EP1568104B1 - Mehrfachstrahlantenne mit photonischem bandlückenmaterial - Google Patents

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EP1568104B1 EP03778445A EP03778445A EP1568104B1 EP 1568104 B1 EP1568104 B1 EP 1568104B1 EP 03778445 A EP03778445 A EP 03778445A EP 03778445 A EP03778445 A EP 03778445A EP 1568104 B1 EP1568104 B1 EP 1568104B1
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Bernard Jecko
Ludovic Leger
Thierry Monediere
Patrick Dumon
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    • H01Q15/006—Selective devices having photonic band gap materials or materials of which the material properties are frequency dependent, e.g. perforated substrates, high-impedance surfaces
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    • H01Q5/20—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements characterised by the operating wavebands
    • H01Q5/28—Arrangements for establishing polarisation or beam width over two or more different wavebands

Claims (11)

  1. System zum Senden und/oder Empfangen von elektromagnetischen Wellen, umfassend:
    - eine Vorrichtung (62), die dafür geeignet ist, die von dem System gesendeten und/oder empfangenen elektromagnetischen Wellen auf einen Brennpunkt zu fokussieren, und
    - einen Sender und/oder Empfänger von elektromagnetischen Wellen, der im Wesentlichen im Brennpunkt so angeordnet ist, dass er die elektromagnetischen Wellen sendet und/oder empfängt,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass es eine Mehrfachstrahlantenne (4) umfasst, deren strahlende Außenfläche im Wesentlichen auf dem Brennpunkt angeordnet ist, so dass sie den Sender und/oder Empfänger von elektromagnetischen Wellen bildet,
    - dass die Antenne umfasst:
    - ein photonisches Bandlückenmaterial (20, 42, 172), das dafür geeignet ist, elektromagnetische Wellen räumlich und hinsichtlich Frequenz zu filtern, wobei dieses photonische Bandlückenmaterial mindestens eine Bandlücke aufweist und eine unter Sendung und/oder Empfang strahlende Außenfläche (38, 158) bildet,
    - mindestens einen Periodizitätsfehler (36, 76, 78, 156, 180) des photonischen Bandlückenmaterials, so dass innerhalb der mindestens einen Bandlücke des photonischen Bandlückenmaterials mindestens ein schmales Durchlassband geschaffen wird, und
    - eine Erregungsvorrichtung (40 bis 43, 84, 86, 160, 162, 190), die dafür geeignet ist, elektromagnetische Wellen innerhalb dieses mindestens einen, durch den mindestens einen Fehler geschaffenen schmalen Durchlassbands zu senden und/oder zu empfangen, wobei diese Erregungsvorrichtung dafür geeignet ist, gleichzeitig mindestens um eine erste und eine zweite Arbeitsfrequenz herum, die verschieden sind, zu arbeiten,
    - dass die Erregungsvorrichtung ein erstes und ein zweites Erregungselement (40 bis 43, 84, 86) umfasst, die verschieden und voneinander unabhängig sind und jeweils dafür geeignet sind, elektromagnetische Wellen zu senden und/oder zu empfangen, wobei das erste Erregungselement dafür geeignet ist, bei der ersten Arbeitsfrequenz zu arbeiten, und das zweite Erregungselement dafür geeignet ist, bei der zweiten Arbeitsfrequenz zu arbeiten,
    - dass der oder jeder Periodizitätsfehler (36, 76, 78) des photonischen Bandlückenmaterials einen Resonanzhohlraum (36, 76, 78) mit Austritten bildet, der eine konstante Höhe in einer zu der strahlenden Außenfläche (38) senkrechten Richtung und bestimmte zu der strahlenden Außenfläche parallele seitliche Abmessungen aufweist,
    - dass die erste und die zweite Arbeitsfrequenz dafür geeignet sind, die gleiche Resonanzmode eines Resonanzhohlraums (36, 76, 78) mit Austritten zu erregen, wobei diese Resonanzmode unabhängig von den seitlichen Abmessungen des Hohlraums auf identische Weise auftritt, so dass auf dieser Außenfläche ein erster bzw. ein zweiter strahlender Fleck (46 bis 49) erzeugt wird, deren jeder den Ursprung eines Bündels von elektromagnetischen Wellen darstellt, die unter Sendung und/oder Empfang durch die Antenne ausgestrahlt werden,
    - dass jeder der strahlenden Flecken (46 bis 49) einen geometrischen Mittelpunkt besitzt, dessen Stellung eine Funktion von der Stellung des Erregungselements ist, das ihn erzeugt und dessen Fläche größer als die des ihn erzeugenden strahlenden Elements ist, und
    - dass das erste und das zweite Erregungselement (40 bis 43, 84, 86) zueinander so angeordnet sind, dass der erste und der zweite strahlende Fleck (46 bis 49) auf der Außenfläche (38) des photonischen Bandlückenmaterials nebeneinander angeordnet sind und sich partiell überdecken.
  2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung, die dafür geeignet ist, die elektromagnetischen Wellen zu fokussieren, ein Parabolreflektor (62) ist.
  3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung, die dafür geeignet ist, die elektromagnetischen Wellen zu fokussieren, eine elektromagnetische Linse ist.
  4. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
    - dass jeder strahlende Fleck (46 bis 49) im Wesentlichen kreisförmig ist, wobei der geometrische Mittelpunkt einem gesendeten und/oder empfangenen Leistungsmaximum entspricht und der Umfang einem gesendeten und/oder empfangenen Leistungsmaximum entspricht, das gleich einem Bruchteil der in seinem Mittelpunkt gesendeten und/oder empfangenen Leistung ist, und
    - der Abstand zwischen den geometrischen Mittelpunkten der beiden Erregungselementen (40 bis 43, 84, 86) in einer zur Außenfläche parallelen Ebene deutlich kleiner als der Radius des von dem ersten Erregungselement erzeugten strahlenden Flecks plus dem Radius des von dem zweiten Erregungselement erzeugten strahlenden Flecks ist.
  5. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der geometrische Mittelpunkt jedes strahlenden Flecks (46 bis 49) auf der Linie angeordnet ist, die zu dieser strahlenden Außenfläche (38) senkrecht ist und durch den geometrischen Mittelpunkt des ihn erzeugenden Erregungselements (40 bis 43) verläuft.
  6. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Erregungselement (40 bis 43) im Inneren ein und desselben Hohlraums (36) angeordnet sind.
  7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Arbeitsfrequenz innerhalb desselben, von demselben Hohlraum (36) erzeugten schmalen Durchlassbands gelegen sind.
  8. System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Erregungselement (84, 86) jeweils im Inneren von verschiedenen Resonanzhohlräumen (76, 78) angeordnet sind und dass die erste und die zweite Arbeitsfrequenz dafür geeignet sind, jeweils eine Resonanzmode zu erregen, die von den seitlichen Abmessungen ihres jeweiligen Resonanzhohlraums unabhängig ist.
  9. Antenne nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine dem photonischen Bandlückenmaterial (72) zugeordnete Reflektorebene (74) zur elektromagnetischen Strahlung umfasst, wobei diese Reflektorebene so verformt ist, dass die verschiedenen Hohlräume gebildet werden.
  10. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der oder jeder Hohlraum parallelepipedförmig ist.
  11. System nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung, die dafür geeignet ist, die elektromagnetischen Wellen zu fokussieren, einen Reflektor (202) in Form eines Halbzylinders umfasst und dass das photonische Bandlückenmaterial der Antenne (204) eine konvexe Fläche aufweist, die der halbzylinderförmigen Fläche des Reflektors (202) entspricht.
EP03778445A 2002-10-24 2003-10-23 Mehrfachstrahlantenne mit photonischem bandlückenmaterial Expired - Lifetime EP1568104B1 (de)

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