EP2215687A1

EP2215687A1 - Mikrowellenantenne zur drahtlosen vernetzung von geräten der automatisierungstechnik

Info

Publication number: EP2215687A1
Application number: EP08855130A
Authority: EP
Inventors: Alois Ineichen; Thorsten Godau
Original assignee: Pilz GmbH and Co KG
Current assignee: Pilz GmbH and Co KG
Priority date: 2007-11-26
Filing date: 2008-11-15
Publication date: 2010-08-11
Also published as: WO2009068197A1; US20110043432A1; US8232929B2; DE102007058257A1

Abstract

Eine Mikrowellenantenne zur drahtlosen Vernetzung von Geräten der Automatisierungstechnik besitzt eine erste Leiterplatte (48), auf der eine erste Leiterschleife (52) als gedruckte Leiterbahn angeordnet ist. Eine zweite Leiterplatte (50) mit einer zweiten Leiterschleife (64) in Form einer gedruckten Leiterbahn ist quer zu der ersten Leiterplatte (48) angeordnet und an dieser befestigt. Die Leiterschleifen (52, 64) sind mit einem gemeinsamen Speiseanschluss 94 verbunden. Eine Umwegleitung (110) verbindet jeweils ein Ende der ersten und zweiten Leiterschleife (52, 64).

Description

Mikrowellenantenne zur drahtlosen Vernetzung von Geräten der Automatisierungstechnik

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mikrowellenantenne zur drahtlosen Vernetzung von Geräten der Automatisierungstechnik, insbesondere zur Vernetzung von abgesetzten Sensoren, Aktoren und einer zentralen Steuereinheit, mit einer ersten Leiterschleife, die ein erstes und ein zweites Ende besitzt, mit einer zweiten Leiterschleife, die ein drittes und ein viertes Ende besitzt, mit einer Umwegleitung, die das zweite und das vierte Ende leitend verbindet, und mit einem gemeinsamen Speise- anschluss für die erste und die zweite Leiterschleife.

Eine solche Antenne ist unter der Bezeichnung "Eggbeater-Antenne" bekannt und beispielsweise in einer Bauanleitung beschrieben, die im Internet unter der Adresse http://davehouston.net/eggbeater.htm veröffentlicht ist.

Bei der industriellen Herstellung von Produkten gibt es seit vielen Jahren das Bestreben, die Prozessabläufe mehr und mehr zu automatisieren. Dies führt zu einer zunehmenden Vernetzung von Geräten und Komponenten, die an den Produktions- Prozessen beteiligt sind. Typischerweise sind dies Sensoren zum Detektieren von Anlagen- oder Prozesszuständen, Aktoren, die eine Veränderung der Anlagen- oder Prozesszustände bewirken, und Steuereinheiten zum Erzeugen von Steuersignalen, mit denen die Aktoren in Abhängigkeit von den Sensorsignalen angesteuert werden. Bei kleinen Anlagen können die Sensoren und Aktoren direkt an die Steuereinheit angeschlossen sein. Bei größeren und weitläufigen Anlagen, die eine große Anzahl von Sensoren und Aktoren benötigen, werden schon seit vielen Jahren Kommunikationsnetzwerke verwendet, um die Sensoren, Aktoren und Steuereinheiten miteinander zu vernetzen. Ein typisches Beispiel für solche Kommunikationsnetzwerke sind die so genannten Feldbusse. Dies sind Kommunikationsnetzwerke, die an die speziellen Anforderungen für solche Anwendungen angepasst sind, insbesondere im Hinblick auf die rauen Umgebungsbedingungen und den typischen Kommunikationsbedarf zwischen Steuereinheiten und abgesetzten Sensoren und Aktoren. Bekannte Feldbusse sind der so genannte Profibus, der so genannte Interbus und der so genannte CAN-Bus. Typischerweise verwenden diese Feldbusse elektrische und/oder optische Leitungen zur Vernetzung der angeschlossenen Geräte.

Es gibt darüber hinaus seit einigen Jahren Bestrebungen, die Vernetzung von Geräten der Automatisierungstechnik auf Basis des bekannten Ethernet-Standards zu realisieren, der sich bei der Vernetzung von Personal Computern in Heim- und Büroanwendungen durchgesetzt hat. In diesem Zusammenhang gibt es auch Bestrebungen, die Verbindung zwischen den Geräten drahtlos zu realisieren, was bei Heim- und Büronetzwerken mit Hilfe von WLAN schon häufig der Fall ist. Beispielsweise bietet die Firma Phoenix Contact GmbH & Co. KG in ihrer Produktlinie Factory Line WLAN- Kommunikationsgeräte zur drahtlosen Vernetzung von Geräten der Automatisierungstechnik an. Die Technologie von Heim- und Büronetzwerken ist allerdings nicht ohne weiteres auf Anwendungen in industriellen Produktionsumgebungen übertragbar, weil der Kommunikationsbedarf und die Umgebungsbedingungen unterschiedlich sind. In Werkshallen gibt es typischerweise eine große Anzahl metallischer Gegenstände und bewegter Objekte, die die Ausbreitung von Funkwellen stark beeinflussen können. Andererseits muss die Kommunikation zwischen den Steuereinheiten und den Sensoren und Aktoren häufig in sehr engen, zyklisch wiederkeh- renden Zeitintervallen erfolgen, um einen kontinuierlichen und störungsfreien Produktionsprozess zu ermöglichen. Hinzu kommen erhöhte Anforderungen an die Zuverlässigkeit der Kommunikationsverbindung, wenn sicherheitsrelevante Daten übertragen werden sollen, von denen die Betriebssicherheit einer automatisierten Anlage abhängt. Beispielsweise führen viele Produktionsanlagen gefährliche Bewegungen aus, die sofort gestoppt werden müssen, wenn sich eine Bedienperson der Anlage nähert. In so einem Fall muss das Signal einer Lichtschranke, die die Person detektiert, schnell an die zentrale Steuereinheit übertragen werden, und der Abschaltbefehl muss den richtigen Antrieb der Anlage innerhalb einer definierten und garantierten Zeitspanne erreichen. Dabei kommt es im Gegensatz zu Heim- und Büronetzwerken oft auf Bruchteile von Sekunden an.

Angesichts der schwierigen Übertragungsbedingungen in Werkshallen besitzen die bekannten Geräte von Phoenix zwei Stabantennen, die an unterschiedlichen Positionen und in unterschiedlicher Ausrichtung (horizontal und vertikal) angeordnet sind. Es wird jeweils diejenige Antenne verwendet, die bessere Empfangsbedingungen vorfindet. Anstelle von Stabantennen, die zumindest annähernd eine Rundstrahlcharakteristik aufweisen, können an die Phoenix-Geräte grundsätzlich auch Richtantennen angeschlossen werden, deren Sende- und Empfangseigenschaften auf eine oder mehrere Raumrichtungen optimiert sind und die dafür in anderen Raumrichtungen sehr schlechte Sende- und Empfangseigenschaften aufweisen.

Die Verwendung von Richtantennen mag für spezielle Anwendungen sinnvoll sein. Sie geht jedoch bei der Vernetzung von Geräten der Automatisierungstechnik zu Lasten der Flexibilität. Außerdem erhöht sich der Aufwand bei der Planung und Installation im Vergleich zu Antennen mit einer Rundstrahlcharakteristik. Andererseits sind die Ergebnisse, die sich mit einfachen Stabantennen in Werkshallen und anderen industriellen Umgebungen erreichen lassen, bei weitem noch nicht optimal.

Es gibt darüber hinaus eine Vielzahl von Antennenarten und -formen für diverse Anwendungen im Bereich der Satellitenkommunikation, des Mobilfunks, der Ortung u.a. Ein Beispiel ist die eingangs genannte Eggbeater- Antenne. Diese besitzt zwei kreisförmige Leiterschleifen, deren Enden über eine Umwegleitung verbunden sind, wobei die Länge der Umwegleitung etwa einem Viertel der Wellenlänge der zu empfangenden Funksignale entspricht. Die beiden Leiterschleifen sind mit einem gemeinsamen Speisepunkt verbunden, an dem die Antennensignale eingekoppelt oder ausgekoppelt werden können. Eine solche Antenne lässt eine gute Rundstrahlcharakteristik erwarten. Sie ist jedoch für die rauen Umgebungsbedingungen einer industriellen Produktionsanlage nur bedingt geeignet.

Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine kostengünstige Mikrowellenantenne zur drahtlosen Vernetzung von Geräten der Automatisierungstechnik anzugeben, die flexibel einsetzbar ist und stabile Funkübertragungen unter den schwierigen Übertragungsbedingungen einer industriellen Umgebung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird nach einem Aspekt der Erfindung durch eine Antenne der eingangs genannten Art gelöst, mit einer ersten Leiterplatte, auf der die erste Leiterschleife als gedruckte Leiterbahn angeordnet ist, und mit einer zweiten Leiterplatte, auf der die zweite Leiterschleife als gedruckte Leiterbahn angeordnet ist, wobei die erste Leiterplatte ferner den gemeinsamen Speiseanschluss aufweist, und wobei die zweite Leiterplatte quer zu der ersten Leiterplatte angeordnet ist.

Die neue Mikrowellenantenne verwendet also (zumindest) zwei quer zueinander angeordnete Leiterschleifen, die über eine Umwegleitung verbunden sind und einen gemeinsamen Speisepunkt besitzen. Im Unterschied zu der bekannten Eggbeater- Antenne sind die zwei Leiterschleifen hier in Form von gedruckten Leiterbahnen realisiert. Der Begriff "gedruckte Leiterbahn" bezeichnet in diesem Zusammenhang leitfähige (insbesondere metallische) Bahnen, die als dünne Schichten auf einer Trägerplatte aus einem isolierenden Material fest angeordnet sind. In bevorzugten Ausführungsbeispielen bestehen die Leiterplatten aus einem Glasfasergewebe, das mit Epoxidharz gebunden ist (so genannte FR4 Leiterplatten). Alternativ können die Leiterplatten aus PTFE, Keramik oder anderen isolierenden Kunst- und/oder Verbund- Werkstoffen sein, wie etwa aus Rexolite® 1422 oder Noryl. In bevorzugten Ausführungsbeispielen sind die Leiterbahnen aus Kupfer, das durch geeignete Beschich- tungsverfahren auf den Platten abgeschieden wurde. Prinzipiell kommen dabei Herstellungsverfahren zum Einsatz, wie sie zur Herstellung von Leiterplatten für andere Zwecke verwendet werden, wie etwa Leiterplatten zur Bestückung mit elektrischen und/oder elektronischen Bauelementen.

Die neue Mikrowellenantenne besitzt (zumindest) zwei Leiterplatten, die quer zueinander angeordnet sind. In bevorzugten Ausführungsbeispielen besitzt die neue Mikrowellenantenne zwei Leiterplatten, die orthogonal zueinander angeordnet sind. Vorzugsweise ist die zweite Leiterplatte nachträglich an der ersten Leiterplatte befestigt worden, d.h. nachdem die Leiterbahnen auf den separaten Leiterplatten hergestellt wurden. Grundsätzlich könnte die Herstellung der "gekreuzten" Leiterplatten jedoch auch vor der Herstellung der Leiterbahnen erfolgen.

In allen Fällen trägt die erste Leiterplatte nicht nur die erste Leiterschleife, sondern auch die zweite Leiterplatte mit der zweiten Leiterschleife, und vorteilhafterweise auch den Speiseanschluss und die Umwegleitung, so dass die erste Leiterplatte durch die zweite Leiterplatte zu der neuen Mikrowellenantenne ergänzt wird. Zwar könnte die erste Leiterplatte mit der ersten Leiterschleife für sich genommen bereits als Mikrowellenantenne verwendet werden. Durch die Ergänzung mit der zweiten Leiterplatte erhält die neue Mikrowellenantenne jedoch eine Gesamtstrahlungscharakteristik, die nahezu optimal für die drahtlose Vernetzung von Geräten in industriellen Arbeitsumgebungen ist. Die beiden Leiterschleifen erzeugen zusammen eine horizontale Strahlungscharakteristik, die für horizontale Polarisation nahezu optimal kreisförmig ist. Auch für vertikale Polarisation kann man mit guter Näherung von einer kreisförmigen Strahlungscharakteristik in der Horizontalebene sprechen. Darüber hinaus besitzt die neue Antenne auch in der Vertikalebene mit guter Näherung eine Rundstrahlcharakteristik, und zwar sowohl für horizontale Polarisation als auch für vertikale Polarisation. Dies erscheint zunächst überraschend, wenn man bedenkt, dass die Leiterschleifen selbst horizontal polarisiert sind. Aufgrund der Umwegleitung werden die beiden Leiterschleifen jedoch mit einer Phasenverschie- bung betrieben, die in den bevorzugten Ausfuhrungsbeispielen etwa 90° beträgt (λ/4- Umwegleitung). Aufgrund dieser Phasenverschiebung entsteht eine zirkuläre Polarisation, also eine drehende Polarisation, die vertikale Polarisationsanteile enthält.

Die neue Mikrowellenantenne ermöglicht daher in praktisch allen Raumrichtungen und in allen Polarisationsebenen einen guten Empfang bzw. eine gute Abstrahlung. Infolge dessen kann die neue Mikrowellenantenne sehr flexibel und weitgehend ohne spezielle Planungs- und Installationsarbeiten eingesetzt werden.

Darüber hinaus sind die universellen Sende- und Empfangseigenschaften der neuen Mikrowellenantenne von großem Vorteil für die Anwendung in industriellen Arbeitsumgebungen, wie Werkshallen, in denen bewegte Maschinen und zahlreiche andere metallische Strukturen anzutreffen sind. Viele dieser Strukturen besitzen vertikale Kanten, was für eine Übertragung mit vertikaler Polarisation von Nachteil ist. Vertikale Polarisation ist auch für die Durchdringung von Wänden eher nachteilig. Vorteile besitzt vertikale Polarisation allerdings bei einer stockwerkübergreifenden Kommunikation. Die neue Mikrowellenantenne kann weitgehend unabhängig von den Umgebungsbedingungen am Einsatzort betrieben werden, weil sie sowohl mit horizontaler als auch mit vertikaler Polarisation arbeitet. Im Gegensatz dazu sind herkömmliche Stabantennen nur für eine der beiden Polarisationsarten optimal.

Des weiteren kann die neue Mikrowellenantenne aufgrund der Leiterplattentechnik sehr einfach und mit geringen Toleranzen hergestellt werden, und sie ist sehr robust, kompakt und stabil. Sie eignet sich daher für die Verwendung in rauen industriellen Umgebungen. Ferner kann sie in den hohen Stückzahlen, die typischerweise für eine solche Verwendung benötigt werden, kostengünstig hergestellt werden.

Ein weiterer Vorteil der neuen Mikrowellenantenne liegt darin, dass die verschiedenen Polarisationen zur Entkopplung gegenüber anderen Funkdiensten eingesetzt werden können. Beispielsweise arbeiten klassische WLAN-Funknetze und Bluetooth in der Regel mit vertikaler Polarisation, so dass die guten Sende- und Empfangseigen- Schäften der neuen Antenne bei horizontaler Polarisation geringere Störungen durch solche Funknetze erwarten lassen. Trotzdem ist die neue Antenne kompatibel zu den herkömmlichen Systemen.

Die oben genannte Aufgabe ist daher vollständig gelöst.

In einer bevorzugten Ausgestaltung weist zumindest eine der Leiterplatten einen Schlitz auf, in den die andere Leiterplatte eingesteckt ist. In bevorzugten Ausfuhrungsbeispielen weisen die erste und die zweite Leiterplatte jeweils einen Schlitz auf, und sie sind mit ihren Schlitzen ineinander gesteckt. Des Weiteren ist es bevorzugt, wenn der Schlitz in der zweiten Leiterplatte sehr lang ist im Vergleich zu dem Schlitz in der ersten Leiterplatte, so dass die zweite Leiterplatte weitgehend "auf" der ersten Leiterplatte sitzt.

Diese Ausgestaltungen ermöglichen eine sehr einfache, kostengünstige und stabile Montage der neuen Mikrowellenantenne. Die beiden Leiterplatten können in herkömmlicher Technik separat hergestellt werden. Anschließend wird die zweite Leiterplatte auf die erste Leiterplatte gesteckt. Aufgrund der Schlitze lassen sich die Leiterschleifen auf weitgehend gleicher Höhe positionieren. Ein langer Schlitz in der zweiten Leiterplatte ermöglicht es, dass beide Leiterschleifen mit Ausnahme der jeweiligen Enden geschlossen sind. Solche weitgehend geschlossenen Leiterschleifen vereinfachen die bevorzugte Rundstrahlcharakteristik der neuen Antenne.

In einer weiteren Ausgestaltung ist auf der ersten Leiterplatte zumindest eine erste Metallfläche angeordnet, und auf der zweiten Leiterplatte ist zumindest eine zweite Metallfläche angeordnet, wobei die ersten und zweiten Metallflächen von den Leiterschleifen isoliert und miteinander verlötet sind. Vorzugsweise sind die ersten und zweiten Metallflächen direkt miteinander verlötet, d.h. das Lötzinn verbindet die Metallflächen direkt und ohne zusätzliche Metallstifte oder dergleichen. Diese Ausgestaltung sorgt für eine hohe Stabilität der neuen Mikrowellenantenne und sie entlastet die elektrischen Lötverbindungen zwischen den Leiterschleifen. Andererseits lassen sich die Metallflächen sehr einfach und kostengünstig zusammen mit den Leiterschleifen herstellen, und auch das Verlöten der Metallflächen ist einfach und kostengünstig.

In einer weiteren Ausgestaltung ist zumindest eine der Metallflächen eine durch- kontaktierte Doppelfläche, die eine vordere Metallfläche auf einer Vorderseite der Leiterplatte und eine rückseitige Metallfläche auf einer Rückseite der Leiterplatte aufweist.

In dieser Ausgestaltung ist zumindest eine der Metallflächen sowohl auf der Vorderseite als auch auf der Rückseite der jeweiligen Leiterplatte angeordnet. Dies ermöglicht auf sehr einfache und kostengünstige Weise eine mehrfache Lötverbindung und infolge dessen eine sehr stabile Verbindung der Leiterplatten. Die Durchkontaktie- rung verhindert, dass die gegenüberliegenden Metallflächen auf der Vorderseite und der Rückseite als Plattenkondensator wirken. Infolge dessen tragen die Durchkontak- tierungen zu der guten Antennencharakteristik bei.

In einer weiteren Ausgestaltung ist die Umwegleitung eine gedruckte Leiterbahn, die auf der ersten Leiterplatte angeordnet ist. Vorzugsweise ist die Umwegleitung eine Streifenleitung, die eine 90° Phasenverschiebung erzeugt und die mit dem vierten Ende (auf der zweiten Leiterplatte) verlötet ist.

Diese Ausgestaltung ermöglicht eine sehr einfache und kostengünstige Herstellung der Umwegleitung.

In einer weiteren Ausgestaltung sind das erste und das dritte Ende ohne Umwegleitung verlötet. In dieser Ausgestaltung verbindet die Umwegleitung nur jeweils ein Ende der beiden Leiterschleifen, während die jeweils anderen Enden direkt verbunden sind. Ein elektrisch kurzes Leitungsstück kann zur Verbindung der anderen Enden vorgesehen sein, um Höhen- und/oder Positionsunterschiede auszugleichen. Die neue Mikrowellenantenne dieser Ausgestaltung unterscheidet sich von der eingangs genannten Eggbeater-Antenne in der elektrischen Verbindung der vier Leiterenden. Angesichts dessen ist davon auszugehen, dass diese Ausgestaltung vorteilhaft zu der sehr gleichmäßigen Rundstrahlcharakteristik beiträgt, die die nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele aufweisen.

In einer weiteren Ausgestaltung besitzt die neue Mikrowellenantenne eine weitere gedruckte Leiterbahn, die auf der ersten Leiterplatte angeordnet ist und die den Speiseanschluss und das erste Ende leitend verbindet.

In dieser Ausgestaltung ist die erste Leiterplatte die Hauptleiterplatte, auf der alle wesentlichen Antennenelemente (vorzugsweise einschließlich der Umwegleitung) angeordnet sind. Es genügt dann, dass die zweite Leiterplatte die zweite Leiterschleife und isolierte Metallflächen zur mechanischen Befestigung aufweist. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine sehr kostengünstige Herstellung, da die zweite Leiterplatte für verschiedene Typen der neuen Mikrowellenantenne verwendet werden kann, wie nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele erläutert ist. Des Weiteren vereinfacht sich die Montage der zweiten Leiterplatte auf der ersten Leiterplatte aufgrund dieser Ausgestaltung.

In einer weiteren Ausgestaltung weist die weitere gedruckte Leiterbahn eine vordere Leiterbahn auf einer Vorderseite der ersten Leiterplatte und eine rückseitige Leiterbahn auf einer Rückseite der ersten Leiterplatte auf, wobei der Speiseanschluss ein koaxialer Anschluss mit einem Innenleiter und einem Außenleiter ist, wobei die vordere Leiterbahn den Außenleiter und das erste Ende leitend verbindet, und wobei die rückseitige Leiterbahn den Innenleiter und das zweite Ende leitend verbindet. Vorzugsweise sind die vordere und rückseitige Leiterbahn übereinander angeordnet, so dass sie eine weitgehend symmetrische Streifenleitung bilden. Diese Ausgestaltung trägt ebenfalls zu einer kostengünstigen Herstellung der neuen Mikrowellenantenne bei. Die Leitungsverbindung zwischen dem Speiseanschluss und den Leiterschleifen ist hier in kostengünstiger Weise auf der ersten Leiterplatte integriert.

In einer weiteren Ausgestaltung weist die vordere Leiterbahn im Bereich des Speiseanschlusses eine große Leiterbahnbreite auf, die sich zum ersten Ende hin symmetrisch verjüngt. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel verjüngt sich die vordere Leiterbahn mit einem Radius von etwa λ/6, wobei λ die Wellenlänge der Antennenstrahlung bezeichnet. Die rückseitige Leiterbahn besitzt vorzugsweise eine weitgehend konstante Breite.

In dieser Ausgestaltung bilden die weiteren Leiterbahnen einen so genannten Balun. Dieser Balun ist eine sehr einfache, kostengünstige und mit hoher Genauigkeit reproduzierbare Möglichkeit zur Anpassung eines konventionellen, koaxialen Speiseanschlusses an die Leiterschleifen der neuen Antenne.

In einer weiteren Ausgestaltung ist die erste Leiterschleife etwa zur Hälfte auf der Vorderseite und etwa zur Hälfte auf der Rückseite der ersten Leiterplatte angeordnet.

Diese Ausgestaltung ermöglicht einen sehr einfachen und effizienten Anschluss der Leiterschleifen an die Speiseleitung.

In einer weiteren Ausgestaltung sind die Leiterschleifen rechteckig, insbesondere quadratisch. Vorzugsweise beträgt die Kantenlänge der quadratischen Leiterschleifen etwa λ/4. In anderen Ausführungsbeispielen sind die Leiterschleifen rechteckig mit einem Seitenverhältnis von 2:1. Auch in diesem Fall ist die Gesamtlänge der Leiterschleifen vorzugsweise weitgehend gleich der Wellenlänge der Sende- bzw. Empfangssignale. Grundsätzlich könnten die Leiterschleifen auch kreisförmig, elliptisch oder anders geformt sein. Es hat sich jedoch gezeigt, dass rechteckige und insbesondere quadratische Leiterschleifen spürbar zu der guten Antennencharakteristik der neuen Mikrowellenantenne beitragen. Möglicherweise ist dies darauf zurückzuführen, dass die Ecken der Leiterschleifen Teilstrahlungen hervorrufen, die zu günstigen Interferenzen führen.

In einer weiteren Ausgestaltung verlaufen die Leiterschleifen am Rand der Leiterplatten. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Leiterplatten außerdem Ausnehmungen aufweisen, so dass die Leiterschleifen auch innen teilweise oder weitgehend freigestellt sind.

Auch diese Ausgestaltung trägt vorteilhaft zu der guten Antennencharakteristik der neuen Mikrowellenantenne und ihrer hohen Eignung für den Einsatz in Werkshallen oder dergleichen bei.

In einer weiteren Ausgestaltung ist auf der ersten Leiterplatte eine dritte Leiterschleife als gedruckte Leiterbahn angeordnet, wobei die erste und die dritte Leiterschleife in einer Ebene liegen und innerhalb der Ebene in zwei Richtungen versetzt sind. In bevorzugten Ausführungsbeispielen sind die erste und die dritte Leiterschleife seitlich um etwa λ/4 und in der Höhe um etwa λ/2 versetzt.

Diese Ausgestaltung integriert eine zweite Schleifenantenne auf der ersten Leiterplatte. Aufgrund der versetzten Anordnung ermöglicht diese Ausgestaltung eine sehr einfache, kostengünstige und kompakte Mehrfachantenne für einen Diversitybetrieb.

In einer weiteren Ausgestaltung besitzt die neue Mikrowellenantenne eine dritte Leiterplatte mit einer vierten Leiterschleife, wobei die dritte Leiterplatte quer zu der dritten Leiterschleife an der ersten Leiterplatte befestigt ist. In dieser Ausgestaltung sind beide Diversityantennen nach der Grundidee der vorliegenden Erfindung realisiert. Vorteilhafterweise sind die zweite und die dritte Leiterplatte gleich, was eine sehr einfache und kostengünstige Herstellung ermöglicht. Unabhängig davon bietet diese Ausgestaltung eine sehr kompakte Mehrfachantenne für einen vorteilhaften Diversitybetrieb.

In einer weiteren Ausgestaltung besitzt die neue Mikrowellenantenne eine Antennen- umschalteinheit, die dazu ausgebildet ist, den Speiseanschluss wahlweise mit der ersten oder der dritten Leiterschleife zu verbinden, wobei die Antennenumschalt- einheit auf der ersten Leiterplatte angeordnet ist.

In dieser Ausgestaltung ist eine Antennenumschalteinheit für den Diversitybetrieb in die Mikrowellenantenne integriert. Die Integration der Antennenumschalteinheit in die Mikrowellenantenne ermöglicht einen sehr flexiblen Einsatz, weil keine Veränderungen an den Sende- und Empfangsgeräten notwendig sind, an die die neue Antenne angeschlossen wird.

In einer weiteren Ausgestaltung besitzt die neue Mikrowellenantenne einen - vorzugsweise plattenförmigen - Reflektor, der an der ersten Leiterplatte befestigt ist.

Ein solcher Reflektor ist insbesondere von Vorteil, wenn die neue Mikrowellenantenne als Diversityantenne mit integrierter Antennenumschalteinheit ausgebildet ist, weil der Reflektor in diesem Fall die Antennenumschalteinheit vorteilhaft abschirmen kann. Darüber hinaus kann der Reflektor die Antennencharakteristik für die Anwendungen in Werkshallen oder dergleichen weiter verbessern, da eine Abstrahlung senkrecht nach unten in aller Regel wenig sinnvoll ist, wenn die Antenne auf oder direkt an dem zu vernetzenden Gerät angeordnet ist.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer automatisierten Anlage mit Mikrowellenantennen nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 2 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der neuen Mikrowellenantenne in einer perspektivischen Darstellung,

Fig. 3 - 6 die Mikrowellenantenne aus Fig. 2 in vier Seitenansichten,

Fig. 7 ein zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel der neuen Mikrowellenantenne in einer Seitenansicht, und

Fig. 8 die Mikrowellenantenne aus Fig. 7 in einer perspektivischen Darstellung.

In Fig. 1 ist eine Anlage, bei der Ausführungsbeispiele der neuen Mikrowellenantenne zur Anwendung kommen, insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet.

Die Anlage 10 besitzt eine Steuereinheit 12 und mehrere abgesetzte E/ A- (Eingabe/Ausgabe)-Einheiten 14, 16, 18. An die E/A-Einheit 16 ist ein elektrischer Antrieb 20 angeschlossen. Beispielsweise ist dies ein Antrieb für einen Roboter oder eine andere Maschine zur automatisierten Bearbeitung von Werkstücken (hier nicht dargestellt). Der Antrieb 20 wird über die E/A-Einheit 16 mit Strom versorgt und kann daher von der E/A-Einheit 16 abgeschaltet werden. An die E/ A- Einheiten 14 und 18 ist jeweils eine Lichtschranke 22 angeschlossen. Mit den Lichtschranken 22 wird der Roboter oder die elektrische Maschine gegen gefährliche Eingriffe von außen gesichert. Die Lichtschranken 22 sind typische Beispiele für Sensoren, deren Signalzu- stände von der Steuereinheit 12 eingelesen werden, um in Abhängigkeit davon Steuersignale zu erzeugen, mit denen der Antrieb 20 abgeschaltet werden kann.

Die Steuereinheit 12 und die E/A-Einheiten 14, 16, 18 bilden hier zusammen ein sicherheitsrelevantes Steuerungssystem im Sinne der Normen EN 954-1, IEC 61508 und/oder EN ISO 13849-1. In bevorzugten Ausfuhrungsbeispielen sind die Steuereinheit 12 und die E/A-Einheiten 14, 16, 18 jeweils fehlersicher im Sinne der Kategorie 3 und höher der EN 954-1 ausgebildet. Um dies zu erreichen, sind die sicherheitsrelevanten Teile der Steuereinheit 12 und der E/ A- Einheiten 14, 16, 18 redundant aufgebaut, und sie führen regelmäßige Funktionstests durch, um ein Abschalten des Antriebs 20 auch bei Auftreten eines Fehlers sicherzustellen. In besonders bevorzugten Ausführungsbeispielen beinhaltet die Steuereinheit 12 darüber hinaus auch die Betriebssteuerung des Antriebs 20, d.h. die Steuerung der normalen Arbeitsbewegungen des Roboters oder der Maschine. Grundsätzlich könnte die Steuereinheit 12 auch eine reine Betriebssteuerung sein, und die sicherheitsrelevanten Steuerfunktionen könnten durch eine weitere Steuereinheit (hier nicht dargestellt) gesteuert werden, die beispielsweise im Schaltschrank des Roboters oder der Maschine installiert ist.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt die Steuereinheit 12 einen Signal- und Datenverarbeitungsteil 24, der redundant aufgebaut ist. Der Signal- und Datenverarbeitungsteil 24 besitzt zwei Prozessoren 26a, 26b, die redundant zueinander arbeiten und sich gegenseitig überwachen. Die Prozessoren 26a, 26b können auf einen Speicher 28 zugreifen, in dem das Steuerprogramm für die Anlage 10 abgespeichert ist.

Die Steuereinheit 12 besitzt ferner eine Kommunikationsschnittstelle 30, die hier mit zwei Mikrowellenantennen 32a, 32b nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung verbunden ist. In einem bevorzugten Ausfuhrungsbeispiel sind die zwei Antennen 32a, 32b in einer Diversityantenne integriert, die weiter unten anhand Fig. 7 und 8 beschrieben ist. Der Signal- und Datenverarbeitungsteil 24 kommuniziert über die Kommunikationsschnittstelle 30 und die Antennen 32a, 32b mit den abgesetzten E/A-Einheiten 14, 16, 18, um die Signalzustände der Sensoren 22 einzulesen und die Steuerbefehle für den Antrieb 20 auszugeben.

Jede E/A-Einheit 14, 16, 18 besitzt eine Antenne 36 und eine Kommunikationsschnittstelle 38. Die E/A-Einheiten 14, 16, 18 kommunizieren über die Antenne 36 und die Kommunikationsschnittstelle 38 mit der Steuereinheit 12, um die Sensorsignale zu übertragen und die Steuerbefehle zu empfangen. Zu diesem Zweck senden und empfangen die Kommunikationsschnittstellen 30, 38 hochfrequente Funksignale 40, 42. In einem Ausführungsbeispiel liegt die Frequenz der Funksignale 40, 42 bei etwa 2,4 GHz. Jedes Funksignal besteht aus einer Vielzahl von zeitlich aufeinander folgenden Signalpaketen (so genannte Bursts), zwischen denen zeitliche Pausen liegen. Mit den hochfrequenten Signalpaketen werden so genannte Telegramme 46 übertragen, in denen die Daten codiert sind, die zwischen der Steuereinheit 12 und den E/A-Einheiten 14, 16, 18 ausgetauscht werden.

Die Fig. 2 bis 6 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel der neuen Mikrowellenantenne in Form einer Einzelantenne 36. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Elemente.

Die Antenne 36 besitzt eine erste Leiterplatte 48 und eine zweite Leiterplatte 50. Auf der ersten Leiterplatte 48 ist eine erste Leiterschleife 52 mit einem ersten Ende 54 und einem zweiten Ende 56 angeordnet. Wie man in den Fig. 3 und 5 erkennen kann, verläuft die erste Leiterschleife 52 zur Hälfte auf der Vorderseite 58 und zur anderen Hälfte auf der Rückseite 60 der ersten Leiterplatte 48. Im oberen Bereich der ersten Leiterplatte 48 befinden sich Durchkontaktierungen, mit denen die erste Leiterschleife 52 von der Vorderseite 58 auf die Rückseite 60 geführt ist.

Auf der zweiten Leiterplatte 50 ist eine zweite Leiterschleife 64 angeordnet, die ein drittes Ende 66 und ein viertes Ende 68 besitzt. Die Enden 66, 68 der zweiten Leiterschleife 64 sind über Durchkontaktierungen 70, 72 auf die Rückseite 74 der zweiten Leiterplatte 50 geführt. Im Übrigen verläuft die zweite Leiterschleife 64 vollständig auf der Vorderseite 76 der zweiten Leiterplatte 50. Wie man in den Fig. 4 und 6 erkennen kann, ist die zweite Leiterplatte 50 quadratisch und die zweite Leiterschleife 64 verläuft am Rand 78 der Leiterplatte 50. Dementsprechend ist die zweite Leiterschleife 64 hier eine quadratische Leiterschleife. Die Kantenlänge ist so gewählt, dass sie etwa λ/4 der zu übertragenden oder zu empfangenden Funkwellen ist. An den vier Ecken der Leiterplatte 50 sind L-förmige Schlitze 80 angeordnet, so dass die zweite Leiterschleife 64 auch an ihrer Innenseite teilweise freigestellt ist. Man könnte auch sagen, dass die zweite Leiterplatte 50 einen äußeren Rahmen besitzt, auf dem die zweite Leiterschleife in Form einer leitfähigen Schicht (beispielsweise aus Kupfer) vollflächig angeordnet ist. Innerhalb des Rahmens befindet sich ein zentraler Leiterplattenbereich 82, der über vier kreuzförmig angeordnete Stege mit dem äußeren Rahmen verbunden ist. In diesem zentralen Leiterplattenbereich 82 sind durchkontaktierte doppelseitige Metallflächen 86a, 86b angeordnet. Die Metallflächen 86 sind gegen die Leiterschleifen 52, 64 isoliert. Sie dienen lediglich als Lötflächen, an denen die erste und zweite Leiterplatte 48, 50 verlötet sind, um eine mechanische, stabile Verbindung zu erhalten.

Die erste Leiterplatte 48 ist wesentlich größer als die zweite Leiterplatte 50. Sie besitzt jedoch einen quadratischen Leiterplattenbereich 84, dessen Größe gleich der zweiten Leiterplatte 50 ist. Die erste Leiterschleife 52 verläuft am Rand des quadratischen Leiterplattenbereichs 84. An der Innenseite der ersten Leiterschleife 52 sind L-förmige Schlitze 80 angeordnet, mit denen die erste Leiterschleife 52 zumindest teilweise freigestellt wird.

Die erste Leiterplatte 48 besitzt noch einen zweiten und einen dritten Leiterplattenbereich 88, 90, die mit Hilfe von Schlitzen 87 von dem quadratischen Leiterplattenbereich 84 abgesetzt sind. Der zweite Leiterplattenbereich 88 ist ein relativ kleiner Streifen, der oberhalb des Leiterplattenbereichs 84 angeordnet ist. Der Leiterplattenbereich 88 dient im Wesentlichen dazu, eine schlitzförmige Aufnahme 92 auszubilden, in die die zweite Leiterplatte 50 von oben eingesteckt ist. Die zweite Leiterplatte 50 wird mit Hilfe des Leiterplattenbereichs 88 etwas oberhalb von dem quadratischen Leiterplattenbereich 84 gehalten, so dass die erste Leiterschleife 52 unter der zweiten Leiterschleife 64 hindurch geführt ist. Der dritte Leiterplattenbereich 90 bildet den Fuß der Antenne 36. Er trägt einen koaxialen Stecker 94, der einen gemeinsamen Speiseanschluss für die beiden Leiterschleifen 52, 64 bildet. Der Stecker 94 ist im unteren Teil des Leiterplattenbereichs 90 aufgelötet. Er besitzt einen Außenleiter 96 und einen Innenleiter 98. Der Außenleiter 96 ist mit einer Leiterbahn 100 verlötet, die auf der Vorderseite des dritten Leiterplattenbereichs 90 angeordnet ist. Der Innenleiter 98 ist mit einer Leiterbahn 102 verlötet, die auf der Rückseite des dritten Leiterplattenbereichs 90 verläuft. Die Leiterbahnen 100, 102 bilden zusammen eine (zumindest teilweise symmetrische) Streifenleitung, über die der Stecker 94 mit dem ersten Ende 54 und dem zweiten Ende 56 der ersten Leiterschleife 52 elektrisch verbunden ist. Wie man in den Fig. 2 und 3 erkennen kann, besitzt die vordere Leiterbahn 100 im Bereich des Steckers 96 eine große Leiterbahnbreite, die sich zum ersten Ende 54 hin symmetrisch verjüngt. Die Breite der vorderen Leiterbahn 100 nimmt mit einem Krümmungsverlauf ab, dessen Radius 104 etwa λ/6 ist. Demgegenüber besitzt die rückseitige Leiterbahn 102 eine weitgehend konstante Breite, abgesehen von einem kurzen Stück im Bereich des Steckers 94, das zum elektrischen Anschluss des Innenleiters 98 benötigt wird.

Die abnehmende Breite der vorderen Leiterbahn 100 bildet zusammen mit der rückseitigen Leiterbahn 102 einen Balun, mit dem die koaxiale (unsymmetrische) Anschlussleitung 106 der Antenne an die symmetrische Streifenleitung angepasst wird, die die vordere und rückseitige Leiterbahn 100, 102 im Bereich der ersten und zweiten Leiterschleife 52, 64 bilden.

Wie man in Fig. 3 erkennen kann, sind das erste Ende 54 der ersten Leiterschleife 52 und das dritte Ende 66 der zweiten Leiterschleife 64 nahezu direkt miteinander verbunden, indem das erste Ende 54 und das dritte Ende 66 im Bereich der Durch- kontaktierung 72 verlötet sind. Es wird hier lediglich ein sehr kurzes Leiterbahnstück 108 benötigt, um den geringen Höhenversatz zwischen der ersten und zweiten Leiterschleife 52, 64 auszugleichen. Die Länge des Leiterbahnstücks 108 entspricht in etwa der Breite der ersten Leiterschleife 52. Demgegenüber sind das zweite Ende 56 und das vierte Ende 68 nicht direkt, sondern über eine Umwegleitung 110 verbunden. Die Umwegleitung 110 erzeugt eine Phasenverschiebung von etwa 90° zwischen der ersten und zweiten Leiterschleife 52, 64. Aufgrund dieser Phasenverschiebung entsteht beim Senden eine Sendewelle mit einer Zirkularen Polarisation, die im Wesentlichen nach oben und nach unten abgestrahlt wird. Des weiteren ist die Antenne 36 in der Lage, elektromagnetische Funkwellen mit verschiedenen Polarisationsrichtungen zu empfangen.

Wie man am besten in Fig. 2 erkennen kann, besitzt die zweite Leiterplatte 50 einen langen Schlitz 112, der die zweite Leiterplatte 50 in zwei Hälften unterteilt und sich fast über die gesamte zweite Leiterplatte 50 erstreckt. Der Schlitz 112 endet am oberen Ende der zweiten Leiterplatte 50 in einer ovalen Öffnung 114. Die zweite Leiterplatte 50 ist mit dem Schlitz 112 auf die erste Leiterplatte 48 aufgesteckt, wobei der verbleibende Steg der zweiten Leiterplatte 50 oberhalb des Schlitzes 112 in die schlitzförmige Aufnahme 92 am Leiterplattenbereich 88 der ersten Leiterplatte 48 eingreift. Die Leiterplatten 48 und 50 schließen am oberen Ende der Antenne 36 bündig ab und bilden in der Draufsicht ein symmetrisches Kreuz. Typischerweise wird die neue Mikrowellenantenne 36 so verwendet, dass die erste Leiterplatte 48 vertikal angeordnet ist und das symmetrische Kreuz das obere Ende der Antenne 36 bildet. In bevorzugten Ausführungsbeispielen wird die neue Antenne 36 senkrecht auf einem Schaltschrank aus Stahl oder einem anderen metallischen Grundkörper befestigt. Man kann die Antenne 36 aber auch in horizontaler Lage oder schräg anordnen. Vorzugsweise ist die Antenne 36 mit einem Radom (hier nicht dargestellt) geschützt. In bevorzugten Ausführungsbeispielen besitzt jede E/ A- Einheit 14, 16, 18 der Anlage 10 eine solche Antenne 36.

Die Fig. 7 und 8 zeigen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel für die Diversityantenne 32 der Steuereinheit 12. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen dieselben Elemente wie zuvor.

Bei der Antenne 32 besitzt die erste Leiterplatte 48 eine dritte Leiterschleife 120, die genauso ausgebildet ist wie die erste Leiterschleife 52. Die erste Leiterschleife 52 und die dritte Leiterschleife 120 liegen in einer gemeinsamen Ebene 121. Sie sind innerhalb der Ebene 121 jedoch seitlich und in der Höhe versetzt. Der seitliche Abstand di beträgt etwa λ/4. Der Abstand d₂ in der Höhe beträgt etwa λ/2.

Des Weiteren ist eine dritte Leiterplatte 122 im Bereich der dritten Leiterschleife 120 auf die erste Leiterplatte 48 aufgesteckt. Die dritte Leiterplatte 122 ist identisch zu der zweiten Leiterplatte 50, und sie weist eine vierte Leiterschleife 124 auf. Die dritte Leiterschleife 120 und die vierte Leiterschleife 124 bilden zusammen eine zweite Antenne 32b, die gegenüber der ersten Antenne 32a seitlich und in der Höhe versetzt ist.

Mit der Bezugsziffer 126 ist eine automatische Antennenumschalteinheit bezeichnet, die am unteren Ende 127 der ersten Leiterplatte 48 angeordnet ist. Die Antennenumschalteinheit 126 beinhaltet Halbleiter-Schalter, beispielsweise PIN-Dioden- Schalter 128, mit denen die Verbindung zwischen dem gemeinsamen Speiseanschluss 94 und den Leiterschleifen 52/64 und 120/124 umgeschaltet werden kann. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel für die automatische Umschalteinheit 126 ist in einer weiteren Patentanmeldung der Anmelderin mit dem Titel "Vorrichtung und Verfahren zur drahtlosen Vernetzung von Geräten der Automatisierungstechnik" beschrieben, die zeitgleich mit der hiesigen Anmeldung hinterlegt wurde. Der Inhalt dieser parallelen Patentanmeldung wird hier durch Bezugnahme aufgenommen.

Mit der Bezugsziffer 130 ist ein Reflektor bezeichnet, der quer zu der ersten Leiterplatte 48 angeordnet und an der ersten Leiterplatte 48 befestigt ist. Der Reflektor 130 ist hier eine weitgehend kreisrunde Leiterplatte mit einer leitfähigen Beschichtung. Der Reflektor 130 ist zwischen der Antennenumschalteinheit 126 und den Leiterschleifen 52, 64, 120, 124 angeordnet, so dass er die Antennenumschalteinheit 126 gegen die Sendestrahlung der Teilantennen 32a, 32b abschirmt. Grundsätzlich könnte ein solcher Reflektor 130 auch an der Einzelantenne 36 verwendet werden, die in den Fig. 2 bis 6 dargestellt ist

Claims

Patentansprüche

1. Mikrowellenantenne zur drahtlosen Vernetzung von Geräten der Automatisierungstechnik, insbesondere zur Vernetzung von abgesetzten Sensoren (22),

Aktoren (20) und einer zentralen Steuereinheit (12), mit einer ersten Leiterschleife (52), die ein erstes und ein zweites Ende (54, 56) besitzt, mit einer zweiten Leiterschleife (64), die ein drittes und ein viertes Ende (66, 68) besitzt, mit einer Umwegleitung (110), die das zweite und das vierte Ende (56, 58) leitend verbindet, und mit einem gemeinsamen Speiseanschluss (94) für die erste und die zweite Leiterschleife (52, 64), gekennzeichnet durch eine erste Leiterplatte (48), auf der die erste Leiterschleife (52) als gedruckte Leiterbahn angeordnet ist, und eine zweite Leiterplatte (50), auf der die zweite Leiterschleife (64) als gedruckte Leiterbahn angeordnet ist, wobei die erste Leiterplatte (48) ferner den gemeinsamen Speiseanschluss (94) aufweist, und wobei die zweite Leiterplatte (50) quer zu der ersten Leiterplatte (48) angeordnet ist.

2. Mikrowellenantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Leiterplatten (48, 50) einen Schlitz (92, 112) aufweist, in den die andere Leiterplatte eingesteckt ist.

3. Mikrowellenantenne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf der ersten Leiterplatte (48) zumindest eine erste Metallfläche (85) angeordnet ist und auf der zweiten Leiterplatte (50) zumindest eine zweite Metallfläche (86) angeordnet ist, wobei die ersten und zweiten Metallflächen (85, 86) von den Leiterschleifen (52, 64) isoliert und miteinander verlötet sind.

4. Mikrowellenantenne nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Metallflächen (85, 86) eine durchkontaktierte Doppelfläche ist, die eine vordere Metallfläche (86a) auf einer Vorderseite (76) der Leiterplatte und eine rückseitige Metallfläche (86b) auf einer Rückseite (74) der Leiterplatte aufweist.

5. Mikrowellenantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Umwegleitung (110) eine gedruckte Leiterbahn ist, die auf der ersten Leiterplatte (48) angeordnet ist.

6. Mikrowellenantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das dritte Ende (54, 66) ohne Umwegleitung verlötet sind.

7. Mikrowellenantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine weitere gedruckte Leiterbahn (100, 102), die auf der ersten Leiterplatte (48) angeordnet ist und die den Speiseanschluss (94) und das erste Ende (54) leitend verbindet.

8. Mikrowellenantenne nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere gedruckte Leiterbahn eine vordere Leiterbahn (100) auf einer Vorderseite (58) der ersten Leiterplatte (48) und eine rückseitige Leiterbahn (102) auf einer Rückseite (60) der ersten Leiterplatte (48) aufweist, wobei der Speiseanschluss (94) ein koaxialer Anschluss mit einem Innenleiter (98) und einem Außenleiter (96) ist, wobei die vordere Leiterbahn (100) den Außenleiter (96) und das erste Ende (54) leitend verbindet, und wobei die rückseitige Leiterbahn (102) den Innenleiter (98) und das zweite Ende (56) leitend verbindet.

9. Mikrowellenantenne nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die vordere Leiterbahn (100) im Bereich des Speiseanschlusses (94) eine große Leiterbahnbreite aufweist, die sich zum ersten Ende (54) hin symmetrisch verjüngt.

10. Mikrowellenantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Leiterschleife (52) etwa zur Hälfte auf der Vorderseite (58) und etwa zur Hälfte auf der Rückseite (60) der ersten Leiterplatte (48) angeordnet ist.

11. Mikrowellenantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterschleifen (52, 64) rechteckig, insbesondere quadratisch, sind.

12. Mikrowellenantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterschleifen (52, 64) am Rand (78) der Leiterplatten verlaufen.

13. Mikrowellenantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass auf der ersten Leiterplatte (48) eine dritte Leiterschleife (120) als gedruckte Leiterbahn angeordnet ist, wobei die erste und die dritte Leiterschleife (52, 120) in einer Ebene (121) liegen und innerhalb der Ebene (121) in zwei Richtungen versetzt sind.

14. Mikrowellenantenne nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine dritte Leiterplatte (122) mit einer vierten Leiterschleife (124), wobei die dritte Leiterplatte (122) quer zu der dritten Leiterschleife (120) an der ersten Leiterplatte (48) befestigt ist.

15. Mikrowellenantenne nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine Anten- nenumschalteinheit (126), die dazu ausgebildet ist, den Speiseanschluss (94) wahlweise mit der ersten oder mit der dritten Leiterschleife (52, 120) zu verbinden, wobei die Antennenumschalteinheit (126) auf der ersten Leiterplatte (48) angeordnet ist.

16. Mikrowellenantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 15, gekennzeichnet durch einen Reflektor (130), der an der ersten Leiterplatte (48) befestigt ist.