SE512413C2 - Sätt att framställa en antennanordning samt antennanordning - Google Patents

Description

15 20 25 512 415 2 rade elektromagnetiska vågor under bibehållande av höggradig isolering mellan de dubbelpolariserade elektromagnetiska vå- gorna, som bildar de bàda ortogonala kanalerna.

Enligt uppfinningen uppnås dessa syften genom pàföring av en ledande vätska pà det styva stödelementet för att efter stel- nande bilda nämnda strålande patchar såväl som nämnda parasit- element i ett förutbestämd geometriskt mönster. Företrädesvis formas patcharna och parasitelementen pà samma sida av det styva stödelementet. Genom användning av konventionella screen-tryckmetoder, exempelvis en silkscreen-metod, kan det geometriska mönstret framställas mycket exakt på ett relativt enkelt sätt, varigenom mycket goda stràlningsegenskaper erhål- les, i synnerhet hög grad av isolering mellan de båda ortogo- nala kanalerna.

Med fördel formas patcharna och parasitelementen i ett plant geometriskt mönster, varigenom screen-tryckprocessen underlät- tas. För det fall stödelementet och det geometriska mönstret skall ha en tredimensionell form, kan en dylik form företrä- desvis erhållas genom bockning av stödelementet på ett kontrollerat sätt efter bildande av det geometriska mönstret i en plan konfiguration. I en föredragen utföringsform bockas stödelementet utmed två inbördes parallella bockningslinjer för bildande av ett centralt plant parti, som uppbär patchar- na, och två sidopartier, som bildar vinkel med det centrala plana partiet, varvid varje sidoparti uppbär parastielementen eller delar därav. Om parasitelementen sträcker sig över en bockningslinje, bildas det geometriska mönstret företrädesvis på insidan av det bockade stödelementet. Pâ detta sätt und- vikes alltför kraftig töjning av de tunna parasitelementen. 22965c .doc; 1999-02-01 10 15 20 25 30 512 415¿:¿ 3 Uppfinningen förklaras närmare nedan med hänvisning till bifo- gade ritningar, som åskådliggör en föredragen utföringsform av uppfinningen.

Figur 1 visar ett rektangulärt, plant stödelement med ett påtryckt geometriskt mönster; Figur 2 visar stödelementet enligt figur 1 i perspektivvy efter bockning utmed elementets sidopartier; och Figur 3 visar antennanordningens väsentliga delar innefattande en antennelementenhet enligt figur 2.

I figur l visas ett rektangulärt, styvt stödelement 1 fram- ställt av dielektriskt material, exempelvis en plastskiva av formbeständigt plastmaterial, som polykarbonat, eller ett kompositmaterial, sàsom epoxy-glasfiber eller liknande. I varje fall mäste stödelementets material vara relativt styvt och formbeständigt då det användes i en antennanordning för utomhusbruk. Enligt uppfinningen framställes strålande patchar 2 och parasitelement 3a, 3b på stödelementet l genom páföring av en ledande vätska på stödelementet l, företrädesvis genom en screen-tryckprocess. Efter stelnande bildar patcharna 2 och parasitelementen 3a, 3b elektriskt ledande element i form av ett tunt skikt och bildar ett förutbestämt geometriskt möns- ter. Dylika ledande vätskor, även benämnda ledande färg eller ledande bläck, är kommersiellt tillgängliga från olika leve- rantörer, exempelvis en ledande, silverbaserad beläggning marknadsförd av SPRAYLAT, Mount Vernon, New York, USA, med materialbeteckningen serie 599-B-3564. Den ledande vätskan på- föres lämpligen genom en välkänd screen-tryckprocess, men andra tryckförfaranden kan även användas. Ett väsentligt sär- drag är att säkerställa väldefinierade kanter hos metall- elementen med toleranser av storleksordningen 0,1 mm eller mindre. 22965c.d0C; 1999-02-01 UI I' 10 15 20 25 30 512 4.15 n 4 På detta sätt är det möjligt att erhålla önskade egenskaper hos patcharna 2, vilka samverkar med närbelägna parasitelement 3a, 3b under användning av antennanordningen, innefattande en antennelementenhet 4' (figur 1) eller 4 (figur 2). Genom de väldefinierade kanterna på de tryckta metallelementen kan problem med intermodulationsprodukter hos signalerna i allt väsentligt elimineras.

Användningen av parasitelement i närheten av antennpatchar har tidigare föreslagits i de svenska patentansökningarna 9700401- 4 och 9702786-5 i synnerhet med parasitelement som omger varje patch på åtminstone två motsatta sidor därom och även omfat- tande utrymmet mellan och innefattande två parallella plan, som definieras av ett jordplan respektive antennpatcharna, varvid varje parasitelement omfattar minst ett långsträckt, längsgående parti, som sträcker sig utmed var sin av de mot- stående sidorna på respektive antennpatch. Föreliggande upp- finning avser således i första hand sättet att framställa dy- lika patchar och parasitelement snarare än den speciella kon- figurationen och strukturen som sådan.

Vid användning av en screen-tryckprocess, t ex en silkscreen- process är det naturligtvis enklare att genomföra processen om substratet eller stödelementet är plant, såsom åskådliggöres i figur l.

För det fall stödelementet 1 och den färdiga antennelement- enheten innefattande patcharna 2 och parasitelementen 3a, 3b, skall ha tredimensionell form, kan stödelementet 1 företrädes- vis ges önskad form genom bockning i ett separat förfarings- steg efter slutförande av screen-tryckprocessen.

I syfte att erhålla ett stödelement 4 som visas i figur 2, bockas således stödelementet l, efter påföring av patcharna 2 och parasitelementen 3a, 3b, utmed två inbördes parallella 22965c.doc; 1999-02-01 10 15 20 25 30 512 4.13 bockningslinjer A och B, vilka även är parallella med respek- tive längskant på den rektangulära skivan 1.

Således bockas det längsgående kantpartiet, innefattande para- sitelementen 3a, uppåt i figur l utmed bockningslinjen A, och bockas det motstàende längsgående kantpartiet innefattande parasitelementet 3b, likaledes uppåt utmed bockningslinjen B.

På detta sätt bildas ett centralt plant parti 4a, som uppbär de centralt belägna patcharna 2 och två sidopartier 4b respek- tive 4c, vilka förlöper i vinkel, sett i tvärsnitt, normalt ungefärligen under rät vinkel med det centrala plana partiet 4a, varvid vartdera sidopartiet 4b, 4c uppbär respektive para- sitelement 3a, 3b.

Företrädesvis utföres bockningen på så sätt, att de båda sido- partierna 4b, 4c är orienterade väsentligen åt samma håll som den riktning, mot vilken det geometriska mönstret 2, 3a är vänt. Med andra ord är det geometriska mönstret, inklusive patcharna 2 och parasitelementen 3a, 3b, efter bockning belä- get på insidan av antennelementenheten. I figur 3 visas de väsentliga komponenterna hos en antennanordning inklusive en antennelementenhet 4, såsom visas i figur 2. Antennelement- enheten 4 har dock vänts åt andra hållet i figur 3, så att patcharna 2, belägna på insidan av antennelementenheten 4, är vända mot strukturen som visas till vänster i figur 3. Den se- nare strukturen innefattar ett jordplanskikt 5 av ett elekt- riskt ledande material och med ett antal kryssformiga apertu- rer 6a, 6b anordnade i en långsträckt rad mitt för antenn- patcharna 2. På vardera sidan om jordplanskiktet 5 finns ett elektriskt skikt 7 respektive 8, vart och ett försett med ett matningsnät med matningselement 7a och 8b för matning av mikrovågsenergi från respektive matningsnätverk, via apertur- slitsarna 6a, 6b, till de strålande patcharna 2, varifrån en 22965C.doc; 1999-02-01 I ' 'lll UV' 10 15 512 413 6 mikrovågslob utsändes såsom en väldefinierad lob från anten- nens framsida (till höger i figur 3).

På i och för sig känt sätt är matningselementen 7a och 8b gaffelformiga och samverkar uteslutande med den ena av två ortogonala aperturer 6a, 6b för alstring av dubbelpolariserade mikrovàgor som utstrålas från patcharna 2. På likaledes i och för sig känt sätt kommer parasitelementen 3a, 3b att förbättra isolationen mellan de båda ortogonala kanalerna.

Sättet, antennelementenheten och antennanordningen enligt upp- finningen kan modifieras av fackmannen. Exempelvis är det möj- ligt att trycka patcharna 2 och parasitelementen 3a, 3b på motsatta sidor av stödelementet 1. Det är dock fördelaktigt att pàföra dessa element på samma sida i ett enda moment i tryckprocessen.

Stödelementet l kan vara plant. Alternativt kan sidopartierna vara bockade och utskjuta snett frän det centrala plana par- tiet, och andra tredimensionella former av antennanordningen är likaså möjliga. 22965c.d0<:; 1999-02-01

Claims (11)

10 15 20 25 512 413 7 PATENTKRAV

1. l. Sätt att framställa en antennanordning (4, 5, 7, 8) för utsändning och/eller mottagning av dubbelpolariserad elektro- magnetisk strålning, i synnerhet i mikrovågsomràdet, i två ortogonala kanaler, vilken antennanordning innefattar ett styvt, dielektriskt stödelement (1) som uppbär en rad strål- ningspatchar (2) och parasitelement (3a, 3b) anordnade på mot- satta sidor om nämnda rad av strålningspatchar (2) med bibe- hàllande av höggradig isolering mellan nämnda båda ortogonala kanaler, kännetecknat av steget att påföra en ledande vätska pà nämnda stödelement (1) för bildande, efter stelnande, av nämnda rad av strålpatchar liksom nämnda parasitelement (3a, 3b) i ett förutbestämt geometriskt mönster.

2. Sätt enligt krav l, kännetecknat av att kanterna på nämnda stràlningspatchar (2) och nämnda parasitelement (3a, Sb) är väldefinierade med toleranser av storleksordningen 0,1 mm eller mindre.

3. Sätt enligt krav 1, kännetecknat av att nämnda rad av stràlningspatchar (2) och nämnda parasitelement (3a, 3b) for- mas på samma sida av nämnda styva stödelement (1).

4. Sätt enligt krav 3, kännetecknat av att nämnda rad av stràlningspatchar (2) och nämnda parasitelement (3a, 3b) for- mas i ett plant geometriskt mönster på nämnda styva stödele- ment (1). 5. Sätt enligt krav 4, kännetecknat av att efter formning av nämnda plana geometriska mönster, bockas stödelementet utmed två inbördes parallella bockningslinjer (A, B) för bildande av ett centralt plant parti, som uppbär nämnda rad av strålnings- patchar (2), och två sidopartier, som utskjuter i vinkel från 22965c .doc; 1999-02-01 10 15 20 25 30

5.12 .413 8 nämnda centrala plana parti, varvid vartdera sidopartiet upp- bär åtminstone en del av nämnda parasitelement (3a, 3b).

6. Sätt enligt krav 5, kännetecknat av att en del av nämnda parasitelement (3a, 3b) sträcker sig över respektive bock- ningslinje (A, B), varvid det geometriska mönstret formas på insidan av nämnda bockade stödelement (4).

7. Sätt enligt något av föregående krav, kännetecknat av att nämnda ledande vätska påföres på nämnda styva stödelement i en screen-tryckprocess.

8. Antennanordning (4, 5, 7, 8) för utsändning och/eller mottagning av dubbelpolariserad elektromagnetisk strålning, i synnerhet i mikrovågsområdet, i två ortogonala kanaler, vilken antennanordning innefattar ett styvt, dielektriskt stödelement (1), som uppbär en rad av stràlningspatchar (2) och parasit- element (3a, 3b) anordnade på två motstàende sidor av nämnda rad av strålningspatchar (2) för bibehållande av höggradig isolering mellan de båda ortogonala kanalerna kännetecknad av att nämnda rad av stràlningspatchar (2) liksom nämnda parasit- element (3a, 3b) är framställda av en ledande vätska som pà- förts på nämnda stödelement (l) och bringats att stelna i ett förutbestämt geometriskt mönster.

9. Antennanordning enligt krav 8, kännetecknad av att nämnda stödelement (1) innefattar ett centralt plant parti, som upp- bär nämnda rad av strålningspatchar (2) och två sidopartier (4b, 4c), som i tvärsnitt sträcker sig från nämnda centrala parti väsentligen med samma vinkel och som uppbär åtminstone en del av nämnda parasitelement (3a, 3b).

10. Antennanordning enligt krav 9, kânnetecknad av att den även omfattar ett jordplanskikt (5) av elektriskt ledande material och ett matningsnät (7, 8) med en rad matningselement 22965C .dOC; 1999-02-01 512 413 9 (7a, 8b) belägna mitt för nämnda rad av strålningspatchar (2), varvid varje matningselement innefattar tvá matningselement- partier (7a, 8b) anordnade att överföra elektromagnetisk strålning i nämnda båda ortogonala kanaler.

11. ll. Antennanordning enligt krav 10, kännetecknad av att de fria kanterna på nämnda sidopartier är belägna invid de mot- stående sidokantpartierna hos nämnda jordplanskikt (5). 2296Sc.d0<:; 1999-02-01