DE69521601T2 - Schichtantenne - Google Patents

Description

• Diese Antenne bezieht sich auf Schichtantennen und bezieht sich inbesondere auf Strahlkeulenbreiten-Steuereinrichtungen für derartige Antennen.
• Schichtantennen, die auch als Flachplattenantennen bekannt sind, umfassen eine Masseebene mit einer Öffnung oder einer Gruppe von Öffnungen, ein dielektrisches Abstandselement, ein Speisesondennetzwerk (typischerweise Kupfer-Leiterbahnen, die auf ein dünnes Dielektrikum, wie z. B. Polyester, aufgedruckt sind) ein zweites dielektrisches Abstandselement und eine zweite mit Öffnungen versehene Masseebene.
• Eine derartige Antenne ist aus der GB 22 61 554 (Northern Telecom) bekannt. Die Masseebenen können um eine Achse der Öffnungen herum geformt sein, um die Azimuth-Strahlkeulenbreite zu verbessern (GB 95 02528.4) (GB-22 86 926) (Northern Telecom). Die Gruppe kann doppelpolarisiert sein, wobei sich ein erster Satz von Speisesonden in einer vertikalen Richtung erstreckt, während sich ein zweiter Satz von Speisesonden senkrecht zu dem ersten Satz von Speisesonden erstreckt. In vorteilhafter Weise ist die doppelpolarisierte Anordnung durch zwei Schichtantennen gebildet, die durch eine gemeinsame Masseebene getrennt sind, um eine Kopplung zwischen den Polarisationen zu verringern.
• Ein spezielles Problem, das bei doppelpolarisierten linearen Gruppenantennen auftritt, besteht darin, daß die Azimuth-Strahlkeulenbreite der beiden Polarisationen unterschiedlich ist. Typischerweise ist die Achse der Gruppe in einer vertikalen Ausrichtung angeordnet, und die Höhe und die Leistung der Gruppe bestimmen die Größe jeder Öffnung. Ein derartiges Optimum hat eine Azimuth-Strahlkeulenbreite von beispielsweise 75º bis 90º. In idealer Weise überlappen sich die Strahlkeulenbreiten der beiden Polarisationen. Unter diesen Umständen modifizieren jedoch die Randabschnitte der Masseebene, die das Speisenetzwerk für die Sonden abdecken, die Strahlbreite auf beispielsweise 60º, das zu der Notwendigkeit von entweder a) mehr vertikalen Gruppen oder b) einer Modifikation der Breite jeder Öffnung führt, so daß diese in unannehmbarer Weise breit ist.
• Die vorliegende Erfindung ist auf die Schaffung einer Antenne gerichtet, die die oben erwähnten Probleme beseitigt oder verringert.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Schichtantenne geschaffen, die eine erste Öffnung mit einem ersten Paar von entgegengesetzt gerichteten Sonden aufweist, die sich in einen durch die Öffnung umgrenzten Bereich erstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß zweite Öffnungen mit der gleichen Erstreckung und auf gegenüberliegenden Seiten der Öffnung benachbart zu dem ersten Paar von Sonden angeordnet sind, wobei die zweiten Öffnungen zur Modifikation der Strahlkeulenbreite in einer Ebene senkrecht zu den ersten und zweiten Öffnungen in gleicher Erstreckung mit dem ersten Paar von Sonden betreibbar sind.
• Bevorzugte Merkmale der Erfindung sind in den beigefügten Ansprüchen angegeben.
• Zum weiteren Verständnis der Erfindung wird nunmehr auf die Figuren Bezug genommen, in denen:
• Fig. 1 ein typisches Strahlungsdiagramm im horizontalen Schnitt einer bekannten doppelpolarisierten Antenne zeigt,
• Fig. 2 eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform der Erfindung zeigt,
• Fig. 3 einen Schnitt durch die doppelpolarisierte Schichtantenne nach Fig. 2 zeigt,
• Fig. 4 eine zweite Ausführungsform der Erfindung zeigt,
• Fig. 5 eine dritte Ausführungsform der Erfindung zeigt,
• Fig. 6 ein typisches Strahlungsdiagramm im horizontalen Schnitt zeigt, wie es von einer doppelpolarisierten Antenne erzeugt wird, die gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt ist, und
• Fig. 7 eine weitere Ausführungsform der Erfindung zeigt.
• Fig. 1 zeigt ein typisches Azimuth-Strahlungsdiagramm, wie es von einer bekannten doppelpolarisierten Antenne 10 geschaffen wird. Das Azimuth-Strahlungsdiagramm, das durch die vertikal ausgerichteten Sonden bestimmt ist, ergibt eine schmalere Strahlwinkelüberdeckung 110, als die Strahlwinkelüberdeckung 120, die durch die horizontal ausgerichteten Sonden bestimmt ist.
• Fig. 2 zeigt eine vier Elemente aufweisende vertikal ausgerichtete Schichtantennengruppe 200, bei der jedes Element 201 eine in der Mitte liegende rechtwinklige Öffnung 210 aufweist, die sowohl mit horizontal als auch mit vertikal angeordneten Sonden versehen ist. Auf jeder Seite der in der Mitte liegenden Öffnung 210 sind weitere Öffnungen 212, 214 angeordnet. Die vertikalen Sonden 216, 218 bestimmen die Strahlform für die vertikale Polarisation, und die horizontalen Sonden 220, 222 bestimmen in Verbindung mit der Öffnung 212, 214 die Strahlform für die horizontale Polarisation.
• Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch die doppelpolarisierte Gruppe; die Öffnungen 212, 214 erstrecken sich durch alle Masseebenen 224, 226, 228. Zwischen den Masseebenen 224 und 226 und den Masseebenen 226 und 228 sind erste dielektrische Abstandselemente 232, 240, dielektrische Folien 232, 242 und zweite dielektrische Abstandselemente 238, 246 angeordnet. Auf die dielektrischen Folien 234, 242 sind Speiseschaltungen 236, 244 aufgedruckt. Wenn eine Antenne mit einer einzigen Polarisation verwendet wird, so sind die Masseebene 228, die dielektrischen Abstandselemente 240 und 246 und die dielektrische Folie 242 nicht erforderlich.
• Es wird angenommen, daß Oberflächenströme, die in der Masseebene um die horizontalen Sonden 220, 222 wirken, durch die seitliche Öffnung 212, 214 gerichtet werden, und dies hat die Wirkung der Modifikation der horizontalen Strahlbreite. Die seitlichen Öffnungen können sich über eine gleiche Strecke in der Vertikalrichtung erstrecken, wie die mittlere Öffnung, doch ist dies nicht zwingend.
• Fig. 4 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform der Erfindung, bei der zusätzliche horizontale Sonden 412, 414 in den seitlichen Öffnungen 212, 214 vorgesehen sind. Diese zusätzlichen Speisesonden können in zweckmäßiger Weise auf einer dielektrischen Folie angeordnet sein, wobei die Speiseschaltung durch die Masseebene zwischen den beiden Öffnungen abgeschirmt ist.
• Fig. 5 zeigt eine weitere abgeänderte Ausführungsform der Erfindung, bei der die Antenne 500 um eine vertikale Achse 510 herum geformt ist. Ein derartiges Merkmal oder eine Biegung in der Ebene kann das vertikale Strahlkeulendiagramm der Antenne verbeitern.
• Fig. 6 zeigt einen azimuthalen Querschnitt eines Strahls, der durch eine Antenne gebildet ist, die gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt ist, wobei die Antenne eine doppelpolarisierte Strahlform liefert, bei der die vertikale Strahlform 610 der horizontalen Strahlform 620 in der gleichen Ebene entspricht.
• Fig. 7 zeigt eine zwei Elemente aufweisende Gruppen-Schichtantenne 700, bei der lediglich Speisesonden 720, 722 für eine horizontale Polarisation vorgesehen sind: die Strahlform weist eine größere Winkelüberdeckung als eine äquivalente Gruppe auf, die lediglich eine einzige Öffnung aufweist, die mit Speiseelementen versehen ist.

Claims (8)

1. Schichtantenne (201) mit einer ersten Öffnung (210), die ein erstes Paar von entgegengesetzt gerichteten Sanden (220, 222) aufweist, die sich in einen durch die Öffnung umgrenzten Bereich erstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß zweite Öffnungen (212, 214) mit gleicher Erstreckung und auf gegenüberliegenden Seiten der Öffnung benachbart zu dem ersten Paar von Sonden angeordnet sind, und daß die zweiten Öffnungen zur Modifikation der Strahlkeulenbreite in einer Ebene senkrecht zu den ersten und zweiten Öffnungen in gleicher Erstreckung zu dem ersten Paar von Sonden betreibbar sind.

2. Schichtantenne mit einer linearen Gruppe von strahlenden Elementen, wobei jedes strahlende Element eine Antenne gemäß Anspruch 1 umfaßt, wobei die ersten Öffnungen jedes Elementes eine Gruppenachse definieren und wobei die zweiten Öffnungen zur Modifikation der Strahlbreite in einer Richtung senkrecht zu der Achse betreibbar sind.

3. Schichtantenne nach Anspruch 1 oder 2, bei der eine reflektierende hintere Ebene hinter den Sonden angeordnet ist.

4. Schichtantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der sich ein zweiter Satz von Sonden in die erste Öffnung in einer Richtung senkrecht zu dem ersten Satz von Sonden erstreckt und in einer zweiten Polarisationsmode betreibbar ist.

5. Schichtantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der sich weitere Sonden in die zweiten Öffnungen erstrecken.

6. Schichtantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Antenne eine erste mit Öffnungen versehene Masseebene, ein erstes dielektrisches Abstandselement, eine dielektrische Folie, auf die eine Speiseschaltung aufgedruckt ist, ein zweites dielektrisches Abstandselement und eine zweite Masseebene umfaßt.

7. Schichtantenne nach Anspruch 4, bei der die Antenne eine erste mit Öffnungen versehene Masseebene, ein erstes dielektrisches Abstandselement, eine dielektrische Folie, auf die eine Speiseschaltung für eine erste Polarisation aufgedruckt ist, ein zweites dielektrisches Abstandselement, eine zweite mit Öffnungen versehene Masseebene, ein drittes dielektrisches Abstandselement, eine dielektrische Folie, auf die eine Speiseschaltung für eine zweite Polarisation aufgedruckt ist, ein viertes dielektrisches Abstandselement und eine dritte Masseebene umfaßt.

8. Schichtantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der die zweiten Öffnungen die Strahlkeulenbreite in der Ebene senkrecht zu den ersten und zweiten Öffnungen in gleicher Erstreckung mit dem ersten Paar von Sonden erweitern.