DE4213560C2 - Ebene Antenne - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer ebenen Antenne nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Eine derartige Antenne ist aus der DE 39 17 138 A1 bekannt. Mit dieser ebenen Antenne ist ein Empfang von zwei horizontal und vertikal linear polarisierten Wellen oder zwei links und rechts zirkular polarisierten Wellen mit einem hohen Antennengewinn möglich.

Die ebene Antenne der erwähnten Art wird wirkungsvoll zum Empfang der polarisierten Wellen von einem Rundfunk- oder Fernmeldesatelliten eingesetzt.

Allgemein wird eine solche ebene Antenne, wie sie z. B. aus der US 4 475 107 (entspricht der DE 31 49 200 A1) bekannt ist, an Stelle einer konventionellen Parabol­ antenne vorgeschlagen. In der hier dargestellten Anwendung soll die ebene Antenne der erwähnten Art einer erhöhten Antennengewinn beim Empfang aufweisen, zu welchem Zweck ver­ schiedene Versuche unternommen worden sind, die Einfügungs­ verluste zu vermindern. So ist in der US 4 851 855 (ent­ spricht der DE 37 06 051 C2) eine ebene Antenne vorgeschlagen, in der ein Speisekreis und Strahlerschaltungen sowie ein Massenleiter wechselseitig voneinander durch eine Abstandshalteeinrichtung ge­ trennt sind, wobei die beiden Speisekreis- und die Strahler­ schaltungen zur Energieeinspeisung, anstatt mit einer direkten Verbindung zwischen den beiden Schaltungen, elektromagnetisch gekoppelt sind. In diesem Aufbau kann die Speisekreis­ schaltung in einem Zwischenraum der Antenne angeordnet werden, um den Einfügungsverlust effektiv zu senken.

Weiter wurden in der US 4 929 959 und der US 5 005 019 andere ebene Antennen vorgeschlagen, in denen die Strahlerschaltung mit vielen ringförmigen Schlitzen versehen ist, in deren zentralen Abschnitten je­ weils ein fleckförmiger Teil angeordnet ist, und die fleck­ förmigen Teile elektromagnetisch an die Speiseanschlüsse der Speisekreisschaltung einzeln so gekoppelt sind, daß der Ein­ fügungsverlust vermindert und die Zusammenbaueigenschaft verbessert werden können.

Gemäß der US 4 851 855 (entspricht der DE 37 06 051 C2), der US 4 929 959 und der US 5 005 019 kann eine Verminderung des Einfügungsverlusts und eine Verbesserung der Zusammenbaueigenschaft im Verhältnis zu allen anderen bekannten ebenen Antennen erreicht werden. In diesen US-Patenten enthält die Speisekreisschaltung jedoch Schlitze in einer quadratischen, runden oder anderen Form und fleckförmige Teile, die jeweils in jedem Schlitz in zentraler Position in der Art einer nicht angeschlossenen Insel angeordnet sind, was einen hochpräzisen Ätzprozeß mit einer für die Speisekreis-Platte notwendigen, sehr komplizierten Ätzmaske erforderlich macht, wodurch sich die Abweichung in der Herstellung und damit den Ausschuß vergrößern und so generell die Herstellungskosten ansteigen.

Weiterhin sind in der ebenen Antenne, wie sie in der US 4 929 959 beschrieben ist, eine erste Speisekreis-Platte, eine erste Strahler-Platte, eine zweite Speisekreis-Platte und eine zweite Strahler-Platte aufeinanderfolgend auf einer Masseleiter-Platte gestapelt, wobei jeweils die Speisean­ schlüsse der Speisekreis-Platten an die jeweiligen Strahler­ elemente auf den Strahler-Platten elektromagnetisch gekoppelt sind. Die Strahlerelemente, insbesondere der zweiten Strahler­ platte sind Ringschlitze, die fleckförmige Teile in der Art einer zentralgelegenen nicht angeschlossenen Insel zum Empfang der in eine Richtung ausgerichteten, polarisierten Welle aufweisen. Bei solchen Antennen besteht die Gefahr, daß die fleckförmigen Elemente für die eine der Wellen, z. B. die horizontal ausgerichtete, linear polarisierte Welle, so liegen, daß für die andere Welle, z. B. die vertikal ausgerichtete linear polarisierte Welle, diese durch die ringförmigen, die Strahlerelemente der zweiten Strahler-Platte bildenden Schlitze hindurchläuft und die fleckenförmigen Teile in der Art von nicht angeschlossenen Inseln dabei ein ziemliches Hindernis darstellen, was die Antenneneigenschaften ver­ schlechtert.

Ferner wurde ein der DE 40 14 133 A1, in der eine der Erfindung zugrundeliegenden Ausführungsform offengelegt ist, eine ebene Antenne vorgeschlagen, in der eine Strahler-Platte mit ausgesparten Flächen vorgesehen ist, die elektromagnetisch an die Speiseanschlüsse der Speisekreis-Platte gekoppelt sind, so daß die Strahler­ elemente durch ausgesparte Flächen ohne die Hilfe von fleck­ förmigen Teilen betrieben werden können. Die Öffnungen sind jeweils in radialer Richtung durch Randkantenabschnitte be­ grenzt, die in 45°-Winkeln zu den durch das Mittelpunkt der ausgesparten Flächen laufenden Abszissen liegen. Eine solche planare Antenne empfängt zirkular polarisierte Wellen mit hohem Antennengewinn. Bei dieser Ausführungsform ist eine hohe Präzision bei der Herstellung nicht nötig, was die Herstellung vereinfacht und die Rentabilität verbessert. Darüber hinaus erlaubt diese Ausführungsform zirkular polarisierte Wellen in einem weiten Frequenzband zu empfangen, so daß die Antenne polarisierte Wellen von einem Rundfunksatelliten empfangen kann.

Als Reaktion auf eine Forderung nach Zunahme der Anzahl der Kanäle in Rundfunksatelliten ist es notwendig, den Empfang von links- und rechts­ zirkular polarisierten Wellen, zu ermöglichen. Daher ist eine Antenne notwendig, die den Empfang von zwei verschiedenen, nämlich einer horizontal und einer vertikal polarisierten Welle ermöglicht. In diesem Zusammenhang wurde in der US 4 929 959 noch eine andere ebene Antenne vorgeschlagen, die den Empfang der rechts- und links­ zirkular polarisierten Wellen mit zwei Typen von sequentiell aufeinander gestapelten Speisekreis-Platten und Strahler- Platten ermöglicht. Nach diesem US-Patent können zwei verschiedene Typen von polarisierten Wellen empfangen werden, aber es wurde keine Maßnahme zur Vereinfachung der elektro­ magnetischen Koppelung zwischen den Speiseanschlüssen und den Strahlerelementen in der Strahler-Platte vorgesehen, so daß der Aufbau ziemlich kompliziert wird, wenn die Anzahl der Schaltkreis-Platten zunimmt, und sich das Problem ergibt, daß eine Abweichung bei verschiedenen Merkmalen der ebenen Antenne beachtlich wird.

Aus der DE 37 29 750 C2 ist eine flache Antennenanordnung zum Empfang von Satelliten-Rundfunksignalen in einer ersten und einer zweiten, zur ersten orthogonalen Polarisation, mit einer ersten, strahlenden Öffnungen aufweisenden leitfähigen Platte, einem ersten, auf einer isolierenden Platte gebildeten Anregungssystem im Abstand von der ersten Platte für die erste Polarisation und einem zweiten, gleichfalls auf einer isolierenden Platte gebildeten Anregungssystem für die zweite Polarisation beabstandete von der Platte des ersten Anregungssystems, wobei die strahlenden Öffnungen der ersten Platte mit den zugeordneten Anregungselementen der beiden Anregungssysteme ausgefluchtet sind, wobei die strahlenden Öffnungen als quadratische Ringschlitze in der leitfähigen Platte ausgebildet sind, wobei zwischen den Platten der beiden Anregungssysteme eine weitere leitende Platte angeordnet ist und wobei diese Platte mit quadratischen Öffnungen versehen ist, deren Größe der äußeren Berandung der Ringschlitze entspricht und die mit diesen Ringschlitzen ausgefluchtet sind, bekannt.

Die US 4 926 189 offenbart eine flache Antennenanordnung mit einem durch einen Ringschlitz gebildeten Strahlerele­ ment, welches ein in der Mitte gelegenes Inselelement auf­ weist, wobei am Außenumfang des Inselelements bzw. Ring­ schlitzes keine Einschnitte oder Fahnen vorhanden sind. Das Strahlerelement ist gebildet durch selektives Ätzen eines Metallisierungsbereichs, um dadurch ein Gitter aus einer Vielzahl metallischer Streifen als Inselelement zu erhalten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Antenne der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art so weiterzubilden, daß ihr Aufbau ohne irgendwelche Einbußen hinsichtlich der Leistungsmerkmale bezüglich des Empfangs von elek­ tromagnetischen Wellen über einen weiten Frequenzbereich sowie von zwei verschiedenen Typen von polarisierten Wellen, d. h. horizontal und vertikal linear polarisierten Wellen oder rechts- und linkszirkular polarisierten Wellen, wesentlich vereinfacht ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine ebene Antenne der eingangs aufgeführten Art mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Bevorzugte Weiterbildungen finden sich in den Unteransprüchen.

Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung für Ausführungsbeispiele.

Dabei ist

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der ebenen Antenne nach der vorliegenden Erfindung, wobei die ebene Antenne in zerlegter Form dargestellt ist,

Fig. 2 eine Teil-Schnittansicht der ebenen Antenne nach Fig. 1 in Vergrößerung,

Fig. 3 eine Teil-Draufsicht der ebenen Antenne nach Fig. 1 in Vergrößerung,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung, wobei die ebene Antenne in zerlegter Form dargestellt ist,

Fig. 5 eine Teil-Draufsicht der ebenen Antenne nach Fig. 4 in Vergrößerung,

Fig. 6 eine Teil-Draufsicht, die den Aufbau der ebenen Antenne nach Fig. 4 erläutert.

Fig. 7 und Fig. 8 Teil-Draufsichten von verschiedenen Ausfüh­ rungsformen in Vergrößerung,

Fig. 9-Fig. 14 schematische Teil-Draufsichten mit jeweils weiteren Ausführungsformen,

Fig. 15 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausfüh­ rungsform gemäß vorliegenden Erfindung, wobei die ebene Antenne zerlegt dargestellt ist,

Fig. 16-Fig. 19 schematische Teilansichten, die noch weitere Ausführungsformen der Schlitze gemäß der vorliegenden Erfindung erläutern, und

Fig. 20 eine schematische Teilansicht, die eine weitere Aus­ führungsform der ausgesparten Fläche gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert.

Die in Fig. 1 und 2 dargestellte ebene Antenne 10 in einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung weist ganz allgemein eine Masseleiterplatte 11, eine erste Speisenetzwerk- Platte 12, eine erste Strahlerelement-Platte 13, eine zweite Speise­ netzwerk-Platte 14 und eine Strahlerelement-Platte 15 auf, wobei diese Platte 11-15 unabhängig voneinander und in gleichmäßigen Abständen unter Zwischenfügung einer Isolierschicht aufeinander gestapelt sind. Im vorliegenden Fall z. B. sind synthetische Harzschichten 16a-16d, bevorzugt aus einem aufge­ schäumten Harz, jeweils zwischen den Platten 11-15 als ver­ lustarmes dielektrisches Teil angeordnet.

Als Masseleiterplatte 11 kann z. B. eine handelsübliche Alu­ miniumplatte mit einer Stärke von 2 mm verwendet werden. Al­ ternativ kann die Masseleiterplatte 11 aus elektrisch leitendem Material wie Cu, Ag, Astatin, Fe, Au o. ä. ausgebildet werden. Die erste Speisenetzwerk-Platte 12 ist auf der Masse­ leiter-Platte 11 in einem gleichmäßigen Abstand angebracht, der durch die zwischen ihnen liegende Abstandsschicht 16a mit einer Stärke von 2 mm bestimmt ist. Diese erste Speisenetzwerk- Platte 12 umfaßt ein Leiterbahnmuster 12a mit Speisenetzwerk-Leiterenden 12b, wobei das Leiterbahnmuster bevor­ zugt aus einer, auf 50 µm dickes Polyestersubstrat aufgeklebten und geätzten Kupferfolie gebildet ist, wobei die Speise­ netzwerk-Leiterenden 12b so angeordnet sind, daß sie eine vom Rundfunk- oder Fernmeldesatelliten kommende, in der Richtung polarisierte Welle optimal empfangen können. Die erste Strahlerelemente- Platte 13 ist in einem gleichmäßigen Abstand von der ersten Speisenetzwerk-Platte 12 mit der zwischen ihnen angebrachte 2 mm dicke Abstandshalteschicht 16b angeordnet. Diese erste Strahlenelement-Platte 13 wird bevorzugt aus einer 0,4 mm dicken Aluminiumplatte gebildet und durch Ausstanzen mit rechteckigen Öffnungen 13a mit einer Seitenlänge von 15 mm in z. B. 16 Linien und 16 Reihen versehen. Die Speisenetzwerk-Leiterenden 12b der ersten Speisenetzwerk-Platte 12 mit ihrem Leiterbahnmuster 12a sind so angeordnet, daß sie jeweils mit jeder ausgesparten Fläche 13a der Strahlerelemente-Platte 13 optimal elektromagnetisch gekoppelt sind.

Die zweite Speisenetzwerk-Platte 14 ist von der ersten Strahlerelemente- Platte 13 in einem gleichmäßigen Abstand durch die zwischen ihnen angeordnete, 2 mm dicke Abstandshalteschicht 16c angebracht. Diese zweite Speisenetzwerk-Platte 14 umfaßt, ähnlich der vorstehenden ersten Speisenetzwerk-Leiterenden 12, ein Leiterbahnmuster 14a mit Speisenetzwerk-Platte 14b, wobei das Leiterbahnmuster bevorzugt aus einer, auf 50 µm dickes Polyestersubstrat aufgeklebten und geätzten Kupferfolie gebildet ist, wobei die Speisenetzwerk-Leiterenden 14b so angeordnet sind, daß sie jeweils im rechten Winkel die Speisenetzwerk-Leiterenden 12b der ersten Speisenetzwerk-Platte 12, wie die Draufsicht in Fig. 3 zeigt, kreuzen, um die vom Rundfunk- oder Fernmeldesatelliten in die andere Richtung polarisierte Welle optimal empfangen zu können. Abschließend ist die zweite Strahlerelemente-Platte 15 auf der zweiten Speisenetzwerk-Platte 14 im gleichmäßigen durch die sich zwischen ihnen angebrachte, 2 mm dicke Abstandsschicht 16d bestimmte Abstand angeordnet. Diese zweite Strahlerelemente- Platte ist bevorzugt aus einer 0,4 mm starken Aluminiumplatte gebildet und durch Ausstanzen mit quadratischen Öffnungen 15a ohne das fleckförmige Teil mit jeweils einer Seitenlänge von 15 mm versehen, wobei die Öffnungen 15a in einem Abstand von 23 mm zwischen den Mittelpunkten in z. B. 16 Zeilen und 16 Reihen angeordnet sind. Die Speisenetzwerk-Leiterenden 14b der zweiten Speisenetzwerk-Platte 14 und die Öffnungen 15a der zweiten Strahlerelemente-Platte 15 sind dabei so angeordnet, daß sie optimal elektromagnetisch miteinander gekoppelt sind. Darüber hinaus sind jede Öffnung 15a der zweiten Strahlerelemente-Platte 15 und jede Öffnung 13a der ersten Leiterenden-Platte 13 sowie die jeweils an die Öffnungen 13a und 15a elek­ tromagnetisch gekoppelten Speisenetzwerk-Platte 14b und 12b der ersten und zweiten Speisenetzwerk-Platte 14 und 12 so angeordnet, daß sie innerhalb des Umrisses der Öffnung 15a liegen, wie in der Draufsicht in Fig. 3 gezeigt ist. Die Speisenetzwerk-Leiterenden 14b und 12b kreuzen sich dabei senkrecht im Umriß der Öffnungen.

Als Substrat für die erste und zweite Speisenetzwerk-Platte 12 und 14 kann statt einer Polyesterplatte eine Kunstharzplatte verwendet werden, die aus Polyäthylen, Polypropylen, Acryl, Polycarbonat, ABS-Harz und PVC-Harz alleine oder in einer Mischung aus wenigstens zwei der genannten hergestellt ist. Die Leiterbahnmuster 12a und 14a können statt aus Kupferfolie aus anderem leitenden Material wie Aluminium, Silber, Astatin, Eisen oder Gold gebildet sein. Ferner kann statt der Abstandshalteschichten 16a-16d, die jeweils zwischen die Platten 11-15 zwischengefügt sind, auch ein Zwischenraum nur aus Luft als Isolierschicht jeweils zwischen den Platten 11-15 mit einer zusätzlichen abstandshaltenden Einrichtung eingesetzt werden.

Es hat sich beim versuchsweisen Empfang von polarisierten Wellen von Fernmeldesatelliten durch eine ebene Antenne 10 mit einem Aufbau, wie er in Fig. 1-3 dargestellt ist, her­ ausgestellt, daß die zwei verschiedenen, horizontal und ver­ tikal linear polarisierten Wellen mit einem hohen Antennengewinn empfangen werden können. Für eine praktische Anwendung charakteristisch, wurden Messungen bezüglich von VSWR, Antennen­ gewinn und Kreuzpolarisationscharakteristik durchgeführt, wobei ein hoher Wirkungsgrad von mehr als 64% für einen weiten Frequenzbandbereich von 11,2-12,2 GHz, d. h. für eine Frequenzbandbreite von 1 GHz, und eine hohe Kreuzpolarisa­ tionscharakteristik von mehr als 25 dB gemessen werden konnte. Im Gegensatz zu der Ausführungsform mit ringförmigen Schlitzen gemäß in der vorstehenden US 4 929 959 in der die Strahlerelemente in der zweiten Strahlerelemente-Platte Schlitze und im Zentrum der Schlitze in der Art einer nicht angeschlossenen Insel angeordnete, fleckförmige Teile enthalten, sind in der ebenen Antenne 10 nach der vorliegenden Erfindung die Öffnungen in der zweiten Strahlerelemente-Platte wirkungsvoll magnetisch z. B. mit einer vertikal linear polarisierten, von den Strahlerelementen in der ersten Strahlerelemente- Platte erzeugten Welle gekoppelt, wobei kein Hindernis vorhanden ist. Da in diesem Fall die horizontale linear polarisierte Welle durch die elektromagnetische Kopplung zwischen den Öffnungen der zweiten Strahlerelemente-Platte und den Speisenetzwerk-Leiterenden der zweiten Speisenetzwerk-Platte erzeugt wird, zeigt sich, daß die Öffnungen als Strahler­ elemente der zweiten Strahlerelemente-Platte zur Erzeugung von beiden linear polarisierten Wellen, d. h. sowohl der horizontal als auch der vertikal linear polarisierten Welle, beitragen, was eine Verbesserung des Wirkungsgrades der ebenen Antenne ermöglicht.

In Fig. 4 ist eine andere Ausführungsform der ebenen Antenne gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt, in der die in der zweiten Strahlerelemente-Platte 25 ausgebildeten quadratischen Öffnungen 25a dichter als in der vorstehenden Ausführung nach Fig. 1, bevorzugt in einem Abstand von 20 mm zwischen den Mittelpunkten angeordnet sind. Darüber hinaus ist die zweite Speisenetzwerk-Platte 24, wie Fig. 5 in Verbindung mit Fig. 4 zeigt, zusätzlich in ihrem Leiterbahnmuster 24a mit leitenden Flächen 24c versehen, wobei jede einem der Speisenetzwerk-Leiterenden 24b gegenübergestellt und so ausgedehnt ist, daß sie das Speisenetzwerk-Leiterende an seinen beiden Seiten umfaßt. Die leitenden Flächen 24c sind im wesentlichen jeweils U-förmig ausgebildet, bevorzugt 9 mm lang auf der längeren Seite, wobei die Fläche in diese Richtung eine Aussparung aufweist, in die sich das Speisenetzwerk-Leiterende 24b erstreckt, und 5 mm breit auf der schmäleren Seite, wodurch die elektromagnetische Kopplung zwischen den quadratischen Öffnungen 25a der zweiten Strahlerelemente-Platte 25 und den Speisenetzwerk-Leiterenden 24b der zweiten Speisenetzwerk-Platte 24 erhöht wird. In der vorliegenden Ausführungsform ist weiterhin die erste Strahlerelemente-Platte 23 mit langgestreckten, rechteckigen Schlitzen 23a mit 15 mm Länge und 3 mm Breite versehen, die jeweils in Paaren, entsprechend zu jeder Öffnung 25a der zweiten Strahlerelemente-Platte angeordnet sind.

Jede der quadratischen Öffnungen 25a und jedes Paar der rechteckigen Schlitze 23a sowie jedes der Speisenetzwerk-Leiterenden 22b und 24b der ersten und zweiten Speisenetzwerk- Platte 22 und 24 sind, wie die Draufsicht in Fig. 6 zeigt, so angeordnet, daß die Schlitzpaare 23a innerhalb des Umrisses der quadratischen Öffnungen 25a liegen, das Speisenetzwerk-Leiterende 24b und die zusätzliche leitende Fläche 24c zwischen den Schlitzpaaren 23a angeordnet ist und das Speisenetzwerk-Leiterende 22b sich rechtwinklig zum Schlitzpaar 23a sowie dem Speisenetzwerk-Leiterende 24b und der leitenden Fläche 24c erstreckt.

Die in den Ausführungsformen nach Fig. 4-6 gezeigten weiteren Ausbildungen und deren Funktionsweisen entsprechen denen in den vorstehenden Ausführungsformen nach Fig. 1-3, wobei im wesentlichen dieselben Bauelemente aus Fig. 1-3 in Fig. 4 mit denselben Bezugszahlen versehen sind, jedoch um 10 erhöht.

Beim Empfang von polarisierten Wellen von einem Fernmeldesatelliten durch die ebene Antenne 20 mit dem in Fig. 4-6 gezeigten Aufbau hat sich herausgestellt, daß bei den zwei verschieden, horizontal und vertikal linear polarisierten Wellen ein höherer Antennengewinn erhalten wurde. Die für die praktische Anwendung charakteristischen Messungen ihres VSWR, ihres An­ tennengewinns und ihrer Kreuzpolarisationscharakteristik haben gezeigt, daß ein hoher Wirkungsgrad von mehr als 64% über einen weiten Frequenzbandbereich von 11,2-12,2 GHz (1 GHz) und eine Kreuzpolarisationscharakteristik von mehr als 25 dB erreicht werden kann.

Während in der Ausführungsform nach Fig. 4-6 die zusätzliche leitende Fläche 24c gezeigt wird, die auf derselben Oberfläche der zweiten Speisenetzwerk-Platte 24 wie das Speisenetzwerk-Leiterende 24b ausgebildet ist, kann die zusätzlliche Fläche 24c, mit der die andere Oberfläche der zweiten Speisenetzwerk-Platte 24, als die mit den Speisenetzwerk-Leiterenden 24b, versehen ist, gemeinschaftlich zur Erhöhung der elektromagnetischen Kopplung zwischen den Öffnungen 25a der zweiten Strahlerelemente-Platte 24 und den Speisenetzwerk-Leiterenden 24b der zweiten Speisenetzwerk-Platte 24 beitragen. Darüber hinaus kann die zusätzliche leitende Fläche 24c, die der Ausführungsform nach Fig. 4-6 U-förmig das Speisenetzwerk-Leiterende 24b umschließt, auch so aufgebaut sein, daß sie in zwei rechteckförmige leitende Flächen 34c, wie in Fig. 7 gezeigt, aufgeteilt ist, die sich beide parallel zum Speisenetzwerk-Leiterende 34b erstrecken, wobei dessen Rand zwischen den geteilten leitenden Flächen 34c liegt, und sich auch innerhalb des Umrisses der Öffnung 35a in der Draufsicht befindet. In diesem Fall haben die geteilten leitenden Flächen 34c bevorzugt eine Länge von 9 mm und jeweils einen Abstand von 0,5 mm vom Seitenrand des Speisenetzwerk- Leiterendes 34b. Weiterhin kann, wie in Fig. 8 gezeigt, auch eine einzelne rechteckige leitende Fläche 34c verwendet werden, die nahe an einem Seitenrand des Speisenetzwerk-Leiterendes 44b innerhalb des Umrisses der quadratischen Öffnung 45a in Draufsicht vorgesehen ist. Auch in diesem Fall ist die einzelne leitende Fläche 44c vorzugsweise 9 mm lang und 2 mm breit und 0,5 mm von einer Randseite des Speisenetzwerk-Leitenendes 44b getrennt. In jedem der beiden Ausführungsformen nach Fig. 7 und Fig. 8 hat sich herausgestellt, daß dieselben Charakte­ ristiken wie in der vorstehenden Ausführungsform nach Fig. 4-6 erreicht werden können.

Weiterhin kann die Ausbildung der zusätzlichen leitenden Fläche in bezug auf das Speisenetzwerk-Leiterende eine von den verschiedenen Formen, wie sie in Fig. 9-14 gezeigt sind, sein. Fig. 9 zeigt dabei zwei Paare von rechteckigen Flächen, wobei jeweils ein Paar auf einer Seite des Speisenetzwerk-Leiterendes angeordnet ist. Fig. 10 zeigt eine weitere U-förmige Fläche, die sich weiter erstreckt als die in Fig. 5, Fig. 11 noch eine andere im wesentlichen gerundete U-förmige Fläche, Fig. 12 eine L-förmige Fläche mit einem verlängerten Fußteil, das sich entlang des Speisenetzwerk-Leiterendes erstreckt, Fig. 13 eine halbkreisförmige Fläche und Fig. 14 eine kleine quadratische Fläche.

In Fig. 15 ist eine weitere Ausführungsform einer ebenen An­ tenne gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt, in der ein Polarisator 56 auf der zweiten Strahlerelemente-Platte 55 vorgesehen ist, und dieser Polarisator 56 drei flexible Leiterplatten mit jeweils einem Leiterbahnmuster 56a mäanderförmiger oder maschenförmiger Leiterbahnen umfaßt, die als obere, mittlere und untere Schicht unter Zwischenfügung z. B. zweier Schaumstoffplatten aufeinander gestapelt sind. Mit dieser ebenen Antenne 50, die mit dem Polarisator 56 versehen ist, werden die zwei verschiedenen, horizontal und vertikal linear polarisierten Wellen, die auf der ebenen Antenne 50 auftreffen, durch den Polarisator 56 in zwei verschiedene, links und rechts zirkular polarisierte Wellen umgewandelt, die sehr wirkungsvoll empfangen werden. Messungen des VSWR, des Antennengewinns und der Kreuzpolari­ sationscharakteristik haben gezeigt, daß ein hoher Wirkungsgrad von mehr als 64% und eine Kreuzpolarisationscharakteristik von mehr als 25 dB über einen weiten Frequenzbandbereich von 11,5-12,2 GHz (0,7 GHz) erreicht werden kann.

Während in dem obigen Polarisator 56 Schaumstoffplatten zwischen die flexiblen Leiterplatten gefügt sind, ist es möglich, diese durch z. B. Schaumstofflagen oder gitterförmige Schaumstofflagen zu ersetzen, die für mehr Zwischenraum sorgen. Darüber hinaus kann das Leiterbahnmuster 56a direkt auf eine oder auf beide Oberflächen einer Schaumstofflage gedruckt werden. Weiterhin kann der Aufbau der in Fig. 4-6 gezeigten Ausführungsform oder eine der verschiedenen, in Fig. 7-14 gezeigten Ausfüh­ rungsformen in der vorliegenden Ausführungsform ein­ gesetzt werden, wobei dies optimal ist, wenn insbesondere die zusätzlichen leitenden Flächen 54c in bezug auf die Speisenetzwerk-Leiterenden 54d der zweiten Speisenetzwerk-Platte 54 in derselben Weise vorgesehen sind wie in der vorstehenden Ausführungsform.

In der Ausführungsform nach Fig. 15 sind alle weiteren Ausbildungen und deren Funktionsweisen dieselben wie in der Ausfüh­ rungsform nach Fig. 1-3, wobei im wesentlichen dieselben Bauteile aus Fig. 1-3 in Fig. 15 mit denselben Bezugszahlen wie in Fig. 1-3 bezeichnet sind, jedoch um 40 erhöht.

Darüber hinaus kann die Ausführung der Schlitze in der ersten Strahlerelemente-Platte in den Ausführungsformen nach den Fig. 4 und Fig. 15 durch eine der verschiedenen Typen von Schlitzformen ersetzt werden, wie sie in Fig. 16-19 gezeigt sind, wobei Fig. 16 eine Gruppe von 3 parallelen, rechteckigen Schlitzen, Fig. 17 eine Gruppe von 4 parallelen, rechteckigen Schlitzen, Fig. 18 ein Paar von halbkreisförmigen Schlitzen und Fig. 19 ein Paar von bogenförmigen Schlitzen zeigen. Weiterhin müssen die Öffnungen der zweiten Strahlerelemente-Platte nicht auf die quadratische Form beschränkt bleiben, sondern können auch rund sein, wie in Fig. 20 gezeigt ist.

Wie oben erläutert, zeigen die Öffnungen der zweiten Strahlerelemente-Platte, nur einen Bereich ohne das fleckförmige Teil.

Claims (4)

1. Ebene Antenne, mit einer Masseleiterplatte, einer ersten Speisenetzwerk-Platte, einer aus einer Metallplatte beste­ henden ersten Strahlerelemente-Platte, deren Strahlerele­ mente durch die Metallplatte durchdringende Öffnungen gebildet sind, einer zweiten Speisenetzwerk-Platte und einer zweiten Strahlerelemente-Platte, deren Strahlerelemente durch Öffnungen gebildet sind, wobei die Platten jeweils unter Zwischenfügung einer Isolierschicht aufeinanderge­ stapelt sind, die Strahlerelemente der beiden Strahlerele­ mente-Platten senkrecht zur Ebene der Platten miteinander ausgefluchtet sind und die Strahlerelemente jeweils einem der Speisenetzwerk-Leiterenden der Speisenetzwerk-Platten entsprechen, die Speisenetzwerk-Leiterenden und die Strah­ lerelemente zum Empfang von zwei verschiedenartig polari­ sierten Wellen miteinander elektromagnetisch gekoppelt sind, und wobei die Öffnungen der ersten Strahlerelemente-Platte in der Draufsicht innerhalb des Umrisses der zugehörigen Öffnungen der zweiten Strahlerelemente-Platte liegen, dadurch gekennzeichnet, daß auch die zweite Strahlerele­ mente-Platte (15; 25; 55) aus einer Metallplatte besteht und daß die Strahlerelemente dieser zweiten Strahlerelemente- Platte (15; 25; 55) durch die betreffende Metallplatte durchdringende inselfreie Öffnungen (15a; 25a; 55a) quadratischer oder kreisrunder Querschnittsform gebildet sind.

2. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen der ersten Strahlerelemente- Platte (23; 53) jeweils durch wenigstens zwei Teilöffnungen (23a; 53a) gebildet sind.

3. Antenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Speisenetzwerk-Leiterenden (14b; 24b, 54b) der zweiten Speisenetzwerk-Platte (14; 24; 54) jeweils mit einer leitenden Fläche (24c; 34c; 44c; 54c) ver­ sehen sind, die an das jeweilige Speisenetzwerk-Leiterende (14b; 24b; 54b) angrenzt, jedoch von diesem getrennt ist und innerhalb des Umrisses der zugehörigen Öffnung (25a; 55a) der zweiten Strahlerelemente-Platte (25; 55) liegt.

4. Antenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Oberseite der zweiten Strahler­ elemente-Platte (55) ein Polarisator (56) angeordnet ist, der linear polarisierte Wellen in zirkular polarisierte Wellen umwandelt und dazu drei übereinander angeordnete Leiterbahnmuster (56a) enthält, zwischen denen jeweils eine Kunststoffplatte liegt.