WO2022038003A1 - Antenna - Google Patents

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WO2022038003A1
WO2022038003A1 PCT/EP2021/072321 EP2021072321W WO2022038003A1 WO 2022038003 A1 WO2022038003 A1 WO 2022038003A1 EP 2021072321 W EP2021072321 W EP 2021072321W WO 2022038003 A1 WO2022038003 A1 WO 2022038003A1
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WO
WIPO (PCT)
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resistor
antenna
hollow
hollow radiator
electrical
Prior art date
Application number
PCT/EP2021/072321
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Thomas Bolz
Michael Wilhelm ENGELS
Peter HILDENHAGEN
Benno JACOBS
Frank PANNES
Thomas PODREBERSEK
Matthias Rittweger
Original Assignee
Hagenuk Marinekommunikation Gmbh
Thyssenkrupp Ag
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Filing date
Publication date
Application filed by Hagenuk Marinekommunikation Gmbh, Thyssenkrupp Ag filed Critical Hagenuk Marinekommunikation Gmbh
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    • 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
    • H01Q9/16Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole
    • H01Q9/20Two collinear substantially straight active elements; Substantially straight single active elements
    • H01Q9/22Rigid rod or equivalent tubular element or elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/52Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q11/00Electrically-long antennas having dimensions more than twice the shortest operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q11/02Non-resonant antennas, e.g. travelling-wave antenna
    • H01Q11/08Helical antennas
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00Antenna arrays or systems
    • H01Q21/24Combinations of antenna units polarised in different directions for transmitting or receiving circularly and elliptically polarised waves or waves linearly polarised in any direction
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00Antenna arrays or systems
    • H01Q21/28Combinations of substantially independent non-interacting antenna units or systems

Definitions

  • the invention relates to an antenna made up of tube-like radiators, through which radiators an electrical line is passed.
  • Tube-like radiators are referred to below as hollow radiators.
  • This antenna has reduced parasitic resonances.
  • the antenna is, for example, a dipole antenna with an electrical line routed through both radiators, the dipole antenna having an arrangement for reducing parasitic resonances. In other words, a termination to avoid internal parasitic resonances in antennas with internal cable connections along the antenna is shown.
  • antennas are arranged sequentially and thus one above the other in the main direction of use.
  • the feeder cables typically coaxial cables
  • from one antenna are routed through another antenna.
  • the dipole can be short-circuited at least at a specific frequency to be radiated (resonant frequency).
  • a specific frequency to be radiated radiated (resonant frequency).
  • an impedance transformation takes place depending on the frequency of the signal that is transmitted with the coaxial line.
  • An open line end can be transformed into a high-frequency short circuit by means of a quarter-wave line transformation.
  • the (almost) infinite impedance at the open end of the coaxial line can be transformed into a short circuit (impedance is (almost) 0 ohms) at the feeding end of the coaxial line when operated with an AC voltage of the resonant frequency.
  • the resonant frequency is at the wavelength (lambda) corresponding to the length of the coaxial line, or at odd multiples of the frequencies at which the open At the end of the coaxial line is transformed into an open circuit at the lower end of the coaxial line, are even multiples of 1 A. This means that near the resonant frequencies, little or no energy is radiated by the dipole.
  • the object of the present invention is therefore to create an improved concept for antennas, in particular multifunctional antennas.
  • Exemplary embodiments show an antenna with a first hollow radiator and a second hollow radiator, which are each designed to emit and/or receive electromagnetic radiation, the first hollow radiator being arranged sequentially with respect to the second hollow radiator (ie one behind the other in the longitudinal direction). Such an arrangement of two antennas is also referred to as a dipole.
  • An electrical line that makes contact with an electrical component is passed through the first and the second hollow radiator.
  • the electrical component is, for example, a further antenna, which can be operated in addition to, and advantageously independently of, the first and second radiators.
  • the antenna can also be referred to as a multifunction antenna, with the first and second radiators together forming a first antenna and the further radiator forming a second antenna.
  • the electrical component can also be any other electrical load.
  • the electrical line has a shield which is connected to the second hollow radiator by means of an electrical resistor.
  • the electrical resistance designates both a direct voltage resistance (also referred to as effective resistance) and an alternating voltage resistance (also referred to as reactance or inductive or capacitive resistance), e.g. a capacitor (capacitance) or a coil (inductance).
  • An electrical line that has a shield is, for example, a coaxial cable.
  • the first and the second hollow radiator can be excited with a further electrical line, for example also a coaxial cable.
  • coaxial cable is used for the electrical line (feed line) that contacts the electrical component.
  • a part of the coaxial cable namely the shielding (also known as the outer conductor), forms a coaxial line with the radiators.
  • the different terms coaxial cable and coaxial line are used.
  • the coaxial cable is only one way of forming the electrical line.
  • a coaxial cable typically has an inner conductor and an outer conductor.
  • the general term "electrical line” is used, which accordingly has one or more inner conductors and a shield (outer conductor).
  • the antenna may exhibit the absence of a crossover network, in particular a diplexer. This enables a smaller design of the antenna.
  • the idea is to terminate at least one of the resulting coaxial lines from the shielding (inner conductor of the resulting coaxial line) and the first or second radiator (each outer conductor of the resulting coaxial lines) using the resistor. This means that there is an electrical connection between the shield and the first and/or the second radiator are established via the resistor. If the resistor is chosen correctly, the impedance transformation into a high-frequency short circuit is prevented.
  • the resulting coaxial line appears infinitely long due to a resistance that corresponds to the characteristic impedance of the parasitic coaxial waveguide, so that the coaxial line does not form any reflections at its open end and thus no high-frequency short circuit can form either.
  • the resistance here an AC voltage resistance
  • the resistance can also be selected in such a way that the resonant frequency is outside the frequency range of the first and second radiators (ie the dipole) in which the dipole is operated.
  • DC voltage resistors and AC voltage resistors can be combined in a resistor circuit.
  • the resulting coaxial line is also referred to as a parasitic coaxial line.
  • a pure DC voltage resistance is used, this advantageously corresponds approximately to the (line) characteristic impedance of the resulting coaxial line.
  • the characteristic impedance can also be deliberately chosen to be slightly larger in order to keep the power loss in the ohmic resistance lower. If a resistance circuit as described below is used, the resulting complex resistance must be selected depending on the requirements of the antenna, i.e. in particular depending on the frequency band into which the resonant frequency is to be shifted.
  • the first hollow radiator and/or the second hollow radiator comprises a helix antenna.
  • a radiator of the dipole is designed as a helical antenna
  • the dipole can also emit circularly polarized waves in addition to its actual function, typically the emission of signals as vertically polarized waves.
  • the helix antenna can be operated with a signal that differs from the signal with which the dipole is operated. Both signals can then be emitted independently of one another.
  • the signal driving the helical antenna is fed into each of the helical turns with a phase shift of every 360 degrees divided by the number of helical turns.
  • the solution presented in DE 102 39 874 B3 cited at the outset does not work with a helix antenna.
  • the resistor is arranged on the second hollow radiator, advantageously on an end face of the same, at which the electrical line emerges from the second hollow radiator.
  • the second hollow radiator is the upper radiator, i.e. the electrical cable is then routed through both hollow radiators before the shielding of the electrical cable is connected to the second hollow radiator.
  • the antenna is still functional even if the lower radiator (first hollow radiator) transforms a short circuit to the middle, i.e. between the first and the second hollow radiator.
  • the electrical resistance is arranged at a different point, then the open end of the coaxial line transforms into the resistance in the form of a reactance and both resistances form a parallel circuit which then transforms into a complex impedance in the direction of the feed. This is also possible, but it is more complex to determine (or select) the correct electrical resistance.
  • Exemplary embodiments show that the resistor is part of a resistor circuit, the resistor being a DC resistor and the resistor circuit further comprising an AC resistor.
  • the shield is electrically connected to the hollow radiator by means of the resistive circuit.
  • the contribution of the DC resistance to the total resistance of the resistive circuit can improve the radiation of the signal. It is true that the DC resistance itself also dampens the radiation of the signal, since power drops at the DC resistance, but this attenuation is not as serious as the total reflection of the signal due to the impedance transformation.
  • the resistor is part of a resistor network, with the resistor network having a further resistor which is (electrically) arranged in parallel with the resistor.
  • the current flow is divided across the resistors so that (with the same choice of resistors) there is a symmetrical current flow.
  • the resistor therefore does not get as hot and has a longer service life.
  • the radiation characteristics are less affected with a symmetrical and parallel distribution of the current of the signal on the hollow radiator than with a punctiform superimposition.
  • a method for producing an antenna is shown with the following steps: providing a first hollow radiator and a second hollow radiator, which are each designed to emit and/or receive electromagnetic radiation; arranging the first and second hollow radiators sequentially;
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an antenna in an embodiment, wherein FIG. 1a shows a schematic plan view and FIG. 1b shows a schematic sectional representation of the antenna;
  • FIG. 2 shows a schematic representation of the antenna in further exemplary embodiments, with FIG. 2a showing a schematic top view and FIG. 2b a schematic sectional representation of the antenna, and with FIG. 2c showing an optional exemplary resistor circuit of the antenna.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an antenna 20 from two perspectives.
  • FIG. 1a discloses a plan view of the antenna 20 and
  • FIG. 1b shows a schematic sectional illustration along the section plane A-A, which is drawn in FIG. 1a.
  • the antenna 20 will now be described with reference to both drawings.
  • the antenna 20 has a first hollow radiator 22a and a second hollow radiator 22b.
  • the hollow radiators 22 are designed to emit and/or receive electromagnetic radiation.
  • An electrical component 24 is arranged (in the main direction of use) above the two hollow radiators 22.
  • the electrical component 24 is not shown in FIG. 1a for reasons of clarity.
  • Such a sequential arrangement of two hollow radiators 22a, 22b, which are excited at two opposite end faces 26a, 26b with a 180° phase-shifted signal, is also referred to as a dipole.
  • An electrical line 28 is routed through the first and the second hollow radiator 22 in order to make (electrical) contact with the electrical component 24 .
  • the electrical line 28 has a shield 28a and at least one signal line 28b. For reasons of clarity, however, only one signal line is referred to below. At least the signal line 28b is electrically connected to the electrical component 24 . However, it is also possible to additionally connect the shielding 28a to the electrical component 24 .
  • the first coaxial line has the first hollow radiator 22a as the outer conductor and the inner conductor shield 28a.
  • the second coaxial line has the second hollow radiator 22b as the outer conductor and the shielding 28a as the inner conductor.
  • the two hollow radiators are each fed on facing end faces 26a, 26b.
  • the ends of the resulting coaxial lines are accordingly located on the opposite end faces 26c, 26d of the corresponding coaxial line.
  • the shielding 28a is connected to the second hollow radiator 22b by means of an electrical resistor 30.
  • the electrical resistance 30 leads to an attenuation of the signal during emission, this is less than the influence of the impedance transformation on the emission of the signal. Furthermore, the influence of the damping can be reduced with a resistance circuit described below with reference to FIG. 2c.
  • the resistor 30 is placed at the open end of the resulting coaxial line of the second hollow radiator 22b and the shield 28a.
  • the open end is located on the end face 26d of the second hollow radiator 22b, which is opposite the electrical component 24.
  • the arrangement of the resistor at the end of the resulting coaxial line is advantageous in that no new open coaxial line is created between the resistor and the end of the resulting coaxial line.
  • the resistor can additionally or alternatively also be arranged between the shielding 28a and the first waveguide 22a. This would then advantageously also be at the open end of the resulting coaxial line, which is located at the end face 26c of the first waveguide 22a.
  • the arrangement of the resistor on one of the two resulting coaxial lines means that at least the hollow radiator that is in contact with the electrical resistor remains active and only the other hollow radiator is short-circuited with the shielding, which means that the antenna at least still functions as a monopole it is not absolutely necessary to also terminate the other of the two hollow radiators, ie to connect it to the shielding 28a with a resistor.
  • the resistor 30 is part of a resistor network comprising the resistor 30 and the further resistor 30'. The arrangement of any number of other resistors in the network is possible.
  • the resistor 30 and the additional resistor 30', if any additional resistors are arranged in the network, including any additional resistors, are arranged in parallel between the shielding 28a and the second hollow radiator 22b.
  • the resistor 30 and the further resistor 30' and optionally any further resistors are arranged symmetrically. I.e. a distance or, in the case of a round hollow radiator, an angle between the resistors is the same in each case.
  • the explanations for the resistor 30 can be applied analogously to the individual resistors of the resistor network.
  • the symmetry also relates to the resistance value of the resistors. This means that the parallel resistors advantageously have the same resistance value, in particular the resistance circuits described below each have the same total resistance if the resistance circuits are arranged in a resistance network.
  • the resistance circuit comprises a plurality of resistances, in particular a combination of ohmic and reactive resistances.
  • the resistor 30 as well as a capacitor 30a and a coil 30b are shown as further AC resistors.
  • the resistance circuit is connected between the shielding 28a and the second hollow radiator 22b instead of the resistor 30 from FIG. 1a, FIG. 1b or FIG. 2a, FIG. 2b.
  • the additional resistor 30' should also be replaced with the same resistor circuit. This also applies to any other resistors.
  • the resistance circuit which also has at least one AC voltage resistance, the resonant frequency of the resulting coaxial line can be shifted to a frequency range of of the antenna is not used to radiate signals.
  • the use of the resistance circuit is advantageous in order to be able to reduce the direct voltage resistance and thus to reduce the attenuation of the signal to be radiated by the direct voltage resistance.
  • the resistance circuit can be determined by calculation, it is more practical to determine it by measurement. In this way, the input resistance can be measured over the frequency between the two hollow radiators. The shift of the resonance frequency by exchanging the reactive elements is observed and thus optimized towards the desired resonance frequency.
  • aspects have been described in the context of a device, it is understood that these aspects also represent a description of the corresponding method, so that a block or a component of a device is also to be understood as a corresponding method step or as a feature of a method step. Similarly, aspects that have been 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.

Abstract

The invention relates to an antenna (20) having a first hollow emitter (22a) and a second hollow emitter (22b). The hollow emitters are each designed to emit and/or receive electromagnetic radiation. The first hollow emitter (22a) is arranged sequentially with respect to the second hollow emitter (22b). The antenna further has an electrical component (24) and an electrical line, which is guided through the first and the second hollow emitter (22b) in order to make contact with the electrical component (24). The electrical line (28) has a shielding (28a), which is connected to the second hollow emitter (22b) by means of an electrical resistor (30).

Description

Antenne antenna
Beschreibung description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Antenne, die aus Rohr-ähnlichen Strahlern realisiert ist, wobei durch die Strahler eine elektrische Leitung hindurchgeführt ist. Rohr-ähnliche Strahler werden nachfolgend als Hohlstrahler bezeichnet. Diese Antenne weist im Vergleich zu üblichen Antennen, die durch ihre Struktur einen Koaxialleiter bilden, reduzierte parasitäre Resonanzen auf. Die Antenne ist beispielsweise eine Dipolantenne mit einer durch beide Strahler hindurchgeführten elektrischen Leitung, wobei die Dipolantenne eine Anordnung zur Reduzierung parasitärer Resonanzen aufweist. In anderen Worten ist eine Terminierung zur Vermeidung interner parasitärer Resonanzen in Antennen mit internen Kabelverbindungen längs der Antenne gezeigt. The invention relates to an antenna made up of tube-like radiators, through which radiators an electrical line is passed. Tube-like radiators are referred to below as hollow radiators. Compared to conventional antennas, which form a coaxial conductor due to their structure, this antenna has reduced parasitic resonances. The antenna is, for example, a dipole antenna with an electrical line routed through both radiators, the dipole antenna having an arrangement for reducing parasitic resonances. In other words, a termination to avoid internal parasitic resonances in antennas with internal cable connections along the antenna is shown.
Beispielsweise bei Multifunktionsantennen, die aus mehreren Einzelantennen bestehen, werden Antennen sequenziell und somit in Hauptverwendungsrichtung übereinander angeordnet. Dabei werden die Speisekabel (typischerweise Koaxialkabel) einer Antenne durch eine andere Antenne hindurchgeführt. For example, in the case of multifunction antennas, which consist of several individual antennas, antennas are arranged sequentially and thus one above the other in the main direction of use. The feeder cables (typically coaxial cables) from one antenna are routed through another antenna.
Insbesondere wenn die Antenne, durch die das Speisekabel hindurchgeführt ist, ein Dipol ist, kann der Dipol bei zumindest einer bestimmten abzustrahlenden Frequenz (Resonanzfrequenz) kurzgeschlossen sein. In anderen Worten findet bei offenen Koaxialleitungen, auch wenn diese durch den Dipol und einen Außenleiter der hindurchgeführte Koaxialleitung entstehen und nicht erwünscht sind, abhängig von der Frequenz des Signals, das mit der Koaxialleitung übertragen wird, eine Impedanztransformation statt. So kann ein offenes Leitungsende mittels einer Lambda-Viertel Leitungstransformation in einen Hochfrequenzkurzschluss transformiert werden. Das heißt, die (nahezu) unendliche Impedanz an dem offenen Ende der Koaxialleitung kann bei Betrieb mit einer Wechselspannung der Resonanzfrequenz in einen Kurzschluss (Impedanz ist (nahezu) 0 Ohm) an dem speisenden Ende der Koaxialleitung transformiert werden. Die Resonanzfrequenz liegt bei der Wellenlänge (Lambda), die der Länge der Koaxialleitung entspricht, oder bei ungeradzahligen Vielfachen von Die Frequenzen, bei denen das offene Ende der Koaxialleitung in einen Leerlauf am unteren Ende der Koaxialleitung transformiert wird, liegen bei geradzahligen Vielfachen von 1A Dies hat zur Folge, dass in der Nähe der Resonanzfrequenzen von dem Dipol keine oder nur sehr wenig Energie abgestrahlt wird. In particular if the antenna through which the feeder cable is routed is a dipole, the dipole can be short-circuited at least at a specific frequency to be radiated (resonant frequency). In other words, with open coaxial lines, even if they are caused by the dipole and an outer conductor of the coaxial line passed through and are not desired, an impedance transformation takes place depending on the frequency of the signal that is transmitted with the coaxial line. An open line end can be transformed into a high-frequency short circuit by means of a quarter-wave line transformation. This means that the (almost) infinite impedance at the open end of the coaxial line can be transformed into a short circuit (impedance is (almost) 0 ohms) at the feeding end of the coaxial line when operated with an AC voltage of the resonant frequency. The resonant frequency is at the wavelength (lambda) corresponding to the length of the coaxial line, or at odd multiples of the frequencies at which the open At the end of the coaxial line is transformed into an open circuit at the lower end of the coaxial line, are even multiples of 1 A. This means that near the resonant frequencies, little or no energy is radiated by the dipole.
In der DE 102 39 874 B3 wird diese Problemstellung bereits thematisiert. Hier werden drei Strahlerelemente mittels ineinander liegender Koaxialleitungen gespeist, um die Impedanztransformation zu verhindern. Genauer werden drei Strahlerelemente verwendet, die so kombiniert werden, dass jeweils zwei Strahlerelemente einen Dipol für einen bestimmten Frequenzbereich bilden. Durch Lambda/4-Resonanzen wir jeweils ein Strahlerelemente abgekoppelt, die anderen beiden Strahlerelemente bilden den Dipol. Diese Lösung ist jedoch nur für bestimmte Frequenzbereiche anwendbar, auf die die Längen der Strahlerelemente optimiert sind und bedarf dadurch, dass zumindest drei Strahlerelemente benötigt werden um die Antenne zu bilden, a) viel Platz, b) einen vergleichsweise großen Hardwareaufwand in Form des zusätzlichen Strahlerelements sowie c) eines Diplexers bzw. einer Frequenzweiche. This problem has already been discussed in DE 102 39 874 B3. Here, three radiator elements are fed by means of coaxial lines lying one inside the other in order to prevent impedance transformation. More precisely, three radiating elements are used, which are combined in such a way that two radiating elements each form a dipole for a specific frequency range. One radiator element is decoupled by lambda/4 resonances, the other two radiator elements form the dipole. However, this solution can only be used for certain frequency ranges for which the lengths of the radiating elements are optimized and, since at least three radiating elements are required to form the antenna, requires a) a lot of space, b) a comparatively large amount of hardware in the form of the additional radiating element and c) a diplexer or a crossover network.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, ein verbessertes Konzept für Antennen, insbesondere Multifunktionsantennen, zu schaffen. The object of the present invention is therefore to create an improved concept for antennas, in particular multifunctional antennas.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche. The object is solved by the subject matter of the independent patent claims. Further advantageous embodiments are the subject matter of the dependent patent claims.
Ausführungsbeispiele zeigen eine Antenne mit einem ersten Hohlstrahler und einem zweiten Hohlstrahler, die jeweils ausgebildet sind, elektromagnetische Strahlung auszusenden und/oder zu empfangen, wobei der erste Hohlstrahler sequenziell zu dem zweiten Hohlstrahler (d.h. in Längsrichtung hintereinander) angeordnet ist. Eine solche Anordnung von zwei Antennen wird auch als Dipol bezeichnet. Durch den ersten und den zweiten Hohlstrahler ist eine elektrische Leitung hindurchgeführt, die eine elektrische Komponente kontaktiert. Die elektrische Komponente ist beispielsweise eine weiterere Antenne, die ergänzend, vorteilhafterweise unabhängig, von dem ersten und dem zweiten Strahler betrieben werden kann. Aus einem anderen Betrachtungswinkel kann die Antenne auch als Multifunktionsantenne bezeichnet werden wobei der erste und der zweite Strahler zusammen eine erste Antenne und der weitere Strahler eine zweite Antenne bildet. Die elektrische Komponente kann aber auch ein beliebiger anderer elektrischer Verbraucher sein. Exemplary embodiments show an antenna with a first hollow radiator and a second hollow radiator, which are each designed to emit and/or receive electromagnetic radiation, the first hollow radiator being arranged sequentially with respect to the second hollow radiator (ie one behind the other in the longitudinal direction). Such an arrangement of two antennas is also referred to as a dipole. An electrical line that makes contact with an electrical component is passed through the first and the second hollow radiator. The electrical component is, for example, a further antenna, which can be operated in addition to, and advantageously independently of, the first and second radiators. the end From a different perspective, the antenna can also be referred to as a multifunction antenna, with the first and second radiators together forming a first antenna and the further radiator forming a second antenna. However, the electrical component can also be any other electrical load.
Die elektrische Leitung weist eine Abschirmung auf, die mittels eines elektrischen Widerstands mit dem zweiten Hohlstrahler verbunden ist. Der elektrische Widerstand bezeichnet sowohl einen Gleichspannungswiderstand (auch als Wirkwiderstand bezeichnet) als auch einen Wechselspannungswiderstand (auch als Blindwiderstand bzw. induktiver oder kapazitiver Widerstand bezeichnet), z.B. einen Kondensator (Kapazität) oder eine Spule (Induktivität). Eine elektrische Leitung, die eine Abschirmung aufweist, ist beispielsweise ein Koaxialkabel. Mit einer weiteren elektrischen Leitung, beispielsweise ebenfalls einem Koaxialkabel, können der erste und der zweite Hohlstrahler angeregt werden. The electrical line has a shield which is connected to the second hollow radiator by means of an electrical resistor. The electrical resistance designates both a direct voltage resistance (also referred to as effective resistance) and an alternating voltage resistance (also referred to as reactance or inductive or capacitive resistance), e.g. a capacitor (capacitance) or a coil (inductance). An electrical line that has a shield is, for example, a coaxial cable. The first and the second hollow radiator can be excited with a further electrical line, for example also a coaxial cable.
In dieser Offenbarung wird der Begriff Koaxialkabel für die elektrische Leitung (Speiseleitung) verwendet, die die elektrische Komponente kontaktiert. Ein Teil des Koaxialkabels, nämlich die Abschirmung (auch als Außenleiter bezeichnet), bildet mit den Strahlern jeweils eine Koaxialleitung. Um beide Leitungen auseinanderhalten zu können, werden die unterschiedlichen Begriffe Koaxialkabel und Koaxialleitung verwendet. Es sei jedoch angemerkt, dass das Koaxialkabel nur eine Möglichkeit ist, die elektrische Leitung auszubilden. Ein Koaxialkabel weist typischerweise einen Innenleiter und einen Außenleiter auf. Es ist jedoch auch möglich, dass in einem Außenleiter mehrere Innenleiter geführt werden. Aus diesem Grund wird der allgemeine Begriff „elektrische Leitung“ verwendet, die dementsprechend einen oder eine Mehrzahl von Innenleitern und eine Abschirmung (Außenleiter) aufweist. In this disclosure, the term coaxial cable is used for the electrical line (feed line) that contacts the electrical component. A part of the coaxial cable, namely the shielding (also known as the outer conductor), forms a coaxial line with the radiators. In order to be able to tell the two lines apart, the different terms coaxial cable and coaxial line are used. However, it should be noted that the coaxial cable is only one way of forming the electrical line. A coaxial cable typically has an inner conductor and an outer conductor. However, it is also possible for several inner conductors to be routed in one outer conductor. For this reason, the general term "electrical line" is used, which accordingly has one or more inner conductors and a shield (outer conductor).
Die Antenne kann die Abwesenheit einer Frequenzweiche, insbesondere eines Diplexers, aufweisen. Dies ermöglicht eine kleinere Bauform der Antenne. The antenna may exhibit the absence of a crossover network, in particular a diplexer. This enables a smaller design of the antenna.
Idee ist es, zumindest eine resultierende Koaxialleitungen aus der Abschirmung (Innenleiter der resultierenden Koaxialleitung) und dem ersten bzw. dem zweiten Strahler (jeweils Außenleiter der resultierenden Koaxialleitungen, mittels des Widerstands zu terminieren. Das heißt, es wird eine elektrische Verbindung zwischen der Abschirmung und dem ersten und/oder dem zweiten Strahler über den Widerstand hergestellt. Wird der Widerstand richtig gewählt, wird die Impedanztransformation in einen Hochfrequenz-Kurzschluss verhindert. Die resultierende Koaxialleitung erscheint durch einen Widerstand, der dem Wellenwiderstand des parasitären koaxialen Wellenleiters entspricht, unendlich lang, so dass die Koaxialleitung an ihrem offenen Ende keine Reflexionen ausbildet und sich somit auch kein Hochfrequenz-Kurzschluss ausbilden kann. Alternativ kann der Widerstand (hier ein Wechselspannungswiderstand) auch derart gewählt werden, dass die Resonanzfrequenz außerhalb des Frequenzbereichs des ersten und des zweiten Strahlers (also des Dipols) liegt, in dem der Dipol betrieben wird. Ebenso können Gleichspannungswiderstände und Wechselspannungswiderstände in einer Widerstandsschaltung kombiniert werden. Die resultierende Koaxialleitung wird auch als parasitäre Koaxialleitung bezeichnet. The idea is to terminate at least one of the resulting coaxial lines from the shielding (inner conductor of the resulting coaxial line) and the first or second radiator (each outer conductor of the resulting coaxial lines) using the resistor. This means that there is an electrical connection between the shield and the first and/or the second radiator are established via the resistor. If the resistor is chosen correctly, the impedance transformation into a high-frequency short circuit is prevented. The resulting coaxial line appears infinitely long due to a resistance that corresponds to the characteristic impedance of the parasitic coaxial waveguide, so that the coaxial line does not form any reflections at its open end and thus no high-frequency short circuit can form either. Alternatively, the resistance (here an AC voltage resistance) can also be selected in such a way that the resonant frequency is outside the frequency range of the first and second radiators (ie the dipole) in which the dipole is operated. Likewise, DC voltage resistors and AC voltage resistors can be combined in a resistor circuit. The resulting coaxial line is also referred to as a parasitic coaxial line.
Wird ein reiner Gleichspannungswiderstand verwendet, entspricht dieser vorteilhafterweise etwa dem (Leitungs-) Wellenwiderstand der resultierenden Koaxialleitung. Der Wellenwiderstand kann auch bewusst etwas größer gewählt werden, um die Verlustleistung im ohmschen Widerstand geringer zu halten. Wird eine nachfolgend beschriebene Widerstandsschaltung verwendet, ist der resultierende komplexe Widerstand abhängig von den Anforderungen der Antenne zu wählen, d.h. insbesondere abhängig von dem Frequenzband, in das die Resonanzfrequenz geschoben werden soll. If a pure DC voltage resistance is used, this advantageously corresponds approximately to the (line) characteristic impedance of the resulting coaxial line. The characteristic impedance can also be deliberately chosen to be slightly larger in order to keep the power loss in the ohmic resistance lower. If a resistance circuit as described below is used, the resulting complex resistance must be selected depending on the requirements of the antenna, i.e. in particular depending on the frequency band into which the resonant frequency is to be shifted.
In Ausführungsbeispielen umfasst der erste Hohlstrahler und/oder der zweite Hohlstrahler eine Helixantenne. Ist ein Strahler des Dipols als Helixantenne ausgebildet, kann der Dipol neben seiner eigentlichen Funktion, typischerweise der Abstrahlung von Signalen als vertikal polarisierte Wellen, auch zirkular polarisierte Wellen abstrahlen. Hierzu kann die Helixantenne mit einem Signal betrieben werden, das sich von dem Signal, mit dem der Dipol betrieben wird, unterscheidet. Beide Signale können dann unabhängig voneinander abgestrahlt werden. Insbesondere wird das Signal, mit dem die Helixantenne betrieben wird, mit einer Phasenverschiebung von jeweils 360 Grad geteilt durch die Anzahl der Helixwindungen in jede der Helixwindungen eingespeist. Ferner sei angemerkt, dass die vorgestellte Lösung in der eingangs zitierten DE 102 39 874 B3 nicht mit einer Helixantenne funktioniert. In exemplary embodiments, the first hollow radiator and/or the second hollow radiator comprises a helix antenna. If a radiator of the dipole is designed as a helical antenna, the dipole can also emit circularly polarized waves in addition to its actual function, typically the emission of signals as vertically polarized waves. For this purpose, the helix antenna can be operated with a signal that differs from the signal with which the dipole is operated. Both signals can then be emitted independently of one another. In particular, the signal driving the helical antenna is fed into each of the helical turns with a phase shift of every 360 degrees divided by the number of helical turns. Furthermore, it should be noted that the solution presented in DE 102 39 874 B3 cited at the outset does not work with a helix antenna.
In Ausführungsbeispielen ist der Widerstand an dem zweiten Hohlstrahler, vorteilhafterweise an einer Stirnseite desselben, angeordnet, an der die elektrische Leitung aus dem zweiten Hohlstrahler austritt. Der zweite Hohlstrahler ist der obere Strahler, d.h. die elektrische Leitung ist dann durch beide Hohlstrahler hindurchgeführt bevor die Abschirmung der elektrischen Leitung mit dem zweiten Hohlstrahler verbunden ist. Dies ist vorteilhaft, da die Antenne auch dann noch funktionsfähig ist, wenn der untere Strahler (erste Hohlstrahler) einen Kurzschluss in die Mitte, d.h. zwischen den ersten und den zweiten Hohlstrahler, transformiert. Ist der elektrische Widerstand an einer anderen Stelle angeordnet, dann transformiert sich das offene Ende der Koaxialleitung zu dem Widerstand in Form eines Blindwiderstands und beide Widerstände bilden eine Parallelschaltung die sich dann in Richtung der Einspeisung in eine komplexe Impedanz transformiert. Dies ist auch möglich allerdings aufwendiger in der Bestimmung (bzw. Wahl) des korrekten elektrischen Widerstands. In exemplary embodiments, the resistor is arranged on the second hollow radiator, advantageously on an end face of the same, at which the electrical line emerges from the second hollow radiator. The second hollow radiator is the upper radiator, i.e. the electrical cable is then routed through both hollow radiators before the shielding of the electrical cable is connected to the second hollow radiator. This is advantageous because the antenna is still functional even if the lower radiator (first hollow radiator) transforms a short circuit to the middle, i.e. between the first and the second hollow radiator. If the electrical resistance is arranged at a different point, then the open end of the coaxial line transforms into the resistance in the form of a reactance and both resistances form a parallel circuit which then transforms into a complex impedance in the direction of the feed. This is also possible, but it is more complex to determine (or select) the correct electrical resistance.
Ausführungsbeispiele zeigen, dass der Widerstand Teil einer Widerstandsschaltung ist, wobei der Widerstand ein Gleichspannungswiderstand ist und wobei die Widerstandsschaltung ferner einen Wechselspannungswiderstand aufweist. Die Abschirmung ist mittels der Widerstandsschaltung elektrisch mit dem Hohlstrahler verbunden. Dies ist vorteilhaft, da mittels des Wechselspannungswiderstands die Resonanzfrequenz in einen Frequenzbereich verschoben werden kann, in dem die Antenne nicht betrieben wird. An dem Gleichspannungswiderstand fällt dadurch weniger Leistung ab, so dass im Umkehrschluss mehr Leistung abgestrahlt werden kann. Es ist aber je nach Anwendungsfall möglich, dass die Resonanzfrequenz keinen ausreichenden Abstand zu dem Frequenzbereich einhalten kann, in dem die Antenne betrieben wird. Dann wird die Abstrahlung des Signals auch bei Frequenzen, die dicht an der Resonanzfrequenz liegen, beeinträchtigt. Wenn der Dipol mit diesen Frequenzen betrieben wird, kann der Anteil des Gleichspannungswiderstands an dem Gesamtwiderstand der Widerstandsschaltung die Abstrahlung des Signals verbessern. Zwar dämpft der Gleichspannungswiderstand selber auch die Abstrahlung des Signals, da Leistung an dem Gleichspannungswiderstand abfällt, diese Dämpfung ist jedoch nicht gravierend wie die Totalreflexion des Signals durch die Impedanztransformation. Exemplary embodiments show that the resistor is part of a resistor circuit, the resistor being a DC resistor and the resistor circuit further comprising an AC resistor. The shield is electrically connected to the hollow radiator by means of the resistive circuit. This is advantageous because the resonant frequency can be shifted into a frequency range in which the antenna is not operated by means of the alternating voltage resistance. As a result, less power is dropped at the DC voltage resistor, so that, conversely, more power can be radiated. However, depending on the application, it is possible that the resonant frequency cannot keep a sufficient distance from the frequency range in which the antenna is operated. Then the radiation of the signal is also impaired at frequencies that are close to the resonance frequency. When the dipole is operated at these frequencies, the contribution of the DC resistance to the total resistance of the resistive circuit can improve the radiation of the signal. It is true that the DC resistance itself also dampens the radiation of the signal, since power drops at the DC resistance, but this attenuation is not as serious as the total reflection of the signal due to the impedance transformation.
In Ausführungsbeispielen ist der Widerstand Teil eines Widerstandsnetzwerks, wobei das Widerstandsnetzwerk einen weiteren Widerstand aufweist, der (elektrisch) parallel zu dem Widerstand angeordnet ist. Somit wird der Stromfluss über die Widerstände aufgeteilt, so dass (bei gleicher Wahl der Widerstände) ein symmetrischer Stromfluss erfolgt. Somit wird die Leistung, die an einem Widerstand abfällt, reduziert. Der Widerstand wird somit nicht so heiß und weist eine längere Lebensdauer auf. Ferner wird die Abstrahlcharakteristik bei einer symmetrischen und parallelen Aufteilung des Stroms des Signals auf dem Hohlstrahler weniger beeinflusst als bei einer punktuellen Überlagerung. In exemplary embodiments, the resistor is part of a resistor network, with the resistor network having a further resistor which is (electrically) arranged in parallel with the resistor. In this way, the current flow is divided across the resistors so that (with the same choice of resistors) there is a symmetrical current flow. Thus, the power that is dropped across a resistor is reduced. The resistor therefore does not get as hot and has a longer service life. Furthermore, the radiation characteristics are less affected with a symmetrical and parallel distribution of the current of the signal on the hollow radiator than with a punctiform superimposition.
Analog ist ein Verfahren zur Herstellung einer Antenne mit folgenden Schritten gezeigt: Bereitstellen eines ersten Hohlstrahlers und eines zweiten Hohlstrahlers, die jeweils ausgebildet sind, elektromagnetische Strahlung auszusenden und/oder zu empfangen; Anordnen des ersten und des zweiten Hohlstrahlers sequenziell; Analogously, a method for producing an antenna is shown with the following steps: providing a first hollow radiator and a second hollow radiator, which are each designed to emit and/or receive electromagnetic radiation; arranging the first and second hollow radiators sequentially;
Bereitstellen einer elektrischen Komponente; Hindurchführen einer elektrischen Leitung durch den ersten Hohlstrahler und den zweiten Hohlstrahler; Kontaktieren der elektrischen Komponente mit der elektrischen Leitung; Verbinden einer Abschirmung der elektrischen Leitung mittels eines elektrischen Widerstands elektrisch mit dem zweiten Hohlstrahler. providing an electrical component; passing an electrical line through the first hollow radiator and the second hollow radiator; contacting the electrical component with the electrical line; Electrically connecting a shielding of the electrical line to the second hollow radiator by means of an electrical resistor.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen: Preferred embodiments of the present invention are explained below with reference to the accompanying drawings. Show it:
Fig. 1 : eine schematische Darstellung einer Antenne in einem Ausführungsbeispiel, wobei Fig. 1a eine schematische Draufsicht und Fig. 1 b eine schematische Schnittdarstellung der Antenne zeigt; FIG. 1 shows a schematic representation of an antenna in an embodiment, wherein FIG. 1a shows a schematic plan view and FIG. 1b shows a schematic sectional representation of the antenna;
Fig. 2: eine schematische Darstellung der Antenne in weiteren Ausführungsbeispielen, wobei Fig. 2a eine schematische Draufsicht und Fig. 2b eine schematische Schnittdarstellung der Antenne zeigt und wobei Fig. 2c eine optionale beispielhafte Widerstandsschaltung der Antenne zeigt. Bevor nachfolgend Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung im Detail anhand der Zeichnungen näher erläutert werden, wird darauf hingewiesen, dass identische, funktionsgleiche oder gleichwirkende Elemente, Objekte und/oder Strukturen in den unterschiedlichen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, so dass die in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellte Beschreibung dieser Elemente untereinander austauschbar ist bzw. aufeinander angewendet werden kann. 2 shows a schematic representation of the antenna in further exemplary embodiments, with FIG. 2a showing a schematic top view and FIG. 2b a schematic sectional representation of the antenna, and with FIG. 2c showing an optional exemplary resistor circuit of the antenna. Before exemplary embodiments of the present invention are explained in more detail below with reference to the drawings, it is pointed out that identical elements, objects and/or structures that have the same function or have the same effect are provided with the same reference symbols in the different figures, so that the elements shown in different exemplary embodiments Description of these elements is interchangeable or can be applied to each other.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Antenne 20 aus zwei Perspektiven. Fig. 1a offenbart eine Draufsicht auf die Antenne 20 und Fig. 1 b eine schematische Schnittdarstellung entlang der Schnittebene A-A, die in Fig. 1a eingezeichnet ist. Die Antenne 20 wird nunmehr bezugnehmend auf beide Zeichnungen beschrieben. Die Antenne 20 weist einen ersten Hohlstrahler 22a und einen zweiten Hohlstrahler 22b auf. Die Hohlstrahler 22 sind ausgebildet, elektromagnetische Strahlung auszusenden und/oder zu empfangen. Eine elektrische Komponente 24 ist (in Hauptverwendungsrichtung) oberhalb der beiden Hohlstrahler 22 angeordnet, In Fig. 1a wurde aus Gründen der Übersichtlichkeit auf die Darstellung der elektrischen Komponente 24 verzichtet. 1 shows a schematic representation of an antenna 20 from two perspectives. FIG. 1a discloses a plan view of the antenna 20 and FIG. 1b shows a schematic sectional illustration along the section plane A-A, which is drawn in FIG. 1a. The antenna 20 will now be described with reference to both drawings. The antenna 20 has a first hollow radiator 22a and a second hollow radiator 22b. The hollow radiators 22 are designed to emit and/or receive electromagnetic radiation. An electrical component 24 is arranged (in the main direction of use) above the two hollow radiators 22. The electrical component 24 is not shown in FIG. 1a for reasons of clarity.
Eine solche sequentielle Anordnung von zwei Hohlstrahlern 22a, 22b, die an zwei sich gegenüberliegenden Stirnseiten 26a, 26b mit einem um 180° phasenverschobenen Signal angeregt werden, wird auch als Dipol bezeichnet. Such a sequential arrangement of two hollow radiators 22a, 22b, which are excited at two opposite end faces 26a, 26b with a 180° phase-shifted signal, is also referred to as a dipole.
Eine elektrische Leitung 28 ist durch den ersten und den zweiten Hohlstrahler 22 hindurchgeführt, um die elektrische Komponente 24 (elektrisch) zu kontaktieren. Die elektrische Leitung 28 weist eine Abschirmung 28a und zumindest eine Signalleitung 28b auf. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wird jedoch nachfolgend immer nur auf eine Signalleitung bezuggenommen. Zumindest die Signalleitung 28b ist mit der elektrischen Komponente 24 elektrisch verbunden. Es ist jedoch auch möglich, ergänzend die Abschirmung 28a mit der elektrischen Komponente 24 zu verbinden. An electrical line 28 is routed through the first and the second hollow radiator 22 in order to make (electrical) contact with the electrical component 24 . The electrical line 28 has a shield 28a and at least one signal line 28b. For reasons of clarity, however, only one signal line is referred to below. At least the signal line 28b is electrically connected to the electrical component 24 . However, it is also possible to additionally connect the shielding 28a to the electrical component 24 .
Aus dieser Anordnung resultieren nun zwei Koaxialleitungen. Die erste Koaxialleitung weist als Außenleiter den ersten Hohlstrahler 22a auf und als Innenleiter die Abschirmung 28a. Die zweite Koaxialleitung weist als Außenleiter den zweiten Hohlstrahler 22b auf und als Innenleiter ebenfalls die Abschirmung 28a. Gespeist werden die beiden Hohlstrahler jeweils an sich zugewandten Stirnseiten 26a, 26b. Die Enden der resultierenden Koaxialleitungen befinden sich demnach an den sich abgewandten Stirnseiten 26c, 26d der entsprechenden Koaxialleitung. Wird die Koaxialleitung nun mit einem Hochfrequenzsignal angeregt, deren Wellenlänge einem Viertel der Länge der Koaxialleitung entspricht, führt dies zu einer niederohmigen Verbindung zwischen dem entsprechenden Hohlstrahler 22a, 22b und der Abschirmung 28a, an der Stelle, an der die Hohlstrahler gespeist werden. Dies hat zur Folge, dass der erste und der zweite Hohlstrahler keine Signale mit Frequenzen abstrahlen können, die sich in der Nähe der Resonanzfrequenzen befinden. This arrangement now results in two coaxial lines. The first coaxial line has the first hollow radiator 22a as the outer conductor and the inner conductor shield 28a. The second coaxial line has the second hollow radiator 22b as the outer conductor and the shielding 28a as the inner conductor. The two hollow radiators are each fed on facing end faces 26a, 26b. The ends of the resulting coaxial lines are accordingly located on the opposite end faces 26c, 26d of the corresponding coaxial line. If the coaxial line is now excited with a high-frequency signal whose wavelength corresponds to a quarter of the length of the coaxial line, this leads to a low-impedance connection between the corresponding hollow radiator 22a, 22b and the shielding 28a at the point at which the hollow radiators are fed. The consequence of this is that the first and the second hollow radiator cannot emit signals with frequencies that are close to the resonance frequencies.
Aus diesem Grund ist die Abschirmung 28a mittels eines elektrischen Widerstands 30 mit dem zweiten Hohlstrahler 22b verbunden. Der elektrische Widerstand 30 führt zwar zu einer Dämpfung des Signals bei der Abstrahlung, diese ist jedoch geringer als der Einfluss der Impedanztransformation auf die Abstrahlung des Signals. Ferner kann der Einfluss der Dämpfung mit einer nachfolgend bezüglich Fig. 2c beschriebenen Widerstandsschaltung verringert werden. For this reason, the shielding 28a is connected to the second hollow radiator 22b by means of an electrical resistor 30. Although the electrical resistance 30 leads to an attenuation of the signal during emission, this is less than the influence of the impedance transformation on the emission of the signal. Furthermore, the influence of the damping can be reduced with a resistance circuit described below with reference to FIG. 2c.
Der Widerstand 30 ist an dem offenen Ende der resultierenden Koaxialleitung aus dem zweiten Hohlstrahler 22b und der Abschirmung 28a angeordnet. Das offene Ende befindet sich an der Stirnseite 26d des zweiten Hohlstrahlers 22b, die der elektrischen Komponente 24 gegenüberliegt. Die Anordnung des Widerstands am Ende der resultierenden Koaxialleitung ist insoweit vorteilhaft, als dass keine neue offene Koaxialleitung zwischen dem Widerstand und dem Ende der resultierenden Koaxialleitung entsteht. Ferner kann der Widerstand zusätzlich oder alternativ auch zwischen der Abschirmung 28a und dem ersten Hohlleiter 22a angeordnet werden. Dies wäre dann vorteilhafterweise ebenfalls an dem offenen Ende der resultierenden Koaxialleitung, die sich an der Stirnseite 26c des ersten Hohlleiters 22a befindet. Da bereits durch die Anordnung des Widerstands an einer der beiden resultierenden Koaxialleitungen zumindest der Hohlstrahler, der mit dem elektrischen Widerstand kontaktiert ist, aktiv bleibt und nur der andere Hohlstrahler mit der Abschirmung kurzgeschlossen ist, wodurch die Antenne zumindest noch als Monopol fungiert, ist es nicht zwingend notwendig, auch den anderen der beiden Hohlstrahler zu terminieren, d.h. mit einem Widerstand mit der Abschirmung 28a zu verbinden. The resistor 30 is placed at the open end of the resulting coaxial line of the second hollow radiator 22b and the shield 28a. The open end is located on the end face 26d of the second hollow radiator 22b, which is opposite the electrical component 24. The arrangement of the resistor at the end of the resulting coaxial line is advantageous in that no new open coaxial line is created between the resistor and the end of the resulting coaxial line. Furthermore, the resistor can additionally or alternatively also be arranged between the shielding 28a and the first waveguide 22a. This would then advantageously also be at the open end of the resulting coaxial line, which is located at the end face 26c of the first waveguide 22a. Since the arrangement of the resistor on one of the two resulting coaxial lines means that at least the hollow radiator that is in contact with the electrical resistor remains active and only the other hollow radiator is short-circuited with the shielding, which means that the antenna at least still functions as a monopole it is not absolutely necessary to also terminate the other of the two hollow radiators, ie to connect it to the shielding 28a with a resistor.
Fig. 2a und Fig. 2b zeigen die Antenne 20 in weiteren Ausführungsbeispielen. Es werden jedoch nur die Unterschiede zu Fig. 1a und Fig. 1 b dargelegt. So ist der Widerstand 30 Teil eines Widerstandsnetzwerks umfassend den Widerstand 30 und den weiteren Widerstand 30‘. Die Anordnung einer beliebigen Anzahl weiterer Widerstände in dem Netzwerk ist möglich. Der Widerstand 30 und der weitere Widerstand 30' , sofern beliebige weitere Widerstände in dem Netzwerk angeordnet sind auch die beliebigen weiteren Widerstände, sind parallel zwischen der Abschirmung 28a und dem zweiten Hohlstrahler 22b angeordnet. 2a and 2b show the antenna 20 in further exemplary embodiments. However, only the differences from FIGS. 1a and 1b are presented. The resistor 30 is part of a resistor network comprising the resistor 30 and the further resistor 30'. The arrangement of any number of other resistors in the network is possible. The resistor 30 and the additional resistor 30', if any additional resistors are arranged in the network, including any additional resistors, are arranged in parallel between the shielding 28a and the second hollow radiator 22b.
Vorteilhafterweise ist der Widerstand 30 und der weitere Widerstand 30' sowie optional die beliebigen weiteren Widerstände symmetrisch angeordnet. D.h. ein Abstand bzw. bei einem runden Hohlstrahler ein Winkel zwischen den Widerständen ist jeweils gleich groß. Für die einzelnen Widerstände des Widerstandsnetzwerks sind die Ausführungen zu dem Widerstand 30 analog anwendbar. Ferner bezieht sich die Symmetrie auch auf den Widerstandswert der Widerstände. Das heißt, die parallelen Widerstände weisen vorteilhafterweise den gleichen Widerstandswert auf, insbesondere weisen die nachfolgend beschriebenen Widerstandsschaltungen jeweils den gleichen Gesamtwiderstand auf, wenn die Widerstandsschaltungen in einem Widerstandsnetzwerk angeordnet sind. Advantageously, the resistor 30 and the further resistor 30' and optionally any further resistors are arranged symmetrically. I.e. a distance or, in the case of a round hollow radiator, an angle between the resistors is the same in each case. The explanations for the resistor 30 can be applied analogously to the individual resistors of the resistor network. Furthermore, the symmetry also relates to the resistance value of the resistors. This means that the parallel resistors advantageously have the same resistance value, in particular the resistance circuits described below each have the same total resistance if the resistance circuits are arranged in a resistance network.
Fig. 2c zeigt eine Widerstandsschaltung 32. Die Widerstandsschaltung umfasst eine Mehrzahl von Widerständen, im Speziellen einer Kombination aus ohmschen und reaktiven Widerständen. Hier sind der Widerstand 30 sowie ein Kondensator 30a und eine Spule 30b als weitere Wechselspannungswiderstände gezeigt. Die Widerstandsschaltung wird anstelle des Widerstands 30 aus Fig. 1a, Fig. 1 b bzw. Fig. 2a, Fig. 2b zwischen die Abschirmung 28a und den zweiten Hohlstrahler 22b geschaltet. Zur Wahrung der Symmetrie sollte auch der weitere Widerstand 30' durch die gleiche Widerstandsschaltung ersetzt werden. Dies gilt ebenso für alle beliebigen weiteren Widerstände. Mit einer solchen Widerstandsschaltung, die auch zumindest einen Wechselspannungswiderstand aufweist, kann die Resonanzfrequenz der resultierenden Koaxialleitung in einen Frequenzbereich verschoben werden, der von der Antenne nicht zur Abstrahlung von Signalen verwendet wird. Die Verwendung der Widerstandsschaltung ist vorteilhaft, um den Gleichspannungswiderstand verkleinern zu können und somit die Dämpfung des abzustrahlenden Signals durch den Gleichspannungswiderstand zu reduzieren. 2c shows a resistance circuit 32. The resistance circuit comprises a plurality of resistances, in particular a combination of ohmic and reactive resistances. Here the resistor 30 as well as a capacitor 30a and a coil 30b are shown as further AC resistors. The resistance circuit is connected between the shielding 28a and the second hollow radiator 22b instead of the resistor 30 from FIG. 1a, FIG. 1b or FIG. 2a, FIG. 2b. To maintain symmetry, the additional resistor 30' should also be replaced with the same resistor circuit. This also applies to any other resistors. With such a resistance circuit, which also has at least one AC voltage resistance, the resonant frequency of the resulting coaxial line can be shifted to a frequency range of of the antenna is not used to radiate signals. The use of the resistance circuit is advantageous in order to be able to reduce the direct voltage resistance and thus to reduce the attenuation of the signal to be radiated by the direct voltage resistance.
Die Widerstandsschaltung kann zwar rechnerisch bestimmt werden, eine messtechnische Bestimmung ist jedoch praktischer. So kann der Eingangswiderstand über der Frequenz zwischen den beiden Hohlstrahlern gemessen werden. Die Verschiebung der Resonanzfrequenz durch Austausch der reaktiven Elemente wird beobachtet und so hin zur gewünschten Resonanzfrequenz optimiert. Although the resistance circuit can be determined by calculation, it is more practical to determine it by measurement. In this way, the input resistance can be measured over the frequency between the two hollow radiators. The shift of the resonance frequency by exchanging the reactive elements is observed and thus optimized towards the desired resonance frequency.
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. Although some aspects have been described in the context of a device, it is understood that these aspects also represent a description of the corresponding method, so that a block or a component of a device is also to be understood as a corresponding method step or as a feature of a method step. Similarly, aspects that have been 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.
Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich eine Veranschaulichung 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. Bezugszeichenliste: The embodiments described above are merely illustrative of the principles of the present invention. It is understood that modifications and variations to the arrangements and details described herein will occur to those skilled in the art. Therefore, it is intended that the invention be limited only by the scope of the following claims and not by the specific details presented in the description and explanation of the embodiments herein. Reference list:
20 Antenne 20 antenna
22 Hohlstrahler 24 elektrische Komponente22 hollow radiator 24 electrical component
26 Stirnseiten 26 end faces
28 elektrische Leitung 28 electric line
30 elektrischer Widerstand30 electrical resistance
32 Widerstandsschaltung 32 resistance circuit

Claims

Patentansprüche patent claims
1 . Antenne (20) mit folgenden Merkmalen: einem ersten Hohlstrahler (22a) und einem zweiten Hohlstrahler (22b), die jeweils ausgebildet sind, elektromagnetische Strahlung auszusenden und/oder zu empfangen, wobei der erste Hohlstrahler (22a) sequenziell zu dem zweiten Hohlstrahler (22b) angeordnet ist; einer elektrischen Komponente (24); einer elektrischen Leitung, die durch den ersten und den zweiten Hohlstrahler (22b) hindurchgeführt ist, um die elektrische Komponente (24) zu kontaktieren; wobei die elektrische Leitung (28) eine Abschirmung (28a) aufweist, die mittels eines elektrischen Widerstands (30) mit dem zweiten Hohlstrahler (22b) verbunden ist. 1 . Antenna (20) with the following features: a first hollow radiator (22a) and a second hollow radiator (22b), which are each designed to emit and/or receive electromagnetic radiation, the first hollow radiator (22a) being sequential to the second hollow radiator (22b ) is arranged; an electrical component (24); an electrical line which is passed through the first and the second hollow radiator (22b) in order to contact the electrical component (24); wherein the electrical line (28) has a shield (28a) which is connected to the second hollow radiator (22b) by means of an electrical resistor (30).
2. Antenne (20) gemäß Anspruch 1 , wobei der erste Hohlstrahler (22a) und/oder der zweite Hohlstrahler (22b) eine Helixantenne umfasst. 2. Antenna (20) according to claim 1, wherein the first hollow radiator (22a) and/or the second hollow radiator (22b) comprises a helix antenna.
3. Antenne (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Widerstand (30) an einer Stirnseite (26b) des zweiten Hohlstrahlers angeordnet ist, an der die elektrische Leitung (28) aus dem zweiten Hohlstrahler (22b) austritt. 3. Antenna (20) according to one of the preceding claims, wherein the resistor (30) is arranged on an end face (26b) of the second hollow radiator, at which the electrical line (28) emerges from the second hollow radiator (22b).
4. Antenne (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Widerstand (30) ein Gleichspannungswiderstand oder ein Wechselspannungswiderstand, insbesondere eine Spule oder ein Kondensator, ist. Antenne (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Widerstand (30) Teil einer Widerstandsschaltung (32) ist, wobei der Widerstand (30) ein Gleichspannungswiderstand ist und wobei die Widerstandsschaltung (32) ferner einen Wechselspannungswiderstand aufweist, wobei die Abschirmung (28a) mittels der Widerstandsschaltung (32) elektrisch mit dem Hohlstrahler (22) verbunden ist. Antenne (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Widerstand (30) Teil eines Widerstandsnetzwerks ist, wobei das Widerstandsnetzwerk einen weiteren Widerstand (30‘) aufweist, der parallel zu dem Widerstand (30) angeordnet ist. Antenne (20) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Antenne die Abwesenheit einer Frequenzweiche, insbesondere eines Diplexers, aufweist. Verfahren zur Herstellung einer Antenne (20) mit folgenden Schritten: 4. Antenna (20) according to any one of the preceding claims, wherein the resistor (30) is a direct voltage resistor or an alternating voltage resistor, in particular a coil or a capacitor. The antenna (20) of any preceding claim, wherein the resistor (30) is part of a resistor circuit (32), the resistor (30) being a DC resistor, and wherein the resistor circuit (32) further comprises an AC resistor, the shield (28a ) is electrically connected to the hollow radiator (22) by means of the resistance circuit (32). An antenna (20) according to any one of the preceding claims, wherein the resistor (30) is part of a resistor network, the resistor network comprising a further resistor (30') arranged in parallel with the resistor (30). Antenna (20) according to one of the preceding claims, wherein the antenna has the absence of a crossover network, in particular a diplexer. Method for manufacturing an antenna (20) with the following steps:
Bereitstellen eines ersten Hohlstrahlers (22a) und eines zweiten Hohlstrahlers (22b), die jeweils ausgebildet sind, elektromagnetische Strahlung auszusenden und/oder zu empfangen; providing a first hollow radiator (22a) and a second hollow radiator (22b), which are each designed to emit and/or receive electromagnetic radiation;
Anordnen des ersten und des zweiten Hohlstrahlers sequenziell; arranging the first and second hollow radiators sequentially;
Bereitstellen einer elektrischen Komponente (24); providing an electrical component (24);
Hindurchführen einer elektrischen Leitung (28) durch den ersten Hohlstrahler (22a) und den zweiten Hohlstrahler (22b); Kontaktieren der elektrischen Komponente (24) mit der elektrischen Leitung; passing an electrical line (28) through the first hollow radiator (22a) and the second hollow radiator (22b); contacting the electrical component (24) with the electrical lead;
Verbinden einer Abschirmung (28a) der elektrischen Leitung (28) mittels eines elektrischen Widerstands (30) elektrisch mit dem zweiten Hohlstrahler (22b). Connecting a shield (28a) of the electrical line (28) electrically to the second hollow radiator (22b) by means of an electrical resistor (30).
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