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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Antenne vom „Streifenleiter"-Typ in Beschichtungstechnik, mit
Linear- oder Kreispolarisation, zum Betrieb in einem breiten Frequenzbereich,
der sich mindestens bis zu einigen Ligahertz erstreckt. Insbesondere
ist die Antenne dazu bestimmt, in Funkfeststationen von Zellularnetzen
für Funkverbindungen
mit mobilen Funktelephoneinrichtungen installiert zu werden, um Frequenzbänder mehrerer
Netze abzudecken.
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Die
Antenne muss ein sehr breites Arbeitsfrequenzband abdecken, um einem
ständig
wachsenden Bandbreiten bedarf der Netze für Funkverbindungen mit mobilen
Endeinrichtungen gerecht zu werden. Die Antenne muss auch technisch
einfach sein, zuverlässig
und preisgünstig,
um eine erhebliche und durchführbare
Entwicklung der Funkverbindungsschnittstellen in Zellularnetzen
zuzulassen.
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Planarantennen
vom „Streifenleiter"-Typ stellen eine
der am häufigsten
verwendeten Lösungen
in der Ausführung
aktueller Funksysteme dar. Zur Verbesserung der Funkleistungen dieses
Antennentyps ist die Wahl des Werkstoffes des dielektrischen Substrates,
auf dem das strahlende Element der Antenne ausgebildet wird, entscheidend.
Das Substrat muss insbesondere eine große Dicke haben, eine sehr geringe
relative Dielektrizitätskonstante,
sowie eine möglichst
geringe Höhe
dielektrischer Verluste.
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Nach
der französischen
Patentanmeldung
FR 2818811 ,
die am 26. Dezember 2000 vom Anmelder eingereicht und am 28. Juni
2002 veröffentlicht wurde,
wird das dielektrische Substrat aus einem Schaumstoffblock gearbeitet
und eine Anpassungsanordnung auf einem kleinen, quadratischen dielektrischen
Träger
angesetzt, der in eine zentrale Vertiefung einer Seite des Substrats eingebaut
ist. Die Anpassungsanordnung kann beispielsweise verteilte Teile
aufweisen, wie etwa Viertelwellenanpassungsglieder, Stichleitungen
oder Anordnungen mit gekoppelten Leitungen, wie in einem 3dB-90°-Hybridkoppler
oder einem Filter. Die Teile der Anpassungsanordnung sind auf dem
kleinen dielektrischen Träger
integriert, damit dieser eine geringe Dicke aufweist und eine höhere relative
Dielektrizitätskonstante,
als das Substrat der Antenne.
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Die
Verbindung zwischen den Teilen der Anpassungsanordnung und dem strahlenden
Element erzeugt jedoch elektrische Störeffekte, die die Endleistungsfähigkeit
der Antenne in Hinsicht auf die Verluste ebenso, wie auf die Strahlung
beeinträchtigen. Außerdem führt die
Verbindung von Substraten unterschiedlicher Beschaffenheit unvermeidbar
zu ernsten technischen Problemen bei der Herstellung einer Konstruktion
aus mehreren Werkstoffen mit allen Einschränkungen aufgrund der Verbindungen zwischen
den verschiedenen Substraten und Teilen.
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Die
europäische
Patentanmeldung
EP 1 130 676 schlägt in einer
ersten Ausführungsform
der Schrift eine Antenne mit einem strahlenden Element vom Streifenleiter-Typ
vor, die einen Impedanzwandler aufweist, der zwischen zwei Substratschichten eingeschlossen
ist, deren Außenseiten
das strahlende Element bzw. eine Massenplatte tragen. Der Impedanzwandler
nach einer zweiten Ausführungsform der
genannten Anmeldung ist zwischen zwei Schichten des dreischichtigen
Substrats eingeschlossen. Der Impedanzwandler enthält zwei
leitfähige
Musterelemente, die sich auf der Unterseite einer Substratschicht
108 und der Oberseite der darunter liegenden Substratschicht befinden
und die durch Aufeinanderliegen in elektrischer Verbindung stehen.
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Der
zwischen zwei Substratschichten eingebettete Impedanzwandler nach
EP 1 130 676 weist die folgenden
Nachteile und Beschränkungen
auf.
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Die
Verwendung mehrerer Substrate führt
zu Problemen bei der Herstellung der mehrschichtigen Endkonstruktion,
wie etwa Ausrichtung und Halten der Substratschichten und Berührung zwischen
ihnen. Außerdem
entspricht der inhomogene Charakter des so geschaffenen dielektrischen
Mediums nicht den optimalen Bedingungen zur Integration einer Planarantenne.
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Die
leitfähigen
Musterelemente auf mehreren getrennten Substraten führen zu
elektrischen Unterbrechungen und Beeinträchtigungen der elektrischen
Verbindung zwischen diesen verschiedenen Teilen.
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Die
Montage mehrerer ebener Substratschichten schränkt die Ausführung der
Muster des Anpassungswandlers auf Lösungen zweidimensionaler Art
für diese
Muster ein.
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Die
vorliegende Erfindung hat zum Ziel, eine gedruckte Antenne vom „Streifenleiter"-Typ zu schaffen,
die den Nachteilen der Kombination der Anpassungsanordnung und des
strahlenden Elementes in den oben erwähnten Antennen des Standes
der Technik Abhilfe schafft und insbesondere den Nachteilen der
Verbindung zwischen der Anpassungsanordnung und dem strahlenden
Element und zwischen den verschiedenen leitenden Teilen der Anpassungsanordnung,
und dabei die Fertigungskosten der Antenne verringert.
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Hierzu
weist eine gedruckte Antenne ein dielektrisches Substrat auf, das
eine erste und eine zweite Seite und eine Aussparung umfasst, die
in der ersten Seite ausgebildet ist, eine leitfähige Massenplatte, die an der
ersten Seite des Substrates angeordnet ist und die Aussparung abdeckt,
ein strahlendes Element vom Streifenleiter-Typ auf der zweiten Seite
des Substrates und eine Anpassungsanordnung, die das strahlende
Element mit einem Innenleiter eines Erregungsmittels verbindet,
das über
einen Außenleiter
verfügt,
der an der Massenplatte befestigt ist. Die Antenne ist erfindungsgemäß dadurch
gekennzeichnet, dass die Anpassungsanordnung mindestens teilweise
von einer Wand der Aussparung des Substrates getragen wird.
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Auf
diese Weise ist erfindungsgemäß die Anpassungsanordnung,
wie das strahlende Element der Antenne, auf dem dielektrischen Substrat
vorintegriert. Beispielsweise wird das Substrat mit der Aussparung
durch Formen oder Bearbeiten aus einem einzigen Block dielektrischen
Schaumstoffes geformt und stellt so eine einzige dreidimensional
bearbeitete Substratschicht dar, die die gesamte Anpassungsanordnung
trägt.
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Die
Merkmale der erfindungsgemäßen Antenne
erlauben es, elektrische Anforderungen, wie etwa eine große Bandbreite,
zu erfüllen,
was eine erhebliche Vergrößerung der
von dem einzigen strahlenden Element gebotenen Übertragungskapazitäten zur
Folge hat, wobei gleichzeitig eine einfache technische Lösung für eine Sammelfertigung
der vollständigen
Antenne auf einem einzigen dielektrischen Träger aus Schaumstoff vorgeschlagen
wird.
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Insbesondere
können
die Merkmale des dielektrischen Substrates ebenso im Bereich der
Antenne angepasst werden, was deren bevorzugte große Dicke
betrifft, wie im Bereich der Anpassungsanordnung, was eine geringe
Dicke zwischen der Anpassungsanordnung und der Massenplatte betrifft,
dies dank der Ausbildung der Aussparung, deren Höhe direkt durch Bearbeitung
oder Formen des Schaumstoffsubstrates gewählt wird. Geometrie und Positionierung
der Anpassungsanordnung sind damit dank der Form der Aussparung
perfekt kontrolliert, die innerhalb des einzigen Blockes aus dielektrischem Schaumstoff
ausgebildet ist.
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Die
Anpassungsanordnung ist nicht mehr an das dielektrische Substrat
angesetzt, das das strahlende Element trägt, sondern wird durch eine
einfache dreidimensionale Bearbeitung oder Formen im dielektrischen
Substrat und durch lokale metallische Ablagerungen zur Ausbildung
des Musters erhalten, das das Anpassungsglied darstellt. Diese Herstellung
der Anpassungsanordnung und des strahlenden Elementes auf einem
gemeinsamen dielektrischen Schaumstoffblock führt zu einem einfach ausführbaren
und kostengünstigen
Herstellungsverfahren.
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Außerdem ist
dank der Anordnung der vorintegrierten und unter dem strahlenden
Element vergrabenen Anpassungsanordnung das elektrische Problem
der möglichen
Störstrahlung
der Anpassungsanordnung sehr stark abgeschwächt. Da alle Antennenteile
auf demselben, einzigen Substrat integriert werden, sind die Verbindungen
zwischen den leitenden Teilen, die hauptsächlich von Kriterien der Positionierung
und des Abstandes zwischen den leitenden Teilen abhängen, viel
weniger einschränkend.
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In
einer ersten Ausführung
der Anpassungsanordnung durch elektrische Leitung umfasst die Anpassungsanordnung
einen leitfähigen
Streifen auf dem Grund der Aussparung, im W Wesentlichen parallel
zur Massenplatte und mit einem ersten Ende, das mit dem Innenleiter
des Erregungsmittels verbunden ist, und einem zweiten Ende, das
durch eine Verbindungsleitung im Substrat mit dem strahlenden Element
verbunden ist.
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In
einer zweiten Ausführung
der Anpassungsanordnung durch kapazitive Kopplung umfasst die Anpassungsanordnung
einen leitfähigen
Streifen, der im Wesentlichen senkrecht zu einem ersten Bereich
des strahlenden Elementes steht und von einer Wand der Aussparung
getragen wird, und der mit dem Innenleiter des Erregungsmittels
verbunden ist, und einen leitfähigen
Bereich, der im Wesentlichen parallel zu einem zweiten Bereich des
strahlenden Elementes verläuft
und von einer Wand der Aussparung getragen wird und der mit dem
leitfähigen
Streifen verbunden ist. Der leitfähige Streifen stellt so eine kapazitive
Kopplung zur Erregung des strahlenden Elementes her.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden beim Lesen
der folgenden Beschreibung mehrerer bevorzugter Ausführungsformen
der Erfindung unter Bezugnahme auf die entsprechenden beigefügten Zeichnungen
deutlicher werden. Es zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht einer „Streifenleiter"-Antenne mit einer Aussparung nach einer
ersten Ausführung
der Erfindung,
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2 eine
Schnittansicht längs
der Symmetrieebene XX der 1,
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3 ein
Diagramm der Änderungen
von Anpassung und Übertragung
in Abhängigkeit
von der Frequenz bei der Antenne in der ersten Ausführung,
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4 und 5 Schnittansichten
analog zur 2, die eine erste bzw. eine
zweite Variante der Anpassungsanordnung zeigen,
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6 eine
Schnittansicht analog zur 2, die eine
dritte Variante der ersten Ausführung
zeigt, jedoch für
eine Antenne mit Vorsprung,
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7 und 8 eine
perspektivische bzw. eine Querschnittsansicht einer Antenne mit
Vorsprung mit einer kapazitiven und induktiven Anpassungsanordnung
nach einer zweiten Ausführung
der Erfindung, und
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9 und 10 eine
perspektivische bzw. eine Querschnittsansicht einer Antenne mit
Vorsprung nach einer Variante der zweiten Ausführung.
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Eine
gedruckte Antenne vom Typ „Streifenleiter"-Halbwellenantenne
mit Linearpolarisation 1 nach der ersten Ausführung der
Erfindung, wie sie in den 1 und 2 dargestellt
ist, umfasst ein quaderförmiges
dielektrisches Substrat 2, eine elektrisch leitende Platte 3,
die an einer ersten Seite des Substrates anliegend angeordnet ist
und eine Massenplatte darstellt, und eine rechteckige, elektrisch
leitende Schicht 4, die in der Mitte der zweiten Seite
des Substrats verläuft
und ein gedrucktes strahlendes Element vom Streifenleiter-Typ darstellt.
Das strahlende Element 4 hat rechteckigen Umriss mit den
Seiten L und W, kann aber auch beispielsweise quadratischen, kreisförmigen oder
elliptischen Umriss haben. Die Antenne 1 hat damit einen
zu zwei Symmetrieebenen XX und YY symmetrischen Aufbau, die rechtwinklig
zueinander und senkrecht auf den Seiten des Substrats 2 stehen.
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In
der ersten Seite des Substrates, die an die Massenplatte 3 geklebt
oder angesetzt ist, ist eine dünne,
quaderförmige
Aussparung 5 ausgebildet, in die mindestens teilweise eine
Anpassungsanordnung integriert ist. In der in den 1 und 2 dargestellten
Ausführung
ist die Aussparung eine Vertiefung, deren Tiefe p klein ist relativ
zur Dicke e des Substrates 2. Die Vertiefung ist im Wesentlichen rechteckig
und relativ zu den Ebenen XX und YY symmetrisch. Die Form des Substrates
und der Aussparung in diesem kann durch Bearbeitung aus einem einzigen
Schaumstoffblock hergestellt werden oder direkt durch Formen von
Schaumstoff.
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Die
Anpassungsanordnung umfasst einen leitfähigen Streifen 6,
der auf den Grund 51 der Aussparung 5 längs der
Symmetrieebene XX aufgedruckt ist, wobei der Grund 51 der
Aussparung zur Massenplatte 3 im Wesentlichen parallel
verläuft.
Ein erstes Ende 61 des leitfähigen Anpassungsstreifens 6 ist
mit dem Innenleiter 71 einer koaxialen Erregungssonde der
Antenne verbunden, die kontaktfrei ein Loch in der Massenplatte 3 durchquert.
Der Außenleiter 72 der
Sonde ist an einer Seite der Massenplatte 3 befestigt,
die vom Substrat abgewandt ist. Ein zweites Ende 62 des
leitfähigen
Anpassungsstreifens 6 ist mit dem strahlenden Element 4 durch eine
Verbindungsleitung in Form einer metallisierten Durchbohrung 63 verbunden,
die sich im Substrat zwischen dem Grund 51 der Aussparung 5 und
dem strahlenden Element 4 auf der zweiten Seite des Substrates
erstreckt. Dadurch ist eine elektrische Verbindung zwischen dem
Innenleiter 71 der Erregungssonde und dem strahlenden Element 4 durch das
Anpassungsglied 6 und die Durchbohrung 63 sichergestellt
und die Antenne arbeitet dadurch mit Linearpolarisation.
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Die
Leistungsfähigkeit
der erfindungsgemäßen Antenne 1 ist
durch die Wahl einer erheblichen Dicke des Substrates 2 aus
dielektrischem Schaumstoff optimiert, sowie durch die elektrischen
Eigenschaften des Anpassungsstreifens 6, dessen Abstand
zur Massenplatte 3 bequem in Abhängigkeit von der Tiefe p der
inneren Aussparung 5 bei Herstellung der Antenne gewählt werden
kann. Das dielektrische Substrat 3 wird aus einer einzigen
Schaumstofflage gefertigt und dreidimensional aus dieser herausgearbeitet
oder vorgeformt; es trägt
so das strahlende Element 4 als Streifenleiter und die
Anpassunganordnung in Form des leitfähigen Streifens 6 wird direkt,
beispielsweise durch Photoätzung
oder Metallfarbe, auf das Substrat aufgedruckt. Die Herstellung
der Antenne ist dadurch erheblich vereinfacht, wobei gleichzeitig
die Abstände
und relativen Positionierungen zwischen den verschiedenen leitfähigen Teilen
der Antenne beherrscht werden.
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Die
Antenne 1 in der ersten, in den 1 und 2 dargestellten
Ausführung
ist eine ebene „Streifenleiter"-Antenne mit sehr
großer
Bandbreite. Die vorintegrierten passiven Bauteile 6 und 63 haben gleichzeitig
die Aufgabe der Kompensation des elektrischen Effektes aufgrund
der Verbindung durch die metallisierte Durchbohrung 63 und
die Aufgabe der Breitbandimpedanzanpassung im Bereich des leitfähigen Streifens 6.
In Variante hierzu vervollständigen Reihenbauteile,
wie in Reihe verteilte Mikrostreifenabschnitte, oder parallele Bauteile,
wie Stichleitungen 64, den passiven Schaltkreis der Anpassungsanordnung,
um die Antenne der charakteristischen Impedanz der Erregungssonde
anzupassen. Die Anpassungsanordnung kann auch einen MikroWellenfilter
enthalten oder für
die Arbeit der Antenne mit Kreispolarisation einen Hybridkoppler
mit Spitzen, die mit zwei metallisierten Durchbohrungen 63 verbunden
sind.
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Um
beispielsweise eine kompakte gedruckte „Streifenleiter"-Antenne herzustellen, die einen Frequenzgang
aufweist, der um eine Resonanzfrequenz in der Größenordnung von 2 GHz zentriert
ist, wird das dielektrische Substrat 2 aus einem Block
aus Polymethacrylat-imid-Schaum mit einer geringen relativen Dielektrizitätskonstante
von εr= 1,07 und sehr geringen dielektrischen
Verlusten von tgδ =
210–4 für Frequenzen
nahe 2 GHz gefertigt. Die Seiten des Substrates 2 sind
im Wesentlichen rechteckig und die zweite Seite des Substrates ist
vollständig
mit dem rechteckigen strahlenden Element 4 bedeckt. Die
Dicke e, die Breite W und die Länge
L des Substrates 2 betragen 20 mm, 48 mm bzw. 50 mm. Die
Massenplatte 3 ist ein Quadrat aus Metall von 100 × 100 mm2, auf der das Substrat 2 zentriert
ist, deren Aussparung 5 mit einer Tiefe von p = 2 mm von
der Platte 3 überdeckt
wird. Die Anpassungsanordnung besteht aus einem Streifenleiter 6 mit
einer Länge
von 35 mm und einer Breite von 2 mm und einer Stichleitung 64, die
auf dem leitfähigen
Streifen senkrecht steht und über
eine Länge
von 10 mm und eine Breite von 2 mm verfügt, wobei der Streifen und
die Stichleitung durch Ätzung
auf dem Grund 51 der Aussparung 5 ausgebildet
sind. Die Wellenimpedanz der so in der Aussparung 5 ausgebildeten
Mikrostreifenleitungen, die in eine äquivalente, quasi homogene Luft/Schaumstoff-Umgebung
eingebettet sind, beträgt
125 Ω.
Dieser relativ hohe Wert der Wellenimpedanz ist besonders für Impedanzbeträge geeignet, die
im Verbindungspunkt 65 zwischen der metallisierten Durchbohrung 63 und
dem strahlenden Element 4 vorhanden sind, und die im Vergleich
zum Wellenwiderstand von 50 Ω bei
der Erregungssonde 71–72 hoch
sind: Da die Antenne 1 nämlich vom Streifenleiter-Typ
auf einem Substrat 2 großer Dicke und sehr geringer
relativer Dielektrizitätskonstante
ist, fördert diese
Ausführung
den Charakter der Antenne mit hoher Impedanz. Der erfindungsgemäße Antennenaufbau
verleiht jedoch einen Freiheitsparameter: die Tiefe p der Aussparung 5 im
Schaumstoffsubstrat 2, die erlaubt, die elektrischen Eigenschaften
der Anpassungsanordnung der Antenne zu wählen und so den Abstand zwischen
den metallischen Anpassungsmustern 6, 64 und der
Massenplatte 3 einzustellen. Die Verbindung mit dem strahlenden
Element 2 der Antenne, die durch die metallisierte Durchbohrung 63 hergestellt
wird, hat ebenfalls hohe Impedanz.
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Die
wie oben dimensionierte Antenne weist, wie in 3 dargestellt,
eine Anpassung von –10
dB in einem Frequenzbereich zwischen 1,86 GHz und 2,38 GHz auf,
was einer relativen Bandbreite von 25% um die Resonanzfrequenz von
2,12 GHz entspricht. Eine Bandbreite dieser Höhe entspricht einem Betrieb
mit sehr breitem Band. Das ebenfalls in 3 dargestellte Über tragungsverhalten
T bedeutet für
die Strahlungscharakteristik der Antenne eine wirkungsvolle Strahlung
in diesem Frequenzband mindestens in der Hauptstrahlungsrichtung
der Antenne, die der Schnittgeraden der senkrechten Ebenen XX und
YY entspricht.
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Andere
Varianten der ersten Ausführung
in Hinsicht auf die Verbindungsleitung zwischen dem Anpassungsstreifen
und dem strahlenden Element sind in den 4 bis 6 dargestellt.
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Die
erste, in 4 gezeigte Variante unterscheidet
sich von der in 2 gezeigten durch eine metallisierte
Durchbohrung 63a im dielektrischen Substrat 2 als
Verbindungsleitung zwischen dem Innenleiter 71 der koaxialen
Erregungssonde und dem strahlenden Element 4, die in Verlängerung
des Innenleiters 71 der Erregungssonde verläuft. Die
metallisierte Durchbohrung 63a kann durch den Innenleiter 71 der
Sonde ersetzt werden, der sehr viel länger ist, als der in der 2 gezeigte,
mit einer zusätzlichen
Länge von
im Wesentlichen e – p.
In diesem Fall durchquert der Innenleiter ebenfalls ein im Substrat
zwischen dem Grund der Aussparung 51 und dem strahlenden
Element 4 gebohrtes Loch und verfügt über ein freies Ende, das an
das strahlende Element 4 geschweißt ist, und einen Mittelabschnitt
in Höhe
des Grundes 51 der Aussparung 5, der an den leitfähigen Anpassungsstreifen 6 geschweißt ist.
Die Schweißungen
erfolgen beispielsweise durch einen leitfähigen Kleber. Das leitende
Innenteil der Sonde 71 ist auf diese Weise dem strahlenden
Streifenleiter-Element 4 und dem Anpassungsstreifen 6 gemeinsam.
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In
der zweiten, in 5 gezeigten Variante ist die
Erregungssonde 71–72 unter
dem Zentrum der Massenplatte 3 befestigt. Der leitfähige Anpassungsstreifen 6b verläuft zunächst vom
ersten, im Wesentlichen im Zentrum des Grundes der Aussparung 51 befindlichen
und an das Ende des Innenleiters 71 der Sonde angeschweißten Ende 61b im
Wesentlichen in der Symmetrieebene XX des strahlenden Elementes 4 auf
dem Grund 51 der Aussparung 5, bis zum zweiten
Ende 62b, das aus einer metallisierten Durchbohrung im
Substrat 2 zwischen dem Grund der Aussparung 51 und
einer Seitenkante 21 des Substrates besteht. Die Verbindungsleitung
besteht aus einem leitfähigen
Streifen 63b, der auf die Kante des Substrates 21 gedruckt
ist und zwischen der metallisierten Durchbohrung 62b und
einer Seite des strahlenden Elementes 4 rechtwinklig zum
strahlenden Element verläuft.
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Die
dritte, in
6 gezeigte Variante betrifft eine
gedruckte Antenne, deren Substrat
2c mindestens einen Vorsprung
8 aufweist,
der sich längs
der Symmetrieebene YY erstreckt und vom strahlenden Element
4c bedeckt
ist, entsprechend dem Aufbau gedruckter Antennen, der in der bereits
zitierten französischen
Patentanmeldung
FR 2818811 beschrieben
wird, die am 26. Dezember 2000 eingereicht wurde. Die metallisierte
Schicht, die das strahlende Element
4c darstellt, bedeckt
die Oberseite und die Längsseiten
81 des
Vorsprunges
8 und weist einen Querschnitt in Form eines
U mit auskragenden Enden auf mit Flügeln
41, die auf der
zweiten Seite des Substrates
2 verlaufen und eine andere
Breite L1, als die Breite L2 des Vorsprunges
8 haben. Die
Höhe h des
Vorsprunges
8 kann größer oder
gleich der Dicke e des Substrates
2 im Ganzen sein. Im
Vergleich zum in den
1 und
2 gezeigten
flachen strahlenden Element
4, das eine Breite W und eine
Länge L im
Wesentlichen gleich W hat, ist die Länge Lc des strahlenden Elementes
4c verringert
auf:
Lc = 2L1 + L2 = L – 2h. -
Dank
dem Vorsprung 8 über
die ganze Breite W der Antenne ist die Länge des strahlenden Elementes 4b erheblich
verringert. Diese Verringerung der Länge nähert die Schlitzstrahler am
Ende der symmetrischen Flügel 41 dem
strahlenden Element an, was die Strahlungscharakteristik der Antenne
in der Ebene des elektrischen Feldes senkrecht zum Vorsprung 8 öffnet. Die
mit dem strahlenden Element bedeckte bedeutende Verdickung in der
Mitte des Substrates 2c, die durch den Vorsprung 8 ausgebildet
wird, verlängert
elektrisch die Resonanz-Abmessung der Antenne und erhöht dadurch
die Wellenimpedanz im Zentrum der Antenne, die einem Pseudokurzschluss
entspricht. Der Vorsprung verringert erheblich die Größe der Antenne
für eine
gegebene Arbeitsfrequenz. Je höher
die Impedanz des Vorsprungs in der Mitte der Antenne, desto stärker muss die
Breite L2 des Vorsprunges für
eine gegebene Frequenz unter der Resonanzbedingung verringert werden.
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Die
in 6 dargestellte Anpassungsanordnung umfasst einen
gedruckten leitfähigen
Streifen 6 auf dem Grund 51 der Aussparung 5 und
eine metallisierte Durchbohrung 63c in ähnlicher Weise, wie die in 2 gezeigte
erste Ausführung.
Die Aussparung 5 liegt unter dem Vorsprung 8 und
hat eine geringere Tiefe p, als die Dicke e des Substrates abseits
des Vorsprunges. In Variante hierzu kann die Anpassungsanordnung
bei jeder Antenne mit Vorsprung 8 entsprechend 4 oder 5 aufgebaut
sein oder entsprechend 8 oder 10. wie
wir unten sehen werden.
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Die
in den 7 und 8 dargestellte Streifenleiter-Antenne
mit Vorsprung in der zweiten Ausführung der Erfindung umfasst
eine Anpassungsanordnung mit induktiven und kapazitiven Elementen,
die von zwei Wänden
der Aussparung 5d getragen werden. Die Aussparung 5d hat
eine Tiefe pd, die deutlich größer ist,
als die periphere Dicke e des Substrates abseits des Vorsprunges,
und befindet sich teilweise in der Dicke h des Vorsprunges 8d und in
der Hälfte
der Breite L2 des Vorsprunges. Die Anpassungsanordnung umfasst zwei
Teile 61d und 62d. Das erste Teil 61d ist
ein leitfähiger
Streifen, der den Innenleiter 71 der Erregungssonde im
Wesentlichen senkrecht zu einem zentralen Bereich des strahlenden
Elementes verlängert
und von einer Wand der Aussparung 5d getragen wird, die
sich im Wesentlichen in der Symmetrieebene YY befindet. Der Streifen 61d stellt
ein induktives Anpassungsglied dar. Das zweite Teil 62d ist
ein rechteckiger leitfähiger
Bereich, der mit einem Ende des leitfähigen Streifens 61d verbunden
ist und von einem Teil des Grundes 51d der Aussparung 5d getragen
wird, im Wesentlichen parallel zur Oberseite des strahlenden Elementes 4d auf
dem Vorsprung. Der Bereich 62d stellt ein kapazitives Anpassungsglied
dar.
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Die
in den 9 und 10 gezeigte Variante der zweiten
Ausführung
betrifft ebenfalls eine relativ zum strahlenden Element gleichzeitig
induktive und kapazitive Anpassungsanordnung dar. Die Anpassungsanordnung
umfasst drei leitfähige
Teile 61e, 62e und 63e. Das erste Teil 61e ist
ein leitfähiger Streifen,
der den Innenleiter 71 der Erregungssonde im Wesentlichen
senkrecht zur Oberseite des Vorsprunges verlängert. Der Streifen 61e wird
von einer zur Massenplatte 3 senkrechten Wand der Aussparung
getragen, wie der Streifen 61d. Das zweite Teil 62e ist
ein Leiterstreifen, der sich über
den gesamten Grund der Aussparung 51e parallel zum strahlenden Element 4e und
in der Symmetrieebene XX erstreckt und, teilweise mit dem Streifen 61e,
ein induktives Anpassungsglied darstellt. Das dritte Teil 63e ist
ein rechteckiger leitfähiger
Bereich, der mit einem Ende des Strei zunächst im Wesentlichen in der
Symmetrieebene XX des strahlenden Elementes 4 auf dem Grund 51 der
Aussparung 5 fens 62e auf dem Grund der Aussparung
verbunden ist und sich auf einer anderen Wand der Aussparung 5e im
Wesentlichen parallel zu einer Seite des Vorsprunges und senkrecht zur
Massenplatte 3 erstreckt. Der Bereich 63e hat eine
gegenüber
der Höhe
h des Vorsprunges wesentlich geringere Höhe und stellt ein kapazitives
Kopplungsglied mit dem strahlenden Element 4e dar.