DE69801012T3

DE69801012T3 - Kolineare Mikrostreifenleiterantenne

Info

Publication number: DE69801012T3
Application number: DE69801012T
Authority: DE
Inventors: Michael L. Brennan
Original assignee: Radio Frequency Systems Inc
Current assignee: Radio Frequency Systems Inc
Priority date: 1997-01-22
Filing date: 1998-01-22
Publication date: 2006-07-13
Anticipated expiration: 2018-01-23
Also published as: EP0855760B1; CA2223974A1; EP0855760B2; AU5213698A; DE69801012T2; US5963168A; EP0855760A3; EP0855760A2; AU740174C; DE69801012D1; CA2223974C; AU740174B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Antenne mit Kabelverbinderaufbaumitteln, die auf ein Funksignal reagiert, um ein Kabelverbinderaufbau-Funksignal bereitzustellen, sowie auf eine Anzahl von Strahlungselementen ( EP 0 487 053 ).
Beschreibung des Standes der Technik
Omnidirektionale Antennen für Personalkommunikationsdienste (PCS) sind in der Mobilfunk-Kommunikationsindustrie zunehmend an Bedeutung gewinnende Antennen. Omnidirektionale Antennen für Personalkommunikationsdienste (PCS) sind klein, von geringem Gewicht, problemlos an Gebäuden und anderen Strukturen in und um Städte und Vorstadtgemeinden herum anzubringen und sind im Vergleich zu den ansonsten riesigen Funkantennentürmen, die in der Mobilfunk-Kommunikationsindustrie bekannt sind, ästhetisch ansprechender.
Im Stand der Technik gibt es viele bekannte omnidirektionale Antennen für Personalkommunikationsdienste (PCS). Im Allgemeinen sind omnidirektionale PCS-Antennen als Koaxialdipole oder Drahtantennen mit Elementabständen von 0,75 λ aufgebaut, um geeignete Abstrahlungsmuster zu erhalten. Eine traditionelle kollineare Auslegung erfordert direkt verbundene, transponierte koaxiale λ/2-Elementbereiche. Außerdem weisen diese Antennen schmale Richtcharakteristika und Impedanzbandbreiten auf.
Speziell zeigt US 3 031 668 A in den 1 und 2 eine dielektrisch geladene, kollineare, Vertikaldipolantenne mit einer Sequenz von koaxialen Kabelbereichen, einem ersten unteren, koaxialen λ/4-Kabelbereich, einem zweiten unteren, koaxialen λ/4-Kabelbereich, radial angeordneten, leitfähigen Speichen, einem Antennenzuleitungskabel und einem Signalübersetzungsschaltkreis und beschreibt diese.
Ein IRE Convention Record, Band 4, Teil 1 (1956) mit dem Titel "A Vertical Antenna Made of Transposed Sections of Coaxial Cable" von H. Wheeler zeigt in den 1(a)–(b) eine Vertikalantenne mit einer Serie von festen dielektrischen Koaxialkabeln, deren innerer und äußerer Leiter an jedem Übergang versetzt sind, und beschreibt diese. Jeder Bereich weist eine effektive Länge von λ/2 in dem festen dielektrischen Koaxialkabel auf, so dass die Abstrahllücken zwischen den Bereichen alle mit der gleichen Polarität angeregt werden.
Ein bekanntes Unternehmen in der Industrie besitzt eine PCS-Antenne mit den Modellnummern AOB 1903 und AOB 1906, die in einer ohne weiteres verfügbaren Spezifikation beschrieben ist. Diese PCS-Antenne stellt sich als eine omnidirektionale Antenne mit niedrigem Profil von 6 dB dar, die in einem Frequenzbereich von 1.850 MHz bis 1.990 MHz arbeitet, wenngleich die Spezifikation das Design derselben nicht deutlich macht.
DE 43 08 604 A beschreibt eine Lineargruppenantenne mit einer kreisförmigen Abstrahlungscharakteristik. Die Antenne ist aus vertikal angeordneten Gruppen von Dipolen aufgebaut. Die Abstrahlelemente und ein Zufuhrleitungsnetzwerk sind auf beide Seiten einer Kunststofffolie laminiert. Die Folie ist um einen zentralen Träger in einer solchen Weise herumgewickelt, dass jede 360°-Windung eine funktionelle Gruppe der Antenne trägt.
Aus WO 96/38882 ist eine gedruckte Monopolantenne bekannt, die eine gedruckte Leiterplatte beinhaltet. Auf einer Seite der Platte ist ein Monopol-Abstrahlelement ausgebildet, während auf der gegenüberliegenden Seite ein parasitäres Element angeordnet ist. Es besteht keine direkte elektrische Verbindung zwischen dem Monopol-Abstrahlelement und dem parasitären Element.
US 3 995 277 A zeigt eine Mikrostrip-Antenne mit einem oder mehreren Feldern resonanter Dipolstrahlungselemente. Eine Versorgungsleitung verteilt Energie zu den Strahlungselementen, die mit alternierenden Seiten der Versorgungsleitung leitend verbunden sind, und stellt eine gewünschte Phasenbeziehung zwischen denselben bereit.
In US 5 589 843 ist ein Antennensystem zur Verwendung bei hohen Frequenzen beschrieben. Es wird eine einstellbare Multikollinearfeldantenne bereitgestellt, bei der die Anzahl von Abstrahlelementen pro Kollinearfeld von der Peripherie zu der Mitte der Antenne monoton zunimmt.
Eine weitere Lineargruppenantenne ist aus DE 42 25 298 A bekannt. Die Antenne beinhaltet einen mittigen röhrenartigen Träger und zwei kurze Röhren, die koaxial zueinander und zu dem Träger angebracht sind. Eine koaxiale Versorgungsleitung ist mit dem Träger und mit der inneren Röhre verbunden, die den Träger umgibt.
Die Patent-Zusammenfassung von JP 08 148931 A beschreibt ein Phasenfeldantennensystem mit einer Mikrostrip-Antenne, die auf einer gedruckten Leiterplatte ausgebildet ist. Die Leiterplatte wird durch eine Platte mit einer Durchführung getragen, durch die ein Antennenverbinder zur Leistungszuführung eingefügt ist. Der Verbinder weist einen inneren zylindrischen Teil, der eine Koaxialleitung bildet, sowie einen äußeren zylindrischen Teil auf. Die Antenne ist ohne Löten aufgebaut.
Die vorstehend erwähnte EP 0 487 053 A zeigt eine Antenne mit einem ersten Bereich mit breiten Elementen und schmalen Elementen sowie einem zugehörigen zweiten Bereich mit entsprechenden breiten Elementen und entsprechenden schmalen Elementen. Die zwei Bereiche sind durch ein nicht-leitfähiges, schaumartiges Material mit einer niedrigen Dielektrizitätskonstante getrennt. Ein Koaxialkabel ist mit beiden Bereichen nahe der Mitte der Einheit elektrisch gekoppelt.
Die omnidirektionalen Antennen des Standes der Technik leiden unter einer Anzahl von Nachteilen, einschließlich dessen, dass sie eine inkonsistente Richtcharakteristik über ihren Betriebsbereich hinweg aufweisen, wie in den 16 bis 18 gezeigt, dass sie große Elementabstände und längere physikalische Längen erfordern, dass sie schwierig zusammenzubauen und arbeitsintensiv sind und dass sie sehr teuer und kostenmäßig untragbar sind.
US 3,757,342 offenbart einen Flächenfeld-Antennenaufbau, in welchem die Abstrahlelemente ebenfalls wie Abschirmleiter von Speiseleitungen wirken, die angeordnet sind, um die gleichphasige Verbindung von Strahlern bereitzustellen. Es ist ein Leiteraufbau und die Abstrahlelemente sind rechtwinklig zu den Speiseelementen angeordnet.
In der Schrift K. Rothammel, "Antennenbuch", 9. Auflage, 1988, Seite 196, Abbildung 13.10, ist eine Franklin-Antenne gezeigt. Es ist keine kollineare Lösung, aber ein sperriger Aufbau mit mittiger Speisung.
Hill, R.: "A TWIN LINE OMNI-DIRECTIONAL AERIAL CONFIGURATION" ADVANCED ANTENNA TECHNOLOGY, Microwave Exhibitions & Publishers Ltd 1981, Seite 190–194 (XP0009622075) offenbart eine gedruckte Flächenantenne, die an einem Ende einen Mikrowellen-Steckverbinder aufweist, der eine Reihe von Mikrostrip-Übertragungsleitungen speist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Antenne mit Kabelverbinderaufbaumitteln, die auf ein Funksignal reagieren, um ein Kabelverbinderaufbau-Funksignal bereitzustellen, sowie auf eine Anzahl von Abstrahlelementen. Die Abstrahlelemente sind durch kollineare, doppelseitige Mikrostrip-Leiterplattenmittel gebildet, wobei jede Seite λ/2-Abstrahlelemente einer Leiterplatte sowie Mikrostrip-Übertragungsleitungen aufweist, die kollinear und alternierend darauf angeordnet sind. Jedes λ/2-Abstrahlelement der Leiterplatte auf einer Seite ist einer jeweiligen Mikrostrip-Übertragungsleitung gegenüberliegend auf einer gegenüberliegenden Seite angeordnet und spricht auf das Kabelverbinderaufbau-Funksignal an, um ein Funksignal kollinearer Mikrostrips einer doppelseitigen Leiterplatte bereitzustellen.
Das Funksignal des Kabelverbinderaufbaus wird an einem Mittelpunkt eines Teils des Abschnitts der Mikrostrip-Übertragungsleitung eingespeist. Die Leiterplattenmittel mit kollinearen Mikrostrips weisen zwei λ/4-Endabstrahlelemente der Leiterplatte auf.
Diese Antenne weist gegenüber den Antennen des Standes der Technik die folgenden Vorteile auf: Sie erzielt aufgrund eines engen physikalischen Abstands von Strahlern eine kürzere Länge, sie hält über den Betriebsfrequenzbereich hinweg eine konsistente Richtcharakteristik und eine konsistente Impedanzleistungsfähigkeit bei, sie ermöglicht durch die Verwendung von hochentwickelten Materialien für Leiterplatten eine präzise und konsistente Fertigung und ermöglicht eine Auslegung mit zentraler Zuführung, um einen Breitbandbetrieb mit hoher Verstärkung zu erreichen, und sie ermöglicht eine Kostenreduktion bei Materialien für Leiterplatten.
Für den Fachmann werden weitere Vorteile aus der folgenden detaillierten Beschreibung ersichtlich, die in Verbindung mit den beigefügten Ansprüchen und den daran angefügten Zeichnungen zu lesen ist.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Zeichnungen, die nicht maßstäblich gezeichnet sind, umfassen:
1 zeigt eine Darstellung einer kollinearen Mikrostrip-Antenne, die Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ist, mit einer Vorder- und Rückansicht eines vollständigen inneren Aufbaus hiervon der kollinearen Mikrostrip-Antenne in den 1(a) bzw. 1(b).
2 beinhaltet 2(a), die eine Darstellung einer PC-Leiterplattenherstellungs-Musterzeichnung der in 1 gezeigten kollinearen Mikrostrip-Antenne ist, und beinhaltet 2(b), die eine Vergrößerung eines abstrahlenden Endelementes der in 2(a) gezeigten PC-Leiterplattenherstellungs-Musterzeichnung ist.
3 ist eine Darstellung eines Kabelverbinderaufbaus der in 1 gezeigten kollinearen Mikrostrip-Antenne.
4 beinhaltet die 4(a) bis (e), die Darstellungen von Teilen eines Verbinders des in 3 gezeigten Kabelverbinderaufbaus sind.
5 ist eine Darstellung eines Kabeladapter-Unteraufbaus der in 1 gezeigten kollinearen Mikrostrip-Antenne.
6 beinhaltet die 6(a) bis (d), die Darstellungen eines äußeren Leiteradapters des in 5 gezeigten Kabeladapter-Unteraufbaus sind. 6(d) zeigt einen Querschnitt des äußeren Leiteradapterkörpers 106 entlang der Linien Z-Z'.
7 ist eine Darstellung einer Kabelabisolierung des in 5 gezeigten Kabeladapter-Unteraufbaus.
8 ist eine Darstellung eines Vergussaufbaus der in 1 gezeigten kollinearen Mikrostrip-Antenne.
9 beinhaltet die 9(a) und (b), die Darstellungen eines Trägers des in 8 gezeigten Vergussaufbaus sind.
10 ist eine Darstellung eines vollständigen Aufbaus der in 1 gezeigten kollinearen Mikrostrip-Antenne.
11 beinhaltet die 11(a) und (b), die Darstellungen eines Radoms des vollständigen, in 10 gezeigten Aufbaus sind.
12 beinhaltet die 12(a) und (b), die Darstellungen einer oberen Radom-Kappe des vollständigen, in 10 gezeigten Aufbaus sind.
13 ist ein polarer dB-Plot bei einer Frequenz von 1,990 Gigahertz des vollständigen, in 10 gezeigten Aufbaus.
14 ist ein polarer dB-Plot bei einer Frequenz von 1,920 Gigahertz des vollständigen, in 10 gezeigten Aufbaus.
15 ist ein polarer dB-Plot bei einer Frequenz von 1,850 Gigahertz des vollständigen, in 10 gezeigten Aufbaus.
16 ist ein polarer dB-Plot bei einer Frequenz von 1,990 Gigahertz einer PCS-Antenne des Standes der Technik.
17 ist ein polarer dB-Plot bei einer Frequenz von 1,920 Gigahertz der PCS-Antenne des Standes der Technik.
18 ist ein polarer dB-Plot bei einer Frequenz von 1,850 Gigahertz der PCS-Antenne des Standes der Technik.
BESTE AUSFÜHRUNGART DER ERFINDUNG
Die 1, 1(a) und 1(b) zeigen eine Darstellung einer allgemein mit 20 bezeichneten kollinearen Mikrostrip-Antenne.
Die kollineare Mikrostrip-Antenne 20 beinhaltet Kabelverbinderaufbaumittel, die allgemein mit 30 bezeichnet sind, sowie Leiterplattenmittel mit kollinearen Mikrostrips, die allgemein mit 32 bezeichnet sind. Die Kabelverbinderaufbaumittel 30 reagieren auf ein Funksignal, um ein Kabelverbinderaufbau-Funksignal bereitzustellen. Die Leiterplattenmittel 32 mit kollinearen Mikrostrips reagieren auf das Kabelverbinderaufbau-Funksignal, um ein Funksignal der Leiterplatte mit kollinearen Mikrostrips bereitzustellen. Wie gezeigt, weist die kollineare Mikrostrip-Antenne 20 die Entkopplungsbreite von 5,913 cm (2,328 Inch) auf, die so gewählt ist, dass der unerwünschte Strom begrenzt wird, der zwischen dem (nicht gezeigten) Koaxialkabel und den Leiterplattenmitteln 32 mit kollinearen Mikrostrips fließt.
Die Leiterplattenmittel 32 mit kollinearen Mikrostrips weisen eine doppelseitige Leiterplatte auf, die allgemein mit 34 bezeichnet ist und eine Vorderseite 34(a) und eine Rückseite 34(b) aufweist. Die Leiterplattenmittel 32 mit kollinearen Mikrostrips weisen eine erste Mehrzahl von abstrahlenden λ/2-Elementen 36, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54 der Leiterplatte auf, die auf einer Seite 34(a) der doppelseitigen Leiterplatte 34 kollinear angeordnet sind. Die Leiterplattenmittel 32 mit kollinearen Mikrostrips weisen außerdem einen jeweiligen Abschnitt von Mikrostrip-Übertragungsleitungen auf, die mit 36(a), 38(a), 40(a), 42(a), 44(a), 46(a), 48(a), 50(a), 52(a), 54(a) bezeichnet sind und auf der anderen Seite der doppelseitigen Leiterplatte gegenüberliegend zu jedem entsprechenden abstrahlenden λ/2-Element 36, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54 der Leiterplatte angeordnet sind. Die Leiterplattenmittel 32 mit kollinearen Mikrostrips weisen eine zweite Mehrzahl von abstrahlenden λ/2-Elementen 56, 58, 60, 62, 64, 66, 68, 70, 72 der Leiterplatte auf, die auf einer Seite 34(b) der doppelseitigen Leiterplatte 34 kollinear angeordnet sind, und weisen einen jeweiligen Abschnitt von Mikrostrip-Übertragungsleitungen auf, die in 2(a) mit 56(a), 58(a), 60(a), 62(a), 64(a), 66(a), 68(a), 70(a), 72(a) bezeichnet sind und auf der anderen Seite 34(b) der doppelseitigen Leiterplatte 34 gegenüberliegend zu jedem entsprechenden abstrahlenden λ/2-Element 56, 58, 60, 62, 64, 66, 68, 70, 72 der Leiterplatte angeordnet sind. Die Leiterplattenmittel 32 mit kollinearen Mikrostrips weisen zwei abstrahlende λ/4-Endelemente 76, 78 der Leiterplatte auf, die auf einer Seite 34(b) der doppelseitigen Leiterplatte 34 bezüglich des entsprechenden abstrahlenden λ/2-Elements 56, 58, 60, 62, 64, 66, 68, 70, 72 der Leiterplatte kollinear angeordnet sind. Die zwei abstrahlenden λ/4-Endelemente 76, 78 der Leiterplatte sind durch eine Öffnung (nicht gezeigt) und eine entsprechende, in 2(b) gezeigte Öffnung 80 jeweils an ein entsprechendes abstrahlendes λ/2-Element 36, 54 der Leiterplatte weichgelötet.
Wie in den 2(a) und 2(b) gezeigt, beträgt die Gesamtlänge der Leiterplattenmittel 32 mit kollinearen Mikrostrips 87,376 cm (34,4 Inch), die Position jedes Kurzschlussloches ist 2,558 cm (1,007 Inch), die Dicke des freiliegenden Dielektrikums beträgt 0,236 cm (0,093 Inch), die Breite der Leiterplattenmittel 32 mit kollinearen Mikrostrips beträgt 1,842 cm (0,725 Inch), die Abmessung von der Kante zur Mitte beträgt 0,92 cm (0,362 Inch), und jedes der Kurzschlusslöcher weist einen Durchmesser von 0,091 cm (0,036 Inch) auf. Jeder Fachmann auf dem Gebiet der Mikrostrip-Antennen erkennt, dass die Abmessung der abstrahlenden Elemente der Leiterplatte und der Abschnitt von Mikrostrip-Übertragungsleitungen von einer Anzahl von Parametern einschließlich der Wellenlänge abhängig sind und unter Verwendung von Gleichungen bestimmt werden, die in Antenna Engineering Handbook, dritte Auflage von Richard C. Johnson (1993) angegeben sind, das hiermit durch Verweis aufgenommen wird. Siehe speziell Tabelle 42-2 sowie 42-4. Siehe außerdem "Linearly Polarized Microstrip Antennas" von Anders G. Derneryd, IEEE Transactions on Antennas and Propagation (November 1976), ebenfalls hiermit durch Verweis aufgenommen. Es ist nicht beabsichtigt, den Umfang der Erfindung auf irgendeine spezielle Abmessung der Antenne, der abstrahlenden Elemente der Leiterplatte oder des Abschnitts von Mikrostrip-Übertragungsleitungen zu beschränken.
Wie in 3 gezeigt, beinhalten die Kabelverbinderaufbaumittel einen Verbinder 82, ein inneres isoliertes Leiterelement 83 sowie einen Kabeladapter-Unteraufbau 84, der innerhalb des Verbinders 82 angeordnet ist. Wie gezeigt, weist das innere isolierte Leiterelement 83 eine Biegung von 0,157 cm (0,062 Inch) auf. Das innere isolierte Leiterelement 83 ist an einen Mittelpunkt der Leiterplattenmittel 32 mit kollinearen Mikrostrips bei einem Mikrostrip-Übertragungsleitungsabschnitt weichgelötet, der in 1(a) mit 64(a) bezeichnet ist, wie nachstehend unter Bezugnahme auf 7 beschrieben.
4, welche die 4(a) bis (d) einschließt, zeigt, dass der Verbinder 82 einen Verbinderkörper 86, einen ersten Isolator 88, einen Stift 90, einen zweiten Isolator 92 und eine Sicherungsmutter 94 aufweist.
5 zeigt den Kabeladapter-Unteraufbau mit einem äußeren Leiteradapter 100, einem Endleiter 101 sowie einer Kabelabisolierung 102, die mit einem Weichlötmittel 104 darin angeordnet ist. Nach der Montage ist der Endleiter 101 mit dem Stift 90 in 4(c) verbunden und weist eine Abmessung von 0,635 cm (0,250 Inch) auf, wie gezeigt.
6 zeigt den äußeren Leiteradapter 100 mit einem äußeren Leiteradapterkörper 106 mit einer ersten und einer zweiten ausgefrästen Endöffnung 106(a) und (b). 6(d) zeigt einen Querschnitt des äußeren Leiteradapterkörpers 106 entlang einer Linie Z-Z'. 6 zeigt außerdem die verschiedenen Abmessungen einer Ausführungsform des äußeren Leiteradapterkörpers 106.
7 zeigt die Kabelabisolierung 102 mit einem äußeren metallischen Kabelmantel 108 und dem inneren isolierten Leiterelement 83, das ein darin angeordnetes Kabelisolationsmittel 110 und einen inneren leitenden Draht 112 beinhaltet, der innerhalb des Isolationsmittels 110 angeordnet ist. Der innere Leiter 86 in 3 beinhaltet das Kabelisolationsmittel 110 und den inneren leitenden Draht 112. Wie gezeigt, beträgt die Kabelabisolierung 0,635 cm (0,250) beziehungsweise 0,874 cm (0,344 Inch), und die Länge des äußeren Leiters beträgt 53,34 cm (21,00 Inch).
Wie am Besten in den 1 und 2 gezeigt, ist der äußere metallische Mantel 108 entlang der gesamten Kante, die an die Kabelabisolierung 102 anstößt, an einen Teil des Abschnitts der Mikrostrip-Übertragungsleitungen weichgelötet, der in 2(a) mit 66(a), 68(a), 70(a), 72(a) bezeichnet ist und auf der anderen Seite 34(a) der doppelseitigen Leiterplatte 34 gegenüberliegend zu jedem entsprechenden λ/2-Abstrahlelement 56, 66, 68, 70, 72 der Leiterplatte angeordnet ist. Außerdem ist der innere leitende Draht 112 an einen Mittelpunkt des Teils des Abschnitts der Mikrostrip-Übertragungsleitungen gelötet, der in den 1(a) und 2(a) mit 64(a) bezeichnet ist,
8 zeigt einen Vergussaufbau, der allgemein mit 113 bezeichnet ist und einen Träger 114 sowie ein Radom 116 beinhaltet, das durch Epoxid 118 darin befestigt ist. Wie gezeigt, beträgt die Gesamtlänge der Antenne ohne die Kappe 96 cm (38,188 Inch).
9 zeigt den Träger 114 detaillierter, der spiralförmige Vertiefungen 115 und eine feuchtigkeitsabführende Öffnung 114(a) beinhaltet, die in 9(c) am besten gezeigt ist und ermöglicht, dass die Antenne sowohl vertikal als auch horizontal angebracht werden kann. 9 zeigt außerdem verschiedene andere Abmessungen, die für die Auslegung des Trägers 114 verwendet werden.
10 zeigt einen vollständigen Aufbau der kollinearen Mikrostrip-Antenne mit dem Vergussaufbau 113, dem Radom 116, das durch Epoxid 122 darin befestigt ist, und einer Radomabdeckung 120, die durch Epoxid 124 an dem Radom 116 befestigt ist.
11 zeigt das Radom 116 detaillierter, das eine Länge L gleich 93,274 cm (36 13/16 Inch), einen Außendurchmesser von 2,54 cm (1 Inch) sowie einen Wanddurchmesser von 0,318 cm (1/8 Inch) aufweist.
12, welche die 12(a) und 12(b) beinhaltet, zeigt detaillierter die Radomabdeckung 120 mit einer feuchtigkeitsabführenden Radomöffnung 122.
Im Betrieb wird das Hochfrequenz(HF)-Signal durch ein vom Boden ausgehendes Kabel zum Mittelpunkt des kollinearen Feldes von Abstrahlelementen getragen. Das HF-Signal breitet sich dann entlang der Antenne aus und propagiert in Phase von allen Abstrahlelementen weg. Die Abstrahlelemente sind für ein omnidirektionales System von Strahlern mit hoher Verstärkung, die unisono arbeiten, eng beabstandet und befinden sich auf beiden Seiten der Leiterplatte. Im Vergleich dazu dient bei anderen Antennentypen mit linearen Anordnungen auf Leiterplatten eine Seite der Leiterplatte als Grundplatte, die andere Seite kann eine Mikrostrip-Leitung und Strahler enthalten.
13 zeigt einen polaren dB-Plot bei 1,99 GHz für die kollineare Mikrostrip-Antenne der vorliegenden Erfindung mit einem null-dB-Kreis von 15,85 dB, einem Strahlspitzenwert von –89,80 Grad, einer Strahlbreite von 8,66 Grad und Nebenkeulen von –104,75 Grad, –11,02 dB und 89,50 Grad, –0,32 dB.
14 zeigt einen polaren dB-Plot bei 1,92 GHz für die kollineare Mikrostrip-Antenne der vorliegenden Erfindung mit einem null-dB-Kreis von 15,55 dB, einem Strahlspitzenwert von –90,76 Grad, einer Strahlbreite von 10,57 Grad und Nebenkeulen von –119,25 Grad, –16,18 dB und 90,25 Grad, –0,06 dB.
15 zeigt einen polaren dB-Plot bei 1,85 GHz für die kollineare Mikrostrip-Antenne der vorliegenden Erfindung mit einem null-dB-Kreis von 15,53 dB, einem Strahlspitzenwert von –90,85 Grad, einer Strahlbreite von 8,58 Grad und Nebenkeulen von –106,50 Grad, –10,88 dB und 90,50 Grad, –1,51 dB.
Die polaren dB-Plots in den 13 bis 15 zeigen, dass die Antenne der vorliegenden Erfindung Strahlspitzenwerte bereitstellt, die im Wesentlichen auf der Horizontlinie von 90 Grad liegen.
16 zeigt einen polaren dB-Plot bei 1,99 GHz für die Antenne des Standes der Technik mit einem Strahlspitzenwert von –88,34 Grad, einer Strahlbreite von 12,06 Grad und Nebenkeulen von –87,00 Grad, –0,14 dB und 108,00 Grad, –10,63 dB.
17 zeigt einen polaren dB-Plot bei 1,92 GHz für die Antenne des Standes der Technik mit einem Strahlspitzenwert von –91,63 Grad, einer Strahlbreite von 13,92 Grad und Nebenkeulen von –114,75 Grad, –10,55 dB und 91,50 Grad, –0,82 dB.
18 zeigt einen polaren dB-Plot bei 1,85 GHz für die Antenne des Standes der Technik mit einem Strahlspitzenwert von –95,08 Grad, einer Strahlbreite von 12,95 Grad und Nebenkeulen von –95,50 Grad, –0,21 dB und 116,75 Grad, –10,16 dB.
Die polaren dB-Plots in den 16 bis 18 zeigen, dass die Antenne des Standes der Technik einen Strahlspitzenwert bereitstellt, der sich an einer Stelle befindet, die um etwa 2 bis 3 Grad von der Horizontlinie abweicht.

Claims

Antenne (20) mit Kabelverbinderaufbaumitteln (30), die auf ein Funksignal reagieren, um ein Kabelverbinderaufbau-Funksignal bereitzustellen, und mit einer Anzahl von Abstrahlelementen, welche durch doppelseitige Leiterplattenmittel (32) mit kollinearen Mikrostrips gebildet sind, wobei jede Seite λ/2-Abstrahlelemente (36, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 56, 58, 60, 62, 64, 66, 68, 70, 72) einer Leiterplatte sowie Mikrostrip-Übertragungsleitungen [36(a), 38(a), 40(a), 42(a), 44(a), 46(a), 48(a), 50(a), 52(a), 54(a), 56(a), 58(a), 60(a), 62(a), 64(a), 66(a), 68(a), 70(a), 72(a)] aufweist, die kollinear und alternierend darauf angeordnet sind, wobei jedes λ/2-Abstrahlelement der Leiterplatte auf einer Seite gegenüberliegend zu einer jeweiligen Mikrostrip-Übertragungsleitung auf einer gegenüberliegenden Seite angeordnet ist, reagierend auf das Kabelverbinderaufbau-Funksignal, um ein Funksignal einer doppelseitigen Leiterplatte mit kollinearen Mikrostrips bereitzustellen, gekennzeichnet dadurch, dass das Kabelverbinderaufbau-Funksignal an einem Mittelpunkt eines Teils des Abschnitts der Mikrostrip-Übertragungsleitung (64a) eingespeist ist und die Leiterplattenmittel (32) mit kollinearen Mikrostrips zwei λ/4-Endabstrahlelemente (76, 78) der Leiterplatte aufweisen.
Antenne (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kabelverbinderaufbaumittel (30) einen Verbinder (82) und einen Kabeladapter-Unteraufbau (84) beinhalten, der innerhalb des Verbinders (82) angeordnet ist.
Antenne (20) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbinder (82) einen Verbinderkörper (86), einen ersten Isolator (88), einen Stift (90), einen zweiten Isolator (92) und eine Sicherungsmutter (94) beinhaltet.
Antenne (20) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kabeladapter-Unteraufbau (84) einen äußeren Leiteradapter (100) und eine Kabelabisolierung (102) beinhaltet, die darin mit einem Weichlötmittel (104) angeordnet ist.
Antenne (20) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Leiteradapter (100) einen äußeren Leiteradapterkörper (106) mit einer ersten und einer zweiten ausgefrästen Endöffnung (106(a), 106(b)) beinhaltet.
Antenne (20) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kabelabisolierung (102) einen äußeren metallischen Mantel (108), ein darin angeordnetes Isolationsmittel (110) sowie einen inneren leitenden Draht (112) beinhaltet, der innerhalb der Isolationsmittel (110) angeordnet ist.
Antenne (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne (20) des Weiteren einen Träger (114) mit Öffnungen (114(a)) darin, um die Leiterplattenmittel (32) mit kollinearen Mikrostrips zu schützen, sowie ein Radom (116) beinhaltet, das eine darauf angebrachte Öffnung (122) aufweist.
Antenne (20) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere metallische Mantel (108) entlang einer gesamten Kante, die an die Kabelabisolierung (102) angrenzt, an einen Teil des Abschnitts der Mikrostrip-Übertragungsleitungen [36(a), 38(a), 40(a), 42(a), 44(a), 46(a), 48(a), 50(a), 52(a), 54(a), 56(a), 58(a), 60(a), 62(a), 64(a), 66(a), 68(a), 70(a), 72(a)] weichgelötet ist, die auf der anderen Seite der doppelseitigen Leiterplatte (34) gegenüberliegend zu jedem entsprechenden λ/2-Abstrahlelement (36, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 56, 58, 60, 62, 64, 66, 68, 70, 72) angeordnet sind.
Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei λ/4-Endabstrahlelemente (76, 78) der Leiterplatte jeweils an entsprechende λ/2-Abstrahlelemente (36, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 56, 58, 60, 62, 64, 66, 68, 70, 72) der Leiterplatte weichgelötet sind.
Antenne (20) für Personalkommunikationsdienste mit Kabelverbinderaufbaumitteln (30), die auf ein Funksignal reagieren, um ein Kabelverbinderaufbau-Funksignal bereitzustellen, und mit Leiterplattenmitteln (32) mit kollinearen Mikrostrips, die auf das Kabelverbinderaufbau-Funksignal reagieren, um ein Funksignal der Leiterplatte mit kollinearen Mikrostrips bereitzustellen, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplattenmittel (32) mit kollinearen Mikrostrips eine doppelseitige Leiterplatte (34), eine Mehrzahl von λ/2-Abstrahlelementen (36, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 56, 58, 60, 62, 64, 66, 68, 70, 72) einer Leiterplatte, die auf einer Seite der doppelseitigen Leiterplatte kollinear angeordnet sind, und einen jeweiligen Abschnitt von Mikrostrip-Übertragungsleitungen [36(a), 38(a), 40(a), 42(a), 44(a), 46(a), 48(a), 50(a), 52(a), 54(a), 56(a), 58(a), 60(a), 62(a), 64(a), 66(a), 68(a), 70(a), 72(a)] beinhalten, die auf einer gegenüberliegenden Seite der doppelseitigen Leiterplatte (34) in Beziehung zu jedem entsprechenden λ/2-Abstrahlelement (36, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 56, 58, 60, 62, 64, 66, 68, 70, 72) der Leiterplatte angeordnet sind, wobei die Kabelverbinderaufbaumittel (30) einen Verbinder (82) und einen Kabeladapter-Unteraufbau (84) beinhalten, der innerhalb des Verbinders (82) angeordnet ist, wobei der Kabeladapter-Unteraufbau (84) einen äußeren Leiteradapter (100) und eine Kabelabisolierung (102) beinhaltet, die mit einem Weichlötmittel darin angeordnet ist, wobei die Kabelabisolierung (102) einen äußeren metallischen Mantel (108), darin angeordnete Isolationsmittel (110) und einen inneren leitenden Draht (112) beinhaltet, der innerhalb der Isolationsmittel (110) angeordnet ist, wobei der äußere metallische Mantel (108) entlang einer gesamten Kante, die an die Kabelabisolierung (102) angrenzt, an einen Teil des Abschnitts der Mikrostrip-Übertragungsleitungen [66(a), 68(a), 70(a), 72(a)] weichgelötet ist und das entsprechende λ/2-Abstrahlelement (46, 48, 50, 52) und der innere leitende Draht (112) an einen Mittelpunkt des Teils des Abschnitts der Mikrostrip-Übertragungsleitung (66(a)) gelötet sind.