SE513711C2 - Anordning vid antennenheter - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 513 711 2 matningsnät, där ett matningsnät erfordras för varje polarisation. ' Genom DE 4 239 597 Al är det tidigare känt med en s.k. mikrostripantenn med dubbel polarisation, vid vilken antennelementen för respektive polarisation ligger i skilda lager. Detta ger en komplex uppbyggnad med ett stort antal lager för såväl antennelement som matningsnät, vilket är kostnadskrävande. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en anordning vid antennenheter, vid vilken matningsnätet är höggradigt förenklat och komprimerat.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN ändamål föreliggande uppfinning, vilken kännetecknas därav, att Nämnda uppnås medelst en anordning enligt nämnda matningsnät består av ett primärt matningsnät som är anordnat att direktmata åtminstone ett av nämnda antennelement med signaler av en första polarisationstyp och åtminstone ett andra av antennelementen med signaler av en andra polarisationstyp och ett sekundärt matningsnät som är inrättat att inbördes förbinda de antennelement som medelst det primära matningsnätet direktmatas med signaler av olika.polarisationstyp, varigenonxsamtliga antennelement matas med signaler av de olika polarisationstyperna.

Genon|kombinationen.av direktmatning av antennelementen och en inbördes sekundärmatning av dessa uppnås ett matningsnät som är höggradigt förenklat och komprimerat.

FIGURBESKRIVNING Uppfinningen skall i det följande närmare beskrivas med ett utföringsexempel under hänvisning till bifogade ritningar, på vilka 10 15 20 25 30 35 513 711 3 fig. 1 visar ett schematiskt tvärsnitt genom en antennenhet enligt uppfinningen och fig. 2 visar schematiskt en planvy över antennenheten.

FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORM Fig. 1 och 2 visar mycket schematiskt en antennenhet 1 för elektromagnetisk strålning, exempelvis avsedd att ingå i en basstation för'mobil, trådlös telekommunikation, exempelvis via radiovågor inom mikrovågsområdet. Antennenheten är företrädesvis uppbyggd såsom en mikrostripantenn, dvs en planantenn som är uppbyggd på en skivformig bärare 2 av ett elektriskt isolerande material, exempelvis en platta av relativt styvt material, t.ex. glasfibermaterial eller polymermaterial. Bäraren uppbär ett elektriskt ledande skikt, som bildar ett kretsmönster, som exempelvis bildas genom etsning av ett kopparlaminat, dvs en platta av typ PC-platta eller tryckt kretsplatta. Bäraren 2 uppbär ett flertal strålningselement i form av antennelement 3, 4, 5, 6, även kallade patchar, som i. det visade exemplet är utformade som kvadrater, anordnade i rad med ett antal av, i det visade exemplet, fyra stycken. Antennelementen är anordnade i ett och samma plan, som bildar antennplanet, även kallat patchlagret.

På avstånd från patchlagret är anordnad en andra bärare 7, som kan ha samma mekaniska uppbyggnad som patchlagret dvs vara utförd med en elektriskt isolerande platta som uppbär elektriskt ledande skikt. Denna andra bärare uppbär på sin mot antennplanet väñdâ"sida ett elektriskt ledande skikt som huvudsakligen täcker hela bärarens yta och bildar ett jordplan 8, som sträcker sig parallellt med antennplanet eller patchlagret. Jordplanet 8 bildar på känt sätt en skärmande och reflekterande yta, som förstärker antennelmentens 3-Éñwriktverkan och påverkar således antennenhetens strålningskaraktäristik. Jordplanet 8 10 15 20 25 30 35 515 711 4 uppvisar mitt för varje antennelement 3-6 en apertur i form av slitsar 9, 10, ll, 12. signalen så att den via slitsarna strålar mot tillhörande Medelst slitsarna polariseras antennelement med den valda polarisationstypen.

Polarisationen bestämmes genom slitsarnas orientering så att de vertikalt orienterade slitsarna ger horisontell polarisation, medan de horisontellt orienterade slisarna ger vertikal polarisation.

Den skivformiga bäraren 7 uppvisar även på sin från antennelementen vända sida ett elektriskt ledande skikt i form av ett bestämt kretsmönster, vilket bildar ett tredje lager, nämligen ett primärt matningsnät 13, som sträcker sig parallellt med jordplanet och antennplanet.

De båda skivformiga bärarna 2, 7 och därmed patchlagret, aperturlagret och lagret för' det primära. matningsnätet uppbäres lämpligen av en bärande struktur 14 i form av ett elektriskt ledande hölje som bildar såväl ett mekaniskt skydd som elektrisk skärmning.

Det primära matningsnätet 13 är inrättat att genom aperturerna 9-12 till antennelementen 3-6 mata elektromagnetiska signaler av olika polarisationstyp, exempelvis vertikal och horisontell polarisation. Härvid matas varje enskilt antennelement med signaler av en av dessa polarisationstyper. För detta ändamål är en första matningsledning 15 inrättad att via slitsarna 9, 12 till två av antennelementen 3, 6 mata signaler med horisontell polarisation, medan en andra matningsledning 16 är inrättad att via slitsarna 10, ll till antennelementen 4, 5 mata signaler med vertikal polarisation. För detta ändamål är slitsarna 9, 10, ll, 12 orienterade för den aktuella polarisationen. 10 15 20 25 30 35 513 711 5 Antennenheten 1 enligt uppfinningen är vidare försedd med ett sekundärt matningsnät 17, som är anordnat i antennplanet, dvs patchlagret. Det sekundära matningsnätet 17 är inrättat att från de från den polarisationstypen direktmatade antennelementen 3, 6 till första de övriga antennelementen 4, 5 vidaremata signalerna med den första polarisationstypen och vice versa. För detta ändamål är det sekunåärëimatningsnätet utfört med en första matningsledning 18 för_matning av signaler av horisontell polarisation firån Vår; och ett av antennelmenten 3, 6 till antennelmenten 4, 5, medan ytterligare matningsledningar 19 är inrättade för matning av signaler från vart och ett av antennelementen 4, 5 med vertikal polarisation till antennelementen 3, 6.

För anpassning av ledningsvägarna till väglängden gäller att ledningarna 18, 19 skall ha en längd a=N * Å/2, där N är ett heltal skilt från 0 och Ä är våglängden i det aktuella materialetL__ Genom uppfinningen erhålles således ett matningsnät, som är höggradigt förenklat och komprimerat samt symmetriskt, vilket reducerar matningsnätets negativa inverkan på antenndiagrammet.

Genom det ovan beskgllßëlërrangemanget uppnås att samtliga antennelement 3-6 matas med båda polarisationstyperna och kan därigenom strålammed båda typerna respektive mottaga signaler av båda polarisationstyperna. Antennenheten kan således fungera helt reciprokt, men i praktiken förekommer mestadels att sändning sker med endast en polarisationstyp, medan 1nottagning* sker* av två olika polarisationstyper, eftersom fenomenet lQlyersitet uppträder speciellt vid mottagning. Med begreppet matning inbegripes således såväl "matning från" "matning till" som exempelvis antennelementen.

Claims (7)

10 15 20 25 30 35 513 711 PATENTKRAV:

1. Anordning vid antennenheter (1) för utsändning respektive mottagning av elektromagnetiska signaler av olika polarisationstyp och bestående av åtminstone två antennelement (3-6) och matningsnät (13, 17) för matning av antennelementen, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att nämnda matningsnät består av ett primärt matningsnät (13) som är anordnat att direktmata åtminstone ett av nämnda antennelement (3, 6) med signaler av en första polarisationstyp och åtminstone ett andra av antennelementen (4, 5) næd signaler av en andra polarisationstyp, varvid antennelementen (3-6) är anordnade i ett antennplan och det primära matningsnätet (13) är anordnat i ett från antennplanet skilt plan (8), samt ett sekundärt matningsnät (17) som är inrättat att inbördes förbinda de antennelement som medelst det primära matningsnätet direktmatas med signaler av olika polarisationstyp, varigenom samtliga antennelement matas med signaler av de olika polarisationstyperna.

2. Anordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att det sekundära matningsnätet (17) är symmetriskt.

3. Anordning enligt patentkrav 2, vilken uppvisar åtminstone ett jordplan (8) beläget på avstånd från nämnda antennplan, k ä n n e t e c k - n a d d ä r a v, att nämnda primära matningsnät (13) är anordnat i anslutning till nämnda jordplan (8) och att matningsnät (17) är anordnat i nämnda sekundära antennplanet. 10 15 20 25 30 35 513 711 7

4. Anordning enligt patentkrav 3, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att jordplanet (8) uppvisar belägna mitt för varje antennelement (3-6) och inrättade att mata signaler av de aperturer) (9-12) olika polarisationstyperna, varvid varje antennelement matas med en av nämnda polarisationstyper.

5. Anordning enligt patentkrav 1, kännetecknad därav,attdetprimära matningsnätet (13) består matningsledning (15) för matning av signaler till aperturer (9, 12), orienterade för den första polarisationstypen och åtminstone en andra matningsledning (16) för nmtning av signaler till aperturer (10, 11) orienterade för den andra av åtminstone en första polarisationstypen.

6. Anordning enligt patentkravet 4, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att nämnda sekundära matningsnät (17) uppvisar åtminstone en första matningsledning (18) mellan två antennelement (3, 4, 5, 6) för att från det _gna med signaler av den första polarisationstypen direktmatade antennelmentet (3, 6) vidaremata signaler till det andra antennelementet (4, 5) och åtminstone en andra matningledning (19) för att från det andra med signaler av den andra polarisationstypen pdirektmatade antennelementet (4, 5) vidaremata signaler till det första antennelementet.

7. Anordning enligt patentkrav 6, k ä n n e t e c k n awd d ä r a v, att antennelementen (3-6) är matningsledningen (15) i det primära matningsnätet (13) är placerade parvis och att den första inrättad att direktmata det ena antennelementet (3, 6) i varje par och att den andra matningsledningen (16) i det primära matningsnätet är inrättad att direktmata det andra antennelementet (4, 5) i varje par.