EP0871237A1 - Planar antenna - Google Patents

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EP0871237A1
EP0871237A1 EP98100580A EP98100580A EP0871237A1 EP 0871237 A1 EP0871237 A1 EP 0871237A1 EP 98100580 A EP98100580 A EP 98100580A EP 98100580 A EP98100580 A EP 98100580A EP 0871237 A1 EP0871237 A1 EP 0871237A1
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EP
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line
coplanar
radiator
coplanar line
planar antenna
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EP98100580A
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Jochen Christ
Uwe Öhler
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
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    • H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/08—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart the units being spaced along or adjacent to a rectilinear path
    • H—ELECTRICITY
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    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/045—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular feeding means
    • H01Q9/0457—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular feeding means electromagnetically coupled to the feed line

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Abstract

The planar antenna has at least one radiator element (2,3) which is coupled to a coplanar line (6) positioned on the same side of a common substrate (1) as the radiator element. The coplanar line is provided by a short-circuit line section, with a supply line for the radiator element provided by a microstrip line (7) on the opposite side of the substrate. The microstrip line has a section positioned beneath the coplanar line. Preferably, the length of the coplanar line and the length of the overlapping section of the microstrip line are so selected that a desired coupling is provided.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft eine planare Antenne, bestehend aus mindestens einem Strahlerelement, das mit einer Koplanarleitung gekoppelt ist, wobei sich das Strahlerelement und die Koplanarleitung auf derselben Seite eines Substrats befinden.The present invention relates to a planar antenna from at least one radiator element, which with a Coplanar line is coupled, the radiator element and the coplanar line on the same side of one Substrate.

Eine derartige planare Antenne ist aus T. Becks, D. Heberling, S. Pan und I. Wolff, "Planare Strahlerstrukturen mit koplanarer Speisung", ITG-Fachbericht 128 der ITG-Fachtagung 12. bis 15. April 1994 in Dresden , S. 265-270 bekannt. Die in diesem Aufsatz beschriebene planare Antenne besteht aus zwei Schlitzstrahlern, die über Schlitzleitungen mit einer koplanaren Speiseleitung gekoppelt sind. Bei einer planaren Antenne, die als Gruppenantenne aus einer Vielzahl von Strahlerelementen besteht, ist ein mit allen Strahlerelementen gekoppeltes sehr komplexes Speisenetzwerk erforderlich. Ein solches Speisenetzwerk läßt sich mit koplanaren Speiseleitungen kaum realisieren.Such a planar antenna is from T. Becks, D. Heberling, S. Pan and I. Wolff, "Planar radiator structures with coplanar feeding ", ITG technical report 128 of the ITG conference April 12-15, 1994 in Dresden, pp. 265-270. The planar antenna described in this article exists consisting of two slot radiators connected via slot lines with one coplanar feed line are coupled. At a planar antenna used as a group antenna from a variety consists of radiator elements, is one with all radiator elements coupled, very complex dining network required. Such a feed network can be coplanar Barely realize feed lines.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine planare Antenne der eingangs genannten Art anzugeben, von der jedes Strahlerelement mit einer derartigen Speiseleitung versehen ist, die es ermöglicht, bei einer Gruppenantenne ein komplexes Speisenetzwerk mit möglichst geringem Aufwand zu realisieren.The invention is therefore based on the object of a planar Specify antenna of the type mentioned, each of which Provide the radiator element with such a feed line which makes it possible for a group antenna to be a complex one To implement the dining network with as little effort as possible.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die genannte Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß die mit dem Strahlerelement gekoppelte Koplanarleitung ein kurzgeschlossener Leitungsabschnitt ist und daß auf der dem Strahlerelement gegenüberliegenden Substratseite eine als Speiseleitung für das Strahlerelement dienende Mikrostreifenleitung aufgebracht ist, die abschnittweise unterhalb der Koplanarleitung verläuft.This object is achieved with the features of claim 1 solved in that the coupled to the radiator element Coplanar line is a short-circuited line section and that on the opposite of the radiator element Substrate side as a feed line for the radiator element serving microstrip line is applied, the sections runs below the coplanar line.

Durch die Realisierung der Speiseleitung in Mikrostreifenleitertechnik auf der dem Strahlerelement abgewandten Substratseite läßt sich bei einer Vielzahl von Strahlerelementen ein komplexes Speisenetzwerk sehr einfach entwerfen. Dadurch, daß die Speiseleitung als Mikrostreifenleitung auf der dem Strahlerelement gegenüberliegenden Substratseite aufgebracht ist, wirkt die Massefläche des Strahlerelementes als Abschirmung gegenüber der Speiseleitung, so daß es nicht zu parasitären Strahlungen kommt. Deshalb tragen die Speiseleitungen bei einer Gruppenantenne nicht zur Verschlechterung der Kreuzpolarisationseigenschaften der Antenne bei. Außerdem ist der Übergang einer Mikrostreifenleitung auf einen anderen Leitungstyp einer an die Antenne angeschlossenen Leitung mit geringem Aufwand realisierbar.By implementing the feed line in microstrip technology on the side facing away from the radiator element The substrate side can be used with a variety of radiator elements design a complex dining network very easily. The fact that the feed line as a microstrip line the substrate side opposite the radiator element is applied, the ground surface of the radiator element acts as a shield from the feed line so that it does not parasitic radiation occurs. That is why the feed lines carry not worsening with a group antenna the cross polarization properties of the antenna. In addition, the transition from a microstrip line to one another line type one connected to the antenna Cable can be implemented with little effort.

Gemäß einem Unteranspruch sind die Länge der Koplanarleitung und die Länge des sich mit dieser überdeckenden Abschnitts der Mikrostreifenleitung so gewählt, daß sich eine gewünschte Kopplung zwischen beiden Leitungen einstellt. Gemäß anderer Unteransprüche kann das Strahlerelement als Schlitzstrahler oder als Koplanarleitungselement ausgeführt sein. According to a subclaim, the length of the coplanar line and the length of the section overlapping with it the microstrip line so chosen that a desired Coupling between the two lines is set. According to others The radiator element can be used as a slit radiator or be designed as a coplanar line element.

Mit dem Koplanarleitungsabschnitt können über Schlitzleitungen auch zwei symmetrische Schlitzstrahler gekoppelt sein.With the coplanar line section can over slot lines two symmetrical slot radiators can also be coupled.

Beschreibung von AusführungsbeispielenDescription of exemplary embodiments

Anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele wird nachfolgend die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

  • Figur 1 eine Antenne mit zwei Schlitzstrahlern und
  • Figur 2 ein in Koplanarleitungstechnik ausgeführtes Strahlerelement.
    • The invention is explained in more detail below with the aid of two exemplary embodiments shown in the drawing. Show it:
  • Figure 1 shows an antenna with two slot radiators and
  • Figure 2 shows a radiator element designed in coplanar line technology.

    • In der Figur 1 ist ein Ausschnitt eines Substrats 1 dargestellt, auf dessen Oberseite eine planare Antenne, bestehend aus zwei Schlitzstrahlern 2 und 3 aufgebracht ist. Diese beiden Schlitzstrahler 2 und 3 sind über Schlitzleitungen 4 und 5 mit einem kurzgeschlossenen Abschnitt einer Koplanarleitung 6 gekoppelt. Auf der Substratunterseite, also der den Strahlerelementen gegenüberliegenden Substratseite, verläuft eine Mikrostreifenleitung 7, die als Speiseleitung für die Strahlerelemente 2 und 3 dient. Die Mikrostreifenleitung 7 verläuft abschnittweise unterhalb der kurzgeschlossenen Koplanarleitung 6, so daß zwischen beiden eine elektromagnetische Kopplung besteht. Von der Länge der Koplanarleitung 6 und der Länge des die Koplanarleitung überdeckenden Abschnitts der Mikrostreifenleitung 7 hängt der Grad der Kopplung zwischen den beiden Leitungen ab. Man wird also diese beiden Leitungslängen so wählen, daß sich eine gewünschte Kopplung zwischen der Speiseleitung 7 und den Strahlerelementen 2 und 3 einstellt.1 shows a section of a substrate 1, on the top of which there is a planar antenna is applied from two slot radiators 2 and 3. This Both slot radiators 2 and 3 are via slot lines 4 and 5 with a shorted section of a coplanar line 6 coupled. On the underside of the substrate, that is the substrate side opposite the radiator elements a microstrip line 7, which as a feed line for the radiator elements 2 and 3 are used. The microstrip line 7 runs in sections below the short-circuited Coplanar line 6, so that an electromagnetic between them Coupling exists. The length of the coplanar line 6 and the length of the section covering the coplanar line the microstrip line 7 depends on the degree of coupling between the two lines. So you become this Choose both line lengths so that a desired one Coupling between the feed line 7 and the radiator elements 2 and 3 sets.

    Anstatt mit zwei Strahlerelementen 2 und 3 kann die Koplanarleitung 6 auch mit nur einem Strahlerelement gekoppelt sein. Als Speiseleitung eine Mikrostreifenleitung 7 zu verwenden, erweist sich erst dann als besonders vorteilhaft, wenn die gesamte planare Antenne aus einer Vielzahl von Strahlerelementen der beschriebenen Art besteht. Dann können nämlich die Mikrostreifenleitungen aller Strahlerelemente auf sehr einfache Weise zu einem gemeinsamen Speisenetzwerk zusammengefaßt werden.Instead of using two radiator elements 2 and 3, the coplanar line can be used 6 also coupled with only one radiator element be. To use a microstrip line 7 as feed line, only proves to be particularly advantageous if the entire planar antenna is made up of a variety of There are radiator elements of the type described. Then can namely the microstrip lines of all radiator elements in a very simple way to a common dining network be summarized.

    In einem zweiten in der Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Strahlerelement ein Koplanarleitungselement 8, das auf der Oberseite eines Substrats 9 aufgebracht ist. Dieses Koplanarleitungselement 8 weist einen kurzgeschlossenen Abschnitt einer Koplanarleitung 10 auf, die wie bereits im Zusammenhang mit Figur 1 beschrieben, in der gleichen Weise mit einer Mikrostreifenleitung 11 auf der Rückseite des Substrats 9 gekoppelt ist. Die zur Koplanarleitung gehörende Metallisierung bildet die Massefläche für die Mikrostreifenleitung.In a second exemplary embodiment shown in FIG. 2 the radiator element is a coplanar line element 8, which is applied to the top of a substrate 9. This coplanar line element 8 has a short-circuited Section of a coplanar line 10, which as already described in connection with Figure 1, in the same Way with a microstrip line 11 on the back of the substrate 9 is coupled. The one belonging to the coplanar line Metallization forms the ground area for the microstrip line.

    Claims (6)

    Planare Antenne, bestehend aus mindestens einem Strahlerelement, das mit einer Koplanarleitung gekoppelt ist, wobei sich das Strahlerelement und die Koplanarleitung auf derselben Seite eines Substrats befinden, dadurch gekennzeichnet, daß die Koplanarleitung (6, 10) ein kurzgeschlossener Leitungsabschnitt ist, und daß auf der dem Strahlerelement (2, 3, 8) gegenüberliegenden Substratseite eine als Speiseleitung für das Strahlerelement (2, 3, 8) dienende Mikrostreifenleitung (7, 11) aufgebracht ist, die abschnittweise unterhalb der Koplanarleitung (6, 10) verläuft.Planar antenna, consisting of at least one radiating element, which is coupled to a coplanar line, wherein the radiator element and the coplanar line are on the same Side of a substrate, characterized in that that the coplanar line (6, 10) is a short-circuited line section and that on the radiator element (2, 3, 8) opposite substrate side as a feed line for the radiator element (2, 3, 8) serving microstrip line (7, 11) is applied, the sections below the coplanar line (6, 10) runs. Planare Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Koplanarleitung (6, 10) und die Länge des sich mit dieser überdeckenden Abschnitts der Mikrostreifenleitung (7, 11) so gewählt sind, daß sich eine gewünschte Kopplung zwischen beiden Leitungen (6, 10; 6, 11) einstellt.Planar antenna according to claim 1, characterized in that the length of the coplanar line (6, 10) and the length of the itself with this overlapping section of the microstrip line (7, 11) are chosen so that there is a desired one Coupling between the two lines (6, 10; 6, 11) sets. Planare Antenne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrostreifenleitung zu einem Speisenetzwerk für mehrere Strahlerelemente gehört.Planar antenna according to claim 1 or 2, characterized in that the microstrip line to a feed network heard for several radiator elements. Planare Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlerelement ein Schlitzstrahler (2, 3) ist.Planar antenna according to claim 1, characterized in that the radiator element is a slot radiator (2, 3). Planare Antennen nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Koplanarleitung (6) über Schlitzleitungen (4, 5) mit zwei symmetrischen Schlitzstrahlen (2, 3) gekoppelt ist. Planar antennas according to claim 1 or 4, characterized in that the coplanar line (6) via slot lines (4, 5) coupled with two symmetrical slot beams (2, 3) is. Planare Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlerelement als Koplanarleitungselement (8) ausgeführt ist.Planar antenna according to claim 1, characterized in that the radiator element is designed as a coplanar line element (8) is.
    EP98100580A 1997-04-11 1998-01-15 Planar antenna Ceased EP0871237A1 (en)

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    DE1997115206 DE19715206C2 (en) 1997-04-11 1997-04-11 Planar antenna
    DE19715206 1997-04-11

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    Publication number Publication date
    DE19715206A1 (en) 1998-10-22
    DE19715206C2 (en) 1999-11-18

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