WO2005117206A1 - Antennengehäuse und antenne mit einem solchen antennengehäuse - Google Patents

Antennengehäuse und antenne mit einem solchen antennengehäuse Download PDF

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WO2005117206A1
WO2005117206A1 PCT/EP2005/005756 EP2005005756W WO2005117206A1 WO 2005117206 A1 WO2005117206 A1 WO 2005117206A1 EP 2005005756 W EP2005005756 W EP 2005005756W WO 2005117206 A1 WO2005117206 A1 WO 2005117206A1
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WO
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antenna
antenna housing
circuit board
radome
wall
Prior art date
Application number
PCT/EP2005/005756
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Uhland Goebel
Peter Nuechter
Original Assignee
Huber+Suhner Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huber+Suhner Ag filed Critical Huber+Suhner Ag
Priority to US11/569,583 priority Critical patent/US20080252552A1/en
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Priority to IL179623A priority patent/IL179623A0/en

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/42Housings not intimately mechanically associated with radiating elements, e.g. radome
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12Supports; Mounting means
    • H01Q1/22Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/241Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • H01Q1/246Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for base stations
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/061Two dimensional planar arrays
    • H01Q21/062Two dimensional planar arrays using dipole aerials

Definitions

  • the present invention relates to antenna housings and
  • the radiation elements of a single or group antenna are often attached to a stable frame or box structure, which structure serves as a carrier for the various antenna elements and at the same time gives the antenna the necessary mechanical stability.
  • a problem with the known antennas is that they are expensive and heavy. In addition, mounting the antennas and attaching them to a transmission tower or building is cumbersome. Another disadvantage of known antennas is seen in the fact that they are not suitable for simple and reliable series production. This is a particularly important point if the production is to be carried out by inexperienced personnel.
  • the task is to create an antenna housing and an antenna with such an antenna housing which are simple and inexpensive and yet have the necessary strength.
  • an antenna housing for one or more beam elements.
  • the antenna housing comprises a (rear) wall, which is made of composite materials and is designed as a carrier for the inner antenna elements.
  • a radome which has a thin, hard, RF or HF-compatible shell, serves as a type of cover that can be connected to a connection area of the (rear) wall, so as to form the antenna housing together with the (rear) wall .
  • An RF or HF-compatible foam core is arranged between the (back) wall and the radome.
  • the following antenna elements are hermetically protected in the antenna housing: a) one or more beam elements, b) a circuit board with a control circuit for receiving the beam element (s).
  • an antenna according to claim 18 is provided with one or more beam elements.
  • the antenna comprises a (rear) wall, which is made of composite materials and is designed as a carrier for all antenna elements of the antenna.
  • a radome which has a thin, hard, RF or HF-compatible shell, serves as a type of cover that can be connected to a connection area of the (rear) wall, so as to form an antenna housing together with the rear wall.
  • An RF or HF-compatible foam core is arranged between the (back) wall and the radome.
  • the following antenna elements are hermetically protected in the housing: a) one or more radiation elements, b) a circuit board with a control circuit for receiving the radiation element (s).
  • FIG. 1A shows a (group) antenna according to the invention in a schematic exploded view
  • FIG. 1B shows the (group) antenna according to FIG. 1A in another exploded view
  • FIG. 2A shows a schematic section through part of a further antenna according to the invention
  • FIG. 2B shows the antenna according to FIG. 2A in a top view
  • FIG. 3 shows a view of part of a control circuit according to the invention
  • FIG. 4 shows a schematic section through part of a further antenna according to the invention.
  • FIG. 5A shows a schematic section through part of a further antenna according to the invention.
  • FIG. 5B shows a schematic plan view of a region of the antenna shown in FIG. 5A;
  • Fig. 6 is a schematic plan view of another antenna according to the invention. Detailed description:
  • a wall or rear wall is an element that is located in the rear area of an antenna housing or an antenna and is usually provided with fastening means to fasten the antenna housing to a mast or building.
  • the terms front, rear, top, bottom and other directions are used in the description in order to be able to describe the individual elements of an antenna more easily in relation to the assembled state, without these terms being intended to limit the scope of protection.
  • a radome is a type of envelope that is typically in front of the
  • the radome is typically made of materials that do not or only slightly attenuate.
  • the radome includes materials that are RF or RF compatible.
  • other components for example the foam core to be described later
  • beam elements These are preferably three-dimensional beam elements which consist, for example, of a cast part.
  • planar radiators can also be used in an antenna according to the invention.
  • the term cast part is to be understood to mean molded parts which have been produced in the (automatic) injection molding process.
  • thermoplastically processable plastics are processed using an injection molding process.
  • metals can also be used to manufacture the cast parts.
  • the molded parts are characterized by this that a minimum of post-processing work is necessary.
  • the dimensions of the molded parts are very precise. Further details on three-dimensional radiation elements can be found in the Swiss patent application entitled "Broadband antenna with a 3-dimensional casting", which was filed on December 23, 2002 under the application number 2002 2210/02.
  • Reflectors can be used, which preferably have a conductive surface. This conductive surface can be grounded.
  • the reflector surface can be flat or curved.
  • a metallized side of a circuit board is preferably used as the reflector.
  • Antenna parts of a receiver and / or transmitter include, for example. Polarization switch, amplifier stages or calibration elements.
  • a first antenna 10, according to the invention, is in Figures 1A and
  • An antenna 10 comprises a rear wall 11, which is made of composite materials and is designed as a carrier for elements of the antenna 10 (referred to herein as antenna elements).
  • the front of the antenna 10 is formed by a radome 12, which serves as a thin, hard, RF or RF-compatible shell, which can be connected in the manner of a cover to a peripheral connection area 11.1 of the rear wall 11.
  • the radome 12 forms an antenna housing for the various antenna elements in the assembled state. The elements described below are arranged within this antenna housing.
  • a circuit board 13 with an integrated control circuit carries several beam elements 14.
  • the control circuit is not visible in Figures 1A and 1B. It is preferably located on the rear side of the circuit board 13.
  • connection areas for receiving the beam elements 14 and for establishing an electrically conductive connection of the beam elements 14 with the control circuit.
  • a connection area is identified by reference number 13.1.
  • the front side of the circuit board 13 (visible in FIG. 1A) is preferably metallized over the entire surface and has holes or recesses only in the connection areas 13.1 in order to be able to insert the beam elements 14 and to connect them to the control circuit on the rear side of the circuit board 13.
  • the metal surface can be provided with a plurality of generally regular recesses, which, however, are so small in their dimensions compared to the wavelength that they have no significant influence on the electrical behavior of the Have antennas.
  • the circuit board can e.g. For example, be divided into several circuit boards for manufacturing reasons.
  • Beam elements 14 four legs. Each of the four legs is inserted into a hole in the circuit board 13 and connected at the rear to the control circuit. It can be a plug-in connection that not only automatically ensures a mechanical connection of the beam elements 14 to the circuit board 13, but also creates an electrical connection to the control circuit.
  • the antenna 10 is therefore a so-called group antenna.
  • Another component of the invention is a foam core 15, which is provided in the present example with recesses 15.1 for receiving the three-dimensional beam elements 14. 1B shows more recesses 15.1 than would really be necessary.
  • the foam core 15 preferably has as many recesses 15. 1 as the radiation elements 14 are used in the antenna 10. For manufacturing or weight reasons, a larger number of recesses can also be used be provided. It is important that the foam core 15 rests at least partially flat on the front side of the circuit board 13 in the areas where it has no recesses 15.1, ie in the region of the webs between the recesses 15.1. In addition, it is important that the foam core 15 is designed to be RF or HF-compatible at least in the reception or transmission range of the antenna 10.
  • the rear wall 11 has a series of connecting means 16 which serve to be able to establish an electrically conductive connection between the control circuit and external electronics, for example an amplifier.
  • the connecting means 16 can be designed differently and arranged differently.
  • So-called flange connectors which can also be seen in FIGS. 1A and 1B, are particularly suitable as connecting means 16.
  • the inner part of a flange connector can be soldered to a cable that leads from the connector to the control circuit, for example.
  • a flange connector is used e.g. For example, inserted from the inside through a hole in the rear wall (or side surface) 11 and screwed on from the outside with a nut (glued, pressed, hammered in).
  • An optional foam bed 17 is provided, which in the example shown comprises a larger part 17.1 and a smaller part 17.2.
  • the optional foam bed 17 essentially ensures that a flat contact surface is provided for the circuit board 13 and / or a further circuit board 13.2.
  • recesses 17.3 for cables and a recess 17.4 for the further circuit board 13.2 are provided in part 17.1.
  • the front of the foam bed 17, i.e. the side facing the circuit board 13 is preferably flat.
  • the pins 15.2 provided on the foam core 15.
  • the pins 15.2 can have a cylindrical or conical shape and serve the Circuit board 13 to give a precisely defined lateral position.
  • the circuit board 13 can be provided with holes 13.4.
  • a further circuit board 13.2 is provided in addition to the circuit board 13, a further circuit board 13.2 is provided.
  • This further circuit board 13.2 is preferably smaller than the circuit board 13 and can be plugged onto the circuit board 13 by means of plug connectors 13.3.
  • the plug connectors 13.3 are preferably designed in such a way that they produce both a mechanical and an electrical connection between the circuit board 13 and the further circuit board 13.2.
  • Suhner® MMBX connectors from Huber + Suhner are particularly suitable, as these connectors are able to compensate for certain tolerances without interrupting the electrical connection.
  • FIG. 1A and 1B there is a new type of antenna housing with a layer structure, which is stable and compact.
  • the layer structure is designed so that there is little or no freedom of movement for the individual antenna elements.
  • the rear wall 11 is specially shaped to give the entire antenna 10 torsional rigidity and mechanical stability. In addition, depending on the assembly, the rear wall 11 must be designed so that it is able to absorb the enormous wind forces that act on the entire antenna 10.
  • the antenna elements can only be protected against impermissible mechanical stresses by a special design of the rear wall 11.
  • the rear wall 11 preferably has connecting pieces or drive-in nuts
  • the rear wall 11 can be stiffened on the inside by metal strips or other elements in order to be able to better introduce torques and forces into the rear wall 11.
  • Beam elements 14 fasteners at the lower end, which allow the beam elements 14 to be fastened to the circuit board 13.
  • snap mechanisms or plug connections can be provided as fastening elements, which make it possible to insert the beam elements 14 into holes 13.1 of the circuit board 13 and to snap them there.
  • screw, solder or other connections can also be provided. Connections are ideal which, in addition to a mechanical connection, also establish an electrically conductive connection.
  • the front of the circuit board 13 can be made of metal to serve as a reflector.
  • the fastening elements must at least partially be designed such that they do not form a conductive connection to the conductive side of the circuit board 13. Otherwise, both fastening elements would be short-circuited via the metallic side of the circuit board 13 and the antenna 10 could not be controlled.
  • Antenna 20 shown. 2A shows a section through part of the antenna 20.
  • the layer structure is described below from bottom to top (or from the back to the front).
  • the rear wall 21 has a circumferential side wall which is essentially perpendicular to the surface which is spanned by the x-axis and the y-axis. This area is also called the xy area.
  • 2A only part of the left side wall of the rear wall 21 can be seen.
  • the side wall of the rear wall 21 closes at the top with a type of fold 21.1, as indicated in FIG. 2A. In Figures 1A, 1B, 2A and 2B, this fold is designed as a circumferential fold, which is particularly advantageous, but is not absolutely necessary.
  • the rear wall 21 is welded or glued to a radome 22.
  • a roll seam welding process can be used to weld the radome 22 to the rear wall 21. In this welding process, the areas to be welded are heated and connected by ultrasound.
  • the Rear wall 21 forms, together with the radome 22, an antenna housing which encloses the antenna elements.
  • the following antenna elements are shown in FIG. 2A: foam bed 29, circuit board 23, radiating element 24 and foam core 25.
  • the foam bed 29 rests on the rear wall 21 and carries the circuit board 23 on the front.
  • recesses are provided in the foam bed 29 in order to Example to include the lower ends 24.2 of the supports 24.1 of the beam elements 24.
  • the foam bed 29 can additionally or alternatively comprise recesses for cables, etc.
  • the circuit board 23 has a drive circuit or a part of a drive circuit on the rear 23.5. On the front side 23.6, the circuit board 23 is provided with a metal layer over the entire surface. The drive circuit and the metal layer are not visible in FIGS. 2A and 2B. In the area 23.1, the circuit board 23 is provided with holes to accommodate the lower ends 24.2 of the supports 24.1 of the beam elements 24. In the area of the lower ends 24.2, for example, connections can be arranged or formed which, in addition to a mechanical connection, also produce an electrically conductive connection.
  • a plurality of recesses 25.1 are provided in the foam core 25, one of which can be seen in section in FIG. 2A.
  • the radiating element 24 is seated in this recess 25.1.
  • the foam core 25 fills the area between the front 23.6 of the circuit board 23 and the back or inside of the radome 22. There is preferably no space or distance between the top of the foam core 25 and the radome 22.
  • the relatively flexible and thin radome 22 is supported by the foam core 25 essentially over the entire x-y area.
  • the foam core 25 preferably has one
  • Thick Dl between 1 cm and 20 cm.
  • the circuit board 23 typically has a thickness D4 between
  • the circuit board is preferably 250 ⁇ m thick.
  • the radome 22 preferably has a thickness D3 between 0.5 mm and 5 mm, preferably between 1 and 2 mm.
  • the radome 22 and also the circuit board 23 are designed so thin that in themselves they do not have sufficient mechanical stability for an antenna. Only through the novel use in a layered structure, the entire antenna gets sufficient stability.
  • the drive circuit can according to the invention for feeding the
  • the control circuit can comprise a network which connects supply inputs to the beam elements in such a way that they can be controlled with the desired phases.
  • a group antenna according to the invention is characterized in that several beam elements are arranged in rows and columns.
  • the beam elements 24 of the antenna 20 are arranged rotated by 45 degrees in the example shown in FIG. 2B.
  • each radiating element 24 is seated in its own cylindrical recess 25.1 in the foam core 25.
  • the individual radiating elements 24 are controlled in such a way that each radiating element 24 produces an E-field that is directed parallel to the x-axis. The result is an E field that is linearly polarized in the negative x direction (vertical polarization).
  • the beam elements can also be controlled differently. Depending on the control, circular, elliptical polarizations or slant polarizations can be achieved, for example.
  • FIG. 3 A part of a control circuit 30, according to the invention, is shown in FIG. 3 as an example.
  • the control circuit 30 is a network which is located on the rear side 23.5 of the circuit board 23 and has two supply inputs 32.1 and 32.2. Four gates 31.1 to 31.4 are provided which are connected to the fastening elements (not shown in FIG. 3) of the beam element 24.
  • a 180 ° hybrid 33.1 is arranged between the supply input 32.1 and the two ports 31.4 and 31.2.
  • Another 180 ° hybrid 33.2 is arranged between the supply input 32.2 and the two ports 31.3 and 31.1.
  • the 180 ° hybrid 33.2 comprises a delay line between points A and C and a further delay line between points A and B.
  • the line between B and C in turn represents a delay line.
  • Ports 31.1 to 31.4 are via line sections with the two 180 ° hybrids 33.1 and 33.2 connected, each causing the same phase shift.
  • the network 30 ensures that the diagonally opposite ports are shifted 180 ° out of phase, that is, out of phase, so that the two other ports are each in a virtual short circuit level.
  • the supply inputs 32.1 and 32.2 thus have a high mutual decoupling. This gives a particularly pure polarization of the emitted wave, or a strongly suppressed cross-polarization component.
  • a push-pull signal can be generated from an RF signal S2 (t).
  • the radiation element builds up a + 45 ° slant polarization in the supply described.
  • the sole supply of the supply input 32.1 generates Beam element has a -45 ° slant polarization.
  • the network 30 shown it is therefore possible to generate an antiphase excitation from two RF signals S1 (t) and S2 (t).
  • the beam element builds up a horizontal polarization in the described feed.
  • the supply inputs 32.1 and 32.2 are driven in phase opposition
  • Power inputs 32.1 and 32.2 are controlled so that Sl (t) is phase-shifted by + 90 ° or -90 ° compared to S2 (t).
  • elliptical polarizations can be generated if the amplitude of Sl (t) is different from the amplitude of S2 (t) or / and the phase shift of 0 °, + 90 °, -90 at + 90 ° or - 90 ° phase shift ° and 180 ° deviates.
  • Polarization properties of the antenna without changing the radiation element can only be adjusted by a suitable control. Depending on the supply at the supply inputs, the polarization of the signals emitted by the radiation element can thus be influenced.
  • the control of the beam elements can also be done by others
  • Supply circuits for example (combination) networks and Delay lines.
  • the supply circuit can be implemented in planar, coaxial or waveguide line technology.
  • the supply circuit can be designed in such a way that it generates up to four different control signals from one signal (e.g. Sl (t)) for controlling the radiation elements.
  • FIG. 4 Details of a further antenna 40 can be found in FIG. 4.
  • 4 is a schematic section through the rear wall 41 and part of a foam bed 49.
  • the rear wall 41 is made from two layers 41.6 and 41.3. Cavities 41.2 are located between these layers 41.6 and 41.3.
  • the two layers 41.6 and 41.3 are connected to one another in the regions 41.7. Such a connection can be made, for example, by welding or gluing.
  • only the rear wall 41 is made up of two or more layers. It is also possible to pull the double or multilayer in the area of the vertical side walls.
  • a gap of the thickness AI is provided between at least one area of the layer 41.3 of the rear wall 41 and the rear side 49.1 of the foam bed 49. Be in the area of this space Arranged means that exert a certain contact pressure on the foam bed 49.
  • a spring element 41.4 can be used, for example, which exerts a contact pressure like a kind of leaf or plate spring.
  • the spring element 41.4 is fastened to the rear wall 41 with a blind rivet 41.5 such that it is not visible from the outside. The lower end of the blind rivet 41.5 protrudes into the space 41.2.
  • the spring element 41.4 itself can be plate-shaped or strip-shaped, in the example shown the ends of the strip-shaped version or the "plate edge" of the plate-shaped version pressing against the foam bed 49. However, there are also other elements which exert a resilient force and thus the Ensure contact pressure on the foam bed 49. With a separate leaf or plate spring element 41.4, as shown in Fig. 4, blind rivets are not absolutely necessary, but can be helpful during assembly.
  • the rear wall has bellows 42 which are integrated in a composite plate 41.3.
  • 5B shows a partial view of one of the bellows 42 in plan view.
  • the foam bed 49 can preferably be compressed or coated in the region of the rear side 49.1 in order to be able to better distribute and introduce the contact pressure. This also applies to the foam bed of the other embodiments.
  • a further antenna 50 is shown in FIG. 6.
  • FIG. 4 A top view of the inside of the rear wall 51 is shown.
  • the rear wall 51 as in FIG. 4, is of multi-layer design and there is an area 51.7 in which the layers are connected to one another.
  • the area 51.7 has an oval shape in plan view and is designed in the form of a groove or depression.
  • spring elements 51.4 Spring plates or bellows
  • the spring elements 51.4 can also be glued, welded or pressed on.
  • the spring elements can also be integrated directly into the rear plate, as described with reference to FIGS. 5A and 5B.
  • a foam bed 59 which is indicated in FIG. 6 by a dashed outline, rests on the spring elements 51.4.
  • Embodiments preferably comprise at least one thermoformed plate (layer) which preferably has polypropylene, polyamide or polyetherimide as the material.
  • the rear wall comprises a composite material, preferably CFK, GFK or KFK.
  • the rear wall stability is preferably of two or more layers.
  • the two or more layers or panels for example panels 41.3, 41.6
  • the rear wall is given the required rigidity.
  • One of the plates (for example plate 41.6) is preferably a plate deformed using the deep-drawing process. This plate can be made from one or more thermoformed films, which are reinforced, for example.
  • the rear wall serves as a hard shell in all embodiments, which gives the entire antenna stability by distributing the suspension forces (wind load) and improving the torsional rigidity.
  • the radome is preferably according to the different
  • Embodiments of the invention made from one or more films in a mold.
  • the radome itself is thin and hardly stiff.
  • the radome is water-repellent and / or on the side facing outwards weatherproof and / or UV stabilized. This is particularly advantageous, since otherwise the radome can become brittle with permanent UV radiation.
  • the water-repellent property is important because water drops can influence the radiation or reception characteristics of the antenna. This is particularly important for antennas that emit in the gigahertz range (eg 60 GHz). However, it is considered an important property of the different radomes that, at least in the reception or transmission range of the antenna, they comprise materials that are RF or HF compatible.
  • the radome comprises Tedlar® (from DuPont) and / or Kynar® (from ATOFINA).
  • the radome can be provided with glass fibers or kevelar fibers to make it harder (in the sense of shatterproof).
  • PPS can also be used as a thermoformed film.
  • the radome film can also be designed as a multi-layer system, e.g., a combination of Liquid Crystal Polymer (LCP) from DuPont with Tedlar®.
  • a multi-layer system can serve as a radome, which consists of a prefabricated, thin, flat foam body, which is covered with a film, this being plastically deformed.
  • a plastic film which will later serve as a radome, is placed in a mold before the foam core expands. This allows the radome film to be connected to the foam core. This method can be used in all of the described embodiments.
  • the inside of the radome can possibly be coated in order to achieve a mechanical connection with the foam core.
  • the outer skin of the radome can preferably be designed in color in order to ensure that it is not attractively attached to a mast or building enable. I can also paint the radome if the coating is applied thin enough. An optional additional coating can also be applied to improve the hydrophobic properties.
  • the fold is a circumferential fold (see for example
  • the rear wall which is designed such that it presses the circuit board against the foam core during and after assembly.
  • the fold is preferably designed in such a way that the seam which is created during closure is only exposed to a tangential shear stress.
  • the back wall which is to be welded to one another, is made of material homogeneous, i.e. the two parts are made of the same materials in the contact area.
  • the foam core should be designed so that it stabilizes the radome and thereby a light, torsion-resistant arrangement is created.
  • the foam core preferably comprises and / or the
  • Foam bed is a thermoplastic polymer.
  • This thermoplastic polymer is preferably from the group of polystyrene and its copolymers, polyvinyl chloride, polyether polyurethane, polyester polyurethane, polypropylene, polyethylene or polymethyl methacrylate (PMMA) or polymethacrylimide (PMI), e.g.
  • Rohazell from Röhm selected because these materials are particularly suitable because they have one or more of the following properties: - easy to produce in large quantities, - inexpensive, - low density, - thin-walled, - shape / dimensionally stable (low shrinkage or dimensional accuracy), - resilient, - insulating, - moisture / water repellent, - suitable for RF or HF (ie little or no damping), - little or no release of moisture or water.
  • the foam core and / or the foam bed can by
  • the foam core can be fiber-reinforced, preferably glass-fiber reinforced, if it needs to be given additional stability. This is particularly advantageous if, for reasons of space, only a relatively thin foam core can be used.
  • the foam core can also have a multi-layer structure or a multi-zone structure.
  • the foam core and / or the foam bed has a pressure-resistant surface or a layer is applied which gives the foam a pressure-resistant surface.
  • the foam can also be modified to be flame-resistant.
  • the foam core and, if present, the foam bed serve as a mechanical spacer for the antenna elements and at the same time improve the rigidity of the entire antenna. They also dampen mechanical vibrations.
  • a metallic screen arrangement can be provided which is completely, partially or not at all connected to a conductive reflector surface 23.6 - for example reflector surface 23.6.
  • the screen arrangement preferably has the same planes of symmetry as the beam element surrounded by it. It can be in one piece or can be constructed from a corresponding number of individual elements, taking into account the symmetry planes.
  • a particularly advantageous arrangement consists of a circumferential electrically conductive wall which, depending on the desired beam bundle, ends below or also above the point of the beam element 24 which is furthest away from the reflector surface 23.6.
  • the shield arrangement can also be used to reduce the mutual coupling between adjacent beam elements in a group antenna.
  • Each of the described embodiments can be modified by a screen arrangement.
  • the beam elements can also have any other orientation.
  • a housing for a transceiver or the like is placed on the back of the rear wall of the various embodiments.
  • This housing can be supported on the fold (see for example 21.1).
  • the abutting edges of the housing can be inserted into the fold.
  • the power electronics can also be located in the housing.
  • the antennas described and shown are particularly suitable for operation in the gigahertz frequency range, the supply inputs being acted upon by signals which have a center frequency which is greater than 1 GHz.
  • the antennas are particularly suitable for mobile radio and other communication systems.
  • the upper frequency limit can be about 60 GHz.
  • the antenna housing according to the invention can take on any flat 3-dimensional shape as long as sufficient stability is ensured. 1A to 4 show rectangular or square shapes. For example, as shown in Fig. 6, the shape may be oval.
  • the antennas described and very particularly the group antennas are very compact and light. They can be manufactured relatively easily and with little effort, are extremely stable and are also suitable for use in difficult environments.

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Abstract

Antenne (10) mit mehreren Strahlelementen (14). Die Antenne (10) umfasst eine Rückwand (11), die aus Verbundwerkstoffen hergestellt ist und als Träger für die inneren Elemente a) und b) der Antenne (10) ausgelegt ist. Ein Radom (12), das aus einer dünnen, harten Schale besteht, dient als eine Art Deckel, der mit einem Anschlussbereich der Rückwand (11) verbunden werden kann, um so zusammen mit der Rückwand (11) ein Gehäuse zu bilden. Zusätzlich ist ein Schaumstoffkern (15) in der Antenne vorgesehen. Die folgenden Elemente sind hermetisch geschützt in dem Gehäuse angeordnet: a) eines oder mehrere Strahlelemente (14), und b) eine Schaltungsplatte (13) zur Aufnahme der Strahlelemente (14).

Description

Antennengehäuse und Antenne mit einem solchen Antennengehäuse
[001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Antennengehäuse und
Antennenanordnungen.
[002] Die Abstrahlelemente einer Einzel- oder Gruppenantenne werden häufig an einer stabilen Rahmen- oder Kastenstruktur befestigt, wobei diese Struktur als Träger für die verschiedenen Antennenelemente dient und gleichzeitig der Antenne die notwendige mechanische Stabilität verleiht.
[003] Es ist ein Problem der bekannten Antennen, dass sie kostspielig und schwer sind. Ausserdem ist die Montage der Antennen und das Anbringen an einem Sendemast oder Gebäude umständlich. Ein weiterer Nachteil bekannter Antennen wird darin gesehen, dass sie sich nicht für eine einfache und zuverlässige Serienfertigung eignen. Dies ist ein besonders wichtiger Punkt, wenn die Fertigung durch ungeübte Kräfte ausgeführt werden soll.
[004] Ausgehend von dem eingangs genannten Stand der Technik stellt sich die Aufgabe, ein Antennengehäuse und eine Antennen mit einem solchen Antennengehäuse zu schaffen, die einfach und kostengünstig sind und trotzdem die notwendige Festigkeit aufweisen. [005] Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Gruppenantenne bereit zu stellen, die einen Anzahl von Dipolantennen umfasst.
[006] Gemäss Erfindung wird ein Antennengehäuse nach Anspruch 1 für ein oder mehrere Strahlelementen bereit gestellt. Das Antennengehäuse umfasst eine (Rück-) Wand, die aus Verbundwerkstoffen hergestellt ist und als Träger für die inneren Antennenelemente ausgelegt ist. Ein Radom, das eine dünne, harte, RF oder HF taugliche Schale aufweist, dient als eine Art Deckel, der mit einem Anschlussbereich der (Rück-)Wand verbunden werden kann, um so zusammen mit der (Rück-)Wand das Antennengehäuse zu bilden. Zwischen der (Rück-) Wand und dem Radom ist ein RF oder HF tauglicher Schaumstoffkern angeordnet. Die folgenden Antennenelemente sind hermetisch geschützt in dem Antennengehäuse angeordnet: a) eines oder mehrere Strahlelemente, b) eine Schaltungsplatte mit einer Ansteuerschaltung zur Aufnahme des/der Strahlelemente.
[007] Gemäss Erfindung wird eine Antenne nach Anspruch 18 mit einem oder mehreren Strahlelementen bereit gestellt. Die Antenne umfasst eine (Rück- )Wand, die aus Verbundwerkstoffen hergestellt ist und als Träger für alle Antennenelemente der Antenne ausgelegt ist. Ein Radom, das eine dünne, harte, RF oder HF taugliche Schale aufweist, dient als eine Art Deckel, der mit einem Anschlussbereich der (Rück-)Wand verbunden werden kann, um so zusammen mit der Rückwand ein Antennengehäuse zu bilden. Zwischen der (Rück-)Wand und dem Radom ist ein RF oder HF tauglicher Schaumstoffkern angeordnet. Die folgenden Antennenelemente sind hermetisch geschützt in dem Gehäuse angeordnet: a) eines oder mehrere Strahlelemente, b) eine Schaltungsplatte mit Ansteuerschaltung zur Aufnahme des/der Strahlelemente.
[008] Weitere erfindungsgemässe Ausführungsformen sind den abhängigen Patentansprüchen 2 bis 17 und 19 bis 24 zu entnehmen. [009] Die Erfindung ist im Folgenden anhand in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele ausführlich beschrieben. Symmetrieebenen werden in den Zeichnungen durch gestrichelten Linien und imaginäre Flächen durch gepunktete Linien angedeutet, wo dies zur deutlicheren Darstellung der Erfindung notwendig ist. Es zeigen:
Fig. 1A eine (Gruppen-)Antenne gemäss Erfindung in einer schematischen Explosionsansicht;
Fig. 1B die (Gruppen-)Antenne gemäss Fig. 1A in einer anderen Explosionsansicht;
Fig. 2A einen schematischen Schnitt durch einen Teil einer weiteren Antenne gemäss Erfindung;
Fig. 2B die Antenne gemäss Fig. 2A in einer Draufsicht;
Fig. 3 eine Ansicht eines Teils einer Ansteuerschaltung, gemäss Erfindung;
Fig. 4 einen schematischen Schnitt durch einen Teil einer weiteren Antenne gemäss Erfindung;
Fig. 5A einen schematischen Schnitt durch einen Teil einer weiteren Antenne gemäss Erfindung;
Fig. 5B eine schematische Draufsicht auf einen Bereich der in Fig. 5A gezeigten Antenne;
Fig. 6 eine schematische Draufsicht einer weiteren Antenne gemäss Erfindung. Detaillierte Beschreibung:
[0010] Im Folgenden werden Begriffe erläutert und definiert, die in der
Beschreibung und den Patentansprüchen mehrfach auftauchen.
[0011] Als Wand oder Rückwand wird ein Element bezeichnet, das sich im hinteren Bereich eines Antennengehäuses oder einer Antenne befindet und üblicherweise mit Befestigungsmitteln versehen ist, um das Antennengehäuse an einem Mast oder Gebäude zu befestigen. Die Begriffe vorne, hinten, oben, unten und weitere Richtungsangaben werden in der Beschreibung verwendet, um die einzelnen Elemente einer Antenne im Bezug auf den montierten Zustand einfacher beschreiben zu können, ohne dass diese Begriffe den Schutzumfang einschränken sollen.
[0012] Ein Radom ist eine Art Hülle, die typischerweise vor der
Antennenanordnung angeordnet ist und im Empfangs- oder Sendebereich der Antenne sitzt. Um die Sende- und/oder Empfangscharakteristik der Antennenanordnung nicht zu beeinflussen, ist das Radom typischerweise aus Materialien hergestellt, die nicht oder nur gering dämpfend wirken. Mit anderen Worten, das Radom umfasst Materialien, die RF oder HF tauglich sind. Dasselbe gilt für andere Bestandteile (zum Beispiel den noch zu beschreibenden Schaumstoffkern) des Antennengehäuses und deren Materialien, zumindestens soweit sie im Empfangs- oder Sendebereich der Antenne sitzen.
[0013] Im folgenden Text ist von Strahlelementen die Rede. Dabei handelt es sich vorzugsweise um drei-dimensionale Strahlelemente, die zum Beispiel aus einem Gussteil bestehen. Es können aber auch Planarstrahler in einer erfindungsgemässen Antenne eingesetzt werden.
[0014] Gemäss Erfindung sind unter dem Begriff Gussteil Formteile zu verstehen, die im (automatischen) Spritzgussverfahren hergestellt wurden. Dabei werden thermoplastisch verarbeitbare Kunststoffe mittels eines Spritzgießverfahrens verarbeitet. Anstatt Kunststoff können auch Metalle zum Herstellen der Gussteile verwendet werden. Die Formteile zeichnen sich dadurch aus, dass ein Minimum an Nachbearbeitungsaufwand notwendig ist. Ausserdem sind die Dimensionen der Formteile sehr präzise. Weitere Details zu dreidimensionalen Strahlelementen können der Schweizer Patentanmeldung mit Titel „Breitband-Antenne mit einem 3-dimensionalen Gussteil" entnommen werden, die am 23. Dezember 2002 unter der Anmeldenummer 2002 2210/02 eingereicht wurde.
[0015] Es können Reflektoren eingesetzt werden, die vorzugsweise eine leitende Fläche aufweisen. Diese leitende Fläche kann auf Masse gelegt werden. Die Reflektorfläche kann eben oder gekrümmt ausgeführt sein. Gemäss Erfindung wird vorzugsweise eine metallisierte Seite einer Schaltungsplatte als Reflektor verwendet.
[0016] Eine Ansteuerschaltung kann je nach Ausführungsform der
Antennen Teile eines Empfängers und/oder Senders umfassen z.Bsp. Polarisationsumschalter, Verstärkerstufen oder Kalibrationselemente.
[0017] Eine erste Antenne 10, gemäss Erfindung, ist in den Figuren 1A und
1B gezeigt. Eine erfindungsgemässe Antenne 10 umfasst eine Rückwand 11, die aus Verbundwerkstoffen hergestellt ist und als Träger für Elemente der Antenne 10 (hierin als Antennenelemente bezeichnet) ausgelegt ist. Die Vorderseite der Antenne 10 wird durch ein Radom 12 gebildet, das als dünne, harte, RF- oder HF-taugliche Schale dient, die in der Art eines Deckels mit einem umlaufenden Anschlussbereich 11.1 der Rückwand 11 verbunden werden kann. Das Radom 12 bildet zusammen mit der Rückwand 11 im montierten Zustand ein Antennengehäuse für die verschiedenen Antennenelemente. Innerhalb dieses Antennengehäuses sind die im Folgenden beschriebenen Elemente angeordnet.
[0018] Eine Schaltungsplatte 13 mit einer integrierten Ansteuerschaltung trägt mehrere Strahlelemente 14. Die Ansteuerschaltung ist in den Figuren 1A und 1B nicht sichtbar. Sie befindet sich vorzugsweise auf der Rückseite der Schaltungsplatte 13. In der Schaltungsplatte 13 sind Verbindungsbereiche zur Aufnahme der Strahlelemente 14 und zum Herstellen einer elektrisch leitenden Verbindung der Strahlelemente 14 mit der Ansteuerschaltung vorgesehen. In Fig. 1A ist ein solcher Verbindungsbereich mit der Referenznummer 13.1 gekennzeichnet. Die Vorderseite der Schaltungsplatte 13 (in Fig. 1A sichtbar) ist vorzugsweise ganzflächig metallisiert und weist nur in den Verbindungsbereichen 13.1 Löcher oder Ausnehmungen auf, um die Strahlelemente 14 einsetzten und mit der Ansteuerschaltung auf der Rückseite der Schaltungsplatte 13 verbinden zu können.
[0019] Zur verzugsfreien Herstellung der Schaltungsplatte kann es vorteilhaft sein, die Metallfläche mit einer Vielzahl von im allgemeinen regelmässigen Ausnehmungen zu versehen, die jedoch in ihren Abmessungen so klein im Vergleich zur Wellenlänge gewählt sind, dass sie keinen wesentlichen Einfluss auf das elektrische Verhalten der Antennen haben. Die Schaltungsplatte kann z. Bsp. aus fertigungstechnischen Gründen in mehrere Schaltungsplatten aufgeteilt sein.
[0020] In dem gezeigten Beispiel der Erfindung, weist jedes der
Strahlelemente 14 vier Beine auf. Jedes der vier Beine wird in ein Loch in der Schaltungsplatte 13 gesteckt und rückseitig mit der Ansteuerschaltung verbunden. Es kann sich um eine Steckverbindung handeln, die automatisch nicht nur für eine mechanische Verbindung der Strahlelemente 14 mit der Schaltungsplatte 13 sorgt, sondern die auch eine elektrische Verbindung zur Ansteuerschaltung schafft.
[0021] In dem gezeigten Beispiel der Erfindung werden acht Strahlelemente
14 in zwei Spalten mit je vier Strahlelementen 14 nebeneinander angeordnet. Es handelt sich also bei der Antenne 10 um eine sogenannte Gruppenantenne.
[0022] Ein weiteres Bestandteil der Erfindung ist ein Schaumstoffkern 15, der im vorliegenden Beispiel mit Ausnehmungen 15.1 zur Aufnahme der dreidimensionalen Strahlelemente 14 versehen ist. In Fig. 1B sind mehr Ausnehmungen 15.1 gezeigt als wirklich notwendig wären. Vorzugsweise weist der Schaumstoffkern 15 so viele Ausnehmungen 15.1 auf wie Strahlelemente 14 in der Antenne 10 Verwendung finden. Aus fertigungstechnischen oder Gewichtsgründen kann aber auch eine grössere Anzahl an Ausnehmungen vorgesehen sein. Wichtig ist, dass der Schaumstoffkern 15 in den Bereichen wo er keine Ausnehmungen 15.1 aufweist, d.h. im Bereich der Stege zwischen den Ausnehmungen 15.1, mindestens teilweise flächig auf der Vorderseite der Schaltungsplatte 13 aufliegt. Ausserdem ist es wichtig, dass der Schaumstoffkern 15 mindestens im Empfangs- oder Sendebereich der Antenne 10 RF- oder HF- tauglich ausgelegt ist.
[0023] In den Figuren 1A und 1B sind weitere optionale Elemente gezeigt, die im Folgenden beschrieben werden. Wie zu erkennen ist, weist die Rückwand 11 eine Reihe von Verbindungsmitteln 16 auf, die dazu dienen, um eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der Ansteuerschaltung und einer externen Elektronik, zum Beispiel einem Verstärker, herstellen zu können. Die Verbindungsmittel 16 können anders ausgeführt und anders angeordnet sein. Besonders als Verbindungsmitteln 16 geeignet sind sogenannte Flanschconnectoren, die auch in den Figuren 1A und 1B zu erkennen sind. Das Innenteil eines Flanschconnectors kann an ein Kabel gelötet sein, das vom Connector zum Beispiel zu der Ansteuerschaltung führt. Ein Flanschconnector wird z. Bsp. von innen her durch ein Loch in der Rückwand (oder Seitenfläche) 11 gesteckt und von aussen mit einer Mutter festgeschraubt (verklebt, verpresst, eingeschlagen).
[0024] Es ist ein optionales Schaumstoffbett 17 vorgesehen, das im gezeigten Beispiel einen grösseren Teil 17.1 und einen kleineren Teil 17.2 umfasst. Das optionale Schau mstoffbett 17 sorgt im Wesentlichen dafür, dass eine plane Auflagefläche für die Schaltungsplatte 13 und/oder eine weitere Schaltungsplatte 13.2 bereitgestellt wird. Um dies zu erreichen, sind in dem Teil 17.1 Ausnehmungen 17.3 für Kabel und eine Ausnehmung 17.4 für die weitere Schaltungsplatte 13.2 vorgesehen. Die Vorderseite des Schaumstoffbetts 17, d.h. diejenige Seite, die in Richtung der Schaltungsplatte 13 gerichtet ist, ist vorzugsweise eben.
[0025] In dem in den Figuren 1A und 1B gezeigten Beispiel sind optionale
Zapfen 15.2 am Schaumstoffkern 15 vorgesehen. Die Zapfen 15.2 können eine zylindrische oder konische Form aufweisen und dienen dazu, der Schaltungsplatte 13 eine genau definierte laterale Position zu geben. Zu diesem Zweck kann die Schaltungsplatte 13 mit Löchern 13.4 versehen sein.
[0026] In der Fig. 1A ist zu erkennen, wie bereits erwähnt, dass zusätzlich zu der Schaltungsplatte 13 eine weitere Schaltungsplatte 13.2 vorgesehen ist. Diese weitere Schaltungsplatte 13.2 ist vorzugsweise kleiner als die Schaltungsplatte 13 und kann mittels Steckverbindern 13.3 auf die Schaltungsplatte 13 aufgesteckt werden. Vorzugsweise sind die Steckverbinder 13.3 so ausgelegt, dass sie sowohl eine mechanische als auch eine elektrische Verbindung zwischen der Schaltungsplatte 13 und der weiteren Schaltungsplatte 13.2 herstellen. Besonders geeignet sind Suhner® MMBX Verbinder der Firma Huber+Suhner, da diese Verbinder dazu in der Lage sind gewisse Toleranzen auszugleichen ohne die elektrische Verbindung zu unterbrechen.
[0027] Wie aus den Figuren 1A und 1B ersichtlich ist, ergibt sich ein neuartiges Antennengehäuse mit Schichtaufbau, das stabil und kompakt ist. Der Schichtaufbau ist so ausgelegt, dass es keinen oder kaum Bewegungsspielraum für die einzelnen Antennenelemente gibt. Die Rückwand 11 ist speziell ausgeformt, um der gesamten Antenne 10 Verwindungssteifigkeit und mechanische Stabilität zu geben. Zusätzlich muss die Rückwand 11, je nach Montage, so ausgelegt werden, dass sie in der Lage ist die enormen Windkräfte aufnehmen zu können, die auf die gesamte Antenne 10 einwirken. Nur durch eine spezielle Ausführung der Rückwand 11 können die Antennenelemente vor unzulässigen mechanischen Beanspruchungen geschützt werden.
[0028] Vorzugsweise weist die Rückwand 11 Stutzen oder Einschlagmuttern
18.1 auf, die es ermöglichen Flansche 18.2, Befestigungswinkel oder Laschen an der Aussenseite der Rückwand 11 zu befestigen. In einer besonders stabilen Ausführungsform, die zum Beispiel zur Anwendung kommt wenn es sich um besonders grossflächige Antennen handelt, kann die Rückwand 11 durch Metallstreifen oder andere Elemente innen versteift werden, um Drehmomente und Kräfte besser in die Rückwand 11 einleiten zu können. [0029] In einer bevorzugten Ausführungsform der Antenne weisen die
Strahlelemente 14 Befestigungselemente am unteren Ende auf, die es erlauben die Strahlelemente 14 an der Schaltungsplatte 13 zu befestigen. Zu diesem Zweck können als Befestigungselemente Schnappmechanismen oder Steckverbindungen vorgesehen sein, die es ermöglichen, die Strahlelemente 14 in Löcher 13.1 der Schaltungsplatte 13 einzusetzen und dort einrasten zu lassen. Statt einer Schnappverbindung können auch Schraub-, Löt- oder andere - Verbindungen vorgesehen werden. Ideal sind Verbindungen, die neben einer mechanischen Verbindung auch eine elektrisch leitende Verbindung herstellen.
[0030] Bei dem Verbinden der Strahlelemente 14 mit der Schaltungsplatte
13 ist zu beachten, dass die Vorderseite der Schaltungsplatte 13 metallisch ausgeführt sein kann, um als Reflektor zu dienen. Die Befestigungselemente müssen mindestens teilweise so ausgeführt sein, dass sie keine leitende Verbindung zu der leitfähigen Seite der Schaltungsplatte 13 bildet. Ansonsten wären beide Befestigungselemente über die metallische Seite der Schaltungsplatte 13 kurzgeschlossen und die Antenne 10 könnte nicht angesteuert werden.
[0031] In den Figuren 2A und 2B ist eine weitere erfindungsgemässe
Antenne 20 gezeigt. In Fig. 2A zeigt einen Schnitt durch einen Teil der Antenne 20. Der Schichtaufbau wird im Folgenden von unten nach oben (respektive von der Rückseite zur Vorderseite) beschrieben. Die Rückwand 21 hat eine umlaufende Seitenwand, die im Wesentlichen senkrecht zu der Fläche verläuft, die durch die x-Achse und die y-Achse aufgespannt wird. Diese Fläche wird auch als x-y-Fläche bezeichnet. In Fig. 2A ist nur ein Teil der linken Seitenwand der Rückwand 21 zu sehen. Nach oben hin schliesst die Seitenwand der Rückwand 21 mit einer Art Falz 21.1 ab, wie in Fig. 2A angedeutet. In den Figuren 1A, 1B, 2A und 2B ist dieser Falz als umlaufender Falz ausgeführt was besonders vorteilhaft, aber nicht zwingend notwendig ist. Im Bereich des Falzes 21.1, ist die Rückwand 21 mit einem Radom 22 verschweisst oder verklebt. Es kann zum Beispiel ein Rollnaht-Schweissverfahren eingesetzt werden, um das Radom 22 mit der Rückwand 21 zu verschweissen. Bei diesem Schweissverfahren werden die zu verschweissenden Bereiche durch Ultraschall erwärmt und verbunden. Die Rückwand 21 bildet zusammen mit dem Radom 22 ein Antennengehäuse, das die Antennenelemente umschliesst. Die folgenden Antennenelemente sind in Fig. 2A gezeigt: Schaumstoffbett 29, Schaltungsplatte 23, Strahlelement 24 und Schaumstoffkern 25. Das Schaumstoffbett 29 ruht auf der Rückwand 21 und trägt auf der Vorderseite die Schaltungsplatte 23. Vorzugsweise sind in dem Schaumstoffbett 29 Ausnehmungen vorgesehen, um zum Beispiel die unteren Enden 24.2 der Stützen 24.1 der Strahlelemente 24 aufzunehmen. Das Schaumstoffbett 29 kann zusätzlich oder alternativ Ausnehmungen für Kabel usw. umfassen. Die Schaltungsplatte 23 weist auf der Rückseite 23.5 eine Ansteuerschaltung oder einen Teil einer Ansteuerschaltung auf. Auf der Vorderseite 23.6 ist die Schaltungsplatte 23 ganzflächig mit einer Metallschicht versehen. Die Ansteuerschaltung und die Metallschicht sind in Fig. 2A und Fig. 2B nicht sichtbar. Im Bereich 23.1 ist die Schaltungsplatte 23 mit Löchern versehen, um die unteren Enden 24.2 der Stützen 24.1 der Strahlelemente 24 aufzunehmen. Im Bereich der unteren Enden 24.2 können zum Beispiel Verbindungen angeordnet oder ausgebildet sein, die neben einer mechanischen Verbindung auch eine elektrisch leitende Verbindung herstellen.
[0032] In dem Schaumstoffkern 25 sind mehrere Ausnehmungen 25.1 vorgesehen, von denen in Fig. 2A eine im Schnitt zu sehen ist. Das Strahlelement 24 sitzt in dieser Ausnehmung 25.1. Der Schaumstoff kern 25 füllt den Bereich zwischen der Vorderseite 23.6 der Schaltungsplatte 23 und der Rück- respektive Innenseite des Radoms 22. Vorzugsweise besteht zwischen der Oberseite des Schaumstoffkerns 25 und dem Radom 22 kein Zwischenraum oder Abstand. Das an sich relativ flexible und dünne Radom 22 wird durch den Schaumstoffkern 25 im Wesentlichen über die gesamte x-y-Fläche gestützt.
[0033] Vorzugsweise hat der Schaumstoffkern 25 gemäss Erfindung eine
Dicke Dl zwischen 1 cm und 20 cm. Die Dicke Dl bestimmt sich im Wesentlichen aus der Höhe Hl der Strahlelemente 24, falls drei-dimensionale Strahlelemente 24 zu Einsatz kommen, und aus der Dicke D2 des Teils des Schaustoffkerns 25, der sich oberhalb der Strahlelemente 24 befindet. Wie in Fig. 2A gezeigt, ist im gezeigten Beispiel Dl = Hl + D2. Mindestens der Bereich des Schau mstoffkerns 25 der sich oberhalb der Strahlelemente 24 befindet muss RF- oder HF-tauglich ausgelegt sein.
[0034] Die Schaltungsplatte 23 hat typischerweise eine Dicke D4 zwischen
50 μm und 2mm. Vorzugsweise ist die Schaltungsplatte 250 μm dick. Das Radom 22 hat vorzugsweise eine Dicke D3 zwischen 0.5 mm und 5mm, vorzugsweise zwischen 1 und 2mm. Das Radom 22 und auch die Schaltungsplatte 23 sind in den bevorzugten Ausführungsbeispielen so dünn ausgelegt, dass sie in sich selbst keine für eine Antenne ausreichende mechanische Stabilität aufweisen. Erst durch die neuartige Verwendung in einem schichtartigen Aufbau, bekommt die gesamte Antenne eine ausreichende Stabilität.
[0035] Die Ansteuerschaltung kann gemäss Erfindung zum Speisen der
Strahlelemente eingesetzt werden. Zu diesem Zweck kann die Ansteuerschaltung ein Netzwerk umfassen, welches Speisungseingänge mit den Strahlelementen so verbindet, dass diese mit den gewünschten Phasen ansteuerbar sind.
[0036] Eine Gruppenantenne gemäss Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass mehrere Strahlelemente in Zeilen und Spalten angeordnet sind. Die Strahlelemente 24 der Antenne 20 sind in dem in Fig. 2B gezeigten Beispiel um 45 Grad gedreht angeordnet.
[0037] In Fig. 2B ist die Draufsicht auf das Radom 22 der Antenne 20 gezeigt, wobei die Lage der Strahlelemente 24 durch gestrichelte Linien angedeutet ist. Es sind insgesamt vier Spalten mit je vier Strahlelementen 24 vorgesehen. Jedes der sechzehn Strahlelemente 24 sitzt in einer eigenen zylinderförmigen Ausnehmung 25.1 des Schaumstoffkerns 25. In dem gezeigten Beispiel werden die einzelnen Strahlelemente 24 so angesteuert, dass sich bei jedem Strahlelement 24 ein E-Feld ergibt, das gegenparallel zur x-Achse gerichtet ist. Es ergibt sich ein E-Feld, das in negativer x-Richtung linear polarisiert ist (vertikale Polarisierung). [0038] Die Strahlelemente können auch anders angesteuert werden. Je nach Ansteuerung können zum Beispiel zirkuläre, elliptische Polarisierungen, oder Slant Polarisierungen erzielt werden.
[0039] Ein Teil einer Ansteuerschaltung 30, gemäss Erfindung, ist in Fig. 3 als Beispiel gezeigt. Es handelt sich bei der Ansteuerschaltung 30 um ein Netzwerk, das sich auf der Rückseite 23.5 der Schaltungsplatte 23 befindet und zwei Speisungseingänge 32.1 und 32.2 aufweist. Es sind vier Tore 31.1 bis 31.4 vorgesehen, die mit den Befestigungselementen (in Fig. 3 nicht zu sehen) des Strahlelements 24 in Verbindung stehen. Zwischen dem Speisungseingang 32.1 und den beiden Ports 31.4 und 31.2 ist ein 180°-Hybrid 33.1 angeordnet. Zwischen dem Speisungseingang 32.2 und den beiden Ports 31.3 und 31.1 ist ein weiteres 180°-Hybrid 33.2 angeordnet. Das 180°-Hybrid 33.2 umfasst eine Verzögerungsleitung zwischen den Punkten A und C sowie eine weitere Verzögerungsleitung zwischen den Punkten A und B. Die Leitung zwischen B und C wiederum stellt eine Verzögerungsleitung dar. Die Ports 31.1 bis 31.4 sind über Leitungsstücke mit den beiden 180°-Hybriden 33.1 und 33.2 verbunden, die jeweils gleiche Phasenverschiebung verursachen. Das Netzwerk 30 stellt sicher, dass die jeweils diagonal gegenüberliegenden Ports 180° phasenverschoben, dass heisst, gegenphasig, angesteuert werden, wodurch die beiden übrigen Ports jeweils in einer virtuellen Kurzschlussebene liegen. Die Speisungseingänge 32.1 und 32.2 weisen damit eine hohe gegenseitige Entkopplung auf. Man erhält so eine besonders reine Polarisation der abgestrahlten Welle, beziehungsweise eine stark unterdrückte Kreuzpolarisations-Komponente.
[0040] Es sind auch andere Ausführungsformen von 180°-Leistungsteilern möglich.
[0041] Speist man nun den Speisungseingang 32.2 mit einem HF-Signal
S2(t), so liegt an dem Port 31.3 ein Signal mit der Phasenlage 0° und an dem Port 31.1 ein Signal mit der Phasenlage 180° an. Mit dem gezeigten Netzwerk 30 kann man also aus einem HF-Signal S2(t) ein Gegentaktsignal erzeugen. Das Strahlelement baut bei der beschriebenen Speisung eine +45° Slant Polarisierung auf. Alternativ erzeugt die alleinige Speisung des Speisungseingang 32.1 am Strahlelement eine -45° Slant Polarisierung.
(Die Bezeichnung der Polarisierungen gilt nur, wenn die Anordnung nach Fig. 3 entsprechend in x-y-Richtung ausgerichtet ist. In der Anordnung nach Fig. 2B sind slant und horizontal/vertikal wieder "vertauscht").
[0042] Speist man nun zum Beispiel den Speisungseingang 32.1 mit einem
HF-Signal Sl(t) und den Speisungseingang 32.2 mit einem HF-Signal S2(t), die beide zueinander gleichphasig sind, so liegt an dem Tor 31.2 ein Signal mit der Phasenlage 0°, an dem Tor 31.3 ein Signal mit der Phasenlage 0°, an dem Tor 31.4 ein Signal mit der Phasenlage 180° und an dem Tor 31.1 ein Signal mit der Phasenlage 180°. Mit dem gezeigten Netzwerk 30 kann man also aus zwei HF- Signalen Sl(t) und S2(t) jeweils eine gegenphasige Anregung erzeugen. Das Strahlelement baut bei der beschriebenen Speisung eine horizontale Polarisierung auf.
[0043] Steuert man die Speisungseingänge 32.1 und 32.2 gegenphasig an
(d.h. Sl(t) ist gegenüber S2(t) um 180° phasenverschoben), so baut sich eine vertikale Polarisierung auf, wie zum Beispiel in Fig. 2B gezeigt.
[0044] Um eine zirkuläre Polarisation zu erzielen, werden die beiden
Speisungseingänge 32.1 und 32.2 so angesteuert, dass Sl(t) gegenüber S2(t) um +90° oder -90° phasenverschoben ist. Darüber hinaus lassen sich elliptische Polarisationen erzeugen, wenn bei +90° oder - 90° Phasenverschiebung die Amplitude von Sl(t) verschieden ist von der Amplitude von S2(t) oder / und die Phasenverschiebung von 0°, +90°, -90° und 180° abweicht.
[0045] Es ist ein Vorteil des beispielhaft gezeigten Netzwerkes 30, dass die
Polarisationseigenschaften der Antenne ohne Änderung des Abstrahlelements nur durch eine geeignete Ansteuerung einstellbar sind. Je nach Speisung an den Speisungseingängen ist somit die Polarisierung der von dem Strahlelement abgestrahlten Signale beeinflussbar.
[0046] Die Ansteuerung der Strahlelemente kann auch durch andere
Versorgungsschaltungen, zum Beispiel (Kombinations-) Netzwerke und Verzögerungsleitungen, erfolgen. Die Versorgungsschaltung kann in planarer, koaxialer oder Hohlleiter-Leitungstechnik ausgeführt sein.
[0047] Die Versorgungsschaltung kann so ausgelegt sein, dass sie aus einem Signal (z.B. Sl(t)) bis zu vier verschiedene Ansteuersignale zum Ansteuern der Abstrahlelemente erzeugt.
[0048] Details einer weiteren Antenne 40 sind der Fig. 4 zu entnehmen. In dieser Figur ist nur der untere, respektive hintere Bereich einer Antenne 40 gezeigt. Es handelt sich bei Fig. 4 um einen schematischen Schnitt durch die Rückwand 41 und einen Teil eines Schaumstoffbetts 49. Die Rückwand 41 ist, um die notwendige Stabilität bei vertretbarem Gewicht zu garantieren, aus zwei Lagen 41.6 und 41.3 hergestellt. Zwischen diesen Lagen 41.6 und 41.3 befinden sich Hohlräume 41.2. In den Bereichen 41.7 sind die beiden Lagen 41.6 und 41.3 miteinander verbunden. Eine solche Verbindung kann zum Beispiel durch Schweissen oder Verkleben hergestellt werden. Im gezeigten Beispiel ist nur die Rückwand 41 doppel- oder mehrlagig ausgeführt. Es ist auch möglich die Doppeloder Mehrlagigkeit in den Bereich der vertikalen Seitenwände hochzuziehen.
[0049] Es ist nun möglich, einen Schaumstoffkern 49 beim Zusammenbau der Antenne 40 so einzubauen bzw. einzulegen, dass er direkt auf der Lage 41.3 der Rückwand 41 zu liegen kommt. Da es jedoch im Laufe der Zeit zu Setzerscheinungen, Schrumpfungen oder Verschiebungen innerhalb des zusammengebauten Antennengehäuses kommen kann, ist es vorteilhaft, wenn Mittel zum Einsatz kommen, die solche (Ver-)Änderungen ausgleichen können. Ausserdem kann es bei Windbelastung oder anderen Erschütterungen zu Verschiebungen innerhalb des Antennengehäuses kommen. Auch aus diesem Grund sind unter Umständen zusätzliche Mittel notwendig, die dies vermeiden helfen.
[0050] In Fig. 4 ist eine erste mögliche Lösung gezeigt, die besonders vorteilhaft ist. Es wird ein Zwischenraum der Dicke AI zwischen mindestens einem Bereich der Lage 41.3 der Rückwand 41 und der rückwärtigen Seite 49.1 des Schaumstoffbetts 49 vorgesehen. Im Bereich dieses Zwischenraums werden Mittel angeordnet, die einen gewissen Anpressdruck auf das Schaumstoffbett 49 ausüben. Wie in Fig. 4 gezeigt, kann zum Beispiel ein Federelement 41.4 eingesetzt werden, das wie eine Art Blatt- oder Tellerfeder einen Anpressdruck ausübt. Das Federelement 41.4 ist mit einer Blindniete 41.5 so an der Rückwand 41 befestigt, dass sie von Aussen her nicht sichtbar ist. Das untere Ende der Blindniete 41.5 ragt in den Zwischenraum 41.2. Das Federelement 41.4 selbst kann tellerförmig oder streifenförmig ausgeführt sein, wobei in dem gezeigten Beispiel die Enden der streifenförmigen Ausführung oder der „Tellerrand" der tellerförmigen Ausführung gegen das Schaumstoffbett 49 drücken. Es gibt aber auch andere Elemente, die eine federnde Kraft ausüben und damit den Anpressdruck auf das Schau mstoffbett 49 gewährleisten. Bei einem separaten Blatt- oder Tellerfederelement 41.4, wie in Fig. 4 gezeigt, sind Blindnieten nicht unbedingt erforderlich, können aber bei der Montage hilfreich sein. Es gibt auch andere Möglichkeiten Blatt- oder Tellerfederelement vorzusehen.
[0051] In den Figuren 5A und 5B ist ein Teil einer weiteren möglichen
Lösung gezeigt, die besonders vorteilhaft ist. In diesen beiden Figuren wurden die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 4 verwendet, auch wenn sich die Lösungen in Details unterscheiden. Die Rückwand weist Federbälge 42 auf, die in eine Verbundplatte 41.3 integriert sind. Fig. 5B zeigt eine Teilansicht eines der Federbälge 42 in Draufsicht.
[0052] Vorzugsweise kann das Schaumstoffbett 49 im Bereich der rückwärtigen Seite 49.1 verdichtet oder beschichtet sein, um den Anpressdruck besser verteilen und einleiten zu können. Das gilt auch für das Schau mstoffbett der anderen Ausführungsformen.
[0053] In Fig. 6 ist eine weitere Antenne 50 gezeigt. Das Antennengehäuse
(umfassend ein Radom, einen Schaumstoffkern und eine Rückwand) hat eine ovale Form. Es ist eine Draufsicht auf die Innenseite der Rückwand 51 gezeigt. Die Rückwand 51 ist, wie auch in Fig. 4, mehrlagig ausgeführt und es gibt einen Bereich 51.7, in dem die Lagen miteinander verbunden sind. Der Bereich 51.7 hat in der Draufsicht eine ovale Form und ist in Form einer Rille oder Vertiefung ausgebildet. In dem gezeigten Beispiel sind vier Federelemente 51.4 (Federplatten oder Federbälge) vorgesehen, die mittels Nieten 51.5, Schrauben oder anderen Mitteln an der Rückwand 51 befestigt sind. Die Federelemente 51.4 können auch festgeklebt, verschweisst oder aufgepresst sein. Es ist zum Beispiel vorteilhaft, die Rückwand 51 mit Zapfen zu versehen, auf die die Federelemente 51.4 aufgepresst werden können. Die Federelemente können aber auch direkt in die Rückplatte integriert sein, wie anhand der Figuren 5A und 5B beschrieben. Ein Schaumstoffbett 59, das in Fig. 6 durch eine strichlierte Umrisslinie angedeutet ist, ruht auf den Federelementen 51.4.
[0054] Die erfindungsgemässe Rückwand der verschiedenen
Ausführungsformen umfasst vorzugsweise mindestens eine thermoplastisch verformte Platte (Lage), die als Material vorzugsweise Polypropylen, Polyamid oder Polyetherimid aufweist. Die Rückwand umfasst in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform einen Verbundwerkstoff, vorzugsweise CFK, GFK oder KFK.
[0055] Um der Rückwand Stabilität zu verleihen, ist sie vorzugsweise zwei- oder mehrlagig ausgeführt. Durch das Verbinden (Verschweissen oder Kleben) der zwei oder mehr Lagen, respektive Platten (zum Beispiel Platten 41.3, 41.6), wird der Rückwand die erforderliche Steifigkeit verliehen. Bei einer der Platten (zum Beispiel die Platte 41.6) handelt es sich vorzugsweise um eine im Tiefziehverfahren verformte Platte. Diese Platte kann aus einer oder mehreren Tiefziehfolien hergestellt sein, die zum Beispiel armiert sind.
[0056] Die Rückwand dient gemäss Erfindung bei allen Ausführungsformen als harte Schale, die der gesamten Antenne Stabilität durch Verteilung der Aufhängungskräfte (Windlast) und Verbesserung der Verwindungssteifigkeit verleiht.
[0057] Vorzugsweise wird das Radom gemäss den verschiedenen
Ausführungsformen der Erfindung aus einer oder mehreren Folien in einem Formwerkzeug hergestellt. Das Radom an sich ist dünn und kaum verwindungssteif. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Radom auf der nach Aussen gewandten Seite wasserabweisend und/oder wetterbeständig und/oder UV-stabilisiert. Dies ist besonders vorteilhaft, da sonst bei dauerhafter UV Bestrahlung das Radom spröde werden kann. Die wasserabweisende Eigenschaft ist wichtig, da Wassertropfen die Abstrahl- oder Empfangscharakteristik der Antenne beeinflussen können. Dies ist besonders bei Antennen wichtig, die im Gigaherz-Bereich (z.B. 60 GHz) abstrahlen. Als wichtige Eigenschaft der verschiedenen Radome wird jedoch angesehen, dass diese zumindest im Empfangs- oder Sendebereich der Antenne Materialien umfassen, die RF- oder HF-tauglich sind.
[0058] Beispielsweise umfasst das Radom Tedlar® (von der Firma DuPont) und/oder Kynar® (von der Firma ATOFINA). Das Radom kann mit Glasfasern oder Kevelarfasern versehen sein, um es härter (im Sinne von bruchsicherer) zu machen. Es kann auch PPS als Tiefziehfolie eingesetzt werden. Alternativ kann die Radomfolie auch als Mehrschichtsystem ausgelegt sein, z. Bsp. eine Kombination von Liquid Crystal Polymer (LCP) der Fa. DuPont mit Tedlar®. In einem anderen Fall kann ein Mehrschichtsystems als Radom dienen, das aus einem vorgefertigten, dünnen planen Schaumkörper, der mit einer Folie belegt ist, besteht, wobei dieser plastisch verformt wird.
[0059] In einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Kunststofffolie, die später als Radom dient, in ein Formwerkzeug eingelegt, bevor der Schaumstoff kern expandiert. Dadurch kann die Radom-Folie mit dem Schaumstoffkern verbunden werden. Dieses Verfahren lässt sich bei allen beschriebenen Ausführungsformen verwenden.
[0060] Es kann vorteilhaft sein, dabei eine Trennfolie einzulegen, um eine spätere sortenreine Trennung von Radomfolie und Schaumstoffkern zu ermöglichen.
[0061] Die Innenseite des Radoms kann eventuell beschichtet werden, um eine mechanische Verbindung mit dem Schaumstoff kern zu erzielen.
[0062] Vorzugsweise kann die Aussenhaut des Radoms farblich gestaltet werden, um eine unauffällige Anbringung an einem Mast oder Gebäude zu ermöglichen. Ich ist auch denkbar, das Radom zu lackieren, falls die Lackschicht dünn genug aufgetragen wird. Es kann auch eine optionale Zusatzbeschichtung zur Verbesserung der hydrophoben Eigenschaften aufgetragen werden.
[0063] Diese verschiedenen Varianten und Modifikationen des Radoms lassen sich bei allen beschriebenen Ausführungsformen verwenden.
[0064] Beispielsweise ist der Falz ein umlaufender Falz (siehe zum Beispiel
21.1) der Rückwand, der so ausgebildet ist, dass er bei und nach der Montage die Schaltungsplatte gegen den Schaumstoffkern drückt.
[0065] Der Falz ist vorzugsweise so gestaltet, dass die beim Verschluss entstehende Naht nur einer tangentialen Scherbelastung ausgesetzt ist.
[0066] Vorzugsweise ist der Bereich des Radoms und der Bereich der
Rückwand, die miteinander verschweisst werden sollen, materialhomogen ausgeführt, d.h., die beiden Teile bestehen im Kontaktbereich aus den gleichen Materialien.
[0067] Gemäss Erfindung sollte der Schaumstoffkern so ausgelegt sein, dass er das Radom stabilisiert und dadurch eine leichte, verwindungssteife Anordnung entsteht.
[0068] Vorzugsweise umfasst der Schaumstoffkern und/oder das
Schaumstoffbett ein thermoplastisches Polymer. Dieses thermoplastische Polymer ist vorzugsweise aus der Gruppe Polystyrol und seinen Co-Polymeren, Polyvinylchlorid, Polyether-Polyurethan, Polyester-Polyurethan, Polypropylene, Polyethylene oder Polymethylmethacrylat (PMMA) oder Polymethacrylimid (PMI), z.Bsp. Rohazell der Fa. Röhm ausgewählt, da diese Materialien, weil sie eine oder mehrere der folgenden Eigenschaften besitzen, besonders geeignet sind: - leicht in grossen Stückzahlen herstellbar, - kostengünstig, - geringe Dichte, - dünnwandig herstellbar, - form/dimensionsstabil (geringe Schrumpfung bzw. Masshaltigkeit), - belastbar, - isolierend, - feuchtigkeits/wasserabweisend, - RF oder HF tauglich (d.h. geringe oder keine Dämpfung), - keine oder nur geringe Abgabe von Feuchtigkeit oder Wasser.
[0069] Der Schaumstoffkern und/oder das Schaumstoffbett kann durch
Extrusion, Spritzgiessen, Formgiessen, das RIM-Verfahren (reaction injection moulding) oder das RRIM-Verfahren (reinforced reaction injection moulding) geformt werden. Bei dem bekannten RIM- und RRIM-Verfahren reagieren die Kunststoff-Monomeren mit ihrem Härter/Vernetzer unter Temperatureinfluss.
[0070] Der Schaumstoffkern kann faserverstärkt, vorzugsweise glasfaserverstärkt, sein, falls ihm zusätzliche Stabilität gegeben werden muss. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn aus Platzgründen nur ein relativ dünner Schaumstoffkern Verwendung finden kann. Der Schaumstoffkern kann auch, je nach Anwendung und Ausführungsform, eine Mehrschichtstruktur oder eine Mehrzonenstruktur aufweisen.
[0071] In einer bevorzugten Abwandlung der verschiedenen bisher beschriebenen Ausführungsformen hat der Schaumstoffkern und/oder das Schaumstoffbett eine druckfeste Oberfläche oder es ist eine Schicht aufgebracht, die dem Schaumstoff eine druckfeste Oberfläche verleiht. Der Schaumstoff kann auch flammfest modifiziert sein.
[0072] Der Schaumstoffkem und, falls vorhanden, das Schaumstoffbett dienen als mechanischer Abstandshalter der Antennenelemente und verbessern gleichzeitig die Steifigkeit der gesamten Antenne. Ausserdem dämpfen sie mechanische Schwingungen.
[0073] Gemäss Erfindung kann eine metallische Schirmanordnung vorgesehen werden, die ganz, teilweise oder gar nicht mit einer leitenden Reflektorfläche 23.6 - zum Beispiel Reflektorfläche 23.6 - verbunden ist. Die Schirmanordnung weist vorzugsweise die gleichen Symmetrieebenen auf wie das durch sie umgebene Strahlelement. Sie kann einstückig sein oder unter Beachtung der Symmetrieebenen aus einer entsprechenden Anzahl einzelner Elemente aufgebaut sein. Eine besonders vorteilhafte Anordnung besteht aus einer umlaufenden elektrisch leitenden Wand, welche je nach gewünschter Strahlbündelung unterhalb oder auch oberhalb des am weitesten von der Reflektorfläche 23.6 abgewandten Punktes des Strahlelementes 24 endet. Die Schirmanordnung kann darüber hinaus eingesetzt werden, um die gegenseitige Verkopplung zwischen benachbarten Strahlelementen in einer Gruppenantenne zu reduzieren. Jede der beschriebenen Ausführungsformen kann durch eine Schirmanordnung modifiziert werden.
[0074] Die Strahlelemente können aber auch jede andere Orientierung einnehmen. Darüber hinaus kann es erforderlich oder sinnvoll sein, den horizontalen Abstand (Abstand in Richtung der y-Achse) zwischen den einzelnen Strahlelemente anders als den vertikalen Abstand (Abstand in Richtung der x- Achse) zu wählen.
[0075] Vorzugsweise wird auf die Rückseite der Rückwand der verschiedenen Ausführungsformen ein Gehäuse für einen Transceiver oder dergleichen aufgesetzt. Dieses Gehäuse kann sich an dem Falz (siehe zum Beispiel 21.1) abstützen. Die Stosskanten des Gehäuses können in den Falz eingesetzt werden. In dem Gehäuse kann sich auch die Leistungselektronik befinden.
[0076] Die beschriebenen und gezeigten Antennen eignen sich besonders für den Betrieb im Gigahertz-Frequenzbereich, wobei die Speisungseingänge mit Signalen beaufschlagt werden, die eine Mittenfrequenz aufweisen, die grösser als 1 GHz ist. Besonders geeignet sind die Antennen für Mobilfunk- und andere Kommunikationssysteme. Als obere Frequenzgrenze kann etwa 60 GHz gelten. Die Erfindung ist jedoch nicht auf eine Anwendung in diesen Frequenzbereichen beschränkt. [0077] Das erfindungsgemässe Antennengehäuse kann jede beliebige, flächige 3-dimensionale Form annehmen, solange ausreichende Stabilität gewährleistet ist. In den Figuren 1A bis 4 sind rechteckige oder quadratische Formen gezeigt. Wie in Fig. 6 dargestellt, kann die Form zum Beispiel auch oval sein.
[0078] Durch die Schichtbauweise und die verwendeten Materialien sind die beschriebenen Antennen und ganz besonders die Gruppenantennen sehr kompakt und leicht. Sie lassen sich relativ einfach und mit wenig Aufwand herstellen, sind äusserst stabil und eignen sich zum Einsatz auch in schwierigen Umgebungen.
[0079] Die verschiedenen Elemente der einzelnen Ausführungsformen können je nach Bedarf miteinander kombiniert werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:
1. Antennengehäuse mit - einer Wand (11; 21; 41; 51), die aus Verbundwerkstoffen hergestellt ist, einen Anschlussbereich aufweist und als Träger von Antennenelementen einer Antenne ausgelegt ist, - einem RF oder HF tauglichen Schaumstoffkern (15; 25), und mit - einem dünnen, harten, RF oder HF tauglichen Radom (12; 22), das in sich flexibel ist und in der Art eines Deckels mit dem Anschlussbereich der Wand (11; 21; 41; 51) verbindbar ist, um so zusammen mit der Wand (11; 21; 41; 51) für den Schaumstoffkern (15; 25) und die folgenden Antennenelemente a) und b) ein Antennengehäuse zu bilden, in dem diese Antennenelemente geschützt unterbringbar sind: a) mindestens ein Strahlelement (14; 24), b) mindestens eine Schaltungsplatte (13; 23) zum Ansteuern des mindestens einen Strahlelements (14; 24), wobei das Radom (12; 22) durch den Schaumstoffkern (15; 25) gestützt ist.
2. Antennengehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem rückwärtigen Bereich des Antennengehäuses Mittel (41.4; 51.4) angeordnet sind, um einen Anpressdruck auf eines oder mehrere der Antennenelemente auszuüben, wobei es sich vorzugsweise um ein Federelement (41.4; 51.4) handelt.
3. Antennengehäuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaumstoffkern (15; 25) mit Ausnehmungen (15.1; 25.1) zur Aufnahme des mindestens einen Strahlelements (14; 24) versehen ist.
4. Antennengehäuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wand (11; 21; 41; 51) mindestens eine thermoplastisch verformte Platte umfasst, die vorzugsweise Polypropylen oder Polyamid aufweist.
5. Antennengehäuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wand (11; 21; 41; 51) mindestens eine im Tiefzieh- oder Pressverfahren verformte Platte (41.6) umfasst, die armiert ist.
6. Antennengehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Wand (11; 21; 41; 51) Einpressmuttern (18.1) oder andere Befestigungsmittel aufweist, die in der Wand (11; 21; 41; 51) mechanisch verankert sind, um Kräfte einer Aufhängung (18.2) in die Wand (11; 21; 41; 51) einzuleiten.
7. Antennengehäuse nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5 dadurch gekennzeichnet, dass elektrische Verbindungsmittel (16), vorzugsweise Flanschconnectoren, vorgesehen sind, die es ermöglichen Leitungen von Aussen mit dem Antennengehäuse zu verbinden und im Inneren des Antennengehäuses eine Verbindung zu einer Ansteuerschaltung und/oder dem mindestens einen Strahlelement (14; 24) herzustellen.
8. Antennengehäuse nach Anspruch 1, 2, 5, 6 oder 7 dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussbereich ein umlaufender Anschlussbereich (11.1; 21.1) ist und die Wand (11; 21; 41; 51) mindestens im umlaufenden Anschlussbereich (11.1; 21.1) ein thermoplastisches Material umfasst, um ein Verschweissen, Vernieten oder Verkleben des Radoms (12; 22) mit der Wand (11; 21; 41; 51) zu ermöglichen.
9. Antennengehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Radom (12; 22) aus einer oder mehreren Folien in einem Formwerkzeug hergestellt ist.
10. Antennengehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Radom (12; 22) auf der nach Aussen gewandten Seite des Antennengehäuses wasserabweisend und/oder UV- stabilisiert ist.
11. Antennengehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Radom (12; 22) Tedlar® und/oder Kynar® umfasst.
12. Antennengehäuse (10; 20; 30; 40; 50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Radom (12; 22) eine Dicke (D3) zwischen 0.5 mm und 5mm, vorzugsweise zwischen 1mm und 2mm aufweist.
13. Antennengehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaumstoff kern (15; 25) ein thermoplastisches Polymer umfasst, wobei das thermoplastische Polymer vorzugsweise aus der Gruppe Polystyrol und seinen Co-Polymeren, Polyvinylchlorid, Polyether-Polyurethan, Polyester-Polyurethan, Polypropylene, Polyethylene, Polymethylmethacrylat (PMMA) oder Polymethacrylimid (PMI) ausgewählt ist.
14. Antennengehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaumstoffkern (15; 25) durch Extrusion, Spritzgiessen, Formgiessen, das RIM-Verfahren oder das RRIM-Verfahren geformt ist.
15. Antennengehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaumstoffkern (15; 25) faserverstärkt, vorzugsweise glasfaser-verstärkt, ist.
16. Antennengehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaumstoffkern (15; 25) eine Mehrschichtstruktur oder eine Mehrzonenstruktur aufweist.
17. Antennengehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaumstoffkern (15; 25) eine druckfeste Oberfläche aufweist und/oder flammfest modifiziert ist.
18. Antenne (10; 20; 30; 40; 50) mit einem Antennengehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche und mit mindestens einem Strahlelement (14; 24), wobei es sich bei dem mindestens einen Strahlelement (14; 24) um ein drei-dimensionales Strahlelement oder einen planaren Strahler handelt, das als Dipolantenne ausgelegt und vorzugsweise als Kunststoff-Spritzgussteil gefertigt ist, dessen Oberfläche metallisiert ist.
19. Antenne (10; 20; 30; 40; 50) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Schaltungsplatte (13; 23) mit einer Ansteuerschaltung umfasst.
20. Antenne (10; 20; 30; 40; 50) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerschaltung das mindestens eine Strahlelement (14; 24) und Verbindungsbereiche (13.1) zur Aufnahme des mindestens einen Strahlelements (14; 24) und zum Herstellen einer elektrisch leitenden Verbindung des mindestens einen Strahlelements (14; 24) mit der Ansteuerschaltung umfasst.
21. Antenne (10; 20; 30; 40; 50) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine weitere Schaltungsplatte (13.2) umfasst, die mittels Steckverbindern (13.3) mit der Schaltungsplatte (13.1) mechanisch und elektrisch verbunden ist, wobei die weitere Schaltungsplatte (13.2) vorzugsweise einen Kalibrierleistungsteil oder Teile einer Ansteuerschaltung umfasst.
22. Antenne (10; 20; 30; 40; 50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Schau mstoffbett (17.1, 17.2; 29; 49; 59) zum Einlegen in die Wand (11; 21; 41; 51) und zum Bereitstellen einer im Wesentlichen flächigen Auflagefläche für die Schaltungsplatte (13; 23) umfasst, wobei das Schaumstoffbett (17.1, 17.2; 29; 49; 59) vorzugsweise Ausnehmungen (17.3) für Kabel aufweist, die mit der Schaltungsplatte (13) verbunden sind.
23. Antenne (10; 20; 30; 40; 50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens ein Federelement (41.4; 51.4) umfasst, um einen Anpressdruck auf eines oder mehrere der Antennenelemente auszuüben.
24. Antenne (10; 20; 30; 40; 50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um eine Gruppenantenne (10; 20; 30; 40; 50) handelt, die mehrere drei-dimensionale Strahlelemente (14; 24) umfasst, die alle in dem Antennengehäuse installiert sind.
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