EP3747084B1 - Circuit assembly - Google Patents

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EP3747084B1
EP3747084B1 EP19702881.4A EP19702881A EP3747084B1 EP 3747084 B1 EP3747084 B1 EP 3747084B1 EP 19702881 A EP19702881 A EP 19702881A EP 3747084 B1 EP3747084 B1 EP 3747084B1
Authority
EP
European Patent Office
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quadrature hybrid
output
outputs
quadrature
antenna
Prior art date
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Active
Application number
EP19702881.4A
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German (de)
French (fr)
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EP3747084A1 (en
Inventor
Alexander Popugaev
Mengistu TESSEMA
Rainer Wansch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
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Publication date
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Publication of EP3747084A1 publication Critical patent/EP3747084A1/en
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Publication of EP3747084B1 publication Critical patent/EP3747084B1/en
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/0407Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/0428Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna radiating a circular polarised wave
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P5/00Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/12Coupling devices having more than two ports
    • H01P5/16Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port
    • H01P5/19Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port of the junction type
    • H01P5/22Hybrid ring junctions
    • H01P5/22790° branch line couplers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00Antenna arrays or systems
    • H01Q21/0006Particular feeding systems
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00Antenna arrays or systems
    • H01Q21/24Combinations of antenna units polarised in different directions for transmitting or receiving circularly and elliptically polarised waves or waves linearly polarised in any direction
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/0407Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/0414Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna in a stacked or folded configuration

Definitions

  • Exemplary embodiments of the present invention relate to a circuit arrangement for feeding an antenna structure and to an antenna arrangement with a corresponding circuit arrangement.
  • Preferred embodiments relate to an extended bandwidth feed network for dual and single circularly polarizing antenna structures.
  • GNSS global navigation systems
  • RHCP right-hand circularly polarized
  • the orthogonally polarized component is, for example, left-hand circularly polarized (LHCP).
  • antennas with four-point feeding are of particular interest, as such relatively large bandwidths not only allow for impedance matching, but also for the shape of the directional characteristic, the polarization behavior (axis ratio of the polarization ellipse) and the phase center variation (essential for high-quality GNSS antennas).
  • Figures 7a and 7b a broadband representative of antennas with four-point feed is shown (cf. [2] and [3]), while the figs 7d-7f Show multi-band configurations (cf. [4] and [5]), which follow with reference to Fig. 7g be explained.
  • FIG. 7g Figure 1 illustrates a feed network architecture 1 for single circularly polarized antennas (four-point feed for an RHCP network).
  • the feed network 1 comprises a first quadrature hybrid 12, which is arranged on the input side of the feed network 1 (cf. input 1e) and a second and a third quadrature hybrid 14 and 16, which are arranged on the output side (cf. antenna outputs 1a1, 1a2, 1a3 and 1a4).
  • Each of these quadrature hybrids 12, 14 and 16 includes two inputs 12e1 and 12e2 or 14e1 and 14e2 or 16e1 and 16e2 and two outputs 12a1 and 12a2 or 14a1 and 14a2 or 16a1 and 16a2.
  • Each quadrature hybrid can forward a signal received via one of the inputs 12e1 to 16e2 with a phase offset at one of the outputs 12a1 to 16a1 and without a phase offset to another of the outputs 12a2 to 16a2.
  • the feed network 1 has the quadrature hybrid 12 at the input 1e, which is connected via the quadrature hybrid 14 to the outputs 1a1 and 1a2. Furthermore, the quadrature hybrid 12 is connected via the hybrid 16 to the outputs 1a3 and 1a4.
  • the first quadrature hybrid 12 is arranged on the input side and receives an RHCP signal via the output 12e1, the second output 12e2 being to be regarded as terminated (cf. terminating resistor 5).
  • the quadrature hybrid 12 forwards the RHCP signal to the output 12a1 with a phase offset of 90 degrees and to the output 12a2 with no phase offset.
  • the output 12a1 is connected to the input 14e1 of the second quadrature hybrid 14 via a delay line 7 (90 degree phase shift delay).
  • the outputs of the second quadrature hybrid 14 are connected to the outputs 1a1 and 1a2 (14a1 to 1a1 and 14a2 to 1a2).
  • one of the two outputs 14a1 and 14a2, namely the output 14a2 added another phase shift of 90 degrees.
  • the phase shift of the first quadrature hybrid 12 by 90 degrees the phase shift of the delay line 97 degrees and following the phase shift of the output 14a2 (90 degree output)
  • the signal at the output 1a2 is phase shifted by 270 degrees
  • the output signal at the 0 degree output 14a1 which is connected to antenna output 1a1, is 180 degrees out of phase.
  • the third quadrature hybrid 16 is coupled with its input 16e1 to the output 12a2 of the first quadrature hybrid 12, while the second input 16e2 is terminated (cf. terminating resistor 5).
  • Outputs 14a1 (0 degree output) and 16a2 (90 degree output) are coupled to antenna outputs 1a3 and 1a4 (16a1 to 1a3 and 16a2 to 1a4).
  • the RHCP signal is phase-shifted by 0 degrees at the output 1a3, while it is phase-shifted by 90 degrees at the output 1a4 (shift is effected by the third quadrature hybrid 16).
  • the Figures 7a and 7b antenna shown can be operated if hybrid couplers are used that are suitable for operation in the entire GNSS frequency range in the L-band (cf. 6 ) are designed.
  • Such quadrature hybrids (designed for 1200-1600 MHz) are disclosed in [6].
  • Fig. 7h shows a feed network topology with RHCP and LHCP mode.
  • the feed network 2 off Fig. 7h includes an input 2e designed for LHCP and RHCP signals and two outputs 2a1 and 2a2.
  • a quadrature hybrid 12 is connected in between.
  • LHCP signals are received via the input 12e1
  • RHCP signals are received via the input 12e2.
  • the output 12a1 (90 degree output) is connected to the antenna output 2a2, while the output 12a2 (0 degree output) is connected to the antenna output 2a2.
  • the power is divided into equal parts (each -3 dB in the ideal case) with the help of the quadrature hybrid 12 with a phase shift of ⁇ 90 degrees.
  • the quadrature hybrid from [6] can be used here.
  • the resulting amplitude occupancy and phase occupancy is in Figure 7i shown, starting with the quadrature hybrid from [6].
  • Figure 7i above shows the magnitude (magnitude) plotted against frequency
  • 7i below shows the transmission parameter phase plotted against frequency.
  • the complex transmission factor argument S41 at the center frequency fo is denoted by - ⁇ 0 .
  • the achievable bandwidth of patch antennas fed in this way with regard to the shape of the directional characteristic and cross-polarization suppression is significantly lower than a four-point fed antenna with, for example, the feed network 1 from Fig. 7g .
  • the bandwidth is only a few percent.
  • the object of the present invention is therefore to create a feed network that has an improved compromise between broadband capability and flexibility.
  • Illustrative embodiments not claimed provide circuitry for feeding an antenna structure.
  • the circuit arrangement includes a first input for LHCP signals, a second input for RHCP signals and four antenna outputs.
  • the circuit network has a first, a second, a third quadrature hybrid and at least two delay lines between the inputs and outputs.
  • the first quadrature hybrid is input-coupled to the first and second inputs and output-coupled to the second and third quadrature hybrids.
  • the second quadrature hybrid is coupled to two of the four antenna outputs on the output side, with the third quadrature hybrid being coupled to two more of the four antenna outputs on the output side.
  • the at least two delay lines are connected to two of the four antenna outputs, e.g. B. provided on the second and third or on the first and fourth.
  • the illustrative, non-claimed exemplary embodiments are based on the finding that a circuit arrangement with at least three quadrature hybrids and at least two delay lines can be used to create a feed network with two predefined signal paths which (first) has an extended bandwidth and (second) is suitable for both dual (first and second path) as well as simply circularly polarizing (First or second path) antenna structures can be used.
  • the disadvantages discussed with regard to the prior art are avoided in their entirety. Due to the small number of components, the feed network is also easy to set up. According to the preferred embodiment, the feed network is designed to drive antennas with up to four feed points.
  • the second quadrature hybrid can be output-coupled directly to the first of the four antenna outputs and the quadrature hybrid can be output-coupled directly to the fourth of the four antenna outputs.
  • delay lines are then provided for coupling the third and fourth antenna output to the second and the third quadrature hybrid.
  • Embodiments of the invention provide a circuit arrangement with five quadrature hybrids.
  • This circuit arrangement is based on the basic topology explained above, with the fourth of the five quadrature hybrids and the fifth of the five quadrature hybrids being connected in series and connected on the input side to an output of the second and third quadrature hybrids in such a way that the second and third quadrature hybrids is coupled to the antenna outputs 2 and 3 via the fourth and fifth quadrature hybrid.
  • the delay lines are then provided at antenna outputs 1 and 4 or alternatively also at antenna outputs 2 and 3 or at all four antenna outputs.
  • This variant of the feed network is the multi-layer structure allows the application of the same with special types of antennas such.
  • one with two inputs and two outputs can be used as the first, second, third, and also as the fourth and fifth quadrature hybrid.
  • the first quadrature hybrid forms the first input for LHCP signals with its first input and the second input for RHCP signals with its second input.
  • the second and third quadrature hybrid are coupled via the two outputs of the first quadrature hybrid.
  • the respective other input of the second and third quadrature hybrid is terminated by means of a terminating resistor.
  • the outputs of the quadrature hybrid or the Quadrature hybrids themselves are designed in such a way that they generate a phase shift at 0 degrees at one of the outputs and generate a phase shift at 90 degrees at another of the two outputs when the signals are forwarded from the input side to the output side.
  • Another variant with five quadrature hybrids, for example, has the fourth quadrature hybrid coupled to the 0 degree output of the second and third quadrature hybrids.
  • the circuit arrangement is designed to be operated in RHCP mode and in LHCP mode.
  • RHCP mode the second quadrature hybrid receives a signal 90 degrees offset by the first quadrature hybrid from the first quadrature hybrid
  • the third quadrature hybrid receives a signal 0 degrees offset from the first quadrature hybrid from the first quadrature hybrid.
  • LHCP mode the third quadrature hybrid receives a signal 90 degrees offset from the first quadrature hybrid
  • the second quadrature hybrid receives a signal 0 degrees offset from the first quadrature hybrid.
  • the first input is terminated by means of a terminating resistor in RHCP mode, with the second input being terminated by means of a terminating resistor in LHCP mode.
  • the circuit arrangement 10 shows a circuit arrangement 10 with two inputs 10e1 and 10e2 and four outputs 10a1 to 10a4.
  • the circuit arrangement 10 also has a total of three quadrature hybrids 12 to 16 .
  • the first quadrature hybrid 12 is arranged on the input side, ie at the inputs 10e1 and 10e2, while the third and fourth quadrature hybrid 14 and 16 are arranged on the output side.
  • the quadrature hybrids 14 and 16 are directly coupled to the outputs 12a1 and 12a2 of the first quadrature hybrid 14 with one of their inputs (14e1 and 16e1, respectively).
  • the second quadrature hybrid 14 connects the output 12a1 of the first quadrature hybrid to the output 10a1 and the output 10a3, while the third quadrature hybrid 16 connects the output 12a2 of the first quadrature hybrid 12 to the outputs 10a2 and 10a4 couples.
  • the respective second input 14e2 or 16e2 is terminated via a terminating resistor (eg 50 ohm and 50 ohm system).
  • a delay line 7 with a specific length, on which the delay depends is provided between the second quadrature hybrid 14 and the third antenna output 10a1 and between the third quadrature hybrid 16 and the second antenna output 10a1.
  • the antenna outputs 2 and 3 or 10a2 and 10a3 are coupled via the quadrature hybrid output 14a2 or 16a2, which is phase-shifted by 90 degrees, with the delay line 7 connected in between.
  • the antenna outputs 1 and 4 or 10a1 and 10a4 directly connected.
  • the feed network shown here can be in the RHCP or in the LHCP mode can be operated as will be explained below.
  • the respective other input 12e1 or 12e2 is then terminated accordingly with a terminating resistor.
  • quadrature hybrid 12 If, for example, an RHCP signal is present at input 10e2 or 12e2, this is phase-shifted by quadrature hybrid 12 at output 12a1 by 90 degrees, and quadrature hybrid 14 then forwards it once directly to output 10a1 via output 14a1 and to the another phase shifted by 90 degrees via the output 14a2 to the delay line 7 (90 degree delay). These carry out a further phase offset, so that as a result a signal which is phase-offset by 270 degrees is then present at the output 10a3.
  • the second signal strand starting from the first quadrature hybrid 12, runs via the 0-degree phase-shifted input 12a2 to the third quadrature hybrid 16, which forwards the signal completely undelayed at the 0-degree output 16a1 to the antenna output 10a4, via the 90-degree output 16a2 of the quadrature hybrid 16 the signal is forwarded to the delay element 7 (90 degree delay). This delays again, so that a signal delayed by 180 degrees is then present at the second antenna output 10a2.
  • LHCP mode a signal is present at input 10e1 or 12e1
  • the phase shifts at outputs 12a1 and 12a2 are swapped, namely so that output 12a1 forms the 0 degree output and output 12a2 forms the 90 degree output.
  • the architecture 10 is also suitable for feeding dual circularly polarized antennas. If one assumes that broadband hybrids 12, 14 and 16 are used, correspondingly large bandwidths can also be achieved, above all with regard to the shape of the directional characteristic and cross-polarization suppression. For example, look at the diagrams Figures 2a and 2b referred.
  • Figure 2a shows the absolute value or the magnitude plotted against the frequency while Figure 2b shows the phase plotted against the frequency.
  • the magnitude of the antenna outputs which is identified by the reference symbol S31-S61, is constant, which enables broadband in comparison to diagram 7i explained above.
  • S21 illustrates the coupling between the inputs 10e1 and 10e2 (between -25 and -38 dB, ie isolation between +25 and +28 dB).
  • Figure 3a shows a further circuit arrangement 10 'with the inputs 10e1, 10e2 and the outputs 10a1 to 10a4.
  • the circuit arrangement 10' has the two quadrature hybrids 12, 14 and 16 and two additional quadrature hybrids 18 and 20 which are coupled to the outputs 14a1 and 16a1 (respectively zero phase outputs) with the inputs 18e1 and 18e2 of the fourth quadrature hybrid 18.
  • the fifth quadrature hybrid 20 has its inputs 20e1 and 20e2 coupled to the outputs 18a1 and 18a2.
  • the connection between the second and first quadrature hybrids 14, 12 and the third and first quadrature hybrids 16 and 12 refer to the statements made in connection with the illustrative, non-claimed embodiment 1 referred.
  • the inputs 14e2 and 16e2 are terminated using terminating resistors 5.
  • 10a1 and 10a4 coupled.
  • the outputs 10a2 and 10a3 are directly connected to the outputs 20a1, 20a2.
  • the circuit arrangement 10' is off in comparison to the circuit arrangement 10 1 supplemented with a cross coupler consisting of two cascaded hybrids.
  • This variant also offers how the four-point feed network 1 the possibility of supplying a broadband GNSS antenna in RHCP and LHCP mode via four feed points.
  • This more complex circuit 10' is preferably used when the circuit variant 10 cannot be used without further ado, e.g. B. in the case of an aperture-coupled antenna with an annular slot. In this respect, the somewhat more complex feed network arrangement 10' is the better choice for some applications.
  • Figure 3b shows a feed network 10" (intermediate step, narrow-band design), which is essentially comparable to the feed network 10', in particular with regard to the quadrature hybrids 12, 14, 16, 18, and 20.
  • 3c shows another feed network topology 10′′′, which is comparable to the feed network topology 10′′′, although delay lines 7′′′, here 360 degree delay lines, are provided at the outputs 10a1 and 10a4. These are used for additional transit time compensation, which is particularly important for the broadband operation of such cross-coupled , cascaded hybrids
  • the feed network topology 10′′′ is equivalent to 10', with all four delay lines shortened by (180°-2 ⁇ 0 ) each.
  • RHCP mode (cf. Figure 4a ) the signal is received via the input 12e2, while the input 12e1 is terminated by means of the terminating resistor 5.
  • the RHCP signal is then phase-shifted by 90 degrees at the output 12a1 and at the output 14a1, and phase-shifted by 180 degrees at the delay element 7', in order to then be output as a 63-degree signal at the output 10a1. It is available as a 90-degree phase-shifted signal at the output 14a2 and is then output as a 180-degree signal at the output 10a3, starting from the double displacement by the hybrids 18 and 20.
  • the signal provided as 0 degrees at the output 12a2 is supplied as a 0 degree signal to the hybrids 18 and 20 and, after a single phase shift, is output as a 90 degree signal at the output 10a2.
  • This 0 degree signal of the output 12a2 is provided phase-shifted by the hybrid 16 at the output 16a2 as a 90 degree phase-shifted signal and, after phase shift by the element 7', at the output 10a4 as a 270-degree signal. This results in a right-turning signal, as illustrated by the arrows.
  • Figure 4b illustrated the LHCP mode, in which the LHCP signal is retained at the input 12e1.
  • the input 12E2 is terminated with the terminating resistor 5.
  • Based on this signal there is a phase shift of 0 degrees at the output 12a1, a phase shift of 90 degrees at the output 14a1, and a further phase shift of 180 degrees through the delay element 7', so that the signal then appears as a 270-degree signal at the Output 10a1 is provided.
  • the signal from output 12a1 is forwarded to input 14a2 as a 0 degree signal and then, after a single phase shift, is sent to output 10a3 as a 90 degree signal for guidance.
  • the hybrid 12 forwards the signal as a 90 degree signal to the output 12a2, which is then also made available to the hybrids 18 and 20 as a 90 degree signal at the output 16a1. This results in a further 90 degree phase shift, so that a 180 degree signal is then present at the output 10a2.
  • a 360-degree signal is present at the output 10a4, which is made up of the fact that the signal at the output 12a2 undergoes a 90-degree phase shift and a further 90-degree phase shift at the output 16a2.
  • the delay element 7' at the output 10a4 results in an additional shift of 180 degrees. As illustrated by the case, as a result of this interconnection, it is a left-handed control.
  • FIGS. 5a and 5b show two representations in an active dual circularly polarized GNSS antenna with a feed network 10' on the underside (cf. Figure 5b ).
  • the antenna comprises a ground disk 100, a centrally arranged surface radiator 102, which is fastened opposite the ground plate 100 via four folded corners 102e.
  • the ground plane 100 also has parasitic elements 104 surrounding the surface radiator 102 .
  • the antenna system shown here has an extended bandwidth in terms of impedance matching, and also enables better decoupling of the ports, shape of the directional characteristic, cross-polarization suppression and phase center stability.
  • the four-point feed network is also compact, as shown in particular Figure 5b becomes evident. Due to the good HF properties, simple, mechanically stable radiator configurations that can be produced inexpensively are possible (e.g. broadband sheet metal radiators, as described here in Figure 5a are shown (without complex balun networks).
  • the delay elements 7, 7', 7' explained above or the delay lines 7, 7', 7' have different delays depending on the argument ⁇ 0 , such as, for example, 90 degrees, 180 degrees, 360 degrees or some other delay.
  • the delay is determined by the length of the delay line.
  • the switching networks explained above are designed symmetrically, with each switching network having a first path for RHCP signals and a second path for LHCP signals, and each path drives the outputs either to the left (LHCP) with a 90 degree phase offset or to the right around (RHCP) with a phase shift of 90 degrees.
  • a further exemplary embodiment of operating methods is created accordingly. This includes the central step of using at least one of the two possible paths of the feed network.
  • aspects have been described in the context of a device, it is understood that these aspects also represent a description of the corresponding method, so that a block or a component of a device is also to be understood as a corresponding method step or as a feature of a method step. Similarly, aspects described in connection with or as a method step also constitute a description of a corresponding block or detail or feature of a corresponding device.
  • Some or all of the method steps may be performed by hardware apparatus (or using a hardware Apparatus), such as a microprocessor, a programmable computer, or an electronic circuit. In some illustrative, non-claimed embodiments, some or more of the major process steps may be performed by such an apparatus.
  • Illustrative non-claimed embodiments may be implemented in hardware or in software depending on particular implementation requirements. Implementation can be performed using a digital storage medium such as a floppy disk, DVD, Blu-ray Disc, CD, ROM, PROM, EPROM, EEPROM or FLASH memory, hard disk or other magnetic or optical memory, on which electronically readable control signals are stored, which can interact or interact with a programmable computer system in such a way that the respective method is carried out. Therefore, the digital storage medium can be computer-readable.
  • a digital storage medium such as a floppy disk, DVD, Blu-ray Disc, CD, ROM, PROM, EPROM, EEPROM or FLASH memory, hard disk or other magnetic or optical memory, on which electronically readable control signals are stored, which can interact or interact with a programmable computer system in such a way that the respective method is carried out. Therefore, the digital storage medium can be computer-readable.
  • some illustrative non-claimed embodiments include a data carrier having electronically readable control signals capable of interacting with a programmable computer system to perform any of the methods described herein.
  • illustrative non-claimed embodiments may be implemented as a computer program product having program code, where the program code is operable to perform one of the methods when the computer program product is run on a computer.
  • the program code can also be stored on a machine-readable medium, for example.
  • an illustrative non-claimed embodiment is thus a computer program having program code for performing one of the methods described herein when the computer program runs on a computer.
  • a further illustrative embodiment not claimed is thus a data carrier (or a digital storage medium or a computer-readable medium) on which the computer program for performing one of the methods described herein is recorded.
  • a data stream or sequence of signals representing the computer program for performing any of the methods described herein.
  • the data stream or the sequence of signals can be configured, for example, via a data communication connection, for example via the Internet to be transferred.
  • Another illustrative, non-claimed embodiment includes a processing device, such as a computer or programmable logic device, configured or adapted to perform any of the methods described herein.
  • a processing device such as a computer or programmable logic device, configured or adapted to perform any of the methods described herein.
  • Another illustrative embodiment not claimed includes a computer on which the computer program for performing any of the methods described herein is installed.
  • Another illustrative, non-claimed embodiment includes an apparatus or system configured to transmit to a recipient a computer program for performing at least one of the methods described herein.
  • the transmission can take place electronically or optically, for example.
  • the recipient may be a computer, mobile device, storage device, or similar device.
  • the device or the system can, for example, comprise a file server for transmission of the computer program to the recipient.
  • a programmable logic device e.g., a field programmable gate array, an FPGA
  • a field programmable gate array may cooperate with a microprocessor to perform any of the methods described herein.
  • the methods are performed by any hardware device. This can be hardware that can be used universally, such as a computer processor (CPU), or hardware that is specific to the method, such as an ASIC.

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Description

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf eine Schaltungsanordnung zur Speisung einer Antennenstruktur sowie auf eine Antennenanordnung mit einer entsprechenden Schaltungsanordnung. Bevorzugte Ausführungsbeispiele beziehen sich auf ein Speisenetzwerk mit erweiterter Bandbreite für dual und einfach zirkular polarisierende Antennenstrukturen.Exemplary embodiments of the present invention relate to a circuit arrangement for feeding an antenna structure and to an antenna arrangement with a corresponding circuit arrangement. Preferred embodiments relate to an extended bandwidth feed network for dual and single circularly polarizing antenna structures.

Zirkulare Polarisation bietet für viele Anwendungen den Vorteil, dass auf eine Polarisationsnachführung verzichtet werden kann. So sind beispielsweise die Signale der globalen Navigationssysteme (GNSS) rechtshändig zirkular polarisiert (RHCP). In diesem Zusammenhang wird auf Fig. 6 verwiesen, die die GNSS-Signale im L-Band darstellt. Hierbei sind mit unterschiedlichen Schraffierungen die Bänder der einzelnen GNSS-Systeme (GPS - markierten Bezugszeichen L, GLONASS - markiert mit dem Bezugszeichen G, Galileo - markiert mit dem Bezugszeichen E und Beidou - markiert mit dem Bezugszeichen B) erkenntlich gemacht.For many applications, circular polarization offers the advantage that polarization tracking can be dispensed with. For example, global navigation systems (GNSS) signals are right-hand circularly polarized (RHCP). In this context, on 6 referenced, which represents the GNSS signals in the L-band. The bands of the individual GNSS systems (GPS—marked with the reference character L, GLONASS—marked with the reference character G, Galileo—marked with the reference character E and Beidou—marked with the reference character B) are made recognizable with different hatchings.

In einigen Störszenarien, z.B. bei Vorhandensein starker Mehrweginterferenzen oder bei Anwendungen von Spoofing-Attacken, kann durch eine zusätzliche Auswertung der orthogonal polarisierten Komponente eine höhere Robustheit und Zuverlässigkeit des GNSS-Empfangs ermöglicht werden. Die orthogonal polarisierte Komponente ist beispielsweise linkshändig zirkular polarisiert (LHCP).In some interference scenarios, e.g. in the presence of strong multipath interference or when using spoofing attacks, an additional evaluation of the orthogonally polarized components can make the GNSS reception more robust and reliable. The orthogonally polarized component is, for example, left-hand circularly polarized (LHCP).

Im Stand der Technik wird dies beispielsweise dadurch ermöglicht, dass eine zusätzliche LHCP-Antenne eingesetzt wird. Alternativ kann auch ein zusätzlicher Ausgang für die LHCP-Komponente bzw. eine dual zirkular polarisierte Antenne eingesetzt werden. Letzteres ist aus Kostengründen und aus Größengründen besonders vorteilhaft.In the prior art, this is made possible, for example, by using an additional LHCP antenna. Alternatively, an additional output for the LHCP component or a dual circularly polarized antenna can be used. The latter is particularly advantageous for reasons of cost and size.

Aus der Patentliteratur US 7,852,279 ist ein Phasing Module bekannt, dieses umfasst 180-Grad- und 90-Grad-Hybride. Ferner ist auf die Offenlegungsschrift US 2007/293150 A1 , US 2008/316131 A1 und US 2016/020521 A1 hinzuweisen. Eine weitere Veröffentlichung ist unter dem Titel "Hybridline and Couplerline" bekannt. Zusätzlich bildet die Veröffentlichung "Polarisation diversity cavity back reconfigurable array antenna for C-band application" eine weitere Stand-der-Technik-Offenbarung. Darüber hinaus sei auch noch auf die US 5784032 A verwiesen.From the patent literature U.S. 7,852,279 a phasing module is known, this includes 180-degree and 90-degree hybrids. Furthermore, on the disclosure document U.S. 2007/293150 A1 , U.S. 2008/316131 A1 and U.S. 2016/020521 A1 to point out. Another release is known under the title "Hybridline and Couplerline". In addition, the publication "Polarization diversity cavity back reconfigurable array antenna for C-band application" constitutes another prior art disclosure. In addition, be on the US5784032A referred.

Aus der Literatur sind zahlreiche Varianten der Speisenetzwerke für einfach (RHCP oder LHCP) zirkular polarisierte Antennen, z. B. mit kardioidenförmigen Richtcharakteristika bekannt. Derartige kardioidenförmige Richtcharakteristika im TM11-Modus wird beispielsweise in Fig. 7c dargestellt. Je nach Ausführung des Strahlers (ob symmetrisch oder unsymmetrisch) erfolgt die Anregung an einem, zwei oder vier Speisepunkten.Numerous variants of the feed networks for single (RHCP or LHCP) circularly polarized antennas, e.g. B. known with cardioid-shaped directional characteristics. Such cardioid-shaped directional characteristics in TM11 mode, for example in Figure 7c shown. Depending on the design of the radiator (whether symmetrical or asymmetrical), the excitation takes place at one, two or four feed points.

Von besonderem Interesse sind Antennen mit Vier-Punkt-Speisung, da solche verhältnismäßig großen Bandbreiten nicht nur hinsichtlich der Impedanzanpassung, sondern auch der Form der Richtcharakteristik, des Polarisationsverhaltens (Achsenverhältnis der Polarisationsellipse) und der Phasenzentrumsvariation (essenziell für hochqualitative GNSS-Antennen) ermöglichen. In Fig. 7a und 7b ist ein breitbandiger Vertreter von Antennen mit Vier-Punkt-Speisung dargestellt (vgl. [2] und [3]), während die Figs. 7d-7f Multibandkonfigurationen zeigen (vgl. [4] und [5]), die nachfolgend mit Bezugnahme auf Fig. 7g erläutert werden.Of particular interest are antennas with four-point feeding, as such relatively large bandwidths not only allow for impedance matching, but also for the shape of the directional characteristic, the polarization behavior (axis ratio of the polarization ellipse) and the phase center variation (essential for high-quality GNSS antennas). In Figures 7a and 7b a broadband representative of antennas with four-point feed is shown (cf. [2] and [3]), while the figs 7d-7f Show multi-band configurations (cf. [4] and [5]), which follow with reference to Fig. 7g be explained.

Fig. 7g illustriert eine Speisenetzwerkarchitektur 1 für einfach zirkular polarisierte Antennen dar (Vier-Punkt-Speisung für ein RHCP-Netzwerk). Das Speisenetzwerk 1 umfasst ein erstes Quadraturhybrid 12, das eingangsseitig am Speisenetzwerk 1 angeordnet ist (vgl. Eingang 1e) sowie ein zweites und ein drittes Quadraturhybrid 14 und 16, die ausgangsseitig angeordnet sind (vgl. Antennenausgänge 1a1, 1a2, 1a3 und 1a4). Jedes dieser Quadraturhybride 12, 14 und 16 umfasst zwei Eingänge 12e1 und 12e2 bzw. 14e1 und 14e2 bzw. 16e1 und 16e2 sowie zwei Ausgänge 12a1 und 12a2 bzw. 14a1 und 14a2 bzw. 16a1 und 16a2. Jedes Quadraturhybrid kann ein über einen der Eingänge 12e1 bis 16e2 empfangenes Signal mit einem Phasenversatz an einem der Ausgänge 12a1 bis 16a1 sowie ohne einen Phasenversatz einen anderen der Ausgänge 12a2 bis 16a2 weiterleiten. Fig. 7g Figure 1 illustrates a feed network architecture 1 for single circularly polarized antennas (four-point feed for an RHCP network). The feed network 1 comprises a first quadrature hybrid 12, which is arranged on the input side of the feed network 1 (cf. input 1e) and a second and a third quadrature hybrid 14 and 16, which are arranged on the output side (cf. antenna outputs 1a1, 1a2, 1a3 and 1a4). Each of these quadrature hybrids 12, 14 and 16 includes two inputs 12e1 and 12e2 or 14e1 and 14e2 or 16e1 and 16e2 and two outputs 12a1 and 12a2 or 14a1 and 14a2 or 16a1 and 16a2. Each quadrature hybrid can forward a signal received via one of the inputs 12e1 to 16e2 with a phase offset at one of the outputs 12a1 to 16a1 and without a phase offset to another of the outputs 12a2 to 16a2.

Das Speisenetzwerk 1 hat am Eingang 1e das Quadraturhybrid 12 vorgesehen, das über das Quadraturhybrid 14 mit den Ausgängen 1a1 und 1a2 verbunden ist. Weiter ist das Quadraturhybrid 12 über das Hybrid 16 mit den Ausgängen 1a3 und 1a4 verbunden. Im Detail: das erste Quadraturhybrid 12 ist eingangsseitig angeordnet und erhält über den Ausgang 12e1 ein RHCP-Signal, wobei der zweite Ausgang 12e2 als terminiert anzusehen ist (vgl. Abschlusswiderstand 5). Das Quadraturhybrid 12 leitet das RHCP-Signal mit einem Phasenversatz von 90 Grad an den Ausgang 12a1 weiter und ohne Phasenversatz an den Ausgang 12a2. Über eine Verzögerungsleitung 7 (90 Grad Phasenversatz-Verzögerung) ist der Ausgang 12a1 mit dem Eingang 14e1 des zweiten Quadraturhybrids 14 verbunden. Der zweite Eingang des Quadraturhybrids 14, nämlich der Eingang 14e2 ist terminiert (vgl. Abschlusswiderstand 5). Die Ausgänge des zweiten Quadraturhybrids 14 sind mit den Ausgängen 1a1 und 1a2 verbunden (14a1 an 1a1 und 14a2 an 1a2). Einer der zwei Ausgänge 14a1 und 14a2, nämlich der Ausgang 14a2 fügte einen weiteren Phasenversatz von 90 Grad hinzu. Infolge des Phasenversatzes des ersten Quadraturhybrids 12 um 90 Grad, des Phasenversatzes der Verzögerungsleitung 97 Grad und folgend des Phasenversatzes des Ausgangs 14a2 (90 Grad-Ausgang) ist das Signal am Ausgang 1a2 um 270 Grad phasenversetzt, während das Ausgangssignal am 0 Grad-Ausgang 14a1, der mit dem Antennenausgang 1a1 verbunden ist, um 180 Grad phasenversetzt ist. Das dritte Quadraturhybrid 16 ist mit seinem Eingang 16e1 an den Ausgang 12a2 des ersten Quadraturhybrids 12 angekoppelt, während der zweite Eingang 16e2 terminiert ist (vgl. Abschlusswiderstand 5). Die Ausgänge 14a1 (0 Grad-Ausgang) und 16a2 (90 Grad-Ausgang) sind an die Antennenausgänge 1a3 und 1a4 angekoppelt (16a1 auf 1a3 und 16a2 auf 1a4). Das RHCP-Signal wird in Folge dieser Anordnung am Ausgang 1a3 um 0 Grad phasenversetzt, während es im Ausgang 1a4 um 90 Grad phasenversetzt ist (Versatz erfolgt durch das dritte Quadraturhybrid 16).The feed network 1 has the quadrature hybrid 12 at the input 1e, which is connected via the quadrature hybrid 14 to the outputs 1a1 and 1a2. Furthermore, the quadrature hybrid 12 is connected via the hybrid 16 to the outputs 1a3 and 1a4. In detail: the first quadrature hybrid 12 is arranged on the input side and receives an RHCP signal via the output 12e1, the second output 12e2 being to be regarded as terminated (cf. terminating resistor 5). The quadrature hybrid 12 forwards the RHCP signal to the output 12a1 with a phase offset of 90 degrees and to the output 12a2 with no phase offset. The output 12a1 is connected to the input 14e1 of the second quadrature hybrid 14 via a delay line 7 (90 degree phase shift delay). The second input of the quadrature hybrid 14, namely the input 14e2, is terminated (cf. terminating resistor 5). The outputs of the second quadrature hybrid 14 are connected to the outputs 1a1 and 1a2 (14a1 to 1a1 and 14a2 to 1a2). one of the two outputs 14a1 and 14a2, namely the output 14a2 added another phase shift of 90 degrees. As a result of the phase shift of the first quadrature hybrid 12 by 90 degrees, the phase shift of the delay line 97 degrees and following the phase shift of the output 14a2 (90 degree output), the signal at the output 1a2 is phase shifted by 270 degrees, while the output signal at the 0 degree output 14a1 , which is connected to antenna output 1a1, is 180 degrees out of phase. The third quadrature hybrid 16 is coupled with its input 16e1 to the output 12a2 of the first quadrature hybrid 12, while the second input 16e2 is terminated (cf. terminating resistor 5). Outputs 14a1 (0 degree output) and 16a2 (90 degree output) are coupled to antenna outputs 1a3 and 1a4 (16a1 to 1a3 and 16a2 to 1a4). As a result of this arrangement, the RHCP signal is phase-shifted by 0 degrees at the output 1a3, while it is phase-shifted by 90 degrees at the output 1a4 (shift is effected by the third quadrature hybrid 16).

Mittels dieses hier erläuterten Vier-Punkt-Speisenetzwerks 1 kann beispielsweise auch die in Fig. 7a und 7b dargestellte Antenne betrieben werden, sofern Hybridkoppler eingesetzt werden, die für den Betrieb im gesamten GNSS-Frequenzbereich im L-Band (vgl. Fig. 6) konzipiert sind. Derartige Quadraturhybride (konzipiert für 1200-1600 MHz) sind in [6] offenbart.Using this four-point feed network 1 explained here, for example, the Figures 7a and 7b antenna shown can be operated if hybrid couplers are used that are suitable for operation in the entire GNSS frequency range in the L-band (cf. 6 ) are designed. Such quadrature hybrids (designed for 1200-1600 MHz) are disclosed in [6].

Im Gegensatz zu der Speisenetzwerktopologie aus Fig. 7g sind nur sehr wenige Topologien bekannt, welche die Speisung von dual zirkular polarisierten Antennenstrukturen ermöglichen.In contrast to the feed network topology Fig. 7g only very few topologies are known which enable the feeding of dual circularly polarized antenna structures.

Fig. 7h zeigt eine Speisenetzwerktopologie mit RHCP- und LHCP-Modus. Hierbei wird von einer Zweipunktspeisung ausgegangen. Das Speisenetzwerk 2 aus Fig. 7h umfasst einen für LHCP- und RHCP-Signale konzipierten Eingang 2e sowie zwei Ausgänge 2a1 und 2a2. Dazwischen ist ein Quadraturhybrid 12 geschaltet. Bei diesem Quadraturhybrid 12 werden über den Eingang 12e1 LHCP-Signale empfangen, während über den Eingang 12e2 RHCP-Signale empfangen werden. Der Ausgang 12a1 (90 Grad-Ausgang) ist mit dem Antennenausgang 2a2 verbunden, während der Ausgang 12a2 (0 Grad-Ausgang) mit dem Antennenausgang 2a2 verbunden ist. Die Aufteilung der Leistung in gleichen Teilen (jeweils -3 dB im Idealfall) erfolgt unter Zuhilfenahme des Quadraturhybrids 12 mit einem Phasenversatz von ∓ 90 Grad. Hierbei kann das Quadraturhybrid aus [6] verwendet werden. Die resultierende Amplitudenbelegung und Phasenbelegung ist in Fig. 7i dargestellt, wobei eben von dem Quadraturhybriden aus [6] ausgegangen wird. Fig. 7h shows a feed network topology with RHCP and LHCP mode. A two-point supply is assumed here. The feed network 2 off Fig. 7h includes an input 2e designed for LHCP and RHCP signals and two outputs 2a1 and 2a2. A quadrature hybrid 12 is connected in between. In this quadrature hybrid 12, LHCP signals are received via the input 12e1, while RHCP signals are received via the input 12e2. The output 12a1 (90 degree output) is connected to the antenna output 2a2, while the output 12a2 (0 degree output) is connected to the antenna output 2a2. The power is divided into equal parts (each -3 dB in the ideal case) with the help of the quadrature hybrid 12 with a phase shift of ∓ 90 degrees. The quadrature hybrid from [6] can be used here. The resulting amplitude occupancy and phase occupancy is in Figure 7i shown, starting with the quadrature hybrid from [6].

Fig. 7i oben zeigt den Betrag (Magnitude) über die Frequenz aufgetragen, während 7i unten die Transmissionsparameterphase über die Frequenz aufgetragen aufweist. Das Argument des komplexen Transmissionsfaktors S41 bei der Mittenfrequenz fo ist mit -θ0 gekennzeichnet. Die realisierbare Bandbreite von so gespeisten Patch-Antennen hinsichtlich der Form der Richtcharakteristik und der Kreuzpolarisationsunterdrückung ist jedoch deutlich geringer als eine Vier-Punkt-gespeiste Antenne mit beispielsweise dem Speisenetzwerk 1 aus Fig. 7g. Auch im Fall von Multiband-Stack-Patch-Antennen beträgt die Bandbreite jeweils nur wenige Prozent. Figure 7i above shows the magnitude (magnitude) plotted against frequency, while 7i below shows the transmission parameter phase plotted against frequency. The complex transmission factor argument S41 at the center frequency fo is denoted by -θ 0 . However, the achievable bandwidth of patch antennas fed in this way with regard to the shape of the directional characteristic and cross-polarization suppression is significantly lower than a four-point fed antenna with, for example, the feed network 1 from Fig. 7g . Even in the case of multi-band stack patch antennas, the bandwidth is only a few percent.

Deshalb besteht der Bedarf nach Speisenetzwerken, die gleichsam breitbandig und fähig für den RHCP und den LHCP-Betrieb sind.Therefore, there is a need for feeder networks that are equally broadband and capable of RHCP and LHCP operation.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es also ein Speisenetzwerk zu schaffen, das einen verbesserten Kompromiss aus Breitbandigkeit und Flexibilität aufweist.The object of the present invention is therefore to create a feed network that has an improved compromise between broadband capability and flexibility.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Schaltungsanordnung gemäß den angehängten Ansprüchen.The object is solved by a circuit arrangement according to the appended claims.

Illustrative, nicht beanspruchte Ausführungsbeispiele schaffen eine Schaltungsanordnung zur Speisung einer Antennenstruktur. Die Schaltungsanordnung umfasst einen ersten Eingang für LHCP-Signale, einen zweiten Eingang für RHCP-Signale sowie vier Antennenausgänge. Das Schaltungsnetzwerk hat zwischen den Ein- und Ausgängen ein erstes, ein zweites, ein drittes Quadraturhybrid sowie mindestens zwei Verzögerungsleitungen vorgesehen. Das erste Quadraturhybrid ist eingangsseitig mit dem ersten und dem zweiten Eingang gekoppelt und ausgangsseitig mit dem zweiten und dem dritten Quadraturhybrid. Das zweite Quadraturhybrid ist ausgangsseitig mit zwei der vier Antennenausgänge gekoppelt, wobei das dritte Quadraturhybrid ausgangsseitig mit zwei weiteren der vier Antennenausgänge gekoppelt ist. Die mindestens zwei Verzögerungsleitungen sind an zwei der vier Antennenausgänge, z. B. am zweiten und am dritten oder auch am ersten und vierten vorgesehen.Illustrative embodiments not claimed provide circuitry for feeding an antenna structure. The circuit arrangement includes a first input for LHCP signals, a second input for RHCP signals and four antenna outputs. The circuit network has a first, a second, a third quadrature hybrid and at least two delay lines between the inputs and outputs. The first quadrature hybrid is input-coupled to the first and second inputs and output-coupled to the second and third quadrature hybrids. The second quadrature hybrid is coupled to two of the four antenna outputs on the output side, with the third quadrature hybrid being coupled to two more of the four antenna outputs on the output side. The at least two delay lines are connected to two of the four antenna outputs, e.g. B. provided on the second and third or on the first and fourth.

Den illustrativen, nicht beanspruchten Ausführungsbeispielen liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch eine Schaltungsanordnung mit mindestens drei Quadraturhybriden und mindestens zwei Verzögerungsleitungen ein Speisenetzwerk mit zwei vordefinierten Signalpfaden geschaffen werden kann, das (erstens) eine erweiterte Bandbreite aufweist und (zweitens) sowohl für dual (erster und zweiter Pfad) als auch einfach zirkular-polarisierende (erster oder zweiter Pfad) Antennenstrukturen eingesetzt werden kann. Insofern werden die bezüglich des Stands der Technik diskutierten Nachteile vollumfänglich vermieden. Durch die geringe Komponentenzahl ist das Speisenetzwerk auch einfach aufzubauen. Entsprechend der bevorzugtem Ausprägung ist das Speisenetzwerk ausgebildet, um Antennen mit bis zu vier Speisepunkten anzusteuern.The illustrative, non-claimed exemplary embodiments are based on the finding that a circuit arrangement with at least three quadrature hybrids and at least two delay lines can be used to create a feed network with two predefined signal paths which (first) has an extended bandwidth and (second) is suitable for both dual (first and second path) as well as simply circularly polarizing (First or second path) antenna structures can be used. In this respect, the disadvantages discussed with regard to the prior art are avoided in their entirety. Due to the small number of components, the feed network is also easy to set up. According to the preferred embodiment, the feed network is designed to drive antennas with up to four feed points.

Entsprechend einem Ausführungsbeispiel kann das zweite Quadraturhybrid ausgangsseitig direkt mit dem ersten der vier Antennenausgängen gekoppelt sein und das Quadraturhybrid ausgangsseitig direkt mit dem vierten der vier Antennenausgänge gekoppelt sein. Entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen sind dann zur Ankopplung des dritten und vierten Antennenausgangs zu dem zweiten und dem dritten Quadraturhybrid Verzögerungsleitungen vorgesehen.According to one embodiment, the second quadrature hybrid can be output-coupled directly to the first of the four antenna outputs and the quadrature hybrid can be output-coupled directly to the fourth of the four antenna outputs. Corresponding to further exemplary embodiments, delay lines are then provided for coupling the third and fourth antenna output to the second and the third quadrature hybrid.

Ausführungsbeispiele der Erfindung schaffen eine Schaltungsanordnung mit fünf Quadraturhybriden. Für diese Schaltungsanordnung wird von der oben erläuterten Basistopologie ausgegangen, wobei das vierte der fünf Quadraturhybride und das fünfte der fünf Quadraturhybride in Reihe geschaltet sind und eingangsseitig mit jeweils einem Ausgang des zweiten und dritten Quadraturhybrids verbunden sind und zwar derart, dass das zweite und dritte Quadraturhybrid über den vierten und fünften Quadraturhybrid mit den Antennenausgängen 2 und 3 gekoppelt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind dann beispielsweise die Verzögerungsleitungen an den Antennenausgängen 1 und 4 oder alternativ auch an den Antennenausgängen 2 und 3 bzw. an allen vier Antennenausgängen vorgesehen. Diese Variante des Speisenetzwerks wird dem mehrlagigen Aufbau ermöglicht in vorteilhafter Weise die Applikation derselben mit speziellen Antennentypen, wie z. B. aperturgekoppelten Antennen mit einem ringförmigen Schlitz.Embodiments of the invention provide a circuit arrangement with five quadrature hybrids. This circuit arrangement is based on the basic topology explained above, with the fourth of the five quadrature hybrids and the fifth of the five quadrature hybrids being connected in series and connected on the input side to an output of the second and third quadrature hybrids in such a way that the second and third quadrature hybrids is coupled to the antenna outputs 2 and 3 via the fourth and fifth quadrature hybrid. In this exemplary embodiment, for example, the delay lines are then provided at antenna outputs 1 and 4 or alternatively also at antenna outputs 2 and 3 or at all four antenna outputs. This variant of the feed network is the multi-layer structure allows the application of the same with special types of antennas such. B. aperture-coupled antennas with an annular slot.

Bei allen obigen Ausführungsbeispielen kann als erstes, zweites, drittes sowie auch als viertes und fünftes Quadraturhybrid einer mit zwei Eingängen und zwei Ausgängen zum Einsatz kommen. Das erste Quadraturhybrid bildet eingangsseitig mit seinem ersten Eingang den ersten Eingang für LHCP-Signale und mit seinem zweiten Eingang den zweiten Eingang für RHCP-Signale. Ausgangsseitig sind über die zwei Ausgänge des ersten Quadraturhybrids jeweils ein Eingang des zweiten und dritten Quadraturhybrids angekoppelt. Entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen ist der jeweils andere Eingang des zweiten und dritten Quadraturhybrids mittels eines Abschlusswiderstands terminiert. Entsprechend einem Ausführungsbeispiel sind die Ausgänge der Quadraturhybride bzw. die Quadraturhybride selber so ausgebildet, dass sie ein Weiterleiten der Signale von der Eingangsseite zur Ausgangsseite an einem der Ausgänge einen Phasenversatz bei 0 Grad generieren und an einem anderen der zwei Ausgänge einen Phasenversatz bei 90 Grad generieren. Eine weitere Variante mit fünf Quadraturhybriden ist das vierte Quadraturhybrid beispielsweise an den 0 Grad-Ausgang des zweiten und dritten Quadraturhybrids angekoppelt.In all of the above exemplary embodiments, one with two inputs and two outputs can be used as the first, second, third, and also as the fourth and fifth quadrature hybrid. On the input side, the first quadrature hybrid forms the first input for LHCP signals with its first input and the second input for RHCP signals with its second input. On the output side, one input each of the second and third quadrature hybrid are coupled via the two outputs of the first quadrature hybrid. According to further exemplary embodiments, the respective other input of the second and third quadrature hybrid is terminated by means of a terminating resistor. According to one embodiment, the outputs of the quadrature hybrid or the Quadrature hybrids themselves are designed in such a way that they generate a phase shift at 0 degrees at one of the outputs and generate a phase shift at 90 degrees at another of the two outputs when the signals are forwarded from the input side to the output side. Another variant with five quadrature hybrids, for example, has the fourth quadrature hybrid coupled to the 0 degree output of the second and third quadrature hybrids.

Entsprechend Ausführungsbeispielen ist die Schaltungsanordnung ausgebildet, um im RHCP-Modus und im LHCP-Modus betrieben zu werden. Im RHCP-Modus erhält das zweite Quadraturhybrid von dem ersten Quadraturhybrid ein durch das ersten Quadraturhybriden um 90 Grad versetztes Signal weitergeleitet, während das dritte Quadraturhybrid von dem ersten Quadraturhybrid ein durch das erste Quadraturhybrid um 0 Grad versetztes Signal weitergeleitet bekommt. Umgekehrt erhält im LHCP-Modus das dritte Quadraturhybrid von dem ersten Quadraturhybrid ein durch das erste Quadraturhybrid um 90 Grad versetztes Signal, wobei das zweite Quadraturhybrid von dem ersten Quadraturhybrid ein durch das erste Quadraturhybrid um 0 Grad versetztes Signal erhält. Entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen ist im RHCP-Modus der erste Eingang mittels eines Abschlusswiderstands terminiert, wobei im LHCP-Modus der zweite Eingang mittels eines Abschlusswiderstands terminiert ist.In accordance with exemplary embodiments, the circuit arrangement is designed to be operated in RHCP mode and in LHCP mode. In RHCP mode, the second quadrature hybrid receives a signal 90 degrees offset by the first quadrature hybrid from the first quadrature hybrid, while the third quadrature hybrid receives a signal 0 degrees offset from the first quadrature hybrid from the first quadrature hybrid. Conversely, in LHCP mode, the third quadrature hybrid receives a signal 90 degrees offset from the first quadrature hybrid, and the second quadrature hybrid receives a signal 0 degrees offset from the first quadrature hybrid. According to further exemplary embodiments, the first input is terminated by means of a terminating resistor in RHCP mode, with the second input being terminated by means of a terminating resistor in LHCP mode.

Weitere Ausführungsbeispiele beziehen sich auf eine Antennenanordnung mit beispielsweise vier Speisepunkten sowie eine Schaltungsanordnung, wie sie oben erläutert worden ist.Further exemplary embodiments relate to an antenna arrangement with, for example, four feed points and a circuit arrangement as has been explained above.

Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen definiert. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert und zeigen:

Fig. 1
ein schematisches Blockdiagramm einer Schaltungsanordnung zur Vier-Punkt-Speisung gemäß einem illustrativen, nicht beanspruchten Basisausführungsbeispiel;
Fig. 2a, 2b
schematische Diagramme zur Illustration mit Transmissionsparametern der Schaltungsanordnung aus Fig. 1;
Fig. 3a-c
schematische Blockdiagramme von Schaltungsanordnungen gemäß verschiedenenAusführungsbeispielen;
Fig. 4a, 4b
schematische Blockdiagramme zur Illustration der unterschiedlichen Modi (RHCP und LHCP) mit der Schaltungsanordnung aus Fig. 3a;
Fig. 4c, 4d
schematische Diagramme zur Illustration der Transmissionsparameter der Schaltungsanordnung aus Fig. 3a;
Fig. 5a, 5b
schematische Darstellungen von Antennen zum Betrieb mit einer Schaltungsanordnung nach Fig. 1a, nach Fig. 3a, 3b oder 3c gemäß Ausführungsbeispielen;
Fig. 5c
vier schematische, normierte Richtdiagramme zur Illustration der Abstrahlcharakteristik bei Einsatz des neuen Speisenetzwerks gemäß obigen Ausführungsbeispielen;
Fig. 6
eine schematische Illustration der GNSS-Signale im L-Band; und
Fig. 7a-7i
schematische Blockdiagramme und Diagramme zur Diskussion des Stands der Technik.
Further developments are defined in the dependent claims. Exemplary embodiments of the present invention are explained with reference to the accompanying drawings and show:
1
a schematic block diagram of a circuit arrangement for four-point feeding according to an illustrative, non-claimed basic embodiment;
Figures 2a, 2b
schematic diagrams for illustration with transmission parameters of the circuit arrangement 1 ;
Fig. 3a-c
schematic block diagrams of circuit arrangements according to various embodiments;
Figures 4a, 4b
schematic block diagrams to illustrate the different modes (RHCP and LHCP) with the circuit arrangement Figure 3a ;
Figures 4c, 4d
schematic diagrams to illustrate the transmission parameters of the circuit arrangement Figure 3a ;
Figures 5a, 5b
schematic representations of antennas for operation with a circuit arrangement according to FIG. 1a, after Figure 3a , 3b or 3c according to embodiments;
Figure 5c
four schematic, normalized directional diagrams to illustrate the radiation characteristics when using the new feed network according to the above exemplary embodiments;
6
a schematic illustration of the GNSS signals in the L-band; and
Figures 7a-7i
schematic block diagrams and diagrams for discussion of the prior art.

Bevor nachfolgend Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert werden, sei darauf hingewiesen, dass gleichwirkende Elemente und Strukturen mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, so dass die Beschreibung derer austauschbar bzw. aufeinander anwendbar ist.Before exemplary embodiments of the present invention are explained below with reference to the accompanying drawings, it should be noted that elements and structures that have the same effect are provided with the same reference symbols, so that the description of them can be used interchangeably or with one another.

Fig. 1 zeigt eine Schaltungsanordnung 10 mit zwei Eingängen 10e1 und 10e2 sowie vier Ausgängen 10a1 bis 10a4. Die Schaltungsanordnung 10 weist weiter insgesamt drei Quadraturhybride 12 bis 16 auf. Das erste Quadraturhybrid 12 ist eingangsseitig angeordnet, d. h. an den Eingängen 10e1 und 10e2, während das dritte und vierte Quadraturhybrid 14 und 16 ausgangsseitig angeordnet sind. 1 shows a circuit arrangement 10 with two inputs 10e1 and 10e2 and four outputs 10a1 to 10a4. The circuit arrangement 10 also has a total of three quadrature hybrids 12 to 16 . The first quadrature hybrid 12 is arranged on the input side, ie at the inputs 10e1 and 10e2, while the third and fourth quadrature hybrid 14 and 16 are arranged on the output side.

Die Quadraturhybride 14 und 16 sind direkt an die Ausgänge 12a1 und 12a2 des ersten Quadraturhybrids 14 mit einem ihrer Eingänge (14e1 bzw. 16e1) angekoppelt. Im Detail verbindet das zweite Quadraturhybrid 14 den Ausgang 12a1 des ersten Quadraturhybrids mit dem Ausgang 10a1 und dem Ausgang 10a3, während das dritte Quadraturhybrid 16 den Ausgang 12a2 des ersten Quadraturhybrids 12 mit den Ausgängen 10a2 und 10a4 koppelt. Der jeweils zweite Eingang 14e2 bzw. 16e2 ist über einen Abschlusswiderstand (z. B. 50 Ohm und 50 Ohm-System) terminiert.The quadrature hybrids 14 and 16 are directly coupled to the outputs 12a1 and 12a2 of the first quadrature hybrid 14 with one of their inputs (14e1 and 16e1, respectively). In detail, the second quadrature hybrid 14 connects the output 12a1 of the first quadrature hybrid to the output 10a1 and the output 10a3, while the third quadrature hybrid 16 connects the output 12a2 of the first quadrature hybrid 12 to the outputs 10a2 and 10a4 couples. The respective second input 14e2 or 16e2 is terminated via a terminating resistor (eg 50 ohm and 50 ohm system).

Bei diesem illustrativen, nicht beanspruchten Ausführungsbeispiel ist zwischen dem zweiten Quadraturhybrid 14 und dem dritten Antennenausgang 10a1 sowie zwischen dem dritten Quadraturhybrid 16 und dem zweiten Antennenausgang 10a1 jeweils eine Verzögerungsleitung 7 mit einer bestimmten Länge, von welcher die Verzögerung abhängig ist, vorgesehen. Die Ankopplung der Antennenausgänge 2 und 3 bzw. 10a2 und 10a3 erfolgt jeweils über den 90 Grad phasenversetzten Quadraturhybridausgang 14a2 bzw. 16a2 mit der dazwischen geschalteten Verzögerungsleitung 7. Über die Null-Grad-Quadraturhybridausgänge 14a1 bzw. 16a1 sind die Antennenausgänge 1 und 4 bzw. 10a1 sowie 10a4 direkt angebunden.In this illustrative, not claimed exemplary embodiment, a delay line 7 with a specific length, on which the delay depends, is provided between the second quadrature hybrid 14 and the third antenna output 10a1 and between the third quadrature hybrid 16 and the second antenna output 10a1. The antenna outputs 2 and 3 or 10a2 and 10a3 are coupled via the quadrature hybrid output 14a2 or 16a2, which is phase-shifted by 90 degrees, with the delay line 7 connected in between. The antenna outputs 1 and 4 or 10a1 and 10a4 directly connected.

Je nachdem, ob über den Eingang 10e1 (gebildet über den Quadraturhybrideingang 12e1 ein LHCP-Signal) oder über den Eingang 10e2 (gebildet über den Quadraturhybrideingang 12e1 ein RHCP-Signal) angelegt wird, kann das hier dargestellte Speisenetzwerk im RHCP- oder im LHCP-Modus betrieben werden, wie nachfolgend erläutert werden wird. Entsprechend illustrativen, nicht beanspruchten Ausführungsbeispielen ist der jeweils andere Eingang 12e1 bzw. 12e2 dann entsprechend mit einem Abschlusswiderstand terminiert. Wenn beispielsweise ein RHCP-Signal über den Eingang 10e2 bzw. 12e2 anliegt, wird dieses durch das Quadraturhybrid 12 an dem Ausgang 12a1 zu 90 Grad phasenversetzt, wobei es dann durch das Quadraturhybrid 14 einmal direkt zum Ausgang 10a1 mittels des Ausgangs 14a1 weitergeleitet wird und zum anderen noch einmal um 90 Grad phasenversetzt über den Ausgang 14a2 an die Verzögerungsleitung 7 (90 Grad Verzögerung) weitergeleitet wird. Diese führen einen weiteren Phasenversatz durch, so dass dann im Resultat am Ausgang 10a3 ein um zu 270 Grad phasenversetztes Signal anliegt. Der zweite Signalstrang ausgehend von dem ersten Quadraturhybriden 12 verläuft über den 0 Grad phasenversetzten Eingang 12a2 zu dem dritten Quadraturhybriden 16, der das Signal vollkommen unverzögert an dem 0 Grad-Ausgang 16a1 zum Antennenausgang 10a4 weiterleitet, wobei über den 90 Grad-Ausgang 16a2 des Quadraturhybrids 16 das Signal zu dem Verzögerungselement 7 (90 Grad Verzögerung) weitergeleitet wird. Dieses führt eine erneute Verzögerung durch, so dass dann an dem zweiten Antennenausgang 10a2 ein um 180 Grad verzögertes Signal anliegt. Im LHCP-Modus (Anliegen eines Signals am Eingang 10e1 bzw. 12e1) sind die Phasenverschiebungen an den Ausgängen 12a1 und 12a2 getauscht, nämlich so dass der Ausgang 12a1 den 0Grad-Ausgang bildet und der Ausgang 12a2 den 90 Grad-Ausgang. Infolgedessen liegt dann an dem Ausgang 10a4 ein um 90 Grad phasenversetztes Signal (Phasenversatz durch das erste Quadraturhybrid 12), an dem Ausgang 10a3 ein um 180 Grad phasenversetztes Signal (Phasenversatz durch das zweite Quadraturhybriden 14 und die Verzögerungsleitung 7), an dem Ausgang 10a2 ein um 270 Grad phasenversetztes Signal (90 Grad Phasenversatz durch die Verzögerungsleitung 7, 90 Grad Phasenversatz durch das dritte Quadraturhybrid 16 und 90 Grad Phasenversatz durch das erste Quadraturhybrid 12) und einem Ausgang 10a1 ein um 0 Grad phasenversetztes Signal (Weiterleitung über 0 Grad-Ausgang bei 12 und 14) an. Insgesamt betrachtet kann die Anordnung 10 sowie die Verschaltung ihrer Komponenten 7, 12, 14 und 16 sowie 10a1-10a4 als symmetrisch betrachtet werden. Hierbei sei angemerkt, dass selbstverständlich auch ein umgekehrtes anlegen RHCP an 10e1 und LHCP an 10e2 ebenso möglich wäre.Depending on whether the input 10e1 (an LHCP signal formed via the quadrature hybrid input 12e1) or the input 10e2 (an RHCP signal formed via the quadrature hybrid input 12e1) is applied, the feed network shown here can be in the RHCP or in the LHCP mode can be operated as will be explained below. In accordance with illustrative, non-claimed exemplary embodiments, the respective other input 12e1 or 12e2 is then terminated accordingly with a terminating resistor. If, for example, an RHCP signal is present at input 10e2 or 12e2, this is phase-shifted by quadrature hybrid 12 at output 12a1 by 90 degrees, and quadrature hybrid 14 then forwards it once directly to output 10a1 via output 14a1 and to the another phase shifted by 90 degrees via the output 14a2 to the delay line 7 (90 degree delay). These carry out a further phase offset, so that as a result a signal which is phase-offset by 270 degrees is then present at the output 10a3. The second signal strand, starting from the first quadrature hybrid 12, runs via the 0-degree phase-shifted input 12a2 to the third quadrature hybrid 16, which forwards the signal completely undelayed at the 0-degree output 16a1 to the antenna output 10a4, via the 90-degree output 16a2 of the quadrature hybrid 16 the signal is forwarded to the delay element 7 (90 degree delay). This delays again, so that a signal delayed by 180 degrees is then present at the second antenna output 10a2. In LHCP mode (a signal is present at input 10e1 or 12e1), the phase shifts at outputs 12a1 and 12a2 are swapped, namely so that output 12a1 forms the 0 degree output and output 12a2 forms the 90 degree output. As a result, there is then a 90 degree phase-shifted signal (phase shift due to the first quadrature hybrid 12) at the output 10a4 at the output 10a3 a 180 degree phase offset signal (phase offset by the second quadrature hybrid 14 and the delay line 7), at the output 10a2 a 270 degree phase offset signal (90 degree phase offset by the delay line 7, 90 degree phase offset by the third quadrature hybrid 16 and 90 degrees Phase offset by the first quadrature hybrid 12) and an output 10a1 a 0 degree phase-shifted signal (transmission via 0 degree output at 12 and 14). Overall, the arrangement 10 and the interconnection of its components 7, 12, 14 and 16 and 10a1-10a4 can be considered symmetrical. It should be noted here that, of course, it would also be possible to apply RHCP to 10e1 and LHCP to 10e2 in reverse.

Die Architektur 10 ist aufgrund ihrer Symmetrie auch für die Speisung von dual zirkular polarisierten Antennen geeignet. Wenn man davon ausgeht, dass breitbandige Hybride 12, 14 und 16 eingesetzt werden, sind auch entsprechend große Bandbreiten, vor allem in Bezug auf die Form der Richtcharakteristik und die Kreuzpolarisationsunterdrückung erzielbar. Hierzu sei beispielsweise auf die Diagramme aus Fig. 2a und 2b verwiesen.Because of its symmetry, the architecture 10 is also suitable for feeding dual circularly polarized antennas. If one assumes that broadband hybrids 12, 14 and 16 are used, correspondingly large bandwidths can also be achieved, above all with regard to the shape of the directional characteristic and cross-polarization suppression. For example, look at the diagrams Figures 2a and 2b referred.

Fig. 2a zeigt den Betrag bzw. die Magnitude aufgetragen über die Frequenz, während Fig. 2b die Phase aufgetragen über die Frequenz zeigt. Wie zu erkennen ist, ist die Magnitude der Antennenausgänge, welche mit dem Bezugszeichen S31-S61 gekennzeichnet ist, konstant, was im Vergleich zu dem oben erläuterten Diagramm 7i die Breitbandigkeit ermöglicht. S21 illustriert die Verkopplung zwischen den Eingängen 10e1 und 10e2 (zw. -25 u. -38 dB, d.h. Isolation zw. +25 u. +28 dB). Figure 2a shows the absolute value or the magnitude plotted against the frequency while Figure 2b shows the phase plotted against the frequency. As can be seen, the magnitude of the antenna outputs, which is identified by the reference symbol S31-S61, is constant, which enables broadband in comparison to diagram 7i explained above. S21 illustrates the coupling between the inputs 10e1 and 10e2 (between -25 and -38 dB, ie isolation between +25 and +28 dB).

Fig. 3a zeigt eine weitere Schaltungsanordnung 10' mit den Eingängen 10e1, 10e2 sowie den Ausgängen 10a1 bis 10a4. Die Schaltungsanordnung 10' hat die zwei Quadraturhybride 12, 14 und 16 sowie zwei zusätzliche Quadraturhybride 18 und 20, die an die Ausgänge 14a1 und 16a1 (jeweils null Phasenausgänge) mit den Eingängen 18e1 und 18e2 des vierten Quadraturhybrids 18 angekoppelt sind. Das fünfte Quadraturhybrid 20 ist mit seinen Eingängen 20e1 und 20e2 an die Ausgänge 18a1 und 18a2 gekoppelt. Bezüglich der Verbindung zwischen dem zweiten und ersten Quadraturhybrid 14, 12 bzw. dem dritten und ersten Quadraturhybrid 16 und 12, sei auf die Ausführungen im Zusammenhang mit dem illustrativen, nicht beanspruchten Ausführungsbeispiel aus Fig. 1 verwiesen. Analog zu dem illustrativen, nicht beanspruchten Ausführungsbeispiel aus Fig. 1 sind die Eingänge 14e2 und 16e2 mittels Abschlusswiderständen 5 terminiert. Ausgangsseitig sind die Quadraturkoppler 14 jeweils über eine Verzögerungsleitung 7', hier z.B. 180 Grad-Verzögerungsleitung (Im Idealfall, wenn θ0=0) mit den Ausgängen 10a1 und 10a4 gekoppelt. Umgekehrt sind die Ausgänge 10a2 und 10a3 direkt mit den Ausgängen 20a1, 20a2 verbunden. Die Schaltungsanordnung 10' ist im Vergleich zur Schaltungsanordnung 10 aus Fig. 1 mit einem Kreuzkoppler aus zwei kaskadierten Hybriden ergänzt. Diese Variante bietet ebenfalls, wie das Vier-Punkt-Speisenetzwerk aus Fig. 1 die Möglichkeit, eine breitbandige GNSS-Antenne im RHCP und LHCP-Modus über vier Speisepunkte zu versorgen. Diese komplexere Schaltung 10' wird bevorzugterweise dann eingesetzt, wenn die Schaltungsvariante 10 nicht ohne weiteres verwendet werden kann, z. B. im Falle einer aperturgekoppelten Antenne mit einem ringförmigen Schlitz. Insofern ist die etwas komplexere Speisenetzwerkanordnung 10' für manche Anwendungen die bessere Wahl. Figure 3a shows a further circuit arrangement 10 'with the inputs 10e1, 10e2 and the outputs 10a1 to 10a4. The circuit arrangement 10' has the two quadrature hybrids 12, 14 and 16 and two additional quadrature hybrids 18 and 20 which are coupled to the outputs 14a1 and 16a1 (respectively zero phase outputs) with the inputs 18e1 and 18e2 of the fourth quadrature hybrid 18. The fifth quadrature hybrid 20 has its inputs 20e1 and 20e2 coupled to the outputs 18a1 and 18a2. With regard to the connection between the second and first quadrature hybrids 14, 12 and the third and first quadrature hybrids 16 and 12, refer to the statements made in connection with the illustrative, non-claimed embodiment 1 referred. Analogous to the illustrative, non-claimed embodiment 1 the inputs 14e2 and 16e2 are terminated using terminating resistors 5. On the output side, the quadrature couplers 14 are each connected to the outputs via a delay line 7', here, for example, a 180-degree delay line (in the ideal case, when θ 0 =0). 10a1 and 10a4 coupled. Conversely, the outputs 10a2 and 10a3 are directly connected to the outputs 20a1, 20a2. The circuit arrangement 10' is off in comparison to the circuit arrangement 10 1 supplemented with a cross coupler consisting of two cascaded hybrids. This variant also offers how the four-point feed network 1 the possibility of supplying a broadband GNSS antenna in RHCP and LHCP mode via four feed points. This more complex circuit 10' is preferably used when the circuit variant 10 cannot be used without further ado, e.g. B. in the case of an aperture-coupled antenna with an annular slot. In this respect, the somewhat more complex feed network arrangement 10' is the better choice for some applications.

Fig. 3b zeigt ein Speisenetzwerk 10" (Zwischenschritt, schmalbandige Ausführung), das im Wesentlichen mit dem Speisenetzwerk 10', insbesondere im Hinblick auf die Quadraturhybride 12, 14, 16, 18, und 20 vergleichbar ist. Der Unterschied liegt darin, dass die Verzögerungselemente 7' nicht an den Ausgängen 10a1 und 10a4, sondern an den Ausgängen 10a2 und 10a3 angeordnet sind. An dieser Stelle sei angemerkt, dass hier wiederum 180 Grad Verzögerungselemente (repräsentiert den Idealfall, wenn θ0=0) zum Einsatz kommen. Figure 3b shows a feed network 10" (intermediate step, narrow-band design), which is essentially comparable to the feed network 10', in particular with regard to the quadrature hybrids 12, 14, 16, 18, and 20. The difference lies in the fact that the delay elements 7' are not arranged at the outputs 10a1 and 10a4, but at the outputs 10a2 and 10a3 At this point it should be noted that here again 180 degree delay elements (representing the ideal case when θ 0 =0) are used.

Fig. 3c zeigt eine weitere Speisenetzwerktopologie 10‴, die mit der Speisenetzwerktopologie 10" vergleichbar ist, wobei allerdings an den Ausgängen 10a1 und 10a4 Verzögerungsleitungen 7‴, hier 360 Grad Verzögerungsleitungen vorgesehen sind. Diese dienen zur zusätzlichen Laufzeitkompensation, was insbesondere für den breitbandigen Betrieb von solchen kreuzgekoppelten, kaskadierten Hybriden vorteilhaft ist. Die Speisenetzwerktopologie 10‴ ist äquivalent zu 10', wobei alle vier Verzögerungsleitungen um jeweils (180°-2θ0) gekürzt sind. 3c shows another feed network topology 10‴, which is comparable to the feed network topology 10‴, although delay lines 7‴, here 360 degree delay lines, are provided at the outputs 10a1 and 10a4. These are used for additional transit time compensation, which is particularly important for the broadband operation of such cross-coupled , cascaded hybrids The feed network topology 10‴ is equivalent to 10', with all four delay lines shortened by (180°-2θ 0 ) each.

In den Fig. 4a und 4b ist ausgehend von der Schaltungstopologie 10' aus Fig. 3a der RHCP-Modus sowie der LHCP-Modus illustriert. Im RHCP-Modus (vgl. Fig. 4a) wird über den Eingang 12e2 das Signal empfangen, während der Eingang 12e1 mittels des Abschlusswiderstands 5 terminiert ist. Das RHCP-Signal wird dann am Ausgang 12a1 sowie am Ausgang 14a1 jeweils zu 90 Grad phasenverschoben, sowie an dem Verzögerungselement 7' um 180 Grad phasenverschoben, um dann an dem Ausgang 10a1 als 63 Grad-Signal ausgegeben zu werden. An dem Ausgang 14a2 steht es als 90 Grad phasenverschobenes Signal zur Verfügung und wird dann ausgehend von der zweimaligen Versetzung durch die Hybride 18 und 20 an dem Ausgang 10a3 als 180 Grad-Signal ausgegeben. Das am Ausgang 12a2 als 0 Grad bereitgestelltes Signal wird als 0 Grad-Signal an die Hybride 18 und 20 geliefert und nach einmaliger Phasenverschiebung an dem Ausgang 10a2 als 90 Grad-Signal ausgegeben. Dieses 0 Grad-Signal des Ausgangs 12a2 wird phasenverschoben durch das Hybride 16 an dem Ausgang 16a2 als 90 Grad phasenverschobenes Signal bereitgestellt und nach Phasenverschiebung durch das Element 7' an dem Ausgang 10a4 als 270 Grad-Signal zur Verfügung gestellt. Hierdurch ergibt sich also ein rechtsdrehendes Signal, wie durch die Pfeile illustriert ist.In the Figure 4a and 4b is based on the circuit topology 10' Figure 3a the RHCP mode as well as the LHCP mode are illustrated. In RHCP mode (cf. Figure 4a ) the signal is received via the input 12e2, while the input 12e1 is terminated by means of the terminating resistor 5. The RHCP signal is then phase-shifted by 90 degrees at the output 12a1 and at the output 14a1, and phase-shifted by 180 degrees at the delay element 7', in order to then be output as a 63-degree signal at the output 10a1. It is available as a 90-degree phase-shifted signal at the output 14a2 and is then output as a 180-degree signal at the output 10a3, starting from the double displacement by the hybrids 18 and 20. The signal provided as 0 degrees at the output 12a2 is supplied as a 0 degree signal to the hybrids 18 and 20 and, after a single phase shift, is output as a 90 degree signal at the output 10a2. This 0 degree signal of the output 12a2 is provided phase-shifted by the hybrid 16 at the output 16a2 as a 90 degree phase-shifted signal and, after phase shift by the element 7', at the output 10a4 as a 270-degree signal. This results in a right-turning signal, as illustrated by the arrows.

Fig. 4b illustrierte den LHCP-Modus, bei welchem an dem Eingang 12e1 das LHCP-Signal behalten wird. Hierbei ist der Eingang 12E2 mit dem Abschlusswiderstand 5 terminiert. Ausgehend von diesem Signal erfolgt eine Phasenverschiebung um 0 Grad an dem Ausgang 12a1, eine Phasenverschiebung um 90 Grad an dem Ausgang 14a1, sowie eine weitere Phasenverschiebung um 180 Grad durch das Verzögerungselement 7', so dass dann das Signal als 270 Grad-Signal an dem Ausgang 10a1 bereitgestellt wird. Das Signal des Ausgangs 12a1 wird an dem Eingang 14a2 als 0 Grad-Signal weitergeleitet und dann nach einmaliger Phasenverschiebung an den Ausgang 10a3 als 90 Grad-Signal zur Führung gestellt. Das Hybrid 12 leitet das Signal als 90 Grad-Signal an den Ausgang 12a2 weiter, das dann auch als 90 Grad-Signal an dem Ausgang 16a1 den Hybriden 18 und 20 zur Verfügung gestellt wird. Durch diese erfolgt eine weitere 90 Grad-Phasenverschiebung, so dass dann an dem Ausgang 10a2 ein 180 Grad-Signal anliegt. An dem Ausgang 10a4 liegt ein 360 Grad-Signal an, das sich dadurch zusammensetzt, dass das Signal am Ausgang 12a2 eine 90 Grad-Phasenverschiebung erfährt sowie eine weitere 90 Grad-Phasenverschiebung am Ausgang 16a2. Durch das Verzögerungselement 7' an dem Ausgang 10a4 erfolgt eine zusätzliche Verschiebung um 180 Grad. Wie durch den Fall illustriert, handelt es sich infolge dieser Verschaltung um eine linksdrehende Ansteuerung. Figure 4b illustrated the LHCP mode, in which the LHCP signal is retained at the input 12e1. Here the input 12E2 is terminated with the terminating resistor 5. Based on this signal, there is a phase shift of 0 degrees at the output 12a1, a phase shift of 90 degrees at the output 14a1, and a further phase shift of 180 degrees through the delay element 7', so that the signal then appears as a 270-degree signal at the Output 10a1 is provided. The signal from output 12a1 is forwarded to input 14a2 as a 0 degree signal and then, after a single phase shift, is sent to output 10a3 as a 90 degree signal for guidance. The hybrid 12 forwards the signal as a 90 degree signal to the output 12a2, which is then also made available to the hybrids 18 and 20 as a 90 degree signal at the output 16a1. This results in a further 90 degree phase shift, so that a 180 degree signal is then present at the output 10a2. A 360-degree signal is present at the output 10a4, which is made up of the fact that the signal at the output 12a2 undergoes a 90-degree phase shift and a further 90-degree phase shift at the output 16a2. The delay element 7' at the output 10a4 results in an additional shift of 180 degrees. As illustrated by the case, as a result of this interconnection, it is a left-handed control.

In den Fig. 4c und 4d sind die resultierenden Transmissionscharakteristika für den RHCP-Modus (vgl. Fig. 4a) der Schaltungsanordnung aus Fig. 3a illustriert. Wie anhand von Fig. 4c zu erkennen ist, ist die Amplitude an den Ausgängen 10a1-10a4 über den betrachteten Frequenzbereich nahezu konstant. Auch nehmen die Phasen an den Ausgängen linear ab, wobei an dem Ausgang 10a2 ein Phasensprung um 360 Grad bei der Frequenz 1,35 GHz zu verzeichnen ist.In the Figures 4c and 4d are the resulting transmission characteristics for the RHCP mode (cf. Figure 4a ) of the circuit arrangement Figure 3a illustrated. How based on Figure 4c can be seen, the amplitude at the outputs 10a1-10a4 is almost constant over the frequency range under consideration. The phases at the outputs also decrease linearly, with a phase shift of 360 degrees at the frequency of 1.35 GHz being recorded at the output 10a2.

Die oben erläuterten Schaltnetzwerke 10, 10′, 10ʺ, 10‴ können alle innerhalb oder außerhalb eines Ringschlitzes verziert werden und sind beispielsweise auf zweiseitigen Leiterplatten realisierbar. Fig. 5a und 5b zeigen zwei Darstellungen in einer aktiven dual zirkular polarisierten GNSS-Antenne mit einem Speisenetzwerk 10' auf der Unterseite (vgl. Fig. 5b). Die Antenne umfasst eine Massescheibe 100, einen zentral angeordneten Flächenstrahler 102, der über vier umgekantete Ecken 102e gegenüber der Masseplatte 100 befestigt ist. Zusätzlich weist die Masseplatte 100 auch noch den Flächenstrahler 102 umgebende parasitäre Elemente 104 auf. Das hier dargestellte Antennensystem hat erstens eine erweiterte Bandbreite hinsichtlich der Impedanzanpassung, ermöglicht darüber hinaus eine bessere Entkopplung der Tore, Form der Richtcharakteristik, Kreuzpolarisationsunterdrückung und Phasenzentrumsstabilität. Das Vier-Punkt-Speisenetzwerk ist darüber hinaus kompakt, wie insbesondere aus Fig. 5b ersichtlich wird. Aufgrund der guten HF-Eigenschaften, sind einfache, mechanisch stabile und kostengünstig herstellbare Strahlerkonfigurationen möglich (z. B. breitbandige Blechstrahler, wie sie hier in Fig. 5a dargestellt sind (ohne aufwendige Balunnetzwerke).The switching networks 10, 10', 10'', 10' explained above can all be decorated inside or outside of a ring slot and are, for example, on two-sided printed circuit boards feasible. Figures 5a and 5b show two representations in an active dual circularly polarized GNSS antenna with a feed network 10' on the underside (cf. Figure 5b ). The antenna comprises a ground disk 100, a centrally arranged surface radiator 102, which is fastened opposite the ground plate 100 via four folded corners 102e. In addition, the ground plane 100 also has parasitic elements 104 surrounding the surface radiator 102 . Firstly, the antenna system shown here has an extended bandwidth in terms of impedance matching, and also enables better decoupling of the ports, shape of the directional characteristic, cross-polarization suppression and phase center stability. The four-point feed network is also compact, as shown in particular Figure 5b becomes evident. Due to the good HF properties, simple, mechanically stable radiator configurations that can be produced inexpensively are possible (e.g. broadband sheet metal radiators, as described here in Figure 5a are shown (without complex balun networks).

Jede in Fig. 5a dargestellte Antenne ist vollpolarimetrisch. Wie insbesondere beim Vergleich der Fig. 5c, welches die normierten Richtdiagramme der GNSS-Antenne mit einem Schaltnetzwerk gemäß einem Ausführungsbeispiel (RHCP-Pfad) für ein Speisenetzwerk gemäß Ausführungsbeispielen darstellt, mit den Diagrammen aus Fig. 5c deutlich wird, weist die Speisenetzwerkvariante gemäß Ausführungsbeispielen etwas bessere Polarisationseigenschaften auf.every inside Figure 5a The antenna shown is fully polarimetric. As in particular when comparing the Figure 5c , which shows the normalized directional diagrams of the GNSS antenna with a switching network according to an embodiment (RHCP path) for a feed network according to embodiments, with the diagrams from FIG Figure 5c becomes clear, the feed network variant has somewhat better polarization properties according to exemplary embodiments.

Anwendungsgebiete für oben erläuterte Speisenetzwerke sind Zwei-Tor-GNSS-Antennen für Positionierungen, für Messungen und Navigation, wie z. B. das Strahlerkonzept nach [2]. Es werden aber generell alle GNSS-Signale im L-Band (vgl. Fig. 6) unterstützt. Mögliche Ausführungen sind duale Sender/Empfänger (kombinierter RHCP- und LHCP-Betrieb), aber auch Sender/Empfänger für den einzelnen Betrieb von nur RHCP. In diesem Fall ist der LHCP-Ausgang mit einer angepassten Last abgeschlossen. Ebenso ist auch nur der LHCP-Betrieb denkbar, wobei dann der RHCP-Eingang mittels einer Last abgeschlossen ist.Areas of application for the feed networks explained above are two-port GNSS antennas for positioning, for measurements and navigation, e.g. B. the radiator concept according to [2]. In general, however, all GNSS signals in the L-band (cf. 6 ) supports. Possible versions are dual transmitter/receiver (combined RHCP and LHCP operation), but also transmitter/receiver for individual operation of only RHCP. In this case the LHCP output is terminated with a matched load. Likewise, only LHCP operation is conceivable, in which case the RHCP input is terminated by means of a load.

An dieser Stelle sei zu obigen Ausführungsbeispielen angemerkt, dass die oben erläuterten Verzögerungselemente 7, 7′, 7‴ bzw. die Verzögerungsleitungen 7, 7′, 7‴ unterschiedliche Verzögerungen jeweils abhängig vom Argument θ0, wie z. B. 90 Grad, 180 Grad, 360 Grad oder eine andere Verzögerung aufweisen können. Hierbei wird die Verzögerung entsprechend Ausführungsbeispielen durch die Länge der Verzögerungsleitung bestimmt.At this point it should be noted with regard to the above exemplary embodiments that the delay elements 7, 7', 7' explained above or the delay lines 7, 7', 7' have different delays depending on the argument θ 0 , such as, for example, 90 degrees, 180 degrees, 360 degrees or some other delay. In this case, according to exemplary embodiments, the delay is determined by the length of the delay line.

Bei obigen Ausführungsbeispielen wurde bezüglich der Anordnung der Verzögerungsleitungen diskutiert, dass diese entweder an den Ausgängen 10a1 und 10a4 oder 10a2 und 10a3 oder auch an allen vier Ausgängen 10a1-10a4 angeordnet sein können. Auch andere Paarungen wären denkbar.In the above exemplary embodiments, it was discussed with regard to the arrangement of the delay lines that these can be arranged either at the outputs 10a1 and 10a4 or 10a2 and 10a3 or also at all four outputs 10a1-10a4. Other pairings would also be conceivable.

Entsprechend Ausführungsbeispielen sind die oben erläuterten Schaltnetzwerke symmetrisch ausgelegt, wobei jedes Schaltnetzwerk einen ersten Pfad für RHCP-Signale und einen zweiten Pfad für LHCP-Signale aufweist und jeder Pfad die Ausgänge entweder nach links herum (LHCP) mit einem 90 Grad Phasenversatz ansteuert oder nach rechts herum (RHCP) mit einem Phasenversatz von 90 Grad ansteuert. Insofern wird entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel an Betriebsverfahren geschaffen. Dieses umfasst den zentralen Schritt des Nutzens zumindest eines der zwei möglichen Pfade des Speisenetzwerks.According to exemplary embodiments, the switching networks explained above are designed symmetrically, with each switching network having a first path for RHCP signals and a second path for LHCP signals, and each path drives the outputs either to the left (LHCP) with a 90 degree phase offset or to the right around (RHCP) with a phase shift of 90 degrees. In this respect, a further exemplary embodiment of operating methods is created accordingly. This includes the central step of using at least one of the two possible paths of the feed network.

Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darstellen, sodass ein Block oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein entsprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu verstehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Verfahrensschritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar. Einige oder alle der Verfahrensschritte können durch einen Hardware-Apparat (oder unter Verwendung eines Hardware-Apparats), wie zum Beispiel einen Mikroprozessor, einen programmierbaren Computer oder eine elektronische Schaltung ausgeführt werden. Bei einigen illustrativen, nicht beanspruchten Ausführungsbeispielen können einige oder mehrere der wichtigsten Verfahrensschritte durch einen solchen Apparat ausgeführt werden.Although some aspects have been described in the context of a device, it is understood that these aspects also represent a description of the corresponding method, so that a block or a component of a device is also to be understood as a corresponding method step or as a feature of a method step. Similarly, aspects described in connection with or as a method step also constitute a description of a corresponding block or detail or feature of a corresponding device. Some or all of the method steps may be performed by hardware apparatus (or using a hardware Apparatus), such as a microprocessor, a programmable computer, or an electronic circuit. In some illustrative, non-claimed embodiments, some or more of the major process steps may be performed by such an apparatus.

Je nach bestimmten Implementierungsanforderungen können illustrative, nicht beanspruchte Ausführungsbeispiele in Hardware oder in Software implementiert sein. Die Implementierung kann unter Verwendung eines digitalen Speichermediums, beispielsweise einer Floppy-Disk, einer DVD, einer Blu-ray Disc, einer CD, eines ROM, eines PROM, eines EPROM, eines EEPROM oder eines FLASH-Speichers, einer Festplatte oder eines anderen magnetischen oder optischen Speichers durchgeführt werden, auf dem elektronisch lesbare Steuersignale gespeichert sind, die mit einem programmierbaren Computersystem derart zusammenwirken können oder zusammenwirken, dass das jeweilige Verfahren durchgeführt wird. Deshalb kann das digitale Speichermedium computerlesbar sein.Illustrative non-claimed embodiments may be implemented in hardware or in software depending on particular implementation requirements. Implementation can be performed using a digital storage medium such as a floppy disk, DVD, Blu-ray Disc, CD, ROM, PROM, EPROM, EEPROM or FLASH memory, hard disk or other magnetic or optical memory, on which electronically readable control signals are stored, which can interact or interact with a programmable computer system in such a way that the respective method is carried out. Therefore, the digital storage medium can be computer-readable.

Manche illustrative, nicht beanspruchte Ausführungsbeispiele umfassen also einen Datenträger, der elektronisch lesbare Steuersignale aufweist, die in der Lage sind, mit einem programmierbaren Computersystem derart zusammenzuwirken, dass eines der hierin beschriebenen Verfahren durchgeführt wird.Thus, some illustrative non-claimed embodiments include a data carrier having electronically readable control signals capable of interacting with a programmable computer system to perform any of the methods described herein.

Allgemein können illustrative, nicht beanspruchte Ausführungsbeispiele als Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode implementiert sein, wobei der Programmcode dahingehend wirksam ist, eines der Verfahren durchzuführen, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Computer abläuft.In general, illustrative non-claimed embodiments may be implemented as a computer program product having program code, where the program code is operable to perform one of the methods when the computer program product is run on a computer.

Der Programmcode kann beispielsweise auch auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert sein.The program code can also be stored on a machine-readable medium, for example.

Andere illustrative, nicht beanspruchte Ausführungsbeispiele umfassen das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren, wobei das Computerprogramm auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist.Other illustrative non-claimed embodiments include the computer program for performing any of the methods described herein, the computer program being stored on a machine-readable medium.

Mit anderen Worten ist ein illustratives, nicht beanspruchtes Ausführungsbeispiel somit ein Computerprogramm, das einen Programmcode zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren aufweist, wenn das Computerprogramm auf einem Computer abläuft.In other words, an illustrative non-claimed embodiment is thus a computer program having program code for performing one of the methods described herein when the computer program runs on a computer.

Ein weiteres illustratives, nicht beanspruchtes Ausführungsbeispiel ist somit ein Datenträger (oder ein digitales Speichermedium oder ein computerlesbares Medium), auf dem das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren aufgezeichnet ist.A further illustrative embodiment not claimed is thus a data carrier (or a digital storage medium or a computer-readable medium) on which the computer program for performing one of the methods described herein is recorded.

Ein weiteres illustratives, nicht beanspruchtes Ausführungsbeispiel ist somit ein Datenstrom oder eine Sequenz von Signalen, der bzw. die das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren darstellt bzw. darstellen. Der Datenstrom oder die Sequenz von Signalen kann bzw. können beispielsweise dahingehend konfiguriert sein, über eine Datenkommunikationsverbindung, beispielsweise über das Internet, transferiert zu werden.Thus, another illustrative embodiment not claimed is a data stream or sequence of signals representing the computer program for performing any of the methods described herein. The data stream or the sequence of signals can be configured, for example, via a data communication connection, for example via the Internet to be transferred.

Ein weiteres illustratives, nicht beanspruchtes Ausführungsbeispiel umfasst eine Verarbeitungseinrichtung, beispielsweise einen Computer oder ein programmierbares Logikbauelement, die dahingehend konfiguriert oder angepasst ist, eines der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen.Another illustrative, non-claimed embodiment includes a processing device, such as a computer or programmable logic device, configured or adapted to perform any of the methods described herein.

Ein weiteres illustratives, nicht beanspruchtes Ausführungsbeispiel umfasst einen Computer, auf dem das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren installiert ist.Another illustrative embodiment not claimed includes a computer on which the computer program for performing any of the methods described herein is installed.

Ein weiteres illustratives, nicht beanspruchtes Ausführungsbeispiel umfasst eine Vorrichtung oder ein System, die bzw. das ausgelegt ist, um ein Computerprogramm zur Durchführung zumindest eines der hierin beschriebenen Verfahren zu einem Empfänger zu übertragen. Die Übertragung kann beispielsweise elektronisch oder optisch erfolgen. Der Empfänger kann beispielsweise ein Computer, ein Mobilgerät, ein Speichergerät oder eine ähnliche Vorrichtung sein. Die Vorrichtung oder das System kann beispielsweise einen Datei-Server zur Übertragung des Computerprogramms zu dem Empfänger umfassen.Another illustrative, non-claimed embodiment includes an apparatus or system configured to transmit to a recipient a computer program for performing at least one of the methods described herein. The transmission can take place electronically or optically, for example. For example, the recipient may be a computer, mobile device, storage device, or similar device. The device or the system can, for example, comprise a file server for transmission of the computer program to the recipient.

Bei manchen illustrativen, nicht beanspruchten Ausführungsbeispielen kann ein programmierbares Logikbauelement (beispielsweise ein feldprogrammierbares Gatterarray, ein FPGA) dazu verwendet werden, manche oder alle Funktionalitäten der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Bei manchen illustrativen, nicht beanspruchten Ausführungsbeispielen kann ein feldprogrammierbares Gatterarray mit einem Mikroprozessor zusammenwirken, um eines der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Allgemein werden die Verfahren bei einigen illustrativen, nicht beanspruchten Ausführungsbeispielen seitens einer beliebigen Hardwarevorrichtung durchgeführt. Diese kann eine universell einsetzbare Hardware wie ein Computerprozessor (CPU) sein oder für das Verfahren spezifische Hardware, wie beispielsweise ein ASIC.In some illustrative non-claimed embodiments, a programmable logic device (e.g., a field programmable gate array, an FPGA) may be used to perform some or all of the functionality of the methods described herein. In some illustrative, unclaimed embodiments, a field programmable gate array may cooperate with a microprocessor to perform any of the methods described herein. In general, in some illustrative non-claimed embodiments, the methods are performed by any hardware device. This can be hardware that can be used universally, such as a computer processor (CPU), or hardware that is specific to the method, such as an ASIC.

Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich eine Veranschaulichung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Es versteht sich, dass Modifikationen und Variationen der hierin beschriebenen Anordnungen und Einzelheiten anderen Fachleuten einleuchten werden. Deshalb ist beabsichtigt, dass die Erfindung lediglich durch den Schutzumfang der nachstehenden Patentansprüche und nicht durch die spezifischen Einzelheiten, die anhand der Beschreibung und der Erläuterung der Ausführungsbeispiele hierin präsentiert wurden, beschränkt sei.The embodiments described above are merely illustrative of the principles of the present invention. It is understood that modifications and variations to the arrangements and details described herein will occur to those skilled in the art. Therefore, it is intended that the invention be limited only by the scope of the following claims and not by the specific details presented in the description and explanation of the embodiments herein.

An dieser Stelle sei angemerkt, dass obige Ausführungsbeispiele nur illustrativ die Funktionalität beschreiben und der Schutzbereich durch die nachfolgenden Patentansprüche bestimmt wird.At this point it should be noted that the above exemplary embodiments only describe the functionality by way of illustration and the scope of protection is determined by the subsequent patent claims.

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Claims (13)

  1. Circuitry (10, 10′, 10ʺ, 10‴) for feeding an antenna structure, comprising:
    a first input (10e1) for LHCP signals, a second input (10e2) for RHCP signals;
    four antenna outputs (10a1, 10a2, 10a3, 10a4);
    a first quadrature hybrid (12);
    second and third quadrature hybrids (14, 16), and
    at least two delay lines (7, 7');
    wherein the first quadrature hybrid (12) is coupled, on the input side, to the first and second inputs (10e1, 10e2) and is coupled, on the output side, to the second and third quadrature hybrids (14, 16),
    wherein the second quadrature hybrid (14) is coupled, on the output side, to two of the four antenna outputs (10a1, 10a2, 10a3, 10a4), and wherein the third quadrature hybrid (16) is coupled, on the output side, to two further ones of the four antenna outputs (10a1, 10a2, 10a3, 10a4);
    wherein the at least two delay lines (7, 7') are arranged at at least two of the four antenna outputs (10a1, 10a2, 10a3, 10a4),
    wherein the circuitry (10, 10′, 10ʺ, 10‴) comprises fourth and fifth quadrature hybrids (18, 20) connected in series, the fourth quadrature hybrid (18) being connected, on the input side, to the second quadrature hybrid (14) and to the third quadrature hybrid (16).
  2. Circuitry (10, 10′, 10ʺ, 10‴) as claimed in claim 1, wherein the second quadrature hybrid (14) is coupled, on the output side, to the first of the four antenna outputs (10a1, 10a2, 10a3, 10a4), and the third quadrature hybrid (16) is coupled, on the output side, to the fourth of the four antenna outputs (10a1, 10a2, 10a3, 10a4).
  3. Circuitry (10, 10′, 10ʺ, 10‴) as claimed in any of the previous claims, wherein the first, second and third quadrature hybrids (12, 14, 16) each comprise two inputs.
  4. Circuitry (10, 10', 10", 10‴) as claimed in claim 3, including a first termination resistor (5) and a second termination resistor (5), wherein one of the two inputs (10e1, 10e2) of the second quadrature hybrid (14) is coupled to the first termination resistor (5), and wherein one of the two inputs (10e1, 10e2) of the third quadrature hybrid (16) is coupled to the second termination resistor (5).
  5. Circuitry (10, 10′, 10ʺ, 10‴) as claimed in any of the previous claims, wherein each quadrature hybrid (12,14,16,18,20) comprises two outputs (10e1, 10e2), the second quadrature hybrid (14) being configured to generate a phase offset of 0 degrees at one of the two outputs (10e1, 10e2) and to generate a phase offset of 90 degrees at the other of the two outputs (10e1, 10e2).
  6. Circuitry (10, 10', 10", 10‴) as claimed in claim 5, wherein one of the at least two delay lines (7, 7′) connects the output (12a1, 12a2, 14a1, 14a2, 16a1, 16a2), offset by 90 degrees, of the second quadrature hybrid (14) to one of the four antenna outputs (10a1, 10a2, 10a3, 10a4), whereas another one of the at least two delay lines (7, 7') connects the output (12a1, 12a2, 14a1, 14a2, 16a1, 16a2), offset by 90 degrees, of the third quadrature hybrid (16) to a further one of the four antenna outputs (10a1, 10a2, 10a3, 10a4).
  7. Circuitry (10, 10', 10ʺ, 10‴) as claimed in any of the preceding claims, wherein the fourth quadrature hybrid (18) is connected to outputs (10e1, 10e2), offset by 0 degrees in each case, of the second and third quadrature hybrids (14, 16).
  8. Circuitry (10, 10′, 10", 10‴) as claimed in any of the preceding claims, wherein the fifth quadrature hybrid (20) is connected, on the output side, to the second and third of the four antenna outputs (10a1, 10a2, 10a3, 10a4).
  9. Circuitry (10, 10', 10ʺ, 10‴) as claimed in claim 8, the circuitry (10, 10′, 10", 10‴) including two further delay lines (7, 7') arranged between the fifth quadrature hybrid (20) and the second of the four antenna outputs (10a1, 10a2, 10a3, 10a4) and between the fifth quadrature hybrid (20) and the third of the four antenna outputs (10a1, 10a2, 10a3, 10a4), respectively.
  10. Circuitry (10,10′, 10ʺ, 10‴) as claimed in any of the previous claims, the circuitry (10, 10', 10", 10‴) being configured to be operated in the RHCP mode and in the LHCP mode.
  11. Circuitry (10, 10′, 10ʺ, 10‴) as claimed in claim 11, wherein in the RHCP mode, the second quadrature hybrid (14) is configured to obtain, from the first quadrature hybrid (12), a signal offset by 90 degrees by the first quadrature hybrid (12), and the third quadrature hybrid (16) is configured to obtain, from the first quadrature hybrid (12), a signal offset by 0 degrees by the first quadrature hybrid (12);
    wherein in the LHCP mode, the third quadrature hybrid (16) is configured to obtain, from the first quadrature hybrid (12), a signal offset by 90 degrees by the first quadrature hybrid (12), and the second quadrature hybrid (14) is configured to obtain, from the first quadrature hybrid (12), a signal offset by 0 degrees by the first quadrature hybrid (12).
  12. Circuitry (10,10′, 10ʺ, 10‴) as claimed in claims 10 or 11, including a third termination resistor (5) and a fourth termination resistor (5), wherein in the RHCP mode, the first input (10e1) is terminated by means of the third termination resistor (5), and wherein in the LHCP mode, the second input (10e2) is terminated by means of the fourth termination resistor (5).
  13. Antenna arrangement comprising:
    an antenna structure comprising four feeding points;
    a circuitry (10, 10′, 10ʺ, 10‴) as claimed in any of claims 1 to 13, the four outputs (12a1, 12a2, 14a1, 14a2, 16a1, 16a2) being connected to the four feeding points of the antenna structure.
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