DE69816701T2

DE69816701T2 - Wendelantenne

Info

Publication number: DE69816701T2
Application number: DE69816701T
Authority: DE
Inventors: Akio Minato-ku Kuramoto; Kosuke Minato-ku Tanabe
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1997-05-08
Filing date: 1998-05-05
Publication date: 2004-04-15
Anticipated expiration: 2018-05-06
Also published as: CA2236963A1; AU749832B2; JP3189735B2; AU6479198A; EP0877442A2; CA2236963C; CN1202745A; CN1231998C; US6075501A; DE69816701D1; EP0877442B1; JPH10308624A; KR19980086828A; KR100299886B1; EP0877442A3

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung:
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antenne für ein tragbares Terminal, das bei einer Satellitenübertragung oder einer mobilen Bodenfunkübertragung eingesetzt wird, und insbesondere eine Spiralantenne.
Beschreibung des Stands der Technik:
Eine nach einem herkömmlichen Verfahren hergestellte Spiralantenne wird zunächst mit Bezug auf 6 beschrieben, bei der es sich um eine Perspektivansicht handelt, die eine herkömmliche, in der Offenlegungsschrift der japanischen Patentanmeldung Hei-7-202551 offenbarte Spiralantenne zeigt.
Die herkömmliche Spiralantenne ist derart konstruiert, dass spiralförmige Leiter 103, 104 sowie spiralförmige Leiter 105, 106 spiralförmig um zwei koaxiale Kabel 101, 102 mit jeweils unterschiedlicher Länge durch Stützelemente 107 hindurch gewickelt sind. Bei diesem Aufbau ist die Länge des Koaxialkabels 101 so festgelegt, dass diese größer ist als die Länge des Koaxialkabels 102, und es wird Energie an die spiralförmigen Leiter 103, 104 über den U-förmigen Symmetrietransformator 108 am oberen Ende des Koaxialkabels 101 geliefert. Die Abmessung des Koaxialkabels 102 ist so festgelegt, dass die Spitze des Koaxialkabels 102 bis zur unteren Seite des Wicklungsendes der spiralförmigen Leiter 103, 104 ragt und es wird Energie an die spiralförmigen Leiter 105, 106 über den U-förmigen Symmetrietransformator 108 zugeführt.
In diesem Fall arbeiten die Koaxialkabelgruppe 101 und die spiralförmigen Leiter 103, 104 sowie die Koaxialgruppe 102 und die spiralförmigen Leiter 105, 106 als unabhängige Spiralantennen. In 6 repräsentiert das Bezugszeichen 110, 111 ein Anschlussstück, und das Bezugszeichen 109 steht für eine Antennenkuppel.
Dementsprechend können in dem Fall, dass jede der Antennen als Antenne für ein Satellitenübertragungsterminal verwendet wird und ein Sendefrequenzband und ein Empfangsfrequenzband voneinander getrennt werden, diese Antennen derart eingestellt werden, dass eine der Antennen als Sendeantenne und die andere als Empfangsantenne verwendet wird. Wie oben beschrieben worden ist, ist die herkömmliche Antenne in einem breiten Frequenzband einsetzbar, da die Antenne im Zweistufen-Aufbau konstruiert ist.
Bei dem herkömmlichen Verfahren gemäß der obigen Beschreibung sind die beiden unabhängigen Sprialantennen im Zweistufen-Aufbau aufeinander angeordnet, und somit wird bewirkt, dass das Frequenzband verbreitert wird, wobei jedoch von Nachteil ist, dass die Gesamtgröße der Spiralantenne groß ausfällt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Zum Erreichen der vorstehend genannten Aufgabe ist ein spiralförmiger Leiter, der als Strahlungselement dient, sowohl an jeder Außen- als auch Innenseite eines zylindrischen dielektrischen Bauteils angeordnet. Dies bedeutet, dass eine erfindungsgemäße Spiralantenne spiralförmige Leiter aufweist, die um die Außenwand eines zylinderförmigen dielektrischen Bauteils gewickelt sind, andere spiralförmige Leiter, die an der Innenwand des zylinderförmigen dielektrischen Bauteils angeordnet sind, sowie Stromversorgungsschaltkreise zum Liefern von Hochfrequenzströmen an die außen bzw. innen angeordneten spiralförmigen Leiter auf der Außen- bzw. Innenwand des zylindrischen dielektrischen Bauteils.
Genau gesehen bilden zuerst die äußeren spiralförmigen Leiter, die um die Außenwand des zylindrischen dielektrischen Bauteils gewickelt sind, und ein Stromversorgungsschaltkreis zum Liefern von Energie an die äußeren spiralförmigen Leiter eine unabhängige Spiralantenne. Zweitens bilden die an der Innenwand des zylindrischen dielektrischen Bauteils angebrachten inneren spiralförmigen Leiter zusammen mit dem anderen Stromversorgungsschaltkreis zum Liefern von Energie an die inneren spiralförmigen Leiter eine weitere unabhängige Spiralantenne.
Dementsprechend kann sogar in dem Fall, dass eine ausreichende Frequenzbandbreite nicht erzielt werden kann, falls die Spiralantenne allein eingesetzt wird, ungefähr die zweifache Frequenzbandbreite erzielt werden, ohne die Gesamtgröße der Antenne zu erhöhen, falls unterschiedliche aneinander angrenzende Frequenzbänder den beiden Antennen zugeteilt werden.
Insbesondere in dem Fall, dass die Antenne als Antenne für ein Satellitenübertragungsterminal vewendet wird und das Sendefrequenzband und das Empfangsfrequenzband voneinander getrennt werden, können die Antennen unabhängig voneinander eingestellt werden, so dass eine Antenne zum Senden und die andere Antenne zum Empfangen vewendet wird.
Diese Aufgaben werden mit Hilfe der Antenne gemäß Anspruch 1 gelöst.
Andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich deutlicher aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung der geeignetsten Ausführungsformen, wie es anhand der anliegenden Zeichnungen gezeigt ist.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es zeigen:
1 eine Perspektivansicht, die eine Spiralantenne entsprechend einer erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
2 eine Perspektivansicht, die einen abgewickelten dielektrischen Zylinder der Spiralantenne entsprechend einer erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
3 eine Perspektivansicht, die die Beziehung zwischen dem dielektrischen Zylinder der Spiralantenne aus 1 und der Abwicklung des dielektrischen Zylinders zeigt;
4 ein Strahlungemusterdiagramm einer herkömmlichen einzelnen Spiralantenne;
5 ein Strahlungsmusterdiagramm der Spiralantenne entsprechend der erfindungsgemäßen Ausführungsform; und
6 eine Perspektivansicht, welche eine Spiralantenne des Stands der Technik zeigt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Eine bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsform ist mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben.
1 ist eine Perspektivansicht, die eine bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsform zeigt.
Mit Bezug auf 1 weist die erfindungsgemäße Ausführungsform einen dielektrischen Zylinder 1, spiralförmige Leiter 2a, 2b, 2c und 2d, die an der Außenfläche des dielektrischen Zylinders 1 angeordnet sind, einen Stromversorgungsschaltkreis 4 zum Liefern von Hochfrequenzstrom an die spiralförmigen Leiter 2a bis 2d, während die Phase des Hochfrequenzstroms nacheinander um π/2 [rad] verschoben wird, spiralförmige Leiter 3a, 3b, 3c und 3d, die auf der Innenfläche des dielektrischen Zylinders 1 angeordnet sind, und einen Stromversorgungsschaltkreis 5 zum Liefern eines Hochfrequenzstroms an die spiralförmigen Leiter 3a bis 3d auf, während die Phase des Hochfrequenzstroms nacheinander um π/2 [rad] verschoben wird.
Als Nächstes wird der Betrieb der Spiralantenne der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben. In 1 wird der von einem Stromversorgungsanschluss 6 gelieferte Hochfrequenzstrom in vier Hochfrequenz-Teilströme geteilt, die alle die selbe Amplitude aufweisen und nacheinander um π/2 [rad] phasenverschoben werden, und diese werden an die außen angeordneten spiralförmigen Leiter 2a, 2b, 2c und 2d geliefert, die jeweils an der Außenseite des dielektrischen Zylinders 1 angeordnet sind. Jeder der außen angeordneten spiralförmigen Leiter 2a bis 2d, an welche der Hochfrequenzstrom angelegt wird, strahlt eine kreisförmig polarisierte Funkwelle in eine Richtung aus, die durch die Anordnung und Neigung der spiralförmigen Leiter bestimmt wird. Ebenso wird der von dem Stromversorgungsanschluss 7 gelieferte Hochfrequenzstrom in Hochfrequenz-Teilströme geteilt, die alle die selbe Amplitude aufweisen und nacheinander um π/2 [rad] phasenverschoben sind, und diese werden dann an die innen angeordneten spiralförmigen Leiter 3a, 3b, 3c und 3d geliefert, die jeweils an der Innenseite des dielektrischen Zylinders 1 angeordnet sind. Jeder der innen angeordneten spiralförmigen Leiter 3a bis 3d, an welche der Hochfrequenzstrom angelegt wird, strahlt eine kreisförmig polarisierte Funkwelle in eine Richtung aus, die durch die Anordnung und Neigung der spiralförmigen Leiter bestimmt wird.
Als Nächstes wird der Aufbau der Spiralantenne der vorliegenden Erfindung ausführlicher beschrieben.
1 ist eine Perspektivansicht, die eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spiralantenne zeigt; 2 ist eine Abwicklungs-Perspektivansicht, die den dielektrischen Zylinder 1 mit den spiralförmigen Leitern 2a bis 2d und den spiralförmigen Leitern 3a bis 3d aus 1 zeigt; und 3 ist eine Perspektivansicht, die die Beziehung zwischen dem dielektrischen Zylinder 1 aus 1 und den abgewickelten Zylinder 1 aus 2 zeigt.
In 1 ist der dielektrische Zylinder 1 für gewöhnlich aus Kunststoff, wie z. B. Polycarbonat, Akrylharz oder Ähnlichem, gebildet, und sein Durchmesser beträgt im Allgemeinen ungefähr ein Zehntel der verwendeten Wellenlänge. Die Dicke des dielektrischen Zylinders 1 beträgt vorzugsweise etwa ein Hundertstel der Wellenlänge oder weniger.
Insbesondere bei der Verwendung einer Polyesterfolie, wie z. B. Mylar oder Ähnlichem, für den dielektrischen Zylinder 1 ist dessen Dicke gleich oder weniger als 1 mm. Die Länge des dielektrischen Zylinders 1 kann in Übereinstimmung mit der Länge der spiralförmigen Leiter 2a bis 2d und 3a bis 3d unterschiedliche Werte aufweisen, jedoch muss die Länge mindestens ungefähr ein Viertel der Wellenlänge betragen. Des Weiteren kann die Länge in manchen Fällen ein Vielfaches der 10-fachen Wellenlänge betragen.
Die spiralförmigen Leiter 2a bis 2d sind auf der Außenfläche des dielektrischen Zylinders 1 angeordnet und aus leitfähigem Werkstoff gebildet. Im Normalfall ist jeder Leiter 2a bis 2d so konstruiert, dass er auf der Oberfläche ähnlich einem Klebeband haftend befestigt ist, oder der dielektrische Zylinder 1 selbst kann als Drucksubstrat ausgebildet sein und die Leiter 2a bis 2d können durch Ätzen des Drucksubstrats hergestellt werden.
Die spiralförmigen Leiter 3a bis 3d sind auf der Innenfläche des dielektrischen Zylinders 1 angeordnet, und sie sind wie im Falle der spiralförmigen Leiter 2a bis 2d aus einem leitfähigen Werkstoff gebildet. Im Normalfall ist jeder Leiter 3a bis 3d so konstruiert, dass er auf der Oberfläche ähnlich einem Klebeband haftend befestigt ist, oder der dielektrische Zylinder 1 selbst kann als Drucksubstrat ausgebildet sein und die Leiter 3a bis 3d können durch Ätzen des Drucksubstrats hergestellt werden.
Die spiralförmigen Leiter 2a bis 2d sind an einen Stromversorgungsschaltkreis 4 mit einem Stromversorgungsanschluss 6 angeschlossen, so dass sie nacheinander mit Hochfrequenzströmen gespeist werden, die alle die selbe Amplitude aufweisen und nacheinander um π/2 [rad] phasenverschoben werden. Ebenso sind spiralförmige Leiter 3a bis 3d an einen Stromversorgungsschaltkreis 5 mit dem Stromversorgungsanschluss 7 angeschlossen, so dass sie nacheinander mit Hochfrequenzströmen gespeist werden, die alle die selbe Amplitude aufweisen und nacheinander um π/2 [rad] phasenverschoben werden.
2 ist eine Abwicklungs-Perspektivansicht, die den dielektrischen Zylinder 1 zeigt, auf dem die spiralförmigen Leiter 2a bis 2d sowie die spiralförmigen Leiter 3a bis 3d aus 1 angeordnet sind.
In 2 sind die spiralförmigen Leiter 2a bis 2d und die spiralförmigen Leiter 3a bis 3d auf den Außen- bzw. Innenflächen des dielektrischen Zylinders 1 angeordnet.
Die spiralförmigen Leiter 2a bis 2d und 3a bis 3d sind in 2 als gerade Linien dargestellt, können aber auch gekrümmte Linien, wie z. B. quadratische Kurven, sein. Wenn jeder spiralförmige Leiter linear ist, kann der Winkel θ der spiralförmigen Leiter relativ zur Horizontalrichtung einen von verschiedenen Werten auf der Basis der Strahlungsrichtung der Funkwelle aufweisen. Wenn die Anzahl der spiralförmigen Leiter auf einer Seite gleich 2 oder 4 ist, reicht der Winkel θ im Allgemeinen von 50 bis 80 Grad. Die Breite der spiralförmigen Leiter beträgt im Allgemeinen drei Hundertstel der Wellenlänge oder weniger. Die Länge der spiralförmigen Leiter beeinflusst die Ausrichtung des Strahlungsmusters, die Strahlenbreite und die Verstärkung. Es liegt eine Tendenz vor, dass sich mit Zunahme der Länge der spiralförmigen Leiter die Strahlenbreite verengt und die Verstärkung erhöht. Wenn die Anzahl der spiralförmigen Leiter auf der einen Seite gleich 2 oder 4 ist, wird die Länge im Allgemeinen auf den Wert festgelegt, der von einem Viertel bis zum Zehnfachen der Wellenlänge reicht.
3 ist eine Perspektivansicht, welche die Beziehung des dielektrischen Zylinders 1 aus 1 und den abgewickelten dielektrischen Zylinder 1 aus 2 zeigt. In 2 stellt die Ebene Y-Y' die Innenfläche des dielektrischen Zylinders 1 dar, und die Ebene X-X' stellt die Außenfläche des dielektrischen Zylinders 1 dar. Falls die Ebene X-Y mit der Ebene X'-Y' verbunden ist, so wie es in 3 dargestellt ist, dann wird die in 1 gezeigte zylindrische Form erhalten. 3 zeigt schematisch die Beziehung zwischen dem dielektrischen Zylinder 1 aus 1 und den abgewickelten dielektrischen Zylinder 1 aus 2 sowie ein Verfahren zur Herstellung der Antenne der vorliegenden Erfindung, und somit schränkt sie das Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Antenne nicht ein.
Als Nächstes wird der Betrieb der erfindungsgemäßen Spiralantenne erklärt.
In 1 wird in dem Stromversorgungsschaltkreis 4 der von dem Stromversorgungsanschluss 6 gelieferte Hochfrequenzstrom in vier Hochfrequenz-Teilströme geteilt, die alle die selbe Amplitude aufweisen und nacheinander um π/2 [rad] in Phase verschoben werden. Die aufgeteilten Hochfrequenz-Teilströme werden an die unteren Enden der spiralförmigen Leiter 2a bis 2d, die an der Außenseite des dielektrischen Zylinders 1 angeordnet sind, geliefert, und eine kreisförmig polarisierte Funkwelle wird in den Raum von jeweiligen, als Strahlungselemente wirkenden spiralförmigen Leitern 2a bis 2d ausgestrahlt.
Ebenso wird in dem Stromversorgungsschaltkreis 5 der von dem Stromversorgungsanschluss 7 gelieferte Hochfrequenzstrom in vier Hochfrequenz-Teilströme geteilt, die alle die selbe Amplitude aufweisen und nacheinander um π/2 [rad] phasenverschoben werden. Die aufgeteilten Hochfrequenz-Teilströme werden an die unteren Enden der spiralförmigen Leiter 3a bis 3d, die an der Außenseite des dielektrischen Zylinders 1 angeordnet sind, geliefert, und eine kreisförmig polarisierte Funkwelle wird in den Raum von jeweiligen, als Strahlungselemente wirkenden spiralförmigen Leitern 3a bis 3d ausgestrahlt.
In diesem Fall arbeitet die Gruppe aus Stromversorgungsschaltkreis 4 und sprralförmigen Leitern 2a bis 2d bzw. die Gruppe aus Stromversorgungsschaltkreis 5 und spiralförmigen Leitern 3a bis 3d jeweils als unabhängige Spiralantenne. Dementsprechend kann sogar in dem Fall, dass eine ausreichende Frequenzbandbreite nicht mit einer Spiralantenne erreicht werden kann, ungefähr die doppelte Frequenzbandbreite mit zwei Spiralanten nen erzielt werden, indem den beiden Spiralantennen unterschiedliche aneinander angrenzende Frequenzbänder zugeteilt werden.
Insbesondere in dem Fall, dass die Antenne als Antenne für ein Satelliten-Übertragungsterminal verwendet wird und das Sende-Frequenzband und das Empfangs-Frequenzband voneinander getrennt werden, können die Antennen unabhängig so eingestellt werden, dass eine Antenne zum Senden und die andere Antenne zum Empfangen verwendet wird.
[Ausführungsform]
Als Nächstes wird nachfolgend eine erfindungsgemäße Ausführungsform beschrieben.
5 zeigt ein Berechnungsergebnis bei Frequenzwerten von 0,949f0 und 1,051f0 in dem Fall, dass die Verstärkung von 2dBi an einem Höhenwinkel von 20 Grad erforderlich ist, wobei f0 die Mittelfrequenz eines Sende-Frequenzbands und eines Empfangs-Frequenzbands ist, 0,949f0 die Untergrenze des Sende-Frequenzbands ist, das von 0,949f0 bis 0,963f0 reicht, und 1,051f0 ist die Obergrenze des Empfangs-Frequenzbands, das von 1,037f0 bis 1,051f0 reicht. Die Berechung wurde so durchgeführt, dass die folgenden Bedingungen erfüllt wurden: die Höhe der Spiralantenne, d. h. die Höhe des dielektrischen Zylinders 1 ist gleich ein und zwei Hundertstel der Wellenlänge oder weniger, der Durchmesser der Spiralantenne, d. h. die Höhe des dielektrischen Zylinders 1 ist gleich sieben Hundertstel der Wellenlänge oder weniger, und die kreisförmig polarisierte Welle wird ausgestrahlt.
4 ist ein Diagramm, das ein Strahlungsmuster zeigt, wenn die einzelne Spiralantenne, die den Stromversorgungsschaltkreis 4 und die äußeren spiralförmigen Leiter 2a bis 2d auf weist, so optimiert ist, dass die Sende- und Empfangs-Frequenzbänder abgedeckt sind, und 5 ist ein Diagramm, das ein Strahlungsmuster zeigt, das berechnet wird, wenn die Spiralantenne, die den Stromversorgungsschaltkreis 4 und die äußeren spiralförmigen Leiter 2a bis 2d aufweist, und die Spiralantenne, die den Stromversorgungsschaltkreis 5 und die inneren spiralförmigen Leiter 3a bis 3d aufweist, jeweils im Sendeband bzw. im Empfangsband optimiert sind. Die Parameter, welche die Ergebnisse der 4 und 5 erzielen, sind nachfolgend dargestellt:

(1) Parameter der Spiralantenne zum Erhalten des Strahlungsmusters aus 4 (in dem Fall, dass die Spiralantenne nur die äußeren spiralförmigen Leiter aufweist):
– Anzahl der spiralförmigen Leiter: 4
– Außendurchmesser des dielektrischen Zylinders: 0,0697-fache Wellenlänge
– Neigungswinkel der spiralförmigen Leiter relativ zur Horizontalen: 70 Grad
– Anzahl der Windungen: 1,95
– Höhe: 1,17-fache Wellenlänge
– Stromversorgungsverlust: 1,2 dB
(2) Parameter der Spiralantenne zu Erhalten des Strahlungsmusters aus 5 (in dem Fall der erfindungsgemäßen Spiralantenne)
– Anzahl der spiralförmigen Leiter 4 für die äußeren spiralförmigen Leiter 4 für die inneren spiralförmigen Leiter
– Außendurchmesser des dielektrischen Zylinders: 0,0705-fache Wellenlänge
– Innendurchmesser des dielektrischen Zylinders: 0,0691-fache Wellenlänge
– Neigungswinkel der spiralförmigen Leiter relativ zu der
– Horizontalen 71 Grad für die äußeren spiralförmigen Leiter 69 Grad für die inneren spiralförmigen Leiter
– Anzahl der Windungen 1,94 für die äußeren spiralförmigen Leiter 1,96 für die inneren spiralförmigen Leiter
– Höhe: 1,24-fache Wellenlänge für die äußeren spiralförmigen Leiter 1,12-fache Wellenlänge für die inneren spiralförmigen Leiter
– Stromversorgungsverlust 1,2 dB für beide spiralförmigen Leiter

Im Ergebnis von 4 ist die Abweichung des Strahlungsmusters aufgrund der Frequenzkennlinie groß, und die Verstärkung ist maximal gleich 1,2 dBi bei einer Sendefrequenz von 0,949f0 und bei einem Höhenwinkel von 20 Grad. Andererseits kann in. dem Ergebnis von 5 der Wert 2dBi, bei dem es sich um einen Sollwert handelt, bei dem Höhenwinkel von 20 Grad sowohl in dem Sende- als auch in dem Empfangsband erzielt werden, da die Berechnung auf der Basis der Optimierung in sowohl dem Sende- als auch dem Empfangsband durchgeführt wird.
Wie oben beschrieben worden ist, verlagert sich im Falle der Spiralantenne, wenn die Frequenz schwankt, im Allgemeinen die Strahlrichtung. Dies ergibt sich offensichtlich aus dem Ergebnis von 4. In 4 beträgt die Deckung der Verstärkung 2dBi ungefähr 27 Grad, und reicht von 24 Grad bis zu 51 Grad. Durch die Verwendung der Spiralantenne der vorliegenden Erfindung jedoch ist die Deckung gleich 37 Grad, und reicht von 20 Grad bis 57 Grad, wie es in 5 gezeigt ist, und so wird die Deckung auf ungefähr das 1,4-fache erhöht.
In der vorstehend genannten Ausführungsform ist die Anzahl der äußeren spiralförmigen Leiter gleich 4 und die Anzahl der inneren spiralförmigen Leiter ist ebenfalls gleich 4, Die Anzahl der äußeren und inneren spiralförmigen Leiter ist jedoch nicht auf diese Werte beschränkt, und es ist überflüssig zu erwähnen, dass die gleiche Wirkung auch dann erzielt werden kann, wenn die Anzahl der äußeren und inneren spiralförmigen Leiter auf m bzw. n festgelegt sind (m, n sind natürliche Zahlen).
Darüber hinaus liefert, wenn die Anzahl der äußeren oder inneren spiralförmigen Leiter gleich 2 ist, der entsprechende Stromversorgungsschaltkreis Strom, während er die Phase des Stroms um n [rad] verschiebt. Im Allgemeinen liefert, wenn die Anzahl der spiralförmigen Leiter n ist (n stellt eine natürliche Zahl dar), der entsprechende Stromversorgungsschaltkreis Strom, während er die Phase des Strom um 2 π/n [rad] verschiebt.
Wie oben beschrieben worden ist, kann gemäß der erfindungsgemäßen Spiralantenne die Frequenzbandbreite der Antenne vergrößert werden, und dies kann bei einer geringen Größe der Antenne erreicht werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung mit Bezug auf ihre besten Betriebsausführungsformen gezeigt und erklärt worden ist, sollte es für Fachleute in der Technik offensichtlich sein, dass die vorstehend genannten und viele andere Veränderungen, Weglassungen und Hinzufügungen hinsichtlich Form und Detail vorgenommen werden können, ohne von der Erfindungsidee und vom Schutzumfang der vorliegenen Erfindung abzuweichen.

Claims

Spiralantenne, welche Folgendes aufweist: ein zylinderförmiges dielektrisches Bauteil (1), eine Anzahl m an Bauteilen (2a, 2b, 2c und 2d) eines ersten spiralförmigen Leiters, welche um die Außenwand des zylinderförmigen dieelektrischen Bauteils (1) gewickelt sind, wobei diese Anzahl m an Bauteilen des ersten spiralförmigen Leiters eine natürliche Zahl ist und ein erstes Frequenzband abdeckt, weiter eine Anzahl n an Bauteilen (3a, 3b, 3c und 3d) eines zweiten spiralförmigen Leiters, die an der Innenwand des zylinderförmigen dielektrischen Bauteils befestigt sind, wobei diese Anzahl n an Bauteilen (3a, 3b, 3c und 3d) des zweiten spiralförmigen Leiters ebenfalls eine natürliche Zahl darstellt und ein zweites Frequenzband abdeckt, weiter einen ersten Stromversorgungsschaltkreis (4) zum Liefern von Hochfrequenzströmen an die Bauteile des ersten spiralförmigen Leiters auf der Außenwand des zylinderförmigen dielektrischen Bauteils (1), sowie einen zweiten Stromversorgungsschaltkreis (5) zum Liefern von Hochfrequenzströmen an die Bauteile des zweiten spiralförmigen Leiters auf der Innenwand des zylinderförmigen dielektrischen Bauteils (1), dadurch gekennzeichnet, dass sich ein Winkel eines jeden der in der Anzahl m vorliegenden Bauteile (2a, 2b, 2c und 2d) des ersten spiralförmigen Leiters relativ zu einer horizontalen Richtung von einem Winkel eines jeden der in der Anzahl n vorliegenden Bauteile (3a, 3b, 3c und 3d) des zweiten spiralförmigen Leiters relativ zu der horizontalen Richtung unterscheidet, und sich eine Länge eines jeden der in der Anzahl m vorliegenden Bauteile (2a, 2b, 2c und 2d) des spiralförmigen Leiters von einer Länge eines jeden der in der Anzahl n vorliegenden Bauteile (3a, 3b, 3c und 3d) des zweiten spiralförmigen Leiters unterscheidet, wobei eine Strahlungsrichtung des ersten Frequenzbands gleich einer Strahlungsrichtung des zweiten Frequenzbands ist.
Spiralantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Stromversorgungsschaltkreis (4) die Hochfrequenzströme liefert, welche nacheinander um 2 π/m im Bogenmaß zu den Bauteilen der spiralförmigen Leiter phasenverschoben werden, welche um die Außenwand gewickelt sind, und dass der zweite Stromversorgungsschaltkreis (5) die Hochfrequenzströme liefert, welche nacheinander um 2 π/m im Bogenmaß zu den Bauteilen der spiralförmigen Leiter phasenverschoben werden, welche an der Innenwand befestigt sind.
Spiralantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass m und n gleich 4 sind, und dass der erste Stromversorgungsschaltkreis (4) die Hochfrequenzströme an den vier spriralförmigen Leitern auf der Außenwand des zylinderförmigen dielektrischen Bauteils (1) anlegt, während die Phase nacheinander um π/2 im Bogenmaß verschoben wird, und dass der zweite Stromversorgungsschaltkreis (5) die Hochfrequenzströme an die vier spriralförmigen Leiter auf der Innenwand des zylinderförmigen dielektrischen Bauteils (1) liefert, während die Phase nacheinander um π/2 im Bogenmaß verschoben wird.
Spiralantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass m und n gleich 2 sind, und dass der erste Stromversorgungsschaltkreis (4) die Hochfrequenzströme an die zwei spriralförmigen Leiter auf der Außenwand des zylinderförmigen dielektrischen Bauteils (1) liefert, während die Phase nacheinander um π im Bogenmaß verschoben wird, und dass der zweite Stromversorgungsschaltkreis (5) die Hochfrequenzströme an die zwei spriralförmigen Leiter auf der Innenwand des zylinderförmigen dielektrischen Bauteils (1) liefert, während die Phase nacheinander um π verschoben wird.
Spiralantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass m und n gleich 1 sind.
Spriralantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zylinderförmige dielektrische Bauteil (1) einen Durchmesser aufweist, der in etwa ein Zehntel der Wellenlänge der verwendeten Frequenz beträgt, und eine Dicke, die in etwa ein Hundertstel der Wellenlänge der verwendeten Frequenz oder weniger ist.
Spiralantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile des spiralförmigen Leiters lineare Leiter sind, die mit Bezug auf die Horizontale einen vorbestimmten Neigungswinkel aufweisen, und die Breite der spiralförmigen Leiter drei Hundertstel der Wellenlänge oder weniger beträgt.