WO2015063036A1 - Flat multi-frequency antenna - Google Patents

Flat multi-frequency antenna Download PDF

Info

Publication number
WO2015063036A1
WO2015063036A1 PCT/EP2014/073021 EP2014073021W WO2015063036A1 WO 2015063036 A1 WO2015063036 A1 WO 2015063036A1 EP 2014073021 W EP2014073021 W EP 2014073021W WO 2015063036 A1 WO2015063036 A1 WO 2015063036A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
radiation electrode
radiation
frequency antenna
opening
planar multi
Prior art date
Application number
PCT/EP2014/073021
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Michael Heiss
Original Assignee
Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
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 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. filed Critical Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
Publication of WO2015063036A1 publication Critical patent/WO2015063036A1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/0407Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/0414Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna in a stacked or folded configuration
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/40Imbricated or interleaved structures; Combined or electromagnetically coupled arrangements, e.g. comprising two or more non-connected fed radiating elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/0407Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/045Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular feeding means

Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to a planar multi-frequency antenna having a first and at least a second radiation electrode. Further embodiments relate to a method for feeding such a multi-frequency antenna.
  • a Mehrfreuqenzantenne is an antenna in which the radiation and electrical properties (radiation pattern, polarization, impedance, etc.) are not dependent on the frequency or at several frequencies are good or at least satisfactory. Thus, such an antenna can be operated at several frequencies.
  • antennas are also referred to as multi-frequency antennas in which the properties are the same or good or satisfactory only at certain discrete frequencies.
  • a planar antenna is constructed, for example, from a ground plane and at least one conductive surface (layer). In this case, at least one conductive surface (layer) is fed at least one point. This arrangement often has only a small bandwidth, so there is a need to design the planar antenna for the function in multiple frequency bands.
  • a multi-frequency antenna can be achieved by using multiple metallic layers [1, 2], by slits in a patch [3] or by short circuits. Also special shapes of the surfaces [4] or a loading of the surfaces (with parasitic elements) [5] can be used.
  • the present invention is therefore based on the object to provide a concept that makes it possible to create a compact planar multi-frequency antenna.
  • the object is achieved by a device according to claim 1 and a method according to claim 24.
  • Embodiments of the present invention provide a planar multi-frequency antenna comprising a first radiation electrode having a first surface and at least one second radiation electrode having a second surface.
  • the first surface has at least one opening, wherein the second radiation electrode is arranged in the opening, spaced from the first radiation electrode.
  • the first radiation electrode and the second radiation electrode are in a common metallization.
  • a method includes feeding the planar multi-frequency antenna with an electrical signal.
  • the present invention utilizes the effect that the antenna can be operated as a multi-frequency antenna by arranging a plurality of radiant electrodes of planar design.
  • the arrangement of the second radiation electrode in the first radiation electrode enables a compact construction of the multi-frequency antenna.
  • planar multi-frequency antennas offer great design possibilities with regard to the design of the area, as a result of which the antenna can be tuned to the frequency bands in which it is to be operated. Since the antenna is mounted on a solid support, the antennas are robust against mechanical influences and at the same time inexpensive to manufacture.
  • all the radiation electrodes of the multi-frequency antenna can be in the common metallization layer. This results in a simple and compact design for the multi-frequency antenna.
  • the single-layer design also reduces the emission of surface waves.
  • the first radiation electrode may be configured in the planar multi-frequency antenna for the lowest frequency band. Because the lowest frequency band is the has the longest wavelength and the wavelength is preferably tuned to the length of the antenna in order to optimize the gain, preferably the largest radiation electrode for the lowest frequency band is designed and operated in this lowest frequency band.
  • the planar multi-frequency antenna may include a feed network electrically connecting a feed point and at least one of the radiation electrodes.
  • the feed network can be arranged in the opening and can connect at least the first radiation electrode and the second radiation electrode to one another.
  • the feed network may be configured to provide individual impedance matching for the first radiation electrode and the second radiation electrode. It can be formed on at least one of the radiation electrodes and a plurality of feeding points. Feeding the radiation electrodes via a feed point simplifies the layout of the planar multi-frequency antenna. By arranging the feeding point in the opening, in addition, the multi-frequency antenna can be made more compact.
  • the feed network allows individual impedance matching between the feed point and the radiation electrodes. By an individual impedance matching of the feed network between the feed point and the radiation electrode, the adaptation of the antenna can be optimized.
  • the opening or the radiation electrodes can be formed as a rectangle.
  • the second radiation electrode may be placed centrally in the opening.
  • An opening formed as a rectangle or radiation electrodes formed as a rectangle allow a simple construction and calculation of the configuration of the multi-frequency antenna. In this case, a rectangular area has hardly any negative effects on the radiation behavior of the radiation electrode.
  • the central placement of the second radiation electrode typically improves a radiation characteristic of the multi-frequency antenna.
  • the opening may be completely within one half of the area of the first radiation electrode. By the arrangement of the opening in one half the area results in a higher gain or better emission characteristics of the multi-frequency antenna.
  • the opening may not extend beyond two straight lines that extend through a centroid and bound one quarter of the total area of the first radiation electrode. Through the lines, the opening is limited to at most a quarter of the area of the first radiation electrode. The limitation of the opening in the radiation electrode to a quarter of the area of the first radiation electrode increases the gain of Mehrfrequenenzantenne or additionally improves their radiation properties.
  • the first radiation electrode may be designed such that a distance (A) between an outer boundary of the first radiation electrode and the opening amounts to at least 0.25% of a maximum extent of the first radiation electrode.
  • the second radiation electrode may have a distance (B) from the first radiation electrode which corresponds to at least 0.5% of a maximum extension of the first radiation electrode.
  • the area of the second radiation electrode may have a size smaller than 40% of the area of the first radiation electrode. The spacing of the radiation electrodes precludes conductive connections and thus short circuits between the radiation electrodes.
  • the described design rules can also optimize the gain or the emission characteristics of the planar multi-frequency antenna.
  • a plurality of radiation electrodes may be arranged in the opening, wherein the radiation electrodes have a distance (C) from each other.
  • the distance (C) between the radiation electrodes in the opening may be at least 0.5% of a largest dimension, the largest of the second radiation electrodes.
  • a ground plane may be arranged plane-parallel to the first radiation electrode. In this case, the ground plane should not project beyond an outer circumference of the first radiation electrode.
  • a ground plane provides a solid reference area under the radiation electrode which enhances the radiation performance of the multi-frequency antenna.
  • at least one electrical component can be integrated in the opening or at least one slot can be made in at least one of the radiation electrodes. By integrating at least one component in the opening, a compact design of the radiation electrode is achieved.
  • the at least one component can serve, for example, to tune the feed network.
  • the introduction of slots in the radiation electrodes serves to tune the radiation electrodes to a specific frequency band and allows, for example, a circular polarization of the antenna.
  • Fig. 1 is a perspective view of an embodiment planar multi-frequency antenna
  • 2 shows an embodiment of a multi-frequency antenna with a feed network
  • 3 shows an embodiment of a multi-frequency antenna having a plurality of second radiation electrodes
  • FIG. 4 shows an embodiment of a multi-frequency antenna having a plurality of second radiation electrodes and a plurality of feed points
  • FIG. 5 shows an embodiment of a multi-frequency antenna, in which the second radiation electrode has a further opening in which a third radiation electrode is arranged;
  • FIG. 6 shows an embodiment of a multi-frequency antenna, with a third radiation electrode and a plurality of feed points.
  • FIG. 7 shows a further embodiment of a multi-frequency antenna with a feed network
  • FIG. 8a shows an embodiment of a multi-frequency antenna, wherein the opening is arranged completely in one half of the first surface of the first radiation electrode
  • FIG 8b shows an embodiment of a multi-frequency antenna, wherein the opening is arranged in a quarter of the first radiation electrode.
  • FIG. 9 shows a further embodiment of a multi-frequency antenna, with a plurality of second radiation electrodes
  • Fig. 10 shows a perspective view of a planar multi-frequency antenna 10, according to an embodiment of the present invention.
  • the multi-frequency antenna is designated in its entirety by 10.
  • the planar Mehrfrequenantenne 10 includes a first radiation electrode 12 having a first surface Ai, wherein the first surface Ai has an opening 14. In the opening 14, spaced from the first radiation electrode 12, a second radiation electrode 16 having a second surface A 2 is arranged. The first radiation electrode 12 and the second radiation electrode 16 lie in a common metallization layer 18.
  • the first radiation electrode 12 and the second radiation electrode 16 are, for example, planar conductive electrodes, which may also be referred to as a patch.
  • Planar refers to the spatial arrangement of points in a plane. The points are then plan, if they lie in a plane.
  • the radiation electrodes 12, 16 can also lie in a curved plane and, for example, form a section of a lateral surface of a circular cylinder.
  • the radiation electrodes 12, 16 are essentially formed as rectangles.
  • the radiation electrodes 12, 16 may be designed to allow the radiation of a dual or circularly polarized electromagnetic wave.
  • the radiation electrodes 12, 16 may have any shape in some embodiments. Frequently used are: Rectangles, circles, triangles, hexagons, octagons, fractals and flush-filling curves ("Space-Filling") [7].
  • the first and second radiation electrodes 12, 16 are rectangular. But it can also be used, for example, rectangular radiation electrodes, in which, for example, at least one corner is "cut off", d. H. the 90 ° angle of the corner has been replaced by two 135 ° angles.
  • the first radiation electrode 12 comprises, as mentioned, the area Ai.
  • the surface Ai has an opening 14.
  • the opening 14 represents a region enclosed by the surface A1, in which no electrically conductive material, the first Radiation electrode 12 is present.
  • the opening 14 lies in the same plane, ie in the same metallization layer 18 as the first radiation electrode 12.
  • the opening 14 may be formed as a rectangle. However, other forms for the design of the opening 14 are possible. For example, the opening 14 may be formed as a circle, triangle, hexagon, octagon or fractal. The formation of the opening 14 depends on the frequency band in which the multi-frequency antenna 10 is operated and other factors.
  • a second radiation electrode 16 can be arranged in the opening 14.
  • the second radiation electrode 16 may be spaced from the first radiation electrode 12.
  • the first radiation electrode 12 and the second first radiation electrode 16 are electrically insulated from one another.
  • no conductive signal exchange between the two radiation electrodes 12, 16 take place.
  • the spacing allows the use of the two radiation electrodes 12, 16 in different frequency bands. The different frequency bands can be offset in time or used simultaneously.
  • a plane in which patches, electrodes or conductor surfaces are arranged is designated as metallization layer 18 in the planar multi-frequency antenna 10.
  • all the radiation electrodes 12, 16 may lie in a common metallization layer 18.
  • all the radiation electrodes 12, 16 are arranged in one layer in a common metallization layer 18.
  • the single-layer structure of the multi-frequency antenna 10 for example, surface waves can be reduced or even completely prevented. By reducing the surface waves, the gain of the multi-frequency antenna 10 is increased, or the efficiency is improved.
  • the gain or antenna gain includes the directivity and efficiency of an antenna.
  • the profit thus denotes the ratio of the radiated radiant power density, compared with a lossless reference antenna with the same power supply, which usually has a non-directional radiant intensity.
  • the first radiation electrode may be designed for the lowest frequency band.
  • the first radiation electrode 12 has the greater extent with respect to the second radiation electrode 16.
  • a frequency band should be used whose wavelength ⁇ corresponds approximately to twice a side length of the areas Ai or A 2 , ie the longitudinal side of the first or second radiation electrode 12, 16 has a length of approximately K / 2 on.
  • the wavelength ⁇ is greater the lower the frequency.
  • the larger the size of the antenna the lower the frequency at which the antenna can be operated optimally.
  • multi-frequency antenna consists of a patch antenna (first radiation electrode 12) for the lowest frequency band. At least one opening (14) is introduced into the patch (first radiation electrode 12) of the antenna (multi-frequency antenna 10). In each introduced opening 14, a further patch (second radiation electrode 16) for a higher frequency can now be introduced. This creates a structure in which there is a patch (radiation electrode) in another patch (radiation electrode).
  • FIG. 2 shows another embodiment of the planar multi-frequency antenna 10 with the first radiation electrode 12 and the second radiation electrode 16, which is arranged in the opening 14 of the first radiation electrode 12.
  • the multi-frequency antenna (patch antenna) is designed for two frequencies.
  • the lower frequency radiation electrode (patch) is housed in the aperture 14 of a higher frequency radiation electrode (patches).
  • the position and size of the radiation electrodes 12, 16 (patches) and the openings 14 is arbitrary.
  • the multi-frequency antenna 10 further comprises a feed network 20 which connects a feed point 22 and at least one of the radiation electrodes 12, 16 electrical.
  • the first radiation electrodes 12 and the second radiation electrodes 16 are connected to each other, wherein the feed network 20 is designed to provide individual impedance matching for the first radiation electrode and the second radiation electrode.
  • the electrical connection between the feeding point 22 and the radiation electrodes 12, 16 can be effected directly, as shown in FIG. 2, or via electrical elements with specific electrical properties.
  • the electrical elements can have capacitive or inductive conduction characteristics and can be designed, for example, as capacitors or coils.
  • the electrical elements can be used to adapt the impedance, for example, between a signal source and one of the radiation electrodes 12, 16. Due to the feed network 20 (the matching circuit), however, the introduced patch (second radiation electrode 16) will only have a small size.
  • the feeding point 22 may be, for example, a circular surface or a different shaped structure to which a connection of the feed network 20 is contacted, for example, by means of a needle tip or to which a coaxial cable is connected to the feed point.
  • the feeding point 22 may also comprise a coupling element, such as a plug, with which the electrical signal of the signal source is transmitted to the multi-frequency antenna.
  • Any source suitable for the operation of a planar multi-frequency antenna may be used as the signal source.
  • the signal source generates an electromagnetic signal which is preferably transmitted via an electrical current conductive connection to the feed point.
  • the multi-frequency antenna 10 shown in embodiments can also be used as a planar multi-frequency antenna 10 for receiving electrical signals.
  • electromagnetic signals from the multi-frequency antenna 10th received and led over the feed network 20 to the feed point 22.
  • the signals can be tapped and forwarded to a receiving unit.
  • the receiving unit may be, for example, a tuner or a comparable signal processor. It is also possible to use the multi-frequency antenna, at the same time or in short offset intervals, both as a transmitter and as a receiver of electromagnetic waves or signals.
  • the feed network may be located in the opening. As shown in FIG. 2, the feed network 20 may be disposed in the opening 14 between the first radiation electrode 12 and the second radiation electrode 16. In this case, the feed network 20 may be arranged to feed both the first radiation electrode 12 and the second radiation electrode 14 from a common feed point 22.
  • the feed point 22 can preferably be arranged centrally between the first 12 and the second radiation electrode 16 or, as shown in FIG. 2, asymmetrically between the two radiation electrodes 12, 16.
  • FIG. 3 shows a further exemplary embodiment of the planar multi-frequency antenna 10 with the first radiation electrode 12 and the opening 14 in the area A 1 of the first radiation electrode 12.
  • a plurality of second radiation electrodes 16 can be arranged in the opening 14.
  • the patch antenna (multi-frequency antenna 10) is suitable for multiple frequencies.
  • the position and size of the radiation electrodes 12, 16 (patches) and the openings 14 are arbitrary.
  • the multi-frequency antenna 10 can have up to n second radiation electrodes 16i to 16 n, where n is a natural number greater than or equal to one, n>. 1
  • n is a natural number greater than or equal to one, n>. 1
  • three second radiation electrodes 16 - 1 , 16 2 , 16 3 are arranged in the opening 14.
  • the first radiation electrode 12 and the second radiation electrodes 16 1 , 16 2 , 16 3 can be fed via the feed network 20 are fed by a common feed point 22.
  • the feed point 22 can be arranged centrally in the feed network 20.
  • the first radiation electrode 12 with the surface Ai has the opening 14.
  • three second radiation electrodes 16 ⁇ , 16 2 , I 63, spaced from the first radiation electrode 12, are arranged.
  • the second radiation electrodes 16 ⁇ 16 2 , 16 3 can be connected to a signal source via a feed network 20, for example.
  • the feed network 20 has a plurality of feed points 22.
  • the feeding points 22 are electrically connected to the radiation electrode 12, 16 1 , 16 2 , 16 3 .
  • the feeding points 22 may be located 16 3 on one of the radiation electrodes 12, 61 I, 16 2,.
  • the Speisungs- points 22 may also be in the opening 14 of the first radiation electrode be located 12 and via electrically conductive connections to the radiation electrodes 12, 61 I, 16 2, be connected I6. 3
  • I 61, 16 2 For example, to various signals to the radiation electrodes 12, I 61, 16 2 to output 16 3 or to receive from these, are shown in Figure 4 embodiment of the radiation electrodes 12, I 61, 16 2, 16 3 or in Feeding network 20 a plurality of feed points 22 formed. Through the feed points 22 can be electrically transmitted signals from a signal source to the multi-frequency antenna 10 or received by this.
  • Each patch (radiation electrodes 12, 16 ⁇ , 16 2 , 16 3 ) can be provided with its own supply or all patches (radiation electrodes 12, I 61, 16 2 , 16 3 ) can be connected to each other via a feed network.
  • a dual or circular polarization can be achieved with each patch (radiation electrodes 12, I 61, 16 2 , 16 3 ) and a corresponding feed (eg several feed positions).
  • One possible feed is to use a coaxial contact (sample) for each patch (radiation electrode 12, 161, 16 2 , 16 3 ).
  • first radiation electrode 12 outermost patch
  • second radiation electrodes 16i, 16 2 , 16 3 connections to the smaller Patches
  • second radiation electrodes 16i, 16 2 , 16 3 connections to the smaller Patches
  • second radiation electrodes 16i, 16 2 , 16 3 connections to the smaller Patches
  • second radiation electrodes 16 1, 16 2 , 16 3 coaxial terminals for the smaller patches
  • second radiation electrodes 16 1, 16 2 , 16 3 coaxial terminals for the smaller patches
  • second radiation electrodes 16 1, 16 2 , 16 3 Different methods of feeding the radiation electrodes are possible.
  • the radiation electrodes can be powered separately as shown in Figures 4 and 6, or the radiation electrodes (patches) are fed together, as shown in Figure 3.
  • Different feeds are possible, for example the first radiation electrode (outermost patch) could be provided with a microstrip line (microstrip line) and a second radiation electrode (inner patch) with a conical slot feed (Taperd-Siot feed).
  • any combination of different feeds is possible
  • the multi-frequency antenna 10 has, for example, a plurality of second radiation electrodes 16.
  • the further opening 24, like the opening 14 in the first radiation electrode 12, can have any desired shape and have the same functions and advantages as the opening 14 in the first radiation electrode 12.
  • Several patches (radiation electrodes 12, 16, 26) can also be interleaved become. In this case, the variants of Figure 3 and Figure 5 can be combined as desired.
  • At least one third radiation electrode 26, spaced from the second radiation electrode 16 may be arranged.
  • the third radiation electrode 26 may be configured in shape and material as the first or second radiation electrode 12, 16 and also have the same functions and advantages as the first 12 or second radiation electrode 16. Die One or more third radiation electrodes 26 are preferably designed for a higher frequency band than the second radiation electrode 16.
  • the multi-frequency antenna 10 by at least one opening in the third radiation electrode further nesting of radiation electrodes of the multi-frequency antenna 10 is possible. Corresponding interleaves through openings in the radiation electrodes can be continued as desired.
  • 6 shows an exemplary embodiment of the multi-frequency antenna 10, in which the second radiation electrode 16 has a further opening 24 in which the third radiation electrode 26 is arranged.
  • the embodiment comprises feed points 22 which are arranged on the first radiation electrode 12, the second radiation electrode 16, and the third radiation electrode 26.
  • FIG. 7 shows a further exemplary embodiment of the multi-frequency antenna 10.
  • the first surface of the first radiation electrode 12 has the opening 14.
  • the opening 14 has the shape of two adjacent rectangles.
  • the second radiation electrode 16 from the first radiation electrode 12 spaced apart, arranged.
  • an embodiment of the feed network 20 is arranged in the opening.
  • the food network 20 may have a feed point 22 and an electrical connection between the feed point 22 and the first and second radiation electrodes 12, 16.
  • the first and second radiation electrodes 12, 16 can be connected, for example, to an electrical signal source.
  • the feed network 20 can be designed to effect individual impedance adjustments for the first radiation electrode 12 and the second radiation electrode 16 or to tune or set signal launching distances. influences. Due to the configuration of the feed network 20, for example, an adaptation of the line impedance to the multi-frequency antenna 10 or an adjustment of the impedance of the feed to the impedance of the radiation electrode can be carried out.
  • FIG. 8 a shows an exemplary embodiment of the multi-frequency antenna 10, wherein the opening 14 is arranged completely in one half of the first surface A-1 of the first radiation electrode 12.
  • the second radiation electrode 16, with the second surface A 2 is disposed in the opening, spaced from the first radiation electrode 12.
  • the opening 14 may be located entirely within one half of the first surface A1 of the first radiation electrode 12.
  • half of the first area Ai can be determined by a straight line which is laid through a centroid of the first radiation electrode 12.
  • FIG. 8 b shows an exemplary embodiment of a multi-frequency antenna 10, wherein the opening 14 is arranged in a quarter of the first radiation electrode 12.
  • the opening 14 in the first radiation electrode 12 does not extend beyond two straight lines, which run through a centroid, and which delimit a quarter of the total area Ai of the first radiation electrode 12.
  • the opening 14 is limited to at most a quarter of the area Ai of the first radiation electrode 12.
  • the second Strahlungselekt- is arranged 16 with the surface A 2 .
  • the first radiation electrode 12 can be designed such that a distance (A) between an outer boundary of the first radiation electrode 12 and the opening 14 is at least 0.25% of a maximum extension of the first radiation electrode.
  • the distance (A) on the first radiation electrodes 12 (the large patch) can be at least 0.5% of the longer side length of the first radiation electrode 12 (of the largest patch ) amount.
  • the second radiation electrode 16 has a distance B from the first radiation electrode 12.
  • the distance B should correspond to at least 0.5% of the largest extent of the first radiation electrode 12.
  • the distance to the first radiation electrode 12 (large patch) should be at least 1% of the largest side length of the first radiation electrode 12 (of the largest patch).
  • the feed points 22 shown in FIGS. 8A and 8B are arranged, for example, centrally on a longitudinal side of the first radiation electrode 12 or on a longitudinal side of the second radiation electrode 16.
  • the area A 2 of the second radiation electrode 16 may have a size smaller than 40% of the area Ai of the first radiation electrode 12. By an aforementioned area division, a good gain of the multi-frequency antenna 10 results Good multi-frequency characteristics.
  • the second radiation electrode 16 may be placed centrally in the opening 14 in one embodiment of the planar multi-frequency antenna 10. This results in an optimized radiation behavior of the multi-frequency antenna 10.
  • FIG. 9 shows another embodiment of the planar multi-frequency antenna 10, wherein a plurality of second radiation electrodes 16 are arranged in the opening 14.
  • the second radiation electrodes 16i, 16 2 in this case have a distance C to each other.
  • the distance C is a distance between any two second radiation electrodes 16 i to 16 n at an arbitrary distance. 4 073021 bigen location of the second radiation electrodes 16i to 16 n .
  • the distance C between the second radiation electrodes 16 i to 16 n in the opening 14 should amount to at least 0.5% of a largest dimension, the largest of the second radiation electrodes 16.
  • a rectangular configuration of the first and second radiation electrodes 12, 16 and the opening 14 as shown for example in FIG.
  • the distance of the individual second radiation electrodes should, for example, 16i, 16 2 (patches) be at least 1% of the largest of the second radiation electrodes 16 (of the largest patch).
  • a ground plane may be arranged plane-parallel to the first radiation electrode. In a preferred embodiment, the ground plane does not project beyond an outer periphery of the first radiation electrode.
  • the ground plane can have all sorts of shapes, commonly used are: rectangles, circles, triangles, hexagons, octagons, fractals, and space-filling curves [7].
  • different matching circuits can be integrated in the opening of the largest patch (first radiation electrode).
  • at least one electrical component can be integrated in one of the openings of the radiation electrodes.
  • an RFID transponder with a microstrip antenna microwavestrip antenna or planar multi-frequency antenna
  • the electrical component can also be used for example for balancing or for impedance matching of the feed network.
  • the radiation behavior of the planar multi-frequency antenna can be optimized.
  • At least one slot may be introduced in at least one of the radiation electrodes (patches).
  • the radiation electrodes can be fed separately, as shown in FIGS. 4 and 6, or the radiation electrodes (patches) are fed together, as shown in FIG.
  • Different feeds are possible, for example the first radiation electrode (the outermost patch) could be provided with a microstrip line (microstrip line) and a second radiation electrode (inner patch) with a conical slot feed (Taperd-Siot feed).
  • any combination of different feeds is possible.
  • Each type of power supply can, as shown in FIG. 7, be provided with any desired matching circuit.
  • One of the key features of the embodiments is the creation of a planar multi-frequency antenna (multi-frequency patch antenna) which integrates the radiation patches for the higher frequency bands into the radiation electrode (patch) for the lowest frequency band.
  • the multi-frequency antenna e.g. Microstrip lines (microstrip lines), load (loading) of the patch or slots are used.
  • the planar multi-frequency antenna can also work in several frequency bands at the same time.
  • FIG. 10 shows a microstrip antenna (microstrip antenna), wherein a multi-frequency antenna is achieved by using a plurality of metallic layers.
  • the planar multi-frequency antenna (patch antenna) is composed of a ground plane 28 and at least one conductive layer 30. It is also possible in embodiments to use openings for the loading of the radiation electrodes (patches). Likewise, in embodiments by two radiation electrodes (patches) side by side [6] a planar multi-frequency antenna (mother frequency patch antenna) are created.
  • the use of only two metallic layers was in the foreground.
  • the multi-frequency antenna should not be larger than the first radiation electrode (the largest patch) for the lowest frequency. If the opening is made larger than shown in particular in the embodiments of Figures 8a and 8b, a reduction of the antenna gain takes place. If this does not affect the application, the opening can be made larger than shown in Figures 8a and 8b.
  • aspects have been described in the context of a device, it will be understood that these aspects also constitute a description of the corresponding method such that a block or device of a device is also to be understood as a corresponding method step or feature of a method step. Similarly, aspects described in connection with or as a method step also represent a description of a corresponding block or detail or feature of a corresponding device.
  • Some or all of the method steps may be performed by a hardware device (or using a hardware device). Apparatus), such as a microprocessor, a programmable computer, or an electronic circuit. In some embodiments, some or more of the most important method steps may be performed by such an apparatus.

Abstract

A flat multi-frequency antenna (10) comprising a first radiating electrode (12) which comprises a first surface (A1) and at least one second radiating electrode (16) which has a second surface (A2). The first surface (A1) has at least one opening (14), and the second radiating electrode (16) is disposed in the opening (14) in spaced relation to the first radiating electrode (12). The first radiating electrode (12) and the second radiating electrode (16) are in a common metallisation layer (18).

Description

Planare Mehrfrequenzantenne  Planar multi-frequency antenna
Beschreibung Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf eine Planare Mehrfrequenzantennen mit einer ersten und mindestens einer zweiten Strahlungselektrode. Weitere Ausführungsbeispiele beziehen sich auf ein Verfahren zum Speisen einer solchen Mehrfrequenzantenne. Eine Mehrfreuqenzantenne ist eine Antenne bei der die Strahlungs- und elektrischen Eigenschaften (Strahlungsdiagramm, Polarisation, Impedanz, usw.) nicht von der Frequenz abhängen bzw. bei mehreren Frequenzen gut oder zumindest zufriedenstellend sind. Damit kann eine solche Antenne bei mehreren Frequenzen betrieben werden. Des Weiteren werden auch Antennen als Mehrfrequenzanten- nen bezeichnet bei denen die Eigenschaften nur zu bestimmten diskreten Frequenzen gleich bzw. gut oder zufriedenstellend sind. DESCRIPTION Embodiments of the present invention relate to a planar multi-frequency antenna having a first and at least a second radiation electrode. Further embodiments relate to a method for feeding such a multi-frequency antenna. A Mehrfreuqenzantenne is an antenna in which the radiation and electrical properties (radiation pattern, polarization, impedance, etc.) are not dependent on the frequency or at several frequencies are good or at least satisfactory. Thus, such an antenna can be operated at several frequencies. Furthermore, antennas are also referred to as multi-frequency antennas in which the properties are the same or good or satisfactory only at certain discrete frequencies.
Eine planare Antenne ist beispielsweise aus einer Masseplatte und mindestens einer leitenden Fläche (Schicht) aufgebaut. Dabei wird mindestens eine leitende Fläche (Schicht) an mindestens einem Punkt gespeist. Diese Anordnung weist oftmals nur eine geringe Bandbreite auf, daher besteht der Bedarf die planare Antenne für die Funktion in mehreren Frequenzbändern auszulegen. A planar antenna is constructed, for example, from a ground plane and at least one conductive surface (layer). In this case, at least one conductive surface (layer) is fed at least one point. This arrangement often has only a small bandwidth, so there is a need to design the planar antenna for the function in multiple frequency bands.
Bei planaren Antennen (Microstripantennen) kann eine Mehrfrequenz-Antenne durch Verwendung mehrerer metallischer Lagen [1 , 2], durch Schlitze in einer Fläche (Patch) [3] oder durch Kurzschlüsse erreicht werden. Auch besondere Formen der Flächen [4] oder eine Belastung (Loading) der Flächen (mit parasitären Elementen) [5] kann verwendet werden. Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Konzept zu schaffen, das es ermöglicht eine kompakte planare Mehrfrequenzantenne zu erstellen. Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 24. In planar antennas (microstrip antennas), a multi-frequency antenna can be achieved by using multiple metallic layers [1, 2], by slits in a patch [3] or by short circuits. Also special shapes of the surfaces [4] or a loading of the surfaces (with parasitic elements) [5] can be used. The present invention is therefore based on the object to provide a concept that makes it possible to create a compact planar multi-frequency antenna. The object is achieved by a device according to claim 1 and a method according to claim 24.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung schaffen eine planare Mehrfre- quenzantenne, welche eine erste Strahlungselektrode mit einer ersten Fläche und mindestens eine zweite Strahlungselektrode mit einer zweiten Fläche umfasst. Die erste Fläche weist mindestens eine Öffnung auf, wobei die zweite Strahlungselektrode in der Öffnung, von der ersten Strahlungselektrode beabstandet, angeordnet ist. Dabei liegen die erste Strahlungselektrode und die zweite Strahlungselektrode in einer gemeinsamen Metallisierungslage. Embodiments of the present invention provide a planar multi-frequency antenna comprising a first radiation electrode having a first surface and at least one second radiation electrode having a second surface. The first surface has at least one opening, wherein the second radiation electrode is arranged in the opening, spaced from the first radiation electrode. In this case, the first radiation electrode and the second radiation electrode are in a common metallization.
Des Weiteren wird ein Verfahren bereitgestellt. Das Verfahren umfasst ein Speisen der planaren Mehrfrequenzantenne mit einem elektrischen Signal. Die vorliegende Erfindung nutzt den Effekt, dass durch die Anordnung von einer Mehrzahl von flächig ausgestalteten Strahlungselektroden die Antenne als Mehrfrequenzantenne betrieben werden kann. Durch die Anordnung der zweiten Strahlungselektrode in der ersten Strahlungselektrode wird eine kompakte Bauweise der Mehrfrequenzantenne ermöglich. Zusätzlich bieten derartige planare Mehrfre- quenzantennen bezüglich der Ausgestaltung der Fläche eine große Gestaltungsmöglichkeit, wodurch sich die Antenne auf die Frequenzbänder, in welchen sie betrieben werden soll, abstimmen lässt. Da die Antenne auf einem festen Träger aufgebracht wird, ist die Antennen robust gegen mechanische Einflüsse und zugleich kostengünstig in der Herstellung. Furthermore, a method is provided. The method includes feeding the planar multi-frequency antenna with an electrical signal. The present invention utilizes the effect that the antenna can be operated as a multi-frequency antenna by arranging a plurality of radiant electrodes of planar design. The arrangement of the second radiation electrode in the first radiation electrode enables a compact construction of the multi-frequency antenna. In addition, such planar multi-frequency antennas offer great design possibilities with regard to the design of the area, as a result of which the antenna can be tuned to the frequency bands in which it is to be operated. Since the antenna is mounted on a solid support, the antennas are robust against mechanical influences and at the same time inexpensive to manufacture.
Bei der planaren Mehrfrequenzantenne können alle Strahlungselektroden der Mehrfrequenzantenne in der gemeinsamen Metallisierungslage liegen. Dadurch ergibt sich eine einfache und kompakte Bauweise für die Mehrfrequenzantenne. Durch die einlagige Bauweise wird außerdem die Abstrahlung von Oberflächen- wellen reduziert. In the planar multi-frequency antenna, all the radiation electrodes of the multi-frequency antenna can be in the common metallization layer. This results in a simple and compact design for the multi-frequency antenna. The single-layer design also reduces the emission of surface waves.
Die erste Strahlungselektrode kann bei der planaren Mehrfrequenzantenne für das niedrigste Frequenzband ausgelegt sein. Da das niedrigste Frequenzband die längste Wellenlänge aufweist und die Wellenlänge vorzugsweise auf die Länge der Antenne abgestimmt ist, um den Gewinn zu optimieren, wird vorzugsweise die größte Strahlungselektrode für das niedrigste Frequenzband ausgelegt und in diesem niedrigsten Frequenzband betrieben. The first radiation electrode may be configured in the planar multi-frequency antenna for the lowest frequency band. Because the lowest frequency band is the has the longest wavelength and the wavelength is preferably tuned to the length of the antenna in order to optimize the gain, preferably the largest radiation electrode for the lowest frequency band is designed and operated in this lowest frequency band.
Die planare Mehrfrequenzantenne kann ein Speisenetzwerk umfassen, welches einen Speisungspunkt und mindestens eine der Strahlungselektroden elektrisch verbindet. Dabei kann das Speisenetzwerk in der Öffnung angeordnet sein und kann zumindest die erste Strahlungselektrode und die zweite Strahlungselektrode miteinander verbinden. Das Speisenetzwerk kann ausgelegt sein, um für die erste Strahlungselektrode und die zweite Strahlungselektrode individuelle Impedanzanpassungen zu bewirken. Es können an mindestens einer der Strahlungselektroden auch eine Mehrzahl von Speisungspunkten ausgebildet sein. Durch die Speisung der Strahlungselektroden über einen Speisungspunkt wird das Layout der plana- ren Mehrfrequenzantenne vereinfacht. Durch die Anordnung des Speisungspunktes in der Öffnung kann zusätzlich die Mehrfrequenzantenne kompakter erstellt werden. Das Speisenetzwerk lässt eine individuelle Impedanzanpassung zwischen dem Speisungspunkt und den Strahlungselektroden zu. Durch eine individuelle Impedanzanpassung des Speisenetzwerks zwischen dem Speisungspunkt und der Strahlungselektrode, kann die Anpassung der Antenne optimiert werden. The planar multi-frequency antenna may include a feed network electrically connecting a feed point and at least one of the radiation electrodes. In this case, the feed network can be arranged in the opening and can connect at least the first radiation electrode and the second radiation electrode to one another. The feed network may be configured to provide individual impedance matching for the first radiation electrode and the second radiation electrode. It can be formed on at least one of the radiation electrodes and a plurality of feeding points. Feeding the radiation electrodes via a feed point simplifies the layout of the planar multi-frequency antenna. By arranging the feeding point in the opening, in addition, the multi-frequency antenna can be made more compact. The feed network allows individual impedance matching between the feed point and the radiation electrodes. By an individual impedance matching of the feed network between the feed point and the radiation electrode, the adaptation of the antenna can be optimized.
In Ausführungsbeispiele kann die Öffnung bzw. können die Strahlungselektroden als Rechteck ausbildet sein. Die zweite Strahlungselektrode kann mittig in der Öffnung platziert sein. Eine als Rechteck ausgebildete Öffnung bzw. als Rechteck ausgebildete Strahlungselektroden lassen eine einfache Konstruktion und Berechnung der Ausgestaltung der Mehrfrequenzantenne zu. Dabei hat eine rechteckige Fläche kaum negative Einflüsse auf das Abstrahlungsverhalten der Strahlungselektrode. Die mittige Platzierung der zweiten Strahlungselektrode verbessert typischerweise eine Strahlungscharakteristik der Mehrfrequenzantenne. In embodiments, the opening or the radiation electrodes can be formed as a rectangle. The second radiation electrode may be placed centrally in the opening. An opening formed as a rectangle or radiation electrodes formed as a rectangle allow a simple construction and calculation of the configuration of the multi-frequency antenna. In this case, a rectangular area has hardly any negative effects on the radiation behavior of the radiation electrode. The central placement of the second radiation electrode typically improves a radiation characteristic of the multi-frequency antenna.
Die Öffnung kann sich vollständig innerhalb einer Hälfte der Fläche der ersten Strahlungselektrode befinden. Durch die Anordnung der Öffnung in einer Hälfte der Fläche resultiert ein höherer Gewinn bzw. bessere Abstrahleigenschaften der Mehrfrequenzantenne. The opening may be completely within one half of the area of the first radiation electrode. By the arrangement of the opening in one half the area results in a higher gain or better emission characteristics of the multi-frequency antenna.
In Ausführungsbeispiele kann die Öffnung nicht über zwei gerade Linien, die durch einen Flächenschwerpunkt verlaufen und ein Viertel der Gesamtfläche der ersten Strahlungselektrode begrenzen, hinaus verlaufen. Durch die Linien wird die Öffnung auf höchstens einen Viertel der Fläche der ersten Strahlungselektrode begrenzt ist. Die Begrenzung der Öffnung in der Strahlungselektrode auf einen Viertel der Fläche der ersten Strahlungselektrode erhöht den Gewinn der Mehrfre- quenzantenne bzw. verbessert deren Abstrahleigenschaften zusätzlich. In embodiments, the opening may not extend beyond two straight lines that extend through a centroid and bound one quarter of the total area of the first radiation electrode. Through the lines, the opening is limited to at most a quarter of the area of the first radiation electrode. The limitation of the opening in the radiation electrode to a quarter of the area of the first radiation electrode increases the gain of Mehrfrequenenzantenne or additionally improves their radiation properties.
In Ausführungsbeispielen kann die erste Strahlungselektrode derart ausgelegt sein, dass ein Abstand (A) zwischen einer äußeren Berandung der ersten Strahlungselektrode und der Öffnung mindestens 0,25 % einer größten Ausdehnung der ersten Strahlungselektrode beträgt. Ferner kann die zweite Strahlungselektrode zu der ersten Strahlungselektrode einen Abstand (B) aufweisen, der mindestens 0,5% einer größten Ausdehnung der ersten Strahlungselektrode entspricht. Weiter kann die Fläche der zweiten Strahlungselektrode eine Größe aufweisen, die kleiner ist als 40% der Fläche der ersten Strahlungselektrode. Durch die Beab- standung der Strahlungseiektroden werden leitende Verbindungen und damit Kurzschlüsse zwischen den Strahlungseiektroden ausgeschlossen. Durch die beschriebenen Designregeln kann auch der Gewinn bzw. die Abstrahleigenschaften der planaren Mehrfrequenzantenne optimiert werden. Ferner können in weiteren Ausführungsbeispielen eine Mehrzahl von Strahlungseiektroden in der Öffnung angeordnet sein, wobei die Strahlungseiektroden zueinander einen Abstand (C) aufweisen. Der Abstand (C) zwischen den Strahlungseiektroden in der Öffnung kann mindestens 0,5% einer größten Abmessung, der größten der zweiten Strahlungseiektroden betragen. Durch die Anordnung mehre- rer Strahlungseiektroden in der Öffnung, kann die Mehrfrequenzantenne auf mehrere Frequenzbänder abgestimmt werden. In den einzelnenn Frequenzbändern und für die gesamte Antenne kann dadurch der Gewinn erhöht werden. In Ausführungsbeispielen kann die zweite Strahlungselektrode eine weitere Öffnung aufweisen, in welcher eine dritte Strahlungselektrode angeordnet ist. Durch das Anordnen einer dritten Strahlungselektrode in einer weiteren Öffnung der zweiten Strahlungselektrode ergeben sich dieselben Effekte wie durch das Anord- nen der zweiten Strahlungselektrode in einer Öffnung der ersten Strahlungselektrode. So lässt sich über mehrere Frequenzbänder eine kompakte planare Mehrfrequenzantenne betreiben, welche einen guten Gewinn aufweist. In embodiments, the first radiation electrode may be designed such that a distance (A) between an outer boundary of the first radiation electrode and the opening amounts to at least 0.25% of a maximum extent of the first radiation electrode. Furthermore, the second radiation electrode may have a distance (B) from the first radiation electrode which corresponds to at least 0.5% of a maximum extension of the first radiation electrode. Further, the area of the second radiation electrode may have a size smaller than 40% of the area of the first radiation electrode. The spacing of the radiation electrodes precludes conductive connections and thus short circuits between the radiation electrodes. The described design rules can also optimize the gain or the emission characteristics of the planar multi-frequency antenna. Furthermore, in further embodiments, a plurality of radiation electrodes may be arranged in the opening, wherein the radiation electrodes have a distance (C) from each other. The distance (C) between the radiation electrodes in the opening may be at least 0.5% of a largest dimension, the largest of the second radiation electrodes. By arranging a plurality of radiation electrodes in the opening, the multi-frequency antenna can be tuned to a plurality of frequency bands. The profit can be increased in the individual frequency bands and for the entire antenna. In embodiments, the second radiation electrode may have a further opening in which a third radiation electrode is arranged. By arranging a third radiation electrode in a further opening of the second radiation electrode, the same effects arise as by arranging the second radiation electrode in an opening of the first radiation electrode. Thus, a compact planar multi-frequency antenna can be operated over several frequency bands, which has a good profit.
In einer zweiten Metallisierungslage kann eine Grundebene planparallel zu der ersten Strahlungselektrode angeordnet sein. Dabei sollte die Grundebene nicht über einen äußeren Umfang der ersten Strahlungselektrode vorstehen. Eine Grundebenen stellt eine solide Bezugsfläche unter der Strahlungselektrode dar, welche das Abstrahlungsverhalten der Mehrfrequenzantenne verbessert. In Ausführungsbeispielen kann in der Öffnung zumindest ein elektrisches Bauteil integriert sein bzw. in mindestens einer der Strahlungselektroden zumindest ein Schlitz eingebracht sein. Durch die Integration zumindest eines Bauteils in der Öffnung wird eine kompakte Bauweise der Strahlungselektrode erreicht. Das zumindest eine Bauteil kann beispielsweise der Abstimmung des Speisenetzwerks dienen. Das Einbringen von Schlitzen in die Strahlungselektroden dient der Abstimmung der Strahlungselektroden auf ein bestimmtes Frequenzband und lässt beispielsweise eine zirkuläre Polarisation der Antenne zu. In a second metallization layer, a ground plane may be arranged plane-parallel to the first radiation electrode. In this case, the ground plane should not project beyond an outer circumference of the first radiation electrode. A ground plane provides a solid reference area under the radiation electrode which enhances the radiation performance of the multi-frequency antenna. In embodiments, at least one electrical component can be integrated in the opening or at least one slot can be made in at least one of the radiation electrodes. By integrating at least one component in the opening, a compact design of the radiation electrode is achieved. The at least one component can serve, for example, to tune the feed network. The introduction of slots in the radiation electrodes serves to tune the radiation electrodes to a specific frequency band and allows, for example, a circular polarization of the antenna.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden bezugnehmend auf die beiliegenden Figuren näher erläutert. Es zeigen: Embodiments of the present invention will be explained with reference to the accompanying figures. Show it:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiel planaren Mehrfrequenzantenne; Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel einer Mehrfrequenzantenne mit einem Speisenetzwerk; Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel einer Mehrfrequenzantenne mit einer Mehrzahl von zweiten Strahlungselektroden; Fig. 1 is a perspective view of an embodiment planar multi-frequency antenna; 2 shows an embodiment of a multi-frequency antenna with a feed network. 3 shows an embodiment of a multi-frequency antenna having a plurality of second radiation electrodes;
Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel einer Mehrfrequenzantenne mit einer Mehrzahl von zweiten Strahlungselektroden und mehreren Speisungspunkte; 4 shows an embodiment of a multi-frequency antenna having a plurality of second radiation electrodes and a plurality of feed points;
Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel einer Mehrfrequenzantenne, bei welcher die zweite Strahlungselektrode eine weitere Öffnung aufweist, in welcher eine dritte Strahlungselektrode angeordnet ist; 5 shows an embodiment of a multi-frequency antenna, in which the second radiation electrode has a further opening in which a third radiation electrode is arranged;
Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel einer Mehrfrequenzantenne, mit einer dritten Strahlungselektrode und mehreren Speisungspunkten; 6 shows an embodiment of a multi-frequency antenna, with a third radiation electrode and a plurality of feed points.
Fig. 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Mehrfrequenzantenne mit einem Speisenetzwerk; 7 shows a further embodiment of a multi-frequency antenna with a feed network;
Fig. 8a ein Ausführungsbeispiel einer Mehrfrequenzantenne, wobei die Öffnung vollständig in einer Hälfte der ersten Fläche der ersten Strahlungselektrode angeordnet ist; 8a shows an embodiment of a multi-frequency antenna, wherein the opening is arranged completely in one half of the first surface of the first radiation electrode;
Fig. 8b ein Ausführungsbeispiel einer Mehrfrequenzantenne, wobei die Öffnung in einem Viertel der ersten Strahlungselektrode angeordnet ist; 8b shows an embodiment of a multi-frequency antenna, wherein the opening is arranged in a quarter of the first radiation electrode.
Fig. 9 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Mehrfrequenzantenne, mit einer Mehrzahl von zweiten Strahlungselektroden; 9 shows a further embodiment of a multi-frequency antenna, with a plurality of second radiation electrodes;
Fig. 10 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer planaren Mehrfrequenzantenne. In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Erfindung werden in den Figuren gleiche oder gleichwertige Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen, so dass deren Beschreibung in den unterschiedlichen Ausführungsbeispielen austauschbar sind. Fig. 1 zeigt eine perspektivische Darstellung einer planaren Mehrfrequenzantenne 10, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Mehrfrequenzantenne ist in ihrer Gesamtheit mit 10 bezeichnet. Die planaren Mehrfre- quenzantenne 10 umfasst eine erste Strahlungselektrode 12 mit einer ersten Fläche Ai , wobei die erste Fläche Ai eine Öffnung 14 aufweist. In der der Öffnung 14 ist, von der ersten Strahlungselektrode 12 beabstandet, eine zweite Strahlungselektrode 16 mit einer zweiten Fläche A2 angeordnet. Die erste Strahlungselektrode 12 und die zweite Strahlungselektrode 16 liegen in einer gemeinsamen Metalli- sierungslage 18. 10 is a side view of an embodiment of a planar multi-frequency antenna. In the following description of the embodiments of the invention, the same or equivalent elements in the figures are given the same reference numerals, so that their description in the different embodiments are interchangeable. Fig. 1 shows a perspective view of a planar multi-frequency antenna 10, according to an embodiment of the present invention. The multi-frequency antenna is designated in its entirety by 10. The planar Mehrfrequenantenne 10 includes a first radiation electrode 12 having a first surface Ai, wherein the first surface Ai has an opening 14. In the opening 14, spaced from the first radiation electrode 12, a second radiation electrode 16 having a second surface A 2 is arranged. The first radiation electrode 12 and the second radiation electrode 16 lie in a common metallization layer 18.
Die erste Strahlungselektrode 12 und die zweite Strahlungselektrode 16 sind beispielsweise planare leitfähige Elektroden, die auch als Patch bezeichnet werden können. Planar bezeichnet die räumliche Anordnung von Punkten in einer Ebene. Die Punkte sind dann plan, wenn sie in einer Eben liegen. Die Strahlungselektroden 12, 16 können aber auch in einer gekrümmte Ebene liegen und beispielsweise einen Ausschnitt einer Mantelfläche eines Kreiszylinders bilden. The first radiation electrode 12 and the second radiation electrode 16 are, for example, planar conductive electrodes, which may also be referred to as a patch. Planar refers to the spatial arrangement of points in a plane. The points are then plan, if they lie in a plane. However, the radiation electrodes 12, 16 can also lie in a curved plane and, for example, form a section of a lateral surface of a circular cylinder.
Die Strahlungselektroden 12, 16 sind im Wesentlichen als Rechtecke ausgebildet. Die Strahlungselektroden 12, 16 können ausgelegt sein, um die Abstrahlung einer dual oder zirkulär polarisierten elektromagnetischen Welle zu ermöglichen. Die Strahlungselektroden 12, 16 (Patches) können bei einigen Ausführungsbeispielen beliebige Formen haben. Häufig verwendete sind: Rechtecke, Kreise, Dreiecke, Sechsecke, Achtecke, Fraktale sowie raufüllende Kurven ("Space-Filling") [7]. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die erste und zweite Strahlungselektrode 12, 16 Rechteckig. Es können aber beispielsweise auch rechteckige Strahlungselektroden eingesetzt werden, bei denen beispielsweise mindestens eine Ecke "abgeschnitten" ist, d. h. der 90° Winkel der Ecke durch zwei 135° Winkel ersetzt wurde. The radiation electrodes 12, 16 are essentially formed as rectangles. The radiation electrodes 12, 16 may be designed to allow the radiation of a dual or circularly polarized electromagnetic wave. The radiation electrodes 12, 16 (patches) may have any shape in some embodiments. Frequently used are: Rectangles, circles, triangles, hexagons, octagons, fractals and flush-filling curves ("Space-Filling") [7]. In the embodiment shown, the first and second radiation electrodes 12, 16 are rectangular. But it can also be used, for example, rectangular radiation electrodes, in which, for example, at least one corner is "cut off", d. H. the 90 ° angle of the corner has been replaced by two 135 ° angles.
Die erste Strahlungselektrode 12 umfasst, wie erwähnt, die Fläche Ai . Die Fläche Ai weist eine Öffnung 14 auf. Die Öffnung 14 stellt einen von der Fläche A1 umschlossenen Bereich dar, in welchem kein elektrisch leitendes Material, der ersten Strahlungselektrode 12 vorhanden ist. Die Öffnung 14 liegt in derselben Ebene, d.h. in derselben Metallisierungslage 18 wie die erste Strahlungselektrode 12. Die Öffnung 14 kann als Rechteck ausgebildet sein. Es sind aber auch andere Formen für die Ausgestaltung der Öffnung 14 möglich. Beispielsweise kann die Öffnung 14 als Kreis, Dreieck, Sechseck, Achteck oder Fraktal ausgebildet sein. Die Ausbildung der Öffnung 14 hängt vom Frequenzband, in welchem die Mehrfrequenzantenne 10 betrieben wird, sowie weiteren Faktoren ab. The first radiation electrode 12 comprises, as mentioned, the area Ai. The surface Ai has an opening 14. The opening 14 represents a region enclosed by the surface A1, in which no electrically conductive material, the first Radiation electrode 12 is present. The opening 14 lies in the same plane, ie in the same metallization layer 18 as the first radiation electrode 12. The opening 14 may be formed as a rectangle. However, other forms for the design of the opening 14 are possible. For example, the opening 14 may be formed as a circle, triangle, hexagon, octagon or fractal. The formation of the opening 14 depends on the frequency band in which the multi-frequency antenna 10 is operated and other factors.
In der Ebene bzw. in derselben Metallstimmungslage 18 wie die erste Strahlungs- elektrode 12 kann in der Öffnung 14 eine zweite Strahlungselektrode 16 angeordnet sein. Die zweite Strahlungselektrode 16 kann von der ersten Strahlungselektrode 12 beabstandet sein. Durch die Beabstandung sind die erste Strahlungselektrode 12 und die zweite erste Strahlungselektrode 16 zueinander elektrisch isoliert. Somit kann kein konduktiver Signalaustausch zwischen den beiden Strahlungs- elektroden 12, 16 stattfinden. Die Beabstandung ermöglicht die Nutzung der beiden Strahlungselektroden 12, 16 in unterschiedlichen Frequenzbändern. Dabei können die unterschiedlichen Frequenzbänder zeitlich versetzt oder gleichzeitig genutzt werden. Eine Ebene, in welcher Patches, Elektroden oder Leiterflächen angeordnet sind, wird bei der planaren Mehrfrequenzantenne 10 als Metallisierungslage 18 bezeichnet. In Ausführungsbeispielen können alle Strahlungselektroden 12, 16 in einer gemeinsamen Metallisierungslage 18 liegen. Dabei sind sämtliche Strahlungselektroden 12, 16 einlagig in einer gemeinsamen Metallisierungslage 18 an- geordnet. Dadurch wird eine einfache und kompakte Bauweise der planaren Mehrfrequenzantenne 10 ermöglicht. Durch den einlagigen Aufbau der Mehrfrequenzantenne 10 können beispielsweise auch Oberflächenwellen reduziert oder gar ganz verhindert werden. Durch die Reduktion der Oberflächenwellen wird der Gewinn der Mehrfrequenzantenne 10 erhöht, bzw. es wird der Wirkungsgrad ver- bessert. In the plane or in the same metal tuning position 18 as the first radiation electrode 12, a second radiation electrode 16 can be arranged in the opening 14. The second radiation electrode 16 may be spaced from the first radiation electrode 12. As a result of the spacing, the first radiation electrode 12 and the second first radiation electrode 16 are electrically insulated from one another. Thus, no conductive signal exchange between the two radiation electrodes 12, 16 take place. The spacing allows the use of the two radiation electrodes 12, 16 in different frequency bands. The different frequency bands can be offset in time or used simultaneously. A plane in which patches, electrodes or conductor surfaces are arranged is designated as metallization layer 18 in the planar multi-frequency antenna 10. In exemplary embodiments, all the radiation electrodes 12, 16 may lie in a common metallization layer 18. In this case, all the radiation electrodes 12, 16 are arranged in one layer in a common metallization layer 18. As a result, a simple and compact construction of the planar multi-frequency antenna 10 is made possible. The single-layer structure of the multi-frequency antenna 10, for example, surface waves can be reduced or even completely prevented. By reducing the surface waves, the gain of the multi-frequency antenna 10 is increased, or the efficiency is improved.
Der Gewinn oder Antennengewinn umfasst die Richtwirkung und den Wirkungsgrad einer Antenne. Der Gewinn bezeichnet somit das Verhältnis der in die Haupt- richtung abgestrahlten Strahlungsleistungsdichte, verglichen mit einer verlustlosen Bezugsantenne mit gleicher Speiseleistung, welche meist eine ungerichtete Strahlstärke aufweist. Die erste Strahlungselektrode kann für das niedrigste Frequenzband ausgelegt sein. Die erste Strahlungselektrode 12 weist gegenüber der zweiten Strahlungselektrode 16 die größere Ausdehnung auf. Für den Betrieb der Antenne sollte ein Frequenzband verwendet werden, dessen Wellenlänge λ etwa dem doppelten einer Seitenlänge der Flächen Ai bzw. A2 entspricht, d.h. die die Längsseite der ers- ten oder zweiten Strahlungselektrode 12, 16 weist eine Länge von etwa K/2 auf. Die Wellenlänge λ Ist umso größer, je tiefer die Frequenz ist. Daraus ergibt sich, dass je größer die Ausdehnung der Antenne ist, desto tiefer ist die Frequenz, bei der die Antenne optimal betrieben werden kann. Die in Ausführungsbeispielen gezeigte Antenne (Mehrfrequenzantenne) besteht aus einer Patchantenne (ersten Strahlungselektrode 12) für das niedrigste Frequenzband. In das Patch (erste Strahlungselektrode 12) der Antenne (Mehrfrequenzantenne 10) wird mindestens eine Öffnung (14) eingebracht. In jede eingebrachte Öffnung 14 kann nun ein weiteres Patch (zweite Strahlungselektrode 16) für eine höhere Frequenz eingebracht werden. Dadurch entsteht eine Struktur bei der sich ein Patch (Strahlungselektrode) in einem anderem Patch (Strahlungselektrode) befindet. The gain or antenna gain includes the directivity and efficiency of an antenna. The profit thus denotes the ratio of the radiated radiant power density, compared with a lossless reference antenna with the same power supply, which usually has a non-directional radiant intensity. The first radiation electrode may be designed for the lowest frequency band. The first radiation electrode 12 has the greater extent with respect to the second radiation electrode 16. For the operation of the antenna, a frequency band should be used whose wavelength λ corresponds approximately to twice a side length of the areas Ai or A 2 , ie the longitudinal side of the first or second radiation electrode 12, 16 has a length of approximately K / 2 on. The wavelength λ is greater the lower the frequency. As a result, the larger the size of the antenna, the lower the frequency at which the antenna can be operated optimally. The antenna shown in embodiments (multi-frequency antenna) consists of a patch antenna (first radiation electrode 12) for the lowest frequency band. At least one opening (14) is introduced into the patch (first radiation electrode 12) of the antenna (multi-frequency antenna 10). In each introduced opening 14, a further patch (second radiation electrode 16) for a higher frequency can now be introduced. This creates a structure in which there is a patch (radiation electrode) in another patch (radiation electrode).
Fig. 2 zeigt eine weiteres Ausführungsbeispiel der planaren Mehrfrequenzantenne 10 mit der ersten Strahlungselektrode 12 und der zweiten Strahlungselektrode 16, welche in der Öffnung 14 der ersten Strahlungselektrode 12 angeordnet ist. Die Mehrfrequenzantenne (Patch-Antenne) ist für zwei Frequenzen ausgelegt. Die Strahlungselektrode (Patch) für eine niedrigere Frequenz ist in der Öffnung 14 einer Strahlungselektrode (Patche) für eine höhere Frequenz untergebracht. Die Position und Größe der Strahlungselektroden 12, 16 (Patches) sowie der Öffnungen 14 ist beliebig. Die Mehrfrequenzantenne 10 umfasst ferner ein Speisenetzwerk 20, welches einen Speisungspunkt 22 und mindestens eine der Strahlungselektroden 12, 16 elektrische verbindet. In Ausführungsbeispielen der Mehrfrequenzantenne sind zumindest die erste Strahlungselektroden 12 und die zweite Strahlungselektroden 16 miteinander verbunden, wobei das Speisenetzwerk 20 ausgelegt ist, um für die erste Strahlungselektrode und die zweite Strahlungselektrode individuelle Impedanzanpassungen zu bewirken. Die elektrische Verbindung zwischen dem Speisungspunk 22 und den Strahlungselektroden 12, 16, kann dabei direkt, wie in Figur 2 gezeigt, oder über elektrische Elemente mit bestimmten elektrischen Eigen- schaffen erfolgen. Beispielsweise können die elektrische Elemente kapazitive- oder induktive Leitungscharakteristiken aufweisen und beispielsweise als Kondensatoren oder Spulen ausgebildet sein. Durch die elektrischen Elemente kann beispielsweise eine Anpassung der Impedanz beispielsweise zwischen einer Signalquelle und einer der Strahlungselektrode 12, 16 erfolgen. Aufgrund des Speise- netzwerks 20 (der Anpassschaltung) wird das eingebrachte Patch (zweite Strahlungselektrode 16) allerdings nur eine geringe Größe haben können. FIG. 2 shows another embodiment of the planar multi-frequency antenna 10 with the first radiation electrode 12 and the second radiation electrode 16, which is arranged in the opening 14 of the first radiation electrode 12. The multi-frequency antenna (patch antenna) is designed for two frequencies. The lower frequency radiation electrode (patch) is housed in the aperture 14 of a higher frequency radiation electrode (patches). The position and size of the radiation electrodes 12, 16 (patches) and the openings 14 is arbitrary. The multi-frequency antenna 10 further comprises a feed network 20 which connects a feed point 22 and at least one of the radiation electrodes 12, 16 electrical. In embodiments of the multi-frequency antenna, at least the first radiation electrodes 12 and the second radiation electrodes 16 are connected to each other, wherein the feed network 20 is designed to provide individual impedance matching for the first radiation electrode and the second radiation electrode. The electrical connection between the feeding point 22 and the radiation electrodes 12, 16 can be effected directly, as shown in FIG. 2, or via electrical elements with specific electrical properties. By way of example, the electrical elements can have capacitive or inductive conduction characteristics and can be designed, for example, as capacitors or coils. By way of example, the electrical elements can be used to adapt the impedance, for example, between a signal source and one of the radiation electrodes 12, 16. Due to the feed network 20 (the matching circuit), however, the introduced patch (second radiation electrode 16) will only have a small size.
Über den Speisungspunkt 22 können elektrische Signale von einer Signalquelle an die Mehrfrequenzantenne 10 übertragen werden. Der Speisungspunkt 22 kann beispielsweise eine kreisförmige Fläche oder eine anders gestaltet Struktur sein, an welcher eine Verbindung des Speisenetzwerks 20 beispielsweise mittels einer Nadelspitze kontaktiert wird oder an welcher ein Koaxialkabel mit dem Speisepunkt verbunden ist. Der Speisungspunkt 22 kann auch Kupplungselement wie beispielsweise einen Stecker aufweisen, mit welchem das elektrische Signal der Signalquelle an die Mehrfrequenzantenne übertragen wird. Als Signalquelle kann eine beliebige für den Betrieb einer planaren Mehrfrequenzantenne geeignete Quelle verwendet werden. Dabei erzeugt die Signalquelle ein elektromagnetisches Signal welches vorzugsweise über eine elektrischen Strom leitende Verbindung an den Speisungspunkt übertragen wird. Via the feed point 22, electrical signals can be transmitted from a signal source to the multi-frequency antenna 10. The feeding point 22 may be, for example, a circular surface or a different shaped structure to which a connection of the feed network 20 is contacted, for example, by means of a needle tip or to which a coaxial cable is connected to the feed point. The feeding point 22 may also comprise a coupling element, such as a plug, with which the electrical signal of the signal source is transmitted to the multi-frequency antenna. Any source suitable for the operation of a planar multi-frequency antenna may be used as the signal source. In this case, the signal source generates an electromagnetic signal which is preferably transmitted via an electrical current conductive connection to the feed point.
Die in Ausführungsbeispielen gezeigte Mehrfrequenzantenne 10 kann auch als planare Mehrfrequenzantenne 10 zum Empfang elektrischer Signale genutzt werde. Dabei werden elektromagnetische Signale von der Mehrfrequenzantenne 10 empfangen und über das Speisenetzwerk 20 zum Speisepunkt 22 geführt. Am Speisungspunkt 22 können die Signale abgegriffen und an eine Empfangseinheit weitergeleitet werden. Die Empfangseinheit kann beispielsweise ein Tuner oder ein vergleichbarer Signalverarbeiter sein. Es ist auch möglich, die Mehrfre- quenzantenne, gleichzeitig oder in kurzen versetzen Zeitabständen, sowohl als Sender als auch als Empfänger von elektromagnetischen Wellen bzw. Signalen zu nutzen. The multi-frequency antenna 10 shown in embodiments can also be used as a planar multi-frequency antenna 10 for receiving electrical signals. In this case, electromagnetic signals from the multi-frequency antenna 10th received and led over the feed network 20 to the feed point 22. At the feed point 22, the signals can be tapped and forwarded to a receiving unit. The receiving unit may be, for example, a tuner or a comparable signal processor. It is also possible to use the multi-frequency antenna, at the same time or in short offset intervals, both as a transmitter and as a receiver of electromagnetic waves or signals.
In Ausführungsbeispielen kann das Speisenetzwerk in der Öffnung angeordnet sein. Wie in Figur 2 gezeigt kann das Speisenetzwerk 20 in der Öffnung 14 zwischen der ersten Strahlungselektrode 12 und der zweiten Strahlungselektrode 16 angeordnet sein. Dabei kann das Speisenetzwerk 20 angeordnet sein, um sowohl die erste Strahlungselektrode 12 als auch die zweite Strahlungselektrode 14 von einem gemeinsamen Speisepunkt 22 aus zu speisen. Der Speisungspunkt 22 kann vorzugsweise mittig zwischen der ersten 12 und der zweiten Strahlungselektrode 16 oder, wie in Figur 2 gezeigt, asymmetrisch zwischen den beiden Strahlungselektroden 12, 16 angeordnet sein. In embodiments, the feed network may be located in the opening. As shown in FIG. 2, the feed network 20 may be disposed in the opening 14 between the first radiation electrode 12 and the second radiation electrode 16. In this case, the feed network 20 may be arranged to feed both the first radiation electrode 12 and the second radiation electrode 14 from a common feed point 22. The feed point 22 can preferably be arranged centrally between the first 12 and the second radiation electrode 16 or, as shown in FIG. 2, asymmetrically between the two radiation electrodes 12, 16.
Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der planaren Mehrfrequenzantenne 10 mit der ersten Strahlungselektrode 12 und der Öffnung 14 in der Fläche A<\ der ersten Strahlungselektrode 12. In der Öffnung 14 können eine Mehrzahl von zweiten Strahlungselektroden 16 angeordnet sein. Die Patch-Antenne (Mehrfrequenzantenne 10) ist für mehrere Frequenzen geeignet. Es sind mehrere (verschieden oder gleich große) zweite Strahlungselektroden (Patches) in der Öffnung 14 der ersten Strahlungselektroden 12 (des größeren Patches) untergebracht. Die Position und Größe der Strahlungselektroden 12, 16 (Patches) sowie der Öffnungen 14 sind beliebig. 3 shows a further exemplary embodiment of the planar multi-frequency antenna 10 with the first radiation electrode 12 and the opening 14 in the area A 1 of the first radiation electrode 12. A plurality of second radiation electrodes 16 can be arranged in the opening 14. The patch antenna (multi-frequency antenna 10) is suitable for multiple frequencies. There are several (different or equal) second radiation electrodes (patches) in the opening 14 of the first radiation electrodes 12 (the larger patch) housed. The position and size of the radiation electrodes 12, 16 (patches) and the openings 14 are arbitrary.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Mehrfrequenzantenne 10 bis zu n zweite Strahlungselektroden 16i bis 16n aufweisen, wobei n eine natürliche Zahl größer gleich eins ist, n > 1 . In Figur 3 sind beispielsweise drei zweite Strahlungselektroden 16-1 , 162, I63 in der Öffnung 14 angeordnet. Die ersten Strahlungselektrode 12 sowie die zweiten Strahlungselektroden 161 , I62, I63 können über das Speise- netzwerk 20 von einem gemeinsamen Speisungspunkt 22 gespeist werden. Der Speisungspunkt 22 kann dabei mittig in dem Speisenetzwerk 20 angeordnet sein. Somit kann eine gute Speisung aller Strahlungselektroden 12, 16 mit geringem Aufwand und Flächenbedarf erreicht werden. In embodiments, the multi-frequency antenna 10 can have up to n second radiation electrodes 16i to 16 n, where n is a natural number greater than or equal to one, n>. 1 In FIG. 3, for example, three second radiation electrodes 16 - 1 , 16 2 , 16 3 are arranged in the opening 14. The first radiation electrode 12 and the second radiation electrodes 16 1 , 16 2 , 16 3 can be fed via the feed network 20 are fed by a common feed point 22. The feed point 22 can be arranged centrally in the feed network 20. Thus, a good supply of all radiation electrodes 12, 16 can be achieved with little effort and space requirement.
Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der planaren Mehrfrequenzantenne 10. Die ersten Strahlungselektrode 12 mit der Fläche Ai, weist die Öffnung 14 auf. In der Öffnung 14 sind drei zweite Strahlungselektroden 16ι, 162, I 63, von der ersten Strahlungselektrode 12 beabstandet, angeordnet. Die zweiten Strahlungselekt- roden 16^ 162, 163 können über ein Speisenetzwerk 20 beispielsweise mit einer Signalquelle verbunden werden. Das Speisenetzwerk 20 weist mehrere Speisungspunkte 22 auf. Dabei sind die Speisungspunkte 22 mit den Strahlungselektrode 12, I61, 162, I63 elektrisch verbunden. Die Speisungspunkte 22 können auf einer der Strahlungselektroden 12, I 61 , 162, 163 angeordnet sein. Die Speisungs- punkte 22 können aber auch in der Öffnung 14 der ersten Strahlungselektrode 12 angeordnet sein und über elektrisch leitende Verbindungen mit den Strahlungselektroden 12, I 61 , 162, I63 verbunden sein. Beispielsweise um verschiedene Signale an die Strahlungselektroden 12, I 61 , 162, 163 auszugeben oder von diesen zu empfangen, sind in der in Figur 4 gezeigten Ausführung an den Strahlungselektro- den 12, I 61 , 162, 163 bzw. im Speisungsnetzwerk 20 eine Mehrzahl von Speisungspunkten 22 ausgebildet. Durch die Speisungspunkte 22 können elektrisch Signale von einer Signalquelle auf die Mehrfrequenzantenne 10 übertragen oder von dieser empfangen werden. Jedes Patch (Strahlungselektroden 12, 16Ί , 162, 163) kann mit einer eigenen Speisung versehen werden oder es können alle Patches (Strahlungselektroden 12, I 61 , 162, 163) über ein Speisenetzwerk miteinander verbunden werden. Ebenso kann mit jedem Patch (Strahlungselektroden 12, I 61 , 162, 163) und einer entsprechenden Speisung (z.B. mehrere Speisepositionen) eine duale oder zirkuläre Po- larisation erreicht werden. Eine mögliche Speisung ist das Verwenden einer koaxialen kontaktierung (Probe) für jedes Patch (Strahlungselektrode 12, I61, 162, 163). Auch die Verwendung einer an das äußerste Patch (erste Strahlungselektrode 12) angeschlossenen koaxialen Leitung mit Verbindungen zu den kleineren Patches (zweite Strahlungselektroden 16i, 162, I63) und/oder in Kombination mit den koaxialen Anschlüssen für die kleineren Patches (zweite Strahlungselektroden I61, 162, 163) ist möglich. Es sind verschieden Methoden der Speisung der Strahlungselektroden möglich. Die Strahlungselektroden können separat gespeist werden wie in den Figuren 4 und 6 gezeigt, oder die Strahlungselektroden (Patches) werden gemeinsam gespeist, wie in Figur 3 gezeigt. Verschiedene Speisungen sind möglich, so könnte z.B. die erste Strahlungselektrode (äußerstes Patch) mit einer Mikrostreifenleitung (Microstripleitung) und eine zweite Strahlungselektrode (inneres Patch) mit einer Konisch-Schlitz-Speisung (Taperd-Siot Speisung) versehen werden. Ferner ist eine beliebige Kombination der verschiedenen Speisungen möglich. 4 shows a further exemplary embodiment of the planar multi-frequency antenna 10. The first radiation electrode 12 with the surface Ai has the opening 14. In the opening 14, three second radiation electrodes 16ι, 16 2 , I 63, spaced from the first radiation electrode 12, are arranged. The second radiation electrodes 16 ^ 16 2 , 16 3 can be connected to a signal source via a feed network 20, for example. The feed network 20 has a plurality of feed points 22. The feeding points 22 are electrically connected to the radiation electrode 12, 16 1 , 16 2 , 16 3 . The feeding points 22 may be located 16 3 on one of the radiation electrodes 12, 61 I, 16 2,. The Speisungs- points 22 may also be in the opening 14 of the first radiation electrode be located 12 and via electrically conductive connections to the radiation electrodes 12, 61 I, 16 2, be connected I6. 3 For example, to various signals to the radiation electrodes 12, I 61, 16 2 to output 16 3 or to receive from these, are shown in Figure 4 embodiment of the radiation electrodes 12, I 61, 16 2, 16 3 or in Feeding network 20 a plurality of feed points 22 formed. Through the feed points 22 can be electrically transmitted signals from a signal source to the multi-frequency antenna 10 or received by this. Each patch (radiation electrodes 12, 16 Ί , 16 2 , 16 3 ) can be provided with its own supply or all patches (radiation electrodes 12, I 61, 16 2 , 16 3 ) can be connected to each other via a feed network. Likewise, a dual or circular polarization can be achieved with each patch (radiation electrodes 12, I 61, 16 2 , 16 3 ) and a corresponding feed (eg several feed positions). One possible feed is to use a coaxial contact (sample) for each patch (radiation electrode 12, 161, 16 2 , 16 3 ). Also, the use of a connected to the outermost patch (first radiation electrode 12) coaxial line with connections to the smaller Patches (second radiation electrodes 16i, 16 2 , 16 3 ) and / or in combination with the coaxial terminals for the smaller patches (second radiation electrodes 16 1, 16 2 , 16 3 ) is possible. Different methods of feeding the radiation electrodes are possible. The radiation electrodes can be powered separately as shown in Figures 4 and 6, or the radiation electrodes (patches) are fed together, as shown in Figure 3. Different feeds are possible, for example the first radiation electrode (outermost patch) could be provided with a microstrip line (microstrip line) and a second radiation electrode (inner patch) with a conical slot feed (Taperd-Siot feed). Furthermore, any combination of different feeds is possible.
Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel der planaren Mehrfrequenzantenne 10, bei welchem die zweite Strahlungselektrode 16 eine weitere Öffnung 24 aufweist, in welcher eine dritte Strahlungselektrode 26 angeordnet ist. Die zweite Strahlungselektrode 16 kann auch mehrere weitere Öffnungen 24 aufweisen, in welchen jeweils mindestens ein dritte Strahlungselektrode 26 angeordnet sein kann (in Figur 5 nicht gezeigt). Ferner ist es in weiteren Ausführungsbeispielen möglich, dass die Mehrfrequenzantenne 10 beispielsweise eine Mehrzahl von zweiten Strahlungselektroden 16 aufweist. Die weitere Öffnung 24 kann dabei wie die Öffnung 14 in der ersten Strahlungselektrode 12 eine beliebige Form aufweisen und dieselben Funktionen und Vorteile aufweisen wie die Öffnung 14 in der ersten Strahlungselektrode 12. Es können auch mehrere Patches (Strahlungselektroden 12, 16, 26) ineinander Verschachtelt werden. Dabei lassen sich die Varianten aus Figur 3 und Figur 5 beliebig kombinieren. 5 shows an exemplary embodiment of the planar multi-frequency antenna 10, in which the second radiation electrode 16 has a further opening 24 in which a third radiation electrode 26 is arranged. The second radiation electrode 16 may also have a plurality of further openings 24, in each of which at least one third radiation electrode 26 may be arranged (not shown in FIG. 5). Furthermore, it is possible in further exemplary embodiments that the multi-frequency antenna 10 has, for example, a plurality of second radiation electrodes 16. The further opening 24, like the opening 14 in the first radiation electrode 12, can have any desired shape and have the same functions and advantages as the opening 14 in the first radiation electrode 12. Several patches (radiation electrodes 12, 16, 26) can also be interleaved become. In this case, the variants of Figure 3 and Figure 5 can be combined as desired.
In der weiteren Öffnung 24 kann, mindestens eine dritte Strahlungselektrode 26, von der zweiten Strahlungselektrode 16 beabstandet, angeordnet sein. Die dritte Strahlungselektrode 26 kann dabei in Form und Material wie die erste oder zweite Strahlungselektrode 12, 16 ausgestaltet sein und ebenfalls dieselben Funktionen und Vorteile aufweisen wie die erste 12 oder zweite Strahlungselektrode 16. Die eine oder mehreren dritten Strahlungselektroden 26 sind vorzugsweise für ein höheres Frequenzband ausgelegt als die zweite Strahlungselektrode 16. In the further opening 24, at least one third radiation electrode 26, spaced from the second radiation electrode 16 may be arranged. The third radiation electrode 26 may be configured in shape and material as the first or second radiation electrode 12, 16 and also have the same functions and advantages as the first 12 or second radiation electrode 16. Die One or more third radiation electrodes 26 are preferably designed for a higher frequency band than the second radiation electrode 16.
Ferner ist in Ausführungsbeispielen der Mehrfrequenzantenne 10 durch mindes- tens eine Öffnung in der dritten Strahlungselektrode eine weitere Verschachtelung von Strahlungselektroden der Mehrfrequenzantenne 10 möglich. Entsprechende Verschachtelungen durch Öffnungen in den Strahlungselektroden können beliebig fortgesetzt werden. Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Mehrfrequenzantenne 10, bei welcher die zweite Strahlungselektrode 16 eine weitere Öffnung 24 aufweist, in welcher die dritte Strahlungselektrode 26 angeordnet ist. Zusätzlich umfasst das Ausführungsbeispiel Speisungspunkte 22 welche auf der ersten Strahlungselektrode 12, der zweiten Strahlungselektrode 16, und der dritten Strahlungselektrode 26 angeord- net sind. Durch die Anordnung der Speisungspunkte 22 direkt auf jeder der Strahlungselektroden 12, 16, 26 ist kein Speisenetzwerk, welches in einer der Öffnungen 14, 24 angeordnet ist, notwendig. Somit sind keine zusätzlichen Verbindungen zwischen den Strahlungselektroden 12, 16, 26 und den Speisungspunkten 22 notwendig. Furthermore, in embodiments of the multi-frequency antenna 10 by at least one opening in the third radiation electrode further nesting of radiation electrodes of the multi-frequency antenna 10 is possible. Corresponding interleaves through openings in the radiation electrodes can be continued as desired. 6 shows an exemplary embodiment of the multi-frequency antenna 10, in which the second radiation electrode 16 has a further opening 24 in which the third radiation electrode 26 is arranged. In addition, the embodiment comprises feed points 22 which are arranged on the first radiation electrode 12, the second radiation electrode 16, and the third radiation electrode 26. The arrangement of the feed points 22 directly on each of the radiation electrodes 12, 16, 26, no feed network, which is arranged in one of the openings 14, 24, necessary. Thus, no additional connections between the radiation electrodes 12, 16, 26 and the feed points 22 are necessary.
Fig. 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Mehrfrequenzantenne 10. Die erste Fläche der ersten Strahlungselektrode 12 weist dabei die Öffnung 14 auf. Die Öffnung 14 weist die Form von zwei zusammenliegenden Rechtecken auf. In der Öffnung 14 ist die zweite Strahlungselektrode 16, von der ersten Strahlungs- elektrode 12 beabstandet, angeordnet. Zusätzlich ist in der Öffnung ein Ausführungsbeispiel des Speisenetzwerkes 20 angeordnet. Das Speisen netzwerk 20 kann einen Speisungspunkt 22 und eine elektrische Verbindung zwischen dem Speisungspunkt 22 und der ersten und zweiten Strahlungselektrode 12, 16 aufweisen. Über das Speisenetzwerk 20 können die erste und zweite Strahlungs- elektrode 12, 16 beispielsweise mit einer elektrischen Signalquelle verbunden werden. Dabei kann das Speisenetzwerk 20 ausgelegt sein, um für die erste Strahlungselektrode 12 und die zweite Strahlungselektrode 16 individuelle Impedanzanpassungen zu bewirken oder Signallaufzweiten abzustimmen bzw. zu be- einflussen. Durch die Ausgestaltung des Speisenetzwerkes 20 kann beispielsweise eine Anpassung der Leitungsimpedanz an die Mehrfrequenzantenne 10 bzw. eine Anpassung der Impedanz der Speisung an die Impedanz der Strahlungselektrode erfolgen. FIG. 7 shows a further exemplary embodiment of the multi-frequency antenna 10. The first surface of the first radiation electrode 12 has the opening 14. The opening 14 has the shape of two adjacent rectangles. In the opening 14, the second radiation electrode 16, from the first radiation electrode 12 spaced apart, arranged. In addition, an embodiment of the feed network 20 is arranged in the opening. The food network 20 may have a feed point 22 and an electrical connection between the feed point 22 and the first and second radiation electrodes 12, 16. Via the feed network 20, the first and second radiation electrodes 12, 16 can be connected, for example, to an electrical signal source. In this case, the feed network 20 can be designed to effect individual impedance adjustments for the first radiation electrode 12 and the second radiation electrode 16 or to tune or set signal launching distances. influences. Due to the configuration of the feed network 20, for example, an adaptation of the line impedance to the multi-frequency antenna 10 or an adjustment of the impedance of the feed to the impedance of the radiation electrode can be carried out.
Fig. 8a zeigt ein Ausführungsbeispiel der Mehrfrequenzantenne 10, wobei die Öffnung 14 vollständig in einer Hälfte der ersten Fläche A-ι der ersten Strahlungselektrode 12 angeordnet ist. Die zweite Strahlungselektrode 16, mit der zweiten Fläche A2, ist in der Öffnung, von der ersten Strahlungselektrode 12 beabstandet, angeordnet. Die Öffnung 14 kann sich vollständig innerhalb der einen Hälfte der ersten Fläche A1 der ersten Strahlungselektrode 12 befinden. Die Hälfte der ersten Fläche Ai kann beispielsweise bestimmt werden, durch eine Gerade, welche durch einen Flächenschwerpunkt der ersten Strahlungselektrode 12 gelegt wird. Durch die Anordnung der Öffnung 14 in der einen Hälfte der Strahlungselektrode 12 kann der Gewinn der Mehrfrequenzantenne erhöht werden bzw. es können günstige Abstrahleigenschaften erreicht werden. FIG. 8 a shows an exemplary embodiment of the multi-frequency antenna 10, wherein the opening 14 is arranged completely in one half of the first surface A-1 of the first radiation electrode 12. The second radiation electrode 16, with the second surface A 2 , is disposed in the opening, spaced from the first radiation electrode 12. The opening 14 may be located entirely within one half of the first surface A1 of the first radiation electrode 12. For example, half of the first area Ai can be determined by a straight line which is laid through a centroid of the first radiation electrode 12. By arranging the opening 14 in one half of the radiation electrode 12, the gain of the multi-frequency antenna can be increased or favorable emission properties can be achieved.
Fig. 8b zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Mehrfrequenzantenne 10 wobei die Öffnung 14 in einem Viertel der ersten Strahlungselektrode 12 angeordnet ist. Die Öffnung 14 in der ersten Strahlungselektrode 12 verläuft dabei nicht über zwei gerade Linie, die durch einen Flächenschwerpunkt verlaufen, und die ein Viertel der Gesamtfläche Ai der ersten Strahlungselektrode 12 begrenzen, hinaus. Dadurch ist die Öffnung 14 auf höchstens einen Viertel der Fläche Ai der ersten Strahlungselektrode 12 begrenzt. In der Öffnung 14 ist die zweite Strahlungselekt- rode 16 mit der Fläche A2 angeordnet. Durch die Anordnung der Öffnung 14 in einen Viertel der Fläche Ai der ersten Strahlungselektrode 12, kann der Gewinn der Mehrfrequenzantenne 10 zusätzlich erhöht werden bzw. es können günstige Abstrahleigenschaften erreicht werden. Für das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 8b werden im Folgenden einige Angaben für die Dimensionierung der Mehrfrequenzantenne 10 aufgezeigt. Dabei kann die erste Strahlungselektrode 12 derart ausgelegt sein, dass ein Abstand (A) zwischen einer äußeren Berandung der ersten Strahlungselektrode 12 und der öff- nung 14 mindestens 0,25% einer größten Ausdehnung der ersten Strahlungselektrode beträgt. Bei einer rechteckigen Ausgestaltung der ersten und zweiten Strahlungselektroden 12, 16 sowie der Öffnung 14 kann der Abstand (A) auf der ersten Strahlungselektroden 12 (dem großen Patch) mindestens 0,5% der größeren Sei- tenlänge der ersten Strahlungselektrode 12 (des größten Patchs) betragen. FIG. 8 b shows an exemplary embodiment of a multi-frequency antenna 10, wherein the opening 14 is arranged in a quarter of the first radiation electrode 12. In this case, the opening 14 in the first radiation electrode 12 does not extend beyond two straight lines, which run through a centroid, and which delimit a quarter of the total area Ai of the first radiation electrode 12. As a result, the opening 14 is limited to at most a quarter of the area Ai of the first radiation electrode 12. In the opening 14, the second Strahlungselekt- is arranged 16 with the surface A 2 . By the arrangement of the opening 14 in a quarter of the area Ai of the first radiation electrode 12, the gain of the multi-frequency antenna 10 can be additionally increased or favorable radiation properties can be achieved. For the exemplary embodiment according to FIG. 8b, a few details for the dimensioning of the multi-frequency antenna 10 are shown below. In this case, the first radiation electrode 12 can be designed such that a distance (A) between an outer boundary of the first radiation electrode 12 and the opening 14 is at least 0.25% of a maximum extension of the first radiation electrode. In a rectangular configuration of the first and second radiation electrodes 12, 16 and the opening 14, the distance (A) on the first radiation electrodes 12 (the large patch) can be at least 0.5% of the longer side length of the first radiation electrode 12 (of the largest patch ) amount.
Ferner weist die zweite Strahlungselektrode 16 zu der ersten Strahlungselektrode 12 einen Abstand B auf. Der Abstand B soll mindestens 0,5% der größten Ausdehnung der ersten Strahlungselektrode 12 entsprechen. Bei einer rechteckigen Ausgestaltung der ersten und zweiten Strahlungselektroden 12, 16 sowie der Öffnung 14, soll der Abstand zur ersten Strahlungselektrode 12 (großer Patch) mindestens 1 % der größten Seitenlänge der ersten Strahlungselektrode 12 (des größten Patchs) betragen. Die in den Figuren 8A und 8B eingezeichneten Speisepunkte 22 sind beispielsweise mittig an einer Längsseite der ersten Strahlungselektrode 12 bzw. an einer Längsseite der zweiten Strahlungselektrode 16 angeordnet. Furthermore, the second radiation electrode 16 has a distance B from the first radiation electrode 12. The distance B should correspond to at least 0.5% of the largest extent of the first radiation electrode 12. In a rectangular configuration of the first and second radiation electrodes 12, 16 and the opening 14, the distance to the first radiation electrode 12 (large patch) should be at least 1% of the largest side length of the first radiation electrode 12 (of the largest patch). The feed points 22 shown in FIGS. 8A and 8B are arranged, for example, centrally on a longitudinal side of the first radiation electrode 12 or on a longitudinal side of the second radiation electrode 16.
Bei einem Ausführungsbeispiel der planaren Mehrfrequenzantenne 10 kann die Fläche A2 der zweiten Strahlungselektrode 16 eine Größe aufweisen, die kleiner ist als 40% der Fläche Ai der ersten Strahlungselektrode 12. Durch eine vorgenannte Flächenaufteilung ergibt sich ein guter Gewinn der Mehrfrequenzantenne 10 bzw. es ergeben sich gute Mehrfrequenzeigenschaften. Die zweite Strahlungselektrode 16 kann bei einem Ausführungsbeispiel der planaren Mehrfrequenzantenne 10 mittig in der Öffnung 14 platziert werden. Dadurch ergibt sich ein optimiertes Abstrahlungsverhalten der Mehrfrequenzantenne 10. In one embodiment of the planar multi-frequency antenna 10, the area A 2 of the second radiation electrode 16 may have a size smaller than 40% of the area Ai of the first radiation electrode 12. By an aforementioned area division, a good gain of the multi-frequency antenna 10 results Good multi-frequency characteristics. The second radiation electrode 16 may be placed centrally in the opening 14 in one embodiment of the planar multi-frequency antenna 10. This results in an optimized radiation behavior of the multi-frequency antenna 10.
Fig. 9 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der planaren Mehrfrequenzantenne 10, wobei eine Mehrzahl von zweiten Strahlungselektroden 16 in der Öffnung 14 angeordnet sind. Die zweiten Strahlungselektroden 16i, 162 weisen dabei zueinander einen Abstand C auf. Beim Abstand C handelt es sich um einen Abstand zwischen zwei beliebigen zweiten Strahlungselektroden 16i bis 16n an einer belie- 4 073021 bigen Stelle der zweiten Strahlungselektroden 16i bis 16n. Der Abstand C zwischen den zweiten Strahlungselektroden 16i bis 16n in der Öffnung 14 soll mindestens 0,5 % einer größten Abmessung, der größten der zweiten Strahlungselektroden 16 betragen. Bei einer rechteckigen Ausgestaltung der ersten und zweiten Strahlungselektroden 12, 16 sowie der Öffnung 14, (wie bspw. in Figur 9 gezeigt) soll der Abstand der einzelnen zweiten Strahlungselektroden bspw. 16i, 162 (Patches) mindestens 1 % der größten der zweiten Strahlungselektroden 16 (des größten Patches) betragen. Zusätzlich kann bei Ausführungsbeispielen der planaren Mehrfrequenzantenne in einer zweiten Metallisierungsebene eine Grundebene planparallel zu der ersten Strahlungselektrode angeordnet sein. In einer vorzugsweisen Ausgestaltung steht die Grundebene nicht über einen äußeren Umfang der ersten Strahlungselektrode vor. Die Grundebene (Groundplane) kann alle möglichen Formen aufweisen, Häu- fig verwendete sind: Rechtecke, Kreise, Dreiecke, Sechsecke, Achtecke, Fraktale sowie raumfüllende Kurven ("Space-Filling") [7]. 9 shows another embodiment of the planar multi-frequency antenna 10, wherein a plurality of second radiation electrodes 16 are arranged in the opening 14. The second radiation electrodes 16i, 16 2 in this case have a distance C to each other. The distance C is a distance between any two second radiation electrodes 16 i to 16 n at an arbitrary distance. 4 073021 bigen location of the second radiation electrodes 16i to 16 n . The distance C between the second radiation electrodes 16 i to 16 n in the opening 14 should amount to at least 0.5% of a largest dimension, the largest of the second radiation electrodes 16. In a rectangular configuration of the first and second radiation electrodes 12, 16 and the opening 14 (as shown for example in FIG. 9), the distance of the individual second radiation electrodes should, for example, 16i, 16 2 (patches) be at least 1% of the largest of the second radiation electrodes 16 (of the largest patch). Additionally, in embodiments of the planar multi-frequency antenna in a second metallization plane, a ground plane may be arranged plane-parallel to the first radiation electrode. In a preferred embodiment, the ground plane does not project beyond an outer periphery of the first radiation electrode. The ground plane can have all sorts of shapes, commonly used are: rectangles, circles, triangles, hexagons, octagons, fractals, and space-filling curves [7].
Es können in Ausführungsbeispielen der planaren Mehrfrequenzantenne verschiedene Anpassschaltungen in der Öffnung des größten Patches (ersten Strah- lungselektrode) integriert werden. Ferner kann in weiteren Ausführungsbeispiel der planaren Mehrfrequenzantenne, in einer der Öffnungen der Strahlungselektroden, zumindest ein elektrisches Bauteil integriert sein. Damit kann z.B. ein RFID- Transponder mit einer Mikrostreifenantenne (Microstripantenne bzw. planare Mehrfrequenzantenne) für mehrere Frequenzen verwendet werden. Das elektri- sehe Bauteil kann auch beispielsweise zum Abgleich bzw. zur Impedanzanpassung des Speisenetzwerkes dienen. Dadurch kann das Abstrahlverhalten der planaren Mehrfrequenzantenne optimiert werden. In embodiments of the planar multi-frequency antenna, different matching circuits can be integrated in the opening of the largest patch (first radiation electrode). Furthermore, in another exemplary embodiment of the planar multi-frequency antenna, at least one electrical component can be integrated in one of the openings of the radiation electrodes. Thus, e.g. an RFID transponder with a microstrip antenna (microstrip antenna or planar multi-frequency antenna) can be used for several frequencies. The electrical component can also be used for example for balancing or for impedance matching of the feed network. As a result, the radiation behavior of the planar multi-frequency antenna can be optimized.
In einem Ausführungsbeispiel kann in mindestens einer der Strahlungselektrode (Patches) zumindest ein Schlitz eingebracht werden. Daraus ergibt sich, beispielsweise beim Betrieb der Mehrfrequenzantenne mit zirkulär polarisierten elektromagnetischen Wellen, ein zusätzlicher Gewinn bzw. es wird eine Abstrahlung einer zirkulär polarisierten elektromagnetischen Welle ermöglicht. Es sind verschiedene Methoden der Speisung der Strahlungselektroden möglich. Die Strahlungselektroden können separat gespeist werden wie in den Figuren 4 und 6 gezeigt oder die Strahlungselektroden (Patches) werden gemeinsame ge- speist, wie in Figur 3 gezeigt. Verschiedene Speisungen sind möglich, so könnte z.B. die erste Strahlungselektrode (das äußerste Patch) mit einer Mikrostreifenlei- tung (Microstripleitung) und eine zweite Strahlungselektrode (inneres Patch) mit einer Konisch-Schlitz-Speisung (Taperd-Siot Speisung) versehen werden. Ferner ist eine beliebige Kombination der verschiedenen Speisungen möglich. Jede Art der Speisung kann dabei, wie in Figur 7 gezeigt, beliebig mit Anpassschaltung versehen sein. In one embodiment, at least one slot may be introduced in at least one of the radiation electrodes (patches). This results, for example in the operation of the multi-frequency antenna with circularly polarized electromagnetic waves, an additional gain or it is possible to emit a circularly polarized electromagnetic wave. Various methods of feeding the radiation electrodes are possible. The radiation electrodes can be fed separately, as shown in FIGS. 4 and 6, or the radiation electrodes (patches) are fed together, as shown in FIG. Different feeds are possible, for example the first radiation electrode (the outermost patch) could be provided with a microstrip line (microstrip line) and a second radiation electrode (inner patch) with a conical slot feed (Taperd-Siot feed). Furthermore, any combination of different feeds is possible. Each type of power supply can, as shown in FIG. 7, be provided with any desired matching circuit.
Eines der Hauptmerkmale der Ausführungsbeispiele ist die Erstellung einer planaren Mehrfrequenzantenne (Mehrfreuqenz-Patch-Antenne) die die Strahlungselekt- rode (Patches) für die höheren Frequenzbänder in die Strahlungselektrode (das Patch) für das niedrigste Frequenzband integriert. One of the key features of the embodiments is the creation of a planar multi-frequency antenna (multi-frequency patch antenna) which integrates the radiation patches for the higher frequency bands into the radiation electrode (patch) for the lowest frequency band.
Zur Anpassung der Mehrfrequenzantenne können z.B. Mikrostreifenleitungen (Microstripleitungen), Belastung (Loading) des Patches oder Schlitze verwendet werden. Dabei kann die planaren Mehrfrequenzantenne auch in mehreren Frequenzbändern gleichzeitig arbeiten. To adapt the multi-frequency antenna, e.g. Microstrip lines (microstrip lines), load (loading) of the patch or slots are used. The planar multi-frequency antenna can also work in several frequency bands at the same time.
Die in den Ausführungsbeispielen genannten Punkte sind beliebig mit anderen Arten des Antennenaufbaus, wie z.B. dem Verwenden mehrere Strahlungselekt- roden (Patches) übereinander, kombinierbar, wobei einlagige Mehrfrequenzantennen typischerweise überlegen sind. Figur 10 zeigt eine Mikrostreifenantenne (Microstripantenne), wobei durch Verwendung mehrerer metallischer Lagen eine Mehrfrequenzantenne erreicht wird. Die planare Mehrfrequenzantenne (Patchantenne) ist aus einer Masseplatte 28 und mindestens einer leitenden Schicht 30 aufgebaut. Es ist auch möglich in Ausführungsbeispielen Öffnungen für das Belasten (Loading) der Strahlungselektroden (Patches) zu verwenden. Ebenso kann in Ausführungsbeispielen durch zwei Strahlungselektroden (Patches) nebeneinander [6] eine planare Mehrfrequenzantenne (Muttifrequenz-Patch-Antenne) erstellet werden. The points mentioned in the exemplary embodiments can be arbitrarily combined with other types of antenna construction, such as using a plurality of radiation electrodes (patches) one above the other, wherein single-layered multi-frequency antennas are typically superior. Figure 10 shows a microstrip antenna (microstrip antenna), wherein a multi-frequency antenna is achieved by using a plurality of metallic layers. The planar multi-frequency antenna (patch antenna) is composed of a ground plane 28 and at least one conductive layer 30. It is also possible in embodiments to use openings for the loading of the radiation electrodes (patches). Likewise, in embodiments by two radiation electrodes (patches) side by side [6] a planar multi-frequency antenna (mother frequency patch antenna) are created.
Bei den Ausführungsbeispielen der planaren Mehrfrequenzantenne stand die Verwendung von nur zwei metallischen Lagen (Grundebene bzw. Grundplane und Metallisierungslage bzw. Ebene mit den Strahlungselektroden bzw. Patches) im Vordergrund. Dabei sollte die Mehrfrequenzantenne (Antenne) nicht größer sein als die erste Strahlungselektrode (das größte Patch) für die niedrigste Frequenz. Wenn die Öffnung größer gewählt wird als insbesondere in den Ausführungsbeispielen der Figuren 8a und 8b gezeigt, findet eine Reduzierung des Antennengewinns statt. Wenn dies die Anwendung nicht beeinträchtigt, kann die Öffnung auch größer gewählt werden als in den Figuren 8a und 8b gezeigt. Literatur In the embodiments of the planar multi-frequency antenna, the use of only two metallic layers (ground plane or ground plane and metallization layer or plane with the radiation electrodes or patches) was in the foreground. In this case, the multi-frequency antenna (antenna) should not be larger than the first radiation electrode (the largest patch) for the lowest frequency. If the opening is made larger than shown in particular in the embodiments of Figures 8a and 8b, a reduction of the antenna gain takes place. If this does not affect the application, the opening can be made larger than shown in Figures 8a and 8b. literature
[1] F. Croq, D. M. Pozar, "Multifrequency Operation of Microstrip Antennas Us- ing Aperture Coupled Parallel Resonators", IEEE Transaction on Antennas and Propagation, vol. 40, n. 11 , pp. 1367-1374, Nov. 1992 [2] J. Anguera, C. Puente, C. Borja, "A Procedure to Design Stacked Microstrip Patch Antennas Based on a Simple Network Model", Microwave and Opt. Tech. Letters, vol. 3, Wiley, Jun. 2001  [1] F. Croq, D. M. Pozar, "Multifrequency Operation of Microstrip Antennas Using Aperture Coupled Parallel Resonators", IEEE Transaction on Antennas and Propagation, vol. 40, n. 11, pp. 1367-1374, Nov. 1992 [2] J. Anguera, C. Puente, C. Borja, "A Procedure to Design Stacked Microstrip Patch Antennas Based on a Simple Network Model", Microwave and Opt. Tech. Letters, vol. 3, Wiley, Jun. 2001
[3] I. Sarkar, P. P. Sarkar, S. K. Chowdhury, "A Novel Compact, Microstrip An- tenna With Multifrequency Operation", International Seminar/Workshop on[3] I. Sarkar, P.P. Sarkar, S.K. Chowdhury, "A Novel Compact, Microstrip Antenna With Multifrequency Operation," International Seminar / Workshop on
Direct and Inverse Problems of Electromagnetic and Acoustic Wave Theory (DIPED) 2009, pp. 147-151 , Sept. 2009 Direct and Inverse Problems of Electromagnetic and Acoustic Wave Theory (DIPED) 2009, pp. 147-151, Sept. 2009
[4] Y. Pang, B. Gao, "Novel Compact Multi-frequency Microstrip Patch Antenna", 2003 IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium, vol. 4, pp. 166-169, Jun. 2003 [5] J. Montero-de-Paz, E. Ugarte- unoz, F. J. Herraiz-Martinez, D. Segovia- Vargas, "Multifrequency Single Patch Antennas Loadad with Split Ring Resonators" Proceedings of the Fourth European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP), 2010 [4] Y. Pang, B. Gao, "Novel Compact Multi-frequency Microstrip Patch Antenna", 2003 IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium, vol. 4, pp. 166-169, Jun. 2003 [5] J. Montero-de-Paz, E. Ugarte-unoz, FJ Herraiz-Martinez, D. Segovia-Vargas, "Multifrequency Single Patch Antennas Loadad with Split Ring Resonators" Proceedings of the Fourth European Conference on Antennas and Propagation ( EuCAP), 2010
[6] Z.-J. Tang, Y.-G .He, "Broadband microstrip antenna with U and T slots for 2.45/2.41 GHz RFID tag", Electronics Letters, vol. 45 , issue: 18, pp. 926- 928, Aug. 2009 [7] S. R. Anoop, K.K. Ajayan, M. R. Baijul , V. Krishnakumar. V, "Multiband Be- havioural Analysis of a Higher Order Fractal Patch Antenna", International Congress on Ultra Modern Telecommunications and Control Systems and Workshops (ICUMT) 2010, pp. 823-827, Oct. 2010 Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darstellen, sodass ein Block oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein entsprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu verstehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Verfahrensschritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar. Einige oder alle der Verfahrensschritte können durch einen Hardware-Apparat (oder unter Verwendung eines Hardware-Apparats), wie zum Beispiel einen Mikroprozessor, einen pro- grammierbaren Computer oder einer elektronischen Schaltung durchgeführt werden. Bei einigen Ausführungsbeispielen können einige oder mehrere der wichtigsten Verfahrensschritte durch einen solchen Apparat ausgeführt werden. [6] Z.-J. Tang, Y. G. He, "Broadband microstrip antenna with U and T slots for 2.45 / 2.41 GHz RFID tag", Electronics Letters, vol. 45, issue: 18, pp. 926-928, Aug. 2009 [7] S.R. Anoop, K.K. Ajayan, M.R. Baijul, V. Krishnakumar. V, "Multiband Behavioral Analysis of a Higher Order Fractal Patch Antenna", International Congress on Ultra Modern Telecommunications and Control Systems and Workshops (ICUMT) 2010, p. 823-827, Oct. Although some aspects have been described in the context of a device, it will be understood that these aspects also constitute a description of the corresponding method such that a block or device of a device is also to be understood as a corresponding method step or feature of a method step. Similarly, aspects described in connection with or as a method step also represent a description of a corresponding block or detail or feature of a corresponding device. Some or all of the method steps may be performed by a hardware device (or using a hardware device). Apparatus), such as a microprocessor, a programmable computer, or an electronic circuit. In some embodiments, some or more of the most important method steps may be performed by such an apparatus.
Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich eine Veranschauli- chung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Es versteht sich, dass Modifikationen und Variationen der hierin beschriebenen Anordnungen und Einzelheiten anderen Fachleuten einleuchten werden. Deshalb ist beabsichtigt, dass die Erfindung lediglich durch den Schutzumfang der nachstehenden Patentansprüche und nicht durch die spezifischen Einzelheiten, die anhand der Beschreibung und der Erläuterung der Ausführungsbeispiele hierin präsentiert wurden, beschränkt sei. The embodiments described above are merely illustrative of the principles of the present invention. It will be understood that modifications and variations of the arrangements and details described herein will be apparent to others of ordinary skill in the art. Therefore, it is intended that the invention be limited only by the scope of the following claims and is not limited by the specific details presented with reference to the description and explanation of the embodiments herein.

Claims

Patentansprüche claims
Planare Mehrfrequenzantenne (10), umfassend: A planar multi-frequency antenna (10) comprising:
- eine erste Strahlungselektrode (12) mit einer ersten Fläche (A-i), wobei die erste Fläche (A1 ) mindestens eine Öffnung (14) aufweist, und - A first radiation electrode (12) having a first surface (A-i), wherein the first surface (A1) has at least one opening (14), and
- mindestens eine zweite Strahlungselektrode (16) mit einer zweiten Fläche (A2), wobei die zweite Strahlungselektrode (16) in der Öffnung (14), von der ersten Strahlungselektrode (12) beabstandet, angeordnet ist, und wobei die erste Strahlungselektrode (12) und die zweite Strahlungselektrode (16) in einer gemeinsamen Metallisierungslage (18) liegen. at least one second radiation electrode (16) having a second surface (A2), wherein the second radiation electrode (16) is disposed in the opening (14) spaced from the first radiation electrode (12), and wherein the first radiation electrode (12) and the second radiation electrode (16) lie in a common metallization layer (18).
Planare Mehrfrequenzantenne (10) nach Anspruch 1 , wobei alle Strahlungselektroden (12, 16, 26) der planare Mehrfrequenzantenne (10) in der gemeinsamen Metallisierungslage (18) liegen. A planar multi-frequency antenna (10) according to claim 1, wherein all the radiation electrodes (12, 16, 26) of the planar multi-frequency antenna (10) lie in the common metallization layer (18).
Planare Mehrfrequenzantenne (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste Strahlungselektrode (12) für das niedrigste Frequenzband ausgelegt ist. A planar multi-frequency antenna (10) according to claim 1 or 2, wherein the first radiation electrode (12) is designed for the lowest frequency band.
Planare Mehrfrequenzantenne (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die planare Mehrfrequenzantenne (10) ein Speisenetzwerk (20) umfasst, welches einen Speisungspunkt (22) und mindestens eine der Strahlungselektroden (12, 16, 26) elektrisch verbindet. A planar multi-frequency antenna (10) according to any one of claims 1 to 3, wherein the planar multi-frequency antenna (10) comprises a feed network (20) electrically connecting a feed point (22) and at least one of the radiation electrodes (12, 16, 26).
Planare Mehrfrequenzantenne (10) nach Anspruch 4, wobei zumindest die erste Strahlungselektrode (12) und die zweite Strahlungselektrode (16) miteinander verbunden sind, und wobei das Speisenetzwerk (20) ausgelegt ist, um für die erste Strahlungselektrode (12) und die zweite Strahlungselektrode (16) individuelle Impedanzanpassungen zu bewirken. A planar multi-frequency antenna (10) according to claim 4, wherein at least said first radiation electrode (12) and said second radiation electrode (16) are interconnected, and wherein said feed network (20) is arranged to effect individual impedance adjustments for the first radiation electrode (12) and the second radiation electrode (16).
Planare Mehrfrequenzantenne (10) nach einem der Ansprüche 4 oder 5, wobei an mindestens einer der Strahlungselektroden (12, 16, 26) eine Mehrzahl von Speisungspunkten (22) ausgebildet ist. Planar multi-frequency antenna (10) according to one of claims 4 or 5, wherein at least one of the radiation electrodes (12, 16, 26), a plurality of feed points (22) is formed.
Planare Mehrfrequenzantenne (10) nach einem der Ansprüche 4 oder 5, wobei das Speisenetzwerk (20) in der Öffnung (14, 24) angeordnet ist. A planar multi-frequency antenna (10) according to any one of claims 4 or 5, wherein the feed network (20) is disposed in the aperture (14, 24).
Planare Mehrfrequenzantenne (10) nach Anspruch 7, wobei das Speisenetzwerk (22) in der Öffnung (14, 24) zwischen der ersten Strahlungselektrode (12) und der zweiten Strahlungselektrode (16) angeordnet ist, wobei das Speisenetzwerk (20) angeordnet ist, um sowohl die erste Strahlungselektrode (12) als auch die zweite Strahlungselektrode (16) von einem gemeinsamen Speisepunkt (22) aus zu speisen. The planar multi-frequency antenna (10) of claim 7, wherein the feed network (22) is disposed in the opening (14, 24) between the first radiation electrode (12) and the second radiation electrode (16), the feed network (20) being arranged to both the first radiation electrode (12) and the second radiation electrode (16) to be fed from a common feed point (22).
9. Planare Mehrfrequenzantenne (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Öffnung (14, 24) als Rechteck ausbildet ist. 9. A planar multi-frequency antenna (10) according to any one of claims 1 to 8, wherein the opening (14, 24) is formed as a rectangle.
10. Planare Mehrfrequenzantenne (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Öffnung (14) sich vollständig innerhalb einer Hälfte der ersten Fläche (Ai) der ersten Strahlungselektrode (12) befindet. 1 1 . Planare Mehrfrequenzantenne (10) nach Anspruch 9, wobei die Öffnung (14) nicht über zwei gerade Linien die durch einen Flächenschwerpunkt verlaufen und ein Viertel der Gesamtfläche (Ai) der ersten Strahlungselektrode (12) begrenzen hinaus Verläuft, so dass die Öffnung (14) auf höchstens einen Viertel der Fläche (Ai) der ersten Strahlungselektrode (12) begrenzt ist. A multi-frequency planar antenna (10) according to any one of claims 1 to 9, wherein the aperture (14) is located entirely within one half of the first surface (Ai) of the first radiation electrode (12). 1 1. The planar multi-frequency antenna (10) of claim 9, wherein the aperture (14) does not extend beyond two straight lines passing through a centroid and bordering a quarter of the total area (Ai) of the first radiation electrode (12), such that the aperture (14) is limited to at most a quarter of the area (Ai) of the first radiation electrode (12).
12. Planare Mehrfrequenzantenne (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , wobei die Strahlungselektroden (12, 16, 24) als Rechteck ausgebildet sind. 13. Planare Mehrfrequenzantenne (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die zweite Strahlungselektrode (16) mittig in der Öffnung (14) platziert ist. 12. A planar multi-frequency antenna (10) according to any one of claims 1 to 1 1, wherein the radiation electrodes (12, 16, 24) are formed as a rectangle. 13. A planar multi-frequency antenna (10) according to any one of claims 1 to 12, wherein the second radiation electrode (16) is placed centrally in the opening (14).
14. Planare Mehrfrequenzantenne (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wo- bei die erste Strahlungselektrode (12) derart ausgelegt ist, dass ein Abstand14. A planar multi-frequency antenna (10) according to any one of claims 1 to 12, wherein the first radiation electrode (12) is designed such that a distance
(A) zwischen einer äußeren Berandung der ersten Strahlungselektrode (12) und der Öffnung (14) mindestens 0,25 % einer größten Ausdehnung der ersten Strahlungselektrode (12) beträgt. (A) between an outer boundary of the first radiation electrode (12) and the opening (14) is at least 0.25% of a maximum extension of the first radiation electrode (12).
Planare Mehrfrequenzantenne (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die zweite Strahlungselektrode (16) zu der ersten Strahlungselektrode (12) einen Abstand (B) aufweist, der mindestens 0,5% einer größten Ausdehnung der ersten Strahlungselektrode (12) entspricht. A planar multi-frequency antenna (10) according to any one of claims 1 to 14, wherein the second radiation electrode (16) to the first radiation electrode (12) has a distance (B) corresponding to at least 0.5% of a maximum extension of the first radiation electrode (12) ,
Planare Mehrfrequenzantenne (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die Fläche (A2) der zweiten Strahlungselektrode (16) eine Größe aufweist, die kleiner ist als 40% der Fläche (Α-ι) der ersten Strahlungselektrode (12). Planar multi-frequency antenna (10) according to any one of claims 1 to 15, wherein the surface (A 2 ) of the second radiation electrode (16) has a size which is smaller than 40% of the area (Α-ι) of the first radiation electrode (12).
Planare Mehrfrequenzantenne (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei eine Mehrzahl von Strahlungselektroden (16i, bis 16n) in der Öffnung (14) angeordnet sind, wobei die Strahlungselektroden (16i, bis 16n) zueinander einen Abstand (C) aufweisen. Planar multi-frequency antenna (10) according to any one of claims 1 to 16, wherein a plurality of radiation electrodes (16i, to 16 n) in the opening (14) are arranged, wherein the radiation electrode (16i, to 16 n) spaced apart a distance (C) exhibit.
Planare Mehrfrequenzantenne (10) nach Anspruch 17, wobei der Abstand (C) zwischen den Strahlungselektroden (16, 26) in der Öffnung (14) mindestens 0,5% einer größten Abmessung, der größten der zweiten Strahlungselektroden (16) beträgt. A planar multi-frequency antenna (10) according to claim 17, wherein the distance (C) between the radiation electrodes (16, 26) in the opening (14) is at least 0.5% of a largest dimension, the largest of the second radiation electrodes (16).
Planare Mehrfrequenzantenne (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei die zweite Strahlungselektrode (16), eine weitere Öffnung (24) aufweist, in welcher eine dritte Strahlungselektrode (26) angeordnet ist. Planare Mehrfrequenzantenne (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei in einer zweiten Metallisierungslage (18), eine Grundebene planparallel zu der erste Strahlungselektrode (12) angeordnet ist. Planar multi-frequency antenna (10) according to one of claims 1 to 18, wherein the second radiation electrode (16), a further opening (24), in which a third radiation electrode (26) is arranged. Planar multi-frequency antenna (10) according to one of claims 1 to 18, wherein in a second metallization layer (18), a ground plane is arranged plane-parallel to the first radiation electrode (12).
Planare Mehrfrequenzantenne (10) nach Anspruch 20, wobei die Grundebene (G) nicht über einen äußeren Umfang der ersten Strahlungselektrode (12) vorsteht. The planar multi-frequency antenna (10) of claim 20, wherein the ground plane (G) does not protrude beyond an outer periphery of the first radiation electrode (12).
Planare Mehrfrequenzantenne (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 21 , wobei in der Öffnung (14) zumindest ein elektrisches Bauteil integriert ist. Planar multi-frequency antenna (10) according to one of claims 1 to 21, wherein in the opening (14) at least one electrical component is integrated.
Planare Mehrfrequenzantenne (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 22, wobei in mindestens einer der Strahlungselektroden (12, 16, 26) zumindest ein Schlitz eingebracht ist. Planar multi-frequency antenna (10) according to one of claims 1 to 22, wherein in at least one of the radiation electrodes (12, 16, 26) at least one slot is introduced.
Verfahren zum Betrieb einer pianaren Mehrfrequenzantenne (10), wobei die pianaren Mehrfrequenzantenne (10): A method of operating a multi-frequency piano antenna (10), the multi-frequency piano antenna (10):
- eine erste Strahlungselektrode (12) mit einer ersten Fläche (Ai), wobei die erste Fläche (Ai) mindestens eine Öffnung (14) aufweist, und - A first radiation electrode (12) having a first surface (Ai), wherein the first surface (Ai) has at least one opening (14), and
- mindestens eine zweite Strahlungselektrode (16) mit einer zweiten Fläche (A2), wobei die zweite Strahlungselektrode (16) in der Öffnung (14), von der ersten Strahlungselektrode (12) beabstandet, angeordnet ist, und wobei die erste Strahlungselektrode (12) und die zweite Strahlungselektrode (16) in einer gemeinsamen Metallisierungslage (18) liegen, umfasst; und wobei das Verfahren ein Speisen der pianaren Mehrfrequenzantenne (10) mit einem elektrischen Signal umfasst. 25. Verfahren nach Anspruch 24, wobei die planare Mehrfrequenzantenne (10) gespeist wird, um eine dual polarisierte oder eine zirkulär polarisierte elektromagnetische Welle abzustrahlen. at least one second radiation electrode (16) having a second surface (A 2 ), wherein the second radiation electrode (16) is disposed in the opening (14) spaced from the first radiation electrode (12), and wherein the first radiation electrode (12 ) and the second radiation electrode (16) lie in a common metallization layer (18); and wherein the method comprises feeding the multi-frequency piano antenna (10) with an electrical signal. 25. The method of claim 24, wherein the planar multi-frequency antenna (10) is energized to emit a dual polarized or a circularly polarized electromagnetic wave.
26. Planare Mehrfrequenzantenne (10), umfassend: 26. A planar multi-frequency antenna (10) comprising:
- eine erste Strahlungselektrode (12) mit einer ersten Fläche (Ai), wobei die erste Fläche (A1 ) mindestens eine Öffnung (14) aufweist, und - A first radiation electrode (12) having a first surface (Ai), wherein the first surface (A1) has at least one opening (14), and
- mindestens eine zweite Strahlungselektrode (16) mit einer zweiten Fläche (A2), wobei die zweite Strahlungselektrode (16) in der Öffnung (14), von der ersten Strahlungselektrode (12) beabstandet, angeordnet ist, wobei die erste Strahlungselektrode (12) und die zweite Strahlungselektrode (16) in einer gemeinsamen Metallisierungslage (18) liegen; und wobei eine Mehrzahl von Strahlungselektroden (16i , bis 16n) in der Öffnung (14) angeordnet sind, wobei die Strahlungselektroden (16i , bis 16n) zueinander einen Abstand (C) aufweisen. at least one second radiation electrode (16) having a second surface (A 2 ), wherein the second radiation electrode (16) is disposed in the opening (14) spaced from the first radiation electrode (12), the first radiation electrode (12) and the second radiation electrode (16) lie in a common metallization layer (18); and wherein a plurality of radiation electrodes (16i, to 16 n) are arranged in the opening (14), wherein the radiation electrode (16i, to 16 n) spaced apart a distance (C).
27. Planare Mehrfrequenzantenne (10), umfassend: 27. A planar multi-frequency antenna (10) comprising:
- eine erste Strahlungselektrode (12) mit einer ersten Fläche (Ai), wobei die erste Fläche (A1 ) mindestens eine Öffnung (14) aufweist, und - A first radiation electrode (12) having a first surface (Ai), wherein the first surface (A1) has at least one opening (14), and
- mindestens eine zweite Strahlungselektrode (16) mit einer zweiten Fläche (A2), wobei die zweite Strahlungselektrode (16) in der Öffnung (14), von der ersten Strahlungselektrode (12) beabstandet, angeordnet ist, wobei alle Strahlungselektroden (12, 16, 26) der planaren Mehrfrequenzantenne (10) in einer gemeinsamen Metallisierungslage (18) liegen; wobei die erste Strahlungselektrode (12) für das niedrigste Frequenzband ausgelegt ist; und wobei die planare Mehrfrequenzantenne (10) ein Speisenetzwerk (20) umfasst, welches einen Speisungspunkt (22) und mindestens eine der Strahlungselektroden (12, 16, 26) elektrisch verbindet. - At least a second radiation electrode (16) having a second surface (A 2 ), wherein the second radiation electrode (16) in the opening (14), from the first radiation electrode (12) spaced, is arranged all the radiation electrodes (12, 16, 26) of the planar multi-frequency antenna (10) lie in a common metallization layer (18); wherein the first radiation electrode (12) is designed for the lowest frequency band; and wherein the planar multi-frequency antenna (10) comprises a feed network (20) electrically connecting a feed point (22) and at least one of the radiation electrodes (12, 16, 26).
PCT/EP2014/073021 2013-10-30 2014-10-27 Flat multi-frequency antenna WO2015063036A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201310222139 DE102013222139A1 (en) 2013-10-30 2013-10-30 Planar multi-frequency antenna
DE102013222139.8 2013-10-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015063036A1 true WO2015063036A1 (en) 2015-05-07

Family

ID=51846632

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2014/073021 WO2015063036A1 (en) 2013-10-30 2014-10-27 Flat multi-frequency antenna

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102013222139A1 (en)
WO (1) WO2015063036A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109088178A (en) * 2018-08-28 2018-12-25 昆山睿翔讯通通信技术有限公司 A kind of communication terminal dual polarization millimeter wave antenna system
CN109884828A (en) * 2019-04-17 2019-06-14 京东方科技集团股份有限公司 Display panel and mobile terminal

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6749489B2 (en) * 2016-10-17 2020-09-02 ディレクター ジェネラル ディフェンス リサーチ アンド ディヴェロップメント オーガナイゼーション Single layer dual aperture dual band antenna

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6118406A (en) * 1998-12-21 2000-09-12 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Broadband direct fed phased array antenna comprising stacked patches
WO2003052869A1 (en) * 2001-12-19 2003-06-26 Harada Industry Co., Ltd High-bandwidth multi-band antenna
US20030122718A1 (en) * 2001-12-27 2003-07-03 Shyh-Tirng Fang Dual-frequency planar antenna
JP2004208226A (en) * 2002-12-26 2004-07-22 Alps Electric Co Ltd Two-band patch antenna
US20090140927A1 (en) * 2007-11-30 2009-06-04 Hiroyuki Maeda Microstrip antenna
CN103151606A (en) * 2013-02-04 2013-06-12 河北科技大学 Nested type Koch fractal Beidou dual-frequency micro-strip antenna

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6181281B1 (en) * 1998-11-25 2001-01-30 Nec Corporation Single- and dual-mode patch antennas
FR2826186B1 (en) * 2001-06-18 2003-10-10 Centre Nat Rech Scient MULTI-FUNCTIONAL ANTENNA INCLUDING WIRE-PLATE ASSEMBLIES
JP3420233B2 (en) * 2001-11-28 2003-06-23 日本アンテナ株式会社 Composite antenna
JP2003188636A (en) * 2001-12-17 2003-07-04 Tdk Corp Combined antenna
JP2004007559A (en) * 2002-04-25 2004-01-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd Multiple-resonance antenna, antenna module, and radio device using the multiple-resonance antenna
US7227500B2 (en) * 2002-06-11 2007-06-05 Nippon Sheet Glass Company, Limited Planar antenna and method for designing the same
JP2006033652A (en) * 2004-07-21 2006-02-02 Japan Radio Co Ltd Multi-band antenna
US7253770B2 (en) * 2004-11-10 2007-08-07 Delphi Technologies, Inc. Integrated GPS and SDARS antenna
JP4296282B2 (en) * 2005-11-24 2009-07-15 国立大学法人埼玉大学 Multi-frequency microstrip antenna
KR100781933B1 (en) * 2005-12-16 2007-12-04 주식회사 이엠따블유안테나 Single layer dual band antenna with circular polarization and single feed point
US7427957B2 (en) * 2007-02-23 2008-09-23 Mark Iv Ivhs, Inc. Patch antenna
KR100952979B1 (en) * 2007-11-20 2010-04-15 한국전자통신연구원 The multiband antenna of gap filler system
US8830128B2 (en) * 2011-06-14 2014-09-09 Kathrein Automotive North America, Inc. Single feed multi-frequency multi-polarization antenna
DE102011122039B3 (en) * 2011-12-22 2013-01-31 Kathrein-Werke Kg Patch antenna assembly

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6118406A (en) * 1998-12-21 2000-09-12 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Broadband direct fed phased array antenna comprising stacked patches
WO2003052869A1 (en) * 2001-12-19 2003-06-26 Harada Industry Co., Ltd High-bandwidth multi-band antenna
US20030122718A1 (en) * 2001-12-27 2003-07-03 Shyh-Tirng Fang Dual-frequency planar antenna
JP2004208226A (en) * 2002-12-26 2004-07-22 Alps Electric Co Ltd Two-band patch antenna
US20090140927A1 (en) * 2007-11-30 2009-06-04 Hiroyuki Maeda Microstrip antenna
CN103151606A (en) * 2013-02-04 2013-06-12 河北科技大学 Nested type Koch fractal Beidou dual-frequency micro-strip antenna

Non-Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. SARKAR; P. P. SARKAR; S. K. CHOWDHURY: "A Novel Compact, Microstrip Antenna With Multifrequency Operation", INTERNATIONAL SEMINAR/WORKSHOP ON DIRECT AND INVERSE PROBLEMS OF ELECTROMAGNETIC AND ACOUSTIC WAVE THEORY (DIPED) 2009, September 2009 (2009-09-01), pages 147 - 151, XP031558241
F. CROQ; D. M. POZAR: "Multifrequency Operation of Microstrip Antennas Using Aperture Coupled Parallel Resonators", IEEE TRANSACTION ON ANTENNAS AND PROPAGATION, vol. 40, no. 11, November 1992 (1992-11-01), pages 1367 - 1374, XP000360527, DOI: doi:10.1109/8.202714
J. ANGUERA; C. PUENTE; C. BORJA: "Microwave and Opt. Tech. Letters", vol. 3, June 2001, WILEY, article "A Procedure to Design Stacked Microstrip Patch Antennas Based on a Simple Network Model"
J. MONTERO-DE-PAZ; E. UGARTE-MUNOZ; F. J. HERRAIZ-MARTINEZ; D. SEGOVIA-VARGAS: "Multifrequency Single Patch Antennas Loadad with Split Ring Resonators", PROCEEDINGS OF THE FOURTH EUROPEAN CONFERENCE ON ANTENNAS AND PROPAGATION (EUCAP, 2010
S. R. ANOOP; K.K. AJAYAN; M. R. BAIJU1; V. KRISHNAKUMAR. V: "Multiband Behavioural Analysis of a Higher Order Fractal Patch Antenna", INTERNATIONAL CONGRESS ON ULTRA MODERN TELECOMMUNICATIONS AND CONTROL SYSTEMS AND WORKSHOPS (ICUMT) 2010, October 2010 (2010-10-01), pages 823 - 827, XP031841011
Y. PANG; B. GAO: "Novel Compact Multi-frequency Microstrip Patch Antenna", 2003 IEEE ANTENNAS AND PROPAGATION SOCIETY INTERNATIONAL SYMPOSIUM, vol. 4, June 2003 (2003-06-01), pages 166 - 169, XP010650864, DOI: doi:10.1109/APS.2003.1220147
Z.-J. TANG; Y.-G .HE: "Broadband microstrip antenna with U and T slots for 2.45/2.41 GHz RFID tag", ELECTRONICS LETTERS, vol. 45, no. 18, August 2009 (2009-08-01), pages 926 - 928, XP006033721, DOI: doi:10.1049/EL:20090387

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109088178A (en) * 2018-08-28 2018-12-25 昆山睿翔讯通通信技术有限公司 A kind of communication terminal dual polarization millimeter wave antenna system
CN109088178B (en) * 2018-08-28 2024-01-09 昆山睿翔讯通通信技术有限公司 Dual-polarized millimeter wave antenna system of mobile communication terminal
CN109884828A (en) * 2019-04-17 2019-06-14 京东方科技集团股份有限公司 Display panel and mobile terminal
CN109884828B (en) * 2019-04-17 2022-01-11 京东方科技集团股份有限公司 Display panel and mobile terminal

Also Published As

Publication number Publication date
DE102013222139A1 (en) 2015-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60126280T2 (en) TWO BAND PATCH ANTENNA
DE60006132T2 (en) APERTURE COUPLED SLOT RADIATOR GROUP ANTENNA
DE102005010894B4 (en) Planar multiband antenna
EP1842262B1 (en) Aperture-coupled antenna
EP1759438B1 (en) Antenna
DE60213902T2 (en) M-shaped antenna
DE102016207434B4 (en) antenna device
EP1470615A1 (en) Dual-polarized radiating assembly
DE10297569T5 (en) Tuned slot antenna with high-frequency MEMS and method for their production
WO2012123125A1 (en) Multiband reception antenna for the combined reception of satellite signals and terrestrially emitted radio signals
DE10029733A1 (en) Antenna arrangement for mobile phones
DE102016204868B4 (en) antenna device
DE60128700T2 (en) WIRELESS RADIO
DE10022107A1 (en) Integrated antenna for mobile phones
DE202018002036U1 (en) Ceiling mounted multi-port multi-output (MIMO) low profile omnidirectional antennas
WO2002007254A1 (en) Antenna for multi-frequency operation
DE102007055327B4 (en) External multi-band radio antenna module
WO2015063036A1 (en) Flat multi-frequency antenna
DE60122698T2 (en) Multi-band antenna
DE112010002639B4 (en) ANTENNA DEVICE
WO2009065804A1 (en) Multiband receive antenna module
WO2004102742A1 (en) Multiband antenna
DE10204079A1 (en) Mobile radiotelephone antenna, has coupling region with average diameter that is less than half quarter-wavelength of lowest resonant frequency of antenna
DE102021132989B3 (en) RFID antenna device and RFID sensor device
EP3349303A1 (en) Kombinationsantenne

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14793063

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14793063

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1