DE2638906A1 - GHz aerial system for X=band doppler radar - has thin microstrip conductors arranged on carrier fully covered on other side by conductor - Google Patents
GHz aerial system for X=band doppler radar - has thin microstrip conductors arranged on carrier fully covered on other side by conductorInfo
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Abstract
Description
"GHz-Antennenanlage für ein Doppler-Radar im X-Band""GHz antenna system for a Doppler radar in the X-band"
Die Erfindung bezieht sich auf eine GHz-Antennenanlage für ein Doppler-Radar im X-Band mit zugehörigen Versorgungseinrichtungen, bei der die GHz-Antenne eine sog. gedruckte Antenne ist, bei der also die Antennenleiter aus auf einem Träger angeordneten dünnen Mikrostripleitungen bestehen und der Träger auf der anderen Seite völlig mit einem Leiter abgedeckt ist und die Antennenleiter für den Sender und Empfänger gleich und nebeneinander angeordnet sind und hinter der Auskopplungsstelle der Empfangsantenne ebenfalls in Leitertechnik ausgeführt ein Tiefpaß angeordnet ist.The invention relates to a GHz antenna system for a Doppler radar in the X-band with associated supply facilities, in which the GHz antenna is a so-called. Printed antenna, in which the antenna conductor is made on a carrier arranged thin microstrip lines and the carrier on the other Side is completely covered with a conductor and the antenna conductor for the transmitter and receivers are arranged the same and next to one another and behind the decoupling point the receiving antenna also executed in ladder technology, a low-pass filter is arranged is.
Die Erfindung geht von folgendem Stand der Technik aus: Die GB-PS 1 294 024 zeigt eine Anordnung für eine sog.The invention is based on the following prior art: GB-PS 1 294 024 shows an arrangement for a so-called.
gedruckte Antenne im GHz-Bereich, d.h. also auch im X-Bande Ein Träger aus einem für diese Anwendungsfälle gebräuchlichen Werkstoff ist auf seinen beiden Seiten mit Kupfer kaschiert und in einem entsprechenden Ätzvorgang wird nur auf der einen Seite eine Leiterstruktur gebildet, während die verbleibende Oberfläche bis auf drei Durchführungen vollständig bedeckt mit dem Kupfer bleibt. Die Leiterstruktur besteht aus einzelnen Leitungszügen, und diese Leitungszüge stellen mit zu diesen in Abstand angeordneten Dipolen eine Antenne dar. Die Ausbildung der Breite, der Abstände und der Längen der einzelnen Leiter und auch der Dipole sind abhängig von der Frequenz bzw. sie werden in Abhängigkeit von den geforderten Antennencharakteristika dimensioniert. Es sind Äusführungsformen gezeigt mit einem Leiter und einseitig angeordneten Dipolen, einem Leiter und beidseitig angeordneten Dipolen zur Erzeugung von zwei Abstrahlungskeulen oder auch mit unterschiedlichen Dipolen an den beiden Seiten eines Leiters für die Abstrahlung von zwei verschiedenen Frequenzen.Printed antenna in the GHz range, i.e. also in the X band One carrier made of a material common for these applications is on both of them Pages laminated with copper and in a corresponding etching process is only on a conductor structure is formed on one side, while the remaining surface remains completely covered with the copper except for three bushings. The ladder structure consists of individual cable runs, and these cable runs join with them spaced dipoles represent an antenna. The formation of the width, the Distances and lengths of the individual conductors and also the dipoles are dependent on the frequency or they are dependent on the required antenna characteristics dimensioned. There are embodiments shown with a conductor and one-sided arranged dipoles, a conductor and dipoles arranged on both sides for generation from two radiation lobes or with different dipoles on the two Sides of a conductor for the emission of two different frequencies.
Weiterhin gibt es hierzu noch einen Stand der Technik, bestehend aus Firmendruckschriften, nämlich die Druckschrift DSV 002/1 v. Ma-i 1971 "new product information" der Firma EMI-Varian und dem Untertitel "Printed Microwave Aerials". In dieser Druckschrift sind gedruckte Antennenfelder gezeigt für den Frequenzbereich von 1 GHz bis 20 GHz. Die Lage der einzelnen Antennenfelder ergibt eine Polarisierung. Es sind aber auch zirkular polarisierte Antennenfelder verfügbar. Eine zweite Druckschrift der Firma EMI-Varian mit dem Titel "Printed Antennae" 2 bis 36 GHz und "Microwave Front Ends" 8 bis 30 GHz zeigt sog. "X-Band Doppler-Radar Front Ends" für den Frequenzbereich von 10,6 GHz bei einer Antennenleistung von 10 mW, wobei die entsprechenden Teile z.B. auf einer Platte angeordnet sind mit den Abmessungen 105 x 35 oder auch 125 x 35 mm und einer größten Bauhöhe von 35 mm.There is also a prior art for this, consisting of Company publications, namely the document DSV 002/1 v. Ma-i 1971 "new product information "from EMI-Varian and the subtitle" Printed Microwave Aerials ". In this document, printed antenna fields are shown for the frequency range from 1 GHz to 20 GHz. The position of the individual antenna fields results in polarization. However, circularly polarized antenna fields are also available. A second pamphlet the EMI-Varian with the title "Printed Antennae" 2 to 36 GHz and "Microwave Front Ends "8 to 30 GHz shows so-called" X-band Doppler radar front ends "for the frequency range of 10.6 GHz with an antenna power of 10 mW, with the corresponding parts e.g. arranged on a plate with the dimensions 105 x 35 or 125 x 35 mm and a maximum height of 35 mm.
Von diesem Stand der Technik geht die Erfindung aus. Sie hat den Zweck, ein einfaches X-Band Doppler-Radar für Raumschutzzwecke zu schaffen, und die Aufgabe der Erfindung bestand darin, eine Anordnung anzugeben, die in einer Weise in einem Raum getarnt angeordnet werden kann, so daß der den Raum Betretende die Raumschutzanlage nicht zu erkennen vermag. Für diesen Zweck muß also eine sehr kleine GHz-Antennenanlage für ein Doppler-Radar im X-Band verwendet werden, das ebenso wie der bekannte Stand der Technik eine Leiterplatte aufweist, bei der die Antennenleiter für den Sender und Empfänger auf derselben Seite des Trägers nebeneinander angeordnet sind und bei der dann auf der gegenüberliegenden Seite die Versorgungseinrichtungen für diese Antennen aufgebaut werden können.The invention is based on this prior art. It has the purpose and the task of creating a simple X-band Doppler radar for space protection purposes the invention was to provide an arrangement that in a way in a Room can be camouflaged so that the room entering the room protection system unable to recognize. A very small GHz antenna system is therefore required for this purpose can be used for a Doppler radar in the X-band, which like the well-known Stand the technology has a circuit board in which the antenna conductor for the transmitter and receivers are arranged side by side on the same side of the carrier, and at which then on the opposite side the utilities for this Antennas can be built.
Zur Lösung dieser Aufgabe werden bei einer GHz-Antennenanlage der eingangs genannten Art nach der Erfindung die Antennenleiter spiegelbildlich zueinander angeordnet und der Träger besteht aus einer Platte mit einem Durchmesser von etwa 75 mm, auf der ein abgeschirmter Oszillator mit z.B.To solve this problem, the initially mentioned type according to the invention, the antenna conductors mirror images of each other arranged and the carrier consists of a plate with a diameter of approximately 75 mm, on which a shielded oscillator with e.g.
einer Gunn-Diode sowie der Mischer und weitere elektrische Bauteile bis zu einer Bauhöhe von etwa 25 mm angeordnet sind.a Gunn diode as well as the mixer and other electrical components are arranged up to a height of about 25 mm.
Eine derartige Trägerplatte mit den nach der Erfindung angeordneten elektrischen Bauteilen kann z.B. in einer Unterputzverteilerdose angeordnet werden, die einen genormten Innendurchmesser von etwa 75 mm und eine Tiefe von etwa 40 mm aufweist. Dadurch kann die Raumschutzantennenanlage in eine einfache Verteilerdose eingesetzt werden, wobei diese Verteilerdose auch von nicht eingeweihten Personen verlegt werden kann, denn zu welchem Zweck sie später einmal verwendet wird, darüber geben höchstens die Zuleitungen Auskunft und auch diese können später in entsprechend vorbereiteten Rohrleitungen verlegt werden. Die Zuleitungen können z.B. nur aus einem einzigen Kabel bestehen, denn dieses Kabel kann mit seiner Abschirmung das Minuspotential an die Anlage liefern, und es bedarf dann nur noch zweier Leitungen, nämlich einer Gleichstromspannungsversorgung von z.B. 12 V und einer sog. "heißen Leitung", über die das niederfrequente Doppler-Signal einer Alarmeinrichtung oder einer Anzeigeeinrichtung zugeführtwerden muß.Such a carrier plate with the arranged according to the invention electrical components can e.g. be arranged in a flush-mounted junction box, which have a standardized inner diameter of about 75 mm and a depth of about 40 mm having. This allows the room protection antenna system to be installed in a simple junction box can be used, whereby this junction box can also be used by uninitiated persons can be laid, because for what purpose it will be used later, about it at most, the supply lines provide information and these can also be entered accordingly later prepared pipelines are laid. For example, the supply lines can only come from consist of a single cable, because this cable with its shielding can do that Supply negative potential to the system, and then only two lines are required, namely a DC power supply of e.g. 12 V and a so-called " Line "through which the low-frequency Doppler signal of an alarm device or must be fed to a display device.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann an der Einkopplungsstelle der Senderantenne zur Unterdrückung insb.In a further embodiment of the invention, at the coupling point the transmitter antenna for suppression esp.
der 2. Harmonischen ein Filter angeordnet sein, das aus einem eine lichte Weite von 4,2 mm aufweisenden Koaxialleiter gebildet wird, an dessen einem an der völlig abgedeckten Oberfläche des Trägers anliegendem Ende eine Durchmesseränderung in Form einer Eindrehung vorhanden ist, die einen Durchmesser von etwa 13,3 mm und eine axiale Höhe von etwa 1 mm aufweist. Diese Anordnung des Filters ist erforderlich, um z.B. gesetzliche Bestimmungen zu erfüllen. Messungen haben ergeben, daß bei einem bestimmten Ausführungsbeispiel die 2. Harmonische bei 18,7 GHz eine abgestrahlte Leistung von 1 µm bezogen auf einen #/2-Dipol ergab. Damit waren die Anforderungen der Deutschen Bundespost voll erfüllt, die nämlich 2 x 10-5 W bezogen auf einen #/2-Dipol für die 2. Harmonische vorschreiben. Dabei betrug die Ausgangsleistung des Oszillators bei 9,35 GHz etwa 10 mW.the 2nd harmonic a filter can be arranged, which consists of a one Clear width of 4.2 mm having coaxial conductor is formed, on one of which at the completely covered Surface of the support adjacent end there is a change in diameter in the form of a recess that has a diameter of about 13.3 mm and an axial height of about 1 mm. This arrangement of the Filters is required, for example, to meet legal requirements. Measurements have shown that in a certain embodiment the 2nd harmonic is at 18.7 GHz resulted in a radiated power of 1 µm based on a # / 2 dipole. This fully met the requirements of the Deutsche Bundespost, namely Prescribe 2 x 10-5 W related to a # / 2 dipole for the 2nd harmonic. Included the output power of the oscillator at 9.35 GHz was about 10 mW.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Fig. 1 eine Draufsicht auf eine in eine Verteilerdose passende Trägerplatte nach der Erfindung mit der Darstellung der Antennen struktur, Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II nach Fig. 1 durch die Trägerplatte mit dem Resonatorgehäuse, Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III nach Fig. 1 durch die Trägerplatte mit den anderen elektrischen Bauteilen, Fig. 4 eine Ansicht der Trägerplatte mit den auf dieser angeordneten Bauteilen von unten.An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below. 1 shows a plan view of a In a junction box fitting carrier plate according to the invention with the illustration the antenna structure, FIG. 2 shows a section along the line II-II according to FIG. 1 through the carrier plate with the resonator housing, Fig. 3 shows a section along the Line III-III according to Fig. 1 through the carrier plate with the other electrical components, FIG. 4 shows a view of the carrier plate with the components of FIG below.
In Fig. 1 ist der äußere Rand einer in eine Unterputz-Verteilerdose passenden Trägerplatte mit 1 bezeichnet. In der Fig. 1 ist nur die Trägerplatte 2 ersichtlich. Auf dieser befinden sich der Antennenleiter 3 für die Sender- und der Antennenleiter 4 für die Empfangsantenne. Von den Dipolen 5 der Senderantenne wird die Welle abgestrahlt und durch die Dipole 6 der Empfangsantenne wieder empfangen. Von den Dipolen 5 zum Antennenleiter 3 und von den Dipolen 6 zum Antennenleiter 4 besteht also eine Kopplung. Die Länge der Dipole 5 als auch 6 beträgt etwa #/2 der Oszillatorfrequenz, der Abstand zweier Dipole 5 oder 6 voneinander ebenfalls #/2. Es besteht ferner eine Kopplung vom Antennenleiter 3 zum Antennenleiter 4.In Fig. 1, the outer edge of a in a flush-mounted junction box matching Support plate designated by 1. In Fig. 1 only the carrier plate 2 can be seen. The antenna conductor 3 for the transmitter and antenna conductors are located on this 4 for the receiving antenna. The wave is emitted from the dipoles 5 of the transmitter antenna and received again by the dipoles 6 of the receiving antenna. From the dipoles 5 to the The antenna conductor 3 and from the dipoles 6 to the antenna conductor 4 are therefore coupled. The length of the dipoles 5 and 6 is about # / 2 of the oscillator frequency, the distance two dipoles 5 or 6 from each other also # / 2. There is also a coupling from antenna conductor 3 to antenna conductor 4.
Der Antennenleiter 4 weist etwa in Höhe des nach innen liegenden Anfanges eines Dipoles 6 einen Anschluß 7 für eine Mischerdiode 8 auf, die mit ihrem anderen Anschluß 9 unmittelbar mit einer metallischen Auflageplatte 10, wie aus Fig. 3 ersichtlich, verbunden ist. Deswegen kann von der Auskopplungsstelle 11, dieetwa in der Mitte des Antennenleiters 4 abzweigt, das Empfangssignal über den Tiefpaß 12 bereits bei 13 unmittelbar als NF-Signal abgenommen werden. Es wird dann über die Koaxialleitung 14 an die Anschlußstelle 15 geführt (vgl. auch Fig. 4).The antenna conductor 4 points approximately at the level of the beginning lying inwards of a dipole 6 has a connection 7 for a mixer diode 8, which with its other Connection 9 directly to a metallic support plate 10, as can be seen from FIG. 3, connected is. Therefore, from the decoupling point 11, which is approximately in the middle of the antenna conductor 4 branches off, the received signal via the low-pass filter 12 is already at 13 can be picked up immediately as an LF signal. It is then over the coaxial line 14 led to the connection point 15 (see. Also Fig. 4).
In den zeichnerischen Darstellungen ist die Trägerplatte 2 vereinfacht dargestellt. Sie besteht an sich aus drei Schichten, namlich aus der unmittelbar auf der Auflageplatte 10 aufliegenden Kupferkaschierung, die nur an den Durchführungen entsprechend weggeätzt ist, dann folgt der eigentliche Träger in Form eines Kunststoff- oder Keramiksubstrats und schließlich auf diesem eine derart weit weggeätzte Kupferkaschierung, daß nur die in Fig. 1 eingezeichneten Leiterstrukturen stehen bleiben.In the drawings, the carrier plate 2 is simplified shown. It consists in itself of three layers, namely the immediate on the support plate 10 resting copper cladding, which is only at the bushings corresponding is etched away, then follows the actual carrier in the form of a plastic or Ceramic substrate and finally on this a copper cladding etched so far away, that only the conductor structures shown in FIG. 1 remain.
Senderseitig zeigt die Fig. 1 den Antennenleiter 3, der etwa in Höhe des nach innen liegenden Anfanges eines Dipoles 5, nunmehr aber auf der zur Empfangsantenne entgegengesetzt liegenden Antennenleiterstrecke, eine Anschlußstelle 16 aufwiest (siehe auch Fig. 2), die einen Stift 17 engelötet enthält, der unmittelbar in den Resonatorraum 18 des Gunndiodenoszillators führt, dessen Gehäuse mit 19 bezeichnet ist. Die Gunndioden sind mit 20, ihr Halter mit 21, ihre Andrückschraube mit 22 und ihr Anschlußkabel für + 12 V mit 23 (siehe auch Fig. 4) bezeichnet. In den Resonatorraum 18 ragen in an sich bekannter Weise Abgleichschrauben 24 und 25.On the transmitter side, Fig. 1 shows the antenna conductor 3, which is approximately at the height of the inwardly lying beginning of a dipole 5, but now on that of the receiving antenna opposite antenna conductor route, a connection point 16 has (see also Fig. 2), which contains a pin 17 soldered directly into the Resonator chamber 18 of the Gunn diode oscillator leads, the housing of which is denoted by 19 is. The Gunn diodes are marked with 20, their holder with 21, their pressure screw with 22 and its connection cable for + 12 V is designated by 23 (see also Fig. 4). In the resonator chamber Adjusting screws 24 and 25 protrude in a manner known per se.
Der Stift 17 wird in einer Isolierhülse 26 geführt, Die Durchführung stellt eine Koaxialleitung 27 dar, deren lichte Weite etwa gleich dem Außendurchmesser der Isolierhülse 26 ist und etwa 4,2 mm beträgt. An dem dem Antennenleiter 3 zugewandten Ende dieser Koaxialleitung 27 ist eine Eindrehung 28 im Gehäuse 19 vorhanden, die eine axiale Höhe von etwa 1 mm und eine lichte Weite-von etwa 13,3 mm aufweist und damit ein Filter für die 2. Harmonische bei 18,7 MHz bildet.The pin 17 is guided in an insulating sleeve 26, the implementation represents a coaxial line 27, the clear width of which is approximately equal to the outer diameter the insulating sleeve 26 and is approximately 4.2 mm. On the antenna conductor 3 facing At the end of this coaxial line 27 there is a recess 28 in the housing 19 which has an axial height of about 1 mm and a clearance of about 13.3 mm and thus forming a filter for the 2nd harmonic at 18.7 MHz.
Die übrigen, in Fig. 2 und 3 mit 29 bezeichneten Teile dienen der Siebung usw., sind also für diese Erfindung von untergeoroneter Bedeutung, nur jedoch insofern wichtig, daß sie eine Bauhöhe von etwa 25 mm nicht überschreiten sollen.The other, in Fig. 2 and 3 designated by 29 parts are used Sieving, etc., are therefore of subordinate importance for this invention, but only it is important that they should not exceed a height of about 25 mm.
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| DE19762638906 DE2638906A1 (en) | 1976-08-28 | 1976-08-28 | GHz aerial system for X=band doppler radar - has thin microstrip conductors arranged on carrier fully covered on other side by conductor |
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|---|---|
| DE2638906A1 true DE2638906A1 (en) | 1978-03-02 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| DE19762638906 Withdrawn DE2638906A1 (en) | 1976-08-28 | 1976-08-28 | GHz aerial system for X=band doppler radar - has thin microstrip conductors arranged on carrier fully covered on other side by conductor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE2638906A1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3106832A1 (en) * | 1981-02-24 | 1982-09-09 | Vilém 8000 München Klir | Microwave stripline module in sandwich design for movement detectors |
| DE3209094A1 (en) * | 1982-03-12 | 1983-09-22 | Hörmann GmbH, 8011 Kirchseeon | DEVICE FOR MONITORING SPACE BY DOPPLER RADAR |
| DE3209093A1 (en) * | 1982-03-12 | 1983-09-22 | Hörmann GmbH, 8011 Kirchseeon | DEVICE FOR MONITORING SPACE BY DOPPLER RADAR |
| US5019829A (en) * | 1989-02-08 | 1991-05-28 | Heckman Douglas E | Plug-in package for microwave integrated circuit having cover-mounted antenna |
-
1976
- 1976-08-28 DE DE19762638906 patent/DE2638906A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |