EP2343778A1 - Antenna - Google Patents

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EP2343778A1
EP2343778A1 EP20100190097 EP10190097A EP2343778A1 EP 2343778 A1 EP2343778 A1 EP 2343778A1 EP 20100190097 EP20100190097 EP 20100190097 EP 10190097 A EP10190097 A EP 10190097A EP 2343778 A1 EP2343778 A1 EP 2343778A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
antenna
elements
waveguide
antenna elements
straight line
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP20100190097
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Thomas Focke
Joerg Hilsebecher
Oliver Lange
Reinhard Meschenmoser
Arne Zender
Thomas Schoeberl
Thomas Hansen
Joachim Selinger
Karl Schneider
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2343778A1 publication Critical patent/EP2343778A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q19/00—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
    • H01Q19/06—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using refracting or diffracting devices, e.g. lens
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/0006—Particular feeding systems
    • H01Q21/0037—Particular feeding systems linear waveguide fed arrays
    • H01Q21/0043—Slotted waveguides
    • H01Q21/005—Slotted waveguides arrays
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/0006—Particular feeding systems
    • H01Q21/0037—Particular feeding systems linear waveguide fed arrays
    • H01Q21/0068—Dielectric waveguide fed arrays
    • 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
    • H01Q21/061—Two dimensional planar arrays
    • 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
    • H01Q21/061—Two dimensional planar arrays
    • H01Q21/065—Patch antenna array

Definitions

  • the invention relates to an antenna according to the preamble of patent claim 1.
  • Radar systems use antennas to radiate radar beams. Radar systems are known which scan a viewing area with a focused radar beam. This requires an antenna that radiates only in a narrow spatial direction. In addition, this spatial direction of the radiation must be changed so that the field of view can be scanned sequentially. Antennas suitable for this purpose are also called scanners.
  • antennas are known in which the emission direction depends on the frequency of the emitted radar beam. Such antennas are referred to as frequency scanners and are for example in the WO 95/20169 and the DE 10 2007 056 910.8 described.
  • frequency scanners are for example in the WO 95/20169 and the DE 10 2007 056 910.8 described.
  • previously known frequency-scanning antennas are complicated and expensive to manufacture and offer only a suboptimal directional characteristic or beam focusing.
  • the object of the present invention is therefore to provide an improved antenna. This object is achieved by an antenna having the features of claim 1. Preferred developments are specified in the dependent claims.
  • An antenna according to the invention has an antenna body with a plurality of first antenna elements, which are arranged along a first straight line.
  • a waveguide is disposed in the antenna body, which extends between the first antenna elements, wherein the first antenna elements are formed as extending between the waveguide and a surface of the antenna body openings.
  • the antenna is configured to radiate a signal in a spatial direction that depends on a frequency of the signal.
  • the antenna body to an electrically insulating material which is coated with a conductive material.
  • the antenna body of electrically insulating material is less expensive to produce than a metal antenna body.
  • the insulating material is polyetherimide or polybutylene terephthalate.
  • these plastics are inexpensive, easy to work with and mechanically robust.
  • the antenna body is produced by means of an injection molding process.
  • production by an injection molding process is simpler and less expensive than milling out the antenna body from a block of material.
  • the insulating material is a glass.
  • glass is also a cost-effective and easy-to-process material with suitable mechanical properties.
  • the antenna body is then produced by means of an embossing process.
  • embossing methods also allow cost-effective and simple production.
  • the electrically conductive material is preferably applied by means of physical vapor deposition or by means of a galvanic coating method.
  • these coating methods allow application of a very thin conductive material layer.
  • a transparent to radar radiation medium is provided in the waveguide.
  • this can protect the conductive material from corrosion.
  • the waveguide has at least one compensation structure, which is designed such that a disturbance of the waveguide caused by reflection at the first antenna elements is compensated.
  • this makes it possible to improve the emission characteristic of the antenna.
  • At least two of the first antenna elements differ from one another in such a way that they emit different amounts of power.
  • this allows the antenna allocation to be optimized, which can achieve a particularly favorable emission characteristics.
  • the power radiated by the first antenna elements interferes such that side lobe suppression of the radiated power in the far field is more than 25 dB.
  • the first antenna elements comprise an outer antenna element and a central antenna element, wherein the opening forming the outer antenna element has a first diameter, and wherein the opening forming the second antenna element has a second diameter.
  • the first and second diameters differ.
  • the antenna assignment can then be adjusted via the hole size.
  • the first antenna elements comprise a central first antenna element, wherein the power radiated by a first antenna element is approximately proportional to the square of the cosine of the norm / 2 normalized distance of this first antenna element from the central first antenna element.
  • the antenna has a lens which has a shape of a cylinder segment.
  • a longitudinal axis of the lens is parallel to the first Just oriented.
  • the lens has a dielectric material.
  • the beam emitted by the antenna beam can thereby be focused in a direction perpendicular to the pivoting direction of the antenna. This increases the gain of the antenna.
  • the lens has polyetherimide.
  • this material has proven to be particularly suitable.
  • the antenna has a plurality of second antenna elements, which are arranged outside the first straight line.
  • the second antenna elements are designed as patch elements and at least two of the second antenna element are connected to one another by a microstrip conductor.
  • the second antenna elements can then be used to detect a reflected radar signal and thereby improve the resolution of the antenna in a direction perpendicular to the pivoting direction of the antenna.
  • the second antenna elements can also be used to emit a radar signal.
  • the second antenna elements are arranged in a row which is oriented parallel to the first straight line.
  • the second antenna elements in the row are connected to one another by a microstrip conductor.
  • this arrangement is particularly suitable for the detection of the reflected signal, but can also be used to emit a radar signal.
  • the antenna comprises a second antenna body, which has a plurality of third antenna elements, which are arranged along a second straight line.
  • the second straight line is oriented parallel to the first straight line.
  • a second waveguide is arranged in the second antenna body, which extends between the third antenna elements.
  • the third antenna elements are formed as openings extending between the second waveguide and a surface of the second antenna body.
  • the second antenna body can then be used either for the detection of a reflected radar signal, whereby the resolution of the antenna improves in a direction perpendicular to the pivoting direction of the antenna, or radiated from the first and second antenna body Signals may interfere such that there is improved focusing perpendicular to the pivoting direction of the antenna.
  • At least one antenna column with a plurality of fifth antenna elements is provided, wherein the antenna column is oriented perpendicular to the first straight line and wherein the antenna column is coupled via a coupling structure to a first antenna element.
  • the antenna column then effects a focusing of the signal emitted by the antenna in a direction perpendicular to the pivoting direction of the antenna. This improves the emission characteristics of the antenna.
  • the antenna column is formed as a microstrip antenna, wherein the fifth antenna elements are formed as patch elements.
  • the antenna gaps can then be produced simply and inexpensively.
  • a substrate is provided between the antenna body and the antenna column.
  • the substrate effects electrical isolation of the antenna gaps from the antenna body.
  • the antenna column is formed as a waveguide, wherein the fifth antenna elements are formed as openings in this waveguide.
  • an antenna column designed as a waveguide also effects a focusing of the signal radiated by the antenna in a direction perpendicular to the pivoting direction of the antenna.
  • Figures 1 and 2 show in perspective view an antenna body 105 of an antenna 100.
  • the antenna body 105 has an upper part 110 and a lower part 120.
  • the upper part 110 and the lower part 120 of the antenna body 105 are connected to each other by screws.
  • FIG. 2 shows upper part 110 and lower part 120 of the antenna body 105 in unconnected state.
  • Upper part 110 and lower part 120 are each formed as a substantially flat cuboid.
  • the upper part 110 and the lower part 120 of the antenna body may be joined such that a surface of the top 110 comes into contact with a surface of the base 120.
  • the adjoining surfaces of the upper part 110 and the lower part 120 each have a meandering groove-like depression. If upper part 110 and lower part 120 are joined together, then the groove-like recesses are complementary to a waveguide 200 extending inside the antenna body 105.
  • the waveguide 200 extends between an input 210 arranged at one edge of the antenna body 105 and one located at the same edge of the antenna body 105 Output 220. Via input 210 and output 220, a high-frequency electromagnetic signal can be coupled into and out of waveguide 200.
  • the signal may, for example, have a frequency of 77 GHz.
  • the frequency can be varied, for example, by an amount of 2 GHz.
  • the upper part 110 of the antenna body 105 has a plurality of first antenna elements 300, which are arranged along a straight line.
  • the first antenna elements 300 are formed as openings extending between an outer surface of the antenna body 105 and the waveguide 200 in the interior of the antenna body 105.
  • the straight line along which the first antenna elements 300 are arranged runs parallel to the extension direction of the meandering waveguide 200.
  • each turn of the meandering waveguide 200 has an opening forming an antenna element 300.
  • the antenna elements 300 are each arranged centrally between two successive turns of the waveguide 200. However, it is also possible to arrange the antenna elements 300 at other positions of the waveguide 200, for example in the vicinity or directly at the sweeps of the meandering course of the waveguide 200.
  • the direct distance between two adjacent antenna elements 300 is selected as a function of the frequency of the signal to be radiated into the waveguide 200 and can correspond, for example, to approximately half the wavelength of the signal. Due to the meandering shape of the waveguide 200, the length of the waveguide 200 between two adjacent Antenna elements 300 larger and may, for example 5.5 times the wavelength of the signal correspond.
  • the antenna body 105 is made of an electrically insulating material coated with a conductive material.
  • the electrically insulating material may be, for example, a plastic, preferably polyetherimide or polybutylene terephthalate.
  • the antenna body 105 may be made by, for example, an injection molding method.
  • the antenna body 105 may also be made of a glass.
  • the antenna body 105 may be made by, for example, an embossing method.
  • the antenna body 105 may also be made of another insulating material.
  • On the insulating material of the antenna body 105 a coating of a conductive material is applied. This is necessary for the waveguide 200 to be suitable for transmitting an electromagnetic wave.
  • the conductive coating may consist of different layer combinations and materials. Very suitable has proven to be only a few micrometers thick coating with gold or aluminum. The coating can be applied for example by physical vapor deposition or by means of a galvanic coating process.
  • the waveguide 200 may additionally be filled with a medium that is transparent to radar radiation.
  • a medium that is transparent to radar radiation For example, low-reaction gases, Teflon, various foams, or even a vacuum are suitable for this purpose.
  • the waveguide 200 is filled with the medium, for which purpose the antenna elements 300, the input 210 and the output 220 have to be sealed with a medium transparent to radar radiation.
  • the entire antenna body 105 may be located in the desired medium.
  • FIG. 3 shows a further schematic illustration of the waveguide 200 in the interior of the antenna body 105 of the antenna 100.
  • the waveguide 200 consists of a plurality of sections oriented parallel to the x-axis, which are connected to one another in a meandering manner by sweeping, such that the waveguide 200 as a whole extends in y-direction. Direction extends.
  • the first antenna elements 300 are arranged along the first, parallel to the y-axis oriented straight lines.
  • the first antenna elements 300 designed as openings to the waveguide 200 provide a disturbance of the waveguide 200 and worsen its waveguiding properties.
  • the waveguide 200 has a plurality of compensation structures 230.
  • the compensation structures 230 are embodied as constrictions of the waveguide 200 in the vicinity of the openings forming the first antenna elements 300.
  • the compensation structures 230 are dimensioned to compensate for the effect of the first antenna elements 300 on the waveguide 200.
  • the compensation structures 230 can also be arranged elsewhere, for example at a greater distance from the first antenna elements. However, it has proven to be particularly favorable to provide the compensation structures 230 as close as possible to the first antenna elements 300.
  • the compensation structures 230 improve the radiation characteristics of the antenna 100.
  • FIG. 4 shows a further view of the upper part 110 of the antenna body 105 and the waveguide 200 disposed therein.
  • FIG. 4 shows that the openings forming the first antenna elements 300 have different diameters.
  • the openings need not be circular, but may also have another shape, for example a rectangular shape.
  • the term diameter in this context refers to the size of the opening, regardless of the exact shape of the opening.
  • An outer antenna element 330 closest to the input 210 of the waveguide 200 has a first diameter 310.
  • a central antenna element 340 lying in the center of the waveguide 200 has a second diameter 320.
  • the second diameter 320 is larger than the first diameter 310.
  • the first antenna elements 300 arranged between the central antenna element 340 and the outer antenna element 330 have diameters which lie between the first diameter 310 and the second diameter 320. In this case, the diameter of the first antenna elements 300 increases toward the center of the waveguide 200. This applies correspondingly to the first antenna elements 300 located between the output 220 of the waveguide 200 and the center of the waveguide 200.
  • the size of the holes forming the first antenna elements 300 predetermines the power radiated by the first antenna elements 300.
  • the distribution of the powers radiated by the different first antenna elements 300 is referred to as antenna assignment.
  • the design of the antenna assignment has a decisive influence on the directional characteristic of the antenna 100. In a constant occupancy, in which all first antenna elements 300 emit about the same power, resulting in a directional characteristic with only minor side lobe suppression. Improved antenna occupancy, however, can also improve sidelobe suppression.
  • the directivity of the antenna 100 in the far field results from a Fourierranformation the antenna assignment. From the desired far field of the antenna 100 can thus calculate a suitable antenna occupancy.
  • each first antenna element 300 is approximately proportional to the square of the cosine of the norm / 2 normalized distance of the respective first antenna element 300 from the central antenna element 340.
  • the normalized distance of the outer antenna element 330 from the central antenna element 340 corresponds to a value of ⁇ / 2.
  • the power radiated by the outer antenna element 330 is proportional to the square of the cosine of ⁇ / 2, thus equal to zero. Accordingly, antenna elements 300 located between the outer antenna element 330 and the central antenna element 340 have a normalized distance from the central antenna element 340 of less than ⁇ / 2.
  • the outermost antenna elements 330 which radiate a power of zero, can also be dispensed with.
  • other antenna assignments are possible.
  • sidelobe suppression of the radiated power in the far field of the antenna 100 can be greater than 25 dB.
  • the exact diameter of the openings forming the first antenna elements 300 results from the desired antenna assignment and a correction which takes into account that the high-frequency electromagnetic signal is supplied to the waveguide 200 on one side through the input 210. Therefore, antenna elements 300 further from input 210 must have a larger diameter than antenna elements 300 located near input 210.
  • FIG. 5 shows a schematic representation of a comparison of the directional characteristics of an antenna 100 with the described Compensation structures 230 and an optimized antenna assignment of the first antenna elements 300 in comparison with the directional characteristic of an antenna without the described optimizations.
  • the radiation angle of the antenna is plotted on the horizontal axis, and a normalized antenna gain is plotted on the vertical axis.
  • the first directional characteristic 400 of the non-optimized antenna has a first sidelobe suppression 410.
  • a second directional characteristic 420 of the optimized antenna 100 has a second sidelobe suppression 430. It can be seen that the second sidelobe suppression 430 of the optimized antenna 100 is better than the first sidelobe suppression 410 of the non-optimized antenna.
  • FIG. 6 shows a further perspective view of the antenna 100 with the antenna body 105.
  • the first antenna elements 300 of the antenna 100 are arranged along the first straight line, which is oriented parallel to the y-axis.
  • the radiation angle of the antenna 100 changes in the yz plane.
  • the antenna 100 radiates in a wide angle range. Therefore, in FIG. 6 a lens 500 is arranged in front of the antenna body 105.
  • the lens 500 has the shape of a cylinder segment whose longitudinal axis is oriented parallel to the y-axis. The lens 500 focuses the beam emitted by the antenna 100 in the x-direction, thereby increasing the gain of the antenna 100.
  • the signal radiated by the antenna 100 is not changed by the lens 500.
  • the lens 500 may be made of different materials. Polyetherimide has proven to be particularly suitable.
  • the antenna 500 can increase the antenna gain of the antenna 100 by up to 7 dB.
  • FIG. 7 shows a plan view of an antenna 3100 according to another embodiment.
  • the antenna 1300 in turn has first antenna elements 300 arranged along the first straight line.
  • the antenna 1300 has further antenna columns which are oriented perpendicular to the first straight line.
  • a first antenna column 3150, a second antenna column 3151, a third antenna column 3152 and a fourth antenna column 3153 are shown.
  • the antenna 3100 has as many antenna columns 3150, 3151, 3152, 3153 as first antenna elements 300.
  • Each of the antenna gaps 3150, 3151, 3152, 3153 has a plurality of fifth antenna elements 3300, which are formed as patch elements.
  • FIG. 7 shows a plan view of an antenna 3100 according to another embodiment.
  • the antenna 1300 in turn has first antenna elements 300 arranged along the first straight line.
  • the antenna 1300 has further antenna columns which are oriented perpendicular to the first straight line.
  • Each antenna column 3150, 3151, 3152, 3153 has six fifth antenna elements 1300.
  • the fifth antenna elements 3300 of an antenna column 3150, 3151, 3152, 3153 are each connected to one another via a microstrip conductor.
  • the microstrip conductor and the fifth antenna elements 3300 are made of an electrically conductive material, for example of a metal.
  • each antenna column 3150 to 3153 has a coupling web 3200, which is likewise designed as a microstrip conductor and to which the microstrip conductors connecting the fifth antenna elements 3300 are connected.
  • the coupling web 3200 of each antenna column 3150, 3151, 3152, 3153 is in each case arranged above a first antenna element 300 of the antenna 3300 and forms with this antenna element 300 a first coupling structure 3700.
  • the first coupling structure 3700 Via the first coupling structure 3700, the power radiated by the respective first antenna element 300 in FIG the coupled over the respective first antenna element 300 antenna gaps 3150, 3151, 3152, 3153 coupled. Since the antenna columns 3150, 3151, 3152, 3153 are oriented perpendicular to the first straight line, the antenna columns 3150, 3151, 3152, 3153 cause the signal emitted by the antenna 3100 to be focused perpendicular to the pivot plane of the antenna 3100.
  • the coupling structures 3700 can, as in FIG FIG.
  • the coupling structures 3700 may also be provided at the edges or any other positions of the antenna columns 3150, 3151, 3152, 3153.
  • FIG. 8 shows a plan view of an antenna 4100 according to another embodiment.
  • the antenna 4100 also has a plurality of antenna columns, which are respectively arranged above the first antenna elements 300 and oriented perpendicular to the first straight line.
  • the antenna 3100 shown in the antenna columns of the antenna 4100 have no coupling web 3200 on.
  • one of the fifth antenna elements 3100 of each antenna column is arranged above a respective first antenna element 300 and forms the first coupling structure 3700 therewith.
  • the power radiated by the respective first antenna element 300 is thereby coupled into the antenna column arranged above the respective first antenna element 300. resulting in a focus of the signal radiated by the antenna 4100 perpendicular to the pivoting direction results.
  • the positions of the coupling structures 3700 at the antenna columns can in turn be selected beliegib.
  • FIG. 9 shows a section through one of the first coupling structures 3700 of the antennas 3100 of FIG. 7 , It can be seen that a substrate 3710 is arranged between the coupling web 3200 of the antenna column 3150 and the first antenna element 300.
  • the substrate 3710 is made of an electrically insulating material and electrically insulates the antenna gap 3150 from the antenna body 105.
  • FIG. 10 shows a plan view of an antenna 5100 according to another embodiment.
  • the antenna 5100 in turn has a plurality of first antenna elements 300, which are arranged along a first straight line. Furthermore, the antenna 5100 has a plurality of antenna columns 3160, 3161, 3162, 3163, which are each oriented perpendicular to the first straight line and are each arranged above one of the first antenna elements 300. Each of the antenna columns 3160, 3161, 3162, 3163 is formed as a waveguide antenna with a plurality of sixth antenna elements 3310.
  • each of the antenna columns 3160, 3161, 3162, 3163 the respective antenna column 3160, 3161, 3162, 3163 is coupled by means of a second coupling structure 3800 to the respectively underlying first antenna element 300.
  • the power radiated by the first antenna elements 300 couples into the antenna columns 3160, 3161, 3162, 3163, resulting in focusing of the signal radiated by the antenna 5100 perpendicular to the pivoting direction of the antenna 5100.
  • FIG. 11 shows in a section through the antenna 5100 of FIG. 10 one of the second coupling structures 3800.
  • the waveguide of the antenna column 3160 is arranged vertically above the waveguide 200 of the antenna 5100.
  • the waveguide of the antenna 5100 is connected to the waveguide of the antenna gap 3160 through one of the first antenna elements 300.
  • a sixth antenna element 3310 of the antenna column 3160 is arranged.
  • the sixth antenna element 3310 may be formed as an opening or closed by a dielectric material, for example.
  • the antennas 3100, 4100, 5100 of the FIGS. 7 to 11 have the advantage that the antenna columns effect a focusing of the signal emitted by the antenna 3100, 4100, 5100 perpendicular to the respective pivoting direction, without a lens being necessary. This reduces the space required for the antenna 3100, 4100, 5100.
  • FIG. 12 shows a plan view of an antenna 1100 according to another embodiment.
  • the antenna 1100 in turn has a plurality of first antenna elements 300, which are arranged along a first straight line, which is oriented parallel to the y-axis.
  • the antenna 1100 has a plurality of second antenna elements 600, which are arranged in the x-direction next to the first antenna elements 300.
  • the second antenna elements 600 are arranged in rows that are oriented parallel to the first straight line.
  • FIG. 12 shows by way of example a first row 610 and a second row 620. However, further rows with further second antenna elements 600 may also be present.
  • the second antenna elements 600 are designed as patch elements.
  • the second antenna elements 600 of each row 610, 620 are interconnected via a microstrip line.
  • Each row 610, 620 thus forms its own patch antenna.
  • Each row 610, 620 can be connected to its own evaluation electronics.
  • the rows 610, 620 can be used to detect a reflected radar signal. Since the rows 610, 620 are arranged next to one another in the x-direction, the rows 610, 620 allow the antenna 1200 to resolve the reflected radar signal in the x-direction, ie perpendicular to the pivoting direction of the antenna 1100, as a function of the angle.
  • the antenna 1100 can thus scan the space lying in front of the antenna 1100 in the yz plane by pivoting the emitted radar beam and resolve the reflected radar signal in the xz plane as a function of the angle. As a result, the antenna 1100 achieves a good angular resolution both vertically and horizontally.
  • the second antenna elements 600 could also be used for transmission.
  • FIG. 13 shows a plan view of an antenna 1200 according to another embodiment.
  • the antenna already has the basis of FIG. 1 explained antenna body 105 with the first antenna elements 300 on.
  • the antenna 2100 has a second antenna body 2105 and a third antenna body 2106.
  • the antenna 2100 may also have further antenna bodies.
  • the second antenna body 2105 and the third antenna body 2106 correspond in structure to the first antenna body 105.
  • the second antenna body 2105 has third antenna elements 2300 and the third antenna body 2106 has fourth antenna elements 2305.
  • the first antenna elements 300, the third antenna elements 2300 and the fourth antenna elements 2305 are each oriented parallel to the y-axis. In the x-direction, the antenna elements of the various antenna bodies 105, 2105, 2106 can be arranged either directly above one another or laterally relative to one another.
  • the antenna 2100 can be used in different ways. Either the individual antenna bodies 105, 2105, 2106 can be fed by a common high-frequency source, so that the individual antenna elements 105, 2105, 2106 radiate synchronously with one another. In this case, the partial beams emitted by the individual antenna bodies 105, 2105, 2106 may interfere with each other, resulting in a focusing of the radar beam emitted by the antenna 2100 in the yz plane.
  • the function of the antenna 2100 then corresponds to that of the antennas 3100, 4100, 5100 of FIG FIGS. 7, 8 and 10 ,
  • a second way of using the antenna 1200 is to use only the first antenna body 105 for emitting radar beams and to detect the reflected radar signal by means of the second antenna body 2105 and the third antenna body 2106.
  • the antenna 2100 then reaches an angular resolution perpendicular to the pivoting direction of the antenna 2100. This corresponds to the function of the antenna 1100 of FIG FIG. 12 ,
  • FIG. 14 shows a schematic sectional view of a suitable strip conductor 700.
  • the strip conductor 700 has a first mass surface 720 and a second mass surface 730.
  • the first mass surface 720 and the second mass surface 730 are made of an electrically conductive material, for example of a metal.
  • a dielectric 740 is arranged between the first mass surface 720 and the second mass surface 730.
  • a signal conductor 710 consists of a electrically conductive material, for example of a metal.
  • the stripline 700 can be used as a waveguide for a high frequency electromagnetic wave.
  • the first mass element 720 and / or the second mass element 730 may have one or more openings serving as antenna elements.
  • the antenna elements thus formed correspond to the first antenna elements 300.

Abstract

The antenna (100) has an antenna body (105) comprising antenna elements (300) arranged along a straight line, and a lens made from polyetherimide. A hollow conductor is arranged in the body, and runs between the antenna elements. The antenna elements are designed as openings running between the conductor and a surface of the body. The body is made from electrically insulating material e.g. polyetherimide, polybutylene terephthalate or glass, coated with conducting material, where the antenna is designed to radiate a signal in a spatial direction that is based on frequency of the signal.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antenne gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an antenna according to the preamble of patent claim 1.

Stand der TechnikState of the art

Radaranlagen verwenden Antennen, um Radarstrahlen abzustrahlen. Es sind Radaranlagen bekannt, die einen Sichtbereich mit einem gebündelten Radarstrahl abtasten. Dafür wird eine Antenne benötigt, die lediglich in eine eng definierte Raumrichtung abstrahlt. Zusätzlich muss sich diese Raumrichtung der Abstrahlung verändern lassen, damit der Sichtbereich sequenziell abgetastet werden kann. Hierfür geeignete Antennen werden auch als Scanner bezeichnet.Radar systems use antennas to radiate radar beams. Radar systems are known which scan a viewing area with a focused radar beam. This requires an antenna that radiates only in a narrow spatial direction. In addition, this spatial direction of the radiation must be changed so that the field of view can be scanned sequentially. Antennas suitable for this purpose are also called scanners.

Weiter sind Antennen bekannt, bei denen die Abstrahlrichtung von der Frequenz des abgestrahlten Radarstrahls abhängt. Solche Antennen werden als Frequenzscanner bezeichnet und sind beispielsweise in der WO 95/20169 und der DE 10 2007 056 910.8 beschrieben. Bisher bekannte frequenzscannende Antennen sind jedoch aufwendig und teuer in der Herstellung und bieten nur eine suboptimale Richtcharakteristik bzw. Strahlbündelung.Furthermore, antennas are known in which the emission direction depends on the frequency of the emitted radar beam. Such antennas are referred to as frequency scanners and are for example in the WO 95/20169 and the DE 10 2007 056 910.8 described. However, previously known frequency-scanning antennas are complicated and expensive to manufacture and offer only a suboptimal directional characteristic or beam focusing.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine verbesserte Antenne bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch eine Antenne mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.The object of the present invention is therefore to provide an improved antenna. This object is achieved by an antenna having the features of claim 1. Preferred developments are specified in the dependent claims.

Eine erfindungsgemäße Antenne weist einen Antennenkörper mit einer Mehrzahl von ersten Antennenelementen auf, die entlang einer ersten Geraden angeordnet sind. Dabei ist im Antennenkörper ein Hohlleiter angeordnet, der zwischen den ersten Antennenelementen verläuft, wobei die ersten Antennenelemente als zwischen dem Hohlleiter und einer Oberfläche des Antennenkörpers verlaufende Öffnungen ausgebildet sind. Außerdem ist die Antenne ausgebildet, ein Signal in eine Raumrichtung abzustrahlen, die von einer Frequenz des Signals abhängig ist. Dabei weist der Antennenkörper ein elektrisch isolierendes Material auf, das mit einem leitfähigen Material beschichtet ist. Vorteilhafterweise ist der Antennenkörper aus elektrisch isolierendem Material kostengünstiger herzustellen, als ein Antennenkörper aus Metall.An antenna according to the invention has an antenna body with a plurality of first antenna elements, which are arranged along a first straight line. In this case, a waveguide is disposed in the antenna body, which extends between the first antenna elements, wherein the first antenna elements are formed as extending between the waveguide and a surface of the antenna body openings. In addition, the antenna is configured to radiate a signal in a spatial direction that depends on a frequency of the signal. In this case, the antenna body to an electrically insulating material which is coated with a conductive material. Advantageously, the antenna body of electrically insulating material is less expensive to produce than a metal antenna body.

Bevorzugt ist das isolierende Material Polyetherimid oder Polybutylenterephthalat. Vorteilhafterweise sind diese Kunststoffe kostengünstig, leicht zu verarbeiten und mechanisch robust.Preferably, the insulating material is polyetherimide or polybutylene terephthalate. Advantageously, these plastics are inexpensive, easy to work with and mechanically robust.

Bevorzugt ist der Antennenkörper mittels eines Spritzgussverfahrens hergestellt. Vorteilhafterweise ist eine Herstellung mit einem Spritzgussverfahren einfacher und kostengünstiger als ein Herausfräsen des Antennenkörpers aus einem Materialblock.Preferably, the antenna body is produced by means of an injection molding process. Advantageously, production by an injection molding process is simpler and less expensive than milling out the antenna body from a block of material.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist das isolierende Material ein Glas. Vorteilhafterweise stellt auch Glas einen kostengünstigen und einfach zu verarbeitenden Werkstoff mit geeigneten mechanischen Eigenschaften dar.According to an alternative embodiment, the insulating material is a glass. Advantageously, glass is also a cost-effective and easy-to-process material with suitable mechanical properties.

Zweckmäßigerweise wird der Antennenkörper dann mittels eines Prägeverfahrens hergestellt. Vorteilhafterweise erlauben auch Prägeverfahren eine kostengünstige und einfache Herstellung.Conveniently, the antenna body is then produced by means of an embossing process. Advantageously, embossing methods also allow cost-effective and simple production.

Bevorzugt ist das elektrisch leitfähige Material mittels physikalischer Gasphasenabscheidung oder mittels eines galvanischen Beschichtungsverfahrens aufgebracht. Vorteilhafterweise erlauben diese Beschichtungsverfahren ein Aufbringen einer sehr dünnen leitfähigen Materialschicht.The electrically conductive material is preferably applied by means of physical vapor deposition or by means of a galvanic coating method. Advantageously, these coating methods allow application of a very thin conductive material layer.

Bevorzugt ist im Hohlleiter ein für Radarstrahlung transparentes Medium vorgesehen. Vorteilhafterweise kann dadurch das leitfähige Material vor Korrosion geschützt werden.Preferably, a transparent to radar radiation medium is provided in the waveguide. Advantageously, this can protect the conductive material from corrosion.

Bevorzugt weist der Hohlleiter mindestens eine Kompensationsstruktur auf, die so ausgebildet ist, dass eine durch Reflexion an den ersten Antennenelemente verursachte Störung des Hohlleiters ausgeglichen wird. Vorteilhafterweise lässt sich dadurch die Abstrahlcharakteristik der Antenne verbessern.Preferably, the waveguide has at least one compensation structure, which is designed such that a disturbance of the waveguide caused by reflection at the first antenna elements is compensated. Advantageously, this makes it possible to improve the emission characteristic of the antenna.

Zweckmäßigerweise unterscheiden sich mindestens zwei der ersten Antennenelemente von einander derart, dass sie unterschiedlich viel Leistung abstrahlen. Vorteilhafterweise kann dadurch die Antennenbelegung optimiert werden, wodurch sich eine besonders günstige Abstrahlcharakteristik erzielen lässt.Expediently, at least two of the first antenna elements differ from one another in such a way that they emit different amounts of power. Advantageously, this allows the antenna allocation to be optimized, which can achieve a particularly favorable emission characteristics.

Besonders bevorzugt interferiert die durch die ersten Antennenelemente abgestrahlte Leistung so, dass eine Nebenkeulenunterdrückung der abgestrahlten Leistung im Fernfeld mehr als 25 dB beträgt.Particularly preferably, the power radiated by the first antenna elements interferes such that side lobe suppression of the radiated power in the far field is more than 25 dB.

Zweckmäßigerweise umfassen die ersten Antennenelemente ein äußeres Antennenelement und ein zentrales Antennenelement, wobei die das äußere Antennenelement bildende Öffnung einen ersten Durchmesser aufweist, und wobei die das zweite Antennenelement bildende Öffnung einen zweiten Durchmesser aufweist. Dabei unterscheiden sich der erste und der zweite Durchmesser. Vorteilhafterweise kann die Antennenbelegung dann über die Lochgröße eingestellt werden.Conveniently, the first antenna elements comprise an outer antenna element and a central antenna element, wherein the opening forming the outer antenna element has a first diameter, and wherein the opening forming the second antenna element has a second diameter. The first and second diameters differ. Advantageously, the antenna assignment can then be adjusted via the hole size.

Besonders bevorzugt umfassen die ersten Antennenelemente ein mittleres erstes Antennenelement, wobei die durch ein erstes Antennenelement abgestrahlte Leistung etwa proportional zum Quadrat des Kosinus des auf Π/2 normierten Abstands dieses ersten Antennenelements vom mittleren ersten Antennenelement ist. Vorteilhafterweise haben Untersuchungen und Rechnungen gezeigt, dass sich mit einer derartigen Antennenbelegung eine besonders günstige Abstrahlcharakteristik der Antenne erzielen lässt.Particularly preferably, the first antenna elements comprise a central first antenna element, wherein the power radiated by a first antenna element is approximately proportional to the square of the cosine of the norm / 2 normalized distance of this first antenna element from the central first antenna element. Advantageously, investigations and calculations have shown that a particularly favorable emission characteristic of the antenna can be achieved with such an antenna assignment.

In einer Weiterbildung weist die Antenne eine Linse auf, die eine Form eines Zylindersegments aufweist. Dabei ist eine Längsachse der Linse parallel zu der ersten Gerade orientiert. Außerdem weist die Linse ein dielektrisches Material auf. Vorteilhafterweise kann der durch die Antenne abgestrahlte Strahl dadurch in einer Richtung senkrecht zur Schwenkrichtung der Antenne fokussiert werden. Dadurch erhöht sich der Gain der Antenne.In a development, the antenna has a lens which has a shape of a cylinder segment. In this case, a longitudinal axis of the lens is parallel to the first Just oriented. In addition, the lens has a dielectric material. Advantageously, the beam emitted by the antenna beam can thereby be focused in a direction perpendicular to the pivoting direction of the antenna. This increases the gain of the antenna.

Zweckmäßigerweise weist die Linse Polyetherimid auf. Vorteilhafterweise hat sich dieses Material als besonders geeignet erwiesen.Conveniently, the lens has polyetherimide. Advantageously, this material has proven to be particularly suitable.

In einer Weiterbildung weist die Antenne eine Mehrzahl von zweiten Antennenelementen auf, die außerhalb der ersten Geraden angeordnet sind. Dabei sind die zweiten Antennenelemente als Patchelemente ausgebildet und mindestens zwei des zweiten Antennenelementes durch einen Mikrostreifenleiter miteinander verbunden. Vorteilhafterweise können die zweiten Antennenelemente dann zur Detektion eines reflektierten Radarsignals verwendet werden und dadurch die Auflösung der Antenne in eine Richtung senkrecht zur Schwenkrichtung der Antenne verbessern. Die zweiten Antennenelemente können auch zum Aussenden eines Radarsignals verwendet werden.In a development, the antenna has a plurality of second antenna elements, which are arranged outside the first straight line. In this case, the second antenna elements are designed as patch elements and at least two of the second antenna element are connected to one another by a microstrip conductor. Advantageously, the second antenna elements can then be used to detect a reflected radar signal and thereby improve the resolution of the antenna in a direction perpendicular to the pivoting direction of the antenna. The second antenna elements can also be used to emit a radar signal.

Bevorzugt sind die zweiten Antennenelemente in einer Reihe angeordnet, die parallel zur ersten Geraden orientiert ist. Dabei sind die zweiten Antennenelemente in der Reihe durch einen Mikrostreifenleiter miteinander verbunden. Vorteilhafterweise eignet sich diese Anordnung besonders zur Detektion des reflektierten Signals, kann aber auch zum Aussenden eines Radarsignals verwendet werden.Preferably, the second antenna elements are arranged in a row which is oriented parallel to the first straight line. In this case, the second antenna elements in the row are connected to one another by a microstrip conductor. Advantageously, this arrangement is particularly suitable for the detection of the reflected signal, but can also be used to emit a radar signal.

In einer zusätzlichen Weiterbildung umfasst die Antenne einen zweiten Antennenkörper, der eine Mehrzahl von dritten Antennenelementen aufweist, die entlang einer zweiten Geraden angeordnet sind. Dabei ist die zweite Gerade parallel zur ersten Geraden orientiert. Außerdem ist im zweiten Antennenkörper ein zweiter Hohlleiter angeordnet, der zwischen den dritten Antennenelementen verläuft. Außerdem sind die dritten Antennenelemente als zwischen dem zweiten Hohlleiter und einer Oberfläche des zweiten Antennenkörpers verlaufende Öffnungen ausgebildet. Vorteilhafterweise kann der zweite Antennenkörper dann entweder zur Detektion eines reflektierten Radarsignals verwendet werden, wodurch sich die Auflösung der Antenne in eine Richtung senkrecht zur Schwenkrichtung der Antenne verbessert, oder die von erstem und zweitem Antennenkörper abgestrahlten Signale können derart interferieren, dass sich eine verbesserte Fokussierung senkrecht zur Schwenkrichtung der Antenne ergibt.In an additional development, the antenna comprises a second antenna body, which has a plurality of third antenna elements, which are arranged along a second straight line. The second straight line is oriented parallel to the first straight line. In addition, a second waveguide is arranged in the second antenna body, which extends between the third antenna elements. In addition, the third antenna elements are formed as openings extending between the second waveguide and a surface of the second antenna body. Advantageously, the second antenna body can then be used either for the detection of a reflected radar signal, whereby the resolution of the antenna improves in a direction perpendicular to the pivoting direction of the antenna, or radiated from the first and second antenna body Signals may interfere such that there is improved focusing perpendicular to the pivoting direction of the antenna.

In noch einer Weiterbildung der Antenne ist mindestens eine Antennenspalte mit einer Mehrzahl fünfter Antennenelemente vorgesehen, wobei die Antennenspalte senkrecht zur ersten Gerade orientiert ist und wobei die Antennenspalte über eine Koppelstruktur an ein erstes Antennenelement angekoppelt ist. Vorteilhafterweise bewirkt die Antennenspalte dann eine Fokussierung des durch die Antenne ausgestrahlten Signals in einer Richtung senkrecht zur Schwenkrichtung der Antenne. Dadurch verbessert sich die Abstrahlcharakteristik der Antenne.In a further development of the antenna, at least one antenna column with a plurality of fifth antenna elements is provided, wherein the antenna column is oriented perpendicular to the first straight line and wherein the antenna column is coupled via a coupling structure to a first antenna element. Advantageously, the antenna column then effects a focusing of the signal emitted by the antenna in a direction perpendicular to the pivoting direction of the antenna. This improves the emission characteristics of the antenna.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Antennenspalte als Mikrostreifenleiterantenne ausgebildet, wobei die fünften Antennenelemente als Patchelemente ausgebildet sind. Vorteilhafterweise lässt sich die Antennenspalte dann einfach und kostengünstig herstellen.According to one embodiment, the antenna column is formed as a microstrip antenna, wherein the fifth antenna elements are formed as patch elements. Advantageously, the antenna gaps can then be produced simply and inexpensively.

Zweckmäßigerweise ist zwischen dem Antennenkörper und der Antennenspalte ein Substrat vorgesehen. Vorteilhafterweise bewirkt das Substrat eine elektrische Isolation der Antennenspalte vom Antennenkörper.Conveniently, a substrate is provided between the antenna body and the antenna column. Advantageously, the substrate effects electrical isolation of the antenna gaps from the antenna body.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist die Antennenspalte als Hohlleiter ausgebildet, wobei die fünften Antennenelemente als Öffnungen in diesem Hohlleiter ausgebildet sind. Vorteilhafterweise bewirkt auch eine solche als Hohlleiter ausgebildete Antennenspalte eine Fokussierung des durch die Antenne abgestrahlten Signals in eine Richtung senkrecht zur Schwenkrichtung der Antenne.According to an alternative embodiment, the antenna column is formed as a waveguide, wherein the fifth antenna elements are formed as openings in this waveguide. Advantageously, such an antenna column designed as a waveguide also effects a focusing of the signal radiated by the antenna in a direction perpendicular to the pivoting direction of the antenna.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Dabei werden für gleiche oder gleich wirkende Elemente einheitliche Bezugszeichen verwendet. Es zeigen:

  • Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines Antennenkörpers einer Antenne;
  • Figur 2 eine perspektivische Ansicht des geöffneten Antennenkörpers mit innen liegendem Hohlleiter;
  • Figur 3 eine schematische Darstellung des Hohlleiters;
  • Figur 4 eine weitere Darstellung des Hohlleiters mit Antennenelementen;
  • Figur 5 eine graphische Darstellung der Abstrahlcharakteristik der Antenne;
  • Figur 6 eine perspektivische Darstellung der Antenne mit einer Zylinderlinse;
  • Figur 7 eine Darstellung der Antenne mit zusätzlichen Antennenspalten gemäß einer ersten Ausführungsform;
  • Figur 8 eine Darstellung der Antenne mit zusätzlichen Antennenspalten gemäß einer zweiten Ausführungsform;
  • Figur 9 einen Schnitt durch die Antenne mit einer zusätzlichen Antennenspalte;
  • Figur 10 eine Darstellung der Antenne mit zusätzlichen Antennenspalten gemäß einer dritten Ausführungsform;
  • Figur 11 einen Schnitt durch die Antenne mit zusätzlichen Antennenspalten gemäß der dritten Ausführungsform;
  • Figur 12 eine Darstellung der Antenne mit zusätzlichen Patchelementen;
  • Figur 13 eine Darstellung der Antenne mit zusätzlichen Antennenkörpern; und
  • Figur 14 eine Darstellung eines als Streifenleiter ausgebildeten Wellenleiters.
The invention will be explained in more detail with reference to the accompanying figures. In this case, the same reference symbols are used for the same or equivalent elements. Show it:
  • FIG. 1 a perspective view of an antenna body of an antenna;
  • FIG. 2 a perspective view of the open antenna body with internal waveguide;
  • FIG. 3 a schematic representation of the waveguide;
  • FIG. 4 a further illustration of the waveguide with antenna elements;
  • FIG. 5 a graphical representation of the radiation characteristic of the antenna;
  • FIG. 6 a perspective view of the antenna with a cylindrical lens;
  • FIG. 7 a representation of the antenna with additional antenna columns according to a first embodiment;
  • FIG. 8 a representation of the antenna with additional antenna columns according to a second embodiment;
  • FIG. 9 a section through the antenna with an additional antenna column;
  • FIG. 10 a representation of the antenna with additional antenna columns according to a third embodiment;
  • FIG. 11 a section through the antenna with additional antenna columns according to the third embodiment;
  • FIG. 12 a representation of the antenna with additional patch elements;
  • FIG. 13 a representation of the antenna with additional antenna bodies; and
  • FIG. 14 a representation of a waveguide formed as a strip conductor.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Figuren 1 und 2 zeigen in perspektivischer Darstellung einen Antennenkörper 105 einer Antenne 100. Der Antennenkörper 105 weist ein Oberteil 110 und ein Unterteil 120 auf. In der Darstellung der Figur 1 sind das Oberteil 110 und das Unterteil 120 des Antennenkörpers 105 durch Schrauben miteinander verbunden. Figur 2 zeigt Oberteil 110 und Unterteil 120 des Antennenkörpers 105 in unverbundenem Zustand. Oberteil 110 und Unterteil 120 sind jeweils als im Wesentlichen flache Quader ausgebildet. Das Oberteil 110 und das Unterteil 120 des Antennenkörpers können derart zusammengefügt werden, dass eine Oberfläche des Oberteils 110 mit einer Oberfläche des Unterteils 120 in Kontakt kommt. Figures 1 and 2 show in perspective view an antenna body 105 of an antenna 100. The antenna body 105 has an upper part 110 and a lower part 120. In the presentation of the FIG. 1 For example, the upper part 110 and the lower part 120 of the antenna body 105 are connected to each other by screws. FIG. 2 shows upper part 110 and lower part 120 of the antenna body 105 in unconnected state. Upper part 110 and lower part 120 are each formed as a substantially flat cuboid. The upper part 110 and the lower part 120 of the antenna body may be joined such that a surface of the top 110 comes into contact with a surface of the base 120.

Die aneinander fügbaren Oberflächen von Oberteil 110 und Unterteil 120 weisen jeweils eine mäanderförmige rillenartige Vertiefung auf. Werden Oberteil 110 und Unterteil 120 zusammengefügt, so ergänzen sich die rillenartigen Vertiefungen zu einem im Inneren des Antennenkörpers 105 verlaufenden Hohlleiter 200. Der Hohlleiter 200 verläuft dabei zwischen einem an einer Kante des Antennenkörpers 105 angeordneten Eingang 210 und einem an derselben Kante des Antennenkörpers 105 befindlichen Ausgang 220. Über Eingang 210 und Ausgang 220 kann ein hochfrequentes elektromagnetisches Signal in den Hohlleiter 200 ein- und ausgekoppelt werden. Das Signal kann beispielsweise eine Frequenz von 77 GHz aufweisen. Zum Verschwenken des durch die Antenne 100 ausgesandten Radarstrahls kann die Frequenz beispielsweise um einen Betrag von 2 GHz variiert werden.The adjoining surfaces of the upper part 110 and the lower part 120 each have a meandering groove-like depression. If upper part 110 and lower part 120 are joined together, then the groove-like recesses are complementary to a waveguide 200 extending inside the antenna body 105. The waveguide 200 extends between an input 210 arranged at one edge of the antenna body 105 and one located at the same edge of the antenna body 105 Output 220. Via input 210 and output 220, a high-frequency electromagnetic signal can be coupled into and out of waveguide 200. The signal may, for example, have a frequency of 77 GHz. For pivoting the radar beam emitted by the antenna 100, the frequency can be varied, for example, by an amount of 2 GHz.

Das Oberteil 110 des Antennenkörpers 105 weist eine Mehrzahl erster Antennenelemente 300 auf, die entlang einer Geraden angeordnet sind. Die ersten Antennenelemente 300 sind dabei als zwischen einer äußeren Oberfläche des Antennenkörpers 105 und dem Hohlleiter 200 im Inneren des Antennenkörpers 105 verlaufende Öffnungen ausgebildet. Die Gerade, entlang der die ersten Antennenelemente 300 angeordnet sind, verläuft parallel zur Erstreckungsrichtung des mäanderförmigen Hohlleiters 200. Dabei weist jede Kehre des mäanderförmigen Hohlleiters 200 eine ein Antennenelement 300 bildende Öffnung auf. Die Antennenelemente 300 sind jeweils mittig zwischen zwei aufeinanderfolgenden Kehren des Hohlleiters 200 angeordnet. Es ist jedoch auch möglich, die Antennenelemente 300 an anderen Positionen des Hohlleiters 200, beispielsweise in der Nähe oder direkt an den Kehren des mäanderförmigen Verlaufs des Hohlleiters 200 anzuordnen. Es können beispielsweise 24 oder 48 oder eine andere Zahl von Antennenelementen 300 vorgesehen sein. Der direkte Abstand zwischen zwei benachbarten Antennenelementen 300 ist dabei in Abhängigkeit der Frequenz des in den Hohlleiter 200 einzustrahlenden Signals gewählt und kann beispielsweise etwa der halben Wellenlänge des Signals entsprechen. Durch die Mäanderform des Hohlleiters 200 ist die Länge des Hohlleiters 200 zwischen zwei benachbarten Antennenelementen 300 größer und kann beispielsweise 5,5 mal der Wellenlänge des Signals entsprechen.The upper part 110 of the antenna body 105 has a plurality of first antenna elements 300, which are arranged along a straight line. In this case, the first antenna elements 300 are formed as openings extending between an outer surface of the antenna body 105 and the waveguide 200 in the interior of the antenna body 105. The straight line along which the first antenna elements 300 are arranged runs parallel to the extension direction of the meandering waveguide 200. In this case, each turn of the meandering waveguide 200 has an opening forming an antenna element 300. The antenna elements 300 are each arranged centrally between two successive turns of the waveguide 200. However, it is also possible to arrange the antenna elements 300 at other positions of the waveguide 200, for example in the vicinity or directly at the sweeps of the meandering course of the waveguide 200. For example, 24 or 48 or a different number of antenna elements 300 may be provided. The direct distance between two adjacent antenna elements 300 is selected as a function of the frequency of the signal to be radiated into the waveguide 200 and can correspond, for example, to approximately half the wavelength of the signal. Due to the meandering shape of the waveguide 200, the length of the waveguide 200 between two adjacent Antenna elements 300 larger and may, for example 5.5 times the wavelength of the signal correspond.

Der Antennenkörper 105 besteht aus einem elektrisch isolierenden Material, das mit einem leitfähigen Material beschichtet ist. Das elektrisch isolierende Material kann beispielsweise ein Kunststoff, bevorzugt Polyetherimid oder Polybutylenterephthalat sein. In diesem Fall kann der Antennenkörper 105 beispielsweise durch ein Spritzgussverfahren hergestellt worden sein. Alternativ kann der Antennenkörper 105 auch aus einem Glas bestehen. In diesem Fall kann der Antennenkörper 105 beispielsweise durch ein Prägeverfahren hergestellt worden sein. Der Antennenkörper 105 kann auch aus einem anderen isolierenden Material bestehen. Auf das isolierende Material des Antennenkörpers 105 ist eine Beschichtung aus einem leitfähigen Material aufgebracht. Dies ist notwendig, damit sich der Hohlleiter 200 zur Übertragung einer elektromagnetischen Welle eignet. Die leitfähige Beschichtung kann aus unterschiedlichen Schichtkombinationen und Materialien bestehen. Als sehr geeignet hat sich eine nur wenige Mikrometer dicke Beschichtung mit Gold oder Aluminium erwiesen. Die Beschichtung kann beispielsweise durch physikalische Gasphasenabscheidung oder mittels eines galvanischen Beschichtungsverfahrens aufgebracht werden.The antenna body 105 is made of an electrically insulating material coated with a conductive material. The electrically insulating material may be, for example, a plastic, preferably polyetherimide or polybutylene terephthalate. In this case, the antenna body 105 may be made by, for example, an injection molding method. Alternatively, the antenna body 105 may also be made of a glass. In this case, the antenna body 105 may be made by, for example, an embossing method. The antenna body 105 may also be made of another insulating material. On the insulating material of the antenna body 105, a coating of a conductive material is applied. This is necessary for the waveguide 200 to be suitable for transmitting an electromagnetic wave. The conductive coating may consist of different layer combinations and materials. Very suitable has proven to be only a few micrometers thick coating with gold or aluminum. The coating can be applied for example by physical vapor deposition or by means of a galvanic coating process.

Der Hohlleiter 200 kann zum Schutz der leitfähigen Beschichtung vor Korrosion zusätzlich mit einem für Radarstrahlung transparenten Medium gefüllt sein. Hierzu eignen sich beispielsweise reaktionsarme Gase, Teflon, verschiedene Schäume, oder auch ein Vakuum. Entweder wird nur der Hohlleiter 200 mit dem Medium befüllt, wozu die Antennenelementen 300, der Eingang 210 und der Ausgang 220 mit einem für Radarstrahlung transparenten Medium abgedichtet werden müssen. Alternativ kann sich auch der gesamte Antennenkörper 105 in dem gewünschten Medium befinden.In order to protect the conductive coating from corrosion, the waveguide 200 may additionally be filled with a medium that is transparent to radar radiation. For example, low-reaction gases, Teflon, various foams, or even a vacuum are suitable for this purpose. Either only the waveguide 200 is filled with the medium, for which purpose the antenna elements 300, the input 210 and the output 220 have to be sealed with a medium transparent to radar radiation. Alternatively, the entire antenna body 105 may be located in the desired medium.

Figur 3 zeigt eine weitere schematische Darstellung des Hohlleiters 200 im Inneren des Antennenkörpers 105 der Antenne 100. Der Hohlleiter 200 besteht aus einer Mehrzahl parallel zur x-Achse orientierter Abschnitte, die derart mäanderförmig durch Kehren miteinander verbunden sind, dass sich der Hohlleiter 200 insgesamt in y-Richtung erstreckt. Die ersten Antennenelemente 300 sind entlang der ersten, parallel zur y-Achse orientierten Geraden angeordnet. Die als Öffnungen zum Hohlleiter 200 ausgebildeten ersten Antennenelemente 300 stellen eine Störung des Hohlleiters 200 dar und verschlechtern dessen Wellenleitungseigenschaften. Um die durch die ersten Antennenelemente 300 verursachte Störung des Hohlleiters 200 zu kompensieren, weist der Hohlleiter 200 eine Mehrzahl von Kompensationsstrukturen 230 auf. Die Kompensationsstrukturen 230 sind als Verjüngungen des Hohlleiters 200 in der Nähe der die ersten Antennenelemente 300 bildenden Öffnungen ausgeführt. Die Kompensationsstrukturen 230 sind so bemessen, dass sie den Effekt der ersten Antennenelemente 300 auf den Hohlleiter 200 ausgleichen. Die Kompensationsstrukturen 230 können auch an anderer Stelle, beispielsweise in größerer Entfernung zu den ersten Antennenelementen, angeordnet sein. Als besonders günstig hat es sich jedoch erwiesen, die Kompensationsstrukturen 230 möglichst nahe an den ersten Antennenelementen 300 vorzusehen. Die Kompensationsstrukturen 230 verbessern die Abstrahleigenschaften der Antenne 100. FIG. 3 FIG. 2 shows a further schematic illustration of the waveguide 200 in the interior of the antenna body 105 of the antenna 100. The waveguide 200 consists of a plurality of sections oriented parallel to the x-axis, which are connected to one another in a meandering manner by sweeping, such that the waveguide 200 as a whole extends in y-direction. Direction extends. The first antenna elements 300 are arranged along the first, parallel to the y-axis oriented straight lines. The first antenna elements 300 designed as openings to the waveguide 200 provide a disturbance of the waveguide 200 and worsen its waveguiding properties. In order to compensate for the disturbance of the waveguide 200 caused by the first antenna elements 300, the waveguide 200 has a plurality of compensation structures 230. The compensation structures 230 are embodied as constrictions of the waveguide 200 in the vicinity of the openings forming the first antenna elements 300. The compensation structures 230 are dimensioned to compensate for the effect of the first antenna elements 300 on the waveguide 200. The compensation structures 230 can also be arranged elsewhere, for example at a greater distance from the first antenna elements. However, it has proven to be particularly favorable to provide the compensation structures 230 as close as possible to the first antenna elements 300. The compensation structures 230 improve the radiation characteristics of the antenna 100.

Figur 4 zeigt eine weitere Ansicht des Oberteils 110 des Antennenkörpers 105 und des darin angeordneten Hohlleiters 200. Figur 4 zeigt, dass die die ersten Antennenelemente 300 bildenden Öffnungen unterschiedliche Durchmesser aufweisen. Die Öffnungen müssen dabei nicht kreisförmig ausgebildet sein, sondern können auch eine andere Form, beispielsweise eine Rechteckform, aufweisen. Der Begriff Durchmesser bezeichnet in diesem Zusammenhang die Größe der Öffnung unabhängig von der genauen Form der Öffnung. Ein dem Eingang 210 des Hohlleiters 200 am nächsten liegendes äußeres Antennenelement 330 weist einen ersten Durchmesser 310 auf. Ein in der Mitte des Hohlleiters 200 liegendes zentrales Antennenelement 340 weist einen zweiten Durchmesser 320 auf. Der zweite Durchmesser 320 ist dabei größer als der erste Durchmesser 310. Die zwischen dem zentralen Antennenelement 340 und dem äußeren Antennenelement 330 angeordneten ersten Antennenelemente 300 weisen Durchmesser auf, die zwischen dem ersten Durchmesser 310 und dem zweiten Durchmesser 320 liegen. Dabei nimmt der Durchmesser der ersten Antennenelemente 300 zum Zentrum des Hohlleiters 200 hin zu. Dies gilt entsprechend für die zwischen dem Ausgang 220 des Hohlleiters 200 und dem Zentrum des Hohlleiters 200 befindlichen ersten Antennenelemente 300. FIG. 4 shows a further view of the upper part 110 of the antenna body 105 and the waveguide 200 disposed therein. FIG. 4 shows that the openings forming the first antenna elements 300 have different diameters. The openings need not be circular, but may also have another shape, for example a rectangular shape. The term diameter in this context refers to the size of the opening, regardless of the exact shape of the opening. An outer antenna element 330 closest to the input 210 of the waveguide 200 has a first diameter 310. A central antenna element 340 lying in the center of the waveguide 200 has a second diameter 320. The second diameter 320 is larger than the first diameter 310. The first antenna elements 300 arranged between the central antenna element 340 and the outer antenna element 330 have diameters which lie between the first diameter 310 and the second diameter 320. In this case, the diameter of the first antenna elements 300 increases toward the center of the waveguide 200. This applies correspondingly to the first antenna elements 300 located between the output 220 of the waveguide 200 and the center of the waveguide 200.

Die Größe der die ersten Antennenelemente 300 bildenden Löcher gibt die durch die ersten Antennenelemente 300 abgestrahlte Leistung vor. Die Verteilung der durch die unterschiedlichen ersten Antennenelemente 300 abgestrahlten Leistungen wird als Antennenbelegung bezeichnet. Die Gestaltung der Antennenbelegung hat entscheidenden Einfluss auf die Richtcharakteristik der Antenne 100. Bei einer konstanten Belegung, bei der alle ersten Antennenelemente 300 etwa dieselbe Leistung abstrahlen, ergibt sich eine Richtcharakteristik mit nur geringer Nebenkeulenunterdrückung. Durch eine verbesserte Antennenbelegung lässt sich die Nebenkeulenunterdrückung jedoch ebenfalls verbessern. Die Richtcharakteristik der Antenne 100 im Fernfeld ergibt sich dabei aus einer Fouriertranformation der Antennenbelegung. Aus dem gewünschten Fernfeld der Antenne 100 lässt sich somit eine geeignete Antennenbelegung errechnen. Als besonders günstig hat sich eine Antennenbelegung erwiesen, bei der die abgestrahlte Leistung eines jeden ersten Antennenelements 300 etwa proportional zum Quadrat des Kosinus des auf Π/2 normierten Abstands des jeweiligen ersten Antennenelements 300 von dem zentralen Antennenelement 340 ist. Der normierte Abstand des äußeren Antennenelements 330 vom zentralen Antennenelement 340 entspricht einem Wert von Π/2. Die durch das äußere Antennenelement 330 abgestrahlte Leistung ist proportional zum Quadrat des Kosinus von Π/2, somit gleich Null. Zwischen dem äußeren Antennenelements 330 und dem zentralen Antennenelement 340 gelegene Antennenelemente 300 weisen entsprechend einen normierten Abstand vom zentralen Antennenelement 340 von kleiner als Π/2 auf. Die äußersten Antennenelemente 330, die ein Leistung von Null abstrahlen, können selbstverständlich auch entfallen. Es sind jedoch auch andere Antennenbelegungen möglich. Insgesamt lässt sich eine Nebenkeulenunterdrückung der abgestrahlten Leistung im Fernfeld der Antenne 100 von mehr als 25 dB erreichen.The size of the holes forming the first antenna elements 300 predetermines the power radiated by the first antenna elements 300. The distribution of the powers radiated by the different first antenna elements 300 is referred to as antenna assignment. The design of the antenna assignment has a decisive influence on the directional characteristic of the antenna 100. In a constant occupancy, in which all first antenna elements 300 emit about the same power, resulting in a directional characteristic with only minor side lobe suppression. Improved antenna occupancy, however, can also improve sidelobe suppression. The directivity of the antenna 100 in the far field results from a Fourierranformation the antenna assignment. From the desired far field of the antenna 100 can thus calculate a suitable antenna occupancy. Antenna occupancy has proven to be particularly favorable, in which the radiated power of each first antenna element 300 is approximately proportional to the square of the cosine of the norm / 2 normalized distance of the respective first antenna element 300 from the central antenna element 340. The normalized distance of the outer antenna element 330 from the central antenna element 340 corresponds to a value of Π / 2. The power radiated by the outer antenna element 330 is proportional to the square of the cosine of Π / 2, thus equal to zero. Accordingly, antenna elements 300 located between the outer antenna element 330 and the central antenna element 340 have a normalized distance from the central antenna element 340 of less than Π / 2. Of course, the outermost antenna elements 330, which radiate a power of zero, can also be dispensed with. However, other antenna assignments are possible. Overall, sidelobe suppression of the radiated power in the far field of the antenna 100 can be greater than 25 dB.

Die exakten Durchmesser der die ersten Antennenelemente 300 bildenden Öffnungen ergibt sich aus der gewünschten Antennenbelegung und einer Korrektur, die berücksichtigt, dass das hochfrequentes elektromagnetisches Signal dem Hohlleiter 200 einseitig durch den Eingang 210 zugeführt wird. Daher müssen weiter vom Eingang 210 entfernte Antennenelemente 300 einen größeren Durchmesser aufweisen, als nahe beim Eingang 210 gelegene Antennenelemente 300.The exact diameter of the openings forming the first antenna elements 300 results from the desired antenna assignment and a correction which takes into account that the high-frequency electromagnetic signal is supplied to the waveguide 200 on one side through the input 210. Therefore, antenna elements 300 further from input 210 must have a larger diameter than antenna elements 300 located near input 210.

Die Nebenkeulenunterdrückung des durch die Antenne abgestrahlten Signals lässt sich also, wie ausgeführt, durch eine geeignete Antennenbelegung der ersten Antennenelemente 300 optimieren. Figur 5 zeigt in schematischer Darstellung einen Vergleich der Richtcharakteristiken einer Antenne 100 mit den beschriebenen Kompensationsstrukturen 230 und einer optimierten Antennenbelegung der ersten Antennenelemente 300 im Vergleich mit der Richtcharakteristik einer Antenne ohne die beschriebenen Optimierungen. Dabei ist auf der horizontalen Achse der Abstrahlwinkel der Antenne, auf der vertikalen Achse ein normierter Antennengewinn aufgetragen. Die erste Richtcharakteristik 400 der nicht optimierten Antenne weist eine erste Nebenkeulenunterdrückung 410 auf. Eine zweite Richtcharakteristik 420 der optimierten Antenne 100 weist eine zweite Nebenkeulenunterdrückung 430 auf. Es ist erkennbar, dass die zweite Nebenkeulenunterdrückung 430 der optimierten Antenne 100 besser als die erste Nebenkeulenunterdrückung 410 der nicht optimierten Antenne ist.The sidelobe suppression of the signal radiated by the antenna can therefore be optimized, as explained, by a suitable antenna assignment of the first antenna elements 300. FIG. 5 shows a schematic representation of a comparison of the directional characteristics of an antenna 100 with the described Compensation structures 230 and an optimized antenna assignment of the first antenna elements 300 in comparison with the directional characteristic of an antenna without the described optimizations. In this case, the radiation angle of the antenna is plotted on the horizontal axis, and a normalized antenna gain is plotted on the vertical axis. The first directional characteristic 400 of the non-optimized antenna has a first sidelobe suppression 410. A second directional characteristic 420 of the optimized antenna 100 has a second sidelobe suppression 430. It can be seen that the second sidelobe suppression 430 of the optimized antenna 100 is better than the first sidelobe suppression 410 of the non-optimized antenna.

Figur 6 zeigt eine weitere perspektivische Ansicht der Antenne 100 mit dem Antennenkörper 105. Die ersten Antennenelemente 300 der Antenne 100 sind entlang der ersten Geraden angeordnet, die parallel zur y-Achse orientiert ist. Durch eine Variation der Frequenz des in den Hohlleiter 200 eingekoppelten hochfrequenten Signals ändert sich der Abstrahlwinkel der Antenne 100 in der y-z-Ebene. In x-Richtung strahlt die Antenne 100 jedoch in einen breiten Winkelbereich ab. Daher ist in Figur 6 eine Linse 500 vor dem Antennenkörper 105 angeordnet. Die Linse 500 weist die Form eines Zylindersegments auf, dessen Längsachse parallel zur y-Achse orientiert ist. Die Linse 500 fokussiert den durch die Antenne 100 abgestrahlten Strahl in x-Richtung und erhöht dadurch den Gain der Antenne 100. In y-Richtung wird das durch die Antenne 100 abgestrahlte Signal durch die Linse 500 nicht verändert. Die Linse 500 kann aus unterschiedlichen Materialien hergestellt werden. Als besonders geeignet hat sich Polyetherimid erwiesen. Die Antenne 500 kann den Antennengewinn der Antenne 100 um bis zu 7 dB erhöhen. FIG. 6 shows a further perspective view of the antenna 100 with the antenna body 105. The first antenna elements 300 of the antenna 100 are arranged along the first straight line, which is oriented parallel to the y-axis. By varying the frequency of the high-frequency signal coupled into the waveguide 200, the radiation angle of the antenna 100 changes in the yz plane. However, in the x-direction, the antenna 100 radiates in a wide angle range. Therefore, in FIG. 6 a lens 500 is arranged in front of the antenna body 105. The lens 500 has the shape of a cylinder segment whose longitudinal axis is oriented parallel to the y-axis. The lens 500 focuses the beam emitted by the antenna 100 in the x-direction, thereby increasing the gain of the antenna 100. In the y-direction, the signal radiated by the antenna 100 is not changed by the lens 500. The lens 500 may be made of different materials. Polyetherimide has proven to be particularly suitable. The antenna 500 can increase the antenna gain of the antenna 100 by up to 7 dB.

Figur 7 zeigt eine Aufsicht auf eine Antenne 3100 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Die Antenne 1300 weist wiederum erste Antennenelemente 300 auf, die entlang der ersten Geraden angeordnet sind. Zusätzlich weist die Antenne 1300 weitere Antennenspalten auf, die senkrecht zur ersten Geraden orientiert sind. In Figur 7 sind eine erste Antennenspalte 3150, eine zweite Antennenspalte 3151, eine dritte Antennenspalte 3152 und eine vierte Antennenspalte 3153 dargestellt. Bevorzugt weist die Antenne 3100 so viele Antennenspalten 3150, 3151, 3152, 3153 wie erste Antennenelemente 300 auf. Jede der Antennenspalte 3150, 3151, 3152, 3153 weist eine Mehrzahl fünfter Antennenelemente 3300 auf, die als Patchelemente ausgebildet sind. Im Beispiel der Figur 7 weist jede Antennenspalte 3150, 3151, 3152, 3153 sechs fünfte Antennenelemente 1300 auf. Die fünften Antennenelemente 3300 einer Antennenspalte 3150, 3151, 3152, 3153 sind jeweils über einen Mikrostreifenleiter miteinander verbunden. Der Mikrostreifenleiter und die fünften Antennenelemente 3300 bestehen aus einem elektrisch leitfähigen Material, beispielsweise aus einem Metall. Zusätzlich weist jede Antennenspalte 3150 bis 3153 einen Ankoppelsteg 3200 auf, der ebenfalls als Mikrostreifenleiter ausgebildet ist und mit dem die fünften Antennenelemente 3300 verbindenden Mikrostreifenleiter verbunden sind. Der Ankoppelsteg 3200 jeder Antennenspalte 3150, 3151, 3152, 3153 ist jeweils über einem ersten Antennenelement 300 der Antenne 3300 angeordnet und bildet mit diesem Antennenelement 300 eine erste Koppelstruktur 3700. Über die erste Koppelstruktur 3700 wird die durch das jeweilige erste Antennenelement 300 abgestrahlte Leistung in die über dem jeweiligen ersten Antennenelement 300 angekoppelte Antennenspalte 3150, 3151, 3152, 3153 eingekoppelt. Da die Antennenspalten 3150, 3151, 3152, 3153 senkrecht zur ersten Geraden orientiert sind, bewirken die Antennenspalten 3150, 3151, 3152, 3153 eine Fokussierung des durch die Antenne 3100 abgestrahlten Signals senkrecht zur Schwenkebene der Antenne 3100. Die Koppelstrukturen 3700 können, wie in Figur 7 dargestellt, in der Mitte der jeweiligen Antennenspalten 3150, 3151, 3152, 3153 angeordnet sein. Alternativ können die Koppelstrukturen 3700 aber auch an den Rändern oder beliebigen anderen Positionen der Antennenspalten 3150, 3151, 3152, 3153 vorgesehen sein. FIG. 7 shows a plan view of an antenna 3100 according to another embodiment. The antenna 1300 in turn has first antenna elements 300 arranged along the first straight line. In addition, the antenna 1300 has further antenna columns which are oriented perpendicular to the first straight line. In FIG. 7 For example, a first antenna column 3150, a second antenna column 3151, a third antenna column 3152 and a fourth antenna column 3153 are shown. Preferably, the antenna 3100 has as many antenna columns 3150, 3151, 3152, 3153 as first antenna elements 300. Each of the antenna gaps 3150, 3151, 3152, 3153 has a plurality of fifth antenna elements 3300, which are formed as patch elements. In the example of FIG. 7 Each antenna column 3150, 3151, 3152, 3153 has six fifth antenna elements 1300. The fifth antenna elements 3300 of an antenna column 3150, 3151, 3152, 3153 are each connected to one another via a microstrip conductor. The microstrip conductor and the fifth antenna elements 3300 are made of an electrically conductive material, for example of a metal. In addition, each antenna column 3150 to 3153 has a coupling web 3200, which is likewise designed as a microstrip conductor and to which the microstrip conductors connecting the fifth antenna elements 3300 are connected. The coupling web 3200 of each antenna column 3150, 3151, 3152, 3153 is in each case arranged above a first antenna element 300 of the antenna 3300 and forms with this antenna element 300 a first coupling structure 3700. Via the first coupling structure 3700, the power radiated by the respective first antenna element 300 in FIG the coupled over the respective first antenna element 300 antenna gaps 3150, 3151, 3152, 3153 coupled. Since the antenna columns 3150, 3151, 3152, 3153 are oriented perpendicular to the first straight line, the antenna columns 3150, 3151, 3152, 3153 cause the signal emitted by the antenna 3100 to be focused perpendicular to the pivot plane of the antenna 3100. The coupling structures 3700 can, as in FIG FIG. 7 shown, in the middle of the respective antenna columns 3150, 3151, 3152, 3153 may be arranged. Alternatively, however, the coupling structures 3700 may also be provided at the edges or any other positions of the antenna columns 3150, 3151, 3152, 3153.

Figur 8 zeigt eine Aufsicht auf eine Antenne 4100 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Auch die Antenne 4100 weist eine Mehrzahl von Antennenspalten auf, die jeweils oberhalb der ersten Antennenelemente 300 angeordnet und senkrecht zur ersten Geraden orientiert sind. Im Unterschied zur in Figur 7 dargestellten Antenne 3100 weisen die Antennenspalten der Antenne 4100 jedoch keinen Ankoppelsteg 3200 auf. Stattdessen ist eines der fünften Antennenelemente 3100 einer jeden Antennespalte über einem jeweiligen ersten Antennenelement 300 angeordnet und bildet mit diesem die erste Koppelstruktur 3700. Auch dadurch wird die durch das jeweilige erste Antennenelement 300 abgestrahlte Leistung in die über dem jeweiligen ersten Antennenelement 300 angeordnete Antennenspalte eingekoppelt, wodurch sich eine Fokussierung des durch die Antenne 4100 abgestrahlten Signals senkrecht zur Schwenkrichtung ergibt. Die Positionen der Koppelstrukturen 3700 an den Antennenspalten kann wiederum beliegib gewählt werden. FIG. 8 shows a plan view of an antenna 4100 according to another embodiment. The antenna 4100 also has a plurality of antenna columns, which are respectively arranged above the first antenna elements 300 and oriented perpendicular to the first straight line. Unlike in FIG. 7 However, the antenna 3100 shown in the antenna columns of the antenna 4100 have no coupling web 3200 on. Instead, one of the fifth antenna elements 3100 of each antenna column is arranged above a respective first antenna element 300 and forms the first coupling structure 3700 therewith. The power radiated by the respective first antenna element 300 is thereby coupled into the antenna column arranged above the respective first antenna element 300. resulting in a focus of the signal radiated by the antenna 4100 perpendicular to the pivoting direction results. The positions of the coupling structures 3700 at the antenna columns can in turn be selected beliegib.

Figur 9 zeigt einen Schnitt durch eine der ersten Koppelstrukturen 3700 der Antennen 3100 der Figur 7. Es ist erkennbar, dass zwischen dem Ankoppelsteg 3200 der Antennenspalte 3150 und dem ersten Antennenelement 300 ein Substrat 3710 angeordnet ist. Das Substrat 3710 besteht aus einem elektrisch isolierenden Material und isoliert die Antennenspalte 3150 elektrisch vom Antennenkörper 105. FIG. 9 shows a section through one of the first coupling structures 3700 of the antennas 3100 of FIG. 7 , It can be seen that a substrate 3710 is arranged between the coupling web 3200 of the antenna column 3150 and the first antenna element 300. The substrate 3710 is made of an electrically insulating material and electrically insulates the antenna gap 3150 from the antenna body 105.

Figur 10 zeigt eine Aufsicht auf eine Antenne 5100 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Die Antenne 5100 weist wiederum eine Mehrzahl erster Antennenelemente 300 auf, die entlang einer ersten Geraden angeordnet sind. Weiter weist die Antenne 5100 eine Mehrzahl von Antennenspalten 3160, 3161, 3162, 3163 auf, die jeweils senkrecht zur ersten Geraden orientiert und jeweils über einem der ersten Antennenelemente 300 angeordnet sind. Jede der Antennenspalten 3160, 3161, 3162, 3163 ist als Hohlleiterantenne mit einer Mehrzahl sechster Antennenelemente 3310 ausgebildet. In einem zentralen Abschnitt jeder der Antennenspalten 3160, 3161, 3162, 3163 ist die jeweilige Antennenspalte 3160, 3161, 3162, 3163 mittels einer zweiten Koppelstruktur 3800 an das jeweils darunterliegende erste Antennenelement 300 angekoppelt. Dadurch koppelt die durch die ersten Antennenelemente 300 abgestrahlte Leistung in die Antennenspalten 3160, 3161, 3162, 3163 ein, wodurch sich eine Fokussierung des durch die Antenne 5100 abgestrahlten Signals senkrecht zur Schwenkrichtung der Antenne 5100 ergibt. FIG. 10 shows a plan view of an antenna 5100 according to another embodiment. The antenna 5100 in turn has a plurality of first antenna elements 300, which are arranged along a first straight line. Furthermore, the antenna 5100 has a plurality of antenna columns 3160, 3161, 3162, 3163, which are each oriented perpendicular to the first straight line and are each arranged above one of the first antenna elements 300. Each of the antenna columns 3160, 3161, 3162, 3163 is formed as a waveguide antenna with a plurality of sixth antenna elements 3310. In a central section of each of the antenna columns 3160, 3161, 3162, 3163, the respective antenna column 3160, 3161, 3162, 3163 is coupled by means of a second coupling structure 3800 to the respectively underlying first antenna element 300. Thereby, the power radiated by the first antenna elements 300 couples into the antenna columns 3160, 3161, 3162, 3163, resulting in focusing of the signal radiated by the antenna 5100 perpendicular to the pivoting direction of the antenna 5100.

Figur 11 zeigt in einem Schnitt durch die Antenne 5100 der Figur 10 eine der zweiten Koppelstrukturen 3800. Der Hohlleiter der Antennenspalte 3160 ist senkrecht oberhalb des Hohlleiters 200 der Antenne 5100 angeordnet. Der Hohlleiter der Antenne 5100 ist durch eines der ersten Antennenelemente 300 mit dem Hohlleiter der Antennenspalte 3160 verbunden. Senkrecht oberhalb der Hohlleiter und des ersten Antennenelements 300 ist ein sechstes Antennenelement 3310 der Antennenspalte 3160 angeordnet. Das sechste Antennenelement 3310 kann als Öffnung ausgebildet sein oder durch ein beispielsweise dielektrisches Material verschlossen sein. FIG. 11 shows in a section through the antenna 5100 of FIG. 10 one of the second coupling structures 3800. The waveguide of the antenna column 3160 is arranged vertically above the waveguide 200 of the antenna 5100. The waveguide of the antenna 5100 is connected to the waveguide of the antenna gap 3160 through one of the first antenna elements 300. Vertically above the waveguide and the first antenna element 300, a sixth antenna element 3310 of the antenna column 3160 is arranged. The sixth antenna element 3310 may be formed as an opening or closed by a dielectric material, for example.

Die Antennen 3100, 4100, 5100 der Figuren 7 bis 11 weisen den Vorteil auf, dass die Antennenspalten eine Fokussierung des durch die Antenne 3100, 4100, 5100 abgestrahlten Signals senkrecht zur jeweiligen Schwenkrichtung bewirken, ohne dass eine Linse notwendig ist. Dadurch reduziert sich der für die Antenne 3100, 4100, 5100 benötigte Bauraum.The antennas 3100, 4100, 5100 of the FIGS. 7 to 11 have the advantage that the antenna columns effect a focusing of the signal emitted by the antenna 3100, 4100, 5100 perpendicular to the respective pivoting direction, without a lens being necessary. This reduces the space required for the antenna 3100, 4100, 5100.

Figur 12 zeigt eine Aufsicht auf eine Antenne 1100 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Die Antenne 1100 weist wiederum eine Mehrzahl erster Antennenelemente 300 auf, die entlang einer ersten Geraden angeordnet sind, die parallel zur y-Achse orientiert ist. Zusätzlich weist die Antenne 1100 eine Mehrzahl zweiter Antennenelemente 600 auf, die in x-Richtung neben den ersten Antennenelementen 300 angeordnet sind. Die zweiten Antennenelemente 600 sind in Reihen angeordnet, die parallel zur ersten Geraden orientiert sind. Figur 12 zeigt exemplarisch eine erste Reihe 610 und eine zweite Reihe 620. Es können jedoch auch weitere Reihen mit weiteren zweiten Antennenelementen 600 vorhanden sein. Die zweiten Antennenelemente 600 sind als Patchelemente ausgebildet. Die zweiten Antennenelemente 600 jeder Reihe 610, 620 sind über einen Mikrostreifenleiter miteinander verbunden. Der Mikrostreifenleiter ist in Figur 12 nicht dargestellt. Jede Reihe 610, 620 bildet also eine eigene Patchantenne. Jede Reihe 610, 620 kann mit einer eigenen Auswertelektronik verbunden sein. Die Reihen 610, 620 können zur Detektion eines reflektierten Radarsignals verwendet werden. Da die Reihen 610, 620 in x-Richtung nebeneinander angeordnet sind, gestatten die Reihen 610, 620 der Antenne 1200, das reflektierte Radarsignal in x-Richtung, also senkrecht zur Schwenkrichtung der Antenne 1100, winkelabhängig aufzulösen. Die Antenne 1100 kann den vor der Antenne 1100 liegenden Raum also in der y-z-Ebene durch Verschwenken des ausgesandten Radarstrahls abtasten und das reflektierte Radarsignal in der x-z-Ebene winkelabhängig auflösen. Dadurch erreicht die Antenne 1100 sowohl vertikal als auch horizontal eine gute Winkelauflösung. Alternativ könnten die zweiten Antennenelemente 600 auch zum Senden verwendet werden. FIG. 12 shows a plan view of an antenna 1100 according to another embodiment. The antenna 1100 in turn has a plurality of first antenna elements 300, which are arranged along a first straight line, which is oriented parallel to the y-axis. In addition, the antenna 1100 has a plurality of second antenna elements 600, which are arranged in the x-direction next to the first antenna elements 300. The second antenna elements 600 are arranged in rows that are oriented parallel to the first straight line. FIG. 12 shows by way of example a first row 610 and a second row 620. However, further rows with further second antenna elements 600 may also be present. The second antenna elements 600 are designed as patch elements. The second antenna elements 600 of each row 610, 620 are interconnected via a microstrip line. The microstrip conductor is in FIG. 12 not shown. Each row 610, 620 thus forms its own patch antenna. Each row 610, 620 can be connected to its own evaluation electronics. The rows 610, 620 can be used to detect a reflected radar signal. Since the rows 610, 620 are arranged next to one another in the x-direction, the rows 610, 620 allow the antenna 1200 to resolve the reflected radar signal in the x-direction, ie perpendicular to the pivoting direction of the antenna 1100, as a function of the angle. The antenna 1100 can thus scan the space lying in front of the antenna 1100 in the yz plane by pivoting the emitted radar beam and resolve the reflected radar signal in the xz plane as a function of the angle. As a result, the antenna 1100 achieves a good angular resolution both vertically and horizontally. Alternatively, the second antenna elements 600 could also be used for transmission.

Figur 13 zeigt eine Aufsicht auf eine Antenne 1200 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Die Antenne weist den bereits anhand von Figur 1 erläuterten Antennenkörper 105 mit den ersten Antennenelementen 300 auf. Zusätzlich weist die Antenne 2100 einen zweiten Antennenkörper 2105 und einen dritten Antennenkörper 2106 auf. Die Antenne 2100 kann auch weitere Antennenkörper aufweisen. Der zweite Antennenkörper 2105 und der dritte Antennenkörper 2106 entsprechen in ihrem Aufbau dem ersten Antennenkörper 105. So weist der zweite Antennenkörper 2105 dritte Antennenelemente 2300 auf und der dritte Antennenkörper 2106 vierte Antennenelemente 2305 auf. Die ersten Antennenelemente 300, die dritten Antennenelemente 2300 und die vierten Antennenelemente 2305 sind jeweils parallel zur y-Achse orientiert. In x-Richtung können die Antennenelemente der verschiedenen Antennenkörper 105, 2105, 2106 entweder direkt übereinander oder seitlich gegeneinander angeordnet sein. FIG. 13 shows a plan view of an antenna 1200 according to another embodiment. The antenna already has the basis of FIG. 1 explained antenna body 105 with the first antenna elements 300 on. In addition, the antenna 2100 has a second antenna body 2105 and a third antenna body 2106. The antenna 2100 may also have further antenna bodies. The second antenna body 2105 and the third antenna body 2106 correspond in structure to the first antenna body 105. Thus, the second antenna body 2105 has third antenna elements 2300 and the third antenna body 2106 has fourth antenna elements 2305. The first antenna elements 300, the third antenna elements 2300 and the fourth antenna elements 2305 are each oriented parallel to the y-axis. In the x-direction, the antenna elements of the various antenna bodies 105, 2105, 2106 can be arranged either directly above one another or laterally relative to one another.

Die Antenne 2100 kann auf unterschiedliche Weisen verwendet werden. Entweder können die einzelnen Antennekörper 105, 2105, 2106 durch eine gemeinsame Hochfrequenzquelle gespeist werden, so dass die einzelnen Antennenelemente 105, 2105, 2106 synchron zueinander abstrahlen. In diesem Fall können die durch die einzelnen Antennenkörper 105, 2105, 2106 ausgesandten Teilstrahlen miteinander interferieren, wodurch sich eine Fokussierung des durch die Antenne 2100 ausgesandten Radarstrahls in der y-z-Ebene ergibt. Die Funktion der Antenne 2100 entspricht dann derjenigen der Antennen 3100, 4100, 5100 der Figuren 7, 8 und 10.The antenna 2100 can be used in different ways. Either the individual antenna bodies 105, 2105, 2106 can be fed by a common high-frequency source, so that the individual antenna elements 105, 2105, 2106 radiate synchronously with one another. In this case, the partial beams emitted by the individual antenna bodies 105, 2105, 2106 may interfere with each other, resulting in a focusing of the radar beam emitted by the antenna 2100 in the yz plane. The function of the antenna 2100 then corresponds to that of the antennas 3100, 4100, 5100 of FIG FIGS. 7, 8 and 10 ,

Eine zweite Möglichkeit der Verwendung der Antenne 1200 besteht darin, lediglich den ersten Antennenkörper 105 zum Aussenden von Radarstrahlen zu verwenden und das reflektierte Radarsignals mittels des zweiten Antennenkörpers 2105 und des dritten Antennenkörpers 2106 zu detektieren. Die Antenne 2100 erreicht dann eine Winkelauflösung senkrecht zur Schwenkrichtung der Antenne 2100. Dies entspricht der Funktion der Antenne 1100 der Figur 12.A second way of using the antenna 1200 is to use only the first antenna body 105 for emitting radar beams and to detect the reflected radar signal by means of the second antenna body 2105 and the third antenna body 2106. The antenna 2100 then reaches an angular resolution perpendicular to the pivoting direction of the antenna 2100. This corresponds to the function of the antenna 1100 of FIG FIG. 12 ,

Die Antennen der bisher beschriebenen Ausführungsformen verwenden jeweils einen Hohlleiter 200, der Öffnungen aufweist, die die ersten Antennenelemente 300 bilden. Anstelle eines Hohlleiters kann jedoch auch ein Streifenleiter verwendet werden. Figur 14 zeigt in schematischer Schnittdarstellung einen geeigneten Streifenleiter 700. Der Streifenleiter 700 weist eine erste Massenfläche 720 und eine zweite Massenfläche 730 auf. Die erste Massenfläche 720 und die zweite Massenfläche 730 bestehen aus einem elektrisch leitfähigen Material, beispielsweise aus einem Metall. Zwischen der ersten Massenfläche 720 und der zweiten Massenfläche 730 ist ein Dielektrikum 740 angeordnet. In das Dielektrikum 740 ist ein Signalleiter 710 eingebettet. Der Signalleiter 710 besteht aus einem elektrisch leitfähigen Material, beispielsweise aus einem Metall. Der Streifenleiter 700 kann genau wie der Hohlleiter 200 als Wellenleiter für eine hochfrequente elektromagnetische Welle verwendet werden. Das erste Massenelement 720 und/oder das zweite Massenelement 730 können eine oder mehrere Öffnungen aufweisen, die als Antennenelemente dienen. Die so gebildeten Antennenelemente entsprechen den ersten Antennenelementen 300.The antennas of the previously described embodiments each use a waveguide 200 having openings that form the first antenna elements 300. Instead of a waveguide, however, a strip conductor can also be used. FIG. 14 shows a schematic sectional view of a suitable strip conductor 700. The strip conductor 700 has a first mass surface 720 and a second mass surface 730. The first mass surface 720 and the second mass surface 730 are made of an electrically conductive material, for example of a metal. Between the first mass surface 720 and the second mass surface 730, a dielectric 740 is arranged. Embedded in the dielectric 740 is a signal conductor 710. The signal conductor 710 consists of a electrically conductive material, for example of a metal. The stripline 700, like the waveguide 200, can be used as a waveguide for a high frequency electromagnetic wave. The first mass element 720 and / or the second mass element 730 may have one or more openings serving as antenna elements. The antenna elements thus formed correspond to the first antenna elements 300.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

100100
Antenneantenna
105105
Antennenkörperantenna body
110110
das Oberteil des Antennenkörpersthe top of the antenna body
120120
Unterteil des AntennenkörpersLower part of the antenna body
200200
Hohlleiterwaveguide
210210
Eingangentrance
220220
Ausgangoutput
230230
Kompensationsstrukturcompensation structure
300300
erste Antennenelementefirst antenna elements
310310
erster Durchmesserfirst diameter
320320
zweiter Durchmessersecond diameter
330330
äußeres Antennenelementouter antenna element
340340
zentrales Antennenelementcentral antenna element
400400
erste Richtcharakteristikfirst directional characteristic
410410
erste Nebenkeulenunterdrückungfirst sidelobe suppression
420420
zweite Richtcharakteristiksecond directional characteristic
430430
zweite Nebenkeulenunterdrückungsecond sidelobe suppression
500500
Linselens
600600
zweite Antennenelementesecond antenna elements
610610
erste Reihefirst row
620620
zweite Reihesecond row
700700
Streifenleiterstripline
710710
Signalleitersignal conductor
720720
erste Massenflächefirst mass area
730730
zweite Massenflächesecond mass area
740740
Dielektrikumdielectric
11001100
Antenneantenna
21002100
Antenneantenna
21052105
zweiter Antennenkörpersecond antenna body
21062106
dritter Antennenkörperthird antenna body
23002300
dritte Antennenelementethird antenna elements
23052305
vierte Antennenelementefourth antenna elements
31003100
Antenneantenna
31503150
1. Antennenspalte1. Antenna column
31513151
2. Antennenspalte2. Antenna column
31523152
3. Antennenspalte3. Antenna column
31533153
4. Antennenspalte4. Antenna column
31603160
Antennenspalteantenna column
31613161
Antennenspalteantenna column
31623162
Antennenspalteantenna column
31633163
Antennenspalteantenna column
32003200
AnkoppelstegAnkoppelsteg
33003300
fünfte Antennenelementefifth antenna elements
33103310
sechste Antennenelementesixth antenna elements
37003700
erste Koppelstrukturfirst coupling structure
37103710
Substratsubstratum
38003800
zweite Koppelstruktursecond coupling structure
41004100
Antenneantenna
51005100
Antenneantenna

Claims (21)

Antenne (100, 1100, 2100, 3100, 4100, 5100)
mit einem Antennenkörper (105) mit einer Mehrzahl von ersten Antennenelementen (300), die entlang einer ersten Geraden angeordnet sind, wobei im Antennenkörper (105) ein Hohlleiter (200) angeordnet ist, der zwischen den ersten Antennenelementen (300) verläuft,
wobei die ersten Antennenelemente (300) als zwischen dem Hohlleiter (200) und einer Oberfläche des Antennenkörpers (105) verlaufende Öffnungen ausgebildet sind,
wobei die Antenne (100, 1100, 2100, 3100, 4100, 5100) ausgebildet ist, ein Signal in eine Raumrichtung abzustrahlen,
wobei die Raumrichtung von einer Frequenz des Signals abhängig ist, dadurch gekennzeichnet, dass
der Antennenkörper (105) ein elektrisch isolierendes Material aufweist, das mit einem leitfähigen Material beschichtet ist.Antenna (100, 1100, 2100, 3100, 4100, 5100)
an antenna body (105) having a plurality of first antenna elements (300) arranged along a first straight line, wherein in the antenna body (105) a waveguide (200) is arranged which extends between the first antenna elements (300),
wherein the first antenna elements (300) are formed as openings extending between the waveguide (200) and a surface of the antenna body (105),
wherein the antenna (100, 1100, 2100, 3100, 4100, 5100) is adapted to radiate a signal in a spatial direction,
wherein the spatial direction is dependent on a frequency of the signal, characterized in that
the antenna body (105) comprises an electrically insulating material coated with a conductive material. Antenne (100, 1100, 2100, 3100, 4100, 5100) gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
das isolierende Material Polyetherimid oder Polybutylenterephthalat ist.Antenna (100, 1100, 2100, 3100, 4100, 5100) according to claim 1,
characterized in that
the insulating material is polyetherimide or polybutylene terephthalate. Antenne (100, 1100, 2100, 3100, 4100, 5100) gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Antennenkörper (105) mittels eines Spritzgussverfahrens hergestellt ist.Antenna (100, 1100, 2100, 3100, 4100, 5100) according to one of claims 1 or 2,
characterized in that
the antenna body (105) is made by an injection molding process. Antenne (100, 1100, 2100, 3100, 4100, 5100) gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
das isolierende Material ein Glas ist.Antenna (100, 1100, 2100, 3100, 4100, 5100) according to claim 1,
characterized in that
the insulating material is a glass. Antenne (100, 1100, 2100, 3100, 4100, 5100) gemäß Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Antennenkörper (105) mittels eines Prägeverfahrens hergestellt ist.Antenna (100, 1100, 2100, 3100, 4100, 5100) according to claim 4,
characterized in that
the antenna body (105) is produced by means of an embossing process. Antenne (100, 1100, 2100, 3100, 4100, 5100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das elektrisch leitfähige Material mittels physikalischer Gasphasenabscheidung oder mittels eines galvanischen Beschichtungsverfahrens aufgebracht ist.Antenna (100, 1100, 2100, 3100, 4100, 5100) according to one of the preceding claims,
characterized in that
the electrically conductive material is applied by means of physical vapor deposition or by means of a galvanic coating process. Antenne (100, 1100, 2100, 3100, 4100, 5100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
im Hohlleiter (200) ein für Radarstrahlung transparentes Medium vorgesehen ist.Antenna (100, 1100, 2100, 3100, 4100, 5100) according to one of the preceding claims,
characterized in that
in the waveguide (200) is provided for a radar transparent medium. Antenne (100, 1100, 2100, 3100, 4100, 5100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Hohlleiter (200) mindestens eine Kompensationsstruktur (230) aufweist, die so ausgebildet ist, dass eine durch die ersten Antennenelemente (300) verursachte Störung des Hohlleiters (200) ausgeglichen wird.Antenna (100, 1100, 2100, 3100, 4100, 5100) according to one of the preceding claims,
characterized in that
the waveguide (200) has at least one compensation structure (230) which is designed such that a disturbance of the waveguide (200) caused by the first antenna elements (300) is compensated. Antenne (100, 1100, 2100, 3100, 4100, 5100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest zwei der ersten Antennenelemente (300) sich voneinander derart unterscheiden, dass sie unterschiedlich viel Leistung abstrahlen.Antenna (100, 1100, 2100, 3100, 4100, 5100) according to one of claims 1 to 8,
characterized in that
At least two of the first antenna elements (300) differ from one another in such a way that they emit different amounts of power. Antenne (100, 1100, 2100, 3100, 4100, 5100) gemäß Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
die durch die ersten Antennenelemente (300) abgestrahlte Leistung so interferiert, dass eine Nebenkeulenunterdrückung der abgestrahlten Leistung im Fernfeld mehr als 25 dB beträgt.Antenna (100, 1100, 2100, 3100, 4100, 5100) according to claim 9,
characterized in that
the power radiated by the first antenna elements (300) interferes such that sidelobe rejection of the radiated power in the far field is more than 25 dB. Antenne (100, 1100, 2100, 3100, 4100, 5100) gemäß einem der Ansprüche 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
die ersten Antennenelemente (300) ein äußeres Antennenelement (330) und ein zentrales Antennenelement (340) umfassen,
wobei die das äußere Antennenelement (330) bildende Öffnung einen ersten Durchmesser (310) aufweist,
wobei die das zentrale Antennenelement (340) bildende Öffnung einen zweiten Durchmesser (320) aufweist,
wobei sich der erste Durchmesser (310) und der zweite Durchmesser (320) unterscheiden.Antenna (100, 1100, 2100, 3100, 4100, 5100) according to one of claims 9 or 10,
characterized in that
the first antenna elements (300) comprise an outer antenna element (330) and a central antenna element (340),
wherein the aperture forming the outer antenna element (330) has a first diameter (310),
wherein the aperture forming the central antenna element (340) has a second diameter (320),
wherein the first diameter (310) and the second diameter (320) differ. Antenne (100, 1100, 2100, 3100, 4100, 5100) gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11,
wobei die ersten Antennenelemente (300) ein mittleres erstes Antennenelement umfassen,
wobei die durch ein erstes Antennenelement (300) abgestrahlte Leistung etwa proportional zum Quadrat des Kosinus des auf Π/2 normierten Abstands dieses ersten Antennenelements (300) vom mittleren ersten Antennenelement ist.Antenna (100, 1100, 2100, 3100, 4100, 5100) according to one of claims 9 to 11,
wherein the first antenna elements (300) comprise a middle first antenna element,
wherein the power radiated by a first antenna element (300) is approximately proportional to the square of the cosine of the norm / 2 normalized distance of said first antenna element (300) from the central first antenna element. Antenne (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Antenne (100) eine Linse (500) aufweist,
wobei die Linse (500) eine Form eines Zylindersegments aufweist,
wobei eine Längsachse der Linse (500) parallel zu der ersten Geraden orientiert,
wobei die Linse (500) ein dielektrisches Material aufweist.Antenna (100) according to one of the preceding claims,
characterized in that
the antenna (100) has a lens (500),
wherein the lens (500) has a shape of a cylinder segment,
wherein a longitudinal axis of the lens (500) is oriented parallel to the first straight line,
wherein the lens (500) comprises a dielectric material. Antenne (100) gemäß Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Linse (500) Polyetherimid aufweist.Antenna (100) according to claim 13,
characterized in that
the lens (500) comprises polyetherimide. Antenne (1100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Antenne (1100) eine Mehrzahl von zweiten Antennenelementen (600) aufweist,
wobei die zweiten Antennenelemente (600) außerhalb der ersten Geraden angeordnet sind,
wobei die zweiten Antennenelemente (600) Patchelemente sind,
wobei mindestens zwei der zweiten Antennenelemente (600) durch einen Mikrostreifenleiter miteinander verbunden sind.Antenna (1100) according to one of claims 1 to 14,
characterized in that
the antenna (1100) has a plurality of second antenna elements (600) having,
wherein the second antenna elements (600) are arranged outside the first straight line,
wherein the second antenna elements (600) are patch elements,
wherein at least two of the second antenna elements (600) are interconnected by a microstrip conductor. Antenne (1100) gemäß Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet, dass
die zweiten Antennenelemente (600) in einer Reihe (610) angeordnet sind, die parallel zur ersten Geraden orientiert ist,
wobei die zweiten Antennenelemente (600) in der Reihe (610) durch einen Mikrostreifenleiter miteinander verbunden sind.An antenna (1100) according to claim 15,
characterized in that
the second antenna elements (600) are arranged in a row (610) which is oriented parallel to the first straight line,
wherein the second antenna elements (600) in the row (610) are interconnected by a microstrip conductor. Antenne (2100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Antenne (2100) einen zweiten Antennenkörper (2105) umfasst, wobei der zweite Antennenkörper (2105) eine Mehrzahl von dritten Antennenelementen (2300) aufweist, die entlang einer zweiten Geraden angeordnet sind,
wobei die zweite Gerade parallel zur ersten Geraden orientiert ist, wobei im zweiten Antennenkörper (2105) ein zweiter Hohlleiter angeordnet ist, der zwischen den dritten Antennenelementen (2300) verläuft,
wobei die dritten Antennenelemente (2300) als zwischen dem zweiten Hohlleiter (200) und einer Oberfläche des zweiten Antennenkörpers (2105) verlaufende Öffnungen ausgebildet sind.Antenna (2100) according to one of claims 1 to 14,
characterized in that
the antenna (2100) comprises a second antenna body (2105), the second antenna body (2105) having a plurality of third antenna elements (2300) arranged along a second straight line,
wherein the second straight line is oriented parallel to the first straight line, wherein in the second antenna body (2105) a second waveguide is arranged, which extends between the third antenna elements (2300),
wherein the third antenna elements (2300) are formed as openings extending between the second waveguide (200) and a surface of the second antenna body (2105). Antenne (3100, 4100, 5100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens eine Antennenspalte (3150, 3160) mit einer Mehrzahl fünfter Antennenelemente (3300) vorgesehen ist,
wobei die Antennenspalte (3150) senkrecht zur ersten Gerade orientiert ist, wobei die Antennenspalte (3150, 3160) über eine Koppelstruktur (3700) an ein erstes Antennenelement (300) angekoppelt ist.Antenna (3100, 4100, 5100) according to one of Claims 1 to 14,
characterized in that
at least one antenna column (3150, 3160) having a plurality of fifth antenna elements (3300) is provided,
wherein the antenna column (3150) is oriented perpendicular to the first straight line, wherein the antenna column (3150, 3160) is coupled via a coupling structure (3700) to a first antenna element (300). Antenne (3100, 4100) gemäß Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Antennenspalte (3150) als Mikrostreifenleiterantenne ausgebildet ist und die fünften Antennenelemente (3300) als Patchelemente ausgebildet sind.Antenna (3100, 4100) according to claim 18,
characterized in that
the antenna gap (3150) is formed as a microstrip antenna and the fifth antenna elements (3300) are formed as patch elements. Antenne (3100, 4100) gemäß Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Substrat (3710) zwischen dem Antennenkörper (105) und der Antennenspalte (3150) vorgesehen ist.Antenna (3100, 4100) according to claim 19,
characterized in that
a substrate (3710) is provided between the antenna body (105) and the antenna gap (3150). Antenne (5100) gemäß Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Antennenspalte (3160) als Hohlleiter ausgebildet ist und die fünften Antennenelemente (3300) als Öffnungen in diesem Hohlleiter ausgebildet sind.Antenna (5100) according to claim 18,
characterized in that
the antenna gap (3160) is formed as a waveguide and the fifth antenna elements (3300) are formed as openings in this waveguide.
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