DE60302041T2

DE60302041T2 - Phasenarray antenne mit archimedischem spiralelementarray und damit zusammenhängende verfahren

Info

Publication number: DE60302041T2
Application number: DE60302041T
Authority: DE
Inventors: Lawrence M. GOLDSTEIN
Original assignee: Harris Corp
Current assignee: Harris Corp
Priority date: 2002-01-30
Filing date: 2003-01-30
Publication date: 2006-04-20
Anticipated expiration: 2023-01-31
Also published as: US6781560B2; EP1476917A4; EP1476917A2; WO2004025772A2; US20030142035A1; CA2473099A1; AU2003282776A8; TW200304248A; JP2005525771A; EP1476917B1; AU2003282776A1; WO2004025772A3; DE60302041D1; TW580781B

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Kommunikationstechnik und insbesondere phasengesteuerte Antennenanordnungen und verwandte Verfahren.
Hintergrund der Erfindung
Antennensysteme werden weit verbreitet sowohl bei bodengestützten Anwendungen (z. B. zellularen Antennen) als auch luftgestützten Anwendungen (z. B. Flugzeug- oder Satellitenantennen) verwendet. Beispielsweise kombinieren sogenannte "intelligente" Antennensysteme, beispielsweise adaptive oder phasengesteuerte Antennenanordnungssysteme, die Ausgangssignale mehrerer Antennenelemente mit Signalverarbeitungsfähigkeiten, um Kommunikationssignale (z. B. Mikrowellensignale, HF-Signale, etc.) zu senden und/oder zu empfangen. Folglich können derartige Antennensysteme das Sende- oder Empfangsmuster (d. h. "Strahlformung") oder die Richtung (d. h. "Strahllenkung") der Kommunikationssignale als Reaktion auf die Signalumgebung variieren, um die Leistungscharakteristika zu verbessern.
In Folge von technologischen Fortschritten und der Miniaturisierung der Elementsteuerungsschaltung erhöht sich beispielsweise die Dichte der Antennenelemente in phasengesteuerten Antennenanordnungen weiterhin. Obwohl signifikante Vorteile durch die Verfügbarkeit einer erhöhten Anzahl von Antennenelementen innerhalb des gleichen Oberflächenbereichs erreicht werden können, gibt es beim Gruppieren einer großen Anzahl von Antennenelementen zu nahe aneinander potentielle Nachteile.
Insbesondere, wenn der Hauptsignalstrahl mit gewissen Winkeln ausgelenkt wird, können sich Signalseitenkeulen bei gewissen Antennen ergeben. Diese Seitenkeulen können eine unerwünschte Störung mit dem Hauptsignalstrahl verursachen. Unter gewissen Umständen können die Seitenkeulen sogar eine Intensität oder eine Verstärkung aufweisen, die gleich der des Hauptsignalstrahls ist, welche üblicherweise als "Gitterkeulen" bezeichnet werden und besonders problematisch sind.
Im Stand der Technik wurden Versuche unternommen, um die Seitenkeulen mit einer hohen Verstärkung und/oder Gitterkeulen in phasengesteuerten Antennenanordnungen durch Variieren des Musters der Antennenelemente zu reduzieren.
Ein derartiger Ansatz ist, eine aperiodische Antennenelementanordnung zu verwenden. Als ein Beispiel beschreibt das Dokument XP-10292352 eine Synthese einer zirkularpolarisierten Schlitzanordnung auf einer radialen Linie mit einer Einspeisung mit mehreren Sonden (circularly polarised multiprobe Feed radial line slot array). Ein Beispiel einer phasengesteuerten Antennenanordnung mit einer aperiodischen Anordnung ist in dem US-Patent 6,147,657 von Hildebrand et al. offenbart, das der Rechtsinhaberin der vorliegenden Anmeldung zugewiesen ist. Die Antennenelemente der Anordnung haben eine ungleichmäßig beabstandete kreisförmige Verteilung, die den winkeligen und linearen Abstand unter den Elementen in der Anordnung dekorreliert. Ohne spezielle Korrelation unter den Antennenelementen der Anordnung werden die Seitenkeulen vorteilhaft abgeschwächt.
Obwohl die in dem vorstehenden Patent beschriebene phasengesteuerte Antennenanordnungsstruktur einen signifikanten Fortschritt in der Technik bereitstellt, ist eine Schwierigkeit beim Arbeiten mit aperiodischen Anordnungen beispielsweise, dass sich die Konstruktion notwendigerweise ändert, wenn sich die Anzahl der zu verwendenden Antennenelemente ändert. Das heißt, wenn die Anzahl der Antennenelemente von einer Konstruktion zur nächsten geändert wird, so ändern sich auch die Winkel und der relative Abstand zwischen den Antennenelementen. Demgemäß sind aperiodische Anordnungen von einer Anwendung zur nächsten nicht einfach skalierbar, und ein umfangreiche fallweise Konstruktion oder eine Neukonstruktion können daher bei jeder neuen Anwendung erforderlich sein. Wenn eine relativ große Anzahl von Antennenelementen verwendet wird, kann darüber hinaus die Berechnung der zahlreichen Winkel und Orte, die erforderlich sein kann, ziemlich schwerfällig sein.
Andere Ansätze zum Reduzieren der Seiten-/Gitterkeulen wurden auch im Stand der Technik verwendet. Beispielsweise offenbart das US-Patent 5,838,284 von Dougherty eine phasengesteuerte Antennenanordnung, die Antennenelemente umfasst, die in der Form einer logarithmischen (d. h. gleichwinkeligen) Spirale angeordnet sind. Obwohl eine derartige Konstruktion weniger schwerfällig als eine aperiodische Anordnung zu konstruieren sein kann, kann sie immer noch unter Seitenkeulen mit einer hohen Verstärkung oder sogar Gitterkeulen bei breiten Abtastwinkeln leiden, wenn eine derartige Antenne zur Strahllenkung verwendet wird.
Ein anderes diesbezügliches Beispiel kann in dem US-Patent 6,205,224 von Underbrink gefunden werden, das eine Anordnung offenbart, die Antennenelemente umfasst, die auf logarithmischen Spiralen positioniert sind, wo die Spiralen eine Mehrzahl von konzentrischen Ringen schneiden. Obwohl dieser Ansatz auch helfen kann, die Seitenkeulen zu reduzieren, könnte er dennoch nicht einfach von einer Konstruktion zur nächsten, wo eine unterschiedliche Anzahl von Antennenelementen und unterschiedliche Größen eines Oberflächenbereichs zur Verfügung stehen, skalierbar sein. Folglich kann immer noch eine signifikante Konstruktionszeit bei jeder neuen Antennenanordnung erforderlich sein.
Zusammenfassung der Erfindung
Angesichts des vorstehenden Hintergrundes ist es daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine phasengesteuerte Antennenanordnung bereitzustellen, die eine Anordnung umfasst, die das Auftreten von Gitterkeulen und/oder Seitenkeulen mit einer hohen Verstärkung reduziert und dennoch relativ einfach für verschiedene Anwendungen skalierbar ist.
Diese Aufgabe und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile gemäß der vorliegenden Erfindung werden von einer phasengesteuerten Antennenanordnung bereitgestellt, die ein Substrat und eine Mehrzahl von voneinander beabstandeten phasengesteuerten Antennenanordnungselementen, die von dem Substrat getragen werden und entlang einer imaginären archimedischen Spirale angeordnet sind, umfassen kann. Insbesondere kann die imaginäre archimedische Spirale eine Mehrzahl von Ebenen umfassen, und ein Abstand zwischen benachbarten Paaren von phasengesteuerten Antennenanordnungselementen entlang der imaginären archimedischen Spirale kann im Wesentlichen gleich einem radialen Abstand zwischen benachbarten Ebenen sein.
Die imaginäre archimedische Spirale kann durch die Polarkoordinatengleichung r = aθ^N definiert werden, wo r ein Radius ist, θ ein Winkel ist, und a und N reelle Zahlen sind, wobei N vorzugsweise gleich 1 ist. Zusätzlich kann die phasengesteuerte Antennenanordnung eine Betriebswellenlänge λ haben, und ein Abstand zwischen benachbarten Paaren von phasengesteuerten Antennenanordnungselementen kann kleiner als etwa 10λ sein. Ferner kann die Mehrzahl von phasengesteuerten Antennenanordnungselementen einen im Wesentlichen gleichen Abstand entlang der imaginären archimedischen Spirale haben, und der im Wesentlichen gleiche Abstand kann auch kleiner als etwa 10λ sein.
Insbesondere kann die Mehrzahl von phasengesteuerten Antennenanordnungselementen mehr als etwa 20 phasengesteuerte Antennenanordnungselemente umfassen. Ferner können sich im Wesentlichen alle der Mehrzahl von phasengesteuerten Antennenanordnungselementen entlang der imaginären archimedischen Spirale befinden.
Die phasengesteuerte Antennenanordnung kann ferner zumindest eine Steuerungseinrichtung zum Zusammenarbeiten mit der Mehrzahl von phasengesteuerten Antennenanordnungselementen umfassen, um eine Strahllenkung bereitzustellen.
Beispielsweise kann die zumindest eine Steuerungseinrichtung eine Mehrzahl von Elementsteuerungseinrichtungen umfassen, wobei jede zumindest an einem der phasengesteuerten Antennenanordnungselemente angeschlossen ist und eine zentrale Steuerungseinrichtung an der Mehrzahl von Elementsteuerungseinrichtungen angeschlossen ist.
Ein Verfahrensaspekt der Erfindung betrifft das Herstellen der phasengesteuerten Antennenanordnung, wie sie vorstehend kurz beschrieben ist. Das Verfahren kann das Bereitstellen eines Substrates und das Anordnen einer Mehrzahl von phasengesteuerten Antennenanordnungselementen auf dem Substrat entlang einer imaginären archimedischen Spirale umfassen. Die archimedische Spirale kann eine Mehrzahl von Ebenen umfassen, und das Anordnen kann das Einstellen eines Abstandes zwischen benachbarten Paaren von phasengesteuerten Antennenanordnungselementen entlang der imaginären archimedischen Spirale derart umfassen, dass er im Wesentlichen gleich einem radialen Abstand zwischen benachbarten Ebenen ist.
Insbesondere kann die imaginäre archimedische Spirale durch die Polarkoordinatengleichung r = aθ^N definiert werden, wo r ein Radius ist, θ ein Winkel ist, und a und N reelle Zahlen sind, wobei N vorzugsweise gleich 1 ist, wie zuvor erwähnt wurde. Ferner kann das Anordnen das Anordnen der Mehrzahl von phasengesteuerten Antennenanordnungselementen derart umfassen, dass sich beispielsweise ein Abstand zwischen benachbarten Paaren davon von weniger als beispielsweise etwa 10λ ergibt, wo λ eine Betriebswellenlänge der phasengesteuerten Antennenanordnung ist. Ferner kann das Anordnen das Anordnen der Mehrzahl von phasengesteuerten Antennenanordnungselementen derart umfassen, dass sich ein im Wesentlichen gleicher Abstand entlang der imaginären archimedischen Spirale ergibt, der auch kleiner als etwa 10λ sein kann. Eine Anzahl der phasengesteuerten Antennenanordnungselemente kann sich beispielsweise in einem Bereich von etwa 20 bis 200 befinden. Das Anordnen kann auch das Anordnen im Wesentlichen aller der Mehrzahl von phasengesteuerten Antennenanordnungselementen entlang der imaginären archimedischen Spirale umfassen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Draufsicht auf eine erfindungsgemäße phasengesteuerte Antennenanordnung.
2 ist ein Schaltblockdiagramm der phasengesteuerten Antennenanordnung von 1.
3 ist ein Graph, der eine normalisierte Verstärkung über den Azimut für einen speziellen Strahlsteuerungswinkel unter Verwendung der phasengesteuerten Antennenanordnung von 1 darstellt.
4 ist ein Graph, der die Frequenzantwort für verschiedene Antennenelementabstände für eine erfindungsgemäße phasengesteuerte Antennenanordnung darstellt.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Die vorliegende Erfindung wird jetzt hierin nachstehend vollständiger unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindungen gezeigt sind. Diese Erfindung kann jedoch in vielen unterschiedlichen Formen verkörpert sein und sollte nicht als auf die hierin dargelegten Ausführungsformen beschränkt ausgelegt werden. Vielmehr werden diese Ausführungsformen bereitgestellt, so dass diese Offenbarung vollständig und komplett ist und den Fachleuten eine vollständige Vorstellung des Bereichs der Erfindung gibt. Ähnliche Ziffern beziehen sich durchwegs auf ähnliche Elemente.
Es wird anfangs auf 1 Bezug genommen. Eine phasengesteuerte Antennenanordnung 10 umfasst ein Substrat 11 und eine Mehrzahl voneinander beabstandeter phasengesteuerter Antennenanordnungselemente 12, die von dem Substrat getragen werden. Wie hierin verwendet, bezieht sich "Substrat" auf eine beliebige Oberfläche, mechanische Struktur, etc., die zum Tragen eines phasengesteuerten Antennenanordnungselements geeignet ist, wie von Fachleuten verstanden wird. Erfindungsgemäß sind die Antennenelemente 12 vorteilhaft entlang einer imaginären archimedischen Spirale 13 angeordnet. Mehr bevorzugt sind im Wesentlichen alle der Mehrzahl von phasengesteuerten Antennenanordnungselementen 12 entlang der imaginären archimedischen Spirale 13 angeordnet, obwohl bei einigen Ausführungsformen andere Anordnungen verwendet werden können.
Wie Fachleute verstehen, kann eine archimedische Spirale durch die Polarkoordinatengleichung definiert werden: r = aθN;(1)wo r ein Radius ist, θ ein Winkel ist und a und N reelle Zahlen sind. Die spezielle Form einer gegebenen archimedischen Spirale wird durch die Auswahl der Zahl N definiert. Beispielsweise ist bei der imaginären archimedischen Spirale 13, die in 1 dargestellt ist, N gleich 1, die auch als eine Archimedes-Spirale bekannt ist. Es ist zu erkennen, dass die Archimedes-Spirale einen gleichmäßigen radialen Abstand (x in dem dargestellten Beispiel) zwischen den Ebenen 14–17 der imaginären archimedischen Spirale 13 aufweist. Der Wert a bestimmt, wie eng die Spirale gewunden ist. Das heißt, der Wert a bestimmt, wie groß der Abstand x sein wird, wie Fachleute verstehen.
Diese Symmetrie kann der logarithmischen Spirale gegenübergestellt werden, die in einigen Antennenanordnungen des Standes der Technik verwendet wird, wie zuvor diskutiert wurde. Mit Ausnahme des speziellen Falls eines Kreises, bei dem es nur eine Ebene gibt, sind die äußeren Ebenen einer logarithmischen Spirale sukzessive radial weiter voneinander beabstandet. Anders gesagt, gibt es einen größeren radialen Abstand zwischen den äußeren Ebenen einer logarithmischen Spirale als zwischen deren inneren Ebenen. Der Anmelder theoretisiert, wobei er nicht wünscht, daran gebunden zu werden, dass es diese Disparität in der Symmetrie zwischen den verschiedenen Ebenen in einer Elementanordnung mit einer logarithmischen Spirale ist, die zu den Seitenkeulen mit einer hohen Verstärkung oder sogar Gitterkeulen bei breiten Abtastwinkeln in einigen Anwendungen führt. Natürlich kann dieses Problem besonders akut werden, wenn größere logarithmische Spiralen mit mehr Ebenen und Antennenelementen verwendet werden.
Die Anzahl der Ebenen 14–17, die in einer speziellen Anwendung zu verwenden ist, hängt beispielsweise von dem zur Verfügung stehenden Oberflächenbereich und der Anzahl von Antennenelementen 12 ab. Obwohl in 1 nur vier Ebenen 14–17 veranschaulichend gezeigt sind, versteht sich, dass gemäß der vorliegenden Erfindung eine beliebige Anzahl von Ebenen verwendet werden kann. Auch können erfindungsgemäß andere Werte als 1 für die Anzahl N in der Gleichung (1) verwendet werden.
Die phasengesteuerten Antennenanordnungselemente 12 haben vorzugsweise einen im Wesentlichen gleichen Abstand x entlang der imaginären archimedischen Spirale 13, obwohl bei einigen Ausführungsformen auch ungleiche Abstände verwendet werden können. Außerdem kann der Abstand x zwischen benachbarten Paaren von phasengesteuerten Antennenanordnungselementen 12 im Wesentlichen gleich dem radialen Abstand x zwischen benachbarten Ebenen sein. Das kann erreicht werden, indem der Wert a gleich x/2π gesetzt wird, wie Fachleute verstehen. Es versteht sich auch, dass diese Anordnung eine relativ einfache Skalierbarkeit zwischen unterschiedlichen Antennen dahingehend ermöglicht, dass die Konstruktion ziemlich schnell modifiziert werden kann, um mehr oder weniger phasengesteuerte Antennenanordnungselemente 12 zu umfassen. Natürlich kann der Abstand zwischen benachbarten phasengesteuerten Antennenanordnungselementen 12 und der radiale Abstand zwischen den Ebenen 14–17 bei einigen Ausführungsformen unterschiedlich sein.
Ferner kann erfindungsgemäß ein Abstand zwischen benachbarten Paaren von phasengesteuerten Antennenanordnungselementen 12 vorteilhafterweise auf etwa das Zehnfache oder mehr einer Betriebswellenlänge λ der phasengesteuerten Antennenanordnung 10 skalierbar sein. Beispielsweise beträgt bei der in 1 beispielhaft dargestellten Ausführungsform der Abstand x zwischen den phasengesteuerten Antennenanordnungselementen 12 5λ, wie man bezogen auf die Wellenlängenmaßstäbe erkennen kann, die an der Seite und am unteren Ende der Figur bereitgestellt sind.
Demgemäß kann die vorliegende Erfindung daher vorteilhaft bei Anordnungen verwendet werden, bei denen ein höherer oder niedrigerer Abstand zwischen den phasengesteuerten Antennenanordnungselementen 12 erforderlich ist, um beispielsweise deren zugeordneter Sende-/Empfangsschaltung und/oder Steuerungsschaltung zu berücksichtigen. Das heißt, sowohl der radiale Abstand zwischen den Ebenen 14–17 als auch der Abstand zwischen den phasengesteuerten Antennenanordnungselementen 12 entlang der imaginären archimedischen Spirale 13 kann skaliert werden, um verschiedene Anwendungen zu berücksichtigen, ohne dass eine umfangreiche Konstruktion für diesen Zweck oder eine Neukonstruktion erforderlich sind, wie Fachleute verstehen.
Es versteht sich daher auch, dass die phasengesteuerte Antennenanordnung 10 der vorliegenden Erfindung relativ einfach skaliert werden kann, damit sie eine große Anzahl von phasengesteuerten Antennenanordnungselementen 12 umfasst. Beispielsweise kann ein Bereich von mehr als etwa 20 phasengesteuerten Antennenanordnungselementen 12 vorzugsweise verwendet werden, obwohl möglicherweise in einigen Ausführungsformen weniger phasengesteuerte Antennenanordnungselemente verwendet werden können.
In der in 1 dargestellten Ausführungsform gibt es 64 phasengesteuerte Antennenanordnungselemente 12, die entlang der imaginären archimedischen Spirale 13 angeordnet sind. Natürlich können andere phasengesteuerte Antennenanordnungselemente 12 an anderen Orten auf dem Substrat 11 platziert werden, beispielsweise im Zentrum der imaginären archimedischen Spirale 13, um beispielsweise in gewissen Ausführungsformen die Erhöhung der Effizienz zu unterstützen, wie Fachleute verstehen. Natürlich sollte darauf geachtet werden, sicherzustellen, dass eine derartige Platzierung nicht zu unerwünschten Seiten- und/oder Gitterkeulen führt.
Es wird jetzt auf 2 Bezug genommen. Die phasengesteuerte Antennenanordnung 10 kann ferner zumindest eine Steuerungseinrichtung zum Zusammenarbeiten mit der Mehrzahl von phasengesteuerten Antennenanordnungselementen 12 umfassen, um neben anderen Funktionen eine Strahllenkung bereitzustellen, wie Fachleute verstehen. Insbesondere kann die zumindest eine Steuerungseinrichtung eine Mehrzahl von Elementsteuerungseinrichtungen 20, die je an zumindest eines der phasengesteuerten Antennenanordnungselemente 12 angeschlossen sind, und eine zentrale Steuerungseinrichtung 21 umfassen, die an der Mehrzahl von Elementsteuerungseinrichtungen angeschlossen ist.
Wie veranschaulichend in 2 dargestellt ist, gibt es beispielsweise eine entsprechende Elementsteuerungseinrichtung 20 für jedes phasengesteuerte Antennenanordnungselement 12, obwohl die Elementsteuerungseinrichtungen dazu verwendet werden können, in einigen Ausführungsformen mehr als ein phasengesteuertes Antennenanordnungselement zu steuern. Ferner können in Ausführungsformen, bei denen relativ große Anzahlen von phasengesteuerten Antennenanordnungselementen 12 verwendet werden, auch zusätzliche Ebenen von Steuerungseinrichtungen verwendet werden (z. B. Steuerungseinrichtungen für eine Unteranordnung), wie von Fachleuten verstanden wird. Natürlich können auch andere Steuerungseinrichtungsausgestaltungen verwendet werden.
Wie zuvor erwähnt wurde, reduziert die phasengesteuerte Antennenanordnung 10 der vorliegenden Erfindung vorteilhaft Seitenkeulen mit einer hohen Verstärkung und speziell Gitterkeulen insbesondere bei großen Strahlwinkeln während der Strahllenkung. Das wird darüber hinaus bei Auswertung des Graphs der 3 verstanden, die die Verstärkung über den Azimut für die phasengesteuerte Antennenanordnung 10 von 1 darstellt. Wie zuvor erwähnt wurde, wurden 64 phasengesteuerte Antennenanordnungselemente 12 bei einem Abstand von 5λ dazwischen entlang der imaginären archimedischen Spirale 13 verwendet. In dem Beispiel wurde ein Hauptsignalstrahl 30 über den Strahlhorizont abgetastet. Die höchste sich ergebende Seitenkeule 31, die bei dem Hauptsignalstrahl 30 auftrat, der auf 111° Azimut und 90° Elevation (Winkel von der Hauptstrahlrichtung) bei einer Verstärkung von 0 dB ausgelenkt war, befand sich bei 15,6° Azimut und 36,9° Elevation bei einer Verstärkung von –6,09 dB.
Demgemäß sorgt die vorliegende Erfindung vorteilhaft für eine relativ einfache Skalierbarkeit zwischen verschiedenen phasengesteuerten Antennenanordnungskonstruktionen, ohne dass eine umfangreiche Konstruktion für diesen Zweck oder eine Neukonstruktion erforderlich ist. Wegen der einfachen Skalierbarkeit können zusätzlich relativ große (oder kleine) Abstände bis zu 10λ oder mehr zwischen den phasengesteuerten Antennenanordnungselementen 12 bereitgestellt werden, um mehr (oder weniger) Sende-/Empfangs- und/oder Steuerungsschaltkreisen zu berücksichtigen. Ein Graph, der die vorteilhaften Frequenzcharakteristika darstellt, die gemäß der vorliegenden Erfindung bezüglich verschiedener Wellenlängenabstände bereitgestellt werden, ist veranschaulichend in 4 gezeigt.
Ein Verfahrensaspekt der vorliegenden Erfindung betrifft das Herstellen einer phasengesteuerten Antennenanordnung 10, wie zuvor beschrieben. Das Verfahren kann das Bereitstellen eines Substrates 11 und das Anordnen einer Mehrzahl von phasengesteuerten Antennenanordnungselementen 11 auf dem Substrat entlang einer imaginären archimedischen Spirale 13 umfassen. Die archimedische Spirale kann eine Mehrzahl von Ebenen 14–17 umfassen, und das Anordnen kann ein Festlegen eines Abstandes x zwischen benachbarten Paaren von phasengesteuerten Antennenanordnungselementen 12 derart umfassen, dass er im Wesentlichen gleich eines radialen Abstandes x zwischen benachbarten Ebenen ist.
Insbesondere kann die imaginäre archimedische Spirale 13 durch die Polarkoordinatengleichung r = aθ^N definiert sein, wo r ein Radius ist, θ ein Winkel ist und a und N reelle Zahlen sind, wobei, wie zuvor erwähnt wurde, N vorzugsweise gleich 1 ist. Ferner kann das Anordnen das Anordnen der Mehrzahl von phasengesteuerten Antennenanordnungselementen 12 derart umfassen, dass sie einen im Wesentlichen gleichen Abstand x entlang der imaginären archimedischen Spirale haben, der beispielsweise kleiner als etwa 10λ sein kann. Eine Anzahl der phasengesteuerten Antennenanordnungselemente 12 kann größer als etwa 20 sein, wie auch zuvor erwähnt wurde.
Natürlich kann das Anordnen das Anordnen einer jeden der Mehrzahl von phasengesteuerten Antennenanordnungselementen 12 auf dem Substrat 11 und auf der imaginären archimedischen Spirale 13 umfassen.
Viele Modifikationen und andere Ausführungsformen der Erfindung werden einem Fachmann in den Sinn kommen, die den Vorteil der Lehren nutzen, die in den vorangegangenen Beschreibungen und den zugeordneten Zeichnungen dargestellt sind. Es versteht sich daher, dass die Erfindung nicht auf die speziellen offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist und dass beabsichtigt ist, dass Modifikationen und Ausführungsformen innerhalb des Bereiches der anhängenden Ansprüche umfasst sind.

Claims

Phasengesteuerte Antennenanordnung, umfassend: ein Substrat; und eine Mehrzahl von voneinander beabstandeten phasengesteuerten Antennenanordnungselementen, die von dem Substrat getragen werden und entlang einer imaginären archimedischen Spirale angeordnet sind.
Phasengesteuerte Antennenanordnung nach Anspruch 1, wobei die imaginäre archimedische Spirale durch die Polarkoordinatengleichung r = aθ^N, wobei r ein Radius, θ ein Winkel, a eine reelle Zahl und N = 1 ist.
Phasengesteuerte Antennenanordnung nach Anspruch 1, wobei die Mehrzahl der phasengesteuerten Antennenanordnungselemente einen im Wesentlichen gleichen Abstand entlang der imaginären archimedischen Spirale hat.
Phasengesteuerte Antennenanordnung nach Anspruch 1, wobei die phasengesteuerte Antennenanordnung eine Betriebswellenlänge λ hat und wobei ein Abstand zwischen benachbarten Paaren der phasengesteuerten Antennenanordnungselemente niedriger als etwa 10 λ ist.
Phasengesteuerte Antennenanordnung nach Anspruch 1, die ferner mindestens eine Steuerungseinrichtung umfasst, die mit der Mehrzahl der phasengesteuerten Antennenanordnungselemente zusammenwirkt, um ein Schwenken eines Strahles bereitzustellen.
Verfahren zum Herstellen einer phasengesteuerten Antennenanordnung, umfassend: Bereitstellen eines Substrates; und Anordnung einer Mehrzahl von phasengesteuerten Antennenanordnungselementen auf dem Substrat entlang einer imaginären archimedischen Spirale.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die archimedische Spirale eine Mehrzahl von Ebenen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Anordnen ein Einstellen eines Abstandes zwischen benachbarten Paaren der phasengesteuerten Antennenanordnungselemente entlang der imaginären archimedischen Spirale derart umfasst, dass es im Wesentlichen gleich einem radialen Abstand zwischen benachbarten Ebenen ist.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die imaginäre archimedische Spirale durch die Polarkoordinatengleichung r = aθ^N definiert ist, wobei r ein Radius, θ ein Winkel, a eine reelle Zahl und N = 1 ist.