DE19940470A1 - Multi-band radiator system with sector characteristic e.g. for mobile radio and mobile navigation applications, has ring-shaped plates or foils coupled by capacitive loading element - Google Patents

Multi-band radiator system with sector characteristic e.g. for mobile radio and mobile navigation applications, has ring-shaped plates or foils coupled by capacitive loading element

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Abstract

A hybrid or combined arrangement for multi-band radiator system i.e. with dual radiation function, such as two-meter band/GPS, with noise adaptive signal amplifier arranged within the antenna housing, includes two conductive plates or foils (1,2) spaced apart from each other and coupled to a coaxial wave-guide (5), in which the inner conductor is joined to the ring-shaped plate or foil (1) and the outer conductor (5.2) of the coaxial wave-guide. The ring-shaped plate or foil (1) is coupled via a capacitive loading element (3) or a multi-pair capacitive loading element in the form of concentric functional elements or in the form of wave-guide elements with distributed parameters. The dielectric plate or foil as well as the carrier and the functional components of a large area resonator (10) are designed according to slot line- or microstrip line-technology.

Description

Ziel der ErfindungAim of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht in der Konfigurierung eines extrem miniaturisier­ ten und in erster Linie flächenhaft ausgedehnten Antennensystems mit der Eigen­ schaft der Erzeugbarkeit einer linear polarisierten Sektorstrahlung innerhalb einer Raumhemisphäre, vorzugsweise innerhalb der für die satellitengestützte bidirekti­ onale Informationsübertragung reservierten Spektralbereiche zwischen 137 MHz und 138 MHz bzw. 148 MHz und 15 MHz (RX: 137 MHz - 138 MHz / TX: 148 MHz - 150 MHz) und der Eigenschaft der Erzeugbarkeit einer rechts­ drehend zirkular polarisierten und koordinatenseitig breiten Sektorstrahlung mit der Hauptstrahlungsrichtung parallel zur Flächennormalen der Anordnung.The aim of the invention is to configure an extremely miniaturized th and primarily extensive antenna system with the Eigen the ability to generate a linearly polarized sector radiation within a Spatial hemisphere, preferably within the bidirecti for satellite-based onal information transmission reserved spectral ranges between 137 MHz and 138 MHz or 148 MHz and 15 MHz (RX: 137 MHz - 138 MHz / TX: 148 MHz - 150 MHz) and the property of the producibility of a right rotating circularly polarized and coordinate-wide sector radiation the main radiation direction parallel to the surface normal of the arrangement.

Das Ziel der Erfindung besteht insbesondere darin, die beiden Strahlungsfunktio­ nen - 2-Meter-Band/GPS - einer hybriden bzw. Kombinationsanordnung zuzuord­ nen und die GPS-Antennenkomponente mit einem innerhalb des Antennencon­ taimnents integrierten rauschangepaßten Signalverstärker zu koppeln.The aim of the invention is, in particular, the two radiation functions NEN - 2 meter band / GPS - to assign a hybrid or combination arrangement NEN and the GPS antenna component with a within the antenna con Taimnents integrated noise-matched signal amplifier to couple.

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Das Anwendungsgebiet der Erfindung bezieht sich vordergründig auf den Mobil­ funkbereich sowie den Bereich der Mobilnavigation mittels des Empfangs bzw. der Bewertung der GPS-Signale. Hierbei bildet der Planarstrahler eine Antennen­ komponente für die Außenmontage bzw. für Außenbordanwendungen sowohl für landmobile und Luftfahrzeuge als auch für maritime Bewegungs- und Verkehrs­ mittel, mittels dessen vorzugsweise die satellitengestützten Kommunikationsan­ wendungen bzw. die satellitengestützten Kommunikationsdienste des 2-Meter- Bandes unterstützt werden.The field of application of the invention relates primarily to the mobile radio area and the area of mobile navigation by means of reception or the evaluation of the GPS signals. The planar antenna forms an antenna component for external installation or for outboard applications both for landmobile and aircraft as well as for maritime movement and traffic means by means of which preferably the satellite-based communication applications or the satellite-based communication services of the 2-meter Band are supported.

Darüber hinausgehend bildet das erfindungsgemäße Strahlersystem ein Basismo­ dul für satellitengestützte Übertragungssysteme innerhalb kommunikations-, sen­ sor- oder sicherheitstechnischer Anwendungen. In addition, the spotlight system according to the invention forms a basismo dul for satellite-based transmission systems within communication, sen safety or security applications.  

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known prior art

Bekannte Antennenlösungen für den Bereich der Mobilkommunikation beruhen 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 gekoppelte Komponenten bekannt sowie mit unterschiedlichem Richtfaktor und Wirkungs­ grad behaftet. Flachversionen mit der Eigenschaft der Vertikalpolarisation des elektrischen Feldvektors sowie der Rundstrahlcharakteristik in der Azimutalebene beruhen auf der Ring-Schlitz-Konzeption.Known antenna solutions for the field of mobile communication are based on linear antenna designs in the form of monopole arrangements in a shortened form or unabridged version. These linear antennas are both external mountable on-board antennas as well as directly coupled to the terminal Components known and with different directives and effects degrees afflicted. Flat versions with the property of vertical polarization of the electric field vector as well as the omnidirectional characteristic in the azimuthal plane are based on the ring-slot concept.

Bekannte Antennenlösungen für den Empfang der GPS-Signale basieren auf Wendelantennenkonzeptionen sowie Resonatorantennenkonzeptionen in Micro­ striptechnik, wobei hierbei sowohl niederdielektrische Strukturträger in Form von Polytetrafluorethylen-Kompositionen als auch hochdielektrische Strukturträger in Form elektrisch hochgütiger Keramiken als Strukturträger Anwendung finden.Known antenna solutions for receiving the GPS signals are based on Helical antenna designs and resonator antenna designs in micro strip technology, both low-dielectric structure supports in the form of Polytetrafluoroethylene compositions as well as high dielectric structure supports in Form of electrically high-quality ceramics are used as structural supports.

Darstellung des Wesens der ErfindungPresentation of the nature of the invention

Die erfindungsgemäße Aufgabe besteht in der Konfigurierung einer extrem miniaturisierten und flächenhaften Strahlerkomponente mit der Eigenschaft der Erzeugbarkeit einer linear polarisierten Sektorstrahlung des flächig auf einer dielektrischen oder leitfähigen Grundebene montierbaren Strahlers sowie einer gegenüber dem Frequenzbereich der Rundstrahlung spektral versetzten zirkular polarisierten Sektorstrahlung mit dem Strahlungsmaximum in Richtung der Flächennormale des Strahlers bzw. in Richtung der Strahlerachse.The object of the invention is to configure an extreme miniaturized and flat spotlight component with the property of Generability of a linearly polarized sector radiation on a surface dielectric or conductive base plane mountable radiator and one circularly offset with respect to the frequency range of the omnidirectional radiation polarized sector radiation with the radiation maximum in the direction of Surface normal of the emitter or in the direction of the emitter axis.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, indem ein Leiter (1), vor­ zugsweise ausgeführt in Form eines Bandleiters, dessen geometrische Bandenden mit einem kapazitiven Element (2), vorzugsweise bestehend aus zwei parallel zu­ einander angeordneten und durch einen dielektrischen Belag (3.3), bestehend aus einem verlustminimalen Dielektrikum, vorzugsweise bestehend aus einem verlust­ minimalen und niederdielektrischen Folienmaterial, vorzugsweise ausgeführt in Form eines geometrisch definierten Luftspaltes, galvanisch getrennte Bandleiter­ flächen (3.1, 3.2), vorzugsweise ausgeführt in Form der geometrischen Verlänge­ rung des Bandleiters (1), kreisringförmig, ellipsenförmig, dreieckförmig, recht­ eckförmig oder in einer weiteren abgeleiteten bzw. beliebigen geometrischen Verlaufsform, vorzugsweise kreisringförmig, angeordnet wird, wobei das kapa­ zitive Element (3) substitutiv durch zwei leitfähige Platten mit kreisförmiger, elliptischer, dreieckiger, viereckiger, pentagonaler, hexagonaler oder octagonaler Berandung der leitfähigen Platten (3.1), (3.2) bzw. des eingeschlossenen dielek­ trischen Belages (3.3) ausgebildet werden kann oder ein Leiter (1) kreisringför­ mig in einer definierten Distanz sowie vorzugsweise flächenparallel über einer kreisförmigen, elliptischen, dreieckigen, quadratischen, rechteckigen, pentago­ nalen, hexagonalen oder octagonalen, vorzugsweise kreisförmigen, leitfähigen Platte oder Folie (2), deren Flächenabmessung, vorzugsweise deren Durchmesser, gleich dem Außendurchmesser oder größer als der Außendurchmesser, vorzugs­ weise größer als der Außendurchmesser, des kreisringförmig ausgebildeten Lei­ ters (1) bemessen wird, angeordnet wird und punktuell kapazitiv belastet wird, indem zwischen dem Leiter (1) und der leitfähigen Platte oder Folie (2) eine oder mehrere kapazitive Blindelemente (3) und/oder ohmsche Belastungselemente (4) und/oder komplexe Belastungselemente (14) mit sowohl kapazitiver/induktiver als auch ohmscher Komponente in Form konzentrierter Funktionselemente oder in Form von Wellenleiterelementen mit verteilten Parametern orts- sowie distanz- bzw. winkeldefiniert eingekoppelt werden. Die elektromagnetische Anregung erfolgt mittels eines koaxialen Wellenleiters (5), indem der Innenleiter (5.1) des koaxialen Wellenleiters (5) mit einem definierten Winkelversatz gegenüber dem jeweiligen Positionierungsort der kapazitiven Elemente (3) und/ oder der ohm­ schen Kopplungselemente (4) und/oder der komplexen Belastungselemente (14) galvanisch mit dem vorzugsweise kreisförmig ausgebildeten Leiter (1) gekoppelt wird und der Außenleiter (5.2) des koaxialen Wellenleiters (5) galvanisch mit der Blendenberandung der vorzugsweise kreisförmig ausgebildeten Blende (6) inner­ halb der leitfähigen Platte oder Folie (2) verbunden wird, wobei die Achse des koaxialen Wellenleiters (5) parallel zur Flächennormale der durch den vorzugs­ weise kreisringförmigen Leiter (1) aufgespannten Ebene (7) und axialsymmetrisch durch die vorzugsweise kreisförmig ausgebildete Blende (6) geführt wird. Der Außenleiter (5.2) wird hierbei in der Ebene der leitfähigen Platte oder Folie (2) begrenzt oder wird axialsymmetrisch durch die Blende (6) mit unverändertem oder kontinuierlich oder diskontinuierlich getapertem Innen- und/oder Außen­ durchmesser, vorzugsweise unverändertem Innendurchmesser und verändertem Außendurchmesser, hindurchgeführt, so daß zwischen dem vorzugsweise kreis­ ringförmig ausgebildeten Leiter (1) sowie dem endseitigen Berandungsbereich des Außenleiters (5.2) ein definierter Kapazitätsbelag erzeugt wird. Hierbei werden die ohmschen Belastungselemente (4) vorzugsweise als niederohmige Be­ lastungselemente, vorzugsweise als niederohmige Widerstände oder leitfähige Kopplungsglieder mit hohen Leitfähigkeitsverlusten, ausgebildet. Die kapazitiven Belastungselemente (3) werden vorzugsweise als leitfähige Kopplungsglieder, die jeweils endseitig unter Einbindung eines dielektrischen Belages definierter Belag­ geometrie und definierter Dielektrizitätseigenschaften sowie der Leiterfläche des Leiters (1) und/oder der leitfähigen Platte oder Folie (2) ein kapazitives Element, dessen kapazitive Komponente durch die Geometrie des jeweiligen Kopplungs­ gliedes, die jeweilige resultierende Spaltgeometrie sowie die Suszeptibilität des dielektrischen Belages bestimmt wird und dessen transformatorische Komponente über die Ortsabhängigkeit der Kopplungsebene des kapazitiven Belastungsele­ mentes gebildet wird, erzeugen.The object is achieved according to the invention in that a conductor ( 1 ), preferably in the form of a strip conductor, has its geometric strip ends with a capacitive element ( 2 ), preferably consisting of two parallel to one another and by a dielectric coating ( 3.3 ), Consisting of a loss-minimal dielectric, preferably consisting of a loss-minimal and low-dielectric film material, preferably carried out in the form of a geometrically defined air gap, galvanically isolated strip conductor surfaces ( 3.1 , 3.2 ), preferably carried out in the form of the geometric lengthening of the strip conductor ( 1 ), in a ring , elliptical, triangular, quite angular or in a further derived or any geometric shape, preferably circular, is arranged, the capacitive element ( 3 ) being substituted by two conductive plates with circular, elliptical, triangular, Vierec kiger, pentagonal, hexagonal or octagonal edging of the conductive plates ( 3.1 ), ( 3.2 ) or the enclosed dielectric covering ( 3.3 ) can be formed or a conductor ( 1 ) circularly in a defined distance and preferably parallel to the surface over a circular, elliptical, triangular, square, rectangular, pentagonal, hexagonal or octagonal, preferably circular, conductive plate or film ( 2 ), the area dimension, preferably its diameter, equal to the outer diameter or larger than the outer diameter, preferably larger than the outer diameter, the ring-shaped conductor ( 1 ) is dimensioned, arranged and subjected to selective capacitive loading by one or more capacitive blind elements ( 3 ) and / or ohmic loading elements ( 4 ) between the conductor ( 1 ) and the conductive plate or foil ( 2 ) and / or complex loading elements ( 14 ) with so capacitive / inductive as well as ohmic components in the form of concentrated functional elements or in the form of waveguide elements with distributed parameters can be coupled in a defined location, distance or angle. The electromagnetic excitation takes place by means of a coaxial waveguide ( 5 ) in that the inner conductor ( 5.1 ) of the coaxial waveguide ( 5 ) with a defined angular offset with respect to the respective positioning location of the capacitive elements ( 3 ) and / or the ohmic coupling elements ( 4 ) and / or the complex loading elements ( 14 ) is galvanically coupled with the preferably circularly shaped conductor ( 1 ) and the outer conductor ( 5.2 ) of the coaxial waveguide ( 5 ) is galvanically with the diaphragm edge of the preferably circularly designed diaphragm ( 6 ) within the conductive plate or film ( 2 ) is connected, the axis of the coaxial waveguide ( 5 ) being guided parallel to the surface normal of the plane ( 7 ) spanned by the preferably circular conductor ( 1 ) and axially symmetrically through the preferably circular aperture ( 6 ). The outer conductor ( 5.2 ) is limited in the plane of the conductive plate or film ( 2 ) or is axially symmetrical through the diaphragm ( 6 ) with unchanged or continuously or discontinuously tapered inside and / or outside diameter, preferably unchanged inside diameter and changed outside diameter, passed so that a defined capacitance is generated between the preferably circular ring-shaped conductor ( 1 ) and the end edge area of the outer conductor ( 5.2 ). The ohmic load elements ( 4 ) are preferably designed as low-resistance load elements, preferably as low-resistance resistors or conductive coupling elements with high conductivity losses. The capacitive loading elements ( 3 ) are preferably as conductive coupling elements, the ends of which, with the inclusion of a dielectric covering, defined covering geometry and defined dielectric properties, as well as the conductor surface of the conductor ( 1 ) and / or the conductive plate or film ( 2 ), are a capacitive element capacitive component is determined by the geometry of the respective coupling element, the respective resulting gap geometry and the susceptibility of the dielectric covering and its transformer component is formed on the location-dependent coupling level of the capacitive loading element.

Erfindungsgemäß wird planparallel sowie axialsymmetrisch zur Ebene (7), die durch den vorzugsweise kreisringförmig angeordneten Leiter (1) aufgespannt wird, eine dielektrische Platte (8) mit hexagonaler Berandung, deren der Ebene (2) zugewandte Fläche (9) leitfähig beschichtet und deren der Ebene (2) abge­ wandte Fläche (10) derartig mittels leitfähiger Flächenelemente strukturiert ist, daß die dielektrische Platte (8) sowohl den Träger als auch die Funktionskompo­ nente eines Planarresonators in Microstriptechnik (10) mit räumlich orthogonal bzw. zeitlich um 90 Grad versetzter Anregung sowie eines rauschangepaßten einstufigen Signalverstärkers (11) in geschirmter Microstriptechnik bzw. unsym­ metrischer Triplatetechnik bildet, in gleicher oder ungleicher, vorzugsweise un­ gleicher und größerer, Höhe bezüglich der Ebene (7) mittels dielektrischer Dis­ tanzelemente beliebiger Kontur, vorzugsweise zylinderförmiger Distanzelemente (12.2), bestehend aus Polyvinylchlorid, angeordnet, wobei der Radius des das Hexagon (8) umfassenden Kreises kleiner als der Innenradius des vorzugsweise kreisringförmig angeordneten Bandleiters (1) bemessen wird.According to the invention, a dielectric plate ( 8 ) with a hexagonal edge, the surface ( 9 ) facing the plane ( 2 ) of which is conductively coated and the one of which is coated in a plane-parallel and axially symmetrical manner to the plane ( 7 ), which is spanned by the preferably circularly arranged conductor ( 1 ) Level ( 2 ) facing surface ( 10 ) is structured in such a way by means of conductive surface elements that the dielectric plate ( 8 ) supports both the carrier and the functional component of a planar resonator in microstrip technology ( 10 ) with spatially orthogonal or temporally offset excitation and a noise-adapted single-stage signal amplifier ( 11 ) in shielded microstrip technology or asymmetrical triplate technology forms, in the same or different, preferably unequal and greater, height with respect to the plane ( 7 ) by means of dielectric spacing elements of any contour, preferably cylindrical spacer elements ( 12.2 ), consisting of Polyvinyl chloride, the radius of the circle comprising the hexagon ( 8 ) being smaller than the inner radius of the strip conductor ( 1 ), which is preferably arranged in a ring.

AusführungsbeispielEmbodiment

Die erfindungsgemäße Anordnung soll mittels eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.The arrangement according to the invention is intended to be explained in more detail using an exemplary embodiment are explained.

Gemäß der abgebildeten beispielhaften Anordnung wird ein kreisringförmig aus­ gebildeter Leiter (1), vorzugsweise bestehend aus Kupfer, Messing oder Alumini­ um, planparallel und in einer definierten Höhe sowie axialsymmetrisch über einer kreisförmigen metallischen Platte oder Folie (2), vorzugsweise bestehend aus Kupfer, Messing oder Aluminium, positioniert. Hierbei erfolgt die planparallele mechanische Verbindung zwischen dem kreisringförmigen Leiter (1) und der leit­ fähigen Platte oder Folie (2) über zwei zylindermantelförmige Distanzelemente (12.1), vorzugsweise bestehend aus Polyvinylchlorid, sowie über zwei zylinder­ förmige metallische Verbindungselemente (3.1), die jeweils einseitig, vorzugs­ weise auf der der Ebene (1) zugewandten Fläche, galvanisch mit der leitfähigen Platte oder Folie (2) verbunden und auf der gegenüberliegenden Fläche mit einem dielektrischen Belag (3.3), vorzugsweise einer verlustminimalen und nieder­ dielektrischen Folie, belegt und über ausschließlich dielektrische Verbindungs­ elemente mechanisch mit dem kreisförmigen Leiter (1), vorzugsweise bestehend aus Kupfer, Messing oder Aluminium, verbunden werden, wobei die leitfähigen Verbindungselemente (3.1) jeweils mit der gemäß der Abbildung ausgewiesenen gegeseitigen Winkeldifferenz mittels Schraub-, Niet- oder Lötverbindung montiert werden. Die elektromagnetische Anregung der Strahleranordnung erfolgt über einen koaxialen Wellenleiter (5), indem der Außenleiter (5.2) galvanisch mit der Berandung der Blende (6) verbunden und geometrisch definiert unter Beibehal­ tung des Durchmesserverhältnisses des Wellenleiters (5) sowie unter räumlich orthogonaler Führung der Wellenleiterachse bezüglich der Ebene (1) bzw. (2) verlängert wird und der mittels einer dielektrischen Buchse (5.3), vorzugsweise bestehend aus Polytetrafluorethylen, zentrisch geführte Innenleiter (5.1) galva­ nisch mit dem kreisringförmigen Leiter (1) verbunden wird. In dem gemäß der Abbildung ausgewiesenen Winkelabstand zum Ort der Wellenleitereinkopplung erfolgt die Positionierung eines konzentrierten ohmschen Belastungselementes (4), vorzugsweise eines konzentrierten niederohmigen ohmschen Widerstandes. Die beispielhafte Strahleranordnung wird weiterhin in der Weise ergänzt, indem planparallel sowie axialsymmetrisch zur Ebene (7), die durch den kreisringförmig geformten Bandleiter (1) aufgespannt wird, eine dielektrische Platte (8) mit kreis­ förmiger, quadratischer oder hexagonaler, vorzugsweise hexagonaler, Berandung, deren der Ebene (2) zugewandte Fläche (9) leitfähig, vorzugsweise mittels einer dickenhomogenen Kupferschicht, beschichtet und deren der Ebene (2) abgewand­ te Fläche (10) derartig mittels leitfähiger, vorzugsweise aus Kupfer bestehender, Flächenelemente strukturiert ist, daß die dielektrische Platte (8) sowohl den Strukturträger als auch die Funktionskomponente eines Planarresonators in Mi­ crostriptechnik (10) mit räumlich orthogonal bzw. zeitlich um 90 Grad versetzter Anregung sowie eines rauschangepaßten einstufigen Signalverstärkers (11) in ge­ schirmter Microstriptechnik bildet, mittels dielektrischer und zylindrischer Dis­ tanzelemente (12.2), bestehend aus Polyvinylchlorid, positioniert wird, wobei die Schirmung (13) galvanisch mittels punktueller Durchkontaktierungen mit der leit­ fähigen Beschichtung (9) der dielektrischen Platte (8) gekoppelt wird.According to the exemplary arrangement shown, an annular conductor ( 1 ), preferably consisting of copper, brass or aluminum, is plane-parallel and at a defined height and axially symmetrical over a circular metallic plate or foil ( 2 ), preferably consisting of copper, brass or aluminum. Here, the plane-parallel mechanical connection between the circular conductor ( 1 ) and the conductive plate or film ( 2 ) takes place via two cylinder-shaped spacer elements ( 12.1 ), preferably consisting of polyvinyl chloride, and via two cylindrical metallic connecting elements ( 3.1 ), each on one side , preferably on the level ( 1 ) facing surface, galvanically connected to the conductive plate or film ( 2 ) and on the opposite surface with a dielectric coating ( 3.3 ), preferably a loss-minimizing and low-dielectric film, covered and only dielectric Connecting elements are mechanically connected to the circular conductor ( 1 ), preferably consisting of copper, brass or aluminum, the conductive connecting elements ( 3.1 ) being mounted with the mutual angular difference shown in the illustration by means of screw, rivet or solder connection be recognized. The electromagnetic excitation of the radiator arrangement takes place via a coaxial waveguide ( 5 ) by galvanically connecting the outer conductor ( 5.2 ) to the edge of the diaphragm ( 6 ) and defining it geometrically while maintaining the diameter ratio of the waveguide ( 5 ) and spatially orthogonal guidance of the waveguide axis is extended with respect to the plane ( 1 ) or ( 2 ) and which is electrically connected to the annular conductor ( 1 ) by means of a dielectric socket ( 5.3 ), preferably consisting of polytetrafluoroethylene, centrally guided inner conductor ( 5.1 ). A concentrated ohmic load element ( 4 ), preferably a concentrated low-ohmic resistance, is positioned at the angular distance to the location of the waveguide coupling as shown in the figure. The exemplary radiator arrangement is further supplemented in such a way that a dielectric plate ( 8 ) with circular, square or hexagonal, preferably hexagonal, edges is plane-parallel and axially symmetrical to the plane ( 7 ), which is spanned by the circularly shaped strip conductor ( 1 ) , whose plane ( 2 ) facing surface ( 9 ) is conductive, preferably by means of a thick homogeneous copper layer, coated and whose plane ( 2 ) facing surface ( 10 ) is structured in such a way by means of conductive, preferably copper, surface elements that the dielectric Plate ( 8 ) forms both the structural support and the functional component of a planar resonator using microstrip technology ( 10 ) with spatially orthogonal or temporally offset excitation as well as a noise-adapted one-stage signal amplifier ( 11 ) using shielded microstrip technology, using dielectric and cylindrical spacing elements e ( 12.2 ), consisting of polyvinyl chloride, is positioned, the shield ( 13 ) being galvanically coupled to the conductive coating ( 9 ) of the dielectric plate ( 8 ) by means of punctual plated-through holes.

Claims (2)

1. Multibandstrahlersystem mit Sektorcharakteristik, bestehend aus einer Anord­ nung geometrisch definierter und leitfähiger sowie dielektrischer Ebenen, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - zwei leitfähige Platten oder Folien (1), (2) in einem definierten Abstand flächen­ parallel zueinander angeordnet werden, indem die Platte oder Folie (2) mit einer vorzugsweise kreisförmigen Berandung ausgebildet und die leitfähige Platte oder Folie (1) mit einer vorzugsweise kreisringförmigen Berandung ausgebildet wer­ den, wobei die Platten oder Folien (1), (2) mit einem unterschiedlichen Außen­ durchmesser bemessen werden und die kreisringförmige Platte oder Folie (1) mit einem kleineren Außendurchmesser als der Durchmesser der Platte oder Folie (2) ausgeführt wird;
  • - die kreisringförmige Platte oder Folie (1) mit einem koaxialen Wellenleiter (5) gekoppelt wird, indem der Innenleiter (5.1) des koaxialen Wellenleiters leitfähig mit der kreisringförmigen Platte oder Folie (1) und der Außenleiter (5.2) des koaxialen Wellenleiters leitfähig mit der Platte oder Folie (2) verbunden werden, wobei der Außenleiter (5.2) durch die Blende (6) der Platte oder Folie (2) hin­ durchgehend in den Raum (15) zwischen der kreisringförmigen Platte oder Folie (1) und der Platte oder Folie (2) in der Weise verlängert wird, daß das in den Zwischenraum der Platten oder Folien (1) und (2) eingeführte Außenleiterseg­ ment die Platte oder Folie (1) nicht berührt und bezüglich des Innen- und Außen­ durchmessers kontinuierlich oder diskontinuierlich, vorzugsweise diskontinuier­ lich, getapert wird;
  • - die kreisringförmige Platte oder Folie (1) über ein kapazitives Belastungsele­ ment (3) oder ein- oder mehrpaarige kapazitive Belastungselemente (3) in Form konzentrierter Funktionselemente oder in Form von Wellenleiterelementen mit verteilten Parametern definierter Reaktanz sowie für den Fall ein- oder mehrpaari­ ger kapazitiver Belastungselemente in einem definierten Winkelabstand zueinan­ der und in gleichem oder ungleichem, vorzugsweise gleichem, Winkelabstand zum Kopplungspunkt des Innenleiters (5.1) mit der leitfähigen und vorzugsweise kreisringförmig ausgebildeten Platte oder Folie (1) gekoppelt wird, daß jeweils die beiden Kopplungspunkte des bzw. der kapazitiven Belastungselemente (3) auf einer parallel zur Flächennormale der beiden Flächen verlaufenden Achse positio­ niert werden;
  • - die kapazitiven Belastungselemente (3) vorzugsweise in der Weise erzeugt wer­ den, daß ein leitfähiger Körper (3.1) mit zwei gegenüberliegenden und parallelen kreisförmigen, dreieckigen, quadratischen, rechteckigen, penatgonalen, hexagona­ len oder octagonalen, vorzugsweise kreisförmigen, Grundflächen einseitig galva­ nisch mit der leitfähigen Platte oder Folie (2) oder einseitig galvanisch mit dem Leiter (1) verbunden wird und die jeweils gegenüberliegende Fläche mit einer dielektrischen Folie (3.3) mit minimalem dielektrischen Verlustwinkel belegt und flächenparallel zum Leiter (1) bzw. zur leitfähigen Platte oder Folie (2) positio­ niert wird oder zweiseitig mit jeweils einer dielektrischen Folie (3.3) belegt und die beiden parallel zueinander verlaufenden Flächen des leitfähigen, vorzugsweise zylindrischen, Körpers (3.1) parallel sowohl zum Leiter (1) als auch zur leitfähi­ gen Platte oder Folie (2) angeordnet werden;
  • - die kreisringförmige Platte oder Folie (1) über einen ohmschen Widerstand (4) oder ein- oder mehrpaarige ohmsche Widerstände (4) definierter Impedanz, vor­ zugsweise niederohmiger Impedanz, sowie für den Fall ein- oder mehrpaariger ohmscher Widerstände in einem definierten Winkelabstand zueinander und in gleichem oder ungleichem, vorzugsweise gleichem, Winkelabstand zum Kopp­ lungspunkt des Innenleiters (5.1) mit der leitfähigen Platte oder Folie (1) in der Weise gekoppelt wird, daß jeweils die beiden Kopplungspunkte des bzw. der ohmschen Widerstände auf einer parallel zur Flächennormale der beiden Flächen verlaufenden Achse positioniert sind, wobei der bzw. die Kopplungspunkte des bzw. der ohmschen Widerstände (4) bezüglich der radialen Positionierung vor­ zugsweise an der Außenberandung der kreisringförmigen Platte oder Folie (1) an­ geordnet werden;
  • - planparallel sowie axialsymmetrisch zur leitfähigen Platte oder Folie (1) eine dielektrische Platte oder Folie (8) mit kreisförmiger, quadratischer, hexagonaler oder octagonaler Berandung, vorzugsweise hexagonaler Berandung, deren der Platte oder Folie (2) zugewandte Fläche (9) leitfähig beschichtet und deren der leitfähigen Platte oder Folie (2) abgewandte Fläche (10) derartig mittels leitfähi­ ger Flächenelemente strukturiert wird, daß die dielektrische Platte oder Folie (8) sowohl den Träger als auch die Funktionskomponente eines Flächenresonators (10) in Schlitzleitungs- oder Microstriptechnik, vorzugsweise Microstriptechnik, mit räumlich orthogonal bzw. zeitlich um 90 Grad versetzter Anregung sowie ei­ nes rauschangepaßten ein- oder mehrstufigen, vorzugsweise einstufigen, Signal­ verstärkers (11) in geschirmter Microstriptechnik oder symmetrischer oder un­ symmetrischer Triplatetechnik, vorzugsweise geschirmter Microstriptechnik, bildet, in gleicher oder ungleicher, vorzugsweise gleicher, Höhe bezüglich der leitfähigen kreisringförmigen Platte oder Folie (1) angeordnet wird, wobei der Radius der dielektrischen Platte oder Folie (8) oder der Radius des das Quadrat (8) oder des das Hexagon (8) oder des das Octagon (8) umfassenden Kreises kleiner als der Innenradius der kreisringförmigen leitfähigen Platte oder Folie (1) bemessen und die Schirmung (13) galvanisch mit der leitfähigen Beschichtung (9) der dielektrischen Platte (8) gekoppelt werden.
1. Multi-band radiator system with sector characteristic, consisting of an arrangement of geometrically defined and conductive and dielectric levels, characterized in that
  • - Two conductive plates or foils ( 1 ), ( 2 ) can be arranged parallel to one another at a defined distance by forming the plate or foil ( 2 ) with a preferably circular border and the conductive plate or foil ( 1 ) with a preferably circular one Boundary who who, the plates or foils ( 1 ), ( 2 ) are dimensioned with a different outer diameter and the circular plate or foil ( 1 ) with a smaller outer diameter than the diameter of the plate or foil ( 2 ) is executed;
  • - The circular plate or film ( 1 ) is coupled to a coaxial waveguide ( 5 ) by the inner conductor ( 5.1 ) of the coaxial waveguide conductive with the annular plate or film ( 1 ) and the outer conductor ( 5.2 ) of the coaxial waveguide conductive with the Plate or film ( 2 ) are connected, the outer conductor ( 5.2 ) through the panel ( 6 ) of the plate or film ( 2 ) continuously into the space ( 15 ) between the annular plate or film ( 1 ) and the plate or film ( 2 ) is lengthened in such a way that the outer conductor segment inserted into the interspace of the plates or foils ( 1 ) and ( 2 ) does not touch the plate or foil ( 1 ) and with respect to the inner and outer diameter continuously or discontinuously, preferably discontinuous, is taped;
  • - The annular plate or film ( 1 ) via a capacitive element ( 3 ) or one or more pairs of capacitive load elements ( 3 ) in the form of concentrated functional elements or in the form of waveguide elements with distributed parameters of defined reactance and in the case of one or more pairs capacitive loading elements at a defined angular distance from each other and at the same or different, preferably the same, angular distance to the coupling point of the inner conductor ( 5.1 ) with the conductive and preferably circular plate or film ( 1 ) is coupled, that the two coupling points of the or capacitive loading elements ( 3 ) are positioned on an axis parallel to the surface normal of the two surfaces;
  • - The capacitive loading elements ( 3 ) are preferably generated in such a way that a conductive body ( 3.1 ) with two opposite and parallel circular, triangular, square, rectangular, penatgonal, hexagona len or octagonal, preferably circular, base surfaces on one side with galvanic the conductive plate or foil ( 2 ) or one-sidedly galvanically connected to the conductor ( 1 ) and the opposite surface is covered with a dielectric foil ( 3.3 ) with a minimum dielectric loss angle and parallel to the surface of the conductor ( 1 ) or the conductive plate or foil ( 2 ) is positioned or coated on both sides with a dielectric film ( 3.3 ) and the two parallel surfaces of the conductive, preferably cylindrical, body ( 3.1 ) parallel to both the conductor ( 1 ) and the conductive plate or film ( 2 ) be arranged;
  • - The annular plate or film ( 1 ) via an ohmic resistor ( 4 ) or one or more pair of ohmic resistors ( 4 ) defined impedance, preferably low impedance before, and in the case of single or multi-pair ohmic resistors at a defined angular distance from each other and at the same or different, preferably the same, angular distance to the coupling point of the inner conductor ( 5.1 ) with the conductive plate or film ( 1 ) is coupled in such a way that the two coupling points of the or the ohmic resistances on a parallel to the surface normal of the two Surface axis are positioned, the coupling point (s) of the ohmic resistors ( 4 ) with respect to the radial positioning being preferably arranged on the outer edge of the annular plate or film ( 1 );
  • - Plane-parallel and axially symmetrical to the conductive plate or film ( 1 ) a dielectric plate or film ( 8 ) with circular, square, hexagonal or octagonal border, preferably hexagonal border, the surface of the plate or film ( 2 ) facing ( 9 ) coated and conductive the conductive plate or foil (2) facing away from surface (10) is such patterned by leitfähi ger surface elements, that the dielectric plate or sheet (8), both the carrier and the functional component of a surface resonator (10) in slotline or microstrip technology, preferably Microstrip technology, with spatially orthogonal or temporally offset excitation as well as a noise-adapted one- or multi-stage, preferably single-stage, signal amplifier ( 11 ) in shielded microstrip technology or symmetrical or asymmetrical triplate technology, preferably shielded microstrip technology, forms, in the same o the unequal, preferably the same, height is arranged with respect to the conductive annular plate or foil ( 1 ), the radius of the dielectric plate or foil ( 8 ) or the radius of the square ( 8 ) or of the hexagon ( 8 ) or that Circle sized octagon ( 8 ) smaller than the inner radius of the annular conductive plate or film ( 1 ) and the shield ( 13 ) galvanically coupled to the conductive coating ( 9 ) of the dielectric plate ( 8 ).
2. Multibandstrahlersystem mit Sektorcharaktersitik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ohmschen Widerstände (4) definierter Impedanz, vor­ zugsweise niederohmiger Impedanz, durch leitfähige Verbindungselemente defi­ nierter Leitfähigkeitsverluste sowie definierter Geometrie, vorzugsweise Verbin­ dungselemente mit zylindrischer Geometrie, oder durch Verbindungselemente, bestehend aus verlustbehafteten magnetischen Stoffen bzw. Stoffkompositionen mit statischem oder elektrisch steuerbarem Suszeptibilitätsprofil, ersetzt werden, indem diese am jeweiligen identischen geometrischen Ort der zu substituierenden Widerstände bzw. des zu substituierenden Widerstandes oder an nichtidentischen Positionen bzw. an einer nichtidentischen Position eingefügt werden.2. Multi-band radiator system with sector characterization according to claim 1, characterized in that the ohmic resistors ( 4 ) defined impedance, before preferably low-impedance impedance, defined by conductive connecting elements defined conductivity losses and defined geometry, preferably connec tion elements with cylindrical geometry, or by connecting elements consisting of lossy magnetic substances or substance compositions with a static or electrically controllable susceptibility profile can be replaced by inserting them at the respective identical geometric location of the resistors or the resistor to be substituted or at non-identical positions or at a non-identical position.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007053732A (en) * 2005-08-12 2007-03-01 Tatung Co Dual frequency antenna
WO2018049651A1 (en) * 2016-09-18 2018-03-22 华为技术有限公司 Wireless network antenna and communication device

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