WO2002063717A1 - Planar antenna - Google Patents

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WO2002063717A1
WO2002063717A1 PCT/DE2002/000052 DE0200052W WO02063717A1 WO 2002063717 A1 WO2002063717 A1 WO 2002063717A1 DE 0200052 W DE0200052 W DE 0200052W WO 02063717 A1 WO02063717 A1 WO 02063717A1
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WO
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antenna
planar antenna
antenna according
circuit board
printed circuit
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PCT/DE2002/000052
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Inventor
Ewald Schmidt
Heinz Pfitzenmaier
Jürgen Hasch
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/045—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular feeding means

Definitions

  • the present invention relates to a planar antenna, consisting of an electrically conductive plate which has two angled side sections on opposite edges, which serve as line arms for coupling the antenna to a feed network.
  • planar antenna is described in DE 199 34 671 AI.
  • the two side sections angled from the plate are connected to one another via a web running below the plate.
  • On the web there is a single connection point for contacting the antenna with a feed network located on a printed circuit board.
  • This only connection which in addition to the electrical contacting also serves to fix the antenna on the printed circuit board, only guarantees inadequate mechanical stability of the planar antenna arranged on the substrate.
  • the fixation of the planar antenna on the printed circuit board described in DE 199 34 671 AI is not sufficient.
  • a planar antenna is also known from the Petosa et al.
  • the planar antenna here also consists of one serving as a radiation element From this plate two line arms branch off for coupling the antenna to a feed network located on a printed circuit board. These line arms consist of two coupling pins which are fixed on the one hand to the underside of the conductive plate and on the other hand are connected to conductor tracks of the feed network on the printed circuit board The electrically conductive plate is only supported on the printed circuit board by two pins. This type of mounting of the plate serving as a radiation element is not of high stability.
  • the invention is therefore based on the object of specifying a planar antenna of the type mentioned at the outset which can be fixed on a printed circuit board with high stability. and also produces a very symmetrical directional diagram with largely reduced secondary peaks due to its electrical properties.
  • the electrically conductive plate forming the antenna element of the antenna has two angled side sections at opposite edges, which serve as line arms for coupling the antenna to a feed network, and in that each of the two line arms is provided with its own connection which can be connected to the dining network located on a printed circuit board.
  • the radiation pattern of the antenna is given a very symmetrical shape with small side lobes.
  • a high mechanical stability when fixing the antenna to a printed circuit board is achieved in that both side sections of the conductive plate are each provided with their own connection, which can be electrically and mechanically connected to a feed network located on the printed circuit board.
  • the electrically conductive plate of the antenna is thus fixed at two points, which gives it very high stability. Because the lead arms of the antenna are designed as side sections angled from opposite edges of the conductive plate, the entire antenna can be produced as a sheet metal part which can be brought into the desired shape of the antenna by a bending process.
  • connections on the line arms of the antenna each have means for making electrical contact with the feed network on the printed circuit board and means for have mechanical fixation of the antenna on the circuit board.
  • the means for electrical contacting can, for. B. consist of one or more soldering tags that can be soldered to a conductor track of the feed network.
  • the means for mechanical fixation advantageously consist of one or more pins which can be inserted into openings in the printed circuit board.
  • the symmetry and suppression of the side lobes of the antenna pattern can be improved in that the plate has extensions on the side next to the line arms.
  • one or more extensions of the plate are present on each side next to each line arm, so that overall a symmetrical geometry of the plate is created.
  • the side extensions of the plate also result in a good adjustment for lower frequency ranges.
  • one or more of the extensions are bent out of the plate level in such a way that they act as supports for the antenna in relation to a housing wall covering the antenna. This gives the antenna a further stabilization of its position, which is synonymous with a stable alignment of the antenna pattern.
  • the extensions which are bent out of the plate plane are preferably resilient.
  • the line arms are provided with openings which expose the connections at the lower ends of the line arms.
  • the entire antenna is realized as a sheet metal stamped part.
  • the antenna according to the invention proves to be particularly advantageous when used as a transmitting and / or receiving antenna in a wall radar device with which inclusions can be detected in a wall.
  • the planar antenna in the above-described embodiments proves to be very advantageous in terms of production technology.
  • Figure 1 is a perspective view of a planar
  • FIG. 2 shows a plan view of the planar antenna
  • Figure 3 is a perspective view of a planar
  • FIG 4 shows a longitudinal section through the planar antenna shown in Figure 3, installed in a housing.
  • the planar antenna shown in Figure 1 consists of a conductive plate 1, which forms the radiating element of the antenna.
  • the electrically conductive plate 1 has a rectangular shape in the illustrated embodiment; but it can also be a different - z. B. round, oval or the like - have shape.
  • side sections 2 and 3 are angled away from the conductive plate 1, which serve to couple the antenna to a feed network.
  • the top view of the Antenna in Figure 2 shows both angled side sections 2 and 3. At the ends facing away from the conductive plate 1, the side sections serving as line arms 1 and 2 taper to a connection 4 and 5, respectively.
  • the connections 4 and 5 provided on line arms 2 and 3 serve to contact the line arms 2 and 3 on a feed network , the Z. B. is applied in stripline technology on a circuit board, and as it were for fixing the antenna on this circuit board.
  • FIG. 4 shows a longitudinal section through a planar antenna arranged on a printed circuit board 6.
  • This view clarifies that the line arms 2 and 3 of the conductive plate 1 of the antenna are held at a certain distance above the printed circuit board 6 carrying a feed network 7. So that is between the conductive plate 1 of the antenna and the z. B. executed in planar line technology dining network 7 carrying circuit board 6 a dielectric with very low per itivity, namely air. The dielectric air with very low permittivity enables very broadband operation of the antenna.
  • the antenna can be used both as a transmitter and. can also be used as a receiving antenna. In this double function, transmission signals are coupled out of the feed network 7 via the line arms 2 and 3, or receive signals are fed into the feed network 7. However, the antenna can also be operated in a single function either as a transmitting or receiving antenna.
  • connection 4 and 5 In particular in the perspective representation of the antenna in FIG. 1, the special structure of the connections 4 and 5 becomes clear using the example of the connection 5.
  • connection 4 and 5 each have a solder tab 8 and 9, which can be soldered onto a conductor track of the feed network 7.
  • pins 10 and 11 which are angled vertically downwards and can be inserted into openings 12 and 13 in the printed circuit board 6 and also soldered therein.
  • This type of connection 4 and 5 not only enables electrical contacting of the antenna with the feed network 7, but also very stable mechanical fixing of the antenna on the printed circuit board 6.
  • openings 14 and 15 are provided in the line arms 2 and 3, which provide a view of the connections 4 and 5. This enables good control of the solder joints.
  • the shape of the openings 14 and 15 is preferably round; but it can also be oval or have an angular geometry. Since the currents flow through line arms 2 and 3 primarily at the outer edges, the openings 14 and 15 in line arms 2 and 3 have almost no effect on the field distribution in line arms 2 and 3.
  • the bandwidth of the planar antenna can be optimized in that, as can be seen in FIGS. 1 to 4, the conductive plate 1 has tongue-like extensions 16 to 23 in addition to the line arms 2 and 3.
  • the conductive plate 1 has tongue-like extensions 16 to 23 in addition to the line arms 2 and 3.
  • the two extensions arranged side by side improve the adaptation of the antenna in the direction of lower frequency ranges.
  • the side of the line arms can also 2 and 3 only one extension 16, 17, 18, 19 can be provided. They alone also bring about an adaptation which improves the bandwidth of the antenna. If only narrow-band operation of the antenna is required, all extensions can be omitted.
  • the adaptation of the antenna can be adjusted via the length and width and the distance between the adjacent extensions 16 to 23.
  • one of the extensions 20, 21, 22, 23 is bent out over the plane of the plate 1 at each corner of the plate 1.
  • these bent extensions 20, 21, 22 and 23 have the function of supports for a housing wall 28 covering the antenna.
  • FIG. 4 shows a detail of such a housing wall 28, which covers the antenna like a radome.
  • the antenna As shown in FIG. 2, symmetrically at least with respect to an axis connecting the two line arms 2, 3.
  • The has the advantage that no particular installation direction of the antenna has to be observed.
  • the entire antenna consisting 'of the conductive plate 1, the conduit arms 2 and 3 and the terminals 4 be constructed of a stamped sheet metal part. 5

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Abstract

The aim of the invention is to describe a planar antenna, which may be fixed with high stability to a circuit board and which generates a directional pattern which is as symmetrical as possible with significantly reduced side lobes. Said antenna comprises an electrically-conducting plate (1), with two angled side sections (2, 3) on opposing edges which serve as connecting arms for coupling the antenna to a supply network. Each of the both connecting arms (2, 3) is provided with a connector (4, 5), which may be connected to the supply network located on a circuit board.

Description

Planare AntennePlanar antenna
Stand der TechnikState of the art
Die vorliegende Erfindung betrifft eine planare Antenne, bestehend aus einer elektrisch leitenden Platte, die an einander gegenüberliegenden Rändern zwei abgewinkelte Seitenabschnitte aufweist, welche als Leitungsarme zur Ankopplung der Antenne an ein Speisenetzwerk dienen.The present invention relates to a planar antenna, consisting of an electrically conductive plate which has two angled side sections on opposite edges, which serve as line arms for coupling the antenna to a feed network.
Eine derartige planare Antenne ist in der DE 199 34 671 AI beschrieben. Bei dieser Antenne sind die beiden von der Platte abgewinkelten Seitenabschnitte' über einen unterhalb der Platte verlaufenden Steg miteinander verbunden. An dem Steg befindet sich ein einziger Anschlusspunkt zur Kontaktierung der Antenne mit einem auf einer Leiterplatte befindlichen Speisenetzwerk. Dieser einzige Anschluss, der neben der elektrischen Kontaktierung auch der Fixierung der Antenne auf der Leiterplatte dient, gewährleistet nur eine unzureichende mechanische Stabilität der auf dem Substrat angeordneten planaren Antenne. Insbesondere wenn die planare Antenne in einem Gerät eingebaut wird, das einer mechanischen Belastung ausgesetzt ist, reicht die in der DE 199 34 671 AI beschriebene Fixierung der planaren Antenne auf der Leiterplatte nicht aus. Eine planare Antenne geht auch aus der Schrift von Petosa et al . , „Suppression of unwanted probe radiation in wideband probe-fed microstrip patches", Electronics Letters, Vol. 35, Nr. 5, S. 355-357, 04. März 1999 hervor. Die planare Antenne besteht hier ebenfalls aus einer als Strahlungselement dienenden elektrisch leitenden Platte. Von dieser Platte zweigen zwei Leitungsarme zur Ankopplung der Antenne an ein auf einer Leiterplatte befindliches Speisenetzwerk ab. Diese Leitungsarme bestehen aus zwei Koppelstiften, die einerseits an der Unterseite der leitenden Platte fixiert und andererseits mit Leiterbahnen des Speisenetzwerks auf der Leiterplatte kontaktiert sind. Die elektrisch leitende Platte wird hier lediglich von zwei Stiften auf der Leiterplatte getragen. Diese Art der Halterung der als Strahlungselement dienenden Platte ist nicht von hoher Stabilität. Dies erweist sich insbesondere dann als Nachteil, wenn die Antenne in einem einer mechanischen Beanspruchung ausgesetzten Gerät, z. B. einem Radargerät zur Detektion von Wandeinschlüssen, eingesetzt wird. Bei nicht ausreichender Stabilität der planaren Antenne kann es zu einer Dejustage kommen, was eine Verschiebung des Antennendiagram s und damit eine Verfälschung der Messergebnisse zur Folge haben kann.Such a planar antenna is described in DE 199 34 671 AI. In this antenna, the two side sections angled from the plate are connected to one another via a web running below the plate. On the web there is a single connection point for contacting the antenna with a feed network located on a printed circuit board. This only connection, which in addition to the electrical contacting also serves to fix the antenna on the printed circuit board, only guarantees inadequate mechanical stability of the planar antenna arranged on the substrate. In particular if the planar antenna is installed in a device that is exposed to mechanical stress, the fixation of the planar antenna on the printed circuit board described in DE 199 34 671 AI is not sufficient. A planar antenna is also known from the Petosa et al. , "Suppression of unwanted probe radiation in wideband probe-fed microstrip patches", Electronics Letters, Vol. 35, No. 5, pp. 355-357, March 4, 1999. The planar antenna here also consists of one serving as a radiation element From this plate two line arms branch off for coupling the antenna to a feed network located on a printed circuit board. These line arms consist of two coupling pins which are fixed on the one hand to the underside of the conductive plate and on the other hand are connected to conductor tracks of the feed network on the printed circuit board The electrically conductive plate is only supported on the printed circuit board by two pins. This type of mounting of the plate serving as a radiation element is not of high stability. This proves to be a disadvantage in particular when the antenna is in a device exposed to mechanical stress, e.g. a radar device for the detection of wall inclusions s is used. If the planar antenna is not sufficiently stable, misalignment can occur, which can shift the antenna diagram and thus falsify the measurement results.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine planare Antenne der eingangs genannten Art anzugeben, die mit hoher Stabilität auf einer Leiterplatte fixierbar ist. und zudem von ihren elektrischen Eigenschaften her ein sehr symmetrisches Richtdiagramm mit weitgehend reduzierten Nebenzipfeln erzeugt.The invention is therefore based on the object of specifying a planar antenna of the type mentioned at the outset which can be fixed on a printed circuit board with high stability. and also produces a very symmetrical directional diagram with largely reduced secondary peaks due to its electrical properties.
Vorteile der Erfindung Die genannte Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass die das Strahlerelement der Antenne bildende elektrisch leitende Platte zwei an einander gegenüberliegenden Rändern abgewinkelte Seitenabschnitte aufweist, welche als Leitungsarme zur Ankopplung der Antenne an ein Speisenetzwerk dienen, und dass jeder der beiden Leitungsarme mit einem eigenen Anschluss versehen ist, der mit dem auf einer Leiterplatte befindlichen Speisenetzwerk verbindbar ist.Advantages of the invention The stated object is achieved with the features of claim 1 in that the electrically conductive plate forming the antenna element of the antenna has two angled side sections at opposite edges, which serve as line arms for coupling the antenna to a feed network, and in that each of the two line arms is provided with its own connection which can be connected to the dining network located on a printed circuit board.
Durch den symmetrischen Aufbau der Antenne, nämlich der leitenden Platte mit zwei einander gegenüberliegenden als Leitungsarme dienenden Seitenabschnitten,, erhält das Strahlungsdiagramm der Antenne eine sehr symmetrische Form mit geringen Nebenzipfeln. Eine hohe mechanische Stabilität bei der Fixierung der Antenne auf einer Leiterplatte wird dadurch erreicht, dass beide Seitenabschnitte der leitenden Platte mit jeweils einem eigenen Anschluss versehen sind, die mit einem auf der Leiterplatte befindlichen Speisenetzwerk elektrisch und auch mechanisch verbindbar sind. Die elektrisch leitende Platte der Antenne erfährt somit eine Fixierung an zwei Punkten, wodurch sie eine sehr hohe Stabilität erfährt. Dadurch, dass die Leitungsarme der Antenne als von gegenüberliegenden Rändern der leitenden Platte abgewinkelte Seitenabschnitte ausgeführt sind, kann die gesamte Antenne als ein Blechteil hergestellt werden, das durch einen Biegevorgang in die gewünschte Form der Antenne gebracht werden kann.Due to the symmetrical structure of the antenna, namely the conductive plate with two opposite side sections serving as line arms, the radiation pattern of the antenna is given a very symmetrical shape with small side lobes. A high mechanical stability when fixing the antenna to a printed circuit board is achieved in that both side sections of the conductive plate are each provided with their own connection, which can be electrically and mechanically connected to a feed network located on the printed circuit board. The electrically conductive plate of the antenna is thus fixed at two points, which gives it very high stability. Because the lead arms of the antenna are designed as side sections angled from opposite edges of the conductive plate, the entire antenna can be produced as a sheet metal part which can be brought into the desired shape of the antenna by a bending process.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.Advantageous developments of the invention emerge from the subclaims.
Es ist zweckmäßig, dass die Anschlüsse an den Leitungsarmen der Antenne jeweils Mittel zur elektrischen Kontaktierung mit dem Speisenetzwerk auf der Leiterplatte und Mittel zur mechanischen Fixierung der Antenne an der Leiterplatte aufweisen. Die Mittel zur elektrischen Kontaktierung können z. B. aus einer oder mehreren Lötfahnen bestehen, die auf eine Leiterbahn des Speisenetzwerks gelötet werden können. Die Mittel zur mechanischen Fixierung bestehen vorteilhafter Weise aus ein oder mehreren in Öffnungen der Leiterplatte einsteckbaren Stiften.It is expedient that the connections on the line arms of the antenna each have means for making electrical contact with the feed network on the printed circuit board and means for have mechanical fixation of the antenna on the circuit board. The means for electrical contacting can, for. B. consist of one or more soldering tags that can be soldered to a conductor track of the feed network. The means for mechanical fixation advantageously consist of one or more pins which can be inserted into openings in the printed circuit board.
Die Symmetrierung und Nebenzipfelunterdrückung des Antennendiagramms kann dadurch verbessert werden, dass die Platte seitlich neben den Leitungsarmen Verlängerungen aufweist. Vorzugsweise sind an jeder Seite neben jedem Leitungsarm ein oder mehrere Verlängerungen der Platte vorhanden, so dass insgesamt eine symmetrische Geometrie der Platte entsteht. Die seitlichen Verlängerungen der Platte haben auch eine gute Anpassung für tiefere Frequenzbereiche zur Folge .The symmetry and suppression of the side lobes of the antenna pattern can be improved in that the plate has extensions on the side next to the line arms. Preferably, one or more extensions of the plate are present on each side next to each line arm, so that overall a symmetrical geometry of the plate is created. The side extensions of the plate also result in a good adjustment for lower frequency ranges.
Es ist zweckmäßig, dass ein oder mehrere der Verlängerungen aus der Platten-Ebene so herausgebogen sind, dass sie als Stützen für die Antenne gegenüber einer die Antenne abdeckenden Gehäusewand wirken. Dadurch erhält die Antenne eine weitere Stabilisierung ihrer Position, was gleichbedeutend ist mit einer stabilen Ausrichtung des Antennendiagramms . Vorzugsweise sind die aus der Platten- Ebene herausgebogenen Verlängerungen federnd ausgebildet.It is expedient that one or more of the extensions are bent out of the plate level in such a way that they act as supports for the antenna in relation to a housing wall covering the antenna. This gives the antenna a further stabilization of its position, which is synonymous with a stable alignment of the antenna pattern. The extensions which are bent out of the plate plane are preferably resilient.
Um das Einlöten der Anschlussarme der Antenne auf der Leiterplatte zu erleichtern, sind die Leitungsarme mit Durchbrüchen versehen, welche den Blick auf die Anschlüsse an den unteren Enden der Leitungsarme freigeben.In order to facilitate the soldering of the connection arms of the antenna onto the printed circuit board, the line arms are provided with openings which expose the connections at the lower ends of the line arms.
Fertigungstechnisch sehr vorteilhaft ist, dass die gesamte Antenne als ein Blechstanzteil realisiert ist. Die erfindungsgemäße Antenne erweist sich besonders vorteilhaft in einer Verwendung als Sende- und/oder Empfangsantenne in einem Wandradargerät, mit dem Einschlüsse in einer Wand aufspürbar sind. Gerade wenn ein solches Wandradargerät in höheren Stückzahlen produziert wird, erweist sich die planare Antenne in den vorangehend dargelegten Ausführungsformen fertigungstechnisch als sehr vorteilhaft.It is very advantageous in terms of production technology that the entire antenna is realized as a sheet metal stamped part. The antenna according to the invention proves to be particularly advantageous when used as a transmitting and / or receiving antenna in a wall radar device with which inclusions can be detected in a wall. Especially when such a wall radar device is produced in large numbers, the planar antenna in the above-described embodiments proves to be very advantageous in terms of production technology.
Zeichnungdrawing
Anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellterUsing several shown in the drawing
Ausführungsbeispiele wird nachfolgend die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail below. Show it:
Figur 1 eine perspektivische Darstellung einer planarenFigure 1 is a perspective view of a planar
Antenne einer ersten Ausführungsform,Antenna of a first embodiment,
Figur 2 eine Draufsicht auf die planare Antenne,FIG. 2 shows a plan view of the planar antenna,
Figur 3 eine perspektivische Darstellung einer planarenFigure 3 is a perspective view of a planar
Antenne einer zweiten Ausführungsform undAntenna of a second embodiment and
Figur 4 einen Längsschnitt durch die in Figur 3 dargestellte planare Antenne, eingebaut in einem Gehäuse.4 shows a longitudinal section through the planar antenna shown in Figure 3, installed in a housing.
Beschreibung von AusführungsbeispielenDescription of exemplary embodiments
Die in der Figur 1 dargestellte planare Antenne besteht aus einer leitenden Platte 1, die das Strahlerelement der Antenne bildet. Die elektrisch leitende Platte 1 hat in dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine rechteckige Form; sie kann aber auch eine davon abweichende - z. B. runde, ovale oder dergleichen - Form aufweisen. An zwei gegenüberliegenden Rändern sind von der leitenden Platte 1 Seitenabschnitte 2 und 3 abgewinkelt, -die zur Ankopplung der Antenne an ein Speisenetzwerk dienen. Die Draufsicht auf die Antenne in Figur 2 gibt beide abgewinkelten Seitenabschnitte 2 und 3 zu erkennen. An den der leitenden Platte 1 abgewandten Enden verjüngen sich die als Leitungsarme 1 und 2 dienenden Seitenabschnitte auf jeweils einen Anschluss 4 bzw. 5. Die an den Leitungsarmen 2 und 3 vorhandenen Anschlüsse 4 und 5 dienen zur Kontaktierung der Leitungsarme 2 und 3 an einem Speisenetzwerk, das z. B. in Streifenleitungstechnik auf einer Leiterplatte aufgebracht ist, und gleichsam auch zur Fixierung der Antenne auf dieser Leiterplatte.The planar antenna shown in Figure 1 consists of a conductive plate 1, which forms the radiating element of the antenna. The electrically conductive plate 1 has a rectangular shape in the illustrated embodiment; but it can also be a different - z. B. round, oval or the like - have shape. On two opposite edges, side sections 2 and 3 are angled away from the conductive plate 1, which serve to couple the antenna to a feed network. The top view of the Antenna in Figure 2 shows both angled side sections 2 and 3. At the ends facing away from the conductive plate 1, the side sections serving as line arms 1 and 2 taper to a connection 4 and 5, respectively. The connections 4 and 5 provided on line arms 2 and 3 serve to contact the line arms 2 and 3 on a feed network , the Z. B. is applied in stripline technology on a circuit board, and as it were for fixing the antenna on this circuit board.
In der Figur 4 ist ein Längsschnitt durch eine auf einer Leiterplatte 6 angeordnete planare Antenne dargestellt. Diese Ansicht verdeutlicht, dass die Leitungsarme 2 und 3 die leitende Platte 1 der Antenne in einem gewissen Abstand über der ein Speisenetzwerk 7 tragenden Leiterplatte 6 gehalten wird. Damit befindet sich zwischen der leitenden Platte 1 der Antenne und der das z. B. in planarer Leitungstechnik ausgeführte Speisenetzwerk 7 tragenden Leiterplatte 6 ein Dielektrikum mit sehr niedriger Per itivität, nämlich Luft. Das Dielektrikum Luft mit sehr niedriger Permitivität ermöglicht einen sehr breitbandigen Betrieb der Antenne.FIG. 4 shows a longitudinal section through a planar antenna arranged on a printed circuit board 6. This view clarifies that the line arms 2 and 3 of the conductive plate 1 of the antenna are held at a certain distance above the printed circuit board 6 carrying a feed network 7. So that is between the conductive plate 1 of the antenna and the z. B. executed in planar line technology dining network 7 carrying circuit board 6 a dielectric with very low per itivity, namely air. The dielectric air with very low permittivity enables very broadband operation of the antenna.
Die Antenne kann sowohl als Sende- als. auch als Empfangsantenne verwendet werden. In dieser Doppelfunktion werden über die Leitungsarme 2 und 3 Sendesignale aus dem Speisenetzwerk 7 ausgekoppelt bzw. Empfangssignale in das Speisenetzwerk 7 eingekoppelt. Die Antenne kann aber auch nur in einer Einzelfunktion entweder als Sende- oder als Empfangsantenne betrieben werden.The antenna can be used both as a transmitter and. can also be used as a receiving antenna. In this double function, transmission signals are coupled out of the feed network 7 via the line arms 2 and 3, or receive signals are fed into the feed network 7. However, the antenna can also be operated in a single function either as a transmitting or receiving antenna.
Insbesondere in der perspektivischen Darstellung der Antenne in Figur 1 wird am Beispiel des Anschlusses 5 der spezielle Aufbau der Anschlüsse' 4 und 5 deutlich. An den beiden Anschlüssen 4 und 5 befindet sich jeweils eine Lötfahne 8 und 9, die auf eine Leiterbahn des Speisenetzwerks 7 auflötbar ist. Des Weiteren sind an den Anschlüssen 4 und 5 der Leitungsarme 2 und 3 zwei senkrecht nach unten abgewinkelte Stifte 10 und 11 vorhanden, die in Öffnungen 12 und 13 in der Leiterplatte 6 einsteckbar und ebenfalls darin verlötbar sind. Mit dieser Art von Anschlüssen 4 und 5 ist nicht nur eine elektrische Kontaktierung der Antenne mit dem Speisenetzwerk 7 möglich, sondern auch eine sehr stabile mechanische Fixierung der Antenne auf der Leiterplatte 6.In particular in the perspective representation of the antenna in FIG. 1, the special structure of the connections 4 and 5 becomes clear using the example of the connection 5. On the two Connections 4 and 5 each have a solder tab 8 and 9, which can be soldered onto a conductor track of the feed network 7. Furthermore, at the connections 4 and 5 of the line arms 2 and 3 there are two pins 10 and 11 which are angled vertically downwards and can be inserted into openings 12 and 13 in the printed circuit board 6 and also soldered therein. This type of connection 4 and 5 not only enables electrical contacting of the antenna with the feed network 7, but also very stable mechanical fixing of the antenna on the printed circuit board 6.
Um das Einlöten der Anschlüsse 4 und 5 der Leitungsarme 2 und 3 in die Leiterplatte 6 zu erleichtern, ist es zweckmäßig, in den Leitungsarmen 2 und 3 Durchbrüche 14 und 15 vorzusehen, welche den Blick auf die Anschlüsse 4 und 5 freigeben. Damit ist eine gute Kontrolle der Lötstellen möglich. Die Form der Durchbrüche 14 und 15, ist vorzugsweise rund; sie kann aber auch oval sein oder eine eckige Geometrie aufweisen. Da die Ströme durch die Leitungsarme 2 und 3 vornehmlich an den äußeren Kanten fließen, haben die Dürchbrüche 14 und 15 in den Leitungsarmen 2 und 3 nahezu keine Auswirkung auf die Feldverteilung in den Leitungsarmen 2 und 3.In order to facilitate the soldering of the connections 4 and 5 of the line arms 2 and 3 into the printed circuit board 6, it is expedient to provide openings 14 and 15 in the line arms 2 and 3, which provide a view of the connections 4 and 5. This enables good control of the solder joints. The shape of the openings 14 and 15 is preferably round; but it can also be oval or have an angular geometry. Since the currents flow through line arms 2 and 3 primarily at the outer edges, the openings 14 and 15 in line arms 2 and 3 have almost no effect on the field distribution in line arms 2 and 3.
Eine Optimierung hinsichtlich der Bandbreite der planaren Antenne kann dadurch erfolgen, dass, wie den Figuren 1 bis 4 zu entnehmen ist, die leitende Platte 1 neben den Leitungsarmen 2 und 3 zungenartige Verlängerungen 16 bis 23 aufweist. In den dargestellten Ausführungsbeispielen sind jeweils zwei Verlängerungen 16, 20; 17, 21; 18, 22; 19, 23 nebeneinander angeordnet. Mit den zwei nebeneinander angeordneten Verlängerungen wird eine Verbesserung der Anpassung der Antenne in Richtung tieferer Frequenzbereiche bewirkt. Abweichend von dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann auch seitlich von den Leitungsarmen 2 und 3 jeweils nur eine Verlängerung 16, 17, 18, 19 vorgesehen werden. Auch sie allein bewirken eine die Bandbreite der Antenne verbessernde Anpassung. Wenn nur ein schmalbandiger Betrieb der Antenne erforderlich ist, kann auch auf alle Verlängerungen verzichtet werden. Die Anpassung der Antenne lässt sich über die Länge und Breite und den Abstand zwischen den benachbarten Verlängerungen 16 bis 23 abstimmen.The bandwidth of the planar antenna can be optimized in that, as can be seen in FIGS. 1 to 4, the conductive plate 1 has tongue-like extensions 16 to 23 in addition to the line arms 2 and 3. In the illustrated embodiments, two extensions 16, 20; 17, 21; 18, 22; 19, 23 arranged side by side. The two extensions arranged side by side improve the adaptation of the antenna in the direction of lower frequency ranges. Deviating from the illustrated embodiment, the side of the line arms can also 2 and 3 only one extension 16, 17, 18, 19 can be provided. They alone also bring about an adaptation which improves the bandwidth of the antenna. If only narrow-band operation of the antenna is required, all extensions can be omitted. The adaptation of the antenna can be adjusted via the length and width and the distance between the adjacent extensions 16 to 23.
Wie der Darstellung eines Ausführungsbeispiels in der Figur 3 zu entnehmen ist, ist an jeder Ecke der Platte 1 eine der Verlängerungen 20, 21, 22, 23 über die Ebene der Platte 1 herausgebogen. Dadurch erhalten diese herausgebogenen Verlängerungen 20, 21, 22 und 23 die Funktion von Stützen für eine die Antenne abdeckende Gehäusewand 28. In der Figur 4 ist ausschnittweise eine solche Gehäusewand 28 dargestellt, welche die Antenne wie ein Radom überdeckt. Mit den als Stützen ausgebildeten Verlängerungen 20, 21, 22, 23 wird eine definierte Lage zwischen der leitenden Platte 1 der Antenne und der Gehäusewand 28 hergestellt. Dadurch wird eine mögliche Schräglage der. Strahlungsfläche der Antenne zum Gehäuse, wie sie aufgrund von Einbautoleranzen oder einer Ungenauigkeit bei der Montage entstehen kann, ausgeglichen. Damit wird ein Schielen der Antenne verhindert, so dass stets eine definierte Strahlungsrichtung relativ zum Gehäuse gegeben ist. Es ist zweckmäßig, die aus der Platte 1 herausgebogenen Verlängerungen 20, 21, 22, 23 federnd auszubilden. Die Federwirkung kann noch dadurch unterstützt werden, dass in diese Verlängerungen 20, 21, 22, 23 Schlitze 24, 25, 26, 27 eingelassen werden.As can be seen from the illustration of an exemplary embodiment in FIG. 3, one of the extensions 20, 21, 22, 23 is bent out over the plane of the plate 1 at each corner of the plate 1. As a result, these bent extensions 20, 21, 22 and 23 have the function of supports for a housing wall 28 covering the antenna. FIG. 4 shows a detail of such a housing wall 28, which covers the antenna like a radome. With the extensions 20, 21, 22, 23 designed as supports, a defined position is produced between the conductive plate 1 of the antenna and the housing wall 28. This will cause a possible skew. Radiation area of the antenna to the housing, as it can arise due to installation tolerances or an inaccuracy during assembly, compensated. This prevents the antenna from squinting, so that there is always a defined radiation direction relative to the housing. It is expedient for the extensions 20, 21, 22, 23 bent out of the plate 1 to be resilient. The spring action can also be supported in that slots 24, 25, 26, 27 are made in these extensions 20, 21, 22, 23.
Es ist zweckmäßig, die Antenne, wie in der Figur 2 dargestellt, symmetrisch zumindest bezüglich einer die beiden Leitungsarme 2, 3 verbindenden Achse auszubilden. Das hat den Vorteil, dass keine bestimmte Einbaurichtung der Antenne eingehalten werden muss. Fertigungstechnisch gesehen ist es besonders vorteilhaft, die gesamte Antenne, bestehend' aus der leitenden Platte 1, den Leitungsarmen 2 und 3 und den Anschlüssen 4, 5 aus einem Blechstanzteil herzustellen.It is expedient to design the antenna, as shown in FIG. 2, symmetrically at least with respect to an axis connecting the two line arms 2, 3. The has the advantage that no particular installation direction of the antenna has to be observed. Seen manufacturing technology, it is particularly advantageous, the entire antenna consisting 'of the conductive plate 1, the conduit arms 2 and 3 and the terminals 4, be constructed of a stamped sheet metal part. 5
Die durch die vorangehend beschriebene Ausgestaltung der planaren Antenne bewirkte Symmetrierung undThe symmetrization caused by the above-described configuration of the planar antenna and
Nebenzipfelunterdrückung des Strahlungsdiagramms führt dazu, dass die nutzbare Abstrahlleistung der Antenne erhöht wird und eine störende, nicht in die gewünschte Richtung orientierte Abstrahlung, minimiert wird. Dadurch wird die Messempfindlichkeit eines Detektionssystems für das von der Antenne ausgesandte und an einem Gegenstand reflektierte Signal (Radarprinzip) erhöht. Die Nützlichkeit einer solchen erfindungsgemäßen Antenne - beispielsweise für ein Radarsystem zum Auffinden von Wandeinschlüssen - wird deutlich verbessert. Suppression of the lobe of the radiation diagram leads to an increase in the usable radiation power of the antenna and a disturbing radiation that is not oriented in the desired direction is minimized. This increases the measurement sensitivity of a detection system for the signal emitted by the antenna and reflected on an object (radar principle). The usefulness of such an antenna according to the invention - for example for a radar system for locating wall inclusions - is significantly improved.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Planare Antenne, bestehend aus einer elektrisch leitenden Platte (1) , die an einander gegenüberliegenden Rändern zwei abgewinkelte Seitenabschnitte (2, 3) aufweist, welche als Leitungsarme (2, 3) zur Ankopplung der Antenne an ein Speisenetzwerk (7) dienen, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der beiden Leitungsarme (2,1. Planar antenna, consisting of an electrically conductive plate (1) which has two angled side sections (2, 3) on opposite edges, which serve as line arms (2, 3) for coupling the antenna to a feed network (7), characterized in that each of the two line arms (2,
3) mit einem eigenen Anschluss (4, 5) versehen ist, der mit dem auf einer Leiterplatte (6) befindlichen Speisenetzwerk (7) verbindbar ist.3) is provided with its own connection (4, 5) which can be connected to the feed network (7) located on a printed circuit board (6).
2. Planare Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlüsse (4, 5) an den Leitungsarmen (2, 3) jeweils Mittel (8, 9) zur elektrischen Kontaktierung mit dem Speisenetzwerk (7) auf der Leiterplatte (6) und Mittel (10, 11) zur mechanischen Fixierung der Antenne an der Leiterplatte (6) aufweisen.2. Planar antenna according to claim 1, characterized in that the connections (4, 5) on the line arms (2, 3) each have means (8, 9) for making electrical contact with the feed network (7) on the printed circuit board (6) and Have means (10, 11) for mechanically fixing the antenna to the printed circuit board (6).
3. Planare Antenne nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur elektrischen Kontaktierung aus ein oder mehreren Lötfahnen (8, 9) bestehen, die auf eine Leiterbahn des Speisenetzwerks (7) gelötet werden können . 3. Planar antenna according to claim 2, characterized in that the means for electrical contacting consist of one or more solder lugs (8, 9) which can be soldered onto a conductor track of the feed network (7).
4. Planare Antenne nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur mechanischen Fixierung aus ein oder mehreren in Öffnungen (12, 13) der Leiterplatte (6) einsteckbaren Stiften (10, 11) bestehen.4. Planar antenna according to claim 2, characterized in that the means for mechanical fixation consist of one or more pins (10, 11) which can be inserted into openings (12, 13) in the printed circuit board (6).
5. Planare Antenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass- die Platte (1) seitlich neben den Leitungsarmen (2, 3) Verlängerungen (16,5. Planar antenna according to one of the preceding claims, characterized in that the plate (1) laterally next to the line arms (2, 3) extensions (16,
...23) aufweist .... 23).
6. Planare Antenne nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass an jeder Seite neben jedem Leitungsarm (2, 3) ein oder mehrere Verlängerungen (16, ...23) der Platte (1) vorhanden sind.6. Planar antenna according to claim 5, characterized in that one or more extensions (16, ... 23) of the plate (1) are provided on each side next to each line arm (2, 3).
7. Planare Antenne nach Anspruch 5 oder 6, -dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere der Verlängerungen (20, 21, 22, 23) aus der Platten-Ebene so herausgebogen sind, dass sie als Stützen für die Antenne gegenüber einer die Antenne abdeckenden Gehäusewand (28) wirken.7. Planar antenna according to claim 5 or 6, characterized in that one or more of the extensions (20, 21, 22, 23) are bent out of the plate plane in such a way that they serve as supports for the antenna relative to one covering the antenna Housing wall (28) act.
8. Planare Antenne nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die aus der Platten-Ebene herausgebogenen Verlängerungen (20, 21, 22, 23) federnd ausgebildet sind.8. Planar antenna according to claim 7, characterized in that the extensions (20, 21, 22, 23) bent out of the plate plane are resilient.
9. Planare Antenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungsarme Durchbrüche (14, 15) aufweisen, welche den Blick auf die Anschlüsse (4, 5) freigeben.9. Planar antenna according to one of the preceding claims, characterized in that the line arms have openings (14, 15) which reveal the view of the connections (4, 5).
10. Planare Antenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gesamte Antenne als ein Blechstanzteil realisiert ist. 10. Planar antenna according to one of the preceding claims, characterized in that the entire antenna is realized as a stamped sheet metal part.
1. Planare Antenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Sende- und/oder Empfangsantenne in einem Wandradargerät, mit dem Einschlüsse in einer Wand aufspürbar sind, verwendet wird. 1. Planar antenna according to one of the preceding claims, characterized in that it is used as a transmitting and / or receiving antenna in a wall radar device with which inclusions can be detected in a wall.
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