ITTO20080447A1 - PLANAR MICRO-STRIPED CABLE ANTENNA FOR SATELLITE TELECOMMUNICATIONS, SUITABLE FOR OPERATION WITH DIFFERENT RECEPTION AND TRANSMISSION FREQUENCIES AND WITH CROSS POLARIZATIONS. - Google Patents

PLANAR MICRO-STRIPED CABLE ANTENNA FOR SATELLITE TELECOMMUNICATIONS, SUITABLE FOR OPERATION WITH DIFFERENT RECEPTION AND TRANSMISSION FREQUENCIES AND WITH CROSS POLARIZATIONS. Download PDF

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ITTO20080447A1
ITTO20080447A1 ITTO20080447A ITTO20080447A1 IT TO20080447 A1 ITTO20080447 A1 IT TO20080447A1 IT TO20080447 A ITTO20080447 A IT TO20080447A IT TO20080447 A1 ITTO20080447 A1 IT TO20080447A1
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array
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Tindaro Cadili
Carmelo Mollura
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Selex Communications Spa
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Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Antenna a schiera planare in microstriscia per telecomunicazioni satellitari, atta ad operare a frequenze di ricezione e trasmissione differenti e con polarizzazioni incrociate" DESCRIPTION of the industrial invention entitled: "Planar array antenna in microstrip for satellite telecommunications, suitable for operating at different reception and transmission frequencies and with crossed polarizations"

DESCRIZIONE DESCRIPTION

La presente invenzione riguarda le antenne planari, e più specificamente un'antenna a schiera planare per telecomunicazioni satellitari secondo il preambolo della rivendicazione 1. The present invention relates to planar antennas, and more specifically to a planar array antenna for satellite telecommunications according to the preamble of claim 1.

E<1>noto di impiegare comunicazioni satellitari tra mezzi mobili e stazioni fisse a terra per superare eventuali limitazioni dovuta alla reciproca localizzazione geografica degli apparati comunicanti, che potrebbero non beneficiare della copertura di una rete di comunicazione terrestre nelle aree in cui si trovano e, eventualmente , si spostano . It is known to use satellite communications between mobile vehicles and fixed ground stations to overcome any limitations due to the mutual geographical location of the communicating devices, which may not benefit from the coverage of a terrestrial communication network in the areas in which they are located and, eventually, they move.

Le antenne impiegate per collegamenti satelli-tari devono avere un'elevata direttività per poter garantire una buona qualità del collegamento. In condizioni operative in cui è necessario comunicare da o verso un mezzo in movimento attraverso un collegamento satellitare, l'antenna direttiva dell'apparato di comunicazione impiegato a bordo del mezzo mobile deve garantire il mantenimento del collegamento per tutto il tempo e per ogni orientamento del mezzo. The antennas used for satellite connections must have a high directivity in order to guarantee a good quality of the connection. In operating conditions in which it is necessary to communicate to or from a moving vehicle through a satellite link, the directive antenna of the communication apparatus used on board the mobile vehicle must ensure that the connection is maintained for all the time and for each orientation of the vehicle. half.

Per mantenere il collegamento è dunque necessario poter disporre dì un'antenna orientabile dinamicamente durante il movimento del mezzo, o - più in generale - il cui diagramma di irradiazione sia orientabile dinamicamente. To maintain the connection it is therefore necessary to have an antenna that can be dynamically orientated during the movement of the vehicle, or - more generally - whose radiation pattern can be dynamically orientated.

L<1>antenna non deve opporre resistenza al moto del mezzo su cui è installata, quindi deve avere dimensioni molto contenute e un basso profilo, e deve poter variare la propria direzione di puntamento rapidamente. The <1> antenna must not oppose resistance to the motion of the vehicle on which it is installed, therefore it must have very small dimensions and a low profile, and must be able to vary its pointing direction quickly.

Generalmente, per questi scopi non è possibile utilizzare antenne paraboliche, che possiedono le migliori caratteristiche per rispettare i requisiti di irradiazione sopra citati (direttività), poiché durante il movimento del mezzo sarebbero sottoposte a forti sollecitazioni e non sarebbe possibile mantenerne il puntamento. Generally, for these purposes it is not possible to use parabolic antennas, which have the best characteristics to comply with the irradiation requirements mentioned above (directivity), since during the movement of the vehicle they would be subjected to strong stresses and it would not be possible to maintain their pointing.

La soluzione adottata è un'antenna planare comprendente una schiera di elementi radianti a sfasamento variabile che consentono la scansione elettronica del fascio sul piano di elevazione. The solution adopted is a planar antenna comprising an array of radiant elements with variable phase displacement which allow the electronic scanning of the beam on the elevation plane.

Un esempio di realizzazione è un'antenna planare a microstriscia in tecnologia stampata con elementi radianti a patch. An example of an embodiment is a microstrip planar antenna in molded technology with radiating patch elements.

Nel caso tipico più frequente di comunicazione in banda X sono realizzati due separati moduli di antenna, uno predisposto per operare in ricezione con una prima polarizzazione, ed uno predisposto per operare in trasmissione con una seconda polarizzazione . In the more frequent typical case of communication in band X, two separate antenna modules are made, one arranged to operate in reception with a first polarization, and one arranged to operate in transmission with a second polarization.

Per questo motivo gli elementi radianti occupano il doppio dello spazio necessario a garantire le prestazioni dell'antenna. For this reason, the radiating elements occupy double the space necessary to guarantee the performance of the antenna.

EP 0342 175 descrive un'antenna a schiera a circuito stampato a doppia polarizzazione comprendente elementi radianti a patch disposti su due strati, ciascuno dei quali è associato ad una polarizzazione di irradiazione. Ciascuno strato di elementi radianti ha associato un rispettivo strato di distribuzione dell'alimentazione includente linee di alimentazione a microstriscia alle quali gli elementi radianti sono accoppiati in modo capacitivo. Specificamente, la configurazione dei patch dell<1>antenna è tale da consentire di ottenere una polarizzazione circolare in un primo senso negli elementi radianti di un primo strato, ed una polarizzazione circolare in senso opposto negli elementi radianti dell'altro strato. EP 0342 175 discloses a double polarization printed circuit array antenna comprising patch radiating elements arranged on two layers, each of which is associated with an irradiation polarization. Each layer of radiating elements has associated a respective power distribution layer including microstrip power lines to which the radiating elements are coupled capacitively. Specifically, the configuration of the patches of the antenna is such as to allow to obtain a circular polarization in a first sense in the radiating elements of a first layer, and a circular polarization in the opposite direction in the radiating elements of the other layer.

L'antenna così realizzata è atta ad operare in una unica banda di trasmissione con doppia polarizzazione circolare grazie all'utilizzo di un componente esterno all'antenna (ibrido a 90°). The antenna thus made is able to operate in a single transmission band with double circular polarization thanks to the use of a component external to the antenna (hybrid at 90 °).

La presente invenzione si prefigge lo scopo di fornire un'antenna a schiera planare per telecomunicazioni satellitari che presenti una maggiore efficienza in trasmissione e in ricezione rispetto alle soluzioni note, e un ridotto ingombro. The present invention has the purpose of providing a planar array antenna for satellite telecommunications which has a greater efficiency in transmission and reception than known solutions, and a reduced bulk.

Secondo la presente invenzione tale scopo viene raggiunto grazie ad un'antenna a schiera planare avente le caratteristiche richiamate nella rivendicazione 1. According to the present invention, this object is achieved thanks to a planar array antenna having the characteristics recalled in claim 1.

Modi particolari di realizzazione formano oggetto delle rivendicazioni dipendenti, da considerarsi parte integrale ed integrante della presente descrizione . Particular embodiments form the subject of the dependent claims, to be considered an integral and integral part of the present description.

In sintesi, la presente invenzione si fonda sul principio di realizzare un'antenna a schiera planare impiegando elementi radianti a banda stretta, raggruppati rispettivamente in un insieme di elementi radianti per la trasmissione ed un insieme di elementi radianti per la ricezione, intercalati su una medesima superficie di irradiazione, per realizzare un'antenna adatta al caso tipico più frequente di comunicazione satellitare in banda X. In summary, the present invention is based on the principle of realizing a planar array antenna using narrow band radiating elements, grouped respectively into a set of radiating elements for transmission and a set of radiating elements for reception, interleaved on the same irradiation surface, to create an antenna suitable for the most frequent typical case of satellite communication in the X band.

Per realizzare un'unica antenna utilizzabile sull'intera banda X in trasmissione e in ricezione bisognerebbe realizzare ogni elemento radiante in modo tale che sia atto a operare sull’intera banda. Nel caso di antenna planare a microstriscia in tecnologia stampata con elementi radianti a patch gli elementi radianti sono elementi a banda stretta, per cui quindi si rende necessario realizzare due separati moduli di antenna, uno predisposto per operare in ricezione in un primo intervallo di frequenze, ed uno predisposto per operare in trasmissione in un secondo intervallo di frequenze. To create a single antenna that can be used on the entire X band in transmission and reception, each radiating element should be made in such a way that it is capable of operating on the entire band. In the case of a microstrip planar antenna in printed technology with patch radiating elements, the radiating elements are narrow band elements, so it is therefore necessary to create two separate antenna modules, one designed to operate in reception in a first frequency range, and one arranged to operate in transmission in a second frequency range.

Distinguendo i moduli di antenna in ricezione e trasmissione ed integrando i moduli nella stessa superficie di irradiazione dell'antenna, intercalando i rispettivi elementi radianti, si ottiene un unico complesso di antenna avente un ingombro spaziale ridotto rispetto alle soluzioni note. By distinguishing the receiving and transmitting antenna modules and integrating the modules in the same irradiation surface of the antenna, intercalating the respective radiating elements, a single antenna assembly is obtained having a reduced space encumbrance with respect to known solutions.

Nella disposizione oggetto dell<1>invenzione gli elementi radianti in trasmissione e gli elementi radianti in ricezione risentono mutuamente della loro vicinanza, e per ridurre i problemi di accoppiamento vengono utilizzati differenti modelli di elementi radianti, atti a irradiare polarizzazioni differenti. In una forma di realizzazione preferita gli elementi radianti del primo modulo sono realizzati come patch quadrati con due angoli opposti troncati, atti ad irradiare una polarizzazione circolare sinistra e gli elementi radianti del secondo modulo sono realizzati come patch circolari con discontinuità (intagli) lungo la circonferenza, atti ad irradiare una polarizzazione circolare destra. In the arrangement object of the invention, the radiating elements in transmission and the radiating elements in reception are mutually affected by their proximity, and to reduce the coupling problems different models of radiating elements are used, suitable for radiating different polarizations. In a preferred embodiment, the radiating elements of the first module are made as square patches with two truncated opposite corners, suitable for radiating a left circular polarization and the radiating elements of the second module are made as circular patches with discontinuities (notches) along the circumference , suitable for radiating a right circular polarization.

Convenientemente, le correnti elettromagnetiche ai patch sono indotte per effetto capacitivo da rispettivi circuiti a microstriscia attraverso fessure praticate nel piano di massa sottostante lo strato di patch. Conveniently, the electromagnetic currents to the patches are induced by capacitive effect by respective microstrip circuits through slits made in the ground plane below the patch layer.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell<1>invenzione verranno più dettagliatamente esposti nella descrizione particolareggiata seguente di una sua forma di attuazione, data a titolo di esempio non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali: Further characteristics and advantages of the invention will be set out in more detail in the following detailed description of an embodiment thereof, given by way of non-limiting example, with reference to the attached drawings, in which:

la figura 1 è una rappresentazione in pianta di un'antenna secondo l'invenzione, comprendente una schiera 2x2 di primi elementi radianti predisposti per la trasmissione, intercalata con una schiera 2x2 di secondi elementi radianti predisposti per la ricezione; Figure 1 is a plan view of an antenna according to the invention, comprising a 2x2 array of first radiating elements set up for transmission, intercalated with a 2x2 array of second radiating elements set up for reception;

la figura 2 è una rappresentazione in sezione dell 'antenna secondo 1<1>invenzione; Figure 2 is a sectional representation of the antenna according to the invention;

le figure 3 e 4 mostrano rispettive forme di realizzazione di elementi radianti dell'antenna; e la figura 5 è una rappresentazione in pianta di un'antenna secondo l'invenzione, comprendente una schiera 2x8 di primi elementi radianti predisposti per la trasmissione, intercalata con una schiera 2x8 di secondi elementi radianti predisposti per la ricezione, e rispettiva rete di distribuzione dell<1>alimentazione. Figures 3 and 4 show respective embodiments of radiating elements of the antenna; and figure 5 is a plan view of an antenna according to the invention, comprising a 2x8 array of first radiating elements set up for transmission, intercalated with a 2x8 array of second radiating elements set up for reception, and respective distribution network of the <1> power supply.

In figura 1 è mostrato un modulo complessivo 10 di un'antenna planare a schiera, includente un modulo di trasmissione 10T comprendente una schiera 2x2 di primi elementi radianti 12T atti a irradiare una polarizzazione circolare sinistra, ed un modulo di ricezione 10R comprendente una schiera 2x2 di secondi elementi radianti 12R atti ad irradiare una polarizzazione circolare destra. Figure 1 shows an overall module 10 of a planar array antenna, including a transmission module 10T comprising a 2x2 array of first radiating elements 12T adapted to radiate a left circular polarization, and a reception module 10R comprising a 2x2 array of second radiating elements 12R adapted to radiate a right circular polarization.

Nel caso specifico di una forma di realizzazione attualmente preferita è raffigurata un'antenna in banda X, operante nell'intervallo di frequenze [7.25÷7.75] GHz per la ricezione, e nell'intervallo di frequenze [7.9÷8.4] GHz per la trasmissione . In the specific case of a currently preferred embodiment, an antenna in the X band is shown, operating in the frequency range [7.25 ÷ 7.75] GHz for reception, and in the frequency range [7.9 ÷ 8.4] GHz for transmission. .

In figura 1 è mostrata - secondo una vista in pianta - la disposizione intercalata degli elementi radianti 12T, 12R su una superficie di irradiazione S dell'antenna. Figure 1 shows - according to a plan view - the intercalated arrangement of the radiating elements 12T, 12R on an irradiation surface S of the antenna.

Gli elementi radianti 12T, 12R di ciascun modulo sono disposti in una matrice a file parallele. Nella disposizione complessiva dell'antenna le file parallele degli elementi radianti di moduli differenti (12T, 12R) sono alternate e sfalsate tra loro di mezzo passo, per cui risulta una sorta di disposizione intercalata a quinconce. The radiating elements 12T, 12R of each module are arranged in a matrix with parallel rows. In the overall arrangement of the antenna, the parallel rows of the radiating elements of different modules (12T, 12R) are alternated and offset from each other by half a step, resulting in a sort of interleaved quincunx arrangement.

La struttura multi-strato costituente l'antenna 10 nel suo complesso, includente una rete di distribuzione dell'alimentazione F e una schiera di elementi radianti R, è mostrata schematicamente in figura 2. The multi-layered structure constituting the antenna 10 as a whole, including a power distribution network F and an array of radiating elements R, is schematically shown in Figure 2.

Specificamente, la rete di distribuzione a microstriscia comprende un piano di massa 100, un substrato dielettrico 110 e piste conduttrici 120 disposte secondo una configurazione predeterminata di ramificazione per 1<1>alimentazione ad un insieme di elementi radianti (12T, 12R) dì un modulo dell'antenna secondo una predeterminata sfasatura dei segnali. Specifically, the microstrip distribution network comprises a ground plane 100, a dielectric substrate 110 and conductive tracks 120 arranged according to a predetermined branching configuration for 1 <1> supply to a set of radiating elements (12T, 12R) of a module antenna according to a predetermined phase shift of the signals.

La schiera di elementi radianti R comprende, a sua volta, un rispettivo piano di massa 130 sovrapposto alla rete di distribuzione F e da essa separato da uno strato dielettrico distanziale 140, un rispettivo substrato dielettrico 150 ed aree di irradiazione {patch) 160 depositate su di esso, eventualmente protette da uno strato di rivestimento esterno radome {non raffigurato) permeabile alle radiazioni elettromagnetiche. The array of radiating elements R comprises, in turn, a respective ground plane 130 superimposed on the distribution network F and separated from it by a spacer dielectric layer 140, a respective dielectric substrate 150 and irradiation areas (patch) 160 deposited on of it, possibly protected by an external radome coating layer (not shown) permeable to electromagnetic radiation.

Gli elementi radianti 12T impiegati in trasmissione sono realizzati preferibilmente come aree quadrate con una coppia di angoli contrapposti smussati 160', come mostrato in figura 3, tali angoli 160' costituendo discontinuità atte a determinare una irradiazione in polarizzazione circolare. The radiating elements 12T used in transmission are preferably made as square areas with a pair of opposed chamfered angles 160 ', as shown in Figure 3, such angles 160' constituting discontinuities suitable for causing irradiation in circular polarization.

Gli elementi radianti 12R impiegati in ricezione sono realizzati preferibilmente come aree circolari che presentano una coppia di incisioni periferiche 160'' diametralmente opposte, come mostrato in figura 4, le incisioni costituendo discontinuità atte a determinare una irradiazione in polarizzazione circolare. The radiating elements 12R used in reception are preferably made as circular areas which have a pair of peripheral incisions 160 '' diametrically opposite, as shown in Figure 4, the incisions constituting discontinuities suitable for causing irradiation in circular polarization.

In entrambi i moduli, la disposizione in schiera 2x2 comprende una prima coppia di elementi (12T o 12R) diagonalmente opposti disposta secondo un primo orientamento ed una seconda coppia di elementi (12T o 12R) diagonalmente opposti, ruotati di 90° rispetto agli elementi della prima coppia. In both modules, the 2x2 array arrangement comprises a first pair of diagonally opposite elements (12T or 12R) arranged according to a first orientation and a second pair of diagonally opposite elements (12T or 12R), rotated 90 ° with respect to the elements of the first pair.

L'alimentazione agli elementi 12T, 12R avviene attraverso una fessura di forma allungata 200 incisa nel rispettivo piano di massa 130, in corrispondenza della quale si estende un tratto di linea a microstriscia 120 della rete di alimentazione F, orientato secondo una direzione ortogonale rispetto alla direzione di estensione prevalente della fessura 200, in modo tale da indurre correnti elettromagnetiche nel corrispondente elemento radiante attraverso la fessura medesima. The feeding to the elements 12T, 12R takes place through an elongated slot 200 engraved in the respective ground plane 130, in correspondence with which a microstrip line section 120 of the feeding network F extends, oriented in an orthogonal direction with respect to the direction of prevailing extension of the slot 200, in such a way as to induce electromagnetic currents in the corresponding radiating element through the slot itself.

La fessura è estesa secondo una direzione angolarmente non allineata rispetto alle discontinuità di forma (angoli smussati, incisioni periferiche) delle aree formanti gli elementi radianti, e pertanto gli elementi radianti risultano di forma asimmetrica rispetto ad un loro asse mediano coincidente con la direzione di estensione della fessura (o, in termini equivalenti, con la direzione di estensione del tratto di lìnea a microstriscia di alimentazione ad essa associato), così da emettere radiazione elettromagnetica secondo una polarizzazione circolare. The slot is extended according to an angularly non-aligned direction with respect to the discontinuities of shape (rounded corners, peripheral incisions) of the areas forming the radiating elements, and therefore the radiating elements are asymmetrical in shape with respect to their median axis coinciding with the direction of extension of the slot (or, in equivalent terms, with the direction of extension of the supply microstrip line section associated with it), so as to emit electromagnetic radiation according to a circular polarization.

Naturalmente, ogni altra tecnica di dissimmetrizzazione di un elemento radiante al fine di renderlo atto ad emettere radiazione a polarizzazione circolare è applicabile alla struttura degli elementi radianti 12T e 12R qui impiegati, purché sia rispettata la regola di attribuire polarizzazioni mutuamente ortogonali (polarizzazione circolare in sensi opposti, polarizzazioni lineari ortogonali agli elementi predisposti per la trasmissione e per la ricezione. Naturally, any other technique of dissymmetrization of a radiating element in order to make it capable of emitting radiation with circular polarization is applicable to the structure of the radiating elements 12T and 12R used here, provided that the rule of attributing mutually orthogonal polarizations is respected (circular polarization in opposite, linear polarizations orthogonal to the elements predisposed for transmission and reception.

In prossimità dell’accoppiamento con la fessura 200 la linea dì alimentazione a microstriscia 120 presenta uno stilb di adattamento a sezione ampliata 220, costituente un tratto di linea a circuito aperto, atto a far sì che l'energia inviata sulla linea di alimentazione transiti per la maggior parte sul patch senza tornare indietro (onda riflessa) . In proximity to the coupling with the slot 200, the microstrip feed line 120 has an adaptation stilb with an enlarged section 220, constituting an open circuit line, suitable for ensuring that the energy sent on the power supply line passes through most on the patch without going back (reflected wave).

In figura 5 è mostrata schematicamente in pianta un'antenna a schiera comprendente una schiera 2x8 di primi elementi radianti predisposti per la trasmissione, intercalata con una schiera 2x8 di secondi elementi radianti predisposti per la ricezione. In una sorta di vista "in trasparenza" è mostrata anche la rete di distribuzione dell'alimentazione F sottostante e le fessure 200 di accoppiamento della rete di alimentazione agli elementi radianti . Figure 5 schematically shows a plan view of an array antenna comprising a 2x8 array of first radiating elements set up for transmission, intercalated with a 2x8 array of second radiating elements set up for reception. In a sort of "transparent" view, the underlying power distribution network F and the slots 200 for coupling the power supply network to the radiating elements are also shown.

In figura si identificano 4 sottoinsìemì di trasmissione TM1-TM4 affiancati e quattro sottoinsiemi dì ricezione RM1-RM4 affiancati, tra loro intercalati come in figura 1. In the figure 4 TM1-TM4 transmission subsets are identified side by side and four RM1-RM4 reception subsets side by side, intercalated as in figure 1.

La prima fila di elementi radianti in trasmissione 12T è servita da una linea di alimentazione I20a ramificata in modo tale da alimentare in fase gli elementi dei sottoinsiemi TM1-TM4. The first row of radiating elements in transmission 12T is served by a supply line I20a branched in such a way as to supply in phase the elements of the subsets TM1-TM4.

La seconda fila di elementi radianti in ricezione 12R è servita da una linea di alimentazione 120b anch'essa ramificata in modo tale da alimentare in fase gli elementi dei sottoinsiemi TR1-TR4. The second row of radiating elements in reception 12R is served by a supply line 120b also branched in such a way as to supply in phase the elements of the subsets TR1-TR4.

Analogamente avviene per la terza fila di elementi radianti in trasmissione 12T, servita da una rispettiva linea di alimentazione 120c, e per la quarta fila di elementi radianti in ricezione 12R, servita da una linea dì alimentazione 120d. The same occurs for the third row of radiating elements in transmission 12T, served by a respective power supply line 120c, and for the fourth row of radiating elements in reception 12R, served by a power supply line 120d.

Gli elementi radianti distribuiti lungo una fila sono tutti equifase, mentre è possibile controllare la sfasatura tra una fila e la successiva mediante integrazione di sfasatori variabili integrati a monte delle rispettive linee dì alimentazione 120a-120a', che consentono di creare differenze di fase tra una fila e la successiva tali per cui il diagramma di radiazione presenta un lobo principale con puntamento diverso da 0° e strettamente legato alle differenze di fase applicate. The radiating elements distributed along a row are all equiphase, while it is possible to control the phase shift between one row and the next by integrating variable phase shifters integrated upstream of the respective power supply lines 120a-120a ', which allow to create phase differences between one row and the next such that the radiation pattern presents a main lobe with a pointing different from 0 ° and closely linked to the applied phase differences.

Vantaggiosamente, oltre al minor ingombro dato dalla collocazione degli elementi radianti su un unico strato, l'utilizzo di elementi radianti di forma diversa consente di aumentare l'isolamento tra i moduli di ricezione e trasmissione, ovvero il segnale trasmesso non interferisce con quello ricevuto, nel caso di irradiazione contemporanea nelle due polarizzazioni. Advantageously, in addition to the smaller footprint given by the placement of the radiating elements on a single layer, the use of radiant elements of different shapes allows to increase the isolation between the receiving and transmission modules, i.e. the transmitted signal does not interfere with the received one. in the case of simultaneous irradiation in the two polarizations.

Un ulteriore vantaggio è ottenuto grazie alla rotazione successiva di 90° degli elementi radianti di ciascun modulo, che consente di migliorare le prestazioni radiative della schiera in termini di purezza di polarizzazione. A further advantage is obtained thanks to the subsequent 90 ° rotation of the radiating elements of each module, which allows to improve the radiative performance of the array in terms of polarization purity.

Vantaggiosamente, un'antenna così realizzata può essere installata sul tetto di un veicolo, in modo da consentire di effettuare e mantenere una comunicazione radio via satellite durante il movimento del mezzo. Advantageously, such an antenna can be installed on the roof of a vehicle, so as to allow to carry out and maintain a radio communication via satellite while the vehicle is moving.

Naturalmente, fermo restando il principio del trovato, le forme di attuazione ed i particolari di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto è stato descrìtto ed illustrato a puro tìtolo di esempio non limitativo, senza per questo uscire dall'ambito di protezione della presente invenzione definito dalle rivendicazioni allegate . Naturally, the principle of the invention remaining the same, the embodiments and details of construction may be varied widely with respect to what has been described and illustrated purely by way of non-limiting example, without thereby departing from the scope of protection of the present invention. defined by the attached claims.

Claims (12)

RIVENDICAZIONI l. Antenna a schiera planare in microstriscia, comprendente un primo modulo di antenna {10T), includente una prima pluralità di elementi radianti planari (12T) predisposti per operare in trasmissione, un secondo modulo di antenna (10R), includente una seconda pluralità di elementi radianti planari {12R) predisposti per operare in ricezione, ed una rete dì alimentazione di segnali (F) a detti elementi radianti (12R, 12T), includente una disposizione di linee a microstriscia (120) accoppiate a detti elementi {12R, 12T) per via capacitiva, caratterizzata dal fatto che detti primo e secondo modulo (10R, 10T) sono realizzati su una medesima superficie di irradiazione (S) dell'antenna secondo una disposizione intercalata dei rispettivi elementi radianti (12R; 12T), in cui i primi elementi radianti (12T) sono atti ad operare in un primo intervallo di frequenze con una prima polarizzazione, ed i secondi elementi radianti (12R) sono atti ad operare in un secondo intervallo di frequenze con una seconda polarizzazione, ortogonale a detta prima polarizzazione, e detta rete dì alimentazione (F) è disposta su un piano parallelo alla superficie di irradiazione (S) dell<1>antenna . CLAIMS L. Planar array antenna in microstrip, comprising a first antenna module (10T), including a first plurality of planar radiating elements (12T) arranged to operate in transmission, a second antenna module (10R), including a second plurality of planar radiating elements {12R) arranged to operate in reception, and a signal supply network (F) to said radiating elements (12R, 12T), including an arrangement of microstrip lines (120) coupled to said elements (12R, 12T) by capacitive way, characterized by the fact that said first and second modules (10R, 10T) are made on the same irradiation surface (S) of the antenna according to an intercalated arrangement of the respective radiating elements (12R; 12T), in which the first radiating elements (12T ) are able to operate in a first frequency range with a first polarization, and the second radiating elements (12R) are able to operate in a second frequency range with a second polarization, orthogonal to said first polarization, and said power supply network (F) is arranged on a plane parallel to the irradiation surface (S) of the antenna. 2. Antenna secondo la rivendicazione 1, in cui detti elementi radianti (12R, 12T) comprendono aree di irradiazione (patch) (160) con discontinuità di profilo (160<1>; 160''), per cui sono atte a determinare una irradiazione secondo una polarizzazione circolare . 2. Antenna according to claim 1, wherein said radiating elements (12R, 12T) comprise areas of irradiation (patch) (160) with profile discontinuities (160 <1>; 160 ''), whereby they are suitable for determining a irradiation according to a circular polarization. 3. Antenna secondo la rivendicazione 2, in cui detti primi elementi radianti (12T) comprendono aree di irradiazione (patch) (160) quadre aventi una coppia di angoli contrapposti smussati (160’). 3. Antenna according to claim 2, wherein said first radiating elements (12T) comprise square irradiation areas (patch) (160) having a pair of opposed chamfered corners (160 '). 4. Antenna secondo la rivendicazione 2, in cui detti secondi elementi radianti (12R) comprendono aree di irradiazione (patch) (160) circolari aventi una coppia di incisioni periferiche diametralmente opposte (160 '<1>). Antenna according to claim 2, wherein said second radiating elements (12R) comprise circular irradiation areas (patches) (160) having a pair of diametrically opposite peripheral incisions (160 '<1>). 5. Antenna secondo la rivendicazione 2, in cui: detta rete di alimentazione (F) comprende un piano di massa (100), un substrato dielettrico (110) sovrapposto a detto piano di massa (100) e piste conduttrici (120) disposte su detto substrato (110) secondo una predeterminata configurazione di ramificazione per l'alimentazione di segnali ad un sottoinsieme di elementi radianti (12T; 12R) di un modulo dell'antenna (10R; 10T) secondo una predeterminata relazione di fase; e detti primo e secondo modulo di antenna {10R, 10T) comprendono un rispettivo piano di massa (130) sovrapposto alla rete di alimentazione (F) e separato da essa per il tramite di uno strato dielettrico distanziale (140), un substrato dielettrico (150) sovrapposto a detto piano di massa (130) ed aree di irradiazione metallizzate (160) disposte su detto substrato (150). 5. Antenna according to claim 2, wherein: said power supply network (F) comprises a ground plane (100), a dielectric substrate (110) superimposed on said ground plane (100) and conductive tracks (120) arranged on said substrate (110) according to a predetermined branching configuration for feeding signals to a subset of radiating elements (12T; 12R) of an antenna module (10R; 10T) according to a predetermined phase relationship; And said first and second antenna modules (10R, 10T) comprise a respective ground plane (130) superimposed on the power supply network (F) and separated from it by means of a spacer dielectric layer (140), a dielectric substrate (150 ) superimposed on said ground plane (130) and metallized irradiation areas (160) arranged on said substrate (150). 6. Antenna secondo la rivendicazione 5, in cui detti elementi radianti (12R, 12T) sono accoppiati a linee di alimentazione (120) di segnale attraverso rispettive fessure di alimentazione (200) di forma allungata praticate nel relativo piano di massa (130), in corrispondenza della quale si estende un tratto di detta linea di alimentazione (120), orientato secondo una direzione ortogonale rispetto alla direzione di estensione prevalente della fessura (200). 6. Antenna according to claim 5, wherein said radiating elements (12R, 12T) are coupled to signal supply lines (120) through respective elongated supply slots (200) made in the relative ground plane (130), in correspondence with which a portion of said feed line (120) extends, oriented according to an orthogonal direction with respect to the direction of prevailing extension of the slot (200). 7. Antenna secondo la rivendicazione 6, in cui dette fessure di alimentazione (200) sono estese secondo direzioni angolarmente non allineate rispetto alle discontinuità di profilo (160 160'') delle aree di irradiazione (160), per cui gli elementi radianti (12R, 12T) risultano di forma asimmetrica rispetto ad un loro asse mediano coincidente con la direzione di estensione della corrispondente fessura di alimentazione (200). 7. Antenna according to claim 6, wherein said feed slots (200) are extended in angularly non-aligned directions with respect to the profile discontinuities (160 160 '') of the irradiation areas (160), whereby the radiating elements (12R , 12T) are asymmetrical in shape with respect to their median axis coinciding with the direction of extension of the corresponding feed slot (200). 8. Antenna secondo la rivendicazione 6 o 7, in cui dette linee di alimentazione (120) presentano, in prossimità dalla fessura di alimentazione (200) uno stub di adattamento a sezione ampliata (220), costituente un tratto di linea a circuito aperto. 8. Antenna according to claim 6 or 7, in which said supply lines (120) have, in proximity to the supply slot (200), an adaptation stub with an enlarged section (220), constituting an open circuit line section. 9. Antenna secondo la rivendicazione 2, in cui ciascun modulo di antenna (10R; 10T) include almeno una schiera 2x2 di elementi radianti (12R; 12T) comprendente una prima coppia di elementi diagonalmente opposti disposta secondo un primo orientamento ed una seconda coppia di elementi diagonalmente opposti, disposti ruotati di 90° rispetto agli elementi della prima coppia. Antenna according to claim 2, wherein each antenna module (10R; 10T) includes at least a 2x2 array of radiating elements (12R; 12T) comprising a first pair of diagonally opposite elements arranged according to a first orientation and a second pair of diagonally opposite elements, arranged rotated by 90 ° with respect to the elements of the first pair. 10 . Antenna secondo la rivendicazione 9, in cui detto primo modulo di antenna (10T) comprende una schiera di elementi radianti (12T) atti a irradiare una polarizzazione circolare sinistra, e detto secondo modulo di antenna (10R) comprende una schiera di elementi radianti (12R) atti ad irradiare una polarizzazione circolare destra. 10. Antenna according to claim 9, wherein said first antenna module (10T) comprises an array of radiating elements (12T) adapted to radiate a left circular polarization, and said second antenna module (10R) comprises an array of radiating elements (12R) ) adapted to radiate a right circular polarization. 11. Antenna secondo la rivendicazione 9 o 10, in cui gli elementi radianti (12R; 12T) di ciascun modulo (10R; 10T) sono disposti in una matrice a file parallele, e le file parallele degli elementi radianti di moduli differenti (12T, 12R) sono alternate e sfalsate tra loro di mezzo passo, per cui risulta una sorta di disposizione intercalata a guinconce . 11. Antenna according to claim 9 or 10, wherein the radiating elements (12R; 12T) of each module (10R; 10T) are arranged in a parallel row array, and the parallel rows of the radiating elements of different modules (12T, 12R) are alternated and staggered by half a step, resulting in a sort of interleaved guincunce arrangement. 12. Antenna secondo la rivendicazione 11, in cui gli elementi radianti appartenenti (12R, 12T) ad una fila di un modulo di antenna (10R, 10T) sono alimentati in modo equìfase da una linea di alimentazione ramificata (120), le file di un modulo (12R; 12T) essendo alimentate secondo una predeterminata relazione di fase da rispettive linee di alimentazione (120a-120d) a cui sono associati dispositivi sfasatori atti a controllare le differenze dì fase tra una fila e la successiva.12. Antenna according to claim 11, wherein the radiating elements belonging (12R, 12T) to a row of an antenna module (10R, 10T) are powered in an equiphase manner by a branched supply line (120), the rows of a module (12R; 12T) being fed according to a predetermined phase relationship by respective supply lines (120a-120d) to which phase shifter devices are associated, suitable for controlling the phase differences between one row and the next.
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