DE2824053A1

DE2824053A1 - Antennenanordnung

Info

Publication number: DE2824053A1
Application number: DE19782824053
Authority: DE
Inventors: Ernest Roscoe Cashen
Original assignee: EMI Ltd
Current assignee: EMI Ltd
Priority date: 1977-05-31
Filing date: 1978-05-30
Publication date: 1978-12-14
Also published as: GB1572273A; FR2393439A1

Description

Antennenanordnung

Die Erfindung bezieht sich auf Antennenanordnungen, insbesondere auf solche Anordnungen, die lineare, am Ende eingespeiste Gruppen von Elementen aus Streifenleitern (microstrip) enthalten. Solche Antennenanordnungen sind bekannt und offenbart durch die GB-PS 1 294 024, auf die hier Bezug genommen wird.

Es sind zuweilen Antennenanordnungen erwünscht, welche hinsichtlich ihrer Achse unterschiedliche Polarisationsrichtungen aufweisen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, solche Anten-

, nenanordnungen mit unterschiedlichen Polarisationsrichtungen zu schaffen. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß auf der einen Oberfläche eines dielektrischen Trägers ein Erdungsleiter und auf der entgegengesetzten Oberfläche ein Streifenleiter und mindestens ein im Abstand vom Streifenleiter angeordnetes und mit dem Streifenleiter gegenseitig gekoppeltes leitendes Element' an- : gebracht ist, daß das mindestens eine Element länglich ausgebil-, det ist und dessen Längsabmessung in einer von der Parallelität , zum Streifenleiter abweichenden Richtung verläuft.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Nachfolgend werden zum besseren Verständnis der Erfindung einige Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 Teile einer Anordnung gemäß einer

ersten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 eine Abänderung der in Fig. 1 dargestellten Anordnung,

Fig. 3 Teile einer Anordnung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 4 eine Abänderung der in Fig. 3 dargestellten Anordnung.

Es wird nochmals darauf hingewiesen, daß sich die folgende Beschreibung auf eine Antennenanordnung der Art bezieht, wie sie in der oben erwähnten GB-PS 1 294 024 dargelegt ist, und die durch einen dielektrischen Träger gebildet wird, dessen beide Oberflächen mit Kupfer bedeckt sind. Bei dieser Anordnung sind als Folge eines Ätzvorganges auf der einen Oberfläche mindestens eine Streifenleitung (/microstrip) mit zugeordneten, in Abständen davon angeordneten und gegenseitig mit dieser gekoppelten Elementen vorhanden.

In Fig. 1 sind ein elektrischer Leiter 1 und ein Träger 2 ! zu erkennen. Der in der Zeichnung nicht sichtbare Kupferbelag auf ; j der anderen,der Zeichenebene abgewandten Oberfläche des Trägers 2 ; bildet in bekannter Weise eine Erdung für die Anordnung. Der ^: ! Träger 2 kann in geeigneter Weise durch Polytetrafluoräthylen/ j

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Fiberglas oder Polyimid gebildet sein. In Fig. 1 sind drei Elemente (Strahlerelemente) 3,4 und 5 gezeigt, und es ist zu erkennen, daß diese Elemente länglich ausgebildet und alle in ihrer Längsabmessung mit einem Winkel von 45° in bezug auf den Leiter 1 angeordnet sind. Die dem Leiter 1 am nächsten liegenden Enden der Elemente 3,4 und 5 sind parallel zum Leiter 1 ausgerichtet. Diese Anordnung erzeugt einen Polarisationswinkel von 45° relativ zur Achse der Anordnung.

Wie in Fig. 2 dargestellt ist, können die Elemente 3¹, 4¹ und 5' in Abhängigkeit von dem gewünschten Polarisationswinkel in ihrer Längs.abmessung in jede zum Leiter 1 ' nicht parallele Lage gebracht werden, wobei die dem Leiter 1' benachbarten Enden der Elemente 3¹, 4¹, 5' parallel zum Leiter 1' verlaufen. In Fig. 2 beträgt der Winkel beispielsweise 90°.

Es kann auch eine kreisförmige Polarisation erreicht werden, indem die Elemente paarweise auf beiden Seiten des Leiters 1 mit komplementären Neigungswinkeln angeordnet werden, z.B. wie in Fig. 1 bei den Elementen 3, 4 und 5 und den gegenüberliegenden Elementen 31, 41 und 51 gezeigt ist, wobei die Elemente auf einer Seite, z.B. 31, 41, 54 um As/4 von den Elementen 3, und 5 auf der anderen Seite versetzt sind. Hierbei bedeutetes die Wellenlänge auf dem Streifenleiter.

Wie in Fig. 3 dargestellt ist, läßt sich eine kreisförmige Polarisation auch durch Verwendung eines Paares von Streifenleitern 6 und 7 erreichen, die von einer gemeinsamen Speisung 8 versorgt werden und in der Weise angeordnet sind, daß eine Phasendifferenz λ/4 am Anfang der parallelen Teile der beiden Leiter 6 und 7 besteht.

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Die Elemente 9 bis 12 sind dem Leiter 6 und die Elemente 13 bis 16 dem Leiter 7 zugeordnet. Die beiden Reihen der Elemente 9 bis 12 bzw. 13 bis 16 bilden in Längsabmessung der Elemente gesehen jeweils einen Neigungswinkel von 45° zur Richtung der Leiter 6 und 7, und die den Leitern 6 bzw. 7 am nächsten angeordneten Enden der einzelnen Elemente verlaufen parallel zu den Leitern 6 bzw. 7. Im Prinzip reicht es aus, daß die miteinander gekoppelten Elemente senkrecht zueinander liegen. Sie brauchen nicht in einem Winkel von 45° zur Zuführung bzw. Speiseleitung 8 zu liegen. Der Winkel kann z.B. auch 30° und 60° betragen. Auf diese Art läßt sich eine Verbesserung der Kreisform über einen breiteren Winkel um die Achse der Anordnung erreichen.

In Fig. 4 ist eine alternative Anordnung zur Erreichung einer kreisförmigen Polarisation dargestellt. In diesem Fall verlaufen zwei Leiter 17 und 18 benachbart zueinander. Die Elemente 19 bis 21 und 22 bis 24 sind an den Außenseiten der Leiter 17, 18 benachbart angeordnet. Zwischen, den beiden Leitern 17, 18 ist eine Phasendifferenz von Λ/4 erforderlich und die Elemete 19 bis 21 befinden sich in einem rechten Xfinkel zu den Elementen 22 bis 24.

Die Anordnung gemäß Fig. 3 weist eine bessere Strahlungskeule bzw,. ein besseres Strahlungsdiagramm mit in azimuthaler Richtung breiterer Spreizung auf, weil die Strahlungselemente in engeren Abständen angeordnet sind als bei der Anordnung in Fig. 4. Wenn die Elemente der beiden Elementen-Reihen in überlappender oder ineinandergreifender Form ausgebildet sind, können sogar noch bessere Ergebnisse erwartet werden.

Als eine Alternative kann auch ein Träger 2 aus Keramik verwendet werden,,__wenn die Antennenanordnung ±>ei hohen Tempe-

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ratureri - nehr als 600° - arbeiten soll. Jedoch müssen in diesem die leitenden Komponenten (Streifenleitungen, die einzelnen und der Erdungsleiter) aufgebrannt werden.

ar.\

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Claims

EIKENBERG & BRÜMMERSTEDT

PATENTANWÄLTE IN HANNOVER

EMI Patents Limited 1OO/515

Patentansprüche

( 1, Antennenanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß auf der einen Oberfläche eines dielektrischen Trägers (2) ein Erdungsleiter und auf der entgegengesetzten Oberfläche ein Streifenleiter (1, 6, 7, 17, 18) und mindestens ein im Abstand vom Streifenleiter (1, 6, 7, 17, 18) angeordnetes und mit dem Streifenleiter gegenseitig gekoppeltes leitendes Element (3-5, 9-16, 19 - 24, 31, 41, 51) angebracht ist, daß das mindestens eine Element (3 - 5, 9 - 16, 19 - 24, 31, 41, 51) länglich ausgebildet ist und dessen Längsabmessung in einer von der Parallelität zum Streifenleiter (1, 6, 7, 17, 18) abweichenden Richtung verläuft.
2. Antennenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Streifenleitern (6, 7, 17, 18) auf der entgegengesetzten Oberfläche vorgesehen ist, und daß mindestens ein leitendes Element (9 - 16, 19 - 24) im Abstand von jedem Streifenleiter (6, 7, 17, 18) angeordnet und gegenseitig damit gekoppelt ist, und daß jedes Element (9-16, 19 - 24) länglich ausgebildet und seineT Längabmessung in einer von der Parallelität zu dem Streifenleiter (6, 7, 17, 18) abweichenden Richtung verläuft, mit dem es gekoppelt ist.

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3. Antennenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl leitender Elemente (3 - 5, 9 - 16, 19 - 24, 31/ 41, 51) vorgesehen ist, die in Abständen von dem oder jedem Streifenleiter (1, 6, 7, 17, 18) angeordnet und damit gekoppelt sind, daß jedes Element (3-5, 9-16, 19-24, 31, 41, 51) länglich ausgebildet und so angeordnet ist, daß seine Längsabmessung in eineT von der Parallelität zu dem Streifenleiter (1, 6, 7, 17, 18) abweichenden Richtung verläuft, mit dem es gekoppelt ist.
4. Antennenanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß alle Elemente (3 - 5, 9 - 16, 19 - 24, 31, 41, 51), die mit den genannten Streifenleitern (1, 6, 7, 17, 18) gekoppelt sind, auf der gleichen Seite der Streifenleiter angeordnet sind.
5. Antennenanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente (3 - 5, 9 - 16, 19 - 24, 31, 41, 51), die mit dem genannten Leiter oder einem der genannten Streifenleiter (1, 6, 7, 17, 18) gekoppelt sind, auf beiden Seiten der Streifenleiter angeordnet sind.
6. Antennenanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Streifenleiter (6, 7, 17, 18) mit parallel zueinander verlaufenden Teilen vorgesehen sind, welche über Streifenleitermittel mit einem gemeinsamen Speise-Streifenleiter (8) verbunden sind, um eine vorbestimmte Phasendifferenz zwischen den den parallel zueinander verlaufenden Teilen zugeführten elektromagnetischen Wellen zu erreichen.
7. Antennenanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich- : net, daß die genannten Elemente (9 - 16) mit den parallel zuein- ^:

8(Γ91ΠΓΤ) 7Τ31Γ99

ander verlaufenden Teilen gekoppelt und zwischen ihnen angeordnet sind.
8. Antennenanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Elemente (19 - 24) mit den parallel zueinander verlaufenden Teilen gekoppelt und an entgegengesetzten Seiten der betreffenden Teile angeordnet sind.
9. Antennenanordnung nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die mit einem der beiden Leiter (6, 7, 17, 18) gekoppelten Elemente (9-12; 13-16; 19-21; 22-24) mit ihrer Längs abmessung rechte Winkel mit der Längsabmessung der Elemente (9 - 12; 13 - 16; 19 - 21; 22 - 24) bilden, die mit dem anderen Leiter (6, 7, 17, 18) gekoppelt sind.
10. Antennenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des Elementes (3 -5, 9 - 16, 19 - 24, 31, 41, 51) oder die Enden jedes Elements, welches bzw. welche dem Leiter (1, 6, 7, 17, 18), mit dem sie gekop-

^: pelt sind, am nächsten ist bzw. sind, parallel zu dem Leiter ' (1, 6, 7, 17, 18) verläuft bzw. verlaufen.

!
11. Antennenanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch

gekennzeichnet, daß das Element oder jedes Element (3¹, 4', 5¹) j bezüglich seiner Längsabinessung in einem Winkel von 90° zu dem Streifenleiter (1¹), mit dem es gekoppelt ist, angeordnet ist.

j
12. Antennenanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch

gekennzeichnet, daß das Element oder jedes Element (3-5, 9-16, 19 - 24, 31, 41, 51) mit seiner Längsabmsssung in einem Winkel

: von 45° zu dem Streifenleiter (1, 6, 7, 17, 18), mit dem es ge- ' :_ koppelt ist,. d