EP4401242A1 - Elektronisch steuerbarer reflektor - Google Patents

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EP4401242A1
EP4401242A1 EP23151403.5A EP23151403A EP4401242A1 EP 4401242 A1 EP4401242 A1 EP 4401242A1 EP 23151403 A EP23151403 A EP 23151403A EP 4401242 A1 EP4401242 A1 EP 4401242A1
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EP
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antenna elements
group
circuit carrier
reflector
antenna
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Withdrawn
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EP23151403.5A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Lukas Walter Mayer
Janos Gila
Andreas Hofmann
Martin Schiefer
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Siemens AG Oesterreich
Original Assignee
Siemens AG Oesterreich
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/44—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the electric or magnetic characteristics of reflecting, refracting, or diffracting devices associated with the radiating element
    • H01Q3/46—Active lenses or reflecting arrays
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
    • H01Q15/14—Reflecting surfaces; Equivalent structures
    • H01Q15/148—Reflecting surfaces; Equivalent structures with means for varying the reflecting properties
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/061—Two dimensional planar arrays
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
    • H01Q15/14—Reflecting surfaces; Equivalent structures
    • H01Q15/16—Reflecting surfaces; Equivalent structures curved in two dimensions [2D], e.g. paraboloidal
    • H01Q15/165—Reflecting surfaces; Equivalent structures curved in two dimensions [2D], e.g. paraboloidal composed of a plurality of rigid panels
    • H01Q15/166—Reflecting surfaces; Equivalent structures curved in two dimensions [2D], e.g. paraboloidal composed of a plurality of rigid panels sector shaped

Definitions

  • the invention relates to an electronically controllable reflector comprising a first group with a first number of antenna elements and at least a second group with a second number of antenna elements.
  • a controllable reflector has a number of antenna elements, each of which receives a high-frequency signal, reflects it on an integrated electronically controllable element and re-radiates this reflected signal.
  • the electronically controllable element in an antenna element is controlled by a control module, which uses magnitude and phase information as a control signal to influence the reflection properties of the antenna element.
  • a controllable reflector can be a binary controllable planar antenna array in which the phase of the reflection factor can be influenced by binary controlling a diode connected to an antenna element of the array.
  • Each antenna element obviously has its own reflector element, such as a diode.
  • a diode a transistor, a switch or a phase shifter can also be used.
  • a controllable reflector usually consists of several antenna elements, whereby the size and geometry of the antenna elements are often the same and the geometric arrangement on the surface follows a special rule, namely, for example, round copper elements with a spacing of 0.8 times the wavelength.
  • controllable reflector The quality (performance) of this controllable reflector can be described with the so-called relaying gain.
  • the controllable reflector includes many basic or antenna elements, often over 100.
  • the geometric and mechanical requirements for the accuracy of the antenna elements are particularly high.
  • Antenna elements can have one or more connections in order to be able to receive or transmit in different polarizations, for example.
  • circuit carrier on which antenna elements are arranged introduces further limitations on the manufacturing accuracy, especially with regard to absolute accuracies.
  • the object according to the invention is achieved by a controllable reflector of the type mentioned at the outset, wherein the first group is arranged on a first circuit carrier and the at least one second group is arranged on a second circuit carrier, and the first circuit carrier is arranged adjacent to the at least one second circuit carrier, preferably planar, and the antenna elements of the first group and the antenna elements of the at least one second group are connected to a common control module and the control module is designed to control the antenna elements each with individual amount/amplitude and/or phase information.
  • the reflector can be divided into several smaller production units, which, due to their size, can be manufactured with greater precision than a comparable one-piece, controllable reflector.
  • the manufacturing tolerance requirements for a group are significantly lower than for an entire, one-piece reflector.
  • the described solution allows a single group to be small and therefore a simple PCB manufacturing technology can be used to achieve the required absolute manufacturing tolerances.
  • the individual antenna elements are arranged next to each other on a curved surface, such as on a cylinder surface.
  • the individual antenna elements are arranged next to each other in a planar manner, which simplifies production on a planar circuit carrier such as a printed circuit board.
  • an antenna element comprises a controllable reflector element which receives a signal received by the antenna element itself, is controllably reflected via a control signal and is re-radiated via the antenna element.
  • the control module is designed to control an antenna element with a respective control signal in such a way that a desired reflection property is achieved by the reflector element and the antenna element itself, for example by a desired antenna directional characteristic of the controllable reflector.
  • the antenna elements of the first group and the antenna elements of the at least one second group are arranged such that an imaginary outer contour of the respective group, which encloses its antenna elements, essentially forms a hexagonal shape.
  • the antenna elements within this group can be easily arranged and, together with antenna elements from another group, form a highly precise reflector.
  • An outer contour is the polygon that can be drawn around the number of antenna elements within a group and forms, for example, the tangent around individual round antenna elements. Enclosed antenna elements can be arranged in such a way that they are not touched by the outer contour.
  • the first circuit carrier and the at least one second circuit carrier each have a hexagonal shape.
  • the groups can be joined together very well, and the antenna elements can be arranged within a group and form a high-precision reflector with antenna elements from another group.
  • the hexagonal shape is particularly advantageous because a two-dimensional reflector can be formed in a flexible manner using antenna modules with a large number of antenna elements.
  • the hexagonal shape of the individual groups or modules means that several circuit carriers can be lined up at an angle of 120°, which creates a particularly robust and precisely aligned reflector and simplifies the number and design of the brackets that hold the individual modules together precisely.
  • the angle of 120° as a limitation of the circuit carrier also improves the resistance to delamination of individual layers of the circuit carrier, which is particularly advantageous for resistance to high environmental influences, such as temperature or humidity fluctuations.
  • the incoming field can be better absorbed by the antenna elements if they are arranged on a hexagonal grid.
  • first circuit carrier and the at least one second circuit carrier are arranged fixed to one another by at least one holder.
  • the antenna elements have a round shape and a planar design in order to efficiently use the space on a planar circuit carrier.
  • Vertical radiation for example through patch antenna elements, is advantageous.
  • the first group and the at least one second group each have a number of more than 30 antenna elements, preferably more than 100 antenna elements.
  • the previously described reflector is particularly suitable for larger reflectors, as the influence of manufacturing accuracy increases.
  • the antenna elements are each designed for an operating frequency of more than 20 GHz, preferably more than 30 GHz and particularly preferably more than 40 GHz, and preferably the antenna elements within the respective group have a distance from one another of 0.8 times the wavelength of the operating frequency.
  • the previously described reflector is particularly suitable for reflectors with operating frequencies in the microwave and millimeter wave range, because then the influence of manufacturing accuracy increases.
  • the combination of the operating frequencies with the hexagonal shape of circuit carriers and the round antenna elements leads to a particularly robust design of a controllable reflector for operation in the microwave and millimeter wave range.
  • Fig.1 represents a first group G1 with a number of circular, round antenna elements in a planar design, like a circuit board.
  • the antenna elements are all identical in construction, although marked differently in the figure in order to represent a single control by individual control signals.
  • the antenna elements of the first group G1 are arranged such that an imaginary outer contour K of the group G1 encloses its antenna elements and forms an essentially hexagonal shape.
  • second groups G2, G3 can be formed, as in Fig.2 shown.
  • the second groups G2, G3 are formed on further second circuit carriers S2, S3.
  • the circuit carriers S1-S3 each have a hexagonal shape.
  • circuit carriers S1-S3 are fixed to each other by a holder, which is not shown in the figure.
  • An electronically controllable reflector thus has the first group G1 with a first number of antenna elements and the at least one second group G2, G3 with a second number of antenna elements.
  • the first group G1 is arranged on the first circuit carrier S1.
  • the at least one second group G2, G3 is arranged on a second circuit carrier S2, S3.
  • the first circuit carrier S1 is arranged planarly adjacent to the at least one second circuit carrier S2, S3.
  • the antenna elements of the first group G1 and the antenna elements of the at least one second group G2, G3 are further connected to a common control module, which is not shown in the figure.
  • the control module can, for example, be electrically connected to the individual circuit carriers S1-S3 and their antenna elements via digital control lines and can be controlled, for example, with a binary control signal.
  • the control module is designed to control the antenna elements with individual magnitude/amplitude and/or phase information.
  • the advantages of the above-mentioned arrangement with regard to manufacturing tolerances are particularly great if the first group G1 and the at least one second group G2, G3 each have a number of more than 30 antenna elements, preferably more than 100 antenna elements.
  • the antenna elements are each designed for an operating frequency of more than 20 GHz, preferably more than 30 GHz and particularly preferably more than 40 GHz, and preferably the antenna elements within the respective group G1-G3 are spaced apart by 0.8 times the wavelength of the operating frequency.

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Abstract

Elektronisch steuerbarer Reflektor, umfassend eine erste Gruppe (Gl) mit einer ersten Anzahl an Antennenelementen und zumindest eine zweite Gruppe (G2, G3) mit einer zweiten Anzahl an Antennenelementen, wobei die erste Gruppe (G1) auf einem ersten Schaltungsträger (S1) angeordnet ist und die zumindest eine zweite Gruppe (G2, G3) auf einem zweiten Schaltungsträger (S2, S3) angeordnet ist, und der erste Schaltungsträger (S1) an den zumindest einen zweiten Schaltungsträger (S2, S3) angrenzend planar angeordnet ist, und die Antennenelemente der ersten Gruppe (Gl) und die Antennenelemente der zumindest einem zweiten Gruppe (G2, G3) mit einem gemeinsamen Steuer-Modul verbunden sind und das Steuer-Modul dazu eingerichtet ist, die Antennenelemente jeweils mit einer individuellen Betrags- und einer Phaseninformation anzusteuern.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen elektronisch steuerbaren Reflektor, umfassend eine erste Gruppe mit einer ersten Anzahl an Antennenelementen und zumindest eine zweite Gruppe mit einer zweiten Anzahl an Antennenelementen.
  • Ein steuerbarer Reflektor weist eine Anzahl von Antennenelementen auf, welche jeweils ein Hochfrequenz-Signal empfangen, an einem integrierten elektronisch steuerbaren Element reflektieren und dieses reflektierte Signal wieder abstrahlen.
  • Das elektronisch steuerbare Element in einem Antennenelement wird durch ein Steuer-Modul angesteuert, welches eine Betrags- und Phaseninformation als Steuer-Signal anwendet, um die Reflexionseigenschaften des Antennenelements zu beeinflussen.
  • Beispielweise kann ein steuerbarer Reflektor ein binär steuerbares planares Antennen-Array sein, bei welchem die Phase des Reflexions-Faktors beeinflusst werden kann, indem eine an ein Antennenelement des Arrays verbundene Diode binär angesteuert wird. Jedes Antennenelement verfügt klarerweise über eine eigenes Reflektorelement, wie beispielsweise eine Diode. Anstelle einer Diode kann auch ein Transistor, ein Schalter oder ein Phasenschieber eingesetzt werden.
  • Ein steuerbarer Reflektor besteht in der Regel aus mehreren Antennenelementen, wobei die Größe und die Geometrie der Antennenelemente oft gleich sind und die geometrische Anordnung an der Oberfläche einer speziellen Regel folgt, nämlich beispielsweise runde Kupferelemente mit einem Abstand des 0,8-fachen der Wellenlänge.
  • Die Güte (Performance) dieses steuerbaren Reflektors kann mit dem sogenannten Relais-Gewinn (engl. "relaying gain") beschrieben werden. Für einen hohen Gewinn umfasst der steuerbare Reflektor viele Grund- beziehungsweise Antennenelemente, oftmals über 100.
  • Für die Qualität der Reflektor-Funktion müssen sowohl die Abmessungen der Grundelemente als auch die Abstände zwischen den Grundelementen sehr genau eingehalten werden.
  • In der Herstellung eines derartigen Reflektors ist es nun oft schwierig die Herstellungstoleranzen bei entsprechend großen Baugruppen gering zu halten.
  • Insbesondere bei Reflektoren mit Betriebsfrequenzen im Mikrowellen- und Millimeterwellen-Bereich, wie beispielsweise ab 20 GHz und höher, sind die geometrischen und mechanischen Anforderungen an die Genauigkeit der Antennenelemente besonders hoch.
  • Antennenelemente können ein oder mehrere Anschlüsse aufweisen, um beispielsweise in unterschiedlichen Polarisationen Empfangen beziehungsweise Abstrahlen zu können.
  • Das Material, die Größe oder auch die Planarität des Schaltungsträgers, auf welchem Antennenelemente angeordnet sind, wie beispielsweise Leiterplatten, führt weitere Einschränkungen an die Herstellungsgenauigkeit ein, insbesondere hinsichtlich absoluter Genauigkeiten.
  • Dies führt in Folge zu einem komplexen, aufwändigen und teuren Herstellungsprozess eines steuerbaren Reflektors mit einer großen Anzahl an Antennenelementen.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung einen steuerbaren Reflektor bereitzustellen, welcher mit ausreichender Genauigkeit hergestellt werden kann.
  • Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch einen steuerbaren Reflektor eingangs genannter Art gelöst, wobei die erste Gruppe auf einem ersten Schaltungsträger angeordnet ist und die zumindest eine zweite Gruppe auf einem zweiten Schaltungsträger angeordnet ist, und der erste Schaltungsträger an den zumindest einen zweiten Schaltungsträger angrenzend, vorzugsweise planar, angeordnet ist, und die Antennenelemente der ersten Gruppe und die Antennenelemente der zumindest einen zweiten Gruppe mit einem gemeinsamen Steuer-Modul verbunden sind und das Steuer-Modul dazu eingerichtet ist, die Antennenelemente jeweils mit einer individuellen Betrags-/Amplituden- und/oder einer Phaseninformation anzusteuern.
  • Dadurch wird erreicht, dass der Reflektor in mehrere kleinere Herstellungseinheiten unterteilt werden kann, welche aufgrund ihrer Baugröße mit höherer Genauigkeit hergestellt werden können als ein vergleichbarer einteiliger steuerbarere Reflektor.
  • Ungenauigkeiten beim Zusammenführen der einzelnen Gruppen summieren sich nicht in dem Ausmaß, als wenn ein einteiliger Reflektor insgesamt ungenauer hergestellt wird.
  • Mit anderen Worten sind die Anforderungen an die Fertigungstoleranz für eine Gruppe deutlich geringer als für einen gesamten, einteiligen Reflektor.
  • Die beschriebene Lösung erlaubt, dass eine einzelne Gruppe klein sein kann und es kann daher eine einfache Leiterplattenfertigungstechnologie für die geforderten absoluten Fertigungstoleranzen herangezogen werden.
  • Es ist vorteilhaft, wenn die einzelnen Antennenelemente nebeneinander auf einer gekrümmten Fläche angeordnet sind, wie beispielsweise auf einer Zylinderoberfläche.
  • Es ist ebenso vorteilhaft, wenn die einzelnen Antennenelemente nebeneinander planar angeordnet sind, wodurch die Herstellung auf einem planaren Schaltungsträger wie einer Leiterplatte vereinfacht wird.
  • Ferner ist die Handhabung einer kleinen Gruppe in der Produktion einfacher. In der Produktion eines gesamten Reflektors, also bei zusammenfügen mehrerer Gruppen, muss daher lediglich auf die Genauigkeit der Montage geachtet werden.
  • Außerdem können aus einer Anzahl von Gruppen unterschiedliche Reflektoren mit unterschiedlichen Anzahlen von Antennenelementen hergestellt werden. Dieser modulare Aufbau kann die Herstellkosten eines Reflektors reduzieren.
  • Nicht zuletzt kann bei einem eventuellen Ausfall einer Gruppe nur diese und nicht der gesamte Reflektor ausgetauscht werden.
  • Im vorliegenden Zusammenhang umfasst ein Antennenelement ein steuerbares Reflektorelement, welches ein vom Antennenelement selbst empfangenes Signal empfängt, über ein Steuersignal steuerbar reflektiert wird und über das Antennenelement wieder abgestrahlt wird.
  • Das Steuer-Modul ist dazu eingerichtet, mit einem jeweiligen Steuersignal ein Antennenelement derart anzusteuern, dass eine gewünschte Reflexionseigenschaft durch das Reflektorelement und das Antennenelement selbst erzielt wird, beispielweise durch eine gewünschte Antennen-Richtcharakteristik des steuerbaren Reflektors.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Antennenelemente der ersten Gruppe und die Antennenelemente der zumindest einen zweiten Gruppe so angeordnet sind, dass eine gedachte Außenkontur der jeweiligen Gruppe, welche deren Antennenelemente umschließt, im Wesentlichen eine hexagonale Form bildet.
  • Durch die Wahl einer hexagonalen Form für eine Gruppe beziehungsweise ein Modul können die Antennenelemente innerhalb dieser Gruppe einfach angeordnet werden und mit Antennenelementen einer anderen Gruppe insgesamt einen hochpräzisen Reflektor ausbilden.
  • Mit einer Außenkontur ist jenes Polygon gemeint, welches um die Anzahl der Antennenelemente innerhalb einer Gruppe gezogen kann und beispielsweise die Tangente um einzelne runde Antennenelemente bildet. Eingeschlossene Antennenelemente können so angeordnet sein, dass sie von der Außenkontur nicht berührt werden.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass der erste Schaltungsträger und der zumindest eine zweite Schaltungsträger jeweils eine hexagonale Form aufweisen.
  • Durch die Wahl einer hexagonalen Form für einen Schaltungsträger können die Gruppen sehr gut zusammengefügt werden, sowie die Antennenelemente innerhalb einer Gruppe angeordnet werden und mit Antennenelementen einer anderen Gruppe insgesamt einen hochpräzisen Reflektor bilden.
  • Beim Zusammenfügen solcher Schaltungsträger für Teilmodule eines gebildeten Reflektors ist die hexagonale Form besonders vorteilhaft, da auf flexible Weise ein zweidimensionaler Reflektor durch Antennen-Module mit einer Vielzahl von Antennenelementen gebildet werden kann. Mehrere Schaltungsträger können durch die hexagonale Form der einzelnen Gruppen beziehungsweise Module mit einem Winkel von 120° aneinandergereiht werden, wodurch ein besonders robuster und präzise ausgerichteter Reflektor gebildet wird, und die Anzahl und Bauweise der Halterungen, welche die einzelnen Module präzise zusammenhalten, vereinfacht werden kann.
  • Der Winkel von 120° als Begrenzung des Schaltungsträgers verbessert zudem die Beständigkeit gegen Delamination einzelner Lagen des Schaltungsträgers, was insbesondere für eine Beständigkeit gegen hohe Umwelteinflüsse, wie Temperatur- oder Feuchtigkeits-Schwankungen vorteilhaft ist.
  • Insbesondere die Kombination der hexagonalen Form von Schaltungsträgern mit insbesondere runden Antennenelementen führt zu einer besonders robusten und effizienten Bauweise eines steuerbaren Reflektors.
  • Allgemein kann das eintreffende Feld von den Antennenelementen insgesamt besser absorbiert werden, wenn diese auf einem hexagonalen Gitter angeordnet sind.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass der erste Schaltungsträger und der zumindest eine zweite Schaltungsträger durch zumindest eine Halterung zueinander fixiert angeordnet sind.
  • Dadurch wird erreicht, dass die einzelnen Schaltungsträger besonders einfach zusammengefügt werden können, und eine mechanisch robuste Baugruppe bilden.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Antennenelemente eine runde Form und eine planare Bauart aufweisen, um den Platz auf einem planaren Schaltungsträger effizient auszunützen. Eine lotrechte Abstrahlung beispielsweise durch Patch-Antennenelemente ist vorteilhaft.
  • Dadurch können auf einfache Weise Antennengruppen durch die einzelnen kreisrunden Antennenelemente gebildet werden, welche beispielsweise gegenüber rechteckigen Antennenelementen besonders genau gefertigt werden können und geringe Toleranzen gut realisiert werden können, sowie der auf dem Schaltungsträger zur Verfügung stehende Platz vorteilhaft ausgenutzt werden kann.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die erste Gruppe und die zumindest eine zweite Gruppe jeweils eine Anzahl von mehr als 30 Antennenelemente, bevorzugt mehr als 100 Antennenelemente aufweisen.
  • Insbesondere für größere Reflektoren ist der vorher beschriebene Reflektor besonders geeignet, denn dann nimmt der Einfluss der Herstellungsgenauigkeiten zu.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Antennenelemente jeweils für eine Betriebsfrequenz von mehr als 20 GHz, bevorzugt mehr als 30 GHz und besonders bevorzugt mehr als 40 GHz ausgelegt sind, und vorzugsweise die Antennenelemente innerhalb der jeweiligen Gruppe einen Abstand untereinander des 0,8-fachen der Wellenlänge der Betriebsfrequenz aufweisen.
  • Insbesondere für Reflektoren mit Betriebsfrequenzen im Mikrowellen- und Millimeterwellen-Bereich ist der vorher beschriebene Reflektor besonders geeignet, denn dann nimmt der Einfluss der Herstellungsgenauigkeiten zu.
  • Insbesondere die Kombination der Betriebsfrequenzen mit der hexagonalen Form von Schaltungsträgern und den runden Antennenelementen führt zu einer besonders robusten Bauweise eines steuerbaren Reflektors für den Betrieb im Mikrowellen- und Millimeterwellen-Bereich.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den beigeschlossenen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:
    • Fig. 1
    eine Darstellung einer Gruppe mit einer Anzahl an Antennenelementen,
    Fig. 2
    eine Darstellung von drei Gruppen beziehungsweise drei Schaltungsträgern, welche einen steuerbaren Reflektor bilden.
  • Fig. 1 stellt eine erste Gruppe G1 mit einer Anzahl an kreisförmigen, runden Antennenelementen in planarer Bauart, wie eine Leiterplatte, dar. Die Antennenelemente sind alle baugleich, obwohl in der Figur unterschiedlich gekennzeichnet, um eine einzelne Ansteuerung durch individuelle Steuersignale darzustellen.
  • Dabei sind die Antennenelemente der ersten Gruppe G1 so angeordnet, dass eine gedachte Außenkontur K der Gruppe G1 deren Antennenelemente umschließt und eine im Wesentlichen hexagonale Form bildet.
  • Analog zur Gruppe G1 können weitere, zweite Gruppen G2, G3 gebildet werden, wie in Fig. 2 dargestellt.
  • Die zweiten Gruppen G2, G3 sind auf weiteren zweiten Schaltungsträgern S2, S3 ausgebildet.
  • Die Schaltungsträger S1-S3 weisen jeweils eine hexagonale Form auf.
  • Zur mechanischen Zusammenführung werden die Schaltungsträger S1-S3 durch eine Halterung zueinander fixiert, was in der Figur nicht dargestellt ist.
  • Ein elektronisch steuerbarer Reflektor weist also die erste Gruppe G1 mit einer ersten Anzahl an Antennenelementen und die zumindest eine zweite Gruppe G2, G3 mit einer zweiten Anzahl an Antennenelementen auf.
  • Die erste Gruppe G1 ist auf dem ersten Schaltungsträger S1 angeordnet.
  • Die zumindest eine zweite Gruppe G2, G3 ist auf einem zweiten Schaltungsträger S2, S3 angeordnet.
  • Der erste Schaltungsträger S1 ist an den zumindest einen zweiten Schaltungsträger S2, S3 angrenzend planar angeordnet.
  • Die Antennenelemente der ersten Gruppe G1 und die Antennenelemente der zumindest einen zweiten Gruppe G2, G3 sind ferner mit einem gemeinsamen Steuer-Modul verbunden, was in der Figur nicht dargestellt ist.
  • Das Steuer-Modul kann beispielsweise über digitale SteuerLeitungen mit den einzelnen Schaltungsträgern S1-S3 und deren Antennenelemente elektrisch verbunden sein und beispielsweise mit einem binären Steuersignal angesteuert werden.
  • Das Steuer-Modul ist dazu eingerichtet, die Antennenelemente jeweils mit einer individuellen Betrags-/Amplituden- und/oder einer Phaseninformation anzusteuern.
  • Die Vorteile der genannten Anordnung hinsichtlich Herstellungstoleranzen sind besonders groß, wenn die erste Gruppe G1 und die zumindest eine zweite Gruppe G2, G3 jeweils eine Anzahl von mehr als 30 Antennenelemente, bevorzugt mehr als 100 Antennenelemente aufweisen.
  • Die Vorteile der genannten Anordnung hinsichtlich Herstellungstoleranzen sind außerdem besonders groß, wenn die Antennenelemente jeweils für eine Betriebsfrequenz von mehr als 20 GHz, bevorzugt mehr als 30 GHz und besonders bevorzugt mehr als 40 GHz ausgelegt sind, und vorzugsweise die Antennenelemente innerhalb der jeweiligen Gruppe G1-G3 einen Abstand untereinander des 0,8-fachen der Wellenlänge der Betriebsfrequenz aufweisen.
  • Beide Vorteile summieren sich synergistisch bei einer kombinierten Dimensionierung hinsichtlich Anzahl und Betriebsfrequenz der Antennenelemente.
    • Bezugszeichenliste:
    • G1-G3
    Gruppe
    K
    Kontur
    S1-S3
    Schaltungsträger

Claims (7)

  1. Elektronisch steuerbarer Reflektor, umfassend eine erste Gruppe (G1) mit einer ersten Anzahl an Antennenelementen und zumindest eine zweite Gruppe (G2, G3) mit einer zweiten Anzahl an Antennenelementen, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Gruppe (G1) auf einem ersten Schaltungsträger (S1) angeordnet ist und die zumindest eine zweite Gruppe (G2, G3) auf einem zweiten Schaltungsträger (S2, S3) angeordnet ist, und der erste Schaltungsträger (S1) an den zumindest einen zweiten Schaltungsträger (S2, S3) angrenzend, vorzugsweise planar, angeordnet ist, und die Antennenelemente der ersten Gruppe (G1) und die Antennenelemente der zumindest einen zweiten Gruppe (G2, G3) mit einem gemeinsamen Steuer-Modul verbunden sind und das Steuer-Modul dazu eingerichtet ist, die Antennenelemente jeweils mit einer individuellen Betrags-/Amplituden- und/oder einer Phaseninformation anzusteuern.
  2. Reflektor nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Antennenelemente der ersten Gruppe (G1) und die Antennenelemente der zumindest einen zweiten Gruppe (G2, G3) so angeordnet sind, dass eine gedachte Außenkontur (K) der jeweiligen Gruppe, welche deren Antennenelemente umschließt, im Wesentlichen eine hexagonale Form bildet.
  3. Reflektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Schaltungsträger (S1) und der zumindest eine zweite Schaltungsträger (S2, S3) jeweils eine hexagonale Form aufweisen.
  4. Reflektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Schaltungsträger (S1) und der zumindest eine zweite Schaltungsträger (S2, S3) durch zumindest eine Halterung zueinander fixiert angeordnet sind.
  5. Reflektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Antennenelemente eine runde Form und eine planare Bauart aufweisen.
  6. Reflektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Gruppe (G1) und die zumindest eine zweite Gruppe (G2, G3) jeweils eine Anzahl von mehr als 30 Antennenelemente, bevorzugt mehr als 100 Antennenelemente aufweisen.
  7. Reflektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Antennenelemente jeweils für eine Betriebsfrequenz von mehr als 20 GHz, bevorzugt mehr als 30 GHz und besonders bevorzugt mehr als 40 GHz ausgelegt sind, und vorzugsweise die Antennenelemente innerhalb der jeweiligen Gruppe (G1-G3) einen Abstand untereinander des 0,8-fachen der Wellenlänge der Betriebsfrequenz aufweisen.
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