invention in that between the conductive plates or foils ( 1 ), ( 2 ) a further conductive plate or foil ( 4 ) with any, preferably triangular, edge and without a galvanic connection to the conductive plates or foils ( 1 ), ( 2 ) is angeord net, whose area dimension is preferably smaller than the area dimension of the conductive plate or film ( 2 ). The conductive plate or foil ( 4 ) is designed as a symmetrical triangular arrangement, the positioning of which is preferably parallel to the surface of the conductive plates or foils ( 1 ), ( 2 ) by placing the conductive plate or foil ( 4 ) in a dielectric disc ( 9 ) preferably with a cylindrical contour and be made of a low or high dielectric, preferably low dielectric, material with a minimal loss angle, preferably polystyrene, polypropylene or polycarbonate, the height of which is identical to the distance between the conductive plates or foils ( 1 ) and ( 2 ) is dimensioned and their positioning between the plates or foils ( 1 ) and ( 2 ) is preferably carried out centrally with respect to the axes of the plates or foils ( 1 ), ( 2 ) in such a way that the line of symmetry of the plate or foil is inserted ( 4 ) parallel to a radial line of the plates or foils ( 1 ), ( 2 ) and the hypotenuse at an angle of 90 Wi The degree of the same radial line extends, the height of the triangular arrangement ( 4 ) having the same direction as the line of symmetry of the plate or film ( 4 ) being equal or unequal in size, preferably unequal and less than the radius of the conductive plate or film ( 2 ) is measured.

Die dreieckigförmige Platte oder Folie (4) wird weiterhin in der Weise zwischen den leitfähigen Platten oder Folien (1), (2) positioniert, daß der Ausgangspunkt (5) der beiden Katheden der dreieckförmigen Platte oder Folie (4) eine größere radiale Distanz zum Mittelpunkt der Platten oder Folien (1), (2) als der Schnitt punkt der Hypothenuse mit der zur Höhe der dreieckförmigen Anordnung deckungsgleichen Radiallinie aufweist.The triangular plate or film ( 4 ) is further positioned in such a way between the conductive plates or films ( 1 ), ( 2 ) that the starting point ( 5 ) of the two cathodes of the triangular plate or film ( 4 ) is a greater radial distance from Center of the plates or foils ( 1 ), ( 2 ) as the intersection of the hypotenuse with the radial line congruent with the height of the triangular arrangement.

Die Anregung bzw. Speisung der elektromagnetisch resonant schwingenden Anordnung erfolgt mittels einer koaxialen Wellenleitung, indem der Innenleiter (6) des koaxialen Wellenleiters leitfähig mit dem Ausgangspunkt (5) der beiden Katheden der dreieckförmigen Platte oder Folie (4) und der Außenleiter (7) des koaxialen Wellenleiters leitfähig mit der kreisförmigen Platte oder Folie (1) ver bunden wird. Hierbei kann der Innenleiter (6) sowohl rechtwinklig als auch identisch zur Richtung der Flächennormale der leitfähigen Platte oder Folie (4) auf den Punkt (5) geführt werden, wobei für den Fall der richtungsidentischen Zuführung der Innenleiter (6) axialsymmetrisch durch eine elektromagnetische Blende (8), die als kreisförmige Öffnung innerhalb der kreisförmigen Platte oder Folie (1) ausgebildet ist, geführt wird.The electromagnetic resonant oscillating arrangement is excited or fed by means of a coaxial waveguide, in that the inner conductor ( 6 ) of the coaxial waveguide is conductive with the starting point ( 5 ) of the two cathodes of the triangular plate or film ( 4 ) and the outer conductor ( 7 ) of the coaxial waveguide with the circular plate or film ( 1 ) is connected ver. Here, the inner conductor ( 6 ) can be routed to the point ( 5 ) both at right angles and identically to the direction of the surface normal of the conductive plate or film ( 4 ), with the inner conductor ( 6 ) being axially symmetrical in the case of a direction-identical supply by an electromagnetic aperture ( 8 ), which is formed as a circular opening within the circular plate or film ( 1 ).

Für den Fall der bezüglich der Flächennormalen der leitfähigen Platten oder Folien (1), (2) rechtwinkligen Führung der Achse des Innenleiters (6) erfolgt die leitfähige Verbindung des Außenleiters (7) mit der leitfähigen Platte oder Folie (1) über ein kapazitives Belastungselement, bestehend aus einem einseitig gal vanisch, vorzugsweise mittels Nietverbindung, mit der leitfähigen Platte oder Folie (1) verbundenen leitfähigen Körpers mit beliebiger Kontur, vorzugsweise mit zylinderförmiger Kontur, wobei die der leitfähigen Platte oder Folie (1) abge wandte Stirnfläche des leitfähigen zylinderförmigen Körpers (10) mit der leitfähi gen Platte oder Folie (2) einen dielektrisch gefüllten oder ungefüllten, vorzugs weise dielektrisch gefüllten, Spaltraum (11) bildet, so daß mit diesem Belastungs element sowohl die Funktion einer kapazitiven Belastung des planaren Wellen leitersystems als auch eines mechanischen Führungs- und Befestigungselementes des koaxialen Außenleiters (7) erfüllt wird, wobei die durch das Belastungsele ment erzeugte Admittanz über den Positionierungsort des Belastungselementes sowie die Spaltgeometrie bestimmt wird.If the axis of the inner conductor ( 6 ) is guided at right angles to the surface normal of the conductive plates or foils ( 1 ), ( 2 ), the outer conductor ( 7 ) is conductively connected to the conductive plate or foil ( 1 ) via a capacitive loading element , consisting of a galvanic on one side, preferably by means of a rivet connection, with the conductive plate or film ( 1 ) connected to the conductive body with any contour, preferably with a cylindrical contour, the face of the conductive plate or film ( 1 ) facing away from the conductive cylindrical body ( 10 ) with the conductive plate or foil ( 2 ) forms a dielectric filled or unfilled, preferably as dielectric filled, gap ( 11 ), so that with this loading element both the function of a capacitive load on the planar waveguide system and a mechanical one Guide and fastening element de s coaxial outer conductor ( 7 ) is met, the admittance generated by the loading element being determined via the location of the loading element and the gap geometry.

Die Anordnung wird geometrieseitig für den Resonanzfall dimensioniert, wobei die der Apertur vorgeordnete dielektrische Montageebene bzw. -schicht, die hier bei durch die entsprechende Raum- oder Fahrzeugverglasung oder auch ander weitige dielektrische Körperebenen vergegenständlicht wird, in ihrer elektromag netischen, primär kapazitiven Wirkung mittels einer induktiven Verstimmung der dielektrischen Störung äquivalenten Grades berücksichtigt wird.The arrangement is dimensioned on the geometry side for the resonance case, whereby the dielectric mounting plane or layer upstream of the aperture, which here at through the appropriate room or vehicle glazing or otherwise expansive dielectric body levels is represented in their electromag netic, primarily capacitive effect by inductive detuning of the dielectric disturbance equivalent degree is taken into account.

Embodiment

Die gegenständliche Erfindung soll mittels eines Ausführungsbeispiels für den dualen Frequenzbereich 890 MHz bis 960 MHz/1710 MHz bis 1880 MHz näher erläutert werden.The subject invention is intended to use an exemplary embodiment for the dual frequency range 890 MHz to 960 MHz / 1710 MHz to 1880 MHz are explained in more detail.

Gemäß der Fig. 1 wird eine leitfähige, der Fig. 2 gemäße und metallische Plat te (1), bestehend aus Messing mit kreisförmiger Berandung mit einer zweiten, der Fig. 3 gemäßen und leitfähigen metallischen Platte (2.1), die als kreisförmige Platte, bestehend aus Messing, ausgeführt ist, flächenparallel gekoppelt, wobei die Mittelpunkte sowohl der kreisförmigen Platte (1) als auch der kreisförmigen Platte (2) auf einer identischen Achse angeordnet werden und mittels eines der Fig. 4 gemäßen und leitfähigen Verbindungselementes (3), bestehend aus Mes sing und ausgeführt als Nietverbindung, verbunden werden.According to FIG. 1, a conductive, metallic plate ( 1 ) in accordance with FIG. 2, consisting of brass with a circular border with a second, conductive metallic plate ( 2.1 ) in accordance with FIG. 3, which is designed as a circular plate, consisting of brass, is coupled parallel to the surface, the center points of both the circular plate ( 1 ) and the circular plate ( 2 ) being arranged on an identical axis and by means of a conductive connecting element ( 3 ) according to FIG. 4, consisting made of brass and designed as a riveted joint.

Zwischen den Platten (1), (2) wird eine weitere leitfähige Platte (4) gemäß der Fig. 5, bestehend aus Messing, mit dreieckförmiger Berandung sowie ohne gal vanische Verbindung zu den Platten (1), (2) flächenparallel zu den Platten (1), (2) angeordnet, wobei die Platte (4) in eine zentrisch zwischen den Platten (1) und (2) positionierte zylindrische dielektrische Scheibe (9) gemäß der Fig. 6, bestehend aus Polycarbonat, eingefügt wird.Between the plates ( 1 ), ( 2 ) is a further conductive plate ( 4 ) according to FIG. 5, consisting of brass, with a triangular border and without a galvanic connection to the plates ( 1 ), ( 2 ) parallel to the plates ( 1 ), ( 2 ), the plate ( 4 ) being inserted into a cylindrical dielectric disk ( 9 ), which is positioned centrally between the plates ( 1 ) and ( 2 ), as shown in FIG. 6, consisting of polycarbonate.

Die dreieckförmige Platte (4) wird am Ausgangspunkt (5) der beiden längen identischen Katheden der dreieckförmigen Plattenausführung (4) mit dem Innen leiter (6) des mit seiner senkrecht zur Flächennormale der Platte (4) bzw. radial verlaufenden Achse angeordneten koaxialen Wellenleiters, dessen Außenleiter (7) über einen der Fig. 7 gemäßen und leitfähigen zylinderförmigen Körper (10.1) mit parallel verlaufenden Stirnflächen, dessen eine Stirnfläche leitfähig mittels einer Nietverbindung mit der leitfähigen Platte oder Folie (1) verbunden wird und dessen zweite, gegenüberliegende Stirnfläche mit der leitfähigen Platte oder Folie (2.1) einen dielektrisch gefüllten Spalt (11) bildet, der vollständig mittels eines zylinderförmigen und folienhaften dielektrischen Körpers, vorzugsweise einer dielektrischen Folie mit zylinderförmiger Berandung (10.2), bestehend aus einer Polyethylen-Komposition, besetzt ist, galvanisch mit der Platte (1) verbunden wird, gekoppelt.The triangular plate ( 4 ) is at the starting point ( 5 ) of the two lengthwise identical cathodes of the triangular plate design ( 4 ) with the inner conductor ( 6 ) of the coaxial waveguide arranged perpendicular to the surface normal of the plate ( 4 ) or radially extending axis, the outer conductor ( 7 ) via one of FIG. 7 and conductive cylindrical body ( 10.1 ) with parallel end faces, one end face is conductively connected by means of a rivet connection to the conductive plate or film ( 1 ) and the second, opposite end face with the Conductive plate or film ( 2.1 ) forms a dielectrically filled gap ( 11 ), which is completely covered by means of a cylindrical and film-like dielectric body, preferably a dielectric film with a cylindrical edge ( 10.2 ), consisting of a polyethylene composition, galvanically coated with the Plate ( 1 ) connected which is coupled.

Die Anordnung gemäß der Fig. 1 wird mittels einer Kombination zweier halb schalenförmiger Radomelemente umschlossen.The arrangement according to FIG. 1 is enclosed by means of a combination of two half-shell-shaped radome elements.

Claims

1. Miniaturized hybrid radiator system for mobile radio applications, consisting of an arrangement of geometrically defined and conductive layers, characterized in that

- Two conductive plates or foils of the same or different, preferably unequal, surface area are arranged at a defined distance parallel to each other, the conductive plate or foil ( 1 ) having an arbitrary, preferably circular, border and the conductive plate or foil ( 2 ) is also formed with any, preferably circular, border;
- The preferably circular plates or foils ( 1 ), ( 2 ) are arranged axially symmetrically to one another, the area or diameter of the conductive plate or foil ( 2 ) being less than the area or diameter of the conductive plate or foil ( 1 ) is measured;
- The preferably circular plates or foils ( 1 ), ( 2 ) are formed with an azimuthally and radially independent or an azimuthally and radially dependent or an azimuthally dependent and radially independent or an azimuthally independent and radially dependent, preferably an azimuthally independent and radially dependent, thickness or cross-sectional profile ;
- The azimuthal independence and radial dependence of the thickness or cross-sectional profile of the conductive plate or film ( 1 ) or the conductive plate or film ( 2 ) or the conductive plates or films ( 1 ) and ( 2 ) as a continuous or discontinuous, preferably discontinuous dependency is formed;
- The azimuthal dependency and / or radial dependency is mapped exclusively to the clear distance between the conductive plates or foils ( 1 ), ( 2 );
- The preferably circular conductive plates or foils ( 1 ), ( 2 ) in the respective center by means of a conductive connecting element ( 3 ) any contour, preferably cylindrical contour, are galvanically connected to each other, the conductive connecting element ( 3 ), preferably consisting of brass , Copper or aluminum, preferably as a pin, rivet or screw connection;
- Between the conductive plates or foils ( 1 ), ( 2 ) a further conductive plate or foil ( 4 ) with any, preferably triangular, Beran tion and without a galvanic connection to the conductive plates or foils ( 1 ), ( 2 ) is, whose surface area is preferably dimensioned smaller than the surface area of the conductive plate or film ( 2 );
- The conductive plate or film ( 4 ) is designed as a symmetrical triangular arrangement, the positioning of which is preferably parallel to the surface of the conductive plates or films ( 1 ), ( 2 ) by the conductive plate or film ( 4 ) in a dielectric disc ( 9 ) preferably with a cylindrical contour and consisting of a low or high dielectric, preferably low dielectric, material with a minimal loss angle, preferably polystyrene or polypropylene, the height of which is dimensioned identically to the distance between the conductive plates or foils ( 1 ), ( 2 ) and their positioning between the plates or foils ( 1 ) and ( 2 ) preferably takes place centrally with respect to the axes of the conductive plates or foils ( 1 ), ( 2 ), in such a way that the line of symmetry of the conductive plate or foil ( 4 ) in a defined angle or parallel to the direction, preferably parallel to the direction, to a radial Line of the preferably circular plates or foils ( 1 ), ( 2 ) and the hypotenuse at a defined angle or at an angle of 90 degrees, preferably at an angle of 90 degrees, to the same radial line, with the line of symmetry conductive plate or film ( 4 ) of the same height as the triangular arrangement ( 4 ) in its dimension, the same or different, preferably unequal and less than the radius of the conductive plate or film ( 2 ) is dimensioned;
- The conductive plate or film ( 4 ) is positioned in such a way between the conductive plates or films ( 1 ), ( 2 ) that the starting point ( 5 ) of the two Ka theden the triangular plate or film ( 4 ) a greater radial distance to the center of the conductive plates or foils ( 1 ), ( 2 ) as the intersection of the hypotenuse with the radial line congruent with the height of the preferably triangular arrangement;
- The inner conductor ( 6 ) of a coaxial waveguide is conductively connected to the starting point ( 5 ) of the two cathodes of the triangular plate or film ( 4 ) and the outer conductor ( 7 ) of the related coaxial waveguide is conductively connected to the conductive plate or film ( 1 ) becomes;
- At the location of the coupling of the exciting coaxial waveguide, a complex loading element consisting of a conductive body of any contour ( 10.1 ), which is galvanically connected to the conductive plate or film ( 1 ) on one side, preferably a cylindrical contour with parallel faces, that of the conductive plate or film ( 1 ) facing away from the conductive plate or film ( 2 ) creates a gap ( 11 );
- The gap space ( 11 ) is filled dielectric or unfilled, preferably filled by means of a foil-like dielectric body ( 10.2 ).

2. Miniaturized hybrid radiator system for mobile radio applications according to claim 1, characterized in that the radial dependence of the conductive plates or foils ( 1 ) or ( 2 ) or ( 1 ) and ( 2 ) through the plane-parallel and conductive and areal connection of 1 + each n (n = 1, 2,....) conductive plates or foils ( 1.1 , 1.2 , ... ), ( 2.1 , 2.2 ,...) defined boundary, surface area and thickness is generated.

3. Miniaturized hybrid radiator system for mobile radio applications according to claim 1, characterized in that the inner conductor ( 6 ) of the exciting coaxial waveguide is both perpendicular and identical to the direction of the surface normal of the conductive plate or film ( 4 ) to the point ( 5 ), wherein in the case of the direction-identical feeding of the inner conductor ( 6 ) axially symmetrically through an electromagnetic aperture ( 8 ), which is designed as a circular opening within the conductive plate or film ( 1 ).

4. Miniaturized hybrid radiator system for mobile radio applications according to claim 1, characterized in that the conductive plate or film ( 4 ) with circular, elliptical, triangular, square, rectangular, penta gonal, hexagonal or octagonal border and each with the same or different, preferably the same , Distance to the conductive plate or film ( 1 ) or to the conductive plate or film ( 2 ) is arranged.

5. Miniaturized hybrid radiator system for mobile radio applications according to claim 1, characterized in that the dielectric disc ( 9 ) with circular, elliptical, triangular, square, rectangular, pentagonal, hexagonal or octagonal border, preferably with a circular border, formed and with respect to the axis of symmetry the radiator arrangement is positioned at the intersection of their axes of symmetry or asymmetrically, preferably at the intersection of their axes of symmetry.