EP3671957B1 - Leckwellenantenne - Google Patents
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- H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
- H01Q5/30—Arrangements for providing operation on different wavebands
- H01Q5/307—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way
Definitions
- the invention relates to a leaky wave antenna and a method for producing a leaky wave antenna.
- a leaky antenna is an antenna that emits power in small amounts per unit length either continuously or discretely from a leaky line or structure to free space.
- Leaky antennas and methods suitable for the manufacture of such leaky antennas are out GB 1247546A , U.S. 2012/229364 A1 , US4728962A , JP S63 260302 A , U.S. 2018/053981 A1 , U.S. 2010/194500 A1 known.
- leaky wave antennas in the form of coaxial lines are often used, which have several corresponding openings along the line in the outer sheath, each of which has the same shape as a result of the production process and are used as slot antennas.
- coaxial leaky-wave antennas usually have the disadvantage that the respective emission of electromagnetic power of the individual antennas along the line is not the same due to the manufacturing process, but rather decreases over the length.
- the object is achieved by a leaky wave antenna according to claim 1.
- the invention thus builds on an embedded stripline.
- the conductor strip is covered by a dielectric of the same thickness at the top and bottom and runs parallel to two conductive layers (ground) that are applied to the dielectrics.
- the distance to both ground planes can also be different (offset stripline).
- layers and plies are parts of a composite material which is intended to form the leaky wave antenna in the finished state.
- the term layer or sheet should not be construed as limiting as to the nature of the material or the manufacturing process.
- the layers and plies may be of a flexible material such as plastic, cellular foam, metal foils, or a woven fibrous material.
- materials based on fiberglass or Teflon can also be used, for example.
- the layers preferably use a flexible material such as foam, a material with a low relative permittivity, such as less than two or three, or a combination of a flexible material and a low relative permittivity.
- the layers and plies can, for example, be piecewise made of a solid material, such as FR4 or Teflon circuit board carrier with one-sided, two-sided or multi-layer metallization for circuit layers, individual boards being fed piecewise to the method according to the invention and then connected one after the other and to one another.
- a solid material such as FR4 or Teflon circuit board carrier with one-sided, two-sided or multi-layer metallization for circuit layers
- the layers and plies can, for example, be made of a material which is printed, sprayed or applied by a chemical or physical process to foils or plates.
- openings or structures, for example for coupling means, can also be provided in the layers and/or layers.
- the multiplicity of antenna elements of the leaky wave antenna comprises at least ten, preferably at least thirty and particularly preferably at least fifty antenna elements, since the effect according to the invention can be perceived particularly advantageously with increasing line length compared to the prior art.
- the necessary transmission power can be reduced accordingly, since also the last located antenna element of the leaky wave antenna, starting from the feed point, can be sufficiently supplied with power. Furthermore, the reception of electromagnetic power from the antenna element of the leaky wave antenna located last can also be improved.
- the leaky wave antenna according to the invention allows a uniform emission and reception of electromagnetic power over the entire length of the leaky wave antenna. This makes the leaky wave antenna particularly suitable for use when mounting on elongated objects with many antenna elements, in particular train cars, aircraft fuselages or buildings.
- the length of the at least one line of the leaky wave antenna is at least five meters, preferably at least ten meters and particularly preferably at least 20 meters and is therefore greater than a single typical panel in the production of printed circuit boards.
- a panel usually includes several printed circuit boards during their manufacture and can be limited to the dimensions of the production systems used.
- a panel In electrical connection technology, a panel is referred to as a panel in production, which consists of individual circuit boards and has not yet been separated.
- a maximum panel size or circuit board size can vary depending on the circuit board manufacturer and technical equipment. Based on the standard panel cut of 610 mm * 530 mm, which is often processed, many manufacturers result in maximum dimensions of approx. 570 mm * 490 mm.
- the base materials for printed circuit boards can shrink or stretch undesirably (dimensional stability) during a printed circuit board manufacturing process, which reduces the size of a printed circuit board. Furthermore, in the case of very large printed circuit boards or large panels, the positioning of structures or components on the printed circuit boards cannot always be carried out with the necessary accuracy, or an undesirable offset from layer to layer of the printed circuit board can arise as the size increases. Bending of a large blank during transport in transport devices can lead to unfavorable mechanical stresses, for example at soldering points.
- At least two lines are included, which are preferably provided for feeding in or decoupling electrical signals, each with different frequencies.
- the insulating layer has a first insulating layer and a second insulating layer, which are preferably each formed by a foam material.
- the at least one line is arranged between the first insulating layer and the second insulating layer is. As a result, a particularly inexpensive and compact design is achieved.
- the respective coupling means is formed by the distance between the at least one line and the respective antenna element, the distance being determined in a plane transverse to the at least one line.
- the respective coupling means is formed by a coupling structure in the form of a directional coupler. This allows the coupling between the line and the respective antenna element to be defined in a particularly simple manner, with an even broader selection of antenna types being supported, for example circularly polarized antennas or antennas with specific radiation characteristics.
- the respective coupling means is formed or arranged between the first insulating layer and the second insulating layer.
- the coupling means can be integrated into the antenna in a cost-effective and simple manner, and a compact design can be achieved overall.
- the coupling means does not have to have a dedicated structural element, but can be formed by an arrangement of line and antenna element.
- the invention also provides for an adapter element to be inserted between the lower layer and the upper layer.
- an electrical and/or mechanical connection can be created, by means of which the leaky-wave antenna can be attached to other components, or a signal can be coupled in or out For example, can be done with a corresponding high-frequency connector.
- a leaky wave antenna according to the invention is provided as part of a communication device in an airplane, a train or a building.
- the invention also relates to a method for producing a leaky wave antenna according to the invention according to claim 7.
- This provides a method for the simple and cost-effective production of a leaky-wave antenna, which allows uniform emission and reception of electromagnetic power over the entire length of the leaky-wave antenna, which is particularly suitable for long line lengths of the leaky-wave antenna.
- Additional layers can be provided between the first insulating layer and the second insulating layer, for example for additional circuit components or also additional mechanical support layers. Provision can thus be made for a line or a coupling structure to be arranged on an electrically non-conductive carrier layer and thus fed to the method. Provision can also be made for a line or a coupling structure to form a composite, which is connected in advance by means of mechanical carrier layers and is thus supplied to the method.
- the coupling factors stored in the memory can then be accessed for the production and taken into account when introducing a respective opening.
- the coupling factors are determined taking into account the material properties and the dimensions of the composite material and the antenna elements, as well as the desired electromagnetic properties of the leaky wave antenna.
- the invention also provides for the layers to be aligned with one another when the material stack is formed in such a way that they form the leaky wave antenna, and the material stack is moved continuously in one production direction, with the opening before the material stack is formed, starting from the respective feed point is introduced at a fixed distance from the at least one line, which determines the coupling factor, in a plane transverse to the production direction by means of a cutting device.
- This allows a leaky wave antenna with theoretically any length of line to be made possible.
- the cutting device introduces the opening by punching, laser cutting or a combination thereof. This allows the opening for a respective antenna element to be introduced in a simple and cost-effective manner, with the respective position of the opening being flexibly adjustable, in particular in a plane transverse to the production direction, and the respective coupling factor thus being set easily.
- connection takes place by lamination, gluing, pressing or a combination thereof. This allows a simple and reliable mechanical connection of the material stack during continuous movement in the production direction in the manufacturing process.
- the respective coupling means for the respective antenna element is formed by the distance between the respective antenna element and the at least one line, in a plane transverse to the at least one line, which determines the coupling factor.
- the lower layer has/have a first transverse overhang and/or the upper layer has/have a second transverse overhang in a plane transverse to the at least one line, which transverse overhangs relative to the line layer and/or or the first insulating layer and/or the second insulating layer, and the first and/or second transverse projection is connected to the other of the lower layer and/or the upper layer in a method step subsequent to step i becomes.
- electromagnetic shielding can be created at the edge of the composite material of the leaky wave line, which reduces undesired emission of signals that are coupled into the at least one line.
- the invention also provides that the lower layer has/have a first longitudinal overhang and the upper layer has/have a second longitudinal overhang in a plane along the at least one line, which longitudinal overhangs relative to the line layer and/or the first Insulating layer and/or the second insulating layer protrude, and an adapter element is introduced between the respective longitudinal projections in a method step following step i.
- the adapter element can be used to create an electrical or mechanical coupling of the composite material of the leaky-wave antenna at a fastening point or an electrical contact element.
- At least one via which connects the lower layer to the upper layer (, is introduced in a method step following step i. This enables the electromagnetic coupling of signals on two or more lines in the material composite of the Leaky-wave antenna can be reduced, or undesired emission of signals from an open edge of the composite material of the leaky-wave line, which are coupled into the at least one line, can be reduced.
- the respective coupling means for the respective antenna element is formed by a coupling structure which determines the coupling factor between the at least one line and the respective antenna element, with an electrically conductive material is provided as a coupling layer of the composite material and structured accordingly for the respective antenna element, and is arranged between the first insulating layer and the second insulating layer aligned with one another, and all arranged layers aligned with one another form the material stack before step i is carried out.
- a further structural means in the form of the coupling structure for example a directional coupler or a phase shifter, further degrees of freedom are made possible for setting the coupling factor.
- a coupling for a circularly polarized antenna can be implemented.
- the coupling layer corresponds to the line layer, which means that the coupling structure and the line can be produced in the same layer and the method is simplified.
- first and the second insulating layer, the line layer and the lower and upper layer are each a material in strip form, which layers are fed to the process in rolled form, unrolled there and made available in the corresponding process steps.
- FIG. 1 shows a first embodiment of a leaky wave antenna 100 according to the invention schematically in a cross-sectional view.
- the leaky wave antenna 100 has two lines 110, 111 which are embedded in an insulating layer 120 and form a symmetrical stripline.
- the lines 110, 111 lie in one plane and form a common line layer 115.
- the insulating layer 120 has a first insulating layer 121 and a second insulating layer 122, which are preferably each formed by a foam material.
- the insulating layer 120 is arranged between an electrically conductive lower layer 130 and an electrically conductive upper layer 140 .
- the lines 110, 111 are arranged between the first insulating layer 121 and the second insulating layer 122.
- FIG. 1 A large number of antenna elements in the form of openings 150, 155 along the lines 110, 111 are introduced in the upper layer 140.
- FIG. 1 A large number of antenna elements in the form of openings 150, 155 along the lines 110, 111 are introduced in the upper layer 140.
- the lower layer 130 and the upper layer 140, the first insulating layer 121 and the second insulating layer 122 together with the line layer 115 form a material stack or a material composite 303.
- the material stack means a loose stack of layers and plies, which are first connected mechanically, for example by gluing.
- the material composite 303 means the already mechanically connected material stack.
- a transverse core area 400 can be seen in the figure, which contains a section of the material stack (or the material composite 303) with the lines 110, 111.
- the leaky wave antenna 100 also has longitudinal edge regions 401, 402, which form the edge or end of the material stack or the material composite 303 and run along or parallel to the lines 110, 111.
- the longitudinal edge regions 401, 402 can, for example, as shown in the figure, form a joint termination of the plies and layers of the material stack along the lines 110, 111.
- the leaky wave antenna 100 is shown schematically in plan view.
- the two lines 110, 111 are for feeding in electrical signals, each with different frequencies, and can be generated, for example, by a communication device for use in an airplane, a train or a building.
- the lines 110, 111 each have a feed point 101, 102 and run parallel.
- Running two or more lines in parallel is advantageous for a very long leaky-wave antenna, since theoretically any length of line of the leaky-wave antenna can be produced.
- the openings 150-153, 155-159 each have a slot length 103, 105 and a slot width 104, 106, the geometry of the openings being determined by the center frequency of the respective antenna elements 150-153, 155-158.
- the openings 150-153, 155-159 are of the same size, but the openings 150-153, 155-159 are spaced at different distances from the respective line 110, 111.
- a coupling means is provided between the lines 110, 111 and a respective antenna element 150-153, 155-158 from the plurality of antenna elements, which coupler defines a respective coupling factor.
- the respective coupling factor describes the electromagnetic coupling between the line 110, 111 and the respective antenna element 150-153, 155-158.
- the respective coupling means is formed by a transverse spacing 160-163, 165-168 between the lines 110, 111 and the respective antenna element 150-153, 155-158.
- the transverse distance 160-163, 165-168 is determined in a plane across the lines 110, 111 and can be measured, for example, in the plane from the center point of the line 110, 111 to an edge of the antenna element 150-153, 155-158.
- Other definitions are also permissible provided they are applied to all lateral distances 160-163, 165-168.
- the coupling factor of the respective antenna element 150-153, 155-158 increases along the respective line 110, 111, ie with increasing longitudinal spacing 170-173, 175-178.
- the leaky wave antenna 100 has a static radiation characteristic. Basically, however, is also a beam deflection possible by considering appropriate mechanisms, such as in the WO2001043228A1 executed.
- the multiplicity of antenna elements of the leaky wave antenna 100 comprises at least ten, preferably at least 30 and particularly preferably at least fifty antenna elements 150-153, 155-158.
- the leaky wave antenna 100 is particularly suitable for use when mounting on elongated objects, in particular train cars, aircraft fuselages or corresponding buildings.
- the length of the lines 101, 102 of the leaky wave antenna 100 is at least five meters, preferably at least ten meters and particularly preferably at least 20 meters.
- a longitudinal core region 500 of the can be seen in the figure, which contains a section of the material stack or of the material composite 303 with the lines 110, 111.
- the leaky wave antenna 100 also has transverse edge regions 501, 502, which form the edge or end of the material stack or the material composite 303 and run transversely to the lines 110, 111.
- the transverse edge regions 501, 502 can, for example, as shown in the figure, form a joint termination of the plies and layers of the material stack transverse to the lines 110, 111. In this specific arrangement, no division into areas occurs, but the longitudinal core area 500 and the transverse edge areas 501, 502 form a common area.
- the feed points 101, 102 of the lines 110, 111 are located in the transverse edge area 501 in this example.
- the feed points 101, 102 of the lines 110, 111 are located in the longitudinal core region 500.
- a second exemplary embodiment of a leaky wave antenna 200 is shown schematically in a plan view.
- the respective coupling means is formed by a coupling structure in the form of a directional coupler.
- the lines 210, 211 each have a feed point 201, 202 and run parallel.
- the openings 250-253, 255-258 each include two partial openings in the form of slot antennas, which are arranged rotated at an angle of 90° to one another and, by means of a correspondingly designed coupling, generate a circularly polarized electromagnetic field of the leaky wave antenna 200 .
- the coupling is set up to feed the respective two partial openings from the respective line 210, 211 at a phase angle differing by 90°, with the amplitude coupling along the respective line 210, 211 also decreasing according to the invention.
- the openings 250-253, 255-258 are the same size and shape and are spaced different distances from the respective conduit 210, 211.
- a coupling means is provided between the lines 110, 111 and a respective antenna element 150-153, 155-158 from the plurality of antenna elements, which coupler defines a respective coupling factor.
- the respective coupling factor describes the electromagnetic coupling between the line 110, 111 and the respective antenna element 150-153, 155-158.
- the respective coupling means is formed by a transverse spacing 160-163, 165-168 between the lines 110, 111 and the respective antenna element 150-153, 155-158.
- the transverse distance 160-163, 165-168 is determined in a plane across the lines 110, 111 and can be measured, for example, in the plane from the center point of the line 110, 111 to an edge of the antenna element 150-153, 155-158. Other definitions for determining the transverse distance are also possible.
- the coupling factor of the respective antenna element 150-153, 155-158 increases along the respective line 110, 111, ie with increasing longitudinal spacing 170-173, 175-178.
- the respective coupling means is formed by the transverse distance 160-163, 165-168 and is therefore not a dedicated structural means and is consequently formed between the first insulating layer 221 and the second insulating layer 222.
- 4 1 shows a first example of a production plant 1 for carrying out a method 300 for producing the leaky wave antenna 100 1 and 2 .
- the leaky wave antenna 100 has a large number of antenna elements, two lines 110, 111, each with a feed point 101, 102, and the composite material 303.
- the first and second insulating layer 121, 122 can each also be formed from a different material which, for example, only functions as a spacer, ie has a relative permittivity of almost one.
- the bottom and top layers 130, 130 may also be formed of other electrically conductive material, such as aluminum, silver-plated copper, a conductive plastic composite, embossed or corrugated foil, mesh, or fabric.
- the production plant 1 has a base 302 over which the lower layer 130 is guided via deflection rollers 350, 351.
- the deflection rollers 350, 351 also serve to tension the lower layer 130 and thus ensure or support the subsequent alignment of the individual layers or plies with one another.
- the lower layer 130 is continuously moved over the base 302 in a production direction 301 and the method steps according to the invention are carried out.
- the first insulating layer 121 is fed via a deflection roller 352 to a laminating device 360 with a pretensioning roller guide 371, with a transfer roller 372 producing a laminating connection between the lower layer 130 and the first insulating layer 121 by pressing and heating.
- lamination refers on the one hand to a cohesive, thermal joining process without auxiliary materials, which means the joining of a thin, often foil-like layer to a carrier material using an adhesive.
- lamination also refers to the joining of at least two film layers of thermoplastics by reaching the glass transition temperature and corresponding pressure.
- the roller guide 371 is used to adjust or to produce a mutually aligned arrangement of layers from the lower layer 130 and the first insulating layer 121, as a result of which a material stack is formed.
- the layers of the material stack are connected by means of the lamination by the transfer roller 372, as a result of which a first part of the material composite 303 is produced.
- the transfer roller 372 applies heat and pressure to the joining process.
- an adhesive material is already applied to the first insulating layer 121, which is intended for the connection between the lower layer 130 and the first insulating layer 121 and permanent adhesion of the lower layer 130 and the first insulating layer 121 is achieved by the joining method.
- the line layer 115 is fed via a deflection roller 353 to a laminating device 361 with a pretensioning roller guide 373, with a transfer roller 374 producing a laminating connection between the first insulating layer 121 and the line layer 115 by pressing and heating.
- the lamination takes place analogously to the laminating device 360, as a result of which the composite material 303 produced up to now is expanded by the line layer 115.
- the line layer 115 has the lines 110, 111.
- the lines are applied to a plastic film as a carrier layer, to which an adhesive material for lamination with the first insulating layer 121 is additionally applied.
- the lines 110, 111 could also be supplied to the process directly, ie without a carrier layer, for example in the form of copper strips.
- the lines 110, 111 each have a predefined line width. Together with the layer thicknesses of the first and second insulating layers 121, 122 and their dielectric material properties is the respective characteristic impedance of the lines 110, 111 defined.
- the second insulating layer 122 is fed via a deflection roller 354 to a laminating device 362 with a pretensioning roller guide 375, with a transfer roller 376 producing a laminating connection between the line layer 115 and the second insulating layer 122 by pressing and heating.
- the upper layer 140 is fed via a deflection roller 355 to a cutting device 380 in the form of a punching device with roller guides.
- the cutting device 380 has tensioning roller guides 381, 382 which tension the material of the top layer 140 on a cutting pad 383.
- the cutting device 380 comprises a punch 384 which, by means of a punching stroke 385, makes an opening 150-153, 155-158 in the upper layer 140 normal to the surface of the tensioned upper layer 140.
- the shape of the stamp 384 corresponds to the desired shape of the respective antenna element 150-153, 155-158.
- the punching base 383 is matched to the punch 384.
- the stamp 384 can also be movably controlled transversely to the production direction 301 . This allows positioning of the stamp 384 transversely to the respective line 110, 111 depending on the distance from the respective feed point 101, 102 at a distance 160-163, 165-168, whereby the coupling of the respective antenna element 150-153, 155 -158 to the respective line 110, 111 is adjustable.
- the respective coupling is formed by the respective distance 160-163, 165-168 between the respective antenna element 150-153, 155-158 and the respective line 110, 111 in a plane transverse to the respective line 110, 111.
- the movement of the material to be die-cut can be stopped briefly, since the deflection rollers 355 and 356 are designed in such a way that they compensate for the short-term stopping of the material without slowing down or stopping the continuous lamination process.
- the punch 384 and the punching pad 383 of the cutting device 380 can be moved along with the tensioned top layer 140 during the punching process. Then, after the punching process, the punch 384 and the punching pad 383 are returned to the original position.
- the now punched upper layer 140 is fed via a deflection roller 356 to a laminating device 363 with a pretensioning roller guide 377, with a transfer roller 378 creating a laminating connection between the second insulating layer 122 and the upper layer 140 is produced.
- An adhesive material is already applied to the top layer 140 for subsequent lamination with the second insulating layer 122 .
- the lamination takes place analogously to the laminating device 360, as a result of which the composite material 303 produced up to now is expanded by the upper layer 140 and completed.
- the composite material that is produced successively is also continuously moved in the production direction 301 .
- the result of this is that the individual steps of the production method for each antenna element are repeated for all antenna elements 150-153, 155-158 from the large number of antenna elements.
- the composite material 303 of the leaky wave antenna 100 is defined in section AA, which is shown as a sectional image in 1 is recognizable.
- figure 5 shows a second example of a production plant 2 for carrying out a method 400 for manufacturing the leaky wave antenna 200.
- the production plant 2 corresponds to a large extent to the production plant 1.
- the openings 250-253, 255-258 each have two partial openings and a different shape or orientation compared to the openings 150-153, 155-158. Therefore, the punch 386 is accordingly designed for punching two partial openings.
- the punching pad 387 is matched to the punch 386.
- the respective coupling structure is formed in the form of a two-part directional coupler, which in this example is printed onto the line layer 115 by means of a printing process as electrically conductive printing ink. After the ink has dried, the layer can be further processed in the further lamination process.
- the printing method is carried out by a printing device 390, which has, for example, a printing matrix, a screen printing arrangement or a digitally controllable print head of an inkjet printer.
- the printing device 390, or those parts that generate the printed image can be movably controlled transversely to the production direction 302 in order to achieve an adjustment of the position of the coupling structure with respect to the lines 201, 202.
- the coupling layer which includes the coupling structures, corresponds to line layer 215.
- the respective coupling structure can also be applied, for example, by simple gluing using local adhesive elements.
- the respective coupling structure can, for example, already be produced and provided in advance on a carrier layer of the line layer 215 .
- the composite material 304 of the leaky wave antenna 200 is defined in section BB.
- Steps h and i can be spread over several of steps a to g, as in FIGS 4 and 5 shown. In other words, it is not necessary to first form a complete material stack, which has all the layers, and only then establish a connection between the individual layers. Provision can also be made, for example, for individual layers to be successively erected and connected to one another.
- steps a and b are applied sequentially.
- Step c occurs independently of the other steps.
- Steps d to g take place independently of the other steps, but chronologically in the sequence defg, where f denotes the repetition of step e.
- the layers produced are aligned with one another in step h as a material stack and are structurally connected to one another in step i.
- steps a, b, c and g can be performed independently of one another.
- the layers produced are again aligned with one another in step h as a material stack and structurally connected to one another in step i.
- steps d and e or step f, in which step e is repeated
- steps h and i are sequential.
- FIG. 9 shows a sectional view of the leaky wave antenna 100 with alternative designs for longitudinal edge areas, which the longitudinal edge areas 401, 402 of 1 should replace.
- the lower layer 130 and the upper layer 140 each extend beyond the first insulating layer 121 and the second insulating layer 122 and form optional transverse projections 413, 414, 415, 416 of the respective layer 130, 140, with other applications, only a transverse overhang can be provided.
- the transverse projections 413, 414, 415, 416 can be used to achieve lateral electromagnetic sealing of the leaky wave antenna 100. As a result, undesired electromagnetic radiation from open longitudinal edge regions 401, 402 during operation of the leaky wave antenna 100 can be reduced if necessary.
- the transverse projections 413, 414, 415, 416 are used to electrically connect the bottom layer 130 and the top layer 140 together.
- the lower layer 130 thus has a first transverse projection 414, 416, 424, 444 and the upper layer 140 has a second transverse projection 413, 415, 423, 433, 443, each in a plane transverse to the lines 110, 111.
- the transverse projections 413, 414, 415, 416, 423, 424, 433, 443, 444 protrude from the line layer 115 and the first insulating layer 121 and the second insulating layer 121.
- the first and the second transverse projection 413, 414, 415, 416, 423, 424, 433, 443, 444 are connected to the other of the lower layer 130 and/or the upper layer 140 in a method step following step i.
- Establishing a connection between the lower layer 130 and the upper layer 140 can be done in different ways, as shown in FIGS Figures 10 to 12 shown.
- a longitudinal edge region 421 of leaky wave antenna 100 can be seen in a sectional view, with the transverse projections 423, 424 each having a length that is shorter than the height of the material stack made up of the first insulating layer 121, the second insulating layer 122 and the embedded line layer 115
- the transverse projections 423, 424 can be folded in and attached to the lateral terminations of the first and second insulating layer 121, 122 and connected to one another, for example by gluing using an electrically conductive adhesive.
- Folding in the transverse projections 423, 424 can take place by appropriately guiding the lower and upper layers 130, 140, if necessary with the support of pressure rollers.
- a longitudinal edge area 431 of the leaky wave antenna 100 can be seen in a sectional view, where the transverse overhang 433 has a length that is longer than the height of the material stack of the first insulating layer 121, the second insulating layer 122 and the conductor layer 115.
- a second transverse overhang has a length of zero, i.e. the second transverse overhang does not stand out. Therefore, in this example, the second lateral overhang of zero length is replaced by the lateral overhang 433.
- the second transverse overhang protrudes slightly or is recessed in order to allow higher tolerances in production.
- the transverse projection 433 can thus be folded in and attached to the lateral ends of the first and second insulating layers 121, 122 and to the lower layer 130 and connected to one another, for example by gluing using an electrically conductive adhesive.
- a longitudinal edge region 441 of leaky-wave antenna 100 can be seen in a sectional view, the transverse projections 443, 444 each having a length such that the lower layer 130 and the upper layer 140 can be connected directly to one another, for example by gluing using an electrically conductive adhesive.
- the transverse core area 500 can be seen in a sectional view of the leaky wave antenna 100 .
- the statements of the 2 .
- Alternative designs for the lateral edge areas 511, 512 are shown which are the lateral edge areas 501, 502 of the 2 should replace.
- the space formed between optional longitudinal projections 513, 514 can be used to accommodate an adapter element 550, 560, 570 for the leaky wave antenna 100.
- an adapter element 550, 560, 570 between the lower layer 130 and the upper layer 140 may be inserted.
- only one longitudinal overhang can be provided on one side of the leaky wave antenna, for example on the side on which the feed points 101, 102 are located.
- an adapter element is accommodated, for example, in the transverse edge area 512 .
- the adapter element 550, 560, 570 can be provided, for example, for mechanical or electrical tasks.
- a mechanical adapter element 550, 560, 570 can be provided, for example, to provide a mechanically stable layer by means of which the leaky wave antenna 100 can be attached to an operating location, for example when using the leaky wave antenna 100 in a communication system in a train, building or airplane .
- Fastening can be done using mechanical fasteners such as screws and mounting holes.
- An electrical adapter element 550, 560, 570 can be provided, for example, to establish a mechanical and electrical connection from the leaky wave antenna 100 to an electrical connection element, such as a coaxial plug, which is attached to the adapter element 550, 560, 570.
- the adapter element 550, 560, 570 can be made, for example, from a circuit board material such as FR4 and corresponding conductor tracks on one or more layers for a respective planar coaxial stripline transition for the lines 110, 111, as well as optional electronic assemblies or high-frequency electronic assemblies such as transmitters , receivers, terminators or power measurement devices exhibit.
- another line type preferred for the respective application can also be provided for connecting the leaky wave antenna.
- a combination of electrical and mechanical connecting elements can also be provided by means of the adapter element 550, 560, 570.
- additional reinforcement elements can be applied to the surfaces of the lower and upper layers 130, 140, for example by gluing, which connect the transverse edge area 501, 502, 511, 512 to the transverse core area 500.
- the adapter element 550, 560 can easily be pushed into the composite material 303 in a respective insertion direction 561, 562, for example, and glued in the material stack.
- the adapter element 550, 560 should have the same thickness as specified by the volume between the longitudinal projections 513, 514.
- An adhesive layer can be provided between the longitudinal projections 513, 514 and the adapter element 550, for example by means of adhesive, in order to produce a mechanical connection.
- the lower layer 130 has a first longitudinal overhang 514 and the upper layer 140 has a second longitudinal overhang 513, each in a plane along the at least one line 110, 111.
- the longitudinal projections 513, 514 protrude from the line layer 115 and/or the first insulating layer 121 and/or the second insulating layer 121.
- the adapter element 550, 560 is introduced between the respective projections in a method step following step i, as in 14 in a longitudinal section of the leaky wave antenna 100 along the production direction 301 or parallel to the lines 110, 111 shown. Furthermore, in the 13 a via 600 can be seen, which can be used to reduce an undesired emission of electromagnetic signals, which are fed into the lines 110, 111, from longitudinal edge regions 401, 402.
- the via 600 which connects the lower layer 130, 230 to the upper layer 140, 240, can be introduced in a method step following step i. Multiple vias along the line are usually required to create electromagnetic shielding.
- a further example of a transverse edge area 521 of the leaky wave antenna 100 is shown with a further example of an adapter element 570 in a section along the production direction 301.
- the adapter element 570 has the same thickness as the lower insulating layer 121 and is arranged adjacent to it.
- a longitudinal overhang 524 of the lower layer 130 and/or a longitudinal overhang 523 of the upper layer 140 can each be connected to the adapter element 570 .
- the longitudinal projections 523, 524 can be electrically connected to corresponding electrically conductive surfaces on the adapter element 570, for example by gluing with an electrically conductive adhesive.
- Parts of the line layer 115, in particular the ends of the lines 110, 111 with the feed points 101, 102 have a corresponding longitudinal overhang 525, which protrudes beyond the lower insulating layer 121, and a corresponding Longitudinal shelter 527 from the upper insulating layer 122, behind which the line layer 115 remains.
- the upper insulating layer 122 consequently has a longitudinal projection 526 compared to the lower insulating layer 121, which also projects beyond the longitudinal projection 525 of the line layer 115. This ensures electrical insulation between the longitudinal overhang 525 of the line layer 115 and the upper electrically conductive layer 140 .
- the adapter element 570 can be introduced between the longitudinal overhang 525 of the line layer 115 and the longitudinal overhang 524 of the lower layer 130 and subsequently the material stack can be electrically conductively connected to the adapter element 570 .
- the upper layer 140 is provided with a longitudinal projection 523 which projects beyond the projection of the upper insulating layer 526 and has a length which corresponds at least to the height of the upper insulating layer 122.
- the overhang 523 can be connected to the adapter element 570 to establish a mechanical and/or electrical connection, for example by gluing with an electrically conductive adhesive.
- the adapter element 570 in the form of a single-sided, double-sided or multi-layer printed circuit board allows electrical signals to be led out from the core 400 of the leaky-wave antenna 100 to a connection, for example in the form of a plug and/or to electronic assemblies.
- a dual-band mobile radio communication system 107 with a leaky wave antenna 100 is shown schematically. This ensures even radio coverage within of a wagon, which leads to improved transmission and reception performance for mobile devices in the wagon.
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Waveguide Aerials (AREA)
Description
- Die Erfindung betrifft eine Leckwellenantenne und ein Verfahren zur Herstellung einer Leckwellenantenne.
- Eine Leckwellenantenne ist eine Antenne, welche Leistung in kleinen Mengen pro Längeneinheit entweder fortlaufend oder diskret von einer Leckwellenleitung beziehungsweise Leckwellenstruktur zum Freiraum abgibt. Leckwellenantennen und Verfahren, die für die Herstellung von solchen Leckwellenantennen geeignet sind, sind aus
GB 1247546 A US 2012/229364 A1 ,US 4728962 A ,JP S63 260302 A US 2018/053981 A1 ,US 2010/194500 A1 bekannt. - Bei sehr langen Antennen, beispielsweise Antennen für Straßentunnel, werden häufig Leckwellenantennen in Form von Koaxialleitungen eingesetzt, welche längs der Leitung im äußeren Mantel mehrere entsprechende, jeweils herstellungsbedingt gleich geformte Öffnungen aufweisen, die als Schlitzantennen verwendet werden. Derartige Koaxial-Leckwellenantennen weisen allerdings meist den Nachteil auf, dass die jeweilige Abgabe elektromagnetischer Leistung der einzelnen Antennen längs der Leitung herstellungsbedingt nicht gleich groß ist, sondern über die Länge abnimmt.
- Es ist Aufgabe der Erfindung eine Leckwellenantenne und ein Herstellungsverfahren für eine derartige Leckwellenantenne bereitzustellen, welche eine gleichmäßige Abstrahlung elektromagnetischer Leistung über die Länge der Leckwellenantenne erlaubt, insbesondere für lange Leitungslängen der Leckwellenantenne.
- Die Aufgabe wird durch eine Leckwellenantenne nach Anspruch 1 gelöst.
- Die Erfindung baut folglich auf einer eingebetteten Streifenleitung auf.
- Bei einer symmetrischen Streifenleitung (englisch stripline) ist der Leiterstreifen oben wie unten von einem gleich dicken Dielektrikum bedeckt und verläuft parallel zu zwei leitfähigen Schichten (Masse), die auf den Dielektrika aufgebracht sind. Der Abstand zu beiden Masseflächen kann auch unterschiedlich sein (offset stripline).
- Im Zusammenhang mit der Erfindung sind Schichten und Lagen Teile eines Materialverbunds, welcher im fertigen Zustand die Leckwellenantenne bilden soll. Der Begriff Schicht oder Lage soll nicht einschränkend hinsichtlich der Art des Materials oder des Herstellungsverfahrens ausgelegt werden.
- Die Schichten und Lagen können beispielsweise aus einem flexiblen Material sein, wie Kunststoff, Schaumstoff mit Lufteinschlüssen, Metallfolien oder einem verwobenen Fasermaterial. Je nach Anwendung können beispielsweise auch Materialien auf Glasfaser- oder Teflon-Basis verwendet werden.
- Jedoch wird für die Schichten bevorzugt ein flexibles Material wie Schaumstoff verwendet, sowie ein Material mit einer niedrigen relativen Permittivität, wie beispielsweise kleiner als Zwei oder Drei, oder eine Kombination aus einem flexiblen Material und mit einer niedrigen relativen Permittivität.
- Die Schichten und Lagen können beispielsweise stückweise aus einem festen Material sein, wie FR4- oder Teflon-Leiterplattenträger mit einseitiger, zweiseitiger oder mehrlagiger Metallisierung für Leitungslagen, wobei einzelne Platten stückweise dem erfindungsgemäßen Verfahren zugeführt werden und dann nacheinander und miteinander verbunden werden.
- Die Schichten und Lagen können beispielsweise aus einem Material sein, welches auf Folien oder Platten aufgedruckt, aufgesprüht oder durch ein chemisches oder physikalisches Verfahren aufgebacht wird. Dabei können in den Schichten und/oder Lagen auch Öffnungen oder Strukturen, beispielsweise für Koppelmittel, vorgesehen werden.
- Durch den entlang der Leitung zunehmenden Koppelfaktor des jeweiligen Antennenelements ist es möglich, die Kopplung derart zu gestalten, dass die Abgabe der elektromagnetischen Leistung über die Länge beziehungsweise über aufeinander folgende Antennenelemente konstant bleibt und eine gleichmäßige Funkausleuchtung entlang der Leckwellenantenne erreicht wird.
- Es ist dabei günstig, wenn die Vielzahl an Antennenelementen der Leckwellenantenne zumindest zehn, bevorzugt zumindest dreißig und besonders bevorzugt zumindest fünfzig Antennenelemente umfasst, da der erfindungsgemäße Effekt mit zunehmender Leitungslänge gegenüber dem Stand der Technik besonders vorteilhaft wahrgenommen werden kann. Zudem kann die notwendige Sendeleistung entsprechend reduziert werden, da auch das zuletzt gelegene Antennenelement der Leckwellenantenne, ausgehend vom Einspeisepunkt, hinreichend mit Leistung versorgt werden kann. Ferner kann auch der Empfang von elektromagnetischer Leistung vom zuletzt gelegenen Antennenelement der Leckwellenantenne verbessert werden.
- Zusammenfassend erlaubt die erfindungsgemäße Leckwellenantenne eine gleichmäßige Abgabe und einen gleichmäßigen Empfang von elektromagnetischer Leistung über die gesamte Länge der Leckwellenantenne. Dadurch ist die Leckwellenantenne speziell zur Verwendung bei der Montage an langerstreckten Objekten mit vielen Antennenelementen geeignet, insbesondere Zugwaggons, Flugzeugrümpfe oder Gebäude.
- Es ist dabei auch günstig, wenn die Länge der zumindest einen Leitung der Leckwellenantenne zumindest fünf Meter, bevorzugt zumindest zehn Meter und besonders bevorzugt zumindest 20 Meter beträgt und somit größer ist, als ein einzelner typischer Nutzen bei der Herstellung von Leiterplatten. Ein Nutzen umfasst meist mehrere Leiterplatten während deren Herstellung und kann auf die Dimensionen der eingesetzten Produktionsanlagen beschränkt sein.
- Als Nutzen wird in der elektrischen Verbindungstechnik eine Gesamtleiterplatte in der Herstellung bezeichnet, die aus einzelnen Leiterplatten besteht und noch nicht vereinzelt ist. Eine maximale Nutzengröße bzw. Leiterplattengröße kann je nach Leiterplattenhersteller und technischer Ausrüstung variieren. Ausgehend von dem Standard-Panelzuschnitt 610 mm * 530 mm, welcher oft verarbeitet wird, ergeben sich bei vielen Herstellern Maximalmaße von ca. 570 mm * 490 mm.
- Die Basismaterialen für Leiterplatten können während eines Leiterplattenherstellungsprozesses unerwünscht schrumpfen oder gestreckt werden (Dimensionsstabilität), was die Größe einer Leiterplatte beschränken kann. Ferner kann bei sehr großen Leiterplatten bzw. bei großen Nutzen die Positionierung von Strukturen oder Bauteilen auf den Leiterplatten nicht immer mit der nötigen Genauigkeit erfolgen, beziehungsweise bei zunehmender Größe ein unerwünschter Versatz von Lage zu Lage der Leiterplatte entstehen. Ein Durchbiegen eines großen Nutzens während des Transportes in Transportvorrichtungen kann zu ungünstigen mechanischen Beanspruchungen führen, beispielsweise bei Lötstellen.
- In einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass zumindest zwei Leitungen umfasst sind, welche vorzugsweise zum Einspeisen oder Auskoppeln von elektrischen Signalen mit jeweils verschiedenen Frequenzen vorgesehen sind.
- Dadurch wird erreicht, dass zwei voneinander unabhängige Leckwellenantennen, welche für unterschiedliche Anwendungen, unterschiedliche Frequenzbereiche oder unterschiedliche Polarisationen vorgesehen sind, von einem gemeinsamen Bauteil umfasst sind. Dadurch kann die Montage vereinfacht und kostengünstiger erfolgen. Durch Verwendung entsprechender Antennen kann sowohl die jeweilige Abstrahlcharakteristik, als auch die Polarisation des abgestrahlten Signals entsprechend der jeweiligen Anwendung gewählt werden.
- Bei der Erfindung ist es ferner vorgesehen, dass die Isolierschicht eine erste Isolierlage und eine zweite Isolierlage aufweist, welche vorzugsweise jeweils durch ein Schaumstoffmaterial gebildet sind. Dadurch wird eine besonders kostengünstige Bauform erreicht, welche ferner mechanisch flexibel ist und daher eine Montage vereinfacht.
- Dabei ist es günstig, wenn die zumindest eine Leitung zwischen der ersten Isolierlage und der zweiten Isolierlage angeordnet ist. Dadurch wird eine besonders kostengünstige und kompakte Bauform erzielt.
- In einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das jeweilige Koppelmittel durch den Abstand zwischen der zumindest einen Leitung und dem jeweiligen Antennenelement gebildet ist, wobei der Abstand in einer Ebene quer zur zumindest einen Leitung bestimmt ist. Dadurch lässt sich auf eine besonders einfache Weise die Kopplung zwischen Leitung und jeweiligem Antennenelement festlegen.
- In einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das jeweilige Koppelmittel durch eine Koppelstruktur in Form eines Richtkopplers gebildet ist. Dadurch lässt sich auf eine besonders einfache Weise die Kopplung zwischen Leitung und jeweiligem Antennenelement festlegen, wobei eine noch breitere Auswahl an Antennentypen unterstützt wird, beispielweise zirkular polarisierte Antennen oder Antennen mit spezifischen Abstrahlcharakteristika.
- Dabei ist es günstig, wenn das jeweilige Koppelmittel zwischen der ersten Isolierlage und der zweiten Isolierlage gebildet oder angeordnet ist. Dadurch kann das Koppelmittel auf eine kostengünstige und einfache Weise in die Antenne integriert werden und insgesamt kann eine kompakte Bauform erreicht werden. Das Koppelmittel muss dabei nicht ein dezidiertes Strukturelement aufweisen, sondern kann durch eine Anordnung von Leitung und Antennenelement gebildet sein.
- Bei der Erfindung ist es ferner vorgesehen, dass ferner ein Adapterelement zwischen der unteren Schicht und der oberen Schicht eingefügt ist. Dadurch kann eine elektrische und/oder mechanische Verbindung geschaffen werden, mittels welcher die Leckwellenantenne an anderen Bauteilen befestigt werden kann, oder eine Signal-Einkopplung oder Signal-Auskopplung beispielsweise mit einem entsprechenden Hochfrequenz-Stecker erfolgen kann.
- In einer Weiterbildung der Erfindung ist eine Verwendung einer erfindungsgemäßen Leckwellenantenne als Bestandteil einer Kommunikationsvorrichtung in einem Flugzeug, einem Zug oder einem Gebäude vorgesehen.
- Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Leckwellenantenne nach Anspruch 7.
- Dadurch wird ein Verfahren zur einfachen und kostengünstigen Herstellung einer Leckwellenantenne, welche eine gleichmäßige Abgabe und einen gleichmäßigen Empfang von elektromagnetischer Leistung über die gesamte Länge der Leckwellenantenne erlaubt, bereitgestellt, welches sich insbesondere für lange Leitungslängen der Leckwellenantenne eignet.
- Die angeführte Reihenfolge der Schritte a bis i ist beispielhaft und andere Abfolgen der Schritte a bis i sind möglich, sofern sie zum selben Materialverbund führen.
- Zwischen der ersten Isolierlage und der zweiten Isolierlage können weitere Lagen vorgesehen sein, beispielsweise für weitere Schaltungsanteile oder auch weitere mechanische Trägerlagen. So kann es vorgesehen sein, dass eine Leitung oder eine Koppelstruktur auf einer elektrisch nicht-leitenden Trägerlage angeordnet ist und so dem Verfahren zugeführt wird. Ebenso kann es vorgesehen sein, dass eine Leitung oder eine Koppelstruktur einen Verbund bilden, welcher mittels mechanischer Trägerlagen vorab verbunden wird und so dem Verfahren zugeführt wird.
- Es ist vorgesehen, dass die jeweiligen Werte für die jeweiligen Koppelfaktoren numerisch bestimmt und festlegt werden, und beispielsweise in einem Lookup-Table für Koppelfaktoren in einem Speicher gespeichert werden. Für die Herstellung kann dann auf die in dem Speicher gespeicherten Koppelfaktoren zugegriffen werden und beim Einbringen einer jeweiligen Öffnung berücksichtigt werden.
- Die Bestimmung der Koppelfaktoren erfolgt unter Berücksichtigung der Materialeigenschaften und der Abmessungen des Materialverbunds und der Antennenelemente, sowie der gewünschten elektromagnetischen Eigenschaften der Leckwellenantenne.
- Bei der Erfindung ist es ferner vorgesehen, dass die Lagen beim Bilden des Materialstapels untereinander so ausgerichtet werden, dass sie die Leckwellenantenne bilden, und der Materialstapel kontinuierlich in einer Produktionsrichtung bewegt wird, wobei vor dem Bilden des Materialstapels, ausgehend vom jeweiligen Einspeisepunkt, die Öffnung in einem festgelegten Abstand von der zumindest einen Leitung, welcher den Koppelfaktor bestimmt, in einer Ebene quer zur Produktionsrichtung mittels einer Schneidevorrichtung eingebracht wird. Dadurch kann eine Leckwellenantenne mit theoretisch beliebig großer Leitungslänge ermöglicht werden.
- In einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Schneidevorrichtung die Öffnung durch Stanzen, Laser-Schneiden oder einer Kombination daraus einbringt. Dadurch kann ein Einbringen der Öffnung für ein jeweiliges Antennenelement auf einfache und kostengünstige Weise erreicht werden, wobei die jeweilige Position der Öffnung flexibel einstellbar ist, insbesondere in einer Ebene quer zur Produktionsrichtung und somit die Einstellung des jeweiligen Koppelfaktors einfach erfolgt.
- In einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Verbinden durch Laminieren, Verkleben, Verpressen oder einer Kombination daraus erfolgt. Dies erlaubt eine einfache und zuverlässige mechanische Verbindung des Materialstapels während der kontinuierlichen Bewegung in der Produktionsrichtung im Herstellungsverfahren.
- In einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das jeweilige Koppelmittel für das jeweilige Antennenelement durch den Abstand zwischen dem jeweiligen Antennenelement und der zumindest einen Leitung, in einer Ebene quer zur zumindest einen Leitung, gebildet ist, wodurch der Koppelfaktor bestimmt ist. Dadurch wird erreicht, dass der Koppelfaktor auf einfache Weise eingestellt werden kann, ohne dass weitere strukturelle Maßnahmen nötig sind.
- In einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die untere Schicht einen ersten Quer-Überstand und/oder die obere Schicht einen zweiten Quer-Überstand in einer Ebene quer zur zumindest einen Leitung ausweist/aufweisen, welche Quer-Überstände gegenüber der Leitungslage und/oder der ersten Isolierlage und/oder der zweiten Isolierlage hervorstehen, und der erste und/oder zweite Quer-Überstand mit der jeweils anderen der unteren Schicht und/oder der oberen Schicht in einem dem Schritt i nachfolgenden Verfahrensschritt verbunden wird. Dadurch kann eine elektromagnetische Abschirmung am Rand des Materialverbunds der Leckwellenleitung geschaffen werden, welche eine unerwünschte Abstrahlung von Signalen, welche in die zumindest eine Leitung eingekoppelt werden, reduziert.
- Bei der Erfindung ist es ferner vorgesehen, dass die untere Schicht einen ersten Längs-Überstand und die obere Schicht einen zweiten Längs-Überstand in einer Ebene längs zur zumindest einen Leitung ausweist/aufweisen, welche Längs-Überstände gegenüber der Leitungslage und/oder der ersten Isolierlage und/oder der zweiten Isolierlage hervorstehen, und zwischen die jeweiligen Längs-Überstände ein Adapterelement in einem dem Schritt i nachfolgenden Verfahrensschritt eingebracht wird. Durch das Adapterelement kann eine elektrische oder mechanische Kopplung des Materialverbunds der Leckwellenantenne an einem Befestigungspunkt oder einem elektrischen Kontaktelement geschaffen werden.
- In einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass zumindest eine Durchkontaktierung, welche die untere Schicht mit der oberen Schicht (verbindet, in einem dem Schritt i nachfolgenden Verfahrensschritt eingebracht wird. Dadurch kann die elektromagnetische Kopplung von Signalen auf zwei oder mehreren Leitungen im Materialverbund der Leckwellenantenne reduziert werden, oder eine unerwünschte Abstrahlung von Signalen von einem offenen Rand des Materialverbunds der Leckwellenleitung, welche in die zumindest eine Leitung eingekoppelt werden, reduziert werden.
- In einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das jeweilige Koppelmittel für das jeweilige Antennenelement durch eine Koppelstruktur gebildet ist, welche den Koppelfaktor zwischen der zumindest einen Leitung, und dem jeweiligen Antennenelement bestimmt, wobei ein elektrisch leitendes Material als Koppellage des Materialverbunds bereitgestellt und entsprechend für das jeweilige Antennenelement strukturiert wird, und zwischen der ersten Isolierlage und der zweiten Isolierlage zueinander ausgerichtet angeordnet wird, und alle zueinander ausgerichteten angeordneten Lagen den Materialstapel vor dem Ausführen von Schritt i bilden. Dadurch wird erreicht, dass durch Hinzunahme eines weiteren strukturellen Mittels in Form der Koppelstruktur, beispielsweise ein Richtkoppler oder ein Phasenschieber, für die Einstellung des Koppelfaktors weitere Freiheitsgrade ermöglicht werden. Beispielsweise kann eine Kopplung für eine zirkular polarisierte Antenne realisiert werden.
- In einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Koppellage der Leitungslage entspricht, wodurch die Koppelstruktur und die Leitung in derselben Lage hergestellt werden können und wodurch das Verfahren vereinfacht wird.
- Es ist günstig, wenn die erste und die zweite Isolierlage, die Leitungslage sowie die untere und obere Schicht jeweils ein Material in streifenförmiger Form sind, welche Lagen in aufgerollter Form dem Verfahren zugeführt, dort abgerollt und in den entsprechenden Verfahrensschritten bereitgestellt werden.
- Die genannten Merkmale sind untereinander kombinierbar, wodurch weitere Vorzüge der Erfindung erzielt werden können.
- Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in den beigeschlossenen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:
- Fig. 1
- schematisch einen Querschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Leckwellenantenne,
- Fig. 2
- schematisch eine Aufsicht des ersten Ausführungsbeispiels gemäß
Fig. 1 , - Fig. 3
- schematisch eine Aufsicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Leckwellenantenne,
- Fig. 4
- eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Produktionsanlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens,
- Fig. 5
- eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Produktionsanlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens,
- Fig. 6-8
- Darstellungen für verschiedene zeitliche Abfolgen der erfindungsgemäßen Verfahrensschritte,
- Fig. 9
- schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Leckwellenantenne in einem Schnitt quer zur Leitungserstreckung,
- Fig. 10-12
- schematisch Ausführungsbeispiele mit verschiedenen Quer-Überständen,
- Fig. 13
- schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Leckwellenantenne in einem Schnitt längs zur Leitungserstreckung,
- Fig. 14, 15
- schematisch Ausführungsbeispiele mit verschiedenen Längs-Überständen und Quer-Randbereichen,
- Fig. 16
- eine schematische Darstellung eines Kommunikationssystems mit der Leckwellenantenne gemäß
Fig. 1 . -
Fig. 1 stellt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Leckwellenantenne 100 schematisch in einer Querschnitts-Ansicht dar. - Die Leckwellenantenne 100 weist zwei Leitungen 110, 111 auf, welche in einer Isolierschicht 120 eingebettet sind und eine symmetrische Streifenleitung bilden.
- Die Leitungen 110, 111 liegen in einer Ebene und bilden eine gemeinsame Leitungslage 115.
- Die Isolierschicht 120 weist eine erste Isolierlage 121 und eine zweite Isolierlage 122 auf, welche vorzugsweise jeweils durch ein Schaumstoffmaterial gebildet sind.
- Die Isolierschicht 120 ist zwischen einer elektrisch leitenden unteren Schicht 130 und einer elektrisch leitenden oberen Schicht 140 angeordnet.
- Es ist erkennbar, dass die Leitungen 110, 111 zwischen der ersten Isolierlage 121 und der zweiten Isolierlage 122 angeordnet sind.
- In der oberen Schicht 140 sind eine Vielzahl an Antennenelementen in Form von Öffnungen 150, 155 entlang der Leitungen 110, 111 eingebracht.
- Die untere Schicht 130 und die obere Schicht 140, die erste Isolierlage 121 und die zweite Isolierlage 122 bilden gemeinsam mit der Leitungslage 115 einen Materialstapel beziehungsweise einen Materialverbund 303.
- Mit dem Materialstapel ist ein loser Stapel an Schichten und Lagen gemeint, die welche mechanisch erst verbunden werden, beispielsweise durch Kleben. Mit dem Materialverbund 303 ist der bereits mechanisch verbundene Materialstapel gemeint.
- In der Figur ist ein Quer-Kernbereich 400 erkennbar, welcher einen Abschnitt des Materialstapels (beziehungsweise des Materialverbunds 303) mit den Leitungen 110, 111 beinhaltet.
- Die Leckwellenantenne 100 weist ferner Längs-Randbereiche 401, 402 auf, welche den Rand beziehungsweise Abschluss des Materialstapels beziehungsweise des Materialverbunds 303 bilden und längs oder parallel zu den Leitungen 110, 111 verlaufen.
- Die Längs-Randbereiche 401, 402 können beispielsweise, wie in der Figur dargestellt, einen gemeinsamen Abschluss der Lagen und Schichten des Materialstapels längs der Leitungen 110, 111 bilden.
- In
Fig. 2 ist die Leckwellenantenne 100 schematisch in Aufsicht gezeigt. - Die beiden Leitungen 110, 111 sind in diesem Beispiel zum Einspeisen von elektrischen Signalen mit jeweils verschiedenen Frequenzen, und können beispielsweise von einer Kommunikationsvorrichtung zur Verwendung in einem Flugzeug, einem Zug oder einem Gebäude erzeugt sein.
- Die Leitungen 110, 111 weisen jeweils einen Einspeisepunkt 101, 102 auf und verlaufen parallel.
- Ein paralleler Verlauf von zwei oder mehreren Leitungen ist für eine sehr lange Leckwellenantenne vorteilhaft, da theoretisch eine beliebig große Leitungslänge der Leckwellenantenne erzeugt werden kann.
- Die Öffnungen 150-153, 155-159 weisen jeweils eine Schlitzlänge 103, 105 und eine Schlitzbreite 104, 106 auf, wobei die Geometrie der Öffnungen durch die Mittenfrequenz der jeweiligen Antennenelemente 150-153, 155-158 bestimmt ist. In diesem Beispiel sind die Öffnungen 150-153, 155-159 gleich groß, jedoch sind die Öffnungen 150-153, 155-159 unterschiedlich weit von der jeweiligen Leitung 110, 111 beabstandet.
- Zwischen den Leitungen 110, 111 und einem jeweiligen Antennenelement 150-153, 155-158 aus der Vielzahl an Antennenelementen ist jeweils ein Koppelmittel vorgesehen, welches einen jeweiligen Koppelfaktor festlegt.
- Der jeweilige Koppelfaktor beschreibt die elektromagnetische Kopplung zwischen der Leitung 110, 111 und dem jeweiligen Antennenelement 150-153, 155-158.
- Das jeweilige Koppelmittel ist in diesem Ausführungsbeispiel durch einen Querabstand 160-163, 165-168 zwischen den Leitungen 110, 111 und dem jeweiligen Antennenelement 150-153, 155-158 gebildet. Der Querabstand 160-163, 165-168 ist dabei in einer Ebene quer den Leitungen 110, 111 bestimmt und kann beispielsweise in der Ebene vom Mittelpunkt der Leitung 110, 111 bis zu einer Kante des Antennenelements 150-153, 155-158 gemessen werden. Andere Definitionen sind ebenso zulässig, sofern sie auf alle Querabstände 160-163, 165-168 angewandt werden.
- Ausgehend vom jeweiligen Einspeisepunkt 101, 102 nimmt der Koppelfaktor des jeweiligen Antennenelements 150-153, 155-158 entlang der jeweiligen Leitung 110, 111, das heißt mit zunehmendem Längsabstand 170-173, 175-178 zu.
- Die Leckwellenantenne 100 weist ein statische Abstrahlcharakteristik auf. Grundsätzlich ist aber auch eine Strahlschwenkung durch Berücksichtigung entsprechender Mechanismen möglich, wie beispielsweise in der
WO2001043228A1 ausgeführt. - Es ist günstig, wenn die Vielzahl an Antennenelementen der Leckwellenantenne 100 zumindest zehn, bevorzugt zumindest 30 und besonders bevorzugt zumindest fünfzig Antennenelemente 150-153, 155-158 umfasst. Dadurch ist die Leckwellenantenne 100 speziell zur Verwendung bei der Montage an langerstreckten Objekten geeignet, insbesondere Zugwaggons, Flugzeugrümpfe oder entsprechende Gebäude.
- Es ist günstig, wenn die Länge der Leitungen 101, 102 der Leckwellenantenne 100 zumindest fünf Meter, bevorzugt zumindest zehn Meter und besonders bevorzugt zumindest 20 Meter beträgt.
- In der Figur ist ein Längs-Kernbereich 500 des erkennbar, welcher einen Abschnitt des Materialstapels beziehungsweise des Materialverbunds 303 mit den Leitungen 110, 111 beinhaltet.
- Die Leckwellenantenne 100 weist ferner Quer-Randbereiche 501, 502 auf, welche den Rand beziehungsweise Abschluss des Materialstapels beziehungsweise des Materialverbunds 303 bilden und quer zu den Leitungen 110, 111 verlaufen.
- Die Quer-Randbereiche 501, 502 können beispielsweise, wie in der Figur dargestellt, einen gemeinsamen Abschluss der Lagen und Schichten des Materialstapels quer zu den Leitungen 110, 111 bilden. In dieser spezifischen Anordnung tritt keine Untergliederung in Bereiche auf, sondern der Längs-Kernbereich 500 und die Quer-Randbereiche 501, 502 bilden einen gemeinsamen Bereich.
- Die Einspeisepunkte 101, 102 der Leitungen 110, 111 sind in diesem Beispiel im Quer-Randbereiche 501 gelegen.
- Es kann alternativ jedoch auch vorgesehen sein, dass die Einspeisepunkte 101, 102 der Leitungen 110, 111 im Längs-Kernbereich 500 gelegen sind.
- In
Fig. 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel für eine Leckwellenantenne 200 schematisch in Aufsicht gezeigt. In diesem Beispiel ist das jeweilige Koppelmittel durch eine Koppelstruktur in Form eines Richtkopplers gebildet. - Die Leitungen 210, 211 weisen jeweils einen Einspeisepunkt 201, 202 auf und verlaufen parallel.
- Die Öffnungen 250-253, 255-258 umfassen jeweils zwei Teil-Öffnungen in Form von jeweils Schlitzantennen auf, welche zueinander in einem Winkel von 90° verdreht angeordnet sind und, mittels einer entsprechend ausgelegten Kopplung, ein zirkular polarisiertes elektromagnetisches Feld der Leckwellenantenne 200 erzeugen. Die Kopplung ist dabei dazu eingerichtet, die jeweiligen zwei Teil-Öffnungen von der jeweiligen Leitung 210, 211 in einem sich um 90° unterscheidenden Phasenwinkel zu speisen, wobei ferner die amplitudenmäßige Ankopplung längs der jeweiligen Leitung 210, 211 erfindungsgemäß abnimmt.
- In diesem Beispiel sind die Öffnungen 250-253, 255-258 gleich groß und gleich geformt und unterschiedlich weit von der jeweiligen Leitung 210, 211 beabstandet.
- Zwischen den Leitungen 110, 111 und einem jeweiligen Antennenelement 150-153, 155-158 aus der Vielzahl an Antennenelementen ist jeweils ein Koppelmittel vorgesehen, welches einen jeweiligen Koppelfaktor festlegt.
- Der jeweiligen Koppelfaktor beschreibt die elektromagnetische Kopplung zwischen der Leitung 110, 111 und dem jeweiligen Antennenelement 150-153, 155-158.
- Das jeweilige Koppelmittel ist in diesem Ausführungsbeispiel durch einen Querabstand 160-163, 165-168 zwischen den Leitungen 110, 111 und dem jeweiligen Antennenelement 150-153, 155-158 gebildet. Der Querabstand 160-163, 165-168 ist dabei in einer Ebene quer den Leitungen 110, 111 bestimmt und kann beispielsweise in der Ebene vom Mittelpunkt der Leitung 110, 111 bis zu einer Kante des Antennenelements 150-153, 155-158 gemessen werden. Andere Definitionen für die Bestimmung des Querabstands sind ebenso möglich.
- Ausgehend vom jeweiligen Einspeisepunkt 101, 102 nimmt der Koppelfaktor des jeweiligen Antennenelements 150-153, 155-158 entlang der jeweiligen Leitung 110, 111, das heißt mit zunehmendem Längsabstand 170-173, 175-178 zu.
- Das jeweilige Koppelmittel ist durch den Quer-Abstand 160-163, 165-168 gebildet und somit kein dezidiertes Strukturelles Mittel und ist folglich zwischen der ersten Isolierlage 221 und der zweiten Isolierlage 222 gebildet.
-
Fig. 4 zeigt ein erstes Beispiel für eine Produktionsanlage 1 zur Durchführung eines Verfahren 300 zur Herstellung der Leckwellenantenne 100 nachFig. 1 und2 . - Die Leckwellenantenne 100 weist eine Vielzahl an Antennenelementen, zwei Leitungen 110, 111 mit jeweils einem Einspeisepunkt 101, 102 sowie den Materialverbund 303 auf.
- Die Produktionsanlage 1 weist verschiedene Materialzuführungen zum Bereitstellen von Materialien in Form von gerollten Schichten beziehungsweise Lagen auf:
- Eine untere Schicht 130 aus Kupfer auf einer ersten Rolle 330,
- Eine erste Isolierlage 121 aus Schaumstoff-Material auf einer zweiten Rolle 321,
- Eine Leitungslage 115 aus einem Kupfer-/ KunststoffVerbund auf einer dritten Rolle 310, wobei die Leitungslage 115 die Leitungen 110, 111 umfasst, welche auf einer Kunststoff-Folie als Trägerschicht aufgebracht sind,
- Eine zweite Isolierlage 122 aus Schaumstoff-Material auf einer vierten Rolle 322,
- Eine obere Schicht 140 aus Kupfer auf einer fünften Rolle 340.
- Die erste und zweite Isolierlage 121, 122 kann jeweils auch aus einem anderen Material gebildet sein, welches beispielsweise nur als Abstandhalter fungiert, das heißt eine relative Dielektrizitätszahl von nahezu Eins aufweist.
- Die untere und obere Schicht 130, 130 kann auch aus einem anderen elektrisch leitenden Material gebildet sein, beispielsweise Aluminium, versilbertes Kupfer, ein leitendender Kunststoffverbund, geprägte oder gewellte Folien, Gitter oder Gewebe.
- Die Produktionsanlage 1 weist eine Unterlage 302 auf, über welche die untere Schicht 130 über Umlenk-Rollen 350, 351 geführt wird. Die Umlenk-Rollen 350, 351 dienen auch dazu, dass die untere Schicht 130 gespannt wird und so die nachfolgende Ausrichtung der einzelnen Schichten beziehungsweise Lagen untereinander gewährleistet beziehungsweise unterstützt wird.
- Die untere Schicht 130 wird fortwährend in einer Produktionsrichtung 301 über die Unterlage 302 bewegt und die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte werden ausgeführt.
- Die erste Isolierlage 121 wird über eine Umlenk-Rolle 352 einer Laminier-Vorrichtung 360 mit einer Vorspann-Rollenführung 371 zugeführt, wobei eine Transfer-Rolle 372 durch Anpressen und Erhitzen eine Laminier-Verbindung zwischen der unteren Schicht 130 und der ersten Isolierlage 121 herstellt.
- Als Lamination wird in diesem Zusammenhang einerseits ein stoffschlüssiges, thermisches Fügeverfahren ohne Hilfsmaterialien bezeichnet, womit das Verbinden einer dünnen, oftmals folienartigen Schicht mit einem Trägermaterial mittels eines Klebers gemeint ist.
- Als Lamination wird andererseits auch das Verbinden mindestens zweier Folienschichten von Thermoplasten durch Erreichen der Glasübergangstemperatur und entsprechenden Drucks bezeichnet.
- Natürlich sind auch andere Verfahren zur Verbindung der Lagen und Schichten möglich.
- Es ist auch möglich, dass keine flächige Verbindung zwischen den Lagen und Schichten erfolgt, sondern nur an Teilflächen oder punktuell.
- Mittels der Rollenführung 371 erfolgt eine Justierung beziehungsweise die Herstellung einer zueinander ausgerichteten Anordnung von Lagen aus der unteren Schicht 130 und der ersten Isolierlage 121, wodurch ein Materialstapel gebildet wird.
- Mittels der Laminierung durch die Transfer-Rolle 372 erfolgt ein Verbinden der Lagen des Materialstapels, wodurch ein erster Teil des Materialverbunds 303 hergestellt wird. Die Transfer-Rolle 372 führt dem Fügeverfahren Wärme und Druck zu.
- In diesem Beispiel ist auf der ersten Isolierlage 121 bereits ein Klebstoffmaterial aufgebracht, welches für die Verbindung zwischen der unteren Schicht 130 und der ersten Isolierlage 121 vorgesehen ist und durch das Fügeverfahren eine dauerhafte Verklebung der unteren Schicht 130 und der ersten Isolierlage 121 erreicht wird.
- Die Leitungslage 115 wird über eine Umlenk-Rolle 353 einer Laminier-Vorrichtung 361 mit ein Vorspann-Rollenführung 373 zugeführt, wobei eine Transfer-Rolle 374 durch Anpressen und Erhitzen eine Laminier-Verbindung zwischen der ersten Isolierlage 121 und der Leitungslage 115 herstellt.
- Die Justierung beziehungsweise die Herstellung einer zueinander ausgerichteten Anordnung von Lagen erfolgt mittels der Rollenführung 373, wodurch der bislang erzeugte Materialstapel um die Leitungslage 115 erweitert wird.
- Die Laminierung erfolgt analog zur Laminier-Vorrichtung 360, wodurch der bislang erzeugte Materialverbund 303 um die Leitungslage 115 erweitert wird.
- Die Leitungslage 115 weist die Leitungen 110, 111 auf. Die Leitungen sind in diesem Beispiel auf einer Kunststoff-Folie als Trägerschicht aufgebracht, auf welcher zusätzlich ein Klebstoffmaterial zur Laminierung mit der ersten Isolierschicht 121 aufgebracht ist.
- Alternativ könnten die Leitungen 110, 111 auch direkt, also ohne Trägerschicht, beispielsweise in Form von Kupfer-Streifen dem Verfahren zugeführt werden.
- Die Leitungen 110, 111 weisen jeweils eine vordefinierte Leitungsbreite auf. Gemeinsam mit den Lagendicken der ersten und zweiten Isolierlage 121, 122, sowie deren dielektrischen Materialeigenschaften ist der jeweilige Wellenwiderstand der Leitungen 110, 111 definiert.
- Die zweite Isolierlage 122 wird über eine Umlenk-Rolle 354 einer Laminier-Vorrichtung 362 mit ein Vorspann-Rollenführung 375 zugeführt, wobei eine Transfer-Rolle 376 durch Anpressen und Erhitzen eine Laminier-Verbindung zwischen der Leitungslage 115 und der zweiten Isolierlage 122 herstellt.
- Die Justierung beziehungsweise die Herstellung einer zueinander ausgerichteten Anordnung von Lagen erfolgt mittels der Rollenführung 375, wodurch der bislang erzeugte Materialstapel um die zweite Isolierlage 122 erweitert wird.
- Auf der zweiten Isolierlage 122 ist bereits ein Klebstoffmaterial zur nachfolgenden Laminierung mit der Leitungslage 115 aufgebracht. Die Laminierung erfolgt analog zur Laminier-Vorrichtung 360, wodurch der bislang erzeugte Materialverbund 303 um die zweite Isolierlage 122 erweitert wird.
- Die obere Schicht 140 wird über eine Umlenk-Rolle 355 einer Schneidevorrichtung 380 in Form einer Stanzvorrichtung mit Rollenführung zugeführt.
- Die Schneidevorrichtung 380 weist Spann-Rollenführungen 381, 382 auf, welche das Material der obere Schicht 140 auf einer Stanzunterlage 383 spannt.
- Ferner umfasst die Schneidevorrichtung 380 einen Stempel 384, welcher durch einen Stanzhub 385 normal auf die Oberfläche der gespannten obere Schicht 140 eine Öffnung 150-153, 155-158 in die obere Schicht 140 einbringt. Die Form des Stempels 384 entspricht der gewünschten Form des jeweiligen Antennenelements 150-153, 155-158. Die Stanz-Unterlage 383 ist auf den Stempel 384 abgestimmt.
- Der Stempel 384 ist zudem quer zur Produktionsrichtung 301 beweglich steuerbar. Dadurch kann eine Positionierung des Stempels 384 quer zur jeweiligen Leitung 110, 111 in Abhängigkeit von der Entfernung ausgehend vom jeweiligen Einspeisepunkt 101, 102 in einem Abstand 160-163, 165-168 eingestellt werden, wodurch die Kopplung des jeweiligen Antennenelements 150-153, 155-158 an die jeweilige Leitung 110, 111 einstellbar ist. Die jeweilige Kopplung ist durch den jeweiligen Abstand 160-163, 165-168 zwischen dem jeweiligen Antennenelement 150-153, 155-158 und der jeweiligen Leitung 110, 111 in einer Ebene quer zur jeweiligen Leitung 110, 111 gebildet.
- Während des Stanzvorganges kann das zu stanzende Material kurzfristig in seiner Bewegung gestoppt werden, da die Umlenk-Rollen 355 und 356 so ausgeführt sind, dass sie das kurzzeitige Stoppen des Materials ausgleichen, ohne den kontinuierlichen Laminierungsprozess zu verlangsamen oder zu stoppen.
- Alternativ dazu kann der Stempel 384 und die Stanzunterlage 383 der Schneidevorrichtung 380 während des Stanzvorganges mit der gespannten oberen Schicht 140 mitbewegt werden. Nach dem Stanzvorgang werden dann der Stempel 384 und die Stanzunterlage 383 wieder in die ursprüngliche Position zurückbewegt.
- Nach dem Stanzen wird die nun gestanzte obere Schicht 140 über eine Umlenk-Rolle 356 einer Laminier-Vorrichtung 363 mit ein Vorspann-Rollenführung 377 zugeführt, wobei eine Transfer-Rolle 378 durch Anpressen und Erhitzen eine Laminier-Verbindung zwischen der zweiten Isolierlage 122 und der oberen Schicht 140 herstellt.
- Die Justierung beziehungsweise die Herstellung einer zueinander ausgerichteten Anordnung von Lagen erfolgt mittels der Rollenführung 377, wodurch der bislang erzeugte Materialstapel um die obere Schicht 140 erweitert wird.
- Auf der oberen Schicht 140 ist bereits ein Klebstoffmaterial zur nachfolgenden Laminierung mit der zweite Isolierlage 122 aufgebracht. Die Laminierung erfolgt analog zur Laminier-Vorrichtung 360, wodurch der bislang erzeugte Materialverbund 303 um die obere Schicht 140 erweitert und vervollständigt wird.
- Durch die fortlaufende Bewegung der unteren Schicht 130 wird auch der sukzessiv entstandene Materialverbund in der Produktionsrichtung 301 fortlaufend bewegt. Dadurch wird erreicht, dass die einzelnen Schritte des Herstellungsverfahrens je Antennenelement für alle Antennenelemente 150-153, 155-158 aus der Vielzahl an Antennenelementen wiederholt wird.
- Der Materialverbund 303 der Leckwellenantenne 100 ist im Schnitt A-A definiert, welcher als Schnittbild in
Fig. 1 erkennbar ist. -
Fig. 5 zeigt ein zweites Beispiel für eine Produktionsanlage 2 zur Durchführung eines Verfahren 400 zur Herstellung der Leckwellenantenne 200. - Die Produktionsanlage 2 entspricht in großen Teilen der Produktionsanlage 1. Daher gelten die obigen Ausführungen hinsichtlich der Produktionsanlage 1 der
Fig. 4 gleichermaßen. - Im Unterschied zur Produktionsanlage 1 der
Fig. 4 ist das jeweilige Koppelmittel durch eine zusätzlich Koppelstruktur nachFig. 3 gebildet. Insofern gelten auch die obigen Ausführungen für die Leckwellenantenne 200 derFig. 3 . - Außerdem weisen die Öffnungen 250-253, 255-258 jeweils zwei Teil-Öffnungen auf, sowie eine andere Form beziehungsweise Orientierung gegenüber den Öffnungen 150-153, 155-158. Daher ist der Stempel 386 dementsprechend zum Stanzen von zwei Teil-Öffnungen ausgebildet. Die Stanz-Unterlage 387 ist auf den Stempel 386 abgestimmt.
- Die jeweilige Koppelstruktur in Form eines zweiteiligen Richtkopplers gebildet, welcher in diesem Beispiel mittels einem Druckverfahren als elektrisch leitfähige Drucktinte auf die Leitungslage 115 aufgedruckt wird. Nach dem Trocknen der Tinte kann die Lage im weiteren Laminierungsverfahren weiterverarbeitet werden.
- Das Druckverfahren wird durch eine Druckvorrichtung 390 durchgeführt, welche bespielweise eine Druck-Matrize, eine Siebdruck-Anordnung oder einen digital ansteuerbaren Drucckopf eines Tintenstrahldruckers aufweist. Die Druckvorrichtung 390, beziehungsweise jene Teile, die des Druckbild erzeugen, ist dabei quer zur Produktionsrichtung 302 beweglich steuerbar, um eine Anpassung der Position der Koppelstruktur bezüglich der Leitungen 201, 202 zu erreichen.
- Im Verfahren 400 entspricht die Koppellage, welche die Koppelstrukturen umfasst, der Leitungslage 215.
- Alternativ kann die jeweilige Koppelstruktur beispielsweise auch durch lokale Klebeelemente durch einfaches Kleben aufgebracht werden.
- Ferner kann die jeweilige Koppelstruktur beispielsweise bereits vorab auf einer Trägerschicht der Leitungslage 215 erzeugt und bereitgestellt werden.
- Der Materialverbund 304 der Leckwellenantenne 200 ist im Schnitt B-B definiert.
- In
Fig. 6 bis 8 sind Beispiele für die Abfolge der Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. - Die Schritte h und i können auf mehrere der Schritte a bis g verteilt sein, so wie in den
Fig. 4 und5 dargestellt. Mit anderen Worten muss nicht erst ein vollständiger Materialstapel gebildet werden, welcher sämtliche Lagen aufweist und erst dann eine Verbindung zwischen den einzelnen Lagen hergestellt wird. Es kann beispielsweise auch vorgesehen sein, dass einzelne Lagen sukzessive miteinander aufgerichtet und verbunden werden. - In
Fig. 6 ist die Reihenfolge der Verfahrensschritte gemäß dem unabhängigen Anspruch dargestellt. - In
Fig. 7 ist werden die Schritte a und b sequentiell angewandt. Schritt c erfolgt unabhängig von den anderen Schritten. Schritt d bis g erfolgen unabhängig von den anderen Schritten, jedoch chronologisch in der Abfolge d-e-f-g, wobei f die Wiederholung des Schritts e bezeichnet. Die erzeugten Lagen werden im Schritt h als Materialstapel zueinander ausgerichtet und im Schritt i miteinander strukturell verbunden. - In
Fig. 8 ist gezeigt, dass die Schritte a, b, c und g voneinander unabhängig durchgeführt werden können. Ebenso die Schrittfolge d bis f. Die erzeugten Lagen werden wiederum im Schritt h als Materialstapel zueinander ausgerichtet und im Schritt i miteinander strukturell verbunden. - Es sind weitere Abfolgen der Verfahrensschritte möglich, die weitere spezifische Vorteile in der Abfolge in der Produktion ergeben, beispielsweise in der Materialzuführung. Ferner können vorab hergestellte Materialverbünde dem Herstellungsverfahren zugeführt werden. Außerdem können weitere Lagen, welche beispielsweise weitere Schaltungselemente aufweisen, oder als Trägerlagen dienen, eingesetzt werden, und den Materialstapel vergrößern.
- Es ist erkennbar, dass nur die Schritte d und e (beziehungsweise der Schritt f, in welchem der Schritt e wiederholt wird), sowie die Schritte h und i sequenziell sind.
- Die Merkmale in den gezeigten Beispielen können einzeln angewendet oder auch untereinander kombiniert werden.
-
Fig. 9 zeigt in einer Schnittansicht die Leckwellenantenne 100 mit alternativen Ausführungen für Längs-Randbereiche, welche die Längs-Randbereiche 401, 402 derFig. 1 ersetzen sollen. - In diesem Beispiel reichen die untere Schicht 130 und die obere Schicht 140 jeweils über die erste Isolierlage 121 und die zweite Isolierlage 122 hinaus und bilden dabei jeweils optionale Quer-Überstände 413, 414, 415, 416 der jeweiligen Schicht 130, 140 aus, wobei bei anderen Anwendungen auch nur ein Quer-Überstand vorgesehenen sein kann.
- Die Quer-Überstände 413, 414, 415, 416 können dazu genützt werden, um eine seitliche elektromagnetische Abdichtung der Leckwellenantenne 100 zu erreichen. Dadurch kann bei Bedarf eine unerwünschte elektromagnetische Abstrahlung von offenen Längs-Randbereichen 401, 402 beim Betrieb der Leckwellenantenne 100 verringert werden. Es werden die Quer-Überstände 413, 414, 415, 416 dazu verwendet, um die untere Schicht 130 und die obere Schicht 140 miteinander elektrisch zu verbinden.
- Die untere Schicht 130 weist somit einen ersten Quer-Überstand 414, 416, 424, 444 auf, und die obere Schicht 140 weist einen zweiten Quer-Überstand 413, 415, 423, 433, 443 auf, jeweils in einer Ebene quer zu den Leitungen 110, 111. Die Quer-Überstände 413, 414, 415, 416, 423, 424, 433, 443, 444 stehen gegenüber der Leitungslage 115 und der ersten Isolierlage 121 und der zweiten Isolierlage 121 hervor.
- Der erste und der zweite Quer-Überstand 413, 414, 415, 416, 423, 424, 433, 443, 444 werden mit der jeweils anderen der unteren Schicht 130 und/oder der oberen Schicht 140 in einem dem Schritt i nachfolgenden Verfahrensschritt verbunden.
- Das Herstellen einer Verbindung zwischen der unteren Schicht 130 und der oberen Schicht 140 kann auf unterschiedliche Arten erfolgen, wie in den
Fig. 10 bis 12 dargestellt. Es sind vorteilhafte Ausführungsbeispiele für die Quer-Überstände 413, 414, 415, 416 in den Längs-Randbereichen 411, 412 vorgesehen, welche die Längs-Randbereiche 401, 402 derFig. 1 entsprechend ersetzen sollen. - In
Fig. 10 ist in einer Schnittansicht ein Längs-Randbereich 421 der Leckwellenantenne 100 erkennbar, wobei die Quer-Überstände 423, 424 jeweils eine Länge aufweisen, die kürzer sind als die Höhe des Materialstapels aus der ersten Isolierlage 121, der zweiten Isolierlage 122 und der eingebetteten Leitungslage 115. Somit können die Quer-Überstände 423, 424 eingeschlagen werden und an die seitlichen Abschlüsse der ersten und zweiten Isolierlage 121, 122 angebracht werden und miteinander verbunden werden, beispielsweise durch Kleben mit Hilfe eines elektrisch leitfähigen Klebstoffs. - Das Einschlagen der Quer-Überstände 423, 424 kann durch eine entsprechende Führung der unteren und oberen Schicht 130, 140, ggf. durch Unterstützung mit Andrückrollen, erfolgen.
- In
Fig. 11 ist in einer Schnittansicht ein Längs-Randbereich 431 der Leckwellenantenne 100 erkennbar, wobei der Quer-Überstand 433 eine Länge aufweist, die länger ist als die Höhe des Materialstapels aus der ersten Isolierlage 121, der zweiten Isolierlage 122 und der Leitungslage 115. Ein zweiter Quer-Überstand hat eine Länge von Null, das heißt der zweite Quer-Überstand steht nicht hervor. Daher wird in diesem Beispiel der zweite Quer-Überstand mit der Länge Null durch den Quer-Überstand 433 ersetzt. Es kann alternativ auch vorgesehen sein, dass der zweite Quer-Überstand geringförmig hervorsteht oder zurückgesetzt ist, um in der Fertigung höhere Toleranzen zuzulassen. Somit kann der Quer-Überstand 433 eingeschlagen werden und an die seitlichen Abschlüsse der ersten und zweiten Isolierlage 121, 122, sowie an die untere Schicht 130 angebracht werden und miteinander verbunden werden, beispielsweise durch Kleben mit Hilfe eines elektrisch leitfähigen Klebstoffs. - In
Fig. 12 ist in einer Schnittansicht ein Längs-Randbereich 441 der Leckwellenantenne 100 erkennbar, wobei die Quer-Überstände 443, 444 jeweils eine Länge aufweisen, sodass die untere Schicht 130 und die obere Schicht 140 direkt miteinander verbunden werden können, beispielsweise durch Kleben mit Hilfe eines elektrisch leitfähigen Klebstoffs. - In
Fig. 13 ist in einer Schnittansicht der Leckwellenantenne 100 der Quer-Kernbereich 500 erkennbar. Es gelten die Ausführungen derFig. 2 . Es sind alternative Ausführungen für die Quer-Randbereiche 511, 512 dargestellt, welche die Quer-Randbereiche 501, 502 derFig. 2 ersetzen sollen. - Der gebildete Raum zwischen optionalen Längs-Überständen 513, 514 kann dazu genützt werden, um ein Adapterelemente 550, 560, 570 für die Leckwellenantenne 100 aufzunehmen. Mit anderen Worten kann ein Adapterelement 550, 560, 570 zwischen der unteren Schicht 130 und der oberen Schicht 140 eingefügt sein.
- Bei anderen Anwendungen kann auch nur ein Längs-Überstand auf einer Seite der Leckwellenantenne vorgesehenen sein, beispielsweise an der Seite, an welcher die Einspeisepunkte 101, 102 gelegen sind.
- Es kann aber auch vorgesehen sein, dass beispielsweise im Quer-Randbereich 512 ein Adapterelement aufgenommen wird.
- Das Adapterelement 550, 560, 570 kann beispielsweise für mechanische oder elektrische Aufgaben vorgesehen sein.
- Ein mechanisches Adapterelement 550, 560, 570 kann beispielsweise dafür vorgesehen sein, eine mechanisch stabile Schicht bereitzustellen, mittels welcher die Leckwellenantenne 100 an einem Betriebsort, beispielsweise bei der Verwendung der Leckwellenantenne 100 in einem Kommunikationssystem in einem Zug, Gebäude oder Flugzeug, befestigt werden kann. Die Befestigung kann mittels mechanischer Verbindungselemente wie Schrauben und Befestigungslöchern erfolgen.
- Ein elektrisches Adapterelement 550, 560, 570 kann beispielsweise dafür vorgesehen sein, eine mechanische und elektrische Verbindung von der Leckwellenantenne 100 zu einem elektrischen Verbindungselement, wie einem Koaxial-Stecker, welcher auf dem Adapterelement 550, 560, 570 befestigt ist, herzustellen. Dazu kann das Adapterelement 550, 560, 570 beispielsweise aus einem Leiterplattenmaterial wie FR4 gefertigt sein und entsprechende Leiterbahnen auf einer oder mehreren Lagen für einen jeweiligen planaren Koaxial-Stripline-Übergang für die Leitungen 110, 111, sowie optionale Elektronikbaugruppen oder Hochfrequenz-Elektronikbaugruppen wie Sender, Empfänger, Abschlusswiderstände oder Leistungsmessvorrichtungen aufweisen. Natürlich kann auch ein anderer, für die jeweilige Anwendung bevorzugte Leitungstyp zum Anschluss der Leckwellenantenne vorgesehen sein.
- Es kann mittels des Adapterelements 550, 560, 570 auch einer Kombination von elektrischen und mechanischen Verbindungselementen vorgesehen sein. Zusätzlich können auf die Oberflächen den unteren und oberen Schicht 130, 140 zusätzliche Verstärkungselemente beispielsweise durch Kleben aufgebracht sein, welche den Quer-Randbereich 501, 502, 511, 512 mit dem Quer-Kernbereich 500 verbinden.
- Das Adapterelement 550, 560 kann auf einfache Weise in den Materialverbund 303 in eine jeweilige Einsteckrichtung 561, 562 beispielsweise eingeschoben und im Materialstapel verklebt werden. Dazu soll das Adapterelement 550, 560 eine gleiche Dicke aufweisen, wie durch das Volumen zwischen den Längs-Überständen 513, 514 vorgegeben. Es kann eine Haftschicht zwischen den Längs-Überständen 513, 514 und dem Adapterelement 550, beispielsweise durch Klebstoff, vorgesehen sein, um eine mechanische Verbindung herzustellen.
- Die untere Schicht 130 weist einen ersten Längs-Überstand 514 und die obere Schicht 140 einen zweiten Längs-Überstand 513 jeweils in einer Ebene längs zur zumindest einen Leitung 110, 111 auf.
- Die Längs-Überstände 513, 514 stehen gegenüber der Leitungslage 115 und/oder der ersten Isolierlage 121 und/oder der zweiten Isolierlage 121 hervor.
- Zwischen die jeweiligen Überstände wird das Adapterelement 550, 560 in einem dem Schritt i nachfolgenden Verfahrensschritt eingebracht, wie in
Fig. 14 in einem LängsSchnitt der Leckwellenantenne 100 längs der Produktionsrichtung 301 oder parallel zu den Leitungen 110, 111 dargestellt. Ferner ist in derFig. 13 eine Durchkontaktierung 600, erkennbar, welche dazu verwendet werden kann, um eine unerwünschte Abstrahlung elektromagnetischer Signale, welche in die Leitungen 110, 111 eingespeist werden, von Längs-Randbereichen 401, 402 zu verringern. - Die Durchkontaktierung 600, welche die untere Schicht 130, 230 mit der oberen Schicht 140, 240 verbindet, kann in einem dem Schritt i nachfolgenden Verfahrensschritt eingebracht werden. Meist sind mehrere Durchkontaktierungen längs der Leitung zum Herstellen einer elektromagnetischen Abschirmung erforderlich.
- In
Fig. 15 ist ein weiteres Beispiel für einen Quer-Randbereich 521 der Leckwellenantenne 100 mit einem weiteren Beispiel für ein Adapterelement 570 in einem Schnitt längs zur Produktionsrichtung 301 gezeigt. Das Adapterelement 570 weist eine gleiche Dicke wie die untere Isolierlage 121 auf und ist an diese angrenzend angeordnet. - Ein Längs-Überstand 524 der unteren Schicht 130 und/oder ein Längs-Überstand 523 der oberen Schicht 140 kann jeweils mit dem Adapterelement 570 in Verbindung gebracht werden. Falls das Adapterelement 570 als Leiterplatte ausgeführt ist, können die Längs-Überstände 523, 524 mit entsprechenden elektrisch leitenden Flächen auf dem Adapterelement 570 elektrisch verbunden werden, zum Beispiel durch Kleben mit einem elektrisch leitfähigen Klebstoff.
- Teile der Leitungslage 115, insbesondere die Enden der Leitungen 110, 111 mit den Einspeisepunkten 101, 102 weisen einen entsprechenden Längs-Überstand 525 auf, welcher über die untere Isolierlage 121 hinausragt, sowie einen entsprechenden Längs-Unterstand 527 gegenüber der oberen Isolierlage 122, hinter welchem die Leitungslage 115 zurückbleibt.
- Die obere Isolierlage 122 weist folglich einem Längs-Überstand 526 gegenüber der unteren Isolierlage 121 auf, welcher zusätzlich über den Längs-Überstand 525 der Leitungslage 115 hinausragt. Dadurch wird eine elektrische Isolation zwischen dem Längs-Überstand 525 der Leitungslage 115 und der oberen elektrisch leitfähigen Schicht 140 gewährleistet.
- Zwischen dem Längs-Überstand 525 der Leitungslage 115 und dem Längs-Überstand 524 der unteren Schicht 130 kann das Adapterelement 570 eingebracht werden und in weiterer Folge der Materialstapels mit dem Adapterelement 570 elektrisch leitend verbunden werden.
- Die obere Schicht 140 ist mit einem Längs-Überstand 523 versehen, welcher über den Überstand der oberen Isolierlage 526 hinausragt und eine Länge aufweist, welche zumindest der Höhe der oberen Isolierlage 122 entspricht. Der Überstand 523 kann mit dem Adapterelement 570 verbunden werden, um eine mechanische und/oder elektrische Verbindung herzustellen, zum Beispiel durch Kleben mit einem elektrischen leitfähigen Klebstoff.
- Durch das Adapterelement 570 in Form einer einseitigen, doppelseitigen oder mehrlagigen Leiterplatte können elektrische Signale von Kern 400 der Leckwellenantenne 100 zu einem Anschluss beispielsweise in Form eines Steckers und/oder zu elektronischen Baugruppen herausgeführt werden.
- In
Fig. 16 ist schematisch ein Dualband-Mobilfunk-Kommunikationssystem 107 mit einer Leckwellenantenne 100 gezeigt. Dadurch wird eine gleichmäßige Funkausleuchtung innerhalb eines Wagons erreicht, was zu einer verbesserten Sende- und Empfangsleistung für Mobilfunkgeräte im Wagon führt. - Die genannten Merkmale sind untereinander kombinierbar, wodurch weitere Vorzüge der Erfindung erzielt werden können.
-
- 1, 2
- Produktionanlage
- 100, 200
- Leckwellenantenne
- 101, 102, 201, 202
- Einspeisepunkt
- 103, 105
- Schlitzlänge
- 104, 106
- Schlitzbreite
- 107
- Kommunikationsvorrichtung
- 110, 111, 210, 211
- Leitung
- 115, 215
- Leitungslage
- 120, 220
- Isolierschicht
- 121, 221
- Erste Isolierlage
- 122, 222
- Zweite Isolierlage
- 130, 230
- Untere Schicht
- 140, 240
- Obere Schicht
- 150-153, 155-158, 250-253, 255-258
- Antennenelement, Schlitzantenne
- 160-163, 165-168, 260-263, 265-268
- Querabstand, lateraler Abstand
- 170-173, 175-178, 270-273, 275-278
- Längsabstand vom Einspeisepunkt
- 280-283, 285-288
- Koppelstruktur
- 300, 400
- Herstellungsverfahren
- 301
- Produktionsrichtung
- 302, 383, 387
- Unterlage
- 303, 304
- Materialverbund
- 310, 330, 340
- Kupferband-Rolle
- 321, 322
- Schaumstoff-Rolle
- 350-356
- Umlenk-Rolle
- 360-363
- Laminier-Vorrichtung mit Vorspann-Rollenführung
- 372, 374, 376, 378
- Transfer-Rolle
- 371, 373, 375, 377, 381, 382
- Spann-Rolle
- 380
- Schneidevorrichtung, Stanzvorrichtung mit Rollenführung
- 384, 386
- Stempel
- 385
- Stanzhub
- 390
- Druckvorrichtung
- 400, 500
- Kernbereich
- 401, 402, 411, 412 421, 431, 441
- Längs-Randbereich
- 501, 502, 511, 512, 521
- Quer-Randbereich
- 413, 414, 415, 416, 423, 424, 433, 443, 444
- Quer-Überstand der Schicht
- 513, 514, 523, 524
- Längs-Überstand der Schicht
- 525
- Längs-Überstand der Leitungslage
- 526
- Längs-Überstand der oberen Isolierlage
- 527
- Längs-Unterstand der oberen Isolierlage
- 550, 560, 570
- Adapter, Adapterelement
- 551, 561
- Einsteckrichtung
Claims (14)
- Leckwellenantenne (100, 200), wobei zumindest eine Leitung (110, 111, 210, 211) mit jeweils einem Einspeisepunkt (101, 102, 201, 202) in einer Isolierschicht (120, 220) eingebettet ist, und die Isolierschicht (120, 220) zwischen einer elektrisch leitenden unteren Schicht (130, 230) und einer elektrisch leitenden oberen Schicht (140, 240) angeordnet ist,wobei in der oberen Schicht (140, 240) eine Vielzahl an Antennenelementen in Form von Öffnungen entlang der zumindest einen Leitung (110, 111, 210, 211) eingebracht sind,und zwischen der zumindest einen Leitung (110, 111, 210, 211) und einem jeweiligen Antennenelement (150-153, 155-158, 250-253, 255-258) aus der Vielzahl an Antennenelementen jeweils ein Koppelmittel vorgesehen ist, welches einen jeweiligen Koppelfaktor festlegt, der die elektromagnetische Kopplung zwischen der zumindest einen Leitung (110, 111, 210, 211) und dem jeweiligen Antennenelement (150-153, 155-158, 250-253, 255-258) beschreibt, und, ausgehend vom jeweiligen Einspeisepunkt (101, 102, 201, 202), der Koppelfaktor des jeweiligen Antennenelements (150-153, 155-158, 250-253, 255-258) entlang der zumindest einen Leitung (110, 111, 210, 211) zunimmt, und die Isolierschicht (120, 220) eine erste Isolierlage (121, 221) und eine zweite Isolierlage (122, 222) aufweist, welche vorzugsweise jeweils durch ein Schaumstoff-material gebildet sind,wobei die untere Schicht (130, 230) einen ersten Längs-Überstand (513) und die obere Schicht (140, 240) einen zweiten Längs-Überstand (514) in einer Ebene längs zur zumindest einen Leitung (110, 111, 210, 211) aufweisen, welche Längs-Überstände (513, 514) gegenüber der Leitungslage (115, 215) und/oder der ersten Isolierlage (121, 221) und/oder der zweiten Isolierlage (121, 221) hervorstehen, und ferner ein Adapterelement (550, 560, 570) zwischen den jeweiligen Längs-Überständen (513, 514) eingefügt ist.
- Leckwellenantenne (100, 200) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die zumindest eine Leitung (110, 111, 210, 211) zwischen der ersten Isolierlage (121, 221) und der zweiten Isolierlage (122, 222) angeordnet ist.
- Leckwellenantenne (100, 200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das jeweilige Koppelmittel durch einen Querabstand (160-163, 165-168) zwischen der zumindest einen Leitung (110, 111, 210, 211) und dem jeweiligen Antennenelement (150-153, 155-158, 250-253, 255-258) gebildet ist, wobei der Querabstand (160-163, 165-168) in einer Ebene quer zur zumindest einen Leitung (110, 111, 210, 211) bestimmt ist.
- Leckwellenantenne (100, 200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das jeweilige Koppelmittel durch eine Koppelstruktur in Form eines Richtkopplers gebildet ist.
- Leckwellenantenne (100, 200) nach einem der Ansprüche 3 bis 4, wobei das jeweilige Koppelmittel zwischen der ersten Isolierlage (121, 221) und der zweiten Isolierlage (122, 222) gebildet oder angeordnet ist.
- Kommunikationsvorrichtung (103, 203) zur Verwendung in einem Flugzeug, einem Zug oder einem Gebäude, umfassend eine Leckwellenantenne (100, 200) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.
- Verfahren (300, 400) zur Herstellung einer Leckwellenantenne (100, 200) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Leckwellenantenne (100, 200) eine Vielzahl an Antennenelementen, zumindest eine Leitung (110, 111, 210, 211) mit jeweils einem Einspeisepunkt (101, 102, 201, 202) sowie einen Materialverbund (303, 304) aufweist und folgende Schritte ausgeführt werden:a. Bereitstellen eines elektrisch leitenden Materials als untere Schicht (130, 230) des Materialverbunds (303, 304),b. Bereitstellen eines dielektrischen Materials als erste Isolierlage (121, 221) des Materialverbunds (303, 304) und Verbinden mit der unteren Schicht (130, 230),c. Bereitstellen eines elektrisch leitenden Materials als Leitungslage (115, 215) des Materialverbunds (303, 304), welche die zumindest eine Leitung (110, 111, 210, 211) aufweist,d. Bereitstellen eines elektrisch leitenden Materials als obere Schicht (140, 240) des Materialverbunds (303, 304),e. Einbringen eines jeweiligen Antennenelements (150-153, 155-158, 250-253, 255-258) aus der Vielzahl an Antennenelementen in Form einer Öffnung in die obere Schicht (140, 240), wobei die Öffnung innerhalb des Materialverbunds (303, 304) längs der zumindest einen Leitung (110, 111, 210, 211) positioniert ist,wobei zwischen der zumindest einen Leitung (110, 111, 210, 211) und dem jeweiligen Antennenelement (150-153, 155-158, 250-253, 255-258) jeweils ein Koppelmittel vorgesehen ist, welches einen jeweiligen Koppelfaktor festlegt, der die elektromagnetische Kopplung zwischen der zumindest einen Leitung (110, 111, 210, 211) und dem jeweiligen Antennenelement (150-153, 155-158, 250-253, 255-258) beschreibt,und der Koppelfaktor des jeweiligen Antennenelements (150-153, 155-158, 250-253, 255-258), ausgehend vom Einspeisepunkt (101, 102, 201, 202) längs der zumindest einen Leitung (110, 111, 210, 211) zunimmt,f. Wiederholen des Schritts e für alle Antennenelemente (150-153, 155-158, 250-253, 255-258) aus der Vielzahl an Antennenelementen,g. Bereitstellen eines dielektrischen Materials als zweite Isolierlage (122, 222) des Materialverbunds (303, 304) und Verbinden mit der oberen Schicht (140, 240),h. Anordnen der Leitungslage (115, 215) zwischen der ersten Isolierlage (121, 221) und der zweiten Isolierlage (122, 222) und Bilden eines Materialstapels mit zueinander ausgerichteten Lagen,i. Verbinden der Lagen des Materialstapels und Bilden des Materialverbunds (303, 304),wobei die Lagen beim Bilden des Materialstapels untereinander so ausgerichtet werden, dass sie die Leckwellenantenne (100, 200) bilden, und der Materialstapel kontinuierlich in einer Produktionsrichtung (301) bewegt wird,wobei vor dem Bilden des Materialstapels, ausgehend vom jeweiligen Einspeisepunkt (101, 102, 201, 202), die Öffnung in einem festgelegten Querabstand (160-163, 165-168) von der zumindest einen Leitung (110, 111, 210, 211), welcher den Koppelfaktor bestimmt, in einer Ebene quer zur Produktionsrichtung (301) mittels einer Schneidevorrichtung (380) eingebracht wird,wobei die untere Schicht (130, 230) einen ersten Längs-Überstand (513) und die obere Schicht (140, 240) einen zweiten Längs-Überstand (514) in einer Ebene längs zur zumindest einen Leitung (110, 111, 210, 211) aufweisen, welche Längs-Überstände (513, 514) gegenüber der Leitungslage (115, 215) und/oder der ersten Isolierlage (121, 221) und/oder der zweiten Isolierlage (121, 221) hervorstehen, und zwischen die jeweiligen Längs-Überstände ein Adapterelement (550, 560, 570) in einem dem Schritt i nachfolgenden Verfahrensschritt eingebracht wird.
- Verfahren (300, 400) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Schneidevorrichtung (380) die Öffnung durch Stanzen, Laser-Schneiden oder einer Kombination daraus einbringt.
- Verfahren (300, 400) nach einem der Ansprüche 7 oder 8, wobei das Verbinden durch Laminieren, Verkleben, Verpressen oder einer Kombination daraus erfolgt.
- Verfahren (300, 400) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei das jeweilige Koppelmittel für das jeweilige Antennenelement (150-153, 155-158, 250-253, 255-258) durch den Abstand (260-262) zwischen dem jeweiligen Antennenelement (150-153, 155-158, 250-253, 255-258) und der zumindest einen Leitung (110, 111, 210, 211) in einer Ebene quer zur zumindest einen Leitung (110, 111, 210, 211) gebildet ist, wodurch der Koppelfaktor bestimmt ist.
- Verfahren (300, 400) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei die untere Schicht (130, 230) einen ersten Quer-Überstand (413, 415, 423, 433, 443) und/oder die obere Schicht (140, 240) einen zweiten Quer-Überstand (414, 416, 424, 434, 444) in einer Ebene quer zur zumindest einen Leitung (110, 111, 210, 211) ausweist/aufweisen, welche Quer-Überstände (413, 414, 415, 416, 423, 424, 433, 443, 444) gegenüber der Leitungslage (115, 215) und/oder der ersten Isolierlage (121, 221) und/oder der zweiten Isolierlage (121, 221) hervorstehen, und der erste und/oder zweite Quer-Überstand (413, 414, 415, 416, 423, 424, 433, 443, 444) mit der jeweils anderen der unteren Schicht (130, 230) und/oder der oberen Schicht (140, 240) in einem dem Schritt i nachfolgenden Verfahrensschritt verbunden wird.
- Verfahren (300, 400) nach einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei zumindest eine Durchkontaktierung (600), welche die untere Schicht (130, 230) mit der oberen Schicht (140, 240) verbindet, in einem dem Schritt i nachfolgenden Verfahrensschritt eingebracht wird.
- Verfahren (400) nach einem der Ansprüche 7 bis 12, wobei das jeweilige Koppelmittel für das jeweilige Antennenelement (150-153, 155-158, 250-253, 255-258) durch eine Koppelstruktur gebildet ist, welche den Koppelfaktor zwischen der zumindest einen Leitung (110, 111, 210, 211) und dem jeweiligen Antennenelement (150-153, 155-158, 250-253, 255-258) bestimmt,
wobei ein elektrisch leitendes Material als Koppellage des Materialverbunds (303, 304) bereitgestellt und entsprechend für das jeweilige Antennenelement (150-153, 155-158, 250-253, 255-258) strukturiert wird, und zwischen der ersten Isolierlage (121, 221) und der zweiten Isolierlage (122, 222) zueinander ausgerichtet angeordnet wird, und alle zueinander ausgerichteten angeordneten Lagen den Materialstapel vor dem Ausführen von Schritt i bilden. - Verfahren (300, 400) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Koppellage der Leitungslage (115, 215) entspricht.
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