EP1202387A2 - Planarantenne mit verbesserter Richtcharakteristik - Google Patents

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EP1202387A2
EP1202387A2 EP01124351A EP01124351A EP1202387A2 EP 1202387 A2 EP1202387 A2 EP 1202387A2 EP 01124351 A EP01124351 A EP 01124351A EP 01124351 A EP01124351 A EP 01124351A EP 1202387 A2 EP1202387 A2 EP 1202387A2
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EP
European Patent Office
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antenna elements
feed
columns
antenna
column
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EP01124351A
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English (en)
French (fr)
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EP1202387A3 (de
EP1202387B1 (de
Inventor
Leila Bekraoui
Thomas Dipl.-Ing. Eibeck
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Technisat Digital GmbH
Original Assignee
Technisat Elektronik Thueringen GmbH
Technisat Digital GmbH
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Publication of EP1202387A2 publication Critical patent/EP1202387A2/de
Publication of EP1202387A3 publication Critical patent/EP1202387A3/de
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/0087—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing antenna arrays
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    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/0006—Particular feeding systems
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/061—Two dimensional planar arrays
    • H01Q21/065—Patch antenna array
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/22—Antenna units of the array energised non-uniformly in amplitude or phase, e.g. tapered array or binomial array

Definitions

  • the invention relates to a planar antenna with a Plurality of antenna elements forming an orthogonal Matrix essentially without gaps at crossing points of N columns and M rows are arranged, where the antenna elements forming at least one middle one Column mirror-symmetrical with respect to one in the direction the symmetry line of the columns is distributed are.
  • a planar antenna of the type mentioned at the outset is, for example known from published patent application DE 198 55 115 A1. It is used, for example, to receive satellite broadcast signals in the frequency range from 10.7 to 12.75 GHz.
  • the planar antennas point towards the parabolic antennas Number of advantages; for example, they offer less Attack area for the wind, are not as voluminous and find wider ones due to their better visual impression Acceptance.
  • planar antennas are well known Parabolic mirror LNB antennas have some disadvantages with the electrical Characteristics, for example a lower one Cross polarization decoupling, poor directional characteristics and stronger side lobes.
  • Improved planar antenna described was u. a. through a special design of the patch elements the antenna elements an improved cross polarization decoupling and side lobe suppression achieved.
  • the multilayer known from the published patent application Antenna arrangement includes, among others, the satellite facing upper metallic layer, in the patch elements are trained.
  • the patch elements are from, for example rectangular shape.
  • the level of the patch elements is metallic Conductor tracks formed, which are the antenna elements Form dining feed line network.
  • the individual multilayer antenna elements are in one level arranged in a matrix in N columns and M rows, where essentially each of the N columns M antenna elements having.
  • a schematic diagram of the arrangement of the antenna elements is shown in Figure 1. After appropriate alignment on the satellites, the lines run in the azimuth direction and the columns in the direction of elevation.
  • the single ones Antenna elements are preferably equidistant both arranged in the azimuth direction as well as in the elevation direction, the distances in the two directions different could be.
  • the known patch planar antenna arrangement is the different in the two directions Spacing of the antenna elements also partially the different distances between the feed line networks attributed to the upper level of the patch elements.
  • a planar antenna is, among other things, due to its radiation characteristics labeled, which results from the product the characteristics of the individual antenna element (at Use of the same antenna elements) and a group factor (a function dependent on the solid angle).
  • the Total number of antenna elements determines the gain of the Antenna while the number in the azimuth or elevation direction arranged elements the opening angle in the respective Direction determined.
  • the radiation pattern (Radiation diagram) contains zeros and side lobes (Maxima), which are introduced by the group factor. It has been found that for a complete, rectangular Matrix the attenuation at the first side lobe about 13 dB is.
  • the object of the invention is therefore to make the damping undesirable Signals and the suppression of interference signals to improve.
  • the Planar antenna has a plurality of antenna elements, essentially forming an orthogonal matrix arranged at the intersection of N columns and M rows are.
  • An "essentially gapless" arrangement denotes an arrangement in which between two in one Column or row of adjacent antenna elements in the Usually there is no unoccupied crossing point, but there is it is possible that within the matrix due to constructive Exceptions (e.g. ordering a Feed point) some crossing points are unoccupied.
  • the Antenna elements are forming at least one middle one Column mirror-symmetrical with respect to one in the direction the symmetry line of the columns is distributed.
  • the planar antenna points at least one middle column in the sense of this definition at least with an even number of columns two middle columns.
  • the at least one middle column has a number of M antenna elements.
  • the number of Antenna elements in each column are not larger than the number of antenna elements in the closer to the line of symmetry lying adjacent column. This means, that the number of antenna elements starting from the center the planar antenna decreases towards the outside, but several Adjacent columns have an equal number of antenna elements can have.
  • An exception to this basic Rule can by the aforementioned constructive exception a feed point in the middle of the matrix of antenna elements arise when a few antenna elements at this point be omitted. It has been shown that due to the symmetrical distribution of the number of antenna elements in each column, which decreases towards the outside, one Novel planar antenna with fewer side lobes in Direction of the rows of the matrix is created.
  • the antenna elements are preferably additionally mirror-symmetrical with respect to a line Line of symmetry arranged. This means that near the line of symmetry arranged middle lines the largest number of antenna elements have and at least the two arranged outside Lines a smaller number of antenna elements exhibit. This creates a planar antenna whose side lobe attenuation is also improved in the column direction, that means that the preferred antenna arrangement has a corresponding one Alignment to the satellite increased side lobe damping both in the azimuth direction and in the direction of the elevation.
  • the dependence of the number of antenna elements in the Columns from the distance from the line of symmetry represents in each If it is a monotonically falling function, that is, the number the antenna elements of a column further out is not greater than the number of antenna elements one inner column. In one embodiment can the number of antenna elements in each column each less than the number of antenna elements in the closer the adjacent column lying the line of symmetry.
  • the number is Columns N an even number.
  • the number of antenna elements in a column either equal to the number or by a number x less than the number of antenna elements in the neighboring one closer to the line of symmetry Column.
  • each have n neighboring ones Columns the same number of antenna elements.
  • the number the column n is therefore equal to 2 * n times that on the next larger whole number rounded quotient M / x.
  • the antenna elements are preferably mirror-symmetrical in terms of one between two middle ones Further symmetry line lying in rows, so that the antenna elements within a rhombus-shaped Outside contour are arranged.
  • a feed network with a feed point and a branched network of feed lines leading from this feed point to all antenna elements is provided, the network being designed in such a way that there is an essentially equally long route from the feed point to each Antenna element results.
  • the design of such a feed network could be implemented symmetrically in a relatively simple manner.
  • implementation becomes difficult in the case of the antenna arrangement according to the invention, in which outer columns and rows have a smaller number of antenna elements.
  • the network of feed lines is formed by (a) a fictitious rectangular arrangement of N columns, each with M antenna elements, is assumed (b) a fictitious feed network is constructed by (b1) for all antenna elements of the N columns and M rows, the feed lines of two antenna elements adjacent in one row or column a first group are brought together, each forming a feed line branching point, from which feed lines of essentially the same length lead to the antenna elements, (b2) for all first groups, the feed lines of in each case two adjacent first groups in the column or row direction to a further one Group are brought together, each with a further meal line branching point is formed, from which feed lines of essentially the same length lead to the feed line branching points previously formed, (b3) this merging is repeated for all further groups until the feed lines of all antenna elements are brought together to the feed point, (b4)
  • each eliminated branch of the fictional Feed network through an effect of the eliminated Branch (cable + antenna element) replicating weight replaced the weight at that feed junction point of the dining network from which a direct branch line to that fictitious feed line branch point leads to the eliminated branch ended.
  • the addition of the compensation weights improved the directional pattern by turning the main lobe is avoided.
  • FIG. 1 schematically shows the known arrangement of antenna elements already described in the introduction.
  • the planar antenna arrangement 1 has a multiplicity of antenna elements 2 which are arranged at crossing points of orthogonal rows and columns.
  • the antenna elements are shown as circular spots.
  • the antenna elements can be of any suitable shape, for example the rectangular shape described in the above-mentioned laid-open publication DE 198 55 115 A1.
  • the group antenna 1 consists of N columns, each with M antenna elements. If the antenna 1 is aligned towards a satellite, the rows extend in the azimuth direction, while the columns are aligned in the direction of the elevation.
  • the antenna elements 2 are arranged equidistantly, the distance d a of the antenna elements 2 in the azimuth direction being different from the distance d e of the antenna elements 2 in the direction of the elevation.
  • FIG. 2 illustrates a basic principle of the arrangement of the antenna elements in the planar antenna according to the invention.
  • the antenna elements are arranged in columns, each column having a predetermined number of antenna elements.
  • the columns are again arranged equidistantly with the distance d a .
  • the two outer columns 3 have a number A of antenna elements.
  • Columns 4 adjacent to the outer columns each comprise B antenna elements.
  • the subsequent columns 5 arranged further inside each have C antenna elements.
  • This symmetry continues inwards, so that a symmetry line 6 extending in the column direction or in the direction of the elevation is formed for the arrangement of the antenna elements.
  • the number A, B, C, ... of the antenna elements in each column increases in the direction of the line of symmetry 6, the number of antenna elements in a column being no greater than the number of antenna elements in a column closer to the line of symmetry 6.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a preferred arrangement of columns 7 of antenna elements, the number of which is distributed symmetrically to the line of symmetry 6.
  • the columns closest to the line of symmetry 6 have a maximum number M of antenna elements.
  • the number of antenna elements then decreases outwards from column to column by x antenna elements in each case.
  • the columns are again arranged equidistantly with the distance d a .
  • Figures 2 and 3 are neither the individual antenna elements still their alignment is shown in the row direction. But it should be noted that the neighboring Antenna elements of the neighboring columns (so far present) in approximately the same vertical position (Elevation). In a preferred embodiment the antenna elements are also vertical Direction symmetrically arranged so that there is an orthogonal further line of symmetry between the middle lines or on the middle row.
  • Figure 4 shows such a preferred arrangement of the Antenna elements in which the number M of lines and the Number N of columns are even numbers and the number of Antenna elements from column to column to the outside by each decreases two antenna elements. This results in the Figure 4 shown rhombus shape.
  • Figure 5 illustrates the formation of the feed lines or the symmetrically branching feed line network, for simplification only the feed lines for an excitation direction (e.g. vertical) are.
  • First a fictional arrangement of antenna elements in N columns and M rows where each column has M elements. The inferred from it, Antenna elements left in accordance with the invention are shown shaded in gray, while the later omitted antenna elements of the fictitious arrangement are illustrated by a dotted outline. outgoing of this fictitious overall arrangement of the antenna elements are two in each across the entire matrix Column direction adjacent antenna elements combined, that is, the feed lines of these are combined Antenna elements at a first branch point merged such that the lengths of the two feed lines from this branch point to the antenna elements are the same.
  • FIG. 6 shows a feeder network of one level for a preferred embodiment of the invention Planar antenna.
  • FIG. 6 shows the preferred embodiment of the feed network for a polarization direction.
  • the feeding point is about in the middle of the symmetrical arrangement, at this point a group of four antenna elements was omitted.
  • On the right side of Figure 6 an enlarged section is shown. In this enlargement are to compensate for the effect of the omitted antenna elements inserted weights 8 illustrated.
  • These weights are called widenings of the Conductor lines of the feed line network visible. they are each formed at the feed line branching points 9, each of which has a direct branch line 10 to those Points 11 leads to where the fictional complete Feed line network each branch to the omitted Group of antenna elements.
  • the widened Conductor tracks 8 begin at the respective branch points 9 and extend against the direction of direct branch lines 10.

Abstract

Eine Planarantenne weist viele Antennenelemente auf, die unter Bildung einer orthogonalen Matrix im wesentlichen lükkenlos an Kreuzungspunkten von N Spalten und M Zeilen angeordnet sind, wobei die Antennenelemente in Bezug auf eine in Spaltenrichtung verlaufende Symmetrielinie spiegelsymmetrisch angeordnet sind. Wenigstens eine mittlere Spalte weist M Antennenelemente und zumindest die beiden außen angeordneten Spalten weisen eine geringere Anzahl von Antennenelementen auf. Die Anzahl der Antennenelemente in einer Spalte ist jeweils nicht größer als die Anzahl der Antennenelemente in der näher an der Symmetrielinie liegenden benachbarten Spalte. Vorzugsweise sind die Antennenelemente in beiden orthogonalen Richtungen spiegelsymmetrisch so angeordnet, daß eine rhombusförmige Außenkontur entsteht. Ein Speisenetzwerk ist so ausgebildet, daß sich im wesentlichen gleich lange Leitwege von einem zentralen Speisepunkt zu jedem Antennenelement ergeben. Aufgrund der rhombusförmigen Außenkontur "fortgeschnittene" Antennenelemente und zugehörige Speiseleitungen werden vorzugsweise durch Gewichte (8) an Speiseleitungsverzweigungspunkten (9) kompensiert. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Planarantenne mit einer Mehrzahl von Antennenelementen, die unter Bildung einer orthogonalen Matrix im wesentlichen lückenlos an Kreuzungspunkten von N Spalten und M Zeilen angeordnet sind, wobei die Antennenelemente unter Bildung wenigstens einer mittleren Spalte spiegelsymmetrisch in Bezug auf eine in Richtung der Spalten verlaufende Symmetrielinie verteilt angeordnet sind.
Eine Planarantenne der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der Offenlegungsschrift DE 198 55 115 A1 bekannt. Sie dient beispielsweise zum Empfang von Satellitenrundfunksignalen im Frequenzbereich von 10,7 bis 12,75 GHz. Die Planarantennen weisen gegenüber den Parabolantennen eine Reihe von Vorteilen auf; beispielsweise bieten sie weniger Angriffsfläche für den Wind, sind nicht so voluminös und finden aufgrund ihres besseren optischen Eindrucks breitere Akzeptanz. Jedoch haben bekannte Planarantennen gegenüber Parabolspiegel-LNB-Antennen einige Nachteile bei den elektrischen Charakteristika, beispielsweise eine geringere Kreuzpolarisationsentkopplung, schlechtere Richtcharakteristika und stärkere Nebenkeulen. Bei der in der genannten Offenlegungsschrift beschriebenen verbesserten Planarantenne wurde u. a. durch eine spezielle Gestaltung der Patch-Elemente der Antennenelemente eine verbesserte Kreuzpolarisationsentkopplung und Nebenkeulenunterdrückung erreicht.
Die aus der Offenlegungsschrift bekannte mehrschichtige Antennenanordnung umfaßt unter anderem eine dem Satelliten zugewandte obere metallische Schicht, in der Patch-Elemente ausgebildet sind. Die Patch-Elemente sind beispielsweise von rechteckiger Form. In einer aus Sicht des Satelliten hinter der Ebene der Patch-Elemente angeordneten Ebene sind metallische Leiterzüge ausgebildet, die ein die Antennenelemente speisendes Speiseleitungsnetzwerk bilden. Vorzugsweise sind unter den Patch-Elementen zwei Ebenen von Speiseleitungsnetzwerken ausgebildet, eines zur Speisung der horizontalen Polarisation und eines zur Speisung der vertikalen Polarisation. Aufgrund der dazwischen angeordneten Isolationsschichtensind die beiden Speiseleitungsnetzwerke unterschiedlich weit von den in der oberen Ebene angeordneten Patch-Elementen beabstandet. Dies ist einer der Gründe, weshalb die Patch-Elemente bei gleicher Anregungsfrequenz in vertikaler und horizontaler Richtung dennoch nicht quadratisch, sondern rechteckig ausgebildet sind.
Die einzelnen mehrschichtigen Antennenelemente sind in einer Ebene matrixartig in N Spalten und M Zeilen angeordnet, wobei im wesentlichen jede der N Spalten M Antennenelemente aufweist. Eine Prinzipskizze der Anordnung der Antennenelemente ist in Figur 1 gezeigt. Nach entsprechender Ausrichtung auf den Satelliten verlaufen die Zeilen in Azimut-Richtung und die Spalten in Richtung der Elevation. Die einzelnen Antennenelemente sind vorzugsweise äquidistant sowohl in Azimut-Richtung als auch in Elevation-Richtung angeordnet, wobei die Abstände in den beiden Richtungen unterschiedlich sein können. Bei der bekannten Patch-Planarantennenanordnung ist die in den beiden Richtungen unterschiedliche Beabstandung der Antennenelemente ebenfalls zum Teil auf die unterschiedlichen Abstände der Speiseleitungsnetzwerke zu der oberen Ebene der Patch-Elemente zurückzuführen.
Eine Planarantenne ist unter anderem durch ihre Strahlungscharakteristik gekennzeichnet, welche sich aus dem Produkt der Charakteristik des einzelnen Antennenelements (bei Verwendung gleicher Antennenelemente) und einem Gruppenfaktor (einer vom Raumwinkel abhängigen Funktion) ergibt. Die Gesamtanzahl der Antennenelemente bestimmt den Gewinn der Antenne, während die Anzahl der in Azimut- oder Elevation-Richtung angeordneten Elemente den Öffnungswinkel in der jeweiligen Richtung bestimmt. Die Strahlungscharakteristik (Strahlungsdiagramm) enthält Nullstellen und Nebenkeulen (Maxima), welche von dem Gruppenfaktor eingebracht werden. Es wurde festgestellt, daß für eine vollständige, rechtekkige Matrix die Dämpfung an der ersten Nebenkeule etwa 13 dB beträgt. Bei einem direkten Satellitenempfang (geostationäre Rundfunksatelliten) ist dieser Wert zu gering; es wird eine Dämpfung bei der ersten Nebenkeule von mindestens 20 dB gefordert. Eine derartige Dämpfung ist zumindest an denjenigen Stellen (Raumwinkeln) erforderlich, die einer Position von im gleichen Frequenzbereich arbeitenden Satelliten, deren Ausstrahlungen nicht empfangen werden sollen, entsprechen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Dämpfung unerwünschter Signale sowie die Unterdrückung von Störsignalen zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Planarantenne mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Planarantenne weist eine Mehrzahl von Antennenelementen auf, die unter Bildung einer orthogonalen Matrix im wesentlichen lückenlos an Kreuzungspunkten von N Spalten und M Zeilen angeordnet sind. Eine "im wesentlichen lückenlose" Anordnung bezeichnet eine Anordnung, bei der zwischen zwei in einer Spalte oder Zeile benachbarten Antennenelementen sich in der Regel kein unbesetzter Kreuzungspunkt befindet, es aber dennoch möglich ist, daß innerhalb der Matrix aufgrund konstruktiver Ausnahmen (beispielsweise der Anordnung eines Speisepunktes) einige Kreuzungspunkte unbesetzt sind. Die Antennenelemente sind unter Bildung wenigstens einer mittleren Spalte spiegelsymmetrisch in Bezug auf eine in Richtung der Spalten verlaufende Symmetrielinie verteilt angeordnet. Bei einer ungeraden Anzahl von Spalten weist die Planarantenne wenigstens eine mittlere Spalte im Sinne dieser Definition auf, bei einer geraden Anzahl von Spalten wenigstens zwei mittlere Spalten. Die wenigstens eine mittlere Spalte weist eine Anzahl von M Antennenelementen auf. Erfindungsgemäß haben zumindest die beiden außen angeordneten Spalten eine geringere Anzahl von Antennenelementen. Die Anzahl der Antennenelemente in jeder Spalte ist jeweils nicht größer als die Anzahl der Antennenelemente in der näher an der Symmetrielinie liegenden benachbarten Spalte. Dies bedeutet, daß die Anzahl der Antennenelemente ausgehend von der Mitte der Planarantenne nach außen hin abnimmt, wobei aber mehrere benachbarte Spalten eine gleiche Anzahl von Antennenelementen aufweisen können. Eine Ausnahme von dieser grundsätzlichen Regel kann durch die bereits genannte konstruktive Ausnahme eines Speisepunktes inmitten der Matrix von Antennenelementen entstehen, wenn an dieser Stelle einige wenige Antennenelemente fortgelassen werden. Es hat sich gezeigt, daß durch die symmetrische Verteilung der Anzahl der Antennenelemente in jeder Spalte, welche nach außen hin abnimmt, eine neuartige Planarantenne mit geringeren Nebenkeulen in Richtung der Zeilen der Matrix geschaffen wird.
Vorzugsweise sind die Antennenelemente zusätzlich spiegelsymmetrisch in Bezug auf eine in Richtung der Zeilen verlaufende Symmetrielinie angeordnet. Dadurch ergibt sich, daß in der Nähe der in Zeilenrichtung verlaufenden Symmetrielinie angeordnete mittlere Zeilen die größte Anzahl von Antennenelementen aufweisen und zumindest die beiden außen angeordneten Zeilen eine geringere Anzahl von Antennenelementen aufweisen. Dies schafft eine Planarantenne, deren Nebenkeulendämpfung auch in der Spaltenrichtung verbessert ist, das heißt, die bevorzugte Antennenanordnung hat bei entsprechender Ausrichtung zum Satelliten eine erhöhte Nebenkeulendämpfung sowohl in Azimut-Richtung als auch in Richtung der Elevation.
Die Abhängigkeit der Anzahl der Antennenelementen in den Spalten vom Abstand von der Symmetrielinie stellt in jedem Fall eine monoton fallende Funktion dar, das heißt, die Anzahl der Antennenelemente einer weiter außen liegenden Spalte ist nicht größer als die Anzahl der Antennenelemente einer weiter innen liegenden Spalte. Bei einer Ausführungsform kann die Anzahl der Antennenelemente in jeder Spalte jeweils geringer als die Anzahl der Antennenelemente in der näher an der Symmetrielinie liegenden benachbarten Spalte sein.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Anzahl der Spalten N eine gerade Zahl. Außerdem ist die Anzahl der Antennenelemente in einer Spalte entweder gleich der Anzahl oder um eine Zahl x geringer als die Anzahl der Antennenelemente in der näher an der Symmetrielinie liegenden benachbarten Spalte. Darüber hinaus haben jeweils n benachbarte Spalten die gleiche Anzahl von Antennenelementen. Die Anzahl der Spalten n ist somit gleich dem 2*n-fachen des auf die nächstgrößere ganze Zahl gerundeten Quotienten M/x. Die Zahl x ist vorzugsweise eine gerade Zahl, beispielsweise x = 2. Darüber hinaus sind die Antennenelemente vorzugsweise spiegelsymmetrisch in Bezug auf eine zwischen zwei mittleren Zeilen liegende weitere Symmetrielinie verteilt angeordnet, so daß die Antennenelemente innerhalb einer rhombusförmigen Außenkontur angeordnet sind. Beispielsweise weist eine Planarantennenanordnung dieser Art 32 Spalten und Zeilen auf (N = M = 32), wobei sich vier mittlere Zeilen bzw. Spalten mit jeweils 32 Elementen ergeben und wobei jeweils zwei benachbarte Spalten die gleiche Anzahl von Elementen aufweisen, wobei diese Anzahl um vier geringer ist als die des weiter innen liegenden Spaltenpaars (x = 4 und n = 2). Im übrigen sind die Antennenelemente in jeder Spalte bzw. jeder Zeile äquidistant angeordnet, wobei sich aus den oben genannten Gründen der Spaltenabstand von dem Zeilenabstand unterscheiden kann. Es hat sich gezeigt, daß mit einer solchen Planarantenne ein Öffnungswinkel zwischen 2° und 3° erreichbar ist (gefordert wird ein Öffnungswinkel von weniger als etwa 3,4° für den direkten Satellitenempfang). Darüber hinaus zeigte eine derartige Antennenanordnung eine Nebenkeulendämpfung von mindestens 25 dB. Schließlich gestattet die Symmetrie der Antennenstruktur eine Rotation der Antenne um 90°, wobei die Zeilen mit den Spalten funktionell vertauscht werden. Diese Antennenanordnung ist demzufolge für Satellitensignale mit horizontaler und vertikaler Polarisation gleichermaßen gut geeignet.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der oben genannten erfindungsgemäßen Antennenanordnungen ist ein Speisenetzwerk mit einem Speisepunkt und einem von diesem Speisepunkt zu sämtlichen Antennenelementen führenden verzweigten Netzwerk von Speiseleitungen vorgesehen, wobei das Netzwerk so ausgebildet ist, daß sich ein im wesentlichen gleich langer Leitweg von dem Speisepunkt zu jedem Antennenelement ergibt. Der Entwurf eines derartigen Speisenetzwerks wäre im Falle einer herkömmlichen Antennenanordnung mit einer konstanten Anzahl von Antennenelementen in jeder Spalte auf relativ einfache Weise symmetrisch zu realisieren. Die Realisierung wird jedoch schwierig im Falle der erfindungsgemäßen Antennenanordnung, bei der äußere Spalten und Zeilen eine geringere Anzahl von Antennenelementen aufweisen. Bei einer bevorzugten Weiterbildung, bei der die Anzahl der Zeilen und Spalten gleich Zweierpotenzen entsprechen (N = 2a und M = 2b, wobei a und b ganze Zahlen größer als 1 sind), wird das Netzwerk von Speiseleitungen ausgebildet, indem (a) von einer fiktiven rechteckigen Anordnung von N Spalten mit jeweils M Antennenelementen ausgegangen wird, (b) ein fiktives Speisenetzwerk konstruiert wird, indem (b1) für sämtliche Antennenelemente der N Spalten und M Zeilen die Speiseleitungen von jeweils zwei in einer Zeile oder Spalte benachbarten Antennenelementen zu jeweils einer ersten Gruppe zusammengeführt werden, wobei jeweils ein Speiseleitungsverzweigungspunkt gebildet wird, von dem im wesentlichen gleich lange Speiseleitungen zu den Antennenelementen führen, (b2) für sämtliche ersten Gruppen die Speiseleitungen von jeweils zwei in Spalten- oder Zeilenrichtung benachbarten ersten Gruppen zu jeweils einer weiteren Gruppe zusammengeführt werden, wobei jeweils ein weiterer Speiseleitungsverzweigungspunkt gebildet wird, von dem im wesentlichen gleich lange Speiseleitungen zu den zuvor gebildeten Speiseleitungsverzweigungspunkten führen, (b3) für sämtliche weiteren Gruppen dieses Zusammenführen so oft wiederholt wird, bis die Speiseleitungen sämtlicher Antennenelemente an den Speisepunkt zusammengeführt sind, (b4) aus der so gebildeten fiktiven Anordnung von N*M Antennenelementen diejenigen Antennenelemente eliminiert werden, die in der Planarantenne nicht enthalten sind, und (b5) diejenigen Zweige der fiktiven Speiseleitungen, die ausschließlich zu den im Schritt (b4) eliminierten Antennenelementen führen, eliminiert werden, und (c) das Netzwerk von Speiseleitungen entsprechend dem im Schritt (b) gebildeten fiktiven Speisenetzwerk ausgebildet wird. Bei einer Planarantenne der bevorzugten Ausführungsform mit einer rhombusförmigen Außenkontur werden zusätzlich im Schritt (c) die sich über die rhombusförmige Außenkontur hinaus erstreckenden Leitungsabschnitte des fiktiven Speisenetzwerks durch etwa gleich lange Leitungsabschnitte innerhalb der rhombusförmigen Außenkontur ersetzt. Die erfindungsgemäße Ausbildung des Speisenetzwerks gestattet eine symmetrische Speisung, die Phasenfehler vermeidet und eine gute Richtcharakteristik mit geringen Nebenkeulen hervorbringt. Unter "im wesentlichen gleich langen" Speiseleitungen sollen in erster Näherung Speiseleitungen mit gleicher geometrischer Länge verstanden werden. Selbstverständlich sollen darunter auch solche Speiseleitungen verstanden werden, die eine gleiche "Leitweglänge" derart aufweisen, daß die sich im bevorzugten Frequenzbereich entlang der Leitung ausbreitenden Signale mit etwa der gleichen Phasenlage am Speisepunkt zu einzutreffen.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung des Speisenetzwerks wird im Schritt (b6) jeder eliminierte Zweig des fiktiven Speisenetzwerks durch ein die Wirkung des eliminierten Zweigs (Leitung + Antennenelement) nachbildendes Gewicht ersetzt, wobei das Gewicht an demjenigen Speiseleitungsverzweigungspunkt des Speisenetzwerks hinzugefügt wird, von dem eine direkte Zweigleitung zu demjenigen fiktiven Speiseleitungsverzweigungspunkt führt, an dem der eliminierte Zweig endete. Das Hinzufügen der Kompensationsgewichte verbessert die Richtcharakteristik, indem eine Schwenkung der Hauptkeule vermieden wird.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von in den Zeichnungen beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:
  • Figur 1 eine schematische Darstellung der Anordnung der Antennenelemente bei einer bekannten Planarantenne;
  • Figur 2 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen symmetrischen Anordnung von Spalten von Antennenelementen;
  • Figur 3 eine schematische Darstellung einer bevorzugten symmetrischen Anordnung von Spalten mit vorgegebenen Anzahlen von Antennenelementen;
  • Figur 4 eine schematische Darstellung der symmetrischen Anordnung der Antennenelemente innerhalb einer rhombusförmigen Außenkontur;
  • Figur 5 eine schematische Darstellung der Ausbildung des Speiseleitungsnetzwerks bei der erfindungsgemäßen Antennenanordnung; und
  • Figur 6 eine Darstellung des Speiseleitungsnetzwerks bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Planarantenne.
    • Figur 1 zeigt schematisch die bereits einleitend beschriebene bekannte Anordnung von Antennenelementen. Die Planarantennenanordnung 1 weist eine Vielzahl von Antennenelementen 2 auf, die an Kreuzungspunkten von orthogonalen Zeilen und Spalten angeordnet sind. In Figur 1 sind die Antennenelemente als kreisförmige Flecke dargestellt. Die Antennenelemente können jedoch von irgendeiner geeigneten Form sein, beispielsweise die in der eingangs genannten Offenlegungsschrift DE 198 55 115 A1 beschriebene rechteckige Form haben. Die Gruppenantenne 1 besteht aus N Spalten mit jeweils M Antennenelementen. Wird die Antenne 1 zu einem Satelliten hin ausgerichtet, so erstrecken sich die Zeilen in Azimut-Richtung, während die Spalten in Richtung der Elevation ausgerichtet sind. Die Antennenelemente 2 sind äquidistant angeordnet, wobei der Abstand da der Antennenelemente 2 in Azimut-Richtung verschieden vom Abstand de der Antennenelemente 2 in Richtung der Elevation sein kann.
    Figur 2 veranschaulicht ein Grundprinzip der Anordnung der Antennenelemente bei der erfindungsgemäßen Planarantenne. Wie auch bei dem in Figur 1 veranschaulichten Stand der Technik sind die Antennenelemente in Spalten angeordnet, wobei jede Spalte eine vorgegebene Anzahl von Antennenelementen aufweist. Die Spalten sind wiederum äquidistant mit dem Abstand da angeordnet. Die beiden äußeren Spalten 3 weisen eine Anzahl A von Antennenelementen auf. Die den äußeren Spalten benachbarten Spalten 4 umfassen jeweils B Antennenelemente. Die nachfolgenden, weiter innen angeordneten Spalten 5 haben jeweils C Antennenelemente. Diese Symmetrie setzt sich nach innen fort, so daß für die Anordnung der Antennenelemente eine sich in Spaltenrichtung bzw. in Richtung der Elevation erstreckende Symmetrielinie 6 gebildet wird. Die Anzahl A, B, C, ... der Antennenelemente in jeder Spalte steigt in Richtung der Symmetrielinie 6 an, wobei die Anzahl der Antennenelemente in einer Spalte nicht größer als die Anzahl der Antennenelemente in einer näher an der Symmetrielinie 6 liegenden Spalte ist.
    Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung einer bevorzugten Anordnung von Spalten 7 von Antennenelementen, deren Anzahl symmetrisch zur Symmetrielinie 6 verteilt ist. Bei dieser Anordnung weisen die am nächsten an der Symmetrielinie 6 liegenden Spalten eine maximale Anzahl M von Antennenelementen auf. Die Anzahl der Antennenelemente nimmt dann nach außen hin von Spalte zu Spalte um jeweils x Antennenelemente ab. Die äußeren Spalten weisen M-kx Antennenelemente auf, wobei k gleich der um 1 verminderten Hälfte der Spaltenanzahl N (k = N/2-1) ist. Die Spalten sind wiederum äquidistant mit dem Abstand da angeordnet.
    In den Figuren 2 und 3 sind weder die einzelnen Antennenelemente noch deren Ausrichtung in Zeilenrichtung dargestellt. Es sei aber darauf hingewiesen, daß sich die benachbarten Antennenelemente der benachbarten Spalten (soweit vorhanden) in etwa der gleichen vertikalen Position (Elevation) befinden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Antennenelemente darüber hinaus auch in vertikaler Richtung symmetrisch angeordnet, so daß sich eine orthogonale weitere Symmetrielinie zwischen den mittleren Zeilen oder auf der mittleren Zeile ergibt.
    Figur 4 zeigt eine derartige bevorzugte Anordnung der Antennenelemente, bei der die Anzahl M der Zeilen und die Anzahl N der Spalten gerade Zahlen sind und die Anzahl der Antennenelemente von Spalte zu Spalte nach außen um jeweils zwei Antennenelemente abnimmt. Dadurch ergibt sich die in Figur 4 dargestellte Rhombusform.
    Figur 5 veranschaulicht die Ausbildung der Speiseleitungen bzw. des sich symmetrisch verzweigenden Speiseleitungsnetzwerks, wobei zur Vereinfachung nur die Speiseleitungen für eine Anregungsrichtung (z. B. vertikal) dargestellt sind. Zunächst wird von einer fiktiven Anordnung von Antennenelementen in N Spalten und M Zeilen ausgegangen, bei der jede Spalte M Elemente aufweist. Die in der daraus abgeleiteten, erfindungsgemäßen Antennenanordnung belassenen Antennenelemente sind grau schattiert dargestellt, während die später entfallenden Antennenelemente der fiktiven Anordnung durch eine gepunktete Umrißlinie veranschaulicht sind. Ausgehend von dieser fiktiven Gesamtanordnung der Antennenelemente werden über die gesamte Matrix hinweg jeweils zwei in Spaltenrichtung benachbarte Antennenelemente zusammengefaßt, das heißt, es werden die Speiseleitungen dieser zusammengefaßten Antennenelemente an einem ersten Verzweigungspunkt derart zusammengeführt, daß die Längen der beiden Speiseleitungen von diesem Verzweigungspunkt zu den Antennenelementen gleich sind. Nachdem sämtliche Antennenelemente der fiktiven Anordnung auf diese Weise paarweise zusammengeführt sind, werden jeweils zwei in Zeilenrichtung benachbarte Paare oder Zweiergruppen zusammengefaßt, indem die Speiseleitungen ausgehend von den ersten Verzweigungspunkten dieser Paare zu einem gemeinsamen weiteren Verzweigungspunkt durch gleich lange Leitungen verbunden werden. Somit werden 4er-Gruppen von Antennenelementen gebildet. Anschließend werden wiederum in Spaltenrichtung benachbarte 4er-Gruppen von Antennenelementen zusammengefaßt, indem gleich lange Speiseleitungen von den zuletzt gebildeten Verzweigungspunkten der 4er-Gruppen zu einem weiteren Verzweigungspunkt einer 8er-Gruppe zusammengeführt werden. Schließlich ist auf der rechten Seite von Figur 5 noch dargestellt, wie in Zeilenrichtung benachbarte 8er-Gruppen von Antennenelementen zusammengefaßt werden, indem gleich lange Leitungen von den zuletzt gebildeten Verzweigungspunkten der 8er-Gruppen zu einem gemeinsamen Verzweigungspunkt einer 16er-Gruppe zusammengeführt werden. Von diesem zuletzt gebildeten Verzweigungspunkt, der auf der rechten Seite von Figur 5 mittig dargestellt ist, führt eine gemeinsame Speiseleitung der 16er-Gruppe nach unten. Wie sich aus der Darstellung auf der linken Seite von Figur 5 entnehmen läßt, gibt es vier derartige Gruppen von 16 Antennenelementen, wobei die Speiseleitungen von jeweils zwei in Spaltenrichtung benachbarten Gruppen von 16 Antennenelementen zusammengeführt werden. Schließlich werden die beiden jeweils 32 Antennenelemente speisenden Leitungen in der Mitte des Rhombus an einem Speisepunkt zusammengeführt (nicht dargestellt in Figur 5).
    Von dem so gebildeten fiktiven Speisenetzwerk gelangt man zu dem Speisenetzwerk der erfindungsgemäßen Antennenanordnung, indem zunächst die außerhalb der rhombusförmigen Umrandung liegenden Antennenelemente fortgelassen werden und anschließend diejenigen Speiseleitungen eliminiert werden, die ausschließlich zu eliminierten Antennenelementen führen. Diese sind auf der rechten Seite von Figur 5 durch gepunktete Linien dargestellt. Das in Figur 5 mit durchgezogenen Linien schematisch dargestellte verbleibende Speisenetzwerk wird nunmehr auf. der erfindungsgemäßen Antennenanordnung realisiert. Die eliminierten Antennenelemente mit ihren zugehörigen Speiseleitungen werden anschließend durch geeignete Gewichte an den verbliebenen, nunmehr asymmetrischen Speiseleitungen ersetzt. Diese Gewichte, die an geeigneten Stellen der Verzweigungspunkte angeordnet werden, sind in Figur 5 nicht gezeigt.
    Figur 6 zeigt ein Speiseleitungsnetzwerk einer Ebene für ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Planarantenne. Die bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Planarantenne weist 32 Spalten und 32 Zeilen auf (N = M = 32). Es gibt jeweils vier mittlere Spalten bzw. Zeilen mit jeweils 32 Antennenelementen. Nach außen hin nimmt die Anzahl der Antennenelemente in den Spalten ab, wobei jeweils ein Paar benachbarter Spalten die gleiche Anzahl von Antennenelementen aufweist und wobei die Anzahl der Antennenelemente dieses Spaltenpaares um 4 geringer ist als die Anzahl der Antennenelemente des näher an der Symmetrielinie liegenden Spaltenpaares. Eine Ausnahme bilden lediglich die beiden mittleren Spalten, die unmittelbar rechts neben der Symmetrielinie angeordnet sind. Dort sind in den beiden oberhalb der waagerechten Symmetrielinie angeordneten Zeilen die Antennenelemente fortgelassen, um ausreichend Platz für die Montage des Speisepunktes zu schaffen. Die Gesamtzahl der Antennenelemente beträgt somit 4 * (256-112) - 4 = 576 - 4 = 572.
    Figur 6 zeigt die bevorzugte Ausführungsform des Speisenetzwerks für eine Polarisationsrichtung. Der Speisepunkt befindet sich etwa in der Mitte der symmetrischen Anordnung, wobei an dieser Stelle eine Gruppe von vier Antennenelementen fortgelassen wurde. Auf der rechten Seite von Figur 6 ist eine Ausschnittsvergrößerung dargestellt. In dieser Ausschnittsvergrößerung sind die zur Kompensation der Wirkung der fortgelassenen Antennenelemente eingefügten Gewichte 8 veranschaulicht. Diese Gewichte sind als Verbreiterungen der Leiterzüge des Speiseleitungsnetzwerks sichtbar. Sie sind jeweils an den Speiseleitungsverzweigungspunkten 9 ausgebildet, von denen jeweils eine direkte Zweigleitung 10 zu denjenigen Punkten 11 führt, an denen das fiktive vollständige Speiseleitungsnetzwerk jeweils eine Verzweigung zu der fortgelassenen Gruppe von Antennenelementen aufwies. Die verbreiterten Leiterzüge 8 beginnen an den jeweiligen Verzweigungspunkten 9 und erstrecken sich entgegen der Richtung der direkten Zweigleitungen 10.
    Bei dem bevorzugten Speiseleitungsnetzwerk gemäß Figur 6 ist ferner zu erkennen, daß Leiterzüge des fiktiven Speisenetzwerks der vollständigen Matrix der Gruppenantenne, die sich über den Rand der rhombusförmigen Außenkontur erstrekken würden, durch Leiterzüge 12, 13 ersetzt wurden, die innerhalb der rhombusförmigen Umrandung liegen, aber dennoch etwa die gleiche Länge wie die ursprünglichen fiktiven Leiterzüge aufweisen. Diese Leiterzüge umfassen eine in der Nähe der rhombusförmigen Außenkontur liegende Abkürzungsstrekke 12 und eine diese Leiterzugverkürzung kompensierende Mäanderschleife 13.
    Messungen an einer praktisch ausgeführten Planarantenne der bevorzugten Ausführungsform ergaben Nebenkeulen, die im gesamten Frequenzband (10,70 GHz bis 12,75 GHz) mehr als 20 dB unterhalb der Maximalempfindlichkeit in der Hauptkeule lagen. Bei einigen Frequenzen war die Dämpfung größer als 35 dB. Die sich in der Hauptrichtung (0°) erstreckende Hauptkeule wies einen Öffnungswinkel zwischen 2° und 3° auf.
    Im Rahmen des Erfindungsgedankens sind zahlreiche alternative Ausführungsformen denkbar. Während die Antennenelemente bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel für eine vertikale und horizontale Polarisation ausgebildet sind, lassen sich die erfindungsgemäßen Prinzipien auch auf Antennenelemente mit zirkularer Polarisation anwenden. Dabei bleibt die Anordnung der Antennenelemente unverändert; es wird lediglich der Art der Anregung verändert.

    Claims (13)

    1. Planarantenne mit einer Mehrzahl von Antennenelementen (2), die unter Bildung einer orthogonalen Matrix im wesentlichen lückenlos an Kreuzungspunkten von N Spalten und M Zeilen angeordnet sind,
         wobei die Antennenelemente (2) unter Bildung wenigstens einer mittleren Spalte spiegelsymmetrisch in Bezug auf eine in Richtung der Spalten verlaufende Symmetrielinie (6) verteilt angeordnet sind,
         dadurch gekennzeichnet,
      daß die wenigstens eine mittlere Spalte eine Anzahl von M Antennenelementen aufweist und zumindest die beiden außen angeordneten Spalten eine geringere Anzahl von Antennenelementen aufweisen und
      daß die Anzahl der Antennenelemente in jeder Spalte jeweils nicht größer als die Anzahl der Antennenelemente in der näher an der Symmetrielinie liegenden benachbarten Spalte ist.
    2. Planarantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antennenelemente zusätzlich spiegelsymmetrisch in Bezug auf eine in Richtung der Zeilen verlaufende Symmetrielinie angeordnet sind.
    3. Planarantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Antennenelemente in jeder Spalte jeweils geringer als die Anzahl der Antennenelemente in der näher an der Symmetrielinie liegenden benachbarten Spalte ist.
    4. Planarantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spalten von Antennenelementen äquidistant in einem ersten Abstand (da) voneinander angeordnet sind und daß die Zeilen von Antennenelementen äquidistant in einem zweiten Abstand (de) voneinander angeordnet sind.
    5. Planarantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Spalten N eine gerade Zahl ist.
    6. Planarantenne nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
      daß die Anzahl der Antennenelemente in einer Spalte entweder gleich der Anzahl oder um eine Zahl x geringer als die Anzahl der Antennenelemente in der näher an der Symmetrielinie liegenden benachbarten Spalte ist und
      daß jeweils n benachbarte Spalten die gleiche Anzahl von Antennenelementen haben, wobei die Anzahl der Spalten N gleich dem 2*n-fachen des auf die nächstgrößere ganze Zahl gerundeten Quotienten M/x ist.
    7. Planarantenne nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß x eine gerade Zahl ist.
    8. Planarantenne nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Antennenelemente spiegelsymmetrisch in Bezug auf eine zwischen zwei mittleren Zeilen liegende weitere Symmetrielinie verteilt angeordnet sind, so daß die Antennenelemente innerhalb einer rhombusförmigen Außenkontur angeordnet sind.
    9. Planarantenne nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß N = M = 32, x = 4 und n = 2 sind.
    10. Planarantenne nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Speisenetzwerk mit einem Speisepunkt und einem von diesem Speisepunkt zu sämtlichen Antennenelementen führenden verzweigten Netzwerk von Speiseleitungen, das so ausgebildet ist, daß sich ein im wesentlichen gleich langer Leitweg von dem Speisepunkt zu jedem Antennenelement ergibt.
    11. Planarantenne nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
      daß N = 2a und M = 2b ist, wobei a und b ganze Zahlen größer als 1 sind, und
      daß das Netzwerk von Speiseleitungen ausgebildet wird, indem
      a) von einer fiktiven rechteckigen Anordnung von N Spalten mit jeweils M Antennenelementen ausgegangen wird,
      b) ein fiktives Speisenetzwerk konstruiert wird, indem
      b1) für sämtliche Antennenelemente der N Spalten und M Zeilen die Speiseleitungen von jeweils zwei in einer Zeile oder Spalte benachbarten Antennenelementen zu jeweils einer ersten Gruppe zusammengeführt werden, wobei jeweils ein Speiseleitungsverzweigungspunkt gebildet wird, von dem im wesentlichen gleich lange Speiseleitungen zu den Antennenelementen führen,
      b2) für sämtliche ersten Gruppen die Speiseleitungen von jeweils zwei in Spalten- oder Zeilenrichtung benachbarten ersten Gruppen zu jeweils einer weiteren Gruppe zusammengeführt werden, wobei jeweils ein weiterer Speiseleitungsverzweigungspunkt gebildet wird, von dem im wesentlichen gleich lange Speiseleitungen zu den zuvor gebildeten Speiseleitungsverzweigungspunkten führen,
      b3) für sämtliche weiteren Gruppen dieses Zusammenführen sooft wiederholt wird, bis die Speiseleitungen sämtlicher Antennenelemente an dem Speisepunkt zusammengeführt sind,
      b4) aus der so gebildeten fiktiven Anordnung von N*M Antennenelementen diejenigen Antennenelemente eliminiert werden, die in der Planarantenne nicht enthalten sind, und
      b5) diejenigen Zweige der fiktiven Speiseleitungen, die ausschließlich zu den im Schritt b4) eliminierten Antennenelementen führen, eliminiert werden, und
      c) das Netzwerk von Speiseleitungen entsprechend dem im Schritt b) gebildeten fiktiven Speisenetzwerk ausgebildet wird.
    12. Planarantenne nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
      daß N = 2a und M = 2b ist, wobei a und b ganze Zahlen größer als 1 sind, und
      daß das Netzwerk von Speiseleitungen ausgebildet wird, indem
      a) von einer fiktiven rechteckigen Anordnung von N Spalten mit jeweils M Antennenelementen ausgegangen wird,
      b) ein fiktives Speisenetzwerk konstruiert wird, indem
      b1) für sämtliche Antennenelemente der N Spalten und M Zeilen die Speiseleitungen von jeweils zwei in einer Zeile oder Spalte benachbarten Antennenelementen zu jeweils einer ersten Gruppe zusammengeführt werden, wobei jeweils ein Speiseleitungsverzweigungspunkt gebildet wird, von dem im wesentlichen gleich lange Speiseleitungen zu den Antennenelementen führen,
      b2) für sämtliche ersten Gruppen die Speiseleitungen von jeweils zwei in Spalten- oder Zeilenrichtung benachbarten ersten Gruppen zu jeweils einer weiteren Gruppe zusammengeführt werden, wobei jeweils ein weiterer Speiseleitungsverzweigungspunkt gebildet wird, von dem im wesentlichen gleich lange Speiseleitungen zu den zuvor gebildeten Speiseleitungsverzweigungspunkten führen,
      b3) für sämtliche weiteren Gruppen dieses Zusammenführen sooft wiederholt wird, bis die Speiseleitungen sämtlicher Antennenelemente an dem Speisepunkt zusammengeführt sind,
      b4) aus der so gebildeten fiktiven Anordnung von N*M Antennenelementen diejenigen Antennenelemente entfernt werden, die in der Planarantenne nicht enthalten sind, und
      b5) diejenigen Zweige der fiktiven Speiseleitungen, die ausschließlich zu den im Schritt b4) eliminierten Antennenelementen führen, eliminiert werden, und
      c) das Netzwerk von Speiseleitungen entsprechend dem im Schritt b) gebildeten fiktiven Speisenetzwerk ausgebildet wird, wobei die sich über die rhombusförmige Außenkontur hinaus erstreckenden Leitungsabschnitte des fiktiven Speisenetzwerks durch etwa gleich lange Leitungsabschnitte (12, 13) innerhalb der rhombusförmige Außenkontur ersetzt werden.
    13. Planarantenne nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt b):
      b6) jeder eliminierte Zweig des fiktiven Speisenetzwerks durch ein die Wirkung des eliminierten Zweigs nachbildendes Gewicht (8) ersetzt wird, wobei das Gewicht (8) an demjenigen Speiseleitungsverweigungspunkt (9) des Speisenetzwerks hinzugefügt wird, von dem eine direkte Zweigleitung (10) zu dem fiktiven Speiseleitungsverweigungspunkt (11), an dem der eliminierte Zweig endete, führt.
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    Families Citing this family (3)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    DE102008008387A1 (de) 2008-02-09 2009-08-27 Symotecs Ag Antennensystem für mobile Satellitenkommunikation
    US9444148B2 (en) 2009-08-06 2016-09-13 Indian Space Research Organisation Of Isro Printed quasi-tapered tape helical array antenna
    EP3830901A4 (de) * 2018-07-31 2022-05-11 Quintel Cayman Limited Geteiltes diamantantennenelement zur steuerung des azimutmusters in verschiedenen anordnungskonfigurationen

    Citations (4)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    US4686535A (en) * 1984-09-05 1987-08-11 Ball Corporation Microstrip antenna system with fixed beam steering for rotating projectile radar system
    DE19523805A1 (de) * 1994-06-29 1996-01-11 Ma Com Inc Mikrostreifenantenne
    US6031491A (en) * 1996-12-12 2000-02-29 Thomson-Csf Broadband printed array antenna
    DE19850895A1 (de) * 1998-11-05 2000-05-11 Pates Tech Patentverwertung Mikrowellenantenne mit optimiertem Kopplungsnetzwerk

    Family Cites Families (2)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    DE19742090A1 (de) * 1997-09-24 1999-03-25 Bosch Gmbh Robert Ebene Mikrowellenantenne
    DE19855115A1 (de) * 1998-11-30 2000-06-08 Technisat Elektronik Thueringe Mehrlagige Antennenanordnung

    Patent Citations (4)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    US4686535A (en) * 1984-09-05 1987-08-11 Ball Corporation Microstrip antenna system with fixed beam steering for rotating projectile radar system
    DE19523805A1 (de) * 1994-06-29 1996-01-11 Ma Com Inc Mikrostreifenantenne
    US6031491A (en) * 1996-12-12 2000-02-29 Thomson-Csf Broadband printed array antenna
    DE19850895A1 (de) * 1998-11-05 2000-05-11 Pates Tech Patentverwertung Mikrowellenantenne mit optimiertem Kopplungsnetzwerk

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