WO2023247163A1 - Antenna arrangement for transmitting and receiving radio signals with information and for determining a reception direction of waves - Google Patents

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WO2023247163A1
WO2023247163A1 PCT/EP2023/064966 EP2023064966W WO2023247163A1 WO 2023247163 A1 WO2023247163 A1 WO 2023247163A1 EP 2023064966 W EP2023064966 W EP 2023064966W WO 2023247163 A1 WO2023247163 A1 WO 2023247163A1
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WO
WIPO (PCT)
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antennas
antenna arrangement
radio signals
waves
transmitter
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/064966
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Zeid ABOU-CHAHINE
Belal ABU SUHEIL
Jörg Schrape
Original Assignee
HELLA GmbH & Co. KGaA
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Filing date
Publication date
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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/24—Combinations of antenna units polarised in different directions for transmitting or receiving circularly and elliptically polarised waves or waves linearly polarised in any direction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q25/00—Antennas or antenna systems providing at least two radiating patterns
    • H01Q25/001—Crossed polarisation dual antennas

Definitions

  • Antenna arrangement for sending and receiving radio signals with information and for determining a direction of reception of waves
  • the invention relates to an antenna arrangement for sending and receiving radio signals containing information, for example for navigation, communication or others, and for determining a reception direction of waves that are transmitted by a transmitter or reflected by an object around the location or at least to determine the direction of the position of the transmitter or object, the antenna arrangement having two first antennas for receiving linearly polarized waves which have mutually perpendicular polarization directions.
  • Such antenna arrangements can be used in particular in motor vehicles, for example to receive communication signals from radio keys or smartphones and to determine the location of the radio keys or smartphones, at least the direction in which the radio key or the smartphone can be found.
  • Panel antennas are often used in motor vehicles for this purpose.
  • Several vertically polarized antennas arranged next to each other can be used to determine the angle of incidence of waves in a horizontal plane. Determining the angle of incidence can be used, for example, to detect the location of a transmitting object, for example the radio key or smartphone, or the location of a reflecting object that reflects the waves emitted by the radar.
  • Panel antennas can also be used to receive radio signals for communication or navigation. Such signals are often reflected on the way from the transmitter to the motor vehicle equipped with the antenna, so that they different paths from the transmitter to the receiving antenna in the vehicle and the waves transported on the different paths can be polarized differently. If you then use an antenna with only a first polarization direction for reception, and the waves of this polarization direction arriving at the motor vehicle only have a small amplitude, but the waves arriving at the motor vehicle with polarization perpendicular to it have a strong amplitude, it is advantageous if Vehicle not only the waves of the first polarization direction can be received, but also waves with a perpendicular polarization direction. In known antenna arrangements in which this so-called polarization diversity is important, an antenna for waves with a first polarization direction and an antenna with a polarization direction perpendicular to the first polarization direction are therefore equipped.
  • the angle of incidence is to be determined by polarized waves sent by a radio key or smartphone
  • the known concepts reach their limits, since the position of the key in space relative to the vehicle can be arbitrary. It is therefore not clear what the direction of polarization is in space.
  • a corresponding alignment of the antennas, which are permanently installed in the vehicle, is therefore hardly possible.
  • a small number of antennas has various advantages: Costs for manufacturing and assembling the antennas can be reduced if fewer antennas are installed in a vehicle. In addition, less installation space must be provided for installing antennas and laying cables to the antennas or electrical devices connected to the antennas.
  • the antenna arrangement has at least two second antennas for receiving circularly and/or elliptically polarized waves.
  • Circularly polarized waves have the property that the amplitude is constant and the direction of deflection within the plane perpendicular to the wave vector changes with a constant angular velocity.
  • an antenna for circularly polarized waves can record deflections of waves in any direction in space and convert them into an electrical current.
  • Elliptically polarized waves are waves in which, in addition to changing the direction of deflection within the plane perpendicular to the wave vector, the amplitude changes with a constant angular velocity, so that the wave vector describes an ellipse.
  • An antenna for elliptically polarized waves is also able to record wave deflections in any direction in space and convert them into an electrical current. Due to these properties of antennas for circularly or elliptically polarized antennas, it is possible to receive waves from a transmitter, regardless of polarization direction, and convert them into electricity. For the reception of the wave, the position and orientation of the transmitter in space in relation to the antennas may not be completely irrelevant, but at least not as important as with antennas that are intended to receive linearly polarized antennas. The same applies to the position and orientation of an object on which waves are reflected. According to the invention, the second antennas can also be suitable and set up for receiving linearly polarized waves.
  • first antennas are arranged on a first line or a first rectilinear strip.
  • second antennas can be arranged on a second line or a second rectilinear strip.
  • the first antennas for receiving polarized waves can be aligned so that their polarization direction forms an angle of 45° with the first line or the first rectilinear strip.
  • first line or the first straight strip and the second line or the second straight strip may be perpendicular to one another.
  • first line or the first rectilinear strip and the second line or the second rectilinear strip may be arranged parallel to one another.
  • An antenna arrangement can have signal evaluation means with which signals received via the antennas can be processed and evaluated.
  • the means for signal evaluation can be suitable for processing and evaluating radio signals with information received by the first antennas, radio signals with information received by the second antennas or radio signals with information received by one of the first antennas and one of the second antennas.
  • the means for signal evaluation can also be suitable for processing and evaluating radio signals received by the second antennas to determine a reception direction in order to determine the location of the transmitter that sends the radio signals or the location of the object that reflects the radio signals, at least the direction of the location of the transmitter or object.
  • Fig. 4 shows a fourth exemplary embodiment
  • Fig. 5 shows a fifth exemplary embodiment.
  • the antenna arrangements shown each have two first antennas 11 and two second antennas 21 each.
  • the first antennas 11 are surface monopole antennas, which are formed by a triangular surface made of electrically conductive material on a circuit board in a plan view of the circuit board. The triangles lie in a first strip 1 of the antenna arrangements. The first two antennas 11 are intended to receive linearly polarized waves whose polarization directions are at right angles to one another.
  • the second antennas 21 are also surface antennas that are formed by conductive structures on the circuit board. They lie in a second strip 2 of the antenna arrangement and are intended to receive circularly or elliptically polarized waves.
  • Components can be provided on the circuit board, for example integrated circuits. Radio signals received by the antennas 11, 21, which are converted by the antennas 11, 21 into electrical signals which are transmitted to the antennas 11, 21 can be tapped, can be processed and evaluated by the components; the components therefore form means for processing and evaluating the radio signals.
  • Linearly polarized radio signals containing information are received by the first antennas 11.
  • the information can be transported through modulation with these radio signals.
  • the information can be obtained from the radio signals, for example through demodulation, and then further processed and evaluated.
  • a linearly, elliptically or preferably circularly polarized radio signal can be received from the second antennas 21.
  • Both second antennas 21 receive the same radio signal, but due to their different positions depending on the location of the transmitter of the radio signal at different times and always from different reception angles.
  • the known distance of the two second antennas 21 and the also known wavelength of the The angle of incidence from which the second antennas receive the signal can be determined from the signal sent by the transmitter. If the amplitude of the radio signal sent by the transmitter is known, the distance of the transmitter can also be deduced from the amplitude of the signal.
  • the first and second antennas 11, 21 can be arranged relative to one another in various ways.
  • the first antennas can be arranged in a first strip 1 and the second antennas 21 in a second strip 2.
  • the first strip 1 and the second strip 2 are arranged in parallel.
  • space is provided for components in an area of the circuit board in the view below the two strips 1, 2.
  • space is provided for components in an area of the circuit board in the view next to the strips 1, 2.
  • space is provided for components in an area to the right and left of the strips 1, 2 in the view.
  • the first strip 1 and the second strip 2 are arranged perpendicular to one another.
  • space is provided for components in an area of the circuit board in the view to the right of the strips 1, 2 and in the example according to FIG. 2.

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

The invention relates to an antenna arrangement for transmitting and receiving radio signals with information, for example for navigation, communication or other, and for determining a reception direction of waves that are transmitted from a transmitter or reflected from an object, in order to determine the location or at least the direction of the position of the transmitter or object, wherein the antenna arrangement has two first antennas (11) for receiving linearly polarised waves that have polarisation directions perpendicular to one another, wherein the antenna arrangement has at least two second antennas (21) for receiving circularly and/or elliptically polarised waves.

Description

Antennenanordnung zum Senden und Empfang von Funksignalen mit Informationen und zum Ermitteln einer Empfangsrichtung von Wellen Antenna arrangement for sending and receiving radio signals with information and for determining a direction of reception of waves
Beschreibung Description
Die Erfindung betrifft eine Antennenanordnung zum Senden und Empfang von Funksignalen mit Informationen, zum Beispiel für die Navigation, die Kommunikation oder anderes, und zum Ermitteln einer Empfangsrichtung von Wellen, die von einem Sender gesendet oder von einem Objekt reflektiert werden, um den Ort oder zumindest die Richtung der Lage des Senders oder Objektes zu ermitteln, wobei die Antennenanordnung zwei erste Antennen zum Empfang von linear polarisierten Wellen aufweist, die zueinander senkrechte Polarisationsrichtungen haben. The invention relates to an antenna arrangement for sending and receiving radio signals containing information, for example for navigation, communication or others, and for determining a reception direction of waves that are transmitted by a transmitter or reflected by an object around the location or at least to determine the direction of the position of the transmitter or object, the antenna arrangement having two first antennas for receiving linearly polarized waves which have mutually perpendicular polarization directions.
Solche Antennenanordnungen können insbesondere in Kraftfahrzeugen dazu genutzt werden, um zum Beispiel Kommunikationssignale von Funkschlüsseln oder Smartphones zu empfangen und den Ort der Funkschlüssel oder Smartphnes, zumindest die Richtung, in der der Funkschlüssel oder das Smartphone zu finden ist, zu ermitteln. Such antenna arrangements can be used in particular in motor vehicles, for example to receive communication signals from radio keys or smartphones and to determine the location of the radio keys or smartphones, at least the direction in which the radio key or the smartphone can be found.
In Kraftfahrzeugen werden dazu häufig Flächenantennen eingesetzt. Panel antennas are often used in motor vehicles for this purpose.
So können mehrere vertikal polarisierte Antennen, die nebeneinander angeordnet sind, dazu genutzt werden, um den Einfallswinkel von Wellen in einer horizontalen Ebene zu bestimmen. Die Bestimmung des Einfallswinkels kann zum Beispiel dazu genutzt werden, um den Ort eines sendenden Objektes, zum Beispiel des Funkschlüssels oder Smartphones, oder den Ort eines reflektierenden Objektes zu erkennen, der die vom Radar ausgesendeten Wellen reflektiert. Several vertically polarized antennas arranged next to each other can be used to determine the angle of incidence of waves in a horizontal plane. Determining the angle of incidence can be used, for example, to detect the location of a transmitting object, for example the radio key or smartphone, or the location of a reflecting object that reflects the waves emitted by the radar.
Flächenantennen können auch genutzt werden, um Funksignale für die Kommunikation oder Navigation zu empfangen. Solche Signale werden häufig auf dem Weg vom Sender zum mit der Antenne ausgestatteten Kraftfahrzeug reflektiert, so dass sie auf unterschiedlichen Wegen vom Sender zur Empfangsantenne im Fahrzeug kommen und die auf den unterschiedlichen Wegen transportierten Wellen unterschiedlich polarisiert sein können. Verwendet man dann zum Empfang eine Antenne nur mit einer ersten Polarisationsrichtung, und haben die bei dem Kraftfahrzeug ankommenden Wellen dieser Polarisationsrichtung nur eine geringe Amplitude, die bei dem Kraftfahrzeug ankommenden Wellen mit dazu senkrechter Polarisation jedoch eine starke Amplitude, ist es von Vorteil, wenn im Fahrzeug nicht nur die Wellen der ersten Polarisationsrichtung empfangen werden können, sondern auch Wellen mit einer dazu senkrechten Polarisationsrichtung. Bei bekannten Antennenanordnung, bei denen es auf diese sogenannte Polarisation-Diversity ankommt, sind daher eine Antenne für Wellen mit einer ersten Polarisationsrichtung und eine Antenne mit einer zur ersten Polarisationsrichtung senkrechten Polarisationsrichtung ausgerüstet. Panel antennas can also be used to receive radio signals for communication or navigation. Such signals are often reflected on the way from the transmitter to the motor vehicle equipped with the antenna, so that they different paths from the transmitter to the receiving antenna in the vehicle and the waves transported on the different paths can be polarized differently. If you then use an antenna with only a first polarization direction for reception, and the waves of this polarization direction arriving at the motor vehicle only have a small amplitude, but the waves arriving at the motor vehicle with polarization perpendicular to it have a strong amplitude, it is advantageous if Vehicle not only the waves of the first polarization direction can be received, but also waves with a perpendicular polarization direction. In known antenna arrangements in which this so-called polarization diversity is important, an antenna for waves with a first polarization direction and an antenna with a polarization direction perpendicular to the first polarization direction are therefore equipped.
Der Empfang von beliebigen Funksignalen zur Kommunikation mit beliebiger Polarisationsrichtung und von Wellen zur Bestimmung eines Einfallwinkels mit einer bestimmten Polarisationsrichtung ist grundsätzlich kein unlösbares Problem. Insbesondere, wenn der Einfallswinkel von einem Objekt bestimmt wird, an dem polarisierte Radarwellen reflektiert werden. The reception of any radio signals for communication with any direction of polarization and of waves for determining an angle of incidence with a specific direction of polarization is fundamentally not an unsolvable problem. Especially when the angle of incidence is determined by an object from which polarized radar waves are reflected.
Soll dagegen der Einfallwinkel von polarisierten Wellen bestimmt werden, die von einem Funkschlüssel oder Smartphone gesendet werden, stoßen die bekannten Konzepte an ihre Grenzen, da die Lage des Schlüssels im Raum relativ zum Fahrzeug beliebig sein kann. Es ist daher nicht klar, wie die Polarisationsrichtung im Raum ist.If, on the other hand, the angle of incidence is to be determined by polarized waves sent by a radio key or smartphone, the known concepts reach their limits, since the position of the key in space relative to the vehicle can be arbitrary. It is therefore not clear what the direction of polarization is in space.
Eine entsprechende Ausrichtung der Antennen, die fest im Fahrzeug eingebaut sind, ist daher kaum möglich. A corresponding alignment of the antennas, which are permanently installed in the vehicle, is therefore hardly possible.
Hier setzen die Erfinder an, die sich dem technischen Problem gestellt haben, einen Empfang der vom Schlüssel ausgesendeten Wellen zu verbessern. This is where the inventors come in, who have faced the technical problem of improving reception of the waves emitted by the key.
Ein Anliegen der Erfinder war es dabei, die Anzahl der Antennen, die in einem Fahrzeug vorgesehen sind, möglichst gering zu halten. Eine geringe Anzahl der Antennen hat verschiedene Vorteile: So können Kosten für die Herstellung und die Montage der Antennen reduziert werden, wenn weniger Antennen in einem Fahrzeug eingebaut werden. Außerdem muss weniger Bauraum für den Einbau von Antennen und die Verlegung von Leitungen zu den Antennen oder mit den Antennen verbundenen elektrischen Geräten vorgesehen werden. One of the inventors' concerns was to keep the number of antennas provided in a vehicle as low as possible. A small number of antennas has various advantages: Costs for manufacturing and assembling the antennas can be reduced if fewer antennas are installed in a vehicle. In addition, less installation space must be provided for installing antennas and laying cables to the antennas or electrical devices connected to the antennas.
Diese Aufgabe haben die Erfinder dadurch gelöst, dass die Antennenanordnung wenigstens zwei zweiten Antennen zum Empfang von zirkular und/oder elliptisch polarisierten Wellen aufweist. The inventors have solved this problem in that the antenna arrangement has at least two second antennas for receiving circularly and/or elliptically polarized waves.
Anstelle der sonst üblichen linear polarisierten Wellen zur Ermittlung des Ortes eines Senders oder Objektes ist es die hinter der Erfindung stehende Idee, zirkular oder elliptisch polarisierte Wellen zu nutzen. Zirkular polarisierte Wellen haben die Eigenschaft, dass die Amplitude konstant ist und sich die Richtung der Auslenkung innerhalb der senkrecht zum Wellenvektor stehenden Ebene mit konstanter Winkelgeschwindigkeit ändert. Damit kann eine Antenne für zirkular polarisierte Wellen Auslenkungen von Wellen in jeder Richtung des Raumes aufnehmen und in einen elektrischen Strom wandeln. Elliptisch polarisierte Wellen sind Wellen, bei denen sich zusätzlich zur Änderung der Richtung der Auslenkung innerhalb der senkrecht zum Wellenvektor stehenden Ebene mit konstanter Winkelgeschwindigkeit die Amplitude ändert, so dass der Wellenvektor eine Ellipse beschreibt. Auch eine Antenne für elliptisch polarisierte Wellen ist damit in der Lage, Auslenkungen von Wellen in jeder Richtung des Raumes aufzunehmen und in einen elektrischen Strom zu wandeln. Aufgrund dieser Eigenschaften von Antennen für zirkular oder elliptisch polarisierte Antennen ist es möglich, Wellen eines Senders gleich welcher Polarisationsrichtung zu empfangen und in Strom zu wandeln. Für den Empfang der Welle ist damit die Lage und Orientierung des Senders im Raum bezogen auf die Antennen möglicherweise zwar nicht völlig ohne Relevanz, aber doch zumindest nicht so bedeutend wie bei Antennen, die zum Empfang von linear polarisierten Antennen vorgesehen sind. Gleiches gilt entsprechend auch für die Lage und Orientierung eines Objektes, an dem Wellen reflektiert werden. Gemäß der Erfindung können die zweiten Antennen auch zum Empfang von linear polarisierten Wellen geeignet und eingerichtet sein. Instead of the usual linearly polarized waves to determine the location of a transmitter or object, the idea behind the invention is to use circularly or elliptically polarized waves. Circularly polarized waves have the property that the amplitude is constant and the direction of deflection within the plane perpendicular to the wave vector changes with a constant angular velocity. This means that an antenna for circularly polarized waves can record deflections of waves in any direction in space and convert them into an electrical current. Elliptically polarized waves are waves in which, in addition to changing the direction of deflection within the plane perpendicular to the wave vector, the amplitude changes with a constant angular velocity, so that the wave vector describes an ellipse. An antenna for elliptically polarized waves is also able to record wave deflections in any direction in space and convert them into an electrical current. Due to these properties of antennas for circularly or elliptically polarized antennas, it is possible to receive waves from a transmitter, regardless of polarization direction, and convert them into electricity. For the reception of the wave, the position and orientation of the transmitter in space in relation to the antennas may not be completely irrelevant, but at least not as important as with antennas that are intended to receive linearly polarized antennas. The same applies to the position and orientation of an object on which waves are reflected. According to the invention, the second antennas can also be suitable and set up for receiving linearly polarized waves.
Es ist möglich, dass die ersten Antennen auf einer ersten Linie oder einem ersten geradlinigen Streifen angeordnet sind. Ebenso können die zweiten Antennen auf einer zweiten Linie oder einem zweiten geradlinigen Streifen angeordnet sein. It is possible that the first antennas are arranged on a first line or a first rectilinear strip. Likewise, the second antennas can be arranged on a second line or a second rectilinear strip.
Die ersten Antennen zum Empfang von polarisierten Wellen können so ausgerichtet sein, dass deren Polarisationsrichtung einen Winkel von 45° mit der ersten Linie oder dem ersten geradlinigen Streifen einschließt. The first antennas for receiving polarized waves can be aligned so that their polarization direction forms an angle of 45° with the first line or the first rectilinear strip.
Ebenso ist es möglich, dass die erste Linie oder der erste geradlinige Streifen und die zweite Linie oder der zweite geradlinige Streifen senkrecht zu einander stehen. It is also possible for the first line or the first straight strip and the second line or the second straight strip to be perpendicular to one another.
Außerdem ist es möglich, dass die erste Linie oder der erste geradlinige Streifen und die zweite Linie oder der zweite geradlinige Streifen parallel zu einander angeordnet sind. It is also possible for the first line or the first rectilinear strip and the second line or the second rectilinear strip to be arranged parallel to one another.
Eine erfindungsgemäße Antennenanordnung kann Mittel zur Signalauswertung aufweisen, mit denen über die Antennen empfangene Signale verarbeitet und ausgewertet werden können. Die Mittel zur Signalauswertung können geeignet sein, von den ersten Antennen empfangene Funksignale mit Informationen, von den zweiten Antennen empfangene Funksignale mit Informationen oder von einer der ersten Antennen und einer der zweiten Antennen empfangene Funksignale mit Informationen zu verarbeiten und auszuwerten. Die Mittel zur Signalauswertung können ebenfalls geeignet sein, von den zweiten Antennen empfangene Funksignale zum Ermitteln einer Empfangsrichtung zu verarbeiten und auszuwerten um den Ort des Senders, der die Funksignale sendet, oder den Ort des Objekts, das die Funksignale reflektiert, zumindest die Richtung der Lage des Senders oder Objektes zu ermitteln. Ausführungsbeispiele für erfindungsgemäße Antennenanordnungen werden anhand der Zeichnung näher beschrieben. In den Zeichnungen sind die Antennenanordnungen schematisch dargestellt. Es zeigt An antenna arrangement according to the invention can have signal evaluation means with which signals received via the antennas can be processed and evaluated. The means for signal evaluation can be suitable for processing and evaluating radio signals with information received by the first antennas, radio signals with information received by the second antennas or radio signals with information received by one of the first antennas and one of the second antennas. The means for signal evaluation can also be suitable for processing and evaluating radio signals received by the second antennas to determine a reception direction in order to determine the location of the transmitter that sends the radio signals or the location of the object that reflects the radio signals, at least the direction of the location of the transmitter or object. Exemplary embodiments of antenna arrangements according to the invention are described in more detail with reference to the drawing. The antenna arrangements are shown schematically in the drawings. It shows
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel, 1 shows a first exemplary embodiment,
Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel, 2 shows a second exemplary embodiment,
Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel, 3 shows a third exemplary embodiment,
Fig. 4 ein viertes Ausführungsbeispiel und Fig. 4 shows a fourth exemplary embodiment and
Fig. 5 ein fünftes Ausführungsbeispiel. Fig. 5 shows a fifth exemplary embodiment.
Die dargestellten Antennenanordnungen weisen je zwei erste Antennen 11 und je zwei zweite Antennen 21 auf. The antenna arrangements shown each have two first antennas 11 and two second antennas 21 each.
Die ersten Antennen 11 sind Flächenmonopolantennen, die durch eine in einer Draufsicht auf die Leiterplatte dreieckige Fläche aus elektrisch leitendem Material auf einer Leiterplatte gebildet ist. Die Dreiecke liegen in einem ersten Streifen 1 der Antennenanordnungen. Die beiden ersten Antennen 11 sind zum Empfang von linear polarisierten Wellen vorgesehen, deren Polarisationsrichtungen im rechten Winkel zueinander stehen. The first antennas 11 are surface monopole antennas, which are formed by a triangular surface made of electrically conductive material on a circuit board in a plan view of the circuit board. The triangles lie in a first strip 1 of the antenna arrangements. The first two antennas 11 are intended to receive linearly polarized waves whose polarization directions are at right angles to one another.
Die zweiten Antennen 21 sind ebenfalls Flächenantennen, die durch leitende Strukturen auf der Leiterplatte gebildet sind. Sie liegen in einem zweiten Streifen 2 der Antennenanordnung und sind zum Empfang von zirkular oder elliptisch polarisierten Wellen vorgesehen. The second antennas 21 are also surface antennas that are formed by conductive structures on the circuit board. They lie in a second strip 2 of the antenna arrangement and are intended to receive circularly or elliptically polarized waves.
Auf der Leiterplatte können Bauelemente vorgesehen sein, zum Beispiel integrierte Schaltungen. Von den Antennen 11 , 21 empfangene Funksignale, die von den Antennen 11 , 21 in elektrische Signale umgewandelt werden, die an den Antennen 11 , 21 abgegriffen werden können, können von den Bauelementen verarbeitet und ausgewertet werden, die Bauelemente bilden daher Mittel zur Verarbeitung und Auswertung der Funksignale. Components can be provided on the circuit board, for example integrated circuits. Radio signals received by the antennas 11, 21, which are converted by the antennas 11, 21 into electrical signals which are transmitted to the antennas 11, 21 can be tapped, can be processed and evaluated by the components; the components therefore form means for processing and evaluating the radio signals.
Von den ersten Antennen 11 werden linear polarisierte Funksignale mit Informationen empfangen. Die Informationen können durch Modulation mit diesen Funksignalen transportiert werden. Mit den Mitteln zur Verarbeitung und Auswertung können die Informationen, zum Beispiel durch Demodulation aus den Funksignalen gewonnen werden und dann weiter verarbeitet und ausgewertet werden. Linearly polarized radio signals containing information are received by the first antennas 11. The information can be transported through modulation with these radio signals. With the means for processing and evaluation, the information can be obtained from the radio signals, for example through demodulation, and then further processed and evaluated.
Von den zweiten Antennen 21 kann ein linear, elliptisch oder vorzugsweise zirkular polarisiertes Funksignal empfangen werden. Beide zweiten Antennen 21 empfangen das gleiche Funksignal, allerdings aufgrund ihrer unterschiedlichen Positionen je nach Lage des Senders des Funksignals zu unterschiedlichen Zeiten und immer aus unterschiedlichen Empfangswinkeln. Mit aus dem Stand der Technik bekannten Methoden kann insbesondere aus der Phasendifferenz zwischen dem von der einen zweiten Antenne empfangenen Signal und dem von der anderen zweiten 21 Antenne empfangenen Signal (PDoA), dem bekannten Abstand der beiden zweiten Antennen 21 und der ebenfalls bekannten Wellenlänge des vom Sender gesendeten Signals der Einfallwinkel bestimmt werden, aus dem die zweiten Antennen das Signal empfangen. Aus der Amplitude des Signals kann bei bekannter Amplitude des von dem Sender gesendeten Funksignals auch auf den Abstand des Senders geschlossen werden. Mittels der zweiten Antennen 21 der Antennenanordnungen ist es daher möglich, den Ort des Senders zu bestimmen. A linearly, elliptically or preferably circularly polarized radio signal can be received from the second antennas 21. Both second antennas 21 receive the same radio signal, but due to their different positions depending on the location of the transmitter of the radio signal at different times and always from different reception angles. Using methods known from the prior art, in particular from the phase difference between the signal received by one second antenna and the signal received by the other second 21 antenna (PDoA), the known distance of the two second antennas 21 and the also known wavelength of the The angle of incidence from which the second antennas receive the signal can be determined from the signal sent by the transmitter. If the amplitude of the radio signal sent by the transmitter is known, the distance of the transmitter can also be deduced from the amplitude of the signal. By means of the second antennas 21 of the antenna arrangements, it is therefore possible to determine the location of the transmitter.
Die ersten und die zweiten Antennen 11 , 21 können auf verschiedene Weisen zueinander angeordnet werden. Die ersten Antennen können in einem ersten Streifen 1 angeordnet sein und die zweiten Antennen 21 in einem zweiten Streifen 2. Bei den Beispielen nach Fig. 1 , 3 und 4 sind der erste Streifen 1 und der zweite Streifen 2 parallel angeordnet. Bei dem Beispiel nach Fig. 1 ist in einem Bereich der Leiterplatte in der Ansicht unter den beiden Streifen 1 , 2 Platz für Bauelemente vorgesehen. Bei dem Beispiel nach Fig. 3 ist in einem Bereich der Leiterplatte in der Ansicht neben den Streifen 1 , 2 Platz für Bauelemente vorgesehen. Bei dem Beispiel nach Fig. 4 ist in einem Bereich in der Ansicht rechts und links neben den Streifen 1 , 2 Platz für Bauelemente vorgesehen. The first and second antennas 11, 21 can be arranged relative to one another in various ways. The first antennas can be arranged in a first strip 1 and the second antennas 21 in a second strip 2. In the examples according to FIGS. 1, 3 and 4, the first strip 1 and the second strip 2 are arranged in parallel. In the example according to FIG. 1, space is provided for components in an area of the circuit board in the view below the two strips 1, 2. In the example according to FIG. 3, space is provided for components in an area of the circuit board in the view next to the strips 1, 2. In the example according to FIG. 4, space is provided for components in an area to the right and left of the strips 1, 2 in the view.
Bei den Beispielen nach den Fig. 2 und 5 sind der erste Streifen 1 und der zweite Streifen 2 senkrecht zueinander angeordnet. Bei dem Beispiel nach der Fig. 2 ist in einem Bereich der Leiterplatte in der Ansicht rechts von den Streifen 1 , 2 Platz für Bauelemente vorgesehen und bei dem Beispiel nach der Fig. 5 in einem Bereich der Leiterplatte in der Ansicht unter den Streifen 1 , 2. In the examples according to FIGS. 2 and 5, the first strip 1 and the second strip 2 are arranged perpendicular to one another. In the example according to FIG. 2, space is provided for components in an area of the circuit board in the view to the right of the strips 1, 2 and in the example according to FIG. 2.
Bezugszeichenliste Reference symbol list
1 erster Streifen1 first strip
11 erste Antennen11 first antennas
2 zweiter Streifen2 second strips
21 zweite Antennen 21 second antennas

Claims

Patentansprüche: Patent claims:
1 . Antennenanordnung zum Senden und Empfang von Funksignalen mit Informationen, zum Beispiel für die Navigation, die Kommunikation oder anderes, und zum Ermitteln einer Empfangsrichtung von Wellen, die von einem Sender gesendet oder von einem Objekt reflektiert werden, um den Ort oder zumindest die Richtung der Lage des Senders oder Objektes zu ermitteln, wobei die Antennenanordnung zwei erste Antennen (11 ) zum Empfang von linear polarisierten Wellen aufweist, die zueinander senkrechte Polarisationsrichtungen haben, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenanordnung wenigstens zwei zweite Antennen (21 ) zum Empfang von zirkular und/oder elliptisch polarisierten Wellen aufweist. 1 . Antenna arrangement for transmitting and receiving radio signals containing information, for example for navigation, communication or others, and for determining a reception direction of waves that are transmitted by a transmitter or reflected by an object about the location or at least the direction of the location of the transmitter or object, the antenna arrangement having two first antennas (11) for receiving linearly polarized waves which have mutually perpendicular polarization directions, characterized in that the antenna arrangement has at least two second antennas (21) for receiving circular and/or has elliptically polarized waves.
2. Antennenanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Antennen (21 ) auch zum Empfang von linear polarisierten Wellen geeignet sind. 2. Antenna arrangement according to claim 1, characterized in that the second antennas (21) are also suitable for receiving linearly polarized waves.
3. Antennenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Antennen (1 1 ) auf einer ersten Linie oder einem ersten geradlinigen Streifen (1 ) angeordnet sind und die zweiten Antennen (21 ) auf einer zweiten Linie oder einem zweiten geradlinigen Streifen (2). 3. Antenna arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the first antennas (1 1) are arranged on a first line or a first rectilinear strip (1) and the second antennas (21) on a second line or a second rectilinear strip (2).
4. Antennenanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Antennen (11 ) zum Empfang von polarisierten Wellen ausgerichtet sind, deren Polarisationsrichtung 45° mit der ersten Linie oder dem ersten geradlinigen Streifen (1 ) einschließt. Antennenanordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Linie oder der erste geradlinige Streifen (1 ) und die zweite Linie oder der zweite geradlinige Streifen (2) senkrecht zu einander stehen. Antennenanordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Linie oder der erste geradlinige Streifen (1 ) und die zweite Linie oder der zweite geradlinige Streifen (2) parallel zu einander sind. Antennenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenanordnung Mittel zur Signalauswertung aufweist, mit denen über die Antennen (11 , 21 ) empfangene Signale verarbeitet und ausgewertet werden können. Antennenanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Signalauswertung geeignet sind, von den ersten Antennen (1 1 ) empfangene Funksignale mit Informationen, von den zweiten Antennen (21 ) empfangene Funksignale mit Informationen oder von einer der ersten Antennen (11 ) und einer der zweiten Antennen (21 ) empfangene Funksignale mit Informationen zu verarbeiten und auszuwerten. Antennenanordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Signalauswertung geeignet sind, von den zweiten Antennen (21 ) empfangene Funksignale zum Ermitteln einer Empfangsrichtung zu verarbeiten und auszuwerten, um den Ort des Senders, der die Funksignale sendet, oder den Ort des Objekts, das die Funksignale reflektiert, zumindest die Richtung der Lage des Senders oder Objektes zu ermitteln. 4. Antenna arrangement according to claim 3, characterized in that the first antennas (11) are aligned to receive polarized waves whose polarization direction includes 45 ° with the first line or the first rectilinear strip (1). Antenna arrangement according to claim 3 or 4, characterized in that the first line or the first rectilinear strip (1) and the second line or the second rectilinear strip (2) are perpendicular to one another. Antenna arrangement according to claim 3 or 4, characterized in that the first line or the first rectilinear strip (1) and the second line or the second rectilinear strip (2) are parallel to each other. Antenna arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that the antenna arrangement has means for signal evaluation with which signals received via the antennas (11, 21) can be processed and evaluated. Antenna arrangement according to claim 7, characterized in that the means for signal evaluation are suitable, radio signals with information received from the first antennas (1 1), radio signals with information received from the second antennas (21) or from one of the first antennas (11) and one of the second antennas (21) to process and evaluate received radio signals with information. Antenna arrangement according to claim 7 or 8, characterized in that the means for signal evaluation are suitable for processing and evaluating radio signals received by the second antennas (21) to determine a reception direction in order to determine the location of the transmitter that sends the radio signals or the location of the object that reflects the radio signals, at least to determine the direction of the position of the transmitter or object.
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