WO1999028993A1 - Transmissions-polarisator - Google Patents

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WO1999028993A1
WO1999028993A1 PCT/DE1998/003348 DE9803348W WO9928993A1 WO 1999028993 A1 WO1999028993 A1 WO 1999028993A1 DE 9803348 W DE9803348 W DE 9803348W WO 9928993 A1 WO9928993 A1 WO 9928993A1
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circuit board
conductor track
conductor
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PCT/DE1998/003348
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Wolfgang Menzel
Dietmar Pilz
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Daimler-Benz Aerospace Ag
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    • 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

Definitions

  • the invention relates to a device for changing the polarization of an incident electromagnetic wave according to the preamble of claim 1.
  • the concept of changing the polarization of an incident electromagnetic wave can have a variety of meanings. For example, this can be understood to mean the conversion from linear to circular polarization or vice versa or a rotation of the direction of polarization of the incident electromagnetic wave.
  • the targeted change in the polarization of electromagnetic waves is used in many areas of application to increase the signal quality.
  • the Radar technology uses circular polarization to suppress rain echoes and thus increases the radar range in bad weather.
  • the circular polarization in radio communication at frequencies in the microwave range allows the reduction of so-called intersymbol interference.
  • Such interference occurs when electromagnetic signals are reflected on objects on their way from the transmitter to the receiver.
  • an electromagnetic wave When an electromagnetic wave is reflected, its polarization changes.
  • the reflected wave maintains the direction of rotation in space, but reverses the direction of propagation in space, so that, for example, a right-hand circularly polarized wave becomes a left-hand circularly polarized wave.
  • An antenna designed for right circular polarization can therefore not receive the reflected, left circular polarized signal, so that the interfering signal does not appear in the receiver.
  • disturbing signals whose direction of polarization was not completely reversed during reflection are attenuated.
  • a common device for changing the polarization of an incident electromagnetic wave is, for example, the meander line polarizer known from the literature [Derek McNamara, "An octave bandwith meanderline polarizer consisting of five identical sheets", IEEE - APS 1981, Vol. 1 , p. 237-240]. It has the following features:
  • the printed circuit boards each carry a plurality of electrically conductive lines arranged in a preferred direction
  • a single line is meandering and extends over the cross section of a printed circuit board
  • the meandering lines on all printed circuit boards are aligned in parallel, i.e. the two main axes of a meandering line on a circuit board lying in the plane of the front side of the circuit board and the two main axes of a meandering line on another circuit board lying in the plane of the front side of the circuit board do not differ.
  • the multilayer structure of a meandering line polarizer from a plurality of circuit boards layered one behind the other requires its comparatively large spatial expansion, which makes it difficult, if not prevented, to use this polarizer in many fields of application.
  • an electromagnetic wave incident on it with linear polarization in a direction A is converted into an electromagnetic wave with circular polarization in a direction of rotation B.
  • a second incident electromagnetic wave with polarization perpendicular thereto (cross polarization), ie with linear polarization in a direction A "perpendicular to direction A" is converted into an electromagnetic wave with circular polarization in a direction B 1 opposite to direction of rotation B.
  • the device contains at least one planarly constructed dielectric printed circuit board, each of which has a plurality of homogeneously distributed at least one printed circuit board both on its front side and on its rear side Carrying track structures
  • the at least one printed circuit board is made up of unit cells, each composed of a printed circuit structure on the front of the printed circuit board, an opposite printed circuit structure on the back of the printed circuit board, and the substrate of the printed circuit board lying between the two printed circuit structures, within one each unit cell, the two conductor track structures are arranged such that the two main axes of a conductor track structure lying in the plane of the front side on the front side of the circuit board and the two in the plane of the back of the main axes of a conductor track structure on the Back of the circuit board are rotated against each other by a predetermined angle.
  • An obvious optical difference between the known meander line polarizer and a typical embodiment of the invention is that in the first one single element - an elongated meander line - extends over the entire cross section of a printed circuit board, while in the second a large number of individual elements - Unit cells or interconnect structures - are arranged in rows that extend across the cross section of the circuit board.
  • a first advantage of the invention compared to the meander line polarizer is that the desired change in the polarization of an incident electromagnetic wave can be achieved according to the invention by means of a single printed circuit board, and thus the spatial dimensions of a typical embodiment of the invention are significantly smaller than that of one Meander line polarizer, which increases the number of potential areas of application compared to this.
  • the device according to the invention has functional differences from a meander line polarizer, as a result of which the main advantage - a high degree of signal decoupling - can be achieved:
  • An electromagnetic wave with a certain polarization incident on the device according to the invention undergoes a change in its polarization, for example in an electromagnetic wave with circular polarization in a direction of rotation B.
  • a second incident electromagnetic wave Wave to the first Wave of vertical polarization (cross polarization) is largely reflected. This means that the decoupling of a signal, that is to say the ratio between useful and cross-polarization, is decisively improved after the transmission of the signal by the device according to the invention through the reflection of the cross-polarized portion.
  • An advantageous embodiment of the invention is that each individual conductor structure on the front of the circuit board in the direction of its two main axes lying in the plane of the front has different geometries, and / or - that each individual conductor structure on the back of the circuit board in the direction of their two in the main axes lying on the plane of the rear side have different geometries.
  • the conductor track structure on the front side of the printed circuit board and the conductor are within each unit cell.
  • terbahn Geneva
  • projection means the projection of coordinates perpendicular to the plane of the front of the printed circuit board.
  • a suitable coordinate system is spanned, for example, by the main axes of the conductor structure on the front of the circuit board.
  • the term circumscribing polygon primarily refers to conductor track structures in the form of crosses or similar structures and means a shortening of the edge contour and an enlargement of the enclosed area, for example in such a way that a cross is circumscribed by a trapezoid or rectangle.
  • the fulfillment of the above arrangement requirement does not necessarily mean that the projections of the interconnect structures also overlap.
  • the conductor structure on the front of the circuit board and the conductor structure on the rear of the circuit board are arranged in such a way that the projections of the conductor structures on both sides of the circuit board overlap on the level of the front of the circuit board.
  • a further improvement in the degree of decoupling can be achieved with an ideal, central overlap of the projections of the conductor track structures.
  • the conductor track structure on the front of the circuit board and the conductor track structure on the rear of the circuit board are arranged such that
  • all conductor track structures of at least one side of at least one printed circuit board have the same shape and the same dimensions, and / or all conductor track structures of at least one side of at least one printed circuit board have uniform distances from one another in at least one preferred direction.
  • the individual conductor structures on one side of a circuit board are aligned parallel to one another, and the individual conductor structures on one side of a circuit board are arranged symmetrically with respect to at least one axis within the planar surface of the circuit board, preferably arranged in such a way - That the individual conductor track structures are arranged one side of a circuit board collinearly in rows perpendicular to each other, or
  • this contains a plurality of planarly constructed, dielectric printed circuit boards which are arranged with their flat sides parallel to one another, one behind the other, preferably congruently.
  • Figure 1 The principle of operation of the device according to the invention.
  • Figure 2 An elementary cell of the circuit board according to Figure 1.
  • FIG. 1 shows the principle of operation of the device according to the invention, here using the special embodiment of a planar, dielectric printed circuit board 1, which converts an incident electromagnetic wave 3, which is linearly polarized in the y direction, into a circularly polarized electromagnetic wave 4 after transmission.
  • the field strength vectors in the x and y directions are designated with Ex and Ey.
  • the printed circuit board 1 carries both on its front side 11 and on its rear side 12 a multiplicity of homogeneously distributed conductor track structures 21, 22.
  • the printed circuit board 1 is constructed from unit cells 2, each of which is composed of a conductor track structure 21 on the front side 11 of the Printed circuit board 1, an opposite conductor track structure 22 on the rear side 12 of the printed circuit board 1 and from the substrate of the printed circuit board 1 lying between the two conductor track structures 21, 22. It should be noted that the conductor track structures 22 on the rear side 12 in FIG. 1 are not in perspective are drawn in correctly, but that the dashed lines represent their projections on the front 11!
  • the two conductor track structures 21, 22 are arranged such that the two main axes of a conductor track structure 21 lying in the plane of the front side 11 on the front side 11 of the printed circuit board 1 and the two main axes lying in the plane of the rear side 12 one Conductor structure 22 on the rear side 12 of the circuit board 1 are each rotated relative to one another by a predetermined angle.
  • a single conductor track structure 21 on the front side 11 of the circuit board 1 has different geometries in the direction of its two main axes lying in the plane of the front side 11.
  • a single conductor track structure 22 on the rear side 12 of the circuit board 1 has different geometries in the direction of its two main axes lying in the plane of the rear side 12. These different geometries are realized in both cases by the configuration of the conductor track structures 21, 22 in the form of rectangles.
  • the conductor structure 21 on the front 11 of the circuit board 1 and the conductor structure 22 on the rear 12 of the circuit board 1 are arranged such that the projection of the intersection of the main axes of the conductor structure 21 of the front 11 of the circuit board 1 on the The plane of the front side 11 of the printed circuit board 1 coincides with the projection of the intersection of the main axes of the printed conductor structure 22 of the rear side 12 of the printed circuit board 1 onto the plane of the front side 11 of the printed circuit board 1.
  • the printed conductor structures 21, 22 are arranged such that here in each case the centers of the two rectangles lie one above the other.
  • All conductor track structures 21, 22 on each side 11, 12 of the printed circuit board 1 have the same shape and the same dimensions, namely that of an identical rectangle. All conductor track structures 21, 22 on each side 11, 12 of the printed circuit board 1 point to one another in two preferred directions, here in a horizontal and vertical direction
  • the individual conductor track structures 21, 22 on each side 11, 12 of the printed circuit board 1 are aligned parallel to one another.
  • the individual conductor track structures 21, 22 of one side 11, 12 of the circuit board 1 are arranged symmetrically with respect to two axes within the planar surface of the circuit board 1. Here these are on the front 11 of the circuit board 1, the vertical and the horizontal axis through the center and on the rear 12 of the circuit board 1, two axes through the center, which are rotated by the same angle from the vertical and the horizontal around the center .
  • Doors 21, 22 of one side 11, 12 of the circuit board 1 are arranged collinearly in mutually perpendicular rows and the mutually perpendicular rows on one side 11, 12 of the circuit board 1 each intersect in the center of a conductor structure 21, 22
  • FIGS. 2a and 2b show a preferred embodiment of an elementary cell 2 of the device according to the invention according to FIG. 1 in detail.
  • FIG. 2a shows a projection onto the flat side of the printed circuit board 1 according to FIG. 1
  • FIG. 2b shows a section through the printed circuit board 1 according to FIG. 1.
  • the term unit cell 2 is to be understood as a) a conductor track structure 21 of the front side 11 of the printed circuit board 1, b) the underlying substrate with the thickness h and the permittivity ⁇ r of the printed circuit board 1 and c) the second, on the rear side 12 of the printed circuit board 1, twisted by the angle i by the first conductor structure 22.
  • the conductor track structure 21 has the shape of a rectangle R1 with the different side lengths a1 and b1 and the conductor track structure 22 has the shape of the rectangle R2 with the different side lengths a2 and b2. Due to the different side lengths, the rectangles R1, R2 meet the requirement for different geometries in the direction of their respective two main axes x, y and ⁇ , ⁇ lying parallel to the plane of the front side 11 of the printed circuit board 1.
  • the conductor structure 21 on the front 11 of the circuit board 1 and the conductor structure 22 on the rear 12 of the circuit board 1 are arranged such that the projection of the intersection the main axes x, y of the conductor structure 21 of the front side 11 of the circuit board 1 on the level of the front side 11 of the circuit board 1 coincide with the projection of the intersection of the main axes ⁇ , ⁇ of the conductor structure 22 of the rear side 12 of the circuit board 1 on the level of Front side 11 of the circuit board 1.
  • the conductor track structures 21, 22 are arranged such that the centers of the two rectangles lie one above the other.
  • All conductor track structures 21, 22 on both sides 11, 12 of the printed circuit board 1 have uniform center distances to one another in two preferred directions, as a result of which their arrangement on the printed circuit board 1 is clearly determined.
  • these preferred directions are the x and y directions of the xy coordinate system of the conductor track structure 21. In the exemplary embodiment shown in FIG. 1, these directions correspond to the vertical and the horizontal of the circuit board 1.
  • the center distances from a conductor track structure 21 The dimensions of an elementary cell 2 define their respective four adjacent conductor track structures 21.
  • the center distance between two conductor track structures 21 in the transverse direction of the front side 11 of the printed circuit board 1 (or in the x direction of the xy coordinate system of the illustrated conductor track structure 21) bears the designation in FIG. 2a A.
  • the center distance between two conductor track structures in the longitudinal direction of the front side 11 of the printed circuit board 1 (or in the y direction of the x-y coordinate system of the illustrated conductor track structure 21) bears the designation B in FIG. 2a.
  • An optimal dimensioning of a circuit board 1 (with regard to the shape R1, R2 and the dimensions al, bl, a2, b2 of the conductor track structures 21, 22; the distances A, B of the conductor track structures 21, 22 of a circuit board side 11, 12 among themselves; the angle i by which the conductor track structures 21, 22 of two printed circuit board sides 11, 12 are rotated relative to one another; the thickness h and the permittivity ⁇ r of the printed circuit board substrate) is expediently created by means of field theoretical calculations. Developments are made for the field strengths in the air and in the dielectric, the coefficients of which are calculated by the boundary and continuity conditions on the metal and dielectric surfaces.
  • Shape of the conductor track structures identical rectangles R1 on the front 11, identical rectangles R2 on the rear 12
  • Shape of the conductor track structures identical rectangles R1 on the front 11, identical rectangles R2 on the rear 12
  • the device according to the invention proves to be particularly suitable for changing the polarization of incident electromagnetic waves with frequencies of 30 or 35 gigahertz from linear polarization to circular polarization and thus for use in, for example, radar technology.
  • the invention is not only limited to the exemplary embodiments described above, but rather can be transferred to others.
  • Circuit structures with different shapes and dimensions can also occur, for example on different circuit boards or on different sides of a circuit board or in different rows on one Side of a circuit board or alternating within a row or in another arrangement.
  • the rectangular conductor track structures are arranged such that they form rows which are parallel to one another and perpendicular to one another, the rows perpendicular to one another in each case intersecting in the center of a conductor track structure.
  • the rows parallel to one another are offset from one another, so that the rows perpendicular to one another no longer intersect in the center of a conductor track structure, but in the center of four adjacent conductor track structures, i. H. at the intersection or contact point of four unit cells each.

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Abstract

Vorrichtung zur Änderung der Polarisation einer einfallenden elektromagnetischen Welle. Bekannte Vorrichtungen zur Änderung der Polarisation einer einfallenden elektromatischen Welle behalten die Entkopplung eines Signals, also das Verhältnis zwischen Nutz- und Kreuzpolarisation des einlaufenden Signals, bei. Darüber hinaus weisen sie für viele Anwendungen zu grosse Abmessungen auf. Die neu zu schaffende Vorrichtung soll die Entkopplung des Signals verbessern. Bei der Transmission einer elektromagnetischen Welle durch den Transmissions-Polarisator wird der kreuzpolarisierte Anteil eines eintreffenden Signals weitestgehend reflektiert und dadurch wird die Entkopplung des transmittierten Signals deutlich verbessert. Ausserdem kann der Transmissions-Polarisator bereits in Form einer einzigen planaren Leiterplatte realisiert werden. Der Transmissions-Polarisator eignet sich zur Änderung der Polarisation einer einfallenden elektromagnetischen Welle von Linearer Polarisation nach Zirkularer Polarisation oder umgekehrt oder auch zur Drehung der Polarisation einer einfallenden elektromagnetischen Welle um einen festen Winkel.

Description

Beschreibung
Transmi ssi onπ-Pol πri sator
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Änderung der Polarisation einer einfallenden elektromagnetischen Welle gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Der Begriff der Änderung der Polarisation einer einfallen- den elektromagnetischen Welle kann vielfältige Bedeutung haben. Beispielsweise kann darunter verstanden werden die Umwandlung von linearer in zirkuläre Polarisation oder umgekehrt oder auch eine Drehung der Polarisationsrichtung der einfallenden elektromagnetischen Welle.
Die gezielte Änderung der Polarisation elektromagnetischer Wellen wird in vielen Anwendungsbereichen zur Erhöhung der Signalqualität eingesetzt. So dient beispielsweise in der Radartechnik die zirkuläre Polarisation dazu, Regenechos zu unterdrücken und erhöht so die Radar-Reichweite bei schlechtem Wetter. Auf ähnliche Weise erlaubt die zirkuläre Polarisation in der Funkkommunikation bei Frequenzen im Mi- krowellenbereich die Reduzierung von sogenannten Intersym- bol-Interferenzen.
Derartige Interferenzen entstehen, wenn elektromagnetische Signale auf dem Weg vom Sender zum Empfänger an Objekten reflektiert werden. Bei der Reflexion einer elektromagnetischen Welle ändert sich deren Polarisation. Im Extremfall des senkrechten Einfalls einer zirkulär polarisierten Welle auf einen ebenen Reflektor behält die reflektierte Welle die Drehrichtung im Raum bei, kehrt aber die Ausbreitungs- richtung im Raum um, so daß zum Beispiel aus einer rechts- zirkular polarisierten Welle eine linkszirkular polarisierte Welle wird. Eine für rechtszirkulare Polarisation ausgelegte Antenne kann deshalb das reflektierte, linkszirkular polarisierte Signal nicht empfangen, so daß im Empfänger das störende Signal nicht erscheint. Entsprechend werden störende Signale, deren Polarisationsrichtung bei einer Reflexion nicht vollständig umgekehrt wurde, gedämpft.
Eine gebräuchliche Vorrichtung zur Änderung der Polarisa- tion einer einfallenden elektromagnetischen Welle ist beispielsweise der aus der Literatur bekannte Mäanderleitungs- Polarisator [Derek McNamara, "An octave bandwith meander- line polariser consisting of five identical sheets", IEEE - APS 1981, Vol. 1, p. 237 - 240]. Dieser weist folgende Merkmale auf:
- fünf planar aufgebaute, dielektrische Leiterplatten, die hintereinander, Flachseite zu Flachseite, angeordnet sind, - die Leiterplatten tragen auf der Vorderseite jeweils mehrere in einer Vorzugsrichtung angeordnete, elektrisch leitfähige Leitungen,
- eine einzelne Leitung ist mäanderförmig und erstreckt sich über den Querschnitt einer Leiterplatte,
- die mäanderförmigen Leitungen auf allen Leiterplatten sind parallel ausgerichtet, d.h. die beiden in der Ebene der Vorderseite der Leiterplatte liegenden Hauptachsen einer mäanderförmigen Leitung auf einer Leiterplatte und die beiden in der Ebene der Vorderseite der Leiterplatte liegenden Hauptachsen einer mäanderförmigen Leitung auf einer anderen Leiterplatte unterscheiden sich nicht.
Insbesondere der mehrschichtige Aufbau eines Mäanderlei- tungs-Polarisators aus mehreren hintereinander geschichteten Leiterplatten bedingt seine vergleichsweise große räumliche Ausdehnung, die eine Anwendung dieses Polarisators in vielen Einsatzbereichen erschwert, wenn nicht sogar verhindert.
Bei geeigneter Dimensionierung eines Mäanderleitungs-Pola- risators wird eine auf ihn einfallende elektromagnetische Welle mit linearer Polarisation in eine Richtung A in eine elektromagnetische Welle mit zirkularer Polarisation in eine Drehrichtung B umgewandelt. Eine zweite einfallende elektromagnetische Welle mit dazu senkrechter Polarisation (Kreuzpolarisation) , also mit linearer Polarisation in einer zur Richtung A senkrechten Richtung A" wird in eine elektromagnetische Welle mit zirkularer Polarisation in eine zur Drehrichtung B entgegengesetzten Drehrichtung B1 umgewandelt. Das bedeutet, die Entkopplung eines Signals, also das Verhältnis zwischen Nutz- und Kreuzpolarisation, beziehungsweise das Verhältnis zwischen rechts- und links- zirkularer Polarisation, kann durch einen Mäanderleitungs- Polarisator nicht verbessert werden. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine Vorrichtung zur Änderung der Polarisation einer einfallenden elektromagnetischen Welle anzugeben, die die Entkopplung eines Signals verbessert.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 wiedergegeben. Die weiteren Ansprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung (Patentansprüche 2 bis 10) sowie bevorzugte Verwendungsmöglichkeiten der Erfindung (Patentansprüche 11 und 12) .
Die Aufgabe wird bezüglich der Vorrichtung zur Änderung der Polarisation einer einfallenden elektromagnetischen Welle erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorrichtung, mindestens eine planar aufgebaute, dielektrische Leiterplatte enthält, die mindestens eine Leiterplatte sowohl auf ihrer Vorderseite als auch auf ihrer Rückseite jeweils eine Vielzahl von homogen verteilten Leiterbahnstrukturen trägt, die mindestens eine Leiterplatte aus Elementarzellen aufgebaut ist, die sich jeweils zusammensetzen aus einer Leiterbahnstruktur auf der Vorderseite der Lei- terplatte, einer ihr gegenüberliegenden Leiterbahnstruktur auf der Rückseite der Leiterplatte sowie aus dem zwischen den beiden Leiterbahnstrukturen liegenden Substrat der Leiterplatte, innerhalb einer jeden Elementarzelle die beiden Leiter- bahnstrukturen derart angeordnet sind, daß die beiden in der Ebene der Vorderseite liegenden Hauptachsen einer Leiterbahnstruktur auf der Vorderseite der Leiterplatte und die beiden in der Ebene der Rückseite liegenden Hauptachsen einer Leiterbahnstruktur auf der Rückseite der Leiterplatte jeweils gegeneinander um einen vorgegebenen Winkel verdreht sind.
Ein augenfälliger optischer Unterschied zwischen dem be- kannten Mäanderleitungs-Polarisator und einer typischen Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß sich bei dem ersten ein einziges Einzelelement - eine langgezogene Mäanderleitung - über den ganzen Querschnitt einer Leiterplatte erstreckt, während bei der zweiten eine Vielzahl von Einzelelementen - Elementarzellen oder Leiterbahnstrukturen - in Reihen angeordnet sind, die sich über den Querschnitt der Leiterplatte erstrecken.
Ein erster Vorteil der Erfindung gegenüber dem Mäanderlei- tungs-Polarisator besteht darin, daß die erwünschte Änderung der Polarisation einer einfallenden elektromagnetischen Welle erfindungsgemäß bereits mittels einer einzelnen Leiterplatte erzielt werden kann und somit die räumlichen Abmessungen einer typischen Ausführungsform der Erfindung wesentlich kleiner sind als die eines Mäanderleitungs-Po- larisators, wodurch sich die Anzahl der potentiellen Anwendungsgebiete im Vergleich zu diesem deutlich erhöht.
Vor allem aber weist die erfindungsgemäße Vorrichtung funk- tionelle Unterschiede zu einem Mäanderleitungs-Polarisator auf, wodurch der Hauptvorteil - ein hoher Grad an Signal- Entkopplung - erzielt werden kann:
Eine auf die erfindungsgemäße Vorrichtung einfallende elek- tromagnetische Welle mit bestimmter Polarisation, zum Beispiel eine elektromagnetische Welle mit linearer Polarisation in eine Richtung A, erfährt eine Änderung ihrer Polarisation, beispielsweise in eine elektromagnetische Welle mit zirkularer Polarisation in eine Drehrichtung B. Eine zweite einfallende elektromagnetische Welle mit zur ersten Welle senkrechter Polarisation (Kreuzpolarisation) wird weitestgehend reflektiert. Das bedeutet, daß die Entkopplung eines Signals, also das Verhältnis zwischen Nutz- und Kreuzpolarisation, nach der Transmission des Signals durch die erfindungsgemäße Vorrichtung durch die Reflexion des kreuzpolarisierten Anteils entscheidend verbessert wird.
Darüber hinaus gehende Verbesserungen der Entkopplung eines Signals nach dessen Transmission sind durch nachfolgend be- schriebene Ausführungsformen der Erfindung erzielbar, deren Merkmale sowohl einzeln als auch in Kombination zur Verbesserung beitragen.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß jede einzelne Leiterbahnstruktur auf der Vorderseite der Leiterplatte in Richtung ihrer beiden in der Ebene der Vorderseite liegenden Hauptachsen unterschiedliche Geometrien aufweist, und/oder - daß jede einzelne Leiterbahnstruktur auf der Rückseite der Leiterplatte in Richtung ihrer beiden in der Ebene der Rückseite liegenden Hauptachsen unterschiedliche Geometrien aufweist.
Diese unterschiedliche Geometrien der Leiterbahnstrukturen können beispielsweise in Form von Rechtecken, Kreuzen oder Ellipsen realisiert werden. Die Vorteile von derartigen Formgebungen bestehen in deren besonders hohen Grad der Entkopplung eines Signals nach dessen Transmission durch die Leiterplatte.
In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind innerhalb einer jeden Elementarzelle die Leiterbahnstruktur auf der Vorderseite der Leiterplatte und die Lei- terbahnstruktur auf der Rückseite der Leiterplatte derart angeordnet, daß die Projektionen der umschreibenden Vielecke der Leiterbahnstrukturen beider Seiten der Leiterplatte auf die Ebene der Vorderseite der Leiterplatte sich überschneiden.
Hier und im folgenden ist mit Projektion die bezogen auf die Ebene der Vorderseite der Leiterplatte senkrechte Pro- jektion von Koordinaten gemeint. Ein geeignetes Koordinatensystem wird beispielsweise von den Hauptachsen der Leiterbahnstruktur auf der Vorderseite der Leiterplatte aufgespannt. Der Begriff des umschreibenden Vielecks bezieht sich vor allem auf Leiterbahnstrukturen in der Form von Kreuzen oder ähnlichen Gebilden und bedeutet eine Verkürzung der Randkontour sowie eine Vergrößerung der umschlossenen Fläche, beispielsweise derart, daß ein Kreuz von einem Trapez oder Rechteck umschrieben wird. Für eine Elementarzelle, die zwei Leiterbahnstrukturen in der Form von Kreuzen beinhaltet, bedeutet die Erfüllung der obigen Anordnungsanforderung, demnach nicht zwangsläufig, daß sich auch die Projektionen der Leiterbahnstrukturen selbst überschneiden.
Ist dies jedoch der Fall, so kann dadurch eine weitere Verbesserung des Entkopplungsgrades erzielt werden. Demnach sind in einer noch vorteilhafteren Ausgestaltung der Erfindung die Leiterbahnstruktur auf der Vorderseite der Leiterplatte und die Leiterbahnstruktur auf der Rückseite der Leiterplatte derart angeordnet, daß die Projektionen der Leiterbahnstrukturen beider Seiten der Leiterplatte auf die Ebene der Vorderseite der Leiterplatte sich überschneiden. Eine weitere Verbesserung des Entkopplungsgrades kann bei idealer, mittiger Überschneidung der Projektionen der Leiterbahnstrukturen erzielt werden. Demnach sind in einer noch vorteilhafteren Ausgestaltung der Erfindung die Lei- terbahnstruktur auf der Vorderseite der Leiterplatte und die Leiterbahnstruktur auf der Rückseite der Leiterplatte derart angeordnet,
- daß die Projektion des Schnittpunktes der Hauptachsen der Leiterbahnstruktur der Vorderseite der Leiterplatte auf die Ebene der Vorderseite der Leiterplatte aufeinander fällt mit der Projektion des Schnittpunktes der Hauptachsen der Leiterbahnstruktur der Rückseite der Leiterplatte auf die Ebene der Vorderseite der Leiterplatte.
In weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung weisen alle Leiterbahnstrukturen zumindest einer Seite zumindest einer Leiterplatte die gleiche Form und die glei- chen Abmessungen auf, und/oder alle Leiterbahnstrukturen zumindest einer Seite zumindest einer Leiterplatte zueinander in zumindest einer Vorzugsrichtung einheitliche Abstände auf.
In weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung sind die einzelnen Leiterbahnstrukturen jeweils einer Seite einer Leiterplatte zueinander parallel ausgerichtet, und - die einzelnen Leiterbahnstrukturen jeweils einer Seite einer Leiterplatte bezüglich mindestens einer Achse innerhalb der planaren Oberfläche der Leiterplatte symmetrisch angeordnet, vorzugsweise derart angeordnet, - daß die einzelnen Leiterbahnstrukturen jeweils einer Seite einer Leiterplatte kollinear in zueinander senkrecht stehenden Reihen angeordnet sind, oder
- daß die einzelnen Leiterbahnstrukturen jeweils einer Seite einer Leiterplatte radialsymmetrisch angeordnet sind. Die kollineare Anordnung der Leiterbahnstrukturen in zueinander senkrecht stehenden Reihen kann man sich vorstellen als homogene Auffüllung eines rechtwinkligen Rasters auf der Leiterplatte mit Leiterbahnstrukturen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung enthält diese mehrere planar aufgebaute, dielektrische Leiterplatten, die mit ihren Flachseiten parallel zueinander, hintereinander, vorzugsweise deckungsgleich, angeordnet sind.
Im folgenden werden anhand der Figuren 1 und 2 beispielhafte Ausführungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung näher er- läutert. Es zeigen
Figur 1: Die prinzipielle Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Figur 2: Eine Elementarzelle der Leiterplatte gemäß Figur 1.
Die Figur 1 zeigt die prinzipielle Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf, hier anhand der speziellen Ausführungsform einer planaren, dielektrischen Leiterplatte 1, die eine einfallende, in y-Richtung linear polarisierte elektromagnetische Welle 3 nach der Transmission in eine zirkulär polarisierte elektromagnetische Welle 4 umwandelt. Mit Ex und Ey sind die Feldstärkevektoren in der x- und y- Richtung bezeichnet. Die Leiterplatte 1 trägt sowohl auf ihrer Vorderseite 11 als auch auf ihrer Rückseite 12 jeweils eine Vielzahl von homogen verteilten Leiterbahnstrukturen 21, 22. Die Leiterplatte 1 ist aus Elementarzellen 2 aufgebaut, die sich je- weils zusammensetzen aus einer Leiterbahnstruktur 21 auf der Vorderseite 11 der Leiterplatte 1, einer ihr gegenüberliegenden Leiterbahnstruktur 22 auf der Rückseite 12 der Leiterplatte 1 sowie aus dem zwischen den beiden Leiterbahnstrukturen 21, 22 liegenden Substrat der Leiterplatte 1. Zu beachten ist, daß die auf der Rückseite 12 befindlichen Leiterbahnstrukturen 22 in der Figur 1 nicht perspektivisch korrekt eingezeichnet sind, sondern daß die gestrichelten Linien jeweils deren Projektionen auf die Vorderseite 11 wiedergeben!
Innerhalb einer jeden Elementarzelle 2 sind die beiden Leiterbahnstrukturen 21, 22 derart angeordnet, daß die beiden in der Ebene der Vorderseite 11 liegenden Hauptachsen einer Leiterbahnstruktur 21 auf der Vorderseite 11 der Leiter- platte 1 und die beiden in der Ebene der Rückseite 12 liegenden Hauptachsen einer Leiterbahnstruktur 22 auf der Rückseite 12 der Leiterplatte 1 jeweils gegeneinander um einen vorgegebenen Winkel verdreht sind.
Eine einzelne Leiterbahnstruktur 21 auf der Vorderseite 11 der Leiterplatte 1 weist in Richtung ihrer beiden in der Ebene der Vorderseite 11 liegenden Hauptachsen unterschiedliche Geometrien auf. Ebenso weist eine einzelne Leiterbahnstruktur 22 auf der Rückseite 12 der Leiterplatte 1 in Richtung ihrer beiden in der Ebene der Rückseite 12 liegenden Hauptachsen unterschiedliche Geometrien auf. Diese unterschiedlichen Geometrien sind in beiden Fällen durch die Ausgestaltung der Leiterbahnstrukturen 21, 22 in Form von Rechtecken verwirklicht. Innerhalb einer jeden Elementarzelle 2 sind die Leiterbahnstruktur 21 auf der Vorderseite 11 der Leiterplatte 1 und die Leiterbahnstruktur 22 auf der Rückseite 12 der Leiterplatte 1 derart angeordnet, daß die Projektion des Schnitt- punktes der Hauptachsen der Leiterbahnstruktur 21 der Vorderseite 11 der Leiterplatte 1 auf die Ebene der Vorderseite 11 der Leiterplatte 1 aufeinander fällt mit der Projektion des Schnittpunktes der Hauptachsen der Leiterbahnstruktur 22 der Rückseite 12 der Leiterplatte 1 auf die Ebene der Vorderseite 11 der Leiterplatte 1. Das bedeutet, die Leiterbahnstrukturen 21, 22 sind derart angeordnet, daß hier jeweils die Zentren der beiden Rechtecke übereinander liegen.
Alle Leiterbahnstrukturen 21, 22 jeweils einer Seite 11, 12 der Leiterplatte 1 weisen die gleiche Form und die gleichen Abmessungen auf, nämlich die eines jeweils identischen Rechteckes. Alle Leiterbahnstrukturen 21, 22 jeweils einer Seite 11, 12 der Leiterplatte 1 weisen zueinander in zwei Vorzugsrichtungen, hier in waagrechter und senkrechter
Richtung innerhalb der planaren Oberfläche der Leiterplatte 1, einheitliche Abstände auf.
Die einzelnen Leiterbahnstrukturen 21, 22 jeweils einer Seite 11, 12 der Leiterplatte 1 sind zueinander parallel ausgerichtet. Außerdem sind die einzelnen Leiterbahnstrukturen 21, 22 jeweils einer Seite 11, 12 der Leiterplatte 1 bezüglich zweier Achsen innerhalb der planaren Oberfläche der Leiterplatte 1 symmetrisch angeordnet. Hier sind dies auf der Vorderseite 11 der Leiterplatte 1 die senkrechte und die waagrechte Achse durch den Mittelpunkt und auf der Rückseite 12 der Leiterplatte 1 zwei Achsen durch den Mittelpunkt, die jeweils um den gleichen Winkel aus der Senkrechten und der Waagrechten um den Mittelpunkt verdreht sind. Darüber hinaus sind die einzelnen Leiterbahnstruk- turen 21, 22 jeweils einer Seite 11, 12 der Leiterplatte 1 kollinear in zueinander senkrecht stehenden Reihen angeordnet und die zueinander senkrecht stehenden Reihen auf einer Seite 11, 12 der Leiterplatte 1 schneiden sich jeweils im Zentrum einer Leiterbahnstruktur 21, 22.
Die Figuren 2a und 2b zeigen eine bevorzugte Ausführungsform einer Elementarzelle 2 der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Figur 1 im Detail. Figur 2a zeigt eine Projek- tion auf die Flachseite der Leiterplatte 1 gemäß Figur 1, Figur 2b zeigt einen Schnitt durch die Leiterplatte 1 gemäß Figur 1. Unter dem Begriff Elementarzelle 2 soll verstanden werden a) eine Leiterbahnstruktur 21 der Vorderseite 11 der Leiterplatte 1, b) das unter ihr liegende Substrat der Dicke h und der Permittivitat εr der Leiterplatte 1 sowie c) die auf der Rückseite 12 der Leiterplatte 1 liegende, zweite, gegen die erste um den Winkel i verdrehte Leiterbahnstruktur 22.
In dem in den Figuren 2a und 2b dargestellten Ausführungsbeispiel besitzen die Leiterbahnstruktur 21 die Form eines Rechteckes Rl mit den unterschiedlichen Seitenlängen al und bl und die Leiterbahnstruktur 22 die Form des Rechteckes R2 mit den unterschiedlichen Seitenlängen a2 und b2. Durch die unterschiedlichen Seitenlängen erfüllen die Rechtecke Rl, R2 die Anforderung nach unterschiedlichen Geometrien in Richtung ihrer jeweiligen beiden parallel zur Ebene der Vorderseite 11 der Leiterplatte 1 liegenden Hauptachsen x, y und ξ, ψ.
Innerhalb der Elementarzelle 2 sind die Leiterbahnstruktur 21 auf der Vorderseite 11 der Leiterplatte 1 und die Leiterbahnstruktur 22 auf der Rückseite 12 der Leiterplatte 1 derart angeordnet, daß die Projektion des Schnittpunktes der Hauptachsen x, y der Leiterbahnstruktur 21 der Vorderseite 11 der Leiterplatte 1 auf die Ebene der Vorderseite 11 der Leiterplatte 1 aufeinander fällt mit der Projektion des Schnittpunktes der Hauptachsen ξ, ψ der Leiterbahn- Struktur 22 der Rückseite 12 der Leiterplatte 1 auf die Ebene der Vorderseite 11 der Leiterplatte 1. Das bedeutet, die Leiterbahnstrukturen 21, 22 sind derart angeordnet, daß hier jeweils die Zentren der beiden Rechtecke übereinander liegen.
Alle Leiterbahnstrukturen 21, 22 beider Seiten 11, 12 der Leiterplatte 1 weisen zueinander in zwei Vorzugsrichtungen einheitliche Mittenabstände auf, wodurch ihre Anordnung auf der Leiterplatte 1 eindeutig bestimmt wird. Hier sind diese Vorzugsrichtungen die x- und die y-Richtung des x-y-Koordi- natensystems der Leiterbahnstruktur 21. Diese Richtungen entsprechen in dem in der Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Senkrechten und der Waagrechten der Leiterplatte 1. Die Mittenabstände von einer Leiterbahnstruk- tur 21 zu ihren jeweils vier benachbarten Leiterbahnstrukturen 21 definieren die Abmessungen einer Elementarzelle 2. Der Mittenabstand zweier Leiterbahnstrukturen 21 in Querrichtung der Vorderseite 11 der Leiterplatte 1 (oder in x- Richtung des x-y-Koordinatensystems der dargestellten Lei- terbahnstruktur 21) trägt in Figur 2a die Bezeichnung A.
Der Mittenabstand zweier Leiterbahnstrukturen in Längsrichtung der Vorderseite 11 der Leiterplatte 1 (oder in y-Richtung des x-y-Koordinatensystems der dargestellten Leiterbahnstruktur 21) trägt in Figur 2a die Bezeichnung B.
Eine optimale Dimensionierung einer Leiterplatte 1 (hinsichtlich der Form Rl, R2 und der Abmessungen al, bl, a2 , b2 der Leiterbahnstrukturen 21, 22; der Abstände A, B der Leiterbahnstrukturen 21, 22 einer Leiterplattenseite 11, 12 untereinander; des Winkels i, um den die Leiterbahnstrukturen 21, 22 zweier Leiterplattenseiten 11, 12 gegeneinander verdreht sind; der Dicke h und der Permittivitat εr des Leiterplattensubstrates) wird zweckmäßigerweise mittels feldtheoretischer Berechnungen erstellt. Hierbei werden in der Luft und im Dielektrikum Entwicklungen für die Feldstärken angesetzt, deren Koeffizienten durch die Rand- und Stetigkeitsbedingungen auf den Metall- und Dielektrikum- Oberflächen berechnet werden.
Damit ergibt sich beispielhaft für eine Vorrichtung zur Änderung der Polarisation einer einfallenden elektromagnetischen Welle mit einer Frequenz von 30 Gigahertz von linearer Polarisation nach zirkularer Polarisation folgende optimierte Dimensionierung:
Signalfreguenz 30 GHz
Anzahl der Leiterplatten 1
Form der Leiterbahnstrukturen identische Rechtecke Rl auf der Vorderseite 11, identische Rechtecke R2 auf der Rückseite 12
Abmessungen der Leiterbahnstrukturen al = 3,35 mm bl = 1,65 mm a2 = 0,50 b2 = 3,05 mm
Anordnung der Leiterbahnstrukturen zueinander senkrechte Reihen
A = 4,0 mm
B = 5,2 mm Verdrehung der Leiterbahnstrukturen l = 33° Dicke des Leiterplattensubstrates h = 1,57 mm
Permittivitat des Leiterplattensubstrates Er = 2,33 Entsprechend ergibt sich in einem zweiten Beispiel für eine Vorrichtung zur Änderung der Polarisation einer einfallenden elektromagnetischen Welle mit einer Frequenz von 35 Gigahertz von linearer Polarisation nach zirkularer Polarisa- tion folgende optimierte Dimensionierung:
Signalfrequenz 35 GHz
Anzahl der Leiterplatten 1
Form der Leiterbahnstrukturen identische Rechtecke Rl auf der Vorderseite 11, identische Rechtecke R2 auf der Rückseite 12
Abmessungen der Leiterbahnstrukturen al = 2,76 mm bl = 1,38 m a2 = 0,30 mm b2 = 2,58 mm
Anordnung der Leiterbahnstrukturen zueinander senkrechte Reihen
A = 4,74 mm
B = 3,01 mm
Verdrehung der Leiterbahnstrukturen l = 32° Dicke des Leiterplattensubstrates h = 1,52 mm
Permittivitat des Leiterplattensubstrates εr = 2,5
Die erfindungsgemäße Vorrichtung erweist sich in den Ausführungsformen dieser beiden Beispiele als besonders geeignet für die Änderung der Polarisation von einfallenden elektromagnetischen Wellen mit Frequenzen von 30 bzw. 35 Gigahertz von linearer Polarisation nach zirkularer Polarisation und damit für eine Anwendung zum Beispiel in der Radartechnik. Die Erfindung ist aber nicht nur auf die zuvor geschilderten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern vielmehr auf weitere übertragbar.
So ist zum Beispiel denkbar, anstatt der Änderung der Polarisation in Form einer Umwandlung der Polarisation von linearer Polarisation in zirkuläre Polarisation oder umgekehrt, eine Änderung der Polarisation in Form einer Drehung der Polarisation, beispielsweise um 90 Grad, durchzuführen.
Anwendungsmöglichkeiten für eine derartige Vorrichtung zur Drehung der Polarisation einer einfallenden elektromagnetischen Welle liegen allgemein im Bereich gefalteter Linsen- oder Reflektorstrukturen, speziell bei der Erzeugung eines sogenannten Fan-Beams (d.h. einer Antennenabstrahlung, die in einer Richtung eine starke Bündelung, aber in der anderen Richtung eine schwache oder gar keine Bündelung besitzt) mit Hilfe eines speziellen Hohlleiters. Eine solche Anordnung ist leicht zu entwickeln, wenn das elektri- sehe Feld in Richtung der grossen Keulenbreite (sogenanntes H-Ebenen-Horn) liegen soll. Probleme gibt es, wenn das Feld in der anderen Richtung liegen soll (sogenanntes E-Ebenen- Horn) .
Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die das Feld um 90 Grad dreht, kann man nun aber ein H-Ebenen-Horn verwenden und die Vorrichtung zur Drehung einsetzen.
Ferner ist es möglich, die einheitlichen Abmessungen und/ oder Rechteck-Formen der Leiterbahnstrukturen zu ändern. So können durchaus auch Leiterbahnstrukturen mit verschiedenen Formen und Abmessungen auftreten, beispielsweise auf verschiedenen Leiterplatten oder auf verschiedenen Seiten einer Leiterplatte oder in verschiedenen Reihen auf einer Seite einer Leiterplatte oder alternierend innerhalb einer Reihe oder in anderer Anordnung.
In den gezeigten Ausführungsbeispielen sind die rechtecki- gen Leiterbahnstrukturen so angeordnet, daß sie zueinander parallele und zueinander senkrechte Reihen bilden, wobei sich die zueinander senkrechten Reihen jeweils im Zentrum einer Leiterbahnstruktur schneiden. Es ist aber durchaus vorstellbar, daß die zueinander parallelen Reihen gegenein- ander versetzt sind, so daß die zueinander senkrechten Reihen sich nicht mehr im Zentrum einer Leiterbahnstruktur schneiden, sondern im Zentrum von jeweils vier benachbarten Leiterbahnstrukturen, d. h. am Schnitt- oder Kontaktpunkt von jeweils vier Elementarzellen. Außerdem ist es vorstell- bar, anstelle der axialsymmetrischen eine radialsymmetrische Anordnung der Leiterbahnstrukturen zu verwenden.
Außerdem ist es denkbar, mehrere Leiterplatten in Strahlrichtung hintereinander anzuordnen.

Claims

Pa fintansprüdip.
1. Vorrichtung zur Änderung der Polarisation einer ein- fallenden elektromagnetischen Welle, gekennzeichnet durch folgende Merkmale, sie enthält mindestens eine planar aufgebaute, dielektrische Leiterplatte (1) , die mindestens eine Leiterplatte (1) trägt sowohl auf ihrer Vorderseite (11) als auch auf ihrer Rückseite
(12) jeweils eine Vielzahl von homogen verteilten Leiterbahnstrukturen (21, 22) , die mindestens eine Leiterplatte (1) ist aus Elementarzellen (2) aufgebaut, die sich jeweils zusammensetzen aus einer Leiterbahnstruktur (21) auf der Vorderseite
(11) der Leiterplatte (1) , einer ihr gegenüberliegenden Leiterbahnstruktur (22) auf der Rückseite (12) der Leiterplatte (1) sowie aus dem zwischen den beiden Leiterbahnstrukturen (21, 22) liegenden Substrat der Leiterplatte (1) , innerhalb einer jeden Elementarzelle (2) sind die beiden Leiterbahnstrukturen (21, 22) derart angeordnet, daß die beiden in der Ebene der Vorderseite (11) liegenden Hauptachsen (x, y) einer Leiterbahnstruktur (21) auf der Vorderseite (11) der Leiterplatte (1) und die beiden in der Ebene der Rückseite (12) liegenden Hauptachsen (ξ, ψ) einer Leiterbahnstruktur (22) auf der Rückseite (12) der Leiterplatte (1) jeweils gegeneinander um einen vorgegebenen Winkel (i) verdreht sind.
2. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß jede einzelne Leiterbahnstruktur (21) auf der Vorderseite (11) der Leiterplatte (1) in Richtung ihrer beiden in der Ebene der Vorderseite (11) liegenden Hauptachsen (x, y) unterschiedliche Geometrien auf- weist, und/oder daß jede einzelne Leiterbahnstruktur (22) auf der Rückseite (12) der Leiterplatte (1) in Richtung ihrer beiden in der Ebene der Rückseite (12) liegenden Hauptachsen (ξ, ψ) unterschiedliche Geometrien aufweist.
3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Leiterbahnstrukturen (21, 22) die Form von Rechtecken (Rl, R2) aufweisen, oder daß die Leiterbahnstrukturen (21, 22) die Form von Kreuzen aufweisen, oder daß die Leiterbahnstrukturen (21, 22) die Form von Ellipsen aufweisen.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß innerhalb einer jeden Elementarzelle (2) die Leiterbahnstruktur (21) auf der Vorderseite (11) der Lei- terplatte (1) und die Leiterbahnstruktur (22) auf der Rückseite (12) der Leiterplatte (1) derart angeordnet sind, daß die Projektionen der umschreibenden Vielecke der Leiterbahnstrukturen (21, 22) beider Seiten (11, 12) der Leiterplatte (1) auf die Ebene der
Vorderseite (11) der Leiterplatte (1) sich überschneiden.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß innerhalb einer jeden Elementarzelle (2) die Leiterbahnstruktur (21) auf der Vorderseite (11) der Leiterplatte (1) und die Leiterbahnstruktur (22) auf der Rückseite (12) der Leiterplatte (1) derart angeordnet sind, daß die Projektionen der Leiterplattenstrukturen (21, 22) beider Seiten (11, 12) der Leiterplatte (1) auf die Ebene der Vorderseite (11) der Leiter- platte (1) sich überschneiden.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , - daß innerhalb einer jeden Elementarzelle (2) die Leiterbahnstruktur (21) auf der Vorderseite (11) der Leiterplatte (1) und die Leiterbahnstruktur (22) auf der Rückseite (12) der Leiterplatte (1) derart angeordnet sind, daß die Projektion des Schnittpunktes der Hauptachsen (x, y) der Leiterbahnstruktur (21) der Vorderseite (11) der Leiterplatte (1) auf die Ebene der Vorderseite (11) der Leiterplatte (1) aufein- ander fällt mit der Projektion des Schnittpunktes der Hauptachsen (ξ, ψ) der Leiterbahnstruktur (22) der Rückseite (12) der Leiterplatte (1) auf die Ebene der Vorderseite (11) der Leiterplatte (1) .
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß alle Leiterbahnstrukturen (21, 22) zumindest einer Seite (11, 12) zumindest einer Leiterplatte (1) die gleiche Form und die gleichen Abmessungen aufweisen, und/oder daß alle Leiterbahnstrukturen (21, 22) zumindest einer Seite (11, 12) zumindest einer Leiterplatte (1) zueinander in zumindest einer Vorzugsrichtung einheitliche Abstände aufweisen.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , - daß die einzelnen Leiterbahnstrukturen (21, 22) jeweils einer Seite (11, 12) einer Leiterplatte (1) zueinander parallel ausgerichtet sind, und daß die einzelnen Leiterbahnstrukturen (21, 22) jeweils einer Seite (11, 12) einer Leiterplatte (1) bezüglich mindestens einer Achse innerhalb der planaren Oberfläche der Leiterplatte (1) symmetrisch angeordnet sind, vorzugsweise derart angeordnet sind, daß die einzelnen Leiterbahnstrukturen (21, 22) jeweils einer Seite (11, 12) einer Leiterplatte (1) kollinear in zueinander senkrecht stehenden Reihen angeordnet sind, oder daß die einzelnen Leiterbahnstrukturen (21, 22) jeweils einer Seite (11, 12) einer Leiterplatte (1) radialsymmetrisch angeordnet sind.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , - daß sie mehrere planar aufgebaute, dielektrische Leiterplatten (1) enthält, die mit ihren Flachseiten parallel zueinander, hintereinander, vorzugsweise deckungsgleich, angeordnet sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß sie genau eine planar aufgebaute, dielektrische Leiterplatte (1) enthält, - die sowohl auf ihrer Vorderseite (11) als auch auf ihrer Rückseite (12) eine Vielzahl von homogen verteilten, rechteckförmigen Leiterbahnstrukturen (21, 22) trägt, und daß innerhalb einer jeden Elementarzelle (2) die Lei- terbahnstruktur (21) auf der Vorderseite (11) der Leiterplatte (1) und die Leiterbahnstruktur (22) auf der Rückseite (12) der Leiterplatte (1) derart angeordnet sind, daß die Projektion des Schnittpunktes der Haupt- achsen (x, y) der Leiterbahnstruktur (21) der Vorderseite (11) der Leiterplatte (1) auf die Ebene der Vorderseite (11) der Leiterplatte (1) aufeinander fällt mit der Projektion des Schnittpunktes der Hauptachsen (ξ, ψ) der Leiterbahnstruktur (22) der Rückseite (12) der Leiterplatte (1) auf die Ebene der Vorderseite (11) der Leiterplatte (1) , und daß die einzelnen Leiterbahnstrukturen (21, 22) jeweils einer Seite (11, 12) einer Leiterplatte (1) zueinander derart parallel ausgerichtet sind, und daß die einzelnen Leiterbahnstrukturen (21, 22) jeweils einer Seite (11, 12) einer Leiterplatte (1) bezüglich zweier zueinander senkrecht stehenden Achsen innerhalb der planaren Oberfläche der Leiterplatte (1) symmetrisch angeordnet sind, derart, daß die einzelnen Leiterbahnstrukturen (21, 22) jeweils einer Seite (11, 12) einer Leiterplatte (1) kollinear in zueinander senkrecht stehenden Reihen angeordnet sind, und - daß sich die zueinander senkrecht stehenden Reihen auf einer Seite (11, 12) einer Leiterplatte (1) jeweils im Zentrum einer Leiterbahnstruktur (21, 22) schneiden.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß auf der Vorderseite (11) der Leiterplatte (1) die Leiterbahnstrukturen (21) die Form von Rechtecken (Rl) der Kantenlängen 3,35 mm und 1,65 mm haben, daß auf der Rückseite (12) der Leiterplatte (1) die Leiterbahnstrukturen (22) die Form von Rechtecken (R2) der Kantenlängen 0,50 mm und 3,05 mm haben, daß die zur ersten Symmetrieachse der Vorderseite (11) der Leiterplatte (1) parallelen Reihen der Leiterbahnstrukturen (21) einen Mittenabstand (A) von 4 , 0 mm haben, daß die zur zweiten Symmetrieachse der Vorderseite (11) der Leiterplatte (1) parallelen Reihen der Leiterbahn- Strukturen (21) einen Mittenabstand (B) von 5,2 mm haben, daß innerhalb einer jeden Elementarzelle (2) die beiden Leiterbahnstrukturen (21, 22) derart angeordnet, daß die beiden in der Ebene der Vorderseite (11) liegenden Hauptachsen (x, y) einer Leiterbahnstruktur (21) auf der Vorderseite (11) der Leiterplatte (1) und die beiden in der Ebene der Rückseite (12) liegenden Hauptachsen (ξ, ψ) einer Leiterbahnstruktur (22) auf der Rückseite (12) der Leiterplatte (1) jeweils gegeneinander um einen Winkel (i) von 33 Grad verdreht sind, daß das Substrat der Leiterplatte (1) eine Dicke (h) von 1,57 mm und eine Permittivitat (εr) von 2,33 hat.
12 . Vorrichtung nach Anspruch 8 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß auf der Vorderseite (11) der Leiterplatte (1) die Leiterbahnstrukturen (21) die Form von Rechtecken (Rl) der Kantenlängen 2,76 mm und 1,38 mm haben, daß auf der Rückseite (12) der Leiterplatte (1) die Leiterbahnstrukturen (22) die Form von Rechtecken (R2) der Kantenlängen 0,30 mm und 2,58 mm haben, daß die zur ersten Symmetrieachse der Vorderseite (11) der Leiterplatte (1) parallelen Reihen der
Leiterbahnstrukturen (21) einen Mittenabstand (A) von 4,74 mm haben, daß die zur zweiten Symmetrieachse der Vorderseite (11) der Leiterplatte (1) parallelen Reihen der Leiterbahn- Strukturen (21) einen Mittenabstand (B) von 3,01 mm haben, daß innerhalb einer jeden Elementarzelle (2) die beiden Leiterbahnstrukturen (21, 22) derart angeordnet, daß die beiden in der Ebene der Vorderseite (11) liegenden Hauptachsen (x, y) einer Leiterbahnstruktur (21) auf der Vorderseite (11) der Leiterplatte (1) und die beiden in der Ebene der Rückseite (12) liegenden Hauptachsen (ξ, ψ) einer Leiterbahnstruktur (22) auf der Rückseite (12) der Leiterplatte (1) jeweils gegeneinander um einen Winkel (i) von 32 Grad verdreht sind, daß das Substrat der Leiterplatte (1) eine Dicke (h) von 1,52 mm und eine Permittivitat (εr) von 2,5 hat.
13. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Änderung der Polarisation einer einfallenden elektromagnetischen Welle von linearer Polarisation nach zirkularer Polarisation oder umgekehrt.
14. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zur Drehung der Polarisation einer einfallenden elektromagnetischen Welle um einen festen Winkel, vorzugsweise um 90 Grad.
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