EP2991159A1 - Speisenetzwerk für antennensysteme - Google Patents

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EP2991159A1
EP2991159A1 EP15169109.4A EP15169109A EP2991159A1 EP 2991159 A1 EP2991159 A1 EP 2991159A1 EP 15169109 A EP15169109 A EP 15169109A EP 2991159 A1 EP2991159 A1 EP 2991159A1
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EP
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waveguide
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feed network
microstrip
conductor
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EP15169109.4A
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Thomas Merk
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Lisa Draexlmaier GmbH
Original Assignee
Lisa Draexlmaier GmbH
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Publication date
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    • H01P5/08—Coupling devices of the waveguide type for linking dissimilar lines or devices
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    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
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    • H—ELECTRICITY
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    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/02—Waveguide horns

Definitions

  • the invention relates to feed network with waveguide and two microstrip conductors for antenna systems, in particular for the bidirectional, in the Ka, Ku or X-band operated satellite communication for mobile and aeronautical applications.
  • antennas In order to connect aircraft for the transmission of multimedia data to a satellite network, it requires wireless broadband channels for data transmission at very high data rates.
  • antennas must be installed on the aircraft, which have small dimensions to be installed under a radome and yet for a directed wireless data communication with the satellite (eg in the Ku, Ka or X-band) extreme requirements on the transmission characteristics meet, as a disturbance of adjacent satellites must be reliably excluded.
  • the antenna continues to be movable below the radome to track the satellite's orientation as the aircraft moves.
  • the antenna must be made compact in order to remain mobile under the radome.
  • the regulatory requirements for broadcasting arise from international standards. All these regulatory requirements are designed to ensure that in the targeted Transmission mode of a mobile satellite antenna no interference may occur adjacent satellites.
  • antennas consist of antenna fields, which are constructed from single radiators and have suitable feed networks. They can be run in any geometry and any length to aspect ratio without sacrificing antenna efficiency. In particular, antenna fields can be realized with low height.
  • feed networks can be represented by a combination of waveguides and microstrip lines, but the number of power dividers needed is high. Power dividers in the waveguide area of the feed network require installation space that is available only to a limited extent.
  • feed networks allow to distribute a sum signal amplitude and phase correct to the individual emitters in the transmission case or vice versa in the case of reception to correctly add the signals of the individual emitters to a sum signal.
  • the feed network consists of microstrip conductors which combine the first single emitter groups (eg NxN or NxM elements) and a waveguide network to again combine several N * N or N * M groups.
  • Microstrip conductors have the advantage of a small footprint and thus enable a high integration density.
  • the disadvantage is higher electrical losses compared to waveguides, but which require a much larger volume compared to microstrip conductors.
  • the feed network includes a waveguide with broad sides and narrow sides, and two microstrip conductors, each containing a conductor loop.
  • the conductor loops each project from one of the narrow sides into the waveguide and are electrically connected to a broad side of the waveguide, i. are shorted to the waveguide on the broad side.
  • the waveguide On the narrow side, the waveguide has a small opening through which the microstrip conductor is guided without being electrically in contact with the waveguide itself.
  • the conductor loops protrude from opposite narrow sides into the waveguide.
  • the microstrip conductors can connect a large number of antenna elements, if necessary via further microstrip power dividers, in the sense of their own feed networks and with low-loss short paths.
  • the H-field coupling of the waveguide and two microstrip conductors advantageously produces a power divider, the signals arriving via the waveguide. So you get a kind of "hybrid” power divider, which distributes the signal from a waveguide gate on 2 microstrip gates.
  • the conductor loops have an equal length within the waveguide.
  • the signals on both microstrip lines have the same phase position and in the control of the following antenna elements, no further phase compensation is required.
  • the conductor loops are also advantageous to arrange the conductor loops so that they project centrally from the narrow sides into the waveguide. This can provide maximum performance in the microstrip conductors are coupled and the matching at the transition optimized.
  • the arrangement of the microstrip conductors in the waveguide advantageously takes place approximately ⁇ / 4 away from one end of the short-circuited waveguide.
  • divider ratios of 50:50 to 80:20 can be set in a broad range, as a result of which desired aperture tolerances of the antenna can be easily implemented.
  • one of the microstrip lines of the feed network can have a phase compensation arc which adapts the length of this microstrip line to the length of the other microstrip line and thus produces an equal microstrip line length and thus equal phase position of the signals of both microstrip lines despite asymmetry in the conductor loop shape.
  • phase compensation arc is assigned to the microstrip conductor which is electrically connected to the waveguide at a greater distance from the center of the broadside than the other microstrip conductor.
  • the conductor loops are advantageously not straight, but include width jumps and set pieces. By specifying the position and size of stride jumps and set pieces, the reflections are reduced for the desired frequency range.
  • the microstrip conductors consist of a board with a dielectric having a thickness of 0.1 to 1 mm, preferably 0.127 mm, and a copper strip arranged on the board with a thickness of 15 to 50 ⁇ m, preferably 17.5 ⁇ m.
  • the width of the copper strip is 0.2 to 3 mm, preferably 0.5 mm.
  • the waveguide or the waveguide network is performed according to an advantageous embodiment of the invention, at least in sections as ridge waveguide.
  • the ridge waveguide allows a wider band frequency range than a "normal” rectangular waveguide, particularly interesting for the Ka band.
  • a ridge waveguide allows more compact designs (reduction of broadside) compared to a "normal” rectangular waveguide at the same cutoff frequency (interesting even at lower frequencies (X-band and Ku-band), in which the waveguide dimensions would otherwise be larger.
  • the electrical connection of the conductor loops with the broad side of the waveguide is carried out according to advantageous embodiments of the invention galvanic - direct connection of a trace of the microstrip line and the waveguide edge or capacitive.
  • the waveguide includes an opening into which a Board is inserted with the conductor loops.
  • the tracks of both sides of the board are connected to each other by means of vias and separated from the waveguide by an insulation. The thickness of the insulation and the area of the tracks insulated from the waveguide determine the capacitance.
  • a distance between one end of the waveguide and the microstrip conductor is advantageously only ⁇ / 8 to ⁇ / 12, ie significantly less than ⁇ / 4, for which a maximum of the field strength would exist. It has been shown that with reasonable losses, the size of the feed network can be reduced once again.
  • the waveguide of the feed network may contain restrictions whereby a ridge waveguide is formed.
  • the electrical connection of the conductor loops with the broad side of the waveguide no restriction, but takes place in a rectilinear section.
  • the conductor loop with the larger power output advantageously has the width of the microstrip line larger than in the conductor loop with the lower power output.
  • the antenna comprising a plurality of horn radiators as antenna elements, which are connected via microstrip conductors with a waveguide having broad sides and narrow sides.
  • the microstrip conductors each consist of a conductor loop which protrudes from one of the narrow sides into the waveguide and is electrically connected to a broad side of the waveguide.
  • Horn radiators are very efficient single radiators in Antenna fields are arranged.
  • horns can be designed broadband.
  • the antenna is suitable for bidirectional operation in vehicle-based satellite communication in a frequency band of 7.25-8.4 GHz (X-band), 12-18 GHz (Ku-band) and 27-40 GHz (Ka-band).
  • X-band 7.25-8.4 GHz
  • Ku-band 12-18 GHz
  • Ka-band 27-40 GHz
  • FIG. 1 shows a waveguide HL, which is filled with air and has the dimensions 16 x 6 mm for the Ku band or 7 x 2.5 mm for the Ka band.
  • the termination at the end AB of the waveguide HL is about ⁇ / 4 of a coupling of two microstrip lines MS1, MS2 away.
  • the microstrip conductors MS1, MS2 protrude from a narrow side b1, b2 into the waveguide HL.
  • the microstrip lines MS1, MS2 consist of a Suspended Strip Line (SSL), which consists of a circuit board on which a copper strip, a copper layer, is applied.
  • SSL Suspended Strip Line
  • the board itself consists of a dielectric with a thickness of 0.1 to 1 mm, preferably 0.127 mm.
  • the copper strip thereon has a width of 0.2 to 3 mm, preferably 0.5 mm, and a thickness of 15 to 50 microns, preferably 17.5 microns. So that the microstrip conductors MS1, MS2 can protrude into the waveguide HL, the narrow sides b1, b2 at the level of the coupling have a narrow slot, which is adapted to the shape of the microstrip line MS1 and MS2.
  • the SSL is surrounded by metal, so there are no power losses from radiation out of the structure and through the passage at the slots. By appropriate dimensioning of the slot and the interference on the field of the waveguide HL is negligible.
  • both microstrip conductors MS1, MS2 are electrically connected to the waveguide HL.
  • This connection represents in each case a short circuit 1 of the respective microstrip line MS1, MS2 with the waveguide HL.
  • a conductor loop 11, 12 forms around both sides of the waveguide HL through the respective microstrip lines MS1, MS2, around which an H field is formed ,
  • the inductive H-field coupling is in FIG. 2 shown again. On a sectional plane through the coupling can be seen at the locations near the short circuits 1 as the H-field coupled as TE mode from the waveguide HL in the two microstrip lines MS1, MS2 as TEM mode.
  • the feeding network according to the invention consisting of the two microstrip conductors MS1, MS2 and the waveguide HL, will now be described with reference to FIGS. 3 to 5 further explained.
  • the conductor loops 11, 12 within the waveguide HL form two equal loops, which extend from the narrow sides b1 and b2 to the broad side a1. These equal areas of the conductor loops 11, 12 mean a symmetrical power division.
  • the conductor loops 11, 12 further include set pieces and width jumps, which favor the adaptation of the microstrip line MS1 or MS2 to the conditions of the waveguide HL.
  • a conductor piece which is in each case connected to the broad side a1, narrowest and a conductor loop piece, which represents the transition to the microstrip MS1 or MS2 outside of the waveguide HL, the widest. Size and position of the wide jumps or set pieces are optimized accordingly for the desired frequency band.
  • microstrip conductors MS1, MS2 continue after the slot in the narrow side b1, b2 of the waveguide HL and form microstrip conductor networks, with which, as shown later, antenna elements are supplied.
  • FIG. 4 shows in comparison to FIG. 3 a variant in which a phase shift of the signals between the microstrip conductors MS1, MS2 is effected in that the electrical connection of the conductor loops 11, 12 takes place on opposite broad sides a1 and a2 of the waveguide HL.
  • the positioning of the conductor loops 11 and 12 is here again symmetrical, but with respect to the top and bottom of the waveguide HL mirror image. This means that once again a balanced power line is achieved, but the signals on one microstrip line MS1 are 180 ° out of phase with respect to the other microstrip line MS2.
  • a center M of the broad sides of the waveguide is located.
  • the conductor loop 11 on the left side of the waveguide has a larger flooded area than the conductor loop 12 on the right side.
  • the lengths of the conductor loops 11 and 12 within the waveguide differ therewith.
  • the a length compensation of the microstrip line MS2 and an adjustment to the length of the other microstrip line MS1 brings with it.
  • divider ratios can be set from 50:50 to 80:20. This allows multiple aperture assignments for the antenna driven by the feed network. Due to a set phase shift between the two microstrip lines MS1, MS2, see FIG. 4 , geometrically mirrored antenna elements or possible phase shifts can be compensated by subsequent waveguide networks.
  • FIG. 6 is an alternative waveguide shape to the otherwise rectangular waveguide HL as in FIG. 1 , shown.
  • the waveguide HL is provided as a ridge waveguide, each with a restriction RI centered in the broad sides a1, a2.
  • the waveguide HL broadband.
  • the web waveguide HL has a width paragraph SP, in which the dimensions of the narrow sides b1, b2 and broad sides a1, a2 change abruptly, and a length of the restriction RI is changed. This is used to minimize the reflections.
  • the feed network according to the invention is used in particular in antennas having a plurality of horn radiators as antenna elements used.
  • FIG. 7 shows an antenna with 16 antenna elements, a feed network is able to feed 8 antenna elements A1 to A8 alone.
  • a waveguide HL is to centrally located within eight antenna elements A1 to A8 and on both narrow sides of the signals are coupled into two microstrip lines MS1 and MS2. These microstrip conductors MS1, MS2 in turn form microstrip conductor networks, which connect in each case 4 antenna elements A1 to A4 or A5 to A8 to the waveguide HL.
  • the waveguide HL in turn forms the conclusion of a waveguide network.
  • only one waveguide power divider is shown.
  • the waveguide network is in turn connected to a transmitting and receiving device Tx / Rx, which receives corresponding signals from the antenna or sends to the antenna.
  • the feed network shown here allows the feeding of a large number of antenna elements with a minimum of power dividers in the waveguide network.
  • lightweight compact antennas are represented, as they are needed in the aircraft-based satellite communication in the X, Ku or Ka band.
  • FIGS. 8 to 13 show alternative embodiments of the feed networks according to the invention, which except for the embodiment according to FIG. 13 Include climbing ladders with restrictions RI.
  • FIG. 8 shows a symmetrical power divider (power output 50% / 50%), in which the electrical connection of the conductor loops 11, 12 occurs just to the right and left of the restriction RI of the waveguide HL. Both conductor loops 11, 12 frame the same area and have the same widths of the conductor tracks.
  • the food network after FIG. 9 is particularly suitable for narrow frequency bands, for example in X-band.
  • One Distance AB1 of one end of the waveguide HL to the microstrip line is only about ⁇ / 10, that is to say significantly less than ⁇ / 4 or half the length A1 of the broad side a1.
  • the size of the feed network is reduced again.
  • FIGS. 10 and 11 show asymmetric divisors with a divider ratio of 66.7% / 33.3% and 57% / 43%, respectively, which are set by the fact that the left conductor loop 11 encloses a larger area than the right conductor loop 12. Also in these feed networks, the galvanic electrical connection between conductor loop 11, 12 and waveguide HL without the restriction RI is touched in a rectilinear region of the waveguide HL. In FIG. 9 this is clear. The restriction RI starts from the end of the waveguide AB only shortly after the microstrip MS2. How out FIG. 10 As can be seen, the width D of the left conductor loop 11 with the larger power output is greater than the width of the right conductor loop 12. Thus, the left conductor loop 11 is more low-impedance than the right conductor loop 12 and well fitted.
  • the area to be set for the power division - essentially determined by the length of the first line section of the short circuit A and the length of the second line section in the direction of the narrow waveguide side B, which framing the respective line loop 11, 12 are for a reflection-poor adaptation of the microstrip MS1, MS2 after FIG. 12
  • the width of the first line section C, the width of the second line section D are selected according to the impedance of the conductor loop necessary for a reflection-poor matching.
  • the conductor loop with the greater power output has the designations in FIG. 12 a larger width C, D the microstrip line as the other conductor loop with the lower power output - see FIG. 10 ,
  • FIG. 13 contains the waveguide HL an opening into which a circuit board PL is inserted with the conductor loops forming conductor tracks L on the surface.
  • the interconnects L of both sides of the board PL are interconnected by means of vias V.
  • waveguide HL and interconnects L are separated by an insulation I.
  • the insulation I is formed by an electrically insulating coating eg solder resist.
  • the conductor tracks L are made of copper, the waveguide HL is made of aluminum.

Landscapes

  • Waveguide Aerials (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

Das erfindungsgemäße Speisenetzwerk enthält einen Hohlleiter mit Breitseiten und Schmalseiten, sowie zwei Mikrostreifenleiter, die je eine Leiterschleife enthalten. Die Leiterschleifen ragen jeweils aus einer der Schmalseiten in den Hohlleiter hinein und sind mit einer Breitseite des Hohlleiters elektrisch verbunden. An den Schmalseiten weist der Hohlleiter kleine Öffnungen auf, durch die die Mikrostreifenleiter geführt werden ohne selbst elektrisch mit dem Hohlleiter in Kontakt zu stehen. Damit ergibt sich die Möglichkeit einer induktiven H-Feld Einkopplung, die eine geringe Empfindlichkeit gegenüber toleranzbedingten mechanischen Verschiebungen von Mikrostreifenleiter gegenüber dem Hohlleiter hat. Durch die Benutzung von zwei Leiterschleifen kann man bei identischen elektrischen Verlusten gleichzeitig für zwei Signalpfade auskoppeln und damit die Anzahl von Leistungsteilern im Hohlleiter bis auf die Hälfte verringern.

Description

    TECHNISCHES GEBIET
  • Die Erfindung betrifft Speisenetzwerk mit Hohlleiter und zwei Mikrostreifenleitern für Antennensysteme, insbesondere für die bidirektionale, im Ka-, Ku- oder X-Band betriebene Satellitenkommunikation für mobile und aeronautische Anwendungen.
    • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Um Flugzeuge zur Übertragung von Multimediadaten an ein Satellitennetz anzuschließen, bedarf es drahtloser Breitbandkanäle zur Datenübertragung mit sehr hohen Datenraten. Dazu müssen auf den Flugzeugen Antennen installiert sein, die geringe Abmessungen haben, um unter einem Radom installiert zu werden und trotzdem für eine gerichtete drahtlose Datenkommunikation mit dem Satelliten (z.B. im Ku-, Ka- oder X-Band) extreme Anforderungen an die Sendecharakteristik zu erfüllen, da eine Störungen benachbarter Satelliten zuverlässig ausgeschlossen werden muss.
  • Die Antenne ist unterhalb des Radoms weiterhin beweglich, um die Ausrichtung auf den Satelliten bei Bewegung des Flugzeugs nachzuführen. Dazu muss die Antenne kompakt gebaut sein, um unter dem Radom beweglich zu bleiben.
  • Die regulatorischen Anforderungen an den Sendebetrieb ergeben sich aus internationalen Normen. Alle diese regulatorischen Vorschriften sollen sicherstellen, dass im gerichteten Sendebetrieb einer mobilen Satellitenantenne keine Störung benachbarter Satelliten auftreten kann.
  • Lösungen für kompakte Antennen für die Anwendungen zeigen beispielsweise die WO2014005693 und WO2014005699 . Diese Antennen bestehen aus Antennenfeldern, welche aus Einzelstrahlern aufgebaut sind und über geeignete Speisenetzwerke verfügen. Sie können in beliebigen Geometrien und beliebigem Längen zu Seitenverhältnis ausgeführt werden, ohne dass die Antenneneffizienz darunter leidet. Insbesondere können Antennenfelder mit geringer Bauhöhe realisiert werden.
  • Sind die Hornstrahler in den Antennenfeldern dicht gepackt, dann besteht ein weiteres Problem darin, dass im zur Verfügung stehenden Bauraum hinter dem Hornstahlerfeld effiziente Speisenetzwerke untergebracht werden müssen. Bei der WO2014005699 wird gezeigt, dass Speisenetzwerke durch eine Kombination aus Hohlleitern und Mikrostreifenleitungen dargestellt werden können, wobei jedoch die Anzahl der benötigten Leistungsteiler hoch ist. Leistungsteiler im Hohlleiterbereich des Speisenetzwerkes benötigen Bauraum, der nur begrenzt zur Verfügung steht.
  • Die in WO2014005699 gezeigten Speisenetzwerke ermöglichen, im Sendefall ein Summensignal amplituden- und phasenrichtig auf die einzelnen Strahler zu verteilen bzw. umgekehrt im Empfangsfall die Signale der Einzelstrahler korrekt zu einem Summensignal zu addieren. Das Speisenetzwerk besteht aus Mikrostreifenleiter, welche die ersten Einzelstrahlergruppen (z.B. NxN oder NxM Elemente) zusammenfassen, sowie einem Hohlleiternetzwerk, um wiederum mehrere N*N- oder N*M-Gruppen zusammenzufassen.
  • Mikrostreifenleiter haben den Vorteil eines geringen Platzbedarfs und ermöglichen somit eine hohe Integrationsdichte. Der Nachteil besteht in höheren elektrischen Verlusten gegenüber Hohlleitern, welche jedoch ein deutlich größeres Volumen gegenüber Mikrostreifenleitern benötigen.
  • Um Gewicht und Rotationsvolumen einer Antenne bei gegebener Aperturfläche möglichst gering zu halten, wird nach Wegen gesucht, die Anzahl der Hohlleiterstrecken bzw. das Gesamtvolumen der Hohlleiter zu minimieren ohne Abstriche bei der elektrische Leistungsfähigkeit hinnehmen zu müssen.
    • BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung ein Speisenetzwerk mit einer Kopplung zwischen Hohlleiter und Mikrostreifenleitung anzugeben, das eine hohe Flexibilität der Leistungskopplung und geringe Bauhöhe ermöglicht.
  • Die Aufgabe wird durch ein Speisenetzwerk mit den Merkmalen von Anspruch 1 und einer Antenne mit den Merkmalen von Anspruch 23 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Patentansprüchen aufgeführt.
  • Dazu enthält das Speisenetzwerk einen Hohlleiter mit Breitseiten und Schmalseiten, sowie zwei Mikrostreifenleiter, die je eine Leiterschleife enthalten. Die Leiterschleifen ragen jeweils aus einer der Schmalseiten in den Hohlleiter hinein und sind mit einer Breitseite des Hohlleiters elektrisch verbunden, d.h. sind mit dem Hohlleiter an der Breitseite kurzgeschlossen. An der Schmalseite weist der Hohlleiter eine kleine Öffnung auf, durch die der Mikrostreifenleiter geführt wird ohne selbst elektrisch mit dem Hohlleiter in Kontakt zu stehen.
  • Damit ergibt sich die Möglichkeit einer induktiven H-Feld Einkopplung, die eine geringe Empfindlichkeit gegenüber toleranzbedingten mechanischen Verschiebungen von Mikrostreifenleiter gegenüber dem Hohlleiter hat, die sich von den sonst üblichen kapazitiven E-Feld Einkopplungen unterscheidet. Durch die Benutzung von zwei Leiterschleifen kann man bei identischen elektrischen Verlusten gleichzeitig für zwei Signalpfade auskoppeln und damit die Anzahl von Leistungsteilern im Hohlleiter bis zur Hälfte verringern. Die Anzahl von Einkoppelstellen von Streifenleitung auf Hohlleiter kann mit der Erfindung minimiert werden. Somit verringert sich wiederum die Baugröße des Speisenetzwerkes. Diese Vereinfachung eines durch die Hohlleiter gebildeten Hohlleiter-Speisenetzwerk trägt somit stark zur Reduzierung von Gewicht und Volumen einer Antenne bei, in der das erfindungsgemäße Speisenetzwerk eingesetzt wird.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ragen die Leiterschleifen aus sich gegenüberliegenden Schmalseiten in den Hohlleiter hinein. Damit können die Mikrostreifenleiter im Sinne eigener Speisenetzwerke und mit verlustarmen kurzen Wegen eine große Zahl von Antennenelemente ggf. über weitere Mikrostreifenleistungsteiler verbinden.
  • Durch die H-Feld Kopplung von Hohlleiter und zwei Mikrostreifenleitern entsteht vorteilhafterweise ein Leistungsteiler, der über den Hohlleiter einlaufenden Signale. So erhält man eine Art "hybriden" Leistungsteiler, welcher das Signal aus einem Hohlleiter-Tor auf 2 Mikrostreifenleiter-Tore verteilt.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausprägung der Erfindung weisen die Leiterschleifen eine gleiche Länge innerhalb des Hohlleiters auf. Damit haben die Signale auf beiden Mikrostreifenleitungen die gleiche Phasenlage und bei der Ansteuerung folgender Antennenelemente ist kein weiterer Phasenausgleich erforderlich.
  • Es ist weiterhin vorteilhaft die Leiterschleifen so anzuordnen, dass sie mittig aus den Schmalseiten in den Hohlleiter hineinragen. Damit kann ein Maximum an Leistung in die Mikrostreifenleiter eingekoppelt und die Anpassung am Übergang optimiert werden. Die Anordnung der Mikrostreifenleiter im Hohlleiter erfolgt vorteilhaferweise etwa λ /4 von einem Ende des kurzgeschlossenen Hohlleiters entfernt.
  • Zur Ausprägung asymmetrischer Leistungsteiler ist es vorteilhaft, dass die elektrischen Verbindungen der beiden Leiterschleifen mit der Breitseite des Hohlleiters von einem Mittelpunkt der Breitseite unterschiedlich beabstandet sind. Damit entstehen für beide Leiterschleifen unterschiedlich große durchflutete Schleifenflächen. Das Verhältnis der dadurch eingestellten durch das Magnetfeld durchfluteten Flächen beider Leiterschleifen bestimmt dabei das Teilerverhältnis der Leistung. Breitbandig sind damit Teilerverhältnisse von 50 : 50 bis 80 : 20 einstellbar, wodurch gewünschte Aperturbelegungen der Antenne einfach umsetzbar sind.
  • Weiterhin kann einer der Mikrostreifenleiter des Speisenetzwerks einen Phasenausgleichsbogen aufweisen, der die Länge dieses Mikrostreifenleiters an die Länge des anderen Mikrostreifenleiters anpasst und damit trotz Asymmetrie in der Leiterschleifenform eine gleiche Mikrostreifenleiterlänge und damit gleich Phasenlage der Signale beider Mikrostreifenleiter herbeiführt. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der Phasenausgleichsbogen dem Mikrostreifenleiter zugeordnet wird, der in einem größeren Abstand zum Mittelpunkt der Breitseite mit dem Hohlleiter elektrisch verbunden ist als der andere Mikrostreifenleiter.
  • Erfolgt die elektrische Verbindung der Mikrostreifenleitungen an unterschiedlichen Breitseiten des Hohleiters, dann wird ohne weitere Aufwendungen eine 180° Phasenverschiebung zwischen den Signalen beider Leiterschleifen eingestellt. Dies kann benutzt werden zur Kompensation von geometrisch gespiegelten Antennenelementen oder zum Ausgleich möglicher Phasenverschiebungen von nachfolgenden Hohlleiternetzwerken.
  • Zur Impedanzanpassung der Mikrostreifenleiter zum Hohlleiter sind die Leiterschleifen vorteilhafterweise nicht gerade geformt, sondern enthalten Breitensprünge und Versatzstücke. Durch Festlegen der Position und Größe von Breitensprüngen und Versatzstücken werden für den gewünschten Frequenzbereich die Reflexionen verringert.
  • Vorteilhafterweise werden im Speisenetzwerk für die Mikrostreifenleiter Suspended Strip Line (SSL) verwendet, um die Verluste gering zu halten. Die Mikrostreifenleiter bestehen aus einer Platine mit einem Dielektrikum, die eine Dicke aufweist von 0,1 bis 1 mm, bevorzugt 0,127 mm, und einem auf der Platine angeordneten Kupferband mit einer Dicke von 15 bis 50 µm, bevorzugt 17,5 µm. Die Breite des Kupferbandes ist dabei 0,2 bis 3 mm, bevorzugt 0,5 mm.
  • Der Hohlleiter bzw. das Hohlleiter-Netzwerk wird nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung zumindest abschnittsweise als Steghohlleiter ausgeführt. Der Steghohlleiter ermöglicht einen breitbandigeren Frequenzbereich als ein "normaler" Rechteckhohlleiter, besonders interessant für das Ka-Band. Weiterhin ermöglicht ein Steghohlleiter kompaktere Bauformen (Reduzierung der Breitseite) gegenüber einem "normalen" Rechteckhohlleiter bei gleicher Cutoff-Frequenz (interessant auch bei niedrigeren Frequenzen (X-Band und Ku-Band), bei denen die Hohlleiterdimensionen ansonsten größer wären.
  • Die elektrische Verbindung der Leiterschleifen mit der Breitseite des Hohlleiters erfolgt nach vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung galvanisch - direkte Verbindung einer Leiterbahn der Mikrostreifenleitung und des Hohlleiterrands oder kapazitiv. Bei einer kapazitiven Verbindung enthält der Hohlleiter eine Öffnung, in die eine Platine mit den Leiterschleifen eingeschoben ist. Zur Ausbildung einer Kapazität sind die Leiterbahnen beider Seiten der Platine mittels Vias miteinander verbunden und vom Hohlleiter durch eine Isolierung getrennt. Die Dicke der Isolation und die Fläche der Leiterbahnen, die vom Hohlleiter isoliert sind, bestimmen dabei die Kapazität.
  • Für sehr kompakte Ausführung beträgt ein Abstand eines Endes des Hohlleiters zur Mikrostreifenleiter vorteilhafterweise nur λ/8 bis λ/12, also deutlich weniger als λ/4, für die ein Maximum der Feldstärke existieren würde. Es hat sich gezeigt, dass bei vertretbaren Verlusten die Baugröße des Speisenetzwerkes damit noch einmal reduziert werden kann.
  • Der Hohlleiter des Speisenetzwerks kann Restriktionen enthalten, wodurch ein Steghohlleiter gebildet wird. Vorteilhafterweise berührt die elektrische Verbindung der Leiterschleifen mit der Breitseite des Hohlleiters keine Restriktion, sondern erfolgt in einem geradlinigen Abschnitt.
  • Eine weitere Ausprägung des Speisenetzwerks sieht eine asymmetrische Leistungsteilung vor, die dadurch erreicht wird, dass die Leiterschleifen eine unterschiedliche Fläche einrahmen. Für eine Impedanzanpassung ist vorteilhafterweise die Leiterschleife mit der größeren Leistungsauskoppelung die Breite der Mikrostreifenleitung größer als bei der Leiterschleife mit der geringeren Leistungsauskopplung.
  • Erfindungsgemäß ergibt sich die Möglichkeit, das Speisenetzwerk im Rahmen einer Antenne umzusetzen, wobei die Antenne mehrere Hornstrahlern als Antennenelementen umfasst, die über Mikrostreifenleiter mit einem Hohlleiter, der Breitseiten und Schmalseiten aufweist, verbunden sind. Die Mikrostreifenleiter bestehen aus je einer Leiterschleife, die aus einer der Schmalseiten in den Hohlleiter hineinragt und mit einer Breitseite des Hohlleiters elektrisch verbunden ist. Hornstrahler sind sehr effiziente Einzelstrahler, die in Antennenfelder angeordnet werden. Zudem können Hornstrahler breitbandig ausgelegt werden.
  • Damit eignet sich die Antenne für einen bidirektionalen Betrieb in der fahrzeugbasierte Satellitenkommunikation in einem Frequenzband von 7,25-8,4 GHz (X-Band), 12-18 GHz (Ku-Band) und 27-40 GHz (Ka-Band).
  • Darüber hinaus sind weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen ersichtlich. Die dort beschriebenen Merkmale können alleinstehend oder in Kombination mit einem oder mehreren der oben erwähnten Merkmale umgesetzt werden, insofern sich die Merkmale nicht widersprechen. Die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen erfolgt dabei unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
    • Figur 1
    zeigt in 3D-Darstellung einen Hohlleiter mit zwei einkoppelnden Mikrostreifenleitern.
    Figur 2
    zeigt den Hohlleiter aus Figur 1 mit Feldlinien eines H-Feldes.
    Figur 3
    zeigt den Querschnitt eines Hohlleiters mit zwei symmetrischen, gleichphasigen Mikrostreifenleitern.
    Figur 4
    zeigt den Querschnitt eines Hohlleiters mit zwei symmetrischen, gegenphasigen Mikrostreifenleitern.
    Figur 5
    zeigt den Querschnitt eines Hohlleiters mit zwei asymmetrischen, gleichphasigen Mikrostreifenleitern.
    Figur 6
    zeigt einen Querschnitt eines Steghohlleiters.
    Figur 7
    zeigt eine Antenne mit mehreren Hornstrahlern und einem Speisenetzwerk.
    Figuren 8 bis 13
    zeigen Speisenetzwerke mit unterschiedlichen Teilerverhältnissen und die Verwendung von Stehhohlleitern und kapazitiven Kurzschlüssen.
    AUSFÜHRUNGSBEISPIEL
  • Figur 1 zeigt einen Hohlleiter HL, der luftgefüllt ist und die Maße 16 x 6 mm für das Ku-Band oder 7 x 2,5 mm für das Ka-Band aufweist. An der in Figur 1 dargestellten oberen Seite des Hohlleiters HL ist dieser abgeschlossen. Der Abschluss am Ende AB des Hohlleiters HL ist dabei etwa λ/4 von einer Einkopplung zweier Mikrostreifenleiter MS1, MS2 entfernt. Die Mikrostreifenleiter MS1, MS2 ragen dabei von einer Schmalseite b1, b2 in den Hohlleiter HL hinein. Die Mikrostreifenleiter MS1, MS2 bestehen aus einer Suspended Strip Line (SSL), die aus einer Platine besteht, auf der ein Kupferband, eine Kupferschicht, aufgebracht ist. Die Platine selbst besteht aus einem Dielektrikum mit einer Dicke von 0,1 bis 1 mm, bevorzugt 0,127 mm. Das darauf befindliche Kupferband hat eine Breite von 0,2 bis 3 mm, bevorzugt 0,5 mm, und eine Dicke von 15 bis 50 µm, bevorzugt 17,5 µm. Damit die Mikrostreifenleiter MS1, MS2 in den Hohlleiter HL hineinragen können, weisen die Schmalseiten b1, b2 in Höhe der Einkopplung einen schmalen Schlitz auf, der an die Form des Mikrostreifenleiters MS1 und MS2 angepasst ist. Der SSL ist von Metall umgeben, somit gibt es keine Leistungsverluste durch Abstrahlung aus der Struktur heraus und durch die Durchführung an den Schlitzen. Durch entsprechende Dimensionierung des Schlitzes bleibt auch die Störwirkung auf das Feld des Hohlleiters HL vernachlässigbar.
  • Auf einer Breitseite a1 des Hohlleiters HL sind beide Mikrostreifenleiter MS1, MS2 elektrisch mit dem Hohlleiter HL verbunden. Diese Verbindung stellt jeweils einen Kurzschluss 1 des jeweiligen Mikrostreifenleiters MS1, MS2 mit dem Hohlleiter HL dar. Damit bildet sich auf beiden Seiten des Hohlleiters HL durch die jeweiligen Mikrostreifenleiter MS1, MS2 eine Leiterschleife 11, 12 heraus, um die sich ein H-Feld formt.
  • Die induktive H-Feld-Einkopplung ist in Figur 2 noch einmal dargestellt. Auf einer Schnittebene durch die Einkopplung erkennt man an den Stellen nahe der Kurzschlüsse 1 wie sich das H-Feld als TE-Mode aus dem Hohlleiter HL in die beiden Mikrostreifenleitungen MS1, MS2 als TEM-Mode einkoppelt.
  • Dieses Prinzip der doppelten H-Feld-Einkopplung durch zwei Mikrostreifenleiter MS1, MS2 führt zur Leistungsteilung vom Hohlleiter HL zu den Mikrostreifenleitern MS1, MS2. Im Gegensatz zu bekannten Einkopplungen und Auskopplungen findet hier bereits im Übergang von Hohlleiter zu Mikrostreifenleiter eine Leistungsteilung statt. Dies verringert den Bedarf an weiteren Leistungsteilern, die typischerweise im Hohlleiter-Speisenetzwerk angeordnet wären.
  • Das erfindungsgemäße Speisenetzwerk, bestehend aus den zwei Mikrostreifenleitern MS1, MS2 und dem Hohlleiter HL, wird nun anhand der Figuren 3 bis 5 weiter erläutert.
  • In Figur 3 ist gezeigt, dass die Leiterschleifen 11, 12 innerhalb des Hohlleiters HL zwei gleich große Schleifen bilden, die sich von den Schmalseiten b1 bzw. b2 zur Breitseite a1 erstrecken. Diese gleich großen Flächen der Leiterschleifen 11, 12 bedeuten eine symmetrische Leistungsteilung. Die Leiterschleifen 11, 12 beinhalten ferner Versatzstücke und Breitensprünge, die der Anpassung des Mikrostreifenleiters MS1 bzw. MS2 an die Bedingungen des Hohlleiters HL begünstigen. Dabei ist ein Leiterschleifenstück, das jeweils an die Breitseite a1 anschließt, am schmalsten und ein Leiterschleifenstück, das den Übergang zum Mikrostreifenleiter MS1 bzw. MS2 außerhalb des Hohlleiters HL darstellt, am breitesten. Größe und Position der Breitsprünge bzw. Versatzstücke werden entsprechend für das gewünschte Frequenzband optimiert.
  • Die Mikrostreifenleiter MS1, MS2 setzen sich nach dem Schlitz in der Schmalseite b1, b2 des Hohlleiters HL fort und bilden Mikrostreifenleiternetzwerke, mit denen, wie später gezeigt, Antennenelemente versorgt werden.
  • Figur 4 zeigt im Vergleich zu Figur 3 eine Variante, bei der eine Phasenverschiebung der Signale zwischen den Mikrostreifenleitern MS1, MS2 dadurch bewirkt wird, dass die elektrische Verbindung der Leiterschleifen 11, 12 auf sich gegenüberliegenden Breitseiten a1 bzw. a2 des Hohlleiters HL erfolgt. Die Positionierung der Leiterschleifen 11 und 12 ist hier wiederum symmetrisch, jedoch bezüglich Ober- und Unterseite des Hohlleiters HL spiegelbildlich. Dies bedeutet, dass wiederum eine symmetrische Leistungsleitung erreicht wird, jedoch die Signale auf dem einen Mikrostreifenleiter MS1 bezüglich des anderen Mikrostreifenleiters MS2 um 180° phasenverschoben sind.
  • Beim Speisenetzwerk nach Figur 5 ist eine Mitte M der Breitseiten des Hohlleiters eingezeichnet. Somit ist leichter zu erkennen, dass in Figur 5 ein asymmetrischer Leistungsteiler verwirklicht ist. Die Leiterschleife 11 auf der linken Seite des Hohlleiters hat dabei eine größere durchflutete Fläche als die Leiterschleife 12 auf der rechten Seite. Damit wird mehr Energie bei der einen Leiterschleife 11 ausgekoppelt als bei der anderen Leiterschleife 12. Die Längen der Leiterschleifen 11 und 12 innerhalb des Hohlleiters unterscheiden sich damit. Für einen Phasenausgleich enthält der Mikrostreifenleiter MS2 mit der geringeren Leistungsauskopplung einen zusätzlichen Phasenbogen P, der einen Längenausgleich des Mikrostreifenleiters MS2 und einen Angleich an die Länge des anderen Mikrostreifenleiters MS1 mit sich bringt.
  • Durch die Asymmetrien des Leistungsteilers, siehe Figur 4, können Teilerverhältnisse von 50:50 bis zu 80:20 eingestellt werden. Dies erlaubt mannigfaltige Aperturbelegungen für die durch das Speisenetzwerk angesteuerte Antenne. Durch eine eingestellte Phasenverschiebung zwischen beiden Mikrostreifenleitern MS1, MS2, siehe Figur 4, können geometrisch gespiegelte Antennenelemente oder mögliche Phasenverschiebungen von nachfolgenden Hohlleiternetzwerken kompensiert werden.
  • In Figur 6 ist eine alternative Hohlleiterform, zum ansonsten rechteckigen Hohlleiter HL wie in Figur 1, gezeigt. Der Hohlleiter HL ist als Steghohlleiter mit jeweils einer Restriktion RI mittig in den Breitseiten a1, a2 versehen. Dadurch wird der Hohlleiter HL breitbandiger.
  • Weiterhin weist der Steghohlleiter HL einen Breitenabsatz SP, in denen sich die Dimensionen der Schmalseiten b1, b2 und Breitseiten a1, a2 sprungartig ändern, sowie eine Länge der Restriktion RI verändert wird. Dies wird benutzt, um die Reflexionen zu minimieren.
  • Diese Modifikationen der Hohlleitergeometrie werden entsprechend Figur 6 beim Übergang auf die Mikrostreifenleiter MS1, MS2 benutzt und wirken sich auf den Hohlleiterraum nahe der Kurzschlüsse 1 von Leiterschleifen 11, 12 der Mikrostreifenleiter MS1, MS2 mit dem Hohlleier HL aus. Es ist jedoch alternativ oder zusätzlich möglich, diese Hohlleitergeometrie auch in einem Hohlleiter-Netzwerk an anderen Abschnitten des Speisenetzwerkes zu verwenden.
  • Das erfindungsgemäße Speisenetzwerk wird insbesondere in Antennen mit mehreren Hornstrahlern als Antennenelemente eingesetzt. Figur 7 zeigt dazu eine Antenne mit 16 Antennenelementen, wobei ein Speisenetzwerk allein 8 Antennenelemente A1 bis A8 zu speisen vermag. Ein Hohlleiter HL ist dazu zentral innerhalb von acht Antennenelementen A1 bis A8 angeordnet und an beiden Schmalseiten werden die Signale in zwei Mikrostreifenleiter MS1 bzw. MS2 ausgekoppelt. Diese Mikrostreifenleiter MS1, MS2 bilden wiederum Mikrostreifenleiternetzwerke, die jeweils 4 Antennenelemente A1 bis A4 bzw. A5 bis A8 mit dem Hohlleiter HL verbinden. Der Hohlleiter HL wiederum bildet den Abschluss eines Hohlleiternetzwerkes. Hierbei ist nur ein Hohlleiterleistungsteiler dargestellt. Das Hohlleiternetzwerk ist seinerseits mit einer Sende- und Empfangseinrichtung Tx/Rx verbunden, die entsprechende Signale von der Antenne empfängt bzw. an die Antenne sendet.
  • Das hier dargestellte Speisenetzwerk ermöglicht die Speisung einer großen Anzahl von Antennenelementen mit einem Minimum an Leistungsteilern im Hohlleiternetzwerk. Damit sind leichte kompakte Antennen darstellbar, wie sie in der flugzeugbasierten Satellitenkommunikation im X-, Ku- oder Ka-Band benötigt werden.
  • Anhand der Figuren 8 bis 13 werden alternative Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Speisenetzwerke gezeigt, die bis auf die Ausführungsform nach Figur 13 Steighohlleiter mit Restriktionen RI umfassen.
  • Figur 8 zeigt dabei einen symmetrischen Leistungsteiler (Leistungsauskopplung 50% / 50%), bei dem die elektrische Verbindung der Leiterschleifen 11, 12 knapp rechts und links der Restriktion RI des Hohlleiters HL erfolgt. Beide Leiterschleifen 11, 12 umrahmen die gleiche Fläche und haben gleiche Breiten der Leiterbahnen.
  • Das Speisenetzwerk nach Figur 9 ist besonders für schmale Frequenzbänder, beispielsweise im X-Band, geeignet. Ein Abstand AB1 eines Endes des Hohlleiters HL zum Mikrostreifenleiter beträgt nur etwa λ/10, also deutlich weniger als λ/4 oder die Hälfte der Länge A1 der Breitseite a1. Damit wird die Baugröße des Speisenetzwerkes noch einmal reduziert.
  • Figuren 10 und 11 zeigen asymmetrische Teiler mit einem Teilerverhältnis von 66,7%/33,3% bzw. 57%/43%, die dadurch eingestellt werden, dass die linke Leiterschleife 11 eine größere Fläche umschließt als die rechte Leiterschleife 12. Auch bei diesen Speisenetzwerken erfolgt die galvanische elektrische Verbindung zwischen Leiterschleife 11, 12 und Hohlleiter HL ohne dass die Restriktion RI berührt wird in einem geradlinigen Bereich des Hohlleiters HL. In Figur 9 ist dies verdeutlicht. Die Restriktion RI setzt vom Hohlleiterende AB aus gesehen erst kurz nach der Mikrostreifenleiter MS2 ein. Wie aus Figur 10 ersichtlich, ist die Breite D der linken Leiterschleife 11 mit der größeren Leistungsauskopplung größer als die Breite der rechten Leiterschleife 12. Damit ist die linke Leiterschleife 11 niederimpedanter als die rechte Leiterschleife 12 und gut angepasst.
  • Neben der für die Leistungsteilung einzustellenden Fläche - im Wesentlichen bestimmt durch die Länge der ersten Leitungs-Sektion vom Kurzschluss A und die Länge der zweiten Leitungs-Sektion in Richtung der schmalen Hohlleiter-Seite B, die die jeweilige Leitungsschleife 11, 12 einrahmt, sind für eine reflexionsarme Anpassung der Mikrostreifenleiter MS1, MS2 nach Figur 12 auch die übrigen Dimensionen C, D, E der Leiterschleifen 11, 12 zu beachten. Die Breite der ersten Leitungs-Sektion C, die Breite der zweiten Leitungs-Sektion D werden entsprechend der für eine reflexionsarme Anpassung notwendige Impedanz der Leiterschleife ausgewählt. Die Leiterschleife mit der größeren Leistungsauskoppelung hat nach den Bezeichnungen in Figur 12 eine größere Breite C, D der Mikrostreifenleitung als die andere Leiterschleife mit der geringeren Leistungsauskopplung - siehe Figur 10.
  • Neben der bisher gezeigten galvanischen Verbindung von Leiterschleife 11, 12 mit dem Hohlleiter HL ist auch eine kapazitive Verbindung möglich. Bei einer kapazitiven Verbindung nach Figur 13 enthält der Hohlleiter HL eine Öffnung, in die eine Platine PL mit die Leiterschleifen bildenden Leiterbahnen L auf der Oberfläche eingeschoben ist. Zur Ausbildung einer Kapazität sind die Leiterbahnen L beider Seiten der Platine PL mittels Vias V miteinander verbunden. Im eingeschobenen Zustand sind Hohlleiter HL und Leiterbahnen L durch eine Isolierung I getrennt. Die Isolation I wird durch eine elektrisch isolierende Beschichtung z.B. Lötstoplack gebildet. Die Leiterbahnen L sind aus Kupfer, der Hohlleiter HL ist aus Aluminium aufgebaut. Bezugszeichenliste
    Hohlleiter HL
    Breitseite a1, a2
    Schmalseite b1, b2
    Mikrostreifenleiter MS1, MS2
    Leiterschleife 11, 12
    Mittelpunkt der Breitseite M
    Phasenausgleichsbogen P
    Antennenelemente A1 .. A8
    Ende des Hohlleiters AB
    Sende- und Empfangseinrichtungen Tx/Rx
    Kurzschluß 1
    Restriktion RI
    Breitenabsatz SP
    Länge der ersten Leitungs-Sektion vom Kurzschluss A
    Länge der zweiten Leitungs-Sektion in Richtung der schmalen Hohlleiter-Seite B
    Breite der ersten Leitungs-Sektion C
    Breite der zweiten Leitungs-Sektion D
    Abstand zwischen den beiden Leiterschleifen E
    Länge Breitseite A1
    Abstand Ende des Hohlleiters zu Mikrostreifenleiter AB1
    Via V
    Leiterbahn L
    Isolierung I
    Platine PL

Claims (23)

  1. Speisenetzwerk für Antennensysteme mit einem Hohlleiter (HL), der Breitseiten (al, a2) und Schmalseiten (b1, b2) aufweist,
    zwei Mikrostreifenleitern (MS1, MS2), bestehend aus je einer Leiterschleife (11, 12), die aus einer der Schmalseiten (b1, b2) in den Hohlleiter (HL) hineinragt und mit einer Breitseite (al, a2) des Hohlleiters (HL) elektrisch verbunden ist.
  2. Speisenetzwerk nach Anspruch 1, bei dem die Leiterschleifen (11, 12) aus sich gegenüberliegenden Schmalseiten (b1, b2) in den Hohlleiter (HL) hineinragen.
  3. Speisenetzwerk nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem eine Kopplung von Hohlleiter (HL) und Mikrostreifenleitern (MS1, MS2) als Leistungsteiler der über den Hohlleiter (HL) einlaufenden Signale dient.
  4. Speisenetzwerk nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Leiterschleifen (11, 12) eine gleiche Länge innerhalb des Hohlleiters (HL) aufweisen.
  5. Speisenetzwerk nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Leiterschleifen (11, 12) mittig aus den Schmalseiten (b1, b2) in den Hohlleiter (HL) hineinragen.
  6. Speisenetzwerk nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die elektrischen Verbindungen der beiden Leiterschleifen (11, 12) mit der Breitseite (al, a2) des Hohlleiters (HL) von einem Mittelpunkt (M) der Breitseite (al, a2) unterschiedlich beabstandet sind.
  7. Speisenetzwerk nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem zumindest ein Mikrostreifenleiter (MS2) einen Phasenausgleichsbogen (P) aufweist, der die Länge dieses Mikrostreifenleiters (MS2) an die Länge des anderen Mikrostreifenleiters (MS1) anpasst.
  8. Speisenetzwerk nach dem vorherigen Anspruch, bei dem der Mikrostreifenleiter (MS2) mit Phasenausgleichsbogen (P) in einem größeren Abstand zum Mittelpunkt der Breitseite (al, a2) mit dem Hohlleiter (HL) elektrisch verbunden ist als der andere Mikrostreifenleiter (MS1).
  9. Speisenetzwerk nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die elektrische Verbindung der Leiterschleifen (11, 12) an unterschiedlichen Breitseiten (al, a2) des Hohleiters (HL) erfolgt.
  10. Speisenetzwerk nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Leiterschleifen (11, 12) nicht ausschließlich gerade geformt, sondern Breitensprünge und Versatzstücke enthalten.
  11. Speisenetzwerk nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Mikrostreifenleiter (MS1, MS2) als SSL (suspended strip line) ausgeprägt sind.
  12. Speisenetzwerk nach dem vorherigen Anspruch, bei dem die Mikrostreifenleiter (MS1, MS2) eine Platine aus einem Dielektrikum mit einer Dicke von 0,1 bis 1 mm, bevorzugt 0,127 mm, und einem auf der Platine angeordneten Kupferband mit einer Dicke von 15 bis 50 µm, bevorzugt 17,5 µm, und einer Breite von 0,2 bis 3 mm, bevorzugt 0,5 mm, umfasst.
  13. Speisenetzwerk nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Mikrostreifenleiter (MS1, MS2) den Hohlleiter (HL) mit mehreren Antennenelementen (A1 .. A8) verbinden, wobei die Antennenelemente A1 .. A8) Hornstrahler sind und die Mikrostreifenleiter (MS1, MS2) etwa λ/4 von einem Ende (AB) des Hohlleiters (HL) angeordnet sind.
  14. Speisenetzwerk nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem der Hohlleiter (HL) Teil eines Hohlleiterspeisenetzwerkes ist, das mit Sende- und Empfangseinrichtungen (Tx/Rx) verbunden ist.
  15. Speisenetzwerk nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem der Hohlleiter (HL) zumindest abschnittsweise als Steghohlleiter ausgeführt ist.
  16. Speisenetzwerk nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die elektrische Verbindung der Leiterschleifen (11, 12) mit der Breitseite (al, a2) des Hohlleiters (HL) galvanisch oder kapazitiv erfolgt.
  17. Speisenetzwerk nach Anspruch 16, bei dem für eine kapazitive Verbindung der Hohlleiter (HL) eine Öffnung enthält, in die eine Platine (PL) mit den Leiterschleifen (11, 12) eingeschoben ist, wobei die Leiterschleifen (11, 12) bildende Leiterbahnen (L) auf beiden Seiten der Platine (P) mittels Vias (V) miteinander verbunden und vom Hohlleiter (HL) durch eine Isolierung (I) getrennt sind.
  18. Speisenetzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem ein Abstand (AB1) eines Endes (AB) des Hohlleiters (HL) zur Mikrostreifenleiter (MS1, MS2) λ/8 bis λ/12 beträgt.
  19. Speisenetzwerk nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die elektrische Verbindung der Leiterschleifen (11, 12) mit der Breitseite (al, a2) des Hohlleiters (HL) an einem geradlinigen Abschnitt des Hohlleiters (HL) erfolgt und keine Restriktion (RI) berührt.
  20. Speisenetzwerk nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Leiterschleifen (11, 12) eine unterschiedliche Fläche einrahmen und einen asymmetrischen Leistungsteiler einstellen.
  21. Speisenetzwerk nach Anspruch 20, bei dem die Leiterschleife (11) mit der größeren Leistungsauskoppelung die Breite (D) der Mikrostreifenleitung (MS1) größer als bei der anderen Leiterschleife (12) ist.
  22. Antenne mit mehreren Hornstrahlern als Antennenelementen (A1 .. A8), die über Mikrostreifenleiter (MS1, MS2) mit einem Hohlleiter (HL), der Breitseiten (al, a2) und Schmalseiten (b1, b2) aufweist, verbunden sind, die Mikrostreifenleiter (MS1, MS2), bestehend aus je einer Leiterschleife (11, 12), die aus einer der Schmalseiten (b1, b2) in den Hohlleiter (HL) hineinragt und mit einer Breitseite (al, a2) des Hohlleiters (HL) elektrisch verbunden ist.
  23. Antenne nach dem vorherigen Anspruch, die bidirektional für fahrzeugbasierte Satellitenkommunikation in einem X-, Ka- oder Ku-Frequenzband betrieben wird.
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