DE2811521A1

DE2811521A1 - Symmetrierter bandleitungsdipol

Info

Publication number: DE2811521A1
Application number: DE19782811521
Authority: DE
Inventors: Russell Eugene Jones; Alvin William Moeller
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1977-04-18
Filing date: 1978-03-16
Publication date: 1978-10-19
Also published as: IT7822376A0; FR2388420A1; GB1550809A; IT1094401B; JPS53129564A; AU3434378A

Description

Paris file: 5448-A

THE BENDIX CORPORATION, Executive Offices, Bendix Center, Southfield, Michigan 48075, U.S.A.

Symmetrierter Bandleitungsdipol

Die Erfindung bezieht sich auf symmetrierte Dipole, die in Streifenleitertechnik hergestellt sind. Die Erfindung betrifft insbesondere eine symmetrische (symmetrical) und erdsymmetrische (balanced) Dipolanordnung.

In der Vergangenheit wurden Streifenleiterdipole mit bloßgelegten Zuführleitungen hergestellt. Dipolzuführleitungen wurden generell bei Stufenleitern auf einer dielektrischen Platte geäti, und zwar entweder auf der gleichen Seite wie der Dipol oder auf der gegenüberliegenden Seite. Sofern sie auf der gleichen Seite lagen, erstreckte sich die Zuführleitung von der Basis des Dipols, an der sie normalerweise mit dem Mittelleiter eines Koaxialverbindungsstückes verbunden war, zwischen den Dipolschenkeln und parallel zu ihnen und endete in einer physikalischen Verbindung mit dem Fußpunkt des einen oder anderen der Dipolarme.

Sofern die Zuführleitung auf der dem Dipol gegenüberliegenden Seite der dielektrischen Platte angeordnet war, erstreckte sie sich von der Basis des Dipols,an der sie mit dem Mittelleiter eines Koaxialverbindungsstückes verbunden war, zu dem Fußpunkt der Dipolarme und wurde dann um den Betrag einer Viertel-Wellenlänge (/I/4) der Betriebsfrequenz zurückgefaltet, um in einem offenen Stromkreis zu enden. Zusätzlich lief die Zuführleitung parallel zu den Dipolschenkein und lag so über ihnen. In beiden der obigen Ausführungsformen von Streifenleiterdipolen ist die

809842/0615

Zuführleitung bloßgelegt.

In der Technik ist es gut bekannt, daß Ströme, die auf bloßgelegten Dipölzuführungen vorhanden sind und einen Mitteleinspeisungs-λ/2-Dipol speisen, eine Abstrahlung von der Zuführleitung ebenso wie von den Dipolarmen bewirken. Die Strahlungscharakteristiken dieser zwei Strahler vereinigen sich dann und erzeugen eine unerwartete und üblicherweise unerwünschte resultierende Antennencharakteristik. Um diese unerwünschten Effekte zu beseitigen, wurden Versuche gemacht, die Zuführleitung auf Streifenleiterdipolen abzuschirmen, indem eine Schichtung vorgesehen wurde, die einen Dipol an jeder äußeren Fläche hatte und bei der die Zuführleitung dazwischen eingelegt war, mit einem elektrisch leitendem Stift, der durch die tragenden dielektrischen Platten hindurchgetrieben wurde, um die Zuführleitung der Dipole anzuschließen und zu verbinden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen symmetrierten Streifenleiterdipol zu schaffen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß drei Streifenleiterschichten vorgesehen sind, deren erste und zweite Schicht erste und zweite Streifenleiterdipole mit im wesentlichen identischer Form und Ausgestaltung bilden, die jeweils erste Schenkel und verbundene Arme und zweite Schenkel und verbundene Arme aufweisen, die übereinanderliegen und miteinander übereinstimmen, wobei die ersten und zweiten Schenkel des ersten Streifenleiters über und die ersten und zweiten Schenkel des zweiten Streifenleiters unter einer Zuführleitung liegen, die die Form einer Mikrowellendrossel hat, wodurch die Zuführleitung durch die Streifenleiterdipole abgeschirmt und von den Dipolen durch die dazwischenliegenden elektrischen Schichten getrennt ist.

80984 2/0615

Die vorliegende Erfindung schafft also einen symmetrischen und erdsymmetrischen Dipol, der aus drei Streifenleiterschichten zusammengesetzt ist, die auf einer Zweischicht-Sandwichanordnung angeordnet sind. Insbesondere besteht eine Schicht der Sandwichanordnung aus einer dielektrischen Platte, die auf einer Seite einen Streifenleitungsdipol und auf der anderen Seite eine drosselabschnittförmige Zuführleitung angeordnet hat, die den Dipolschenkeln gegenüberliegt. Die zweite Schicht der Sandwichanordnung besteht aus einer zweiten dielektronen Platte, die auf einer Seite einen Streifenleitungsdipol hat. Die beiden dielektrischen Platten sind Rücken an Rücken angeordnet, wobei die entsprechenden Streifenleitungsdipole an den Außenseiten der beiden Schichten liegen und die Zuführleitung, die eine dritte Streifenleitungsschicht enthält, zu den Dipolen in einer unter ihnen liegenden Beziehung angeordnet ist.

Der symmetrierxe Streifenleitungsdipol ist aus einer Zweischicht-Sandwichanordnung mit zwei übereinanderliegenden Streifenleitungsdipolen an der Außenseite beider Schichten zusammengesetzt. Auf der Innenfläche einer der Schichten ist eine Streifenleitungszuführung angeordnet, die über einen Schenkel des Dipoles liegt,und zwar von der Basis des Dipolschenkeis zu einem Punkt, der über dem Fuß der Dipolarme liegt. Die Zuführleitung ist um eine Viertel-Wellenlänge der Arbeitsfrequenz zurückgefaltet und liegt so über dem anderen Dipolschenkel, daß er einen drosseiförmigen Abschnitt bildet, der mit den Dipolen nicht in Berührung steht.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles im Zusammenhang mit den Figuren ausführlicher erläutert, wobei darauf hingewiesen wird, daß die nachfolgende Beschreibung und die Figuren weitere erfindungswesentliche Merkmale beinhalten. Es zeigt:

809842/0615

Fig. 1 eine auseinandergezogene Ansicht einer erfindungsgemäßen Dipolanordnung; und

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung einschließlich eines ZuführleitungsverMndungsstückes und einer ausgebreiteten Dipolgrundfläche, (ground plane).

In der folgenden Beschreibung bezeichnen gleiche Bezugszeichen identische Teile in den verschiedenen Figuren.

Fig. 1 zeigt eine auseinandergezogene Darstellung einer Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung. Die dargestellte Anordnung ist aus zwei dielektrischen Platten 10 und 12 zusammengesetzt, die darin entsprechend identisch sind, daß die Streifenleitungsdipole auf einer Seite jeder Platte angeordnet sind, die sich jedoch darin unterscheiden, daß eine mikrowellendrossel-förmige Streifenleitungszuführung an der gegenüberliegenden Seite einer Platte angeordnet ist. Im einzelnen ist ein Streifenleitungsdipol 14 auf einer Seite einer Platte 10 und ein Streifenleitungsdipol 16 ist in Bezug auf den Streifenleitungsdipol 14 symmetrisch auf einer Seite der Platte 12 angeordnet. Der Dipol 14 besteht aus Armen 14a und 14b und Schenkeln 14c und 14d, die die Arme mit einer Grundebene (ground plane) 18 verbinden. In ähnlicher Weise besteht der Dipol 16 aus Armen 16a und 16b und Schenkeln 16c und I6d, die die Arme mit einer Grundebene 20 verbinden. Das Ausführungsbeispiel zeigt einen A/2-Dipol, d. h. jeder Dipolarm hat eine Länge einer Viertel-Wellenlänge der Dipolarbeitsfrequenz. Aus der nachfolgenden Beschreibung wird allerdings klar, daß die Erfindung auch mit anderen Dipollängen verwendet werden kann.

Wie oben angeführt, ist eine Streifenleitungszuführung 22 auf der dem Dipol 16 gegenüberliegenden Seite der Platte 12 angeordnet. Die Zuführleitung 22 enthält einen Abschnitt 22b, der

809842/0616

sich von einem Ende 22a, das einen Zuführleitungsanschluß an der Basis der Platte enthält, wobei die Dipole an diesem Ende mit entsprechenden, weiter unten erläuterten Schaltkreisen verbindbar sind, zu einem Punkt erstreckt, der über dem Fußpunkt des Dipolarmes 16a liegt. Die Zuführleitung ist dann längs eines Abschnittes 22c (quer) zu einem Punkt hinübergefaltet, der über dem Fußpunkt des Dipolarmes 16b liegt,und längs eines Λ/4-Abschnittes 22d zurückgefaltet,.um an einem Ende 22e in einen offenen Stromkreis zu enden. Die Zuführleitungsabschnitte 22b und 22d liegen über den Dipolschenkeln 16c bzw. I6d und, wenn die Platte 10 mit der Platte 12 verbunden ist, unter den Dipolschenkeln 14c bzw. 14d. Mit anderen V/orten, die Zuführleitung 22 und die verschiedenen Dipolschenkel bilden eine Anordnung, die einer Koaxial-Übertragungsleitung analog ist, wobei die Zuführleitung dem Mittelleiter und die Dipolarme den Außenleitern entsprechen.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Zuführleitung 22 an keinem Punkt mit beiden Streifenleitungsdipolen gleichstrommäßig verbunden ist. Elektrische Verbindungen bzw. Kopplungen zwischen der Zuführleitung und den Dipolen werd/durch die Wirkung des Λ/4-Abschnittes 22d bewirkt. Insbesondere, da der Λ/4-Abschnitt 22d an dem Ende 22e in einen offenen Stromkreis mündet, — ist ein Punkt, um eine Viertel-Wellenlänge von dem offenen Stromkreis zurück, also der Punkt, der den Fußpunkten der Arme 16b und 14b gegenüberliegt, effektiv mit den Fußpunkten dieser Arme kurzgeschlossen, wodurch in diesen Armen an deren Fußpunkten die Signale von der Zuführleitung 22 induziert werden, wenn der Dipol ein Strahler ist, oder umgekehrt die Signale, die von den Dipolen empfangen v/erden, in der Zuführleitung induziert werden, wenn der Dipol ein Empfänger ist.

Unter Bezugnahme auf die zusammengesetzte Anordnung der Fig. ist dort gezeigt, wie die Platte 10 mit der Platte 12 über ge-

8098A2/0616

-Q-

eignete Befestigungsmittel, wie ζ. B. Bolzen 25, zusammengesetzt ist. Der Dipol 14 ist auf der Außenseite der Platte 10 gezeigt, während der (nicht dargestellte) Dipol 16 von der Außenseite der Platte 12 getragen ist und natürlich mit dem Dipol 14 übereinstimmt, d. h. in der Projektion flächentreu gegenüberliegt.

Die Anordnung enthält auch generell U-förmige Teile 30 und 32, die mit den Platten 10 bzw. 12 mittels Bolzen 25 so zusammengesetzt sind, daß Arme jedes dieser Teile miteinander eine Grundebene 27 bilden, wobei die Teile 30 und 32 aus elektrisch leitfähigem . Material sind und in engem Kontakt mit der Streifenleitungsgrundebene 18 bzw. 20 (vgl. Fig. 1) stehen.

Die Anordnung enthält weiterhin in geeigneter Weise ein Koaxialverbindungsstück 34, dessen Außenleiter durch die Teile 30 und 32 befestigt und gehalten ist und dessen flacher, schellenförmiger Innenleiter 34a zwischen den Platten 10 und 12 so geschichtet ist, daß er in engem Kontakt mit dem Ende 22a der Zuführleitung steht. In Fig. 2 sind das Teil 30 und die Platte 10 aufgeschnitten, um den schellenförmigen Innenleiter 34a zu zeigen.

Es sei darauf hingewiesen, daß die in Fig. 2 gezeigte Zuführleitung sich von der Zuführleitung der Fig. 1 darin leicht unterscheidet, daß sie an dem Ende 22a leicht nach rechts in Fig. 2 abgebogen ist, um zu ermöglichen, daß das Verbindungsstück 34 in Bezug auf die Dipole zentriert ist. Natürlich könnte ein Verbindungsstück in Fig. 1 leicht nach links versetzt sein oder der Verbindungsstück-Mittelleiter könnte leicht nach links schräg angeordnet sein, um das Ende 22a zu berühren, sofern ein zentriertes Verbindungsstück gewünscht wird.

vB/pr 809842/0615

Claims

B4TENMNU0IUE ¹^BROSE °" BRQSt

D-8023 München-Pullach, Wiener Str. 2; Tel. (080) 7 93 3Π 7_1; tpIrx 5217147 bros d; Cables: «Patentibus» München

THE BENDIX CORPORATION, Executive Offices, Bendix Center, Southfield, Michigan 48075, U.S.A.

Paris file: 5443-A S_e: 16. März 1978

Patentansprüche

1J Symmetrische und erdsymmetrische Dipolanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß drei Streifenleiterschichten (14, 16, 22) vorgesehen sind, deren erste und zweite Schicht erste und zweite Streifenleiterdipole (14, 16) mit im wesentlichen identischer Form und Ausgestaltung bilden, die jeweils erste Schenkel (14c, 16c) und verbundene erste Arme (14a, 16a) und zweite Schenkel (14d, 16d) und verbundene zweite Arme (14b, 16b) aufweisen, die übereinander liegen und miteinander übereinstimmen, wobei die ersten und zweiten Schenkel (14c, I4d) des ersten Streifenleiterdipols (14) über und die ersten und zweiten Schenkel (16c, I6d) des zweiten Streifenleiterdipols (16) unter einer Zuführleitung (22) liegen, die die Form einer Mikrowellendrossel hat, wodurch die Zuführleitung (22) durch die Streifenleiterdipole (14, 16) abgeschirmt und von den Dipolen (14, 15) durch dazwischenliegende elektrische Schichten (10, 12) getrennt ist.

809842/061S
2. Symmetrische und erdsymmetrische Dipο!anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Streifenleiterdipol (14) auf einer Seite einer ersten dielektrischen Platte (10) und der zweite Streifenleiterdipol (16) auf einer Seite einer zweiten dielektrischen Platte (12) angeordnet ist, und daß die Zuführleitung (22) auf der anderen Seite der zweiten dielektrischen Platte (12) angeordnet ist und über den ersten und zweiten Schenkeln (16c, I6d) des zweiten Streifenleiterdipols (16) liegt und mit ihnen übereinstimmt, wobei die erste und zweite der dielektrischen Platten die dielektrischen Schichten (10, 12) enthalten.
3. Symmetrische und erdsymmetrische Dipolanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführleitung (22) einen Λ/4-Abschnitt (22d) (von einem Viertel der Wellenlänge) an ihrem Ende aufweist und in eine:n offenen Stromkreis endet, wobei der λ /4-Abschnitt (22d) zwischen den zweiten Schenkeln (14d, 16d), parallel und längs zu ihnen von dem offenen Stromkreis am einen Ende des Λ /4-Abschnitts (22d) zu einem Punkt, der unter den Fußpunkten der zweiten Arme (14b, 16b) am anderen Ende des Λ/4-Abschnittes (22d) liegt, angeordnet ist.
4. Symmetrische und erdsymmetrische Dipolanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführleitung (22) ein gefaltete Leitung ist, die weiterhin einen ersten Abschnitt (22b) aufweist, der sich oberhalb der ersten Schenkel (14c, 16c) liegend und parallel zu ihnen von einem Anschlußende (22a) zu einem Punkt erstreckt, der über den Fußpunkten der ersten Arme (14a, 16a) liegt, und einen zweiten Abschnitt (22c), der sich von dem über den Fui3punkten der ersten Arme (14a, 16a) liegenden Punkt zu dem über den Fußpunkten der zweiten Arme (14b,16b) liegenden Punkt erstreckt, von dem sich der Λ/4-Abschnitt (22d) zu dem offenen Schaltkreis erstreckt.

809842/061S