DE3427629A1 - Ring antenna using printed-circuit technology - Google Patents
Ring antenna using printed-circuit technologyInfo
- Publication number
- DE3427629A1 DE3427629A1 DE19843427629 DE3427629A DE3427629A1 DE 3427629 A1 DE3427629 A1 DE 3427629A1 DE 19843427629 DE19843427629 DE 19843427629 DE 3427629 A DE3427629 A DE 3427629A DE 3427629 A1 DE3427629 A1 DE 3427629A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- ring
- antenna
- stripline
- quadrants
- line
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
- H01Q9/04—Resonant antennas
- H01Q9/06—Details
- H01Q9/065—Microstrip dipole antennas
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
- H01Q9/04—Resonant antennas
- H01Q9/16—Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole
- H01Q9/26—Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole with folded element or elements, the folded parts being spaced apart a small fraction of operating wavelength
- H01Q9/265—Open ring dipoles; Circular dipoles
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
Description
Rinqantenne in gedruckter SchaltunqstechnikRing antenna in printed circuit technology
Die Erfindung bezieht sich auf eine in gedruckter Schaltungstechnik auf einer dielektrischen Trägerplatte angeordnete, aus vier kreisbogenförmigen und voneinander isolierten Streifenleiterquadranten betehende Ringantenne mit zwei jeweils zweipoligen Speisestellen, die sich symmetrisch am Antennenring diametral gegenüberstehen und deren zwei Pole sich jeweils an den einander zugewandten Enden zweier benachbarter Streifenleiterquadranten des einen Umfang von zumindest angenähert einer Betriebswellenlänge aufweisenden Antennenringes befinden, der an den beiden Speisestellen symmetrisch gegenphasig gespeist wird und dessen Streifenleiterquadranten an den nicht die Speisestellen bildenden Enden mit einer keilförmig nach außen gerichteten Winkel öffnung von etwa 1200 aufeinander zu verlaufen.The invention relates to printed circuit technology arranged on a dielectric carrier plate, of four circular arc-shaped and isolated from each other stripline quadrants standing ring antenna with two each two-pole feeding points that are symmetrically diametrically opposed to each other on the antenna ring and the two poles of which are each at the mutually facing ends of two adjacent ones Stripline quadrants of one circumference of at least approximately one operating wavelength having antenna ring, which is symmetrical at the two feed points is fed out of phase and its stripline quadrant at the not the feed points forming ends with a wedge-shaped outwardly directed angular opening of about 1200 to run towards each other.
Eine solche Ringantenne in gedruckter Schaltungstechnik ist aus dem Manuskript zum Vortrag "The Crowls est Antenna -A Spatial Array in Theory and Experiment" von J.Ender und H.Wilden bei IEE - AP 1981 bekannt (Intern. Conference on Antennas and Propagation, York, 1981).Such a ring antenna in printed circuit technology is from the Manuscript for the lecture "The Crowls est Antenna -A Spatial Array in Theory and Experiment" known from J.Ender and H.Wilden at IEE - AP 1981 (Intern. Conference on Antennas and Propagation, York, 1981).
Als in Streifenleitertechnik realisierter Rundumstrahler mit horizontaler Polarisation existiert außer der vorstehend erwähnten, in einer Horizontalebene liegenden Ringantenne nur der ebenfalls in einer Horizontalebene verlaufende Kreuzdipol, dessen Horizontaldiagramm für viele Anwendungsfälle jedoch nicht ausreichend konstant ist.As an all-round radiator implemented using stripline technology with a horizontal Polarization exists in a horizontal plane other than that mentioned above lying ring antenna only the cross dipole, which also runs in a horizontal plane, however, its horizontal diagram is not sufficiently constant for many applications is.
Die Ringantenne stellt, wie der elektrische Dipol, ein Resonanzgebilde dar, dessen Strahlungseigenschaften im wesentlichen von der Geometrie und dem umgebenden Material abhängen. Aufgrund der gegenseitigen Beeinflussung der einzelnen Stromelemente auf der Antenne lassen sich durch gezielte Strukturänderungen gewünschte Strahlungsdiagramme zumindest angenähert realisieren. Speziell ein Rundumdiagramm (E-Ebene) läßt sich auf zwei verschiedene Arten erzeugen.The ring antenna, like the electric dipole, represents a resonance structure represents, whose radiation properties essentially depend on the geometry and the surrounding Depend on material. Due to the mutual influence of the individual flow elements The desired radiation patterns can be created on the antenna through specific structural changes realize at least approximately. In particular, an all-round diagram (E-level) can be used generate in two different ways.
Die erste Möglichkeit besteht in einer Ringantenne mit sehr kleinem Durchmesser gegenüber der ellenlänge. In diesem Fall tritt auf dem Antennenring keine Resonanz und damit auch keine stehende Welle auf. Die Energieabstrahlung in alle Horizontalrichtungen ist konstant, erfolgt jedoch mit sehr niedrigem Wirkungsgrad, da aufgrund der fehlenden Resonanz nur sehr geringe Ströme auf der Antenne fließen.The first option is a loop antenna with a very small one Diameter versus the length of the shaft. In this case occurs on the antenna ring no resonance and therefore no standing wave. The energy radiation in all horizontal directions is constant, but is done with very low efficiency, because only very low currents flow on the antenna due to the lack of resonance.
Die zweite Möglichkeit ist eine Ringantenne mit einem resonanzfähigen Ringumfang, wobei die Ringstruktur derart verändert ist, daß sich im Fernfeld der Antenne nur noch der "Gleichanteil" des Stromes über dem Ring auswirkt, denn nur dieser führt zu einer konstanten Abstrahlung über dem Horizont (E-Ebene). Zerlegt man -physikalisch ausgedrücktden Ringstrom gemäß einer Fourier-Reihe in Elementarschwingungen entlang des Ringleiters, so muß man durch Elementauslegung die Stehwellen unterdrücken, welche zu einer Aufzipfelung des Diagramms führen. Dies geschieht bei der eingangs erwähnten, bekannten Ringantenne in folgender Weise. Das Auftreten der ersten Resonanzschwingung (Einer-Mode der Fourier-Reihe), deren Wellenlänge also gleich dem Ringumfang ist, wird durch einen symmetrischen Aufbau des Antennenringes verhindert. Dies bedeutet, daß die Einspeisung an zwei gegenüberliegenden Stellen des Ringes mit entsprechenden Phasen erfolgen muß. Zur Erläuterung dieses Sachverhalts soll Fig.1 dienen, in der ein Stromplan der bekannten offenen Ringantenne dargestellt ist. Die gegenphasige symmetrische Einspeisung von jeweils einer identischen Spannung U1 an zwei diametral gegenüberliegenden Einspeisestellen A und B verhindert auch das Auftreten aller übrigen ungeraden Stromwellen entlang des den Ring bildenden Leiters. Besonders nachteilig wirkt sich jetzt nur noch der Zweier-Mode des Stromes aus, dessen Bäuche an den Stellen C und D auftreten. Durch Auftrennen. der beiden Ring hälften an diesen Stellen C und D entstehen vier kreisbogenförmige Ringquadranten, so daß die Resonanz des Zweier-Modes verhindert wird. Die Auslegung und damit die Größe der Übergangskapazitäten dieser beiden Quadranten-Trennstellen C und D beeinflussen stark das Diagramm.The second option is a ring antenna with a resonant antenna Ring circumference, the ring structure is changed in such a way that the far field Antenna only affects the "direct component" of the current over the ring, because only this leads to a constant radiation above the horizon (E-plane). Disassembled one -physically expressed the ring current according to a Fourier series in elementary oscillations along the ring conductor, the standing waves must be suppressed by the element design, which lead to a peak in the diagram. This happens at the beginning mentioned, known ring antenna in the following way. The appearance of the first resonance oscillation (One mode of the Fourier series), the wavelength of which is therefore equal to the circumference of the ring, is prevented by a symmetrical structure of the antenna ring. This means, that the feed at two opposite points of the ring with corresponding Phases must take place. In order to explain this fact should be Fig.1 serve, in which a circuit diagram of the known open loop antenna is shown. The antiphase symmetrical feed of an identical voltage in each case U1 at two diametrically opposite feed points A and B also prevents the appearance of all remaining odd current waves along the one forming the ring Head. Only the two-way mode of the current now has a particularly disadvantageous effect whose bellies appear at points C and D. By cutting open. of both Ring halves at these points C and D, four circular arc-shaped ring quadrants are created, so that the resonance of the two-way mode is prevented. The interpretation and thus the The size of the transition capacitances of these two quadrant separation points C and D influence strong the diagram.
Sie sind bei der bekannten erwähnten Streifenleitungsringantenne in der Form einer mit 1200 keilförmig nach außen gerichteten Winkelöffnung gestaltet, so daß der Nuller-Mode des Stromes i noch fließen" kann und ein einigermaßen konstantes Rundumdiagramm erzeugt wird.They are in the known stripline ring antenna mentioned in FIG the shape of a 1200 wedge-shaped outwardly directed angular opening, so that the zeros mode of the current i can still flow and a somewhat constant one All-round diagram is generated.
Aufgabe der Erfindung ist es, die bekannte, in gedruckter Schaltungstechnik aufgebaute Ringantenne so zu verbessern, daß sich ein noch gleichmäßigeres Rundumdiagramm ergibt, und daß sich eine einfache Speiseausführung realisieren läßt. Eine solche Ringantenne soll aufgrund ihrer mechanischen Stabilität und der Möglichkeit der einfachen und reproduzierbaren Serienfertigung in vielen Bereichen, bei denen es auf konstante elektromagnetische Feldverhältnisse im Raum ankommt, Anwendung finden können.The object of the invention is the known, in printed circuit technology to improve the built-up ring antenna in such a way that an even more uniform all-round diagram is obtained results, and that a simple feed design can be realized. Such Ring antenna is intended because of its mechanical stability and the possibility of simple and reproducible series production in many areas where there is depends on constant electromagnetic field conditions in the room, find application can.
Gemäß der Erfindung, die sich auf eine Ringantenne der eingangs genannten Art bezieht, wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die dielektrische Trägerplatte als kreisförmige Scheibe ausgebildet ist, auf deren Oberseite zwei sich diametral gegenüberliegende Streifenleiterquadranten und auf deren Unterseite die beiden anderen, sich ebenfalls diametral gegenüberliegenden Streifenleiterquadranten angeordnet sind, und daß die Streifenleiterquadranten an den die Speisesteilen bildenden Enden ebenfalls mit einer keilförmig nach außen gerichteten Winkelöffnung von etwa 1200 aufeinander zu verlaufen.According to the invention, which relates to a loop antenna of the type mentioned above Art relates, this object is achieved in that the dielectric carrier plate is designed as a circular disc, on the top of which two diametrically opposite stripline quadrants and on their underside the other two, also diametrically opposite stripline quadrants are arranged, and that the strip line quadrants on the forming the feed parts Also ends with a wedge-shaped outwardly directed angular opening of about 1200 to run towards each other.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß ein aus Streifenleitungen auf der Ober und Unterseite der Trägerplatte bestehendes Anpassungsnetzwerk zur symmetrischen, hinsichtlich der Energieaufteilung amplitudengleichen Verbindung der beiden zweipoligen Speisestellen mit einer im Zentrum der kreisscheibenförmig ausgebildeten Trägerplatte angeordneten Koaxial leitungseinspeisestelle vorgesehen ist, daß das- Anpassungsnetzwerk aus zwei symmetrischen Hälften besteht, von denen jeweils eine zwischen einer der beiden zweipoligen Speisestellen und der Koaxialleitungseinspeisestelle in Form zweier in Reihe liegender Streifenleitungsabschnitte liegt, deren Längen und Wellenwiderstände zum einen von der notwendigen Widerstandstransformation des Wellenwiderstands der Speisekoaxialleitung auf die Antenneneingangsimpedanz und zum anderen von der durch den Antennenringdurchmesser vorgegebenen Gesamtleitungslänge bestimmt sind, daß in jeder Anpassungsnetzwerkhälfte der erste Streifenleitungsabschnitt als Übergang von der unsymmetrischen Koaxialleitung auf eine symmetrische Bandleitung ausgebildet ist und aus zwei Streifenleitern besteht, die sich auf den beiden Seiten der Trägerplatte gegenüberliegen und von denen der eine seine Breitenabmessung, ausgehend von der Koaxialleitungsspeisestelle bis zu seiner Endbreite allmählich vergrößert und der andere seine Breitenabmessung, ausgehend von der Koaxialleitungsspeisestelle bis zur gleichen Endbreite wie der gegenüberliegende Streifen leiter allmählich so verkleinert, daß der Wellenwiderstand im Übergangsstreifenleitungsabschnitt überall konstant ist, daß sich in jeder Anpassungsnetzwerkhällte an den ersten Streifenleitungsabschnitt an dessen Ende, an weichem dessen beide Streifenleiter gleiche Breitenabmessungen aufweisen, über einen Breitenabmessungssprung der zweite Streifenleitungsabschnitt anschließt, der aus zwei eine symmetrische Bandleitung bildenden Streifenleitern auf der Ober- bzw. der Unterseite der Trägerplatte besteht, und daß in jeder Anpassungsnetzwerkhälfte die beiden Streifenleiter des zweiten Streifenleitungsabschnitts mit jeweils einem aufgrund der Keilform der Antennenringspeisestellen spitz ausgebildeten Pol einer Antennenringspeisestelle verbunden sind.An advantageous development of the invention is that a Matching network consisting of striplines on the top and bottom of the carrier plate for a symmetrical connection with the same amplitude in terms of energy distribution of the two bipolar dining points with one in the center of the circular disk-shaped formed support plate arranged coaxial line feed point provided is that the matching network consists of two symmetrical halves of which each one between one of the two bipolar feed points and the coaxial line feed point in the form of two stripline sections lying in a row, the lengths of which and wave resistances on the one hand from the necessary resistance transformation of the Characteristic impedance of the feed coaxial line to the antenna input impedance and on the other hand, on the total cable length specified by the diameter of the antenna ring are determined that the first stripline section in each matching network half as a transition from the asymmetrical coaxial line to a symmetrical ribbon line is formed and consists of two strip conductors, which are on the two sides facing the carrier plate and one of which has its width dimension, starting from the coaxial line feed point gradually up to its final width and the other its width dimension, starting from the coaxial line feed point gradually up to the same end width as the opposite strip conductor so reduced that the Characteristic impedance in the transition stripline section it is constant everywhere that in any matching network it adheres to the first stripline section at its end, at which both strip conductors have the same width dimensions have, the second stripline section over a width dimension jump is connected, which consists of two strip conductors forming a symmetrical strip line consists on the top or bottom of the carrier plate, and that in each matching network half the two striplines of the second stripline section with one each due to the wedge shape of the antenna ring feed points, a pointed pole Antenna ring feed point are connected.
Die doppelt gegenphasige Einspeisung am Antennenring wird somit ohne eine Halbwellenlängen-Umwegleitung realisiert.The double antiphase feed on the antenna ring is therefore without implemented a half-wavelength detour line.
Das Anpassungsnetzwerk gewährleistet aber außerdem eine exakte Amplitudengleichheit der Einspeisewellen in den Antennenring.However, the adaptation network also ensures exact amplitude equality of the feed waves in the antenna ring.
Die Diagrammaufzipfelung durch den Vierer-Mode des Stromes wird in vorteilhafter Weise dadurch verhindert, daß der Antennenringdurchmesser gerade so bemessen wird, daß sich die Feldwirkungen des Vierer-Modes im Fernfeld aufheben. Die restlichen geradzahligen Störmoden sind aufgrund ihrer geringen Amplituden zu vernachlässigen. Dadurch liefert der "Nuller-Mode bei dem gewählten Ringdurchmesser den Hauptanteil zum relativ konstanten Horizontaldiagramm.The sharpness of the diagram through the four-way mode of the current is shown in this advantageously prevents the antenna ring diameter from being just so is measured that the field effects of the four-mode cancel each other out in the far field. The remaining even-numbered interference modes are closed due to their low amplitudes to neglect. As a result, the "Nuller mode" delivers for the selected ring diameter the main part of the relatively constant horizontal diagram.
In einer Umgebung, die nicht merklich mit der Antenne verkoppelt ist, strahlt eine in der Horizontalebene liegende Ringantenne nach der Erfindung in alle Morizontalrichtungen gleichviel Energie ab. Dies erlaubt einen Einsatz der Antenne überall dort, wo ein größeres Raumvolumen mit einem konstanten elektromagnetischen Feld belegt werden soll.In an environment that is not noticeably coupled to the antenna, radiates a ring antenna lying in the horizontal plane according to the invention in all Morizontal directions from the same amount of energy. This allows the antenna to be used wherever a larger volume of space with a constant electromagnetic Field should be occupied.
Die Ringantenne nach der Erfindung läßt sich vorzugsweise als leitungsgespeister Einzelstrahler in einer mit elektronisch gesteuerter Strahl schwenkung arbeitenden Gruppenantenne mit räumlich verteilten Einzelstrahlern verwenden.The ring antenna according to the invention can preferably be used as a line-fed Individual emitters in a working with electronically controlled beam swivel Use a group antenna with spatially distributed individual radiators.
Insbesondere ist die Ringantenne nach der Erfindung als leitungsgespeister Einzelstrahler in einer mit elektronisch gesteuerter Strahlschwenkung zur Radar-Rundumabtastung in alle Raumwinkel arbeitenden Gruppenantenne einsetzbar, deren das Volumen einer gedachten Kugel ausfüllende räumliche Einzelstrahlerverteilung vorzugsweise derart ist, daß für alle Richtungen eine möglichst gleichartig projizierte Anordnung entsteht.In particular, the ring antenna according to the invention is line-fed Single emitter in one with electronically controlled beam swivel for all-round radar scanning can be used in all solid angles working group antenna, the volume of which one Spatial individual radiator distribution filling the imaginary sphere, preferably in this way is that an arrangement that is projected as similarly as possible is created for all directions.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Zeichnungen erläutert. Es zeigen Fig. 1 den bereits beschriebenen Stromplan der bekannten Ringantenne, welcher auch für die gemäß der Erfindung ausgeführte Ringantenne gilt, Fig. 2 in einer Draufsicht den Aufbau einer offenen, doppelt gegenphasig gespeisten Ring antenne nach der Erfindung, Fig. 3 den praktischen Aufbau einer räumlichen Radar-Gruppenantenne mit gemäß der Erfindung ausgeführten Ringantennen als Einzelstrahler.The invention is explained below with reference to drawings. 1 shows the circuit diagram of the known ring antenna already described, which also applies to the ring antenna designed according to the invention, FIG. 2 in a plan view of the structure of an open, double fed in antiphase ring antenna according to the invention, Fig. 3 shows the practical structure of a spatial radar array antenna with ring antennas designed according to the invention as individual radiators.
Die in Fig. 2 in Draufsicht dargestellte Ringantenne nach der Erfindung ist für eine Frequenz von 2,72 GHz ausgelegt.The ring antenna according to the invention shown in plan view in FIG. 2 is designed for a frequency of 2.72 GHz.
Auf einer dielektrischen Trägerplatte 1, die als kreisförmige Scheibe ausgebildet ist, sind vier kreisbogenförmige und voneinander isolierte Streifenleiterquadranten 2,3,4 und 5 angeordnet, welche gemeinsam den Antennenring bilden. Die beiden Streifenleiterquadranten 2 und 3 sind sich diametral gegenüberliegend auf der Oberseite der Trägerplatte 1 und die Streifenleiterquadranten 4 und 5 sich ebenfalls diametral gegenüberliegend auf der Unterseite der Trägerplatte 1 angeordnet. Zur Verdeutlichung sind diejenigen gedruckten Streifenleiterteile, die sich auf der Unterseite der Trägerplatte 1 befinden, schraffiert dargestellt. Die vier Trennstellen A,B,C,D zwischen den vier Streifenleiterquadranten 2 bis 5 sind zur Bildung eines konstanten Fernfelddiagramms als keilförmig nach außen gerichtete Winkelöffnungen 8,9,15 und 16 von etwa 120 ausgebildet. An den Spitzen der beiden Winkelöffnungen 8 und 9 befinden sich die beiden Pole jeweils einer Ringspeisestelle 6 bzw. 7. Die beiden Pole der Speisestelle 6 werden somit durch die eine Spitze des sich auf der Oberseite der Trägerplatte 1 befindenden Streifenleiterquadranten 2 und durch die eine Spitze des sich auf der Unterseite der Trägerplatte 2 befindenden Streifenleiterquadranten 4 gebildet. Die beiden Pole der Speisestelle 7 werden durch die eine Spitze des sich auf der Oberseite der Trägerplatte 1 befindenden Streifenleiterquadranten 3 und die eine Spitze des sich auf der Unterseite der Trägerplatte 1 befindenden Streifenleiterquadranten 5 dargestellt.On a dielectric carrier plate 1, designed as a circular disc is formed, are four arc-shaped and mutually insulated stripline quadrants 2,3,4 and 5 arranged, which together form the antenna ring. The two stripline quadrants 2 and 3 are diametrically opposite one another on the top of the carrier plate 1 and the stripline quadrants 4 and 5 also diametrically opposite one another arranged on the underside of the carrier plate 1. To clarify are those printed strip conductor parts, which are located on the underside of the carrier plate 1, shown hatched. The four separation points A, B, C, D between the four stripline quadrants 2 through 5 are shown as wedge-shaped to form a constant far-field diagram outwardly directed angular openings 8,9,15 and 16 of about 120 are formed. To the The two poles are located at the tips of the two angular openings 8 and 9 a ring feed point 6 or 7. The two poles of the feed point 6 are thus through the one tip of the one located on the top of the carrier plate 1 Stripline quadrants 2 and through the one tip of the down on the bottom the carrier plate 2 located stripline quadrants 4 formed. The two poles the feed point 7 are through the one tip of the on top of the support plate 1 located strip line quadrant 3 and the one tip of the on the bottom the carrier plate 1 located stripline quadrants 5 shown.
Gespeist wird die in Fig. 2 dargestellte Ringantenne nach der Erfindung von einer Koaxialspeiseleitung über ein Anpassungsnetzwerk. Die Einspeisestelle 1C für die koaxiale Speiseleitung befindet sich im Zentrum der dielektrischen Trägerplatte 1. Das symmetrische Anpassungsnetzwerk besteht aus zwei gleichen und symmetrisch aufgebauten Hälften. Jede Anpassungsnetzwerkhälfte weist zwei in Reihe liegende Streifenleitungsabschnltte auf. Der erste Streifenleitungsabschnitt besteht aus einem sich auf der Oberseite der Träger- platte 1 befindenden Streifenleiter 11 und einem auf der Unterseite der Trägerplatte 1 angebrachten Streifenleiter 12. Die Streifenleiter 11 und 12 weisen eine Länge von 11 auf und bilden für diesen ersten Streifenleitungsabschnitt einen Wellenwiderstand Zoll. Der zweite Streifenleitungsabschnitt ist als symmetrische Band leitung ausgebildet und besteht aus zwei Streifenleitern 13 und 14, welche sich auf den beiden Oberflächenseiten der Trägerplatte 1 gegenüberliegen. Der Innenleiter der koaxialen Speiseleitung ist an der Koaxialleitungseinspeisestelle 10 an das Zentrum des Streifenleiters 11 und der Außenleiter der koaxialen Speiseleitung mit dem Zentrum des Streifenleiters 12 elektrisch verbunden. Die Auslegung der beiden symmetrischen Anpassungsnetzwerkhälften, jeweils bestehend aus den Streifenleitungsabschnitten mit den Längen 11 und 12 und den Wellenwiderständen ZL1 bzw ZL2 wird zum einen von der notwendigen Widerstands transformation vom Wellenwiderstand der Koaxialspeiseleitung auf die Antenneneingangsimpedanz und zum anderen von der Gesamtleitungslänge, die durch den Ringdurchmesser vorgegeben ist, bestimmt. Der allmähliche Übergang von der unsymmetrischen koaxialen Speiseleitung auf die symmetrische Bandleitung erfolgt im ersten Streifenleitungsabschnitt, welcher aus den Streifenleitern 11 und 12 besteht. Der Wellenwiderstand ZLX bleibt bei dem Übergang konstant. Durch Benutzung von Ober- und Unterseite der Trägerplatte 1 kann die gegenphasige Einspeisung an den Speisestellen 6 und 7 ohne eine Halbwellenlängen-Umwegleitung realisiert werden. Es wird durch das dargestellte Anpassungsnetzwerk eine Amplitudengleichheit der Einspeisewellen an den Speisestellen 6 und 7 gewährleistet.The ring antenna according to the invention shown in FIG. 2 is fed from a coaxial feed line via a matching network. The feed point 1C for the coaxial feed line is in the center of the dielectric support plate 1. The symmetrical matching network consists of two equal and symmetrical built-up halves. Each matching network half has two in series Stripline section on. The first stripline section consists of one on top of the carrier plate 1 located strip conductor 11 and a strip conductor 12 attached to the underside of the carrier plate 1. The strip conductors 11 and 12 have a length of 11 and form for this first stripline section has a characteristic impedance inch. The second stripline section is designed as a symmetrical ribbon line and consists of two strip conductors 13 and 14, which are opposite one another on the two surface sides of the carrier plate 1. The inner conductor of the coaxial feed line is at the coaxial line feed point 10 to the center of the strip conductor 11 and the outer conductor of the coaxial feed line electrically connected to the center of the strip conductor 12. The interpretation of the two symmetrical matching network halves, each consisting of the stripline sections with the lengths 11 and 12 and the wave resistances ZL1 or ZL2, on the one hand, from the necessary resistance transformation from the wave resistance of the coaxial feed line on the antenna input impedance and on the other hand on the total line length, which is determined by the ring diameter. The gradual transition from the asymmetrical coaxial feed line takes place on the symmetrical ribbon cable in the first stripline section, which consists of the striplines 11 and 12. The characteristic impedance ZLX remains constant during the transition. By using upper and the underside of the carrier plate 1 can be the anti-phase feed at the feed points 6 and 7 can be implemented without a half-wavelength detour. It will go through the matching network shown shows an equal amplitude of the feed waves at the dining points 6 and 7 guaranteed.
Der Streifenleiter 12, der im dargestellten Ausführungsbeispiel auf der Unterseite der Trägerplatte 1 liegt, vergrößer seine Breitenabmessung, ausgehend von der Koaxialleitungsspeisestelle 10, bis zu seiner Endbreite allmahlicht wogegen der auf der Oberseite der Trägerplatte 1 gegenüberliegende Streifenleiter 11 seine Breitenabmessung, ausgehend von der Koaxialleitungsspeisestelle 10 bis zur gleichen Endbreite so verkleinert, daß der Wellenwiderstand im Ubergangsstreifenleiterabschnitt überall konstant ist.The strip conductor 12, which in the illustrated embodiment the underside of the carrier plate 1 is, increase its width dimension, starting from the coaxial line feed point 10, gradually up to its final width against what the strip conductor 11 lying opposite on the top of the carrier plate 1 is its Width dimension, starting from the coaxial line feed point 10 to the same Final width reduced so that the wave resistance in the transition strip conductor section is constant everywhere.
In jeder Anpassungsnetzwerkhälfte schließt sich an den ersten Streifenleitungsabschnitt an dessen Ende, an welchem beide Streifenleiter 11 und 12 gleiche Breitenabmessungen aufweisen, über einen Breitenabmessungssprung der zweite Streifenleitungsabschnitt an, der aus den beiden, eine symmetrische Bandleitung bildenden Streifenleitern 13 und 14 auf der Ober- und der Unterseite der Trägerplatte 1 besteht Am anderen Ende sind die beiden Streifen leiter 13 und 14 in jeder Anpassungsnetzwerkhälfte mit jeweils einem Pol der Antennenringeinspeisestellen 6 bzw. 7 verbunden. Das Anpassungsnetzwerk nach Fig. 2 gewährleistet eine Amplitudengleichheit der Einspeisewellen sowie eine Gegenphasigkeit der dort zugeführten. Spannungen U1 entsprechend dem in Fig.Each half of the matching network is followed by the first stripline section at its end, at which both strip conductors 11 and 12 have the same width dimensions have, the second stripline section over a width dimension jump on, the one from the two strip conductors forming a symmetrical ribbon line 13 and 14 on the top and bottom of the carrier plate 1 is on the other The end of the two strips are conductors 13 and 14 in each half of the matching network each connected to one pole of the antenna ring feed points 6 and 7, respectively. The adaptation network according to Fig. 2 ensures an equal amplitude of the feed waves as well as a Out of phase of the supplied there. Voltages U1 corresponding to that shown in Fig.
1 dargestellten Stromplan der Ringantenne. Für das auf eine Frequenz von 2,72 GHz ausgelegte und in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel einer Ringantenne nach der Erfindung sind im folgenden Bemessungsdaten und Meßwerte aufgelistet.1 shown circuit diagram of the loop antenna. For that on a frequency of 2.72 GHz and shown in Fig. 2 embodiment of a ring antenna according to the invention, rating data and measured values are listed below.
Eingangsimpedanz: ZE »f 900 - j 900 Ohm Welligkeit des Horizontaldiagramms: wo0.3 dB Phasengang des Horizontaldiagramms: ff < t40 = = 16.25 mm d = 1.5 mm 11 = 4.7 mm 12 = 10.8 mm ZL1 = 18 Ohm ZL2 = 120 Ohm = = 1201200 == 18.3 mm == 10 (Dielektrizitätszahl des Materials der Trägerplatte 1) T = 1.2 mm(Dicke der Trägerplatte 1).Input impedance: ZE »f 900 - j 900 Ohm ripple of the horizontal diagram: wo0.3 dB phase response of the horizontal diagram: ff <t40 = = 16.25 mm d = 1.5 mm 11 = 4.7 mm 12 = 10.8 mm ZL1 = 18 Ohm ZL2 = 120 Ohm = = 1201200 == 18.3 mm == 10 (Dielectric constant of the material of the carrier plate 1) T = 1.2 mm (thickness of the carrier plate 1).
Fig. 3 zeigt in einer räumlichen Ansicht den praktischen Aufbau einer dreidimensionalen Radar-Gruppenantenne, in welcher gemäß der Erfindung ausgebildete Ringantennen 18 vorzugsweise verwendet werden.Fig. 3 shows a three-dimensional view of the practical structure of a three-dimensional radar array antenna in which formed according to the invention Ring antennas 18 are preferably used.
Die Speisung der im Volumen einer Kugel 17 verteilten Ringantennen 18 nach der Erfindung erfolgt über senkrecht verlaufende koaxiale Speiseleitungen 19. Die als Einzelstrahler wirksamen Ringantennen 18 sind in horizontal verlaufenden Ebenen angeordnet. Da der E-Vektor dieser Ringantennen 18 somit horizontal liegt, tritt keine Beeinflussung durch die senkrechten Speiseleitungen 19 ein. Die Ringantennen 18 werden vorzugsweise im Volumen der gedachten Kugel 17 so verteilt, daß für alle Richtungen eine möglichst gleichartig projizierte Anordnung entsteht. Mit einer solchen Anordnung läßt sich eine elektronisch gesteuerte Strahl schwenkung zur Radar-Rundumabtastung in alle Raumwinkel realisieren. Eine aus einer Vielzahl von leitungsgespeisten Einzelstrahlern bestehende Gruppenantenne mit elektronisch gesteuerter Strahl schwenkung zur Radar-Rundumabtastung in alle Raumwinkel und mit einer das Volumen einer gedachten Kugel ausfüllenden räumlichen Verteilung von Einzelstrahlern ist aus der DE-PS 28 22 845 bekannt. Allerdings werden dort als Einzelstrahler nicht die besonders vorteilhaften Ringantennen gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet.The feeding of the ring antennas distributed in the volume of a sphere 17 18 according to the invention takes place via vertically extending coaxial feed lines 19. The ring antennas 18, which act as individual radiators, extend horizontally Arranged levels. Since the E vector of these ring antennas 18 is thus horizontal, there is no influence from the vertical feed lines 19. The ring antennas 18 are preferably distributed in the volume of the imaginary sphere 17 so that for all Directions an arrangement that is as similarly projected as possible is created. With a Such an arrangement can be an electronically controlled beam pivot for radar all-round scanning Realize in all solid angles. One of a large number of line-fed individual radiators Existing group antenna with electronically controlled beam swivel for all-round radar scanning in all solid angles and with one filling the volume of an imaginary sphere spatial distribution of individual radiators is known from DE-PS 28 22 845. However the particularly advantageous ring antennas are not there as individual radiators according to used in the present invention.
5 Patentansprüche 3 Figuren - Leerseite -5 claims 3 figures - blank page -
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19843427629 DE3427629A1 (en) | 1984-07-26 | 1984-07-26 | Ring antenna using printed-circuit technology |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19843427629 DE3427629A1 (en) | 1984-07-26 | 1984-07-26 | Ring antenna using printed-circuit technology |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3427629A1 true DE3427629A1 (en) | 1986-01-30 |
| DE3427629C2 DE3427629C2 (en) | 1988-10-27 |
Family
ID=6241669
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19843427629 Granted DE3427629A1 (en) | 1984-07-26 | 1984-07-26 | Ring antenna using printed-circuit technology |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3427629A1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001019075A2 (en) * | 1999-09-08 | 2001-03-15 | Thomson Licensing S.A. | Method and apparatus for reducing multipath distortion in a television signal |
| EP1345419A2 (en) | 1999-09-08 | 2003-09-17 | Thomson Licensing S.A. | Method and apparatus for reducing multipath distortion in a television signal |
| US6911947B1 (en) | 1999-09-08 | 2005-06-28 | Thomson Licensing S.A. | Method and apparatus for reducing multipath distortion in a television signal |
| JP2016063412A (en) * | 2014-09-18 | 2016-04-25 | 株式会社日立国際八木ソリューションズ | Antenna device |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3908893A1 (en) * | 1989-03-17 | 1990-09-20 | Siemens Ag | Ring radiating element using printed circuit technology |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2014939A1 (en) * | 1969-07-01 | 1971-01-14 | RCA Corp , New York, NY (V St A ) | Multi-element antenna |
| DE2822845C2 (en) * | 1978-05-24 | 1983-12-01 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Group antenna with electronically controlled beam swivel |
-
1984
- 1984-07-26 DE DE19843427629 patent/DE3427629A1/en active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2014939A1 (en) * | 1969-07-01 | 1971-01-14 | RCA Corp , New York, NY (V St A ) | Multi-element antenna |
| DE2822845C2 (en) * | 1978-05-24 | 1983-12-01 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Group antenna with electronically controlled beam swivel |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ENDER,J. und WILDEN,H.: "The Crows-Nest Antenna A Spatial Avray in Theory and Experiment" In: Conference Publication Number 195 IEE AP 1981, S.25-27 * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001019075A2 (en) * | 1999-09-08 | 2001-03-15 | Thomson Licensing S.A. | Method and apparatus for reducing multipath distortion in a television signal |
| WO2001019075A3 (en) * | 1999-09-08 | 2001-09-20 | Thomson Licensing Sa | Method and apparatus for reducing multipath distortion in a television signal |
| EP1345419A2 (en) | 1999-09-08 | 2003-09-17 | Thomson Licensing S.A. | Method and apparatus for reducing multipath distortion in a television signal |
| EP1345419A3 (en) * | 1999-09-08 | 2004-07-28 | Thomson Licensing S.A. | Method and apparatus for reducing multipath distortion in a television signal |
| US6911947B1 (en) | 1999-09-08 | 2005-06-28 | Thomson Licensing S.A. | Method and apparatus for reducing multipath distortion in a television signal |
| JP2016063412A (en) * | 2014-09-18 | 2016-04-25 | 株式会社日立国際八木ソリューションズ | Antenna device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3427629C2 (en) | 1988-10-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE2638539C2 (en) | ||
| DE60315654T2 (en) | Compact multiband antenna | |
| DE2846472C2 (en) | ||
| DE2726956C2 (en) | Antenna arrangement with electronic beam swivel | |
| DE3013903A1 (en) | ANTENNA FOR TWO FREQUENCY BANDS | |
| DE3042456C2 (en) | ||
| DE69828848T2 (en) | Directional antenna system with crossed polarization | |
| DE2610324A1 (en) | PHASED ANTENNA LINE | |
| DE4010101A1 (en) | FLAT ANTENNA | |
| DE2639813A1 (en) | BROADBAND ANTENNA | |
| DE2316842B2 (en) | Multi-frequency antenna for three frequency bands | |
| DE3243529A1 (en) | TRANSMIT / RECEIVING AERIAL WITH MULTIPLE INDIVIDUAL ANTENNAS AND A RECIPROCUS FEEDING DEVICE | |
| DE69817133T2 (en) | Surface-mounted antenna and communication device with it | |
| DE3218690C1 (en) | Biconical omnidirectional antenna | |
| DE2821781A1 (en) | HIGH FREQUENCY ANTENNA | |
| DE3217437A1 (en) | MICROWAVE DIRECTIONAL ANTENNA FROM A DIELECTRIC LINE | |
| DE69833070T2 (en) | Group antennas with a large bandwidth | |
| EP0088948A1 (en) | Antenna comprising at least one dipole | |
| DE1014181B (en) | Radiator element for decimeter wave antennas | |
| DE60019412T2 (en) | ANTENNA WITH VERTICAL POLARIZATION | |
| DE2824053A1 (en) | ANTENNA ARRANGEMENT | |
| DE3427629C2 (en) | ||
| DE2458477C3 (en) | Mechanical multi-channel phase shifter | |
| DE2041299A1 (en) | Rotatable directional antenna | |
| DE3529914C2 (en) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |