(19)
(11)EP 2 332 215 B1

(12)EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT

(45)Hinweis auf die Patenterteilung:
05.07.2017  Patentblatt  2017/27

(21)Anmeldenummer: 09740255.6

(22)Anmeldetag:  03.09.2009
(51)Internationale Patentklassifikation (IPC): 
H01Q 3/46(2006.01)
(86)Internationale Anmeldenummer:
PCT/DE2009/001238
(87)Internationale Veröffentlichungsnummer:
WO 2010/028625 (18.03.2010 Gazette  2010/11)

(54)

ANTENNENVORRICHTUNG FÜR HOCHFREQUENTE ELEKTROMAGNETISCHE WELLEN

ANTENNA APPARATUS FOR RADIO-FREQUENCY ELECTROMAGNETIC WAVES

DISPOSITIF D'ANTENNE POUR ONDES ÉLECTROMAGNÉTIQUES À HAUTES FRÉQUENCES


(84)Benannte Vertragsstaaten:
AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO SE SI SK SM TR

(30)Priorität: 12.09.2008 DE 102008046975

(43)Veröffentlichungstag der Anmeldung:
15.06.2011  Patentblatt  2011/24

(73)Patentinhaber: MBDA Deutschland GmbH
86529 Schrobenhausen (DE)

(72)Erfinder:
  • ZIEGLER, Volker
    85662 Hohenbrunn (DE)
  • SCHÖNLINNER, Bernhardt
    81547 München (DE)
  • PRECHTEL, Ulrich
    81739 München (DE)

(74)Vertreter: Lorenz & Kopf PartG mbB Patentanwälte, LKGLOBAL 
Brienner Straße 11
80333 München
80333 München (DE)


(56)Entgegenhaltungen: : 
WO-A-00/45464
JP-A- 11 074 717
DE-T2- 60 126 899
  
  • PARK H J ET AL: "A PLANE-WAVE BEAM-STEERING LENS DESIGN USING MICROSTRIP SWITCHED-LINE PHASE SHIFTERS" INTERNATIONAL JOURNAL OF INFRARED AND MILLIMETER WAVES, SPRINGER, DORDRECHT, NL, Bd. 26, Nr. 1, 1. Januar 2005 (2005-01-01), Seiten 117-124, XP001232027 ISSN: 0195-9271
  • MAZOTTA J ET AL: "QUASI-OPTICAL DISCRETE BEAM STEERING GRIDS" 1999 IEEE MTT-S INTERNATIONAL MICROWAVE SYMPOSIUM DIGEST. (IMS). ANAHEIM, CA, JUNE 13 - 19, 1999; [IEEE MTT-S INTERNATIONAL MICROWAVE SYMPOSIUM], NEW YORK, NY : IEEE, US, Bd. 4, 13. Juni 1999 (1999-06-13), Seiten 1825-1828, XP000890710 ISBN: 978-0-7803-5136-3
  
Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen).


Beschreibung


[0001] Die Erfindung betrifft eine Antennenvorrichtung für hochfrequente elektromagnetische Wellen mit einer Mehrzahl von Einzelantennenvorrichtungen.

[0002] Kommerziell verfügbare Antennensysteme im Mikrowellenbereich basieren größtenteils auf sperrigen Parabolspiegel- oder Hornantennen, die nur sehr schlecht in die Hülle eines Luftfahrzeugs oder kleine Fahrzeuge integriert werden können. Weniger sperrige Antennen werden zur Zeit als Schlitzfelder ausgeführt. All diese Ausführungsformen bieten jedoch keine fortgeschrittenen Merkmale wie elektrische Strahlsteuerung, adaptives Nullen oder Strahlspaltung (split beam).

[0003] Elektrisch phasenverschobene Antennenfelder bieten diese Vorteile, können jedoch zur Zeit nur als sehr komplexe und teure Aufbauten hergestellt werden. Des weiteren sind sie wegen geometrischer Größenbeschränkungen nicht für höhere Frequenzen geeignet.

[0004] Zur Zeit basieren sämtliche kommerziellen Antennen auf Antennen mit festem Strahl (Schüssel, Horn oder Schlitzfeldantennen), die mehr oder weniger sperrig sind und mechanisch bewegt werden müssen. Wegen ihrer Größe und ihres Gewichts ist es schwer, sie in fliegende Plattformen oder kleine Fahrzeugen zu integrieren. Zusätzlich fehlen ihnen fortgeschrittene Strahlsteuerungsmerkmale wie die oben erwähnten. In der Literatur sind Ansätze gezeigt, sehr flache Spiegelungsantennenfelder mit elektrischer Strahlsteuerung basierend auf RF-MEMS herzustellen. Diese benötigen jedoch einen Mast um sie zu beleuchten, was andererseits eine flache Geometrie verhindert. Eine weitere Herangehensweise unter Verwendung von digitaler Strahlformung resultiert ebenfalls in einem sperrigen Aufbau der Antennen.

[0005] Das Dokument WO 00/45464 beschreibt eine planare Antennenvorrichtung für hochfrequente elektromagnetische Wellen, wobei die Antenne als Transmissionstyp mit einer Mehrzahl von planaren Schichten konzipiert ist. Neben einer Phasenschiebungsschicht mit Phasenschiebereinrichtungen weist die Antenne eine Abstrahlschicht und ein in der jeweiligen Schicht verlaufendes Verteilnetzwerk auf. Die Speisung der planaren Antenne erfolg über externe Antennen, wie beispielsweise Hornstrahler, was einer flächigen Bauweise der planaren Antenne widerspricht.

[0006] Im Dokument: Park H. J. et al: "A Plane-Wave Beam-Steering Lens Design Using Microstrip Switched-Line Phase Shifters" , International Journal of infrared and millimetre waves, Springer, Dordrecht, NL, Bd. 26, Nr. 1, 1, Januar 2005, Seiten 117-124, XP001232027 ISSN:0195-9271 ist eine kompakte Linsenantenne beschrieben, die auf beiden Seiten der Linse Patch-Antennen-Arrays aufweist.

[0007] Aus der JP 11074717 A ist eine planare Antenne mit einem Verteilnetzwerk zur Ansteuerung der Phasenschieber unter Verwendung von TFT-Schaltkreisen (thin film transistor-circuits) bekannt geworden.

[0008] Die Erfindung geht auf die Aufgabe zurück, den Raumbedarf einer Antennenvorrichtung der eingangs genannten Art bei einfacher Herstellung und Handhabung noch weiter zu verkleinern.

[0009] Diese Aufgabe wird durch eine Antennenvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

[0010] Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Antennenvorrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche.

[0011] Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Antennenvorrichtung der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass die Antennenvorrichtung als Transmissionstyp aufgebaut ist, wobei die Antennenvorrichtung wenigstens eine Einleitungsschicht, eine erste Phasenverschiebungsschicht mit Phasenschiebereinrichtungen, eine Abstrahlschicht und ein Verteilnetzwerk aufweist. Vorzugsweise sind die Schichten aperturgekoppelt. Die sich ergebende Antennenvorrichtung ist kostengünstig herstellbar und bewirkt eine sehr flache Antennenarchitektur. Des weiteren ist es möglich, mit dieser Antennenvorrichtung eine elektrische Strahlsteuerung zu realisieren.

[0012] Wenigstens ein Teil der Phasenschiebereinrichtungen kann durch RF-MEMS-Elemente gebildet sein. Derartige Elemente sind als Mikroschalter mit kurzen Schaltzeiten und geringen Verlusten verfügbar. Sie erlauben eine schnelle Steuerung der Formung der elektromagnetischen Wellen.

[0013] Wenigstens ein Teil der Phasenschiebereinrichtung kann durch integrierte Schaltkreise gebildet sein. Diese weisen ebenfalls kurze Schaltzeiten und geringe Verluste auf.

[0014] Vorteilhaft kann das Verteilnetzwerk entlang der Schichten verlaufen. Dies vereinfacht die Herstellung der Antennenvorrichtung, da die elektrischen Leitungen des Verteilnetzwerks nur zwischen die Schichten der Antennenvorrichtung eingebettet werden müssen.

[0015] Die Phasenschiebereinrichtungen können in einem Raster angeordnet sein, wobei jeweils die Phasenschiebereinrichtungen einer Zeile oder einer Spalte des Rasters mittels des Verteilnetzwerks zur gemeinsamen Ansteuerung verbunden sind. Dies erlaubt es, das Verteilnetzwerk einfach zu halten und somit eine kostengünstige Produktion zu gewährleisten.

[0016] Weiter ist vorteilhaft vorgesehen, dass eine zweite Phasenschiebungsschicht vorgesehen ist, wobei die Phasenschiebereinrichtungen der ersten Phasenschiebungsschicht zur zeilenweisen und die Phasenschiebereinrichtungen der zweiten Phasenschiebungsschicht zur spaltenweisen Ansteuerung ausgebildet sind. Bei weiterhin geringen Produktionskosten ist es dadurch möglich, die abgestrahlten elektromagnetischen Wellen in mehr als einer Raumrichtung abzulenken. Erfindungsgemäß verlaüft das Verteilnetzwerk quer zu den Schichten. Dies ermöglicht größere Freiheiten bei der Ausgestaltung des Verteilnetzwerks.

[0017] Vorteilhaft sind die Phasenschiebereinrichtungen individuell ansteuerbar ausgebildet. Dies erlaubt eine sehr individuelle Strahlformung, beispielsweise eine Strahlspaltung (Split beam).

[0018] Auf wenigstens einer Seite der Phasenschiebungsschicht ist eine Abstandsschicht angeordnet. Diese Abstandsschicht bewirkt, dass insbesondere bei Verwendung RF-MEMS-Elementen ausreichend Raum für die Bewegung dieser Elemente vorhanden ist. Des weiteren stellen die Abstandshalter einen ausreichenden Abstand der Schichten untereinander zur Aperturkopplung sicher.

[0019] Die Antennenvorrichtung kann zur quasioptischen Einspeisung der elektromagnetischen Wellen oder zur integrierten Einspeisung der elektromagnetischen Wellen ausgebildet sein.

[0020] Vorteilhaft weisen die Phasenschiebereinrichtungen Schalteinheiten auf, die eine Umschaltung zwischen unterschiedlichen Polarisationen der elektromagnetischen Wellen ermöglichen. Eine Nutzung der Antennenvorrichtung kann somit auch in Bereichen erfolgen, in denen elektromagnetische Wellen unterschiedlicher Polarisation benötigt werden.

[0021] Die in der Abstrahlschicht vorgesehenen Antennenelemente können vorteilhaft zur Verwendung mit verschiedenen Polarisationen ausgebildet sein.

[0022] Einzelheiten und weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Antennenvorrichtung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele. In den die Ausführungsbeispiele lediglich schematisch darstellenden Zeichnungen veranschaulichen im Einzelnen:
Fig. 1
eine Explosionszeichnung einer Antennenvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform;
Fig. 2
einen Strahlweg durch die Antennenvorrichtung aus Fig. 1;
Fig. 3
einen Schnitt durch die zusammengesetzte Antennenvorrichtung aus Fig. 1;
Fig. 4
eine Explosionszeichnung einer Antennenvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform;
Fig. 5
einen Strahlweg durch die Antennenvorrichtung aus Fig. 4;
Fig. 6
einen Schnitt durch die zusammengesetzte Antennenvorrichtung gemäß Fig. 4;
Fig. 7
eine Explosionszeichnung einer dritten Ausführungsform der Antennenvorrichtung;
Fig. 8
einen Strahlweg durch Antennenvorrichtung aus Fig. 7;
Fig. 9
einen Schnitt durch die Antennenvorrichtung aus Fig. 7 und
Fig. 10
eine Explosionszeichnung einer Variante der Ausführungsformen eins bis drei mit doppelt polarisierten Antennenpatches.


[0023] Eine erste Ausführungsform einer Antennenvorrichtung 10, wie sie in den Fig. 1 bis 3 gezeigt ist, weist eine Einleitungsschicht 20, eine erste Phasenschiebungsschicht 30, eine Kopplungsschicht 40, eine zweite Phasenschiebungsschicht 50 und eine Abstrahlschicht 60 auf.

[0024] Die Einleitungsschicht 20 besteht aus einem RF-Material, beispielsweise LTCC. Auf dieses RF-Material sind Antennenpatches 22 aus Metall aufgebracht. Wie aus Figur 3 ersichtlich, sind die Antennenpatches 22 an der Unterseite der Einleitungsschicht 20 angeordnet. Mittels Aperturen 24 sind die Antennenpatches an die erste Phasenschiebungsschicht 30 gekoppelt.

[0025] Die erste Phasenschiebungsschicht 30 besteht ebenfalls aus einem RF- oder Halbleitermaterial und weist an ihrer Oberseite Phasenschiebereinrichtungen 32 auf. Die Phasenschiebereinrichtungen 32 sind aus RF-MEMS-Elementen gebildet.

[0026] Abstandhalter 34 (siehe Fig. 3) sind vorgesehen, um einen Zwischenraum 38 zwischen der Kopplungsschicht 40 von den Phasenschiebereinrichtungen 32 zu bilden. Dieser Zwischenraum 38 ist für eine ausreichende Bewegungsfreiheit der RF-MEMS-Elemente vorgesehen.

[0027] Die Kopplungsschicht 40 weist zwei Abstandsschichten 42a, 42b auf. Zwischen diesen Schichten sind Kopplungselemente 44 vorgesehen, welche die erste Phasenschiebungsschicht 30 mittels Aperturen 46 an die zweite Phasenschiebungsschicht 50 koppeln.

[0028] Die zweite Phasenschiebungsschicht 50 ist mittels Abstandhaltern 52 von der Kopplungsschicht 40 beabstandet und weist in dem sich dadurch ergebenen Zwischenraum 54 Phasenschiebereinrichtungen 56 auf.

[0029] Die Abstrahlschicht 60 ist analog zu der Einleitungsschicht 20 aufgebaut und weist Antennenpatches 62 und Aperturen 64 auf.

[0030] Um Radarstrahlung auszusenden, wird die Einleitungsschicht 20 mit Radarwellen bestrahlt. Die Antennenpatches 22 nehmen die Radarstrahlung auf und übermitteln sie durch die Apertur 24 an die Phasenschiebereinrichtungen 32. Je nach Ansteuerung der Phasenschiebereinrichtungen 32 werden die Phasen der Radarwellen, die durch unterschiedliche Aperturen 24 auf unterschiedliche Phasenschiebereinrichtungen 32 verteilt werden, verschoben.

[0031] Durch die Aperturen 46 der Kopplungsschicht 40 werden die Radarwellen auf die Phasenschiebereinrichtungen 56 der zweiten Phasenschiebungsschicht 50 geleitet. Auch hier werden die Radarwellen, die durch die einzelnen Aperturen 46 hindurchgeleitet werden, je nach Ansteuerung der Phasenschiebereinrichtungen 56 verzögert.

[0032] Durch die Aperturen 64 werden die Radarwellen auf die Abstrahlschicht 60 mit den Antennenpatches 62 ausgekoppelt.

[0033] Figur 2 zeigt, wie ein Signal durch die Antennenvorrichtung 10 läuft, wenn Radarwellen empfangen werden. Die einfallenden Radarwellen werden zunächst mit den Antennenpatches 62 durch Aperturen 64 auf die Phasenschiebereinrichtung 56 der zweiten Phasenschiebungsschicht 50 gelenkt.

[0034] Nach Passieren der Phasenschiebereinrichtung 56 werden die Radarwellen durch die Apertur 46 auf die Phasenschiebereinrichtung 32 gelenkt und von dieser entsprechend der Ansteuerung phasenverschoben.

[0035] Schließlich werden die Radarwellen durch die Apertur 24 in das Antennenpatch 22 eingekoppelt, von wo aus sie in einen Empfangsschaltkreis, der hier nicht dargestellt ist, weitergeleitet werden.

[0036] Bei der in Figur 4 bis 6 gezeigten zweiten Ausführungsform sind in der Einleitungsschicht 20 Antennenpatches 22 vorgesehen, die mittels eines RF-Verbinders 70 unmittelbar durch ein Verteilnetzwerk als Antennen gespeist werden. Die Abstrahlung der Radiowellen erfolgt somit für jeden der Wege durch die Phasenschiebereinrichtungen 32, 56 und die Aperturen 24, 46, 64 mittels einer eigenen Radarantenne. Dies gilt ebenso für den Empfang von Radarwellen, bei dem die Radarwellen unmittelbar von den Antennenpatches 22 aufgenommen werden. Im Weiteren entspricht der Aufbau der zweiten Ausführungsform dem Aufbau der ersten Ausführungsform.

[0037] In den Figuren 1 und 4 sind auf den Phasenschiebungsschichten 30, 50 angeordnete Verteilnetzwerke 36, 58 gezeigt. Das Verteilnetzwerk 36 versorgt in dieser Darstellung die Phasenschiebereinrichtungen 32 spaltenweise mit Ansteuerungsinformationen. Mittels dieser Ansteuerungsinformationen kann der Radarstrahl, der die Antennenvorrichtung 10 verlässt, mittels Interferenz in eine bestimmte Richtung abgelenkt werden. Allerdings bleibt bei einer solchen spaltenweisen Ansteuerung nur die Möglichkeit, den Strahl in einer Ebene zu bewegen. Eine vollständige räumliche Ablenkung wäre allein mit Hilfe der ersten Phasenschiebungsschicht 30 nicht möglich.

[0038] Daher ist die zweite Phasenschiebungsschicht 50 vorgesehen, deren Verteilnetzwerk 58 die Phasenschiebereinrichtung 56 zeilenweise ansteuert.

[0039] Somit ist durch koordinierte Steuerung der Phasenschiebereinrichtungen 32, 56 mittels der Verteilnetzwerke 36, 58 eine Steuerung des Radarstrahls möglich.

[0040] Der Wellenlauf bei Empfang von Radarwellen ist in Figur 5 und ein Querschnitt durch eine Antennenvorrichtung 10 gemäß der zweiten Ausführungsform in Figur 6 dargestellt.

[0041] Bei der in den Figuren 7 bis 9 dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind in der Einleitungsschicht 20 und der ersten Phasenschiebungsschicht 30 Öffnungen zur Aufnahme des Verteilnetzwerks 26, 36 vorgesehen. Durch den in Figur 9 gezeigten Verlauf des Verteilnetzwerks 36 ist es möglich, die Phasenschiebereinrichtungen 32 mittels Steueranschlüssen 72 einzeln anzusteuern. Dadurch ist nurmehr eine einzige Phasenschiebungsschicht 30 erforderlich; die zweite Phasenschiebungsschicht 50 kann eingespart werden.

[0042] Wie in Figur 9 erkennbar, wird der Aufbau dadurch wesentlich flacher. Insbesondere ist auch keine Kopplungsschicht 40 mehr nötig, sondern nur eine einzelne Abstandsschicht 48.

[0043] Figur 10 zeigt eine Aufbauvariante der drei Ausführungsformen. Die beiden dargestellten Schichten stellen die zweite Phasenschiebungsschicht 50 und die Abstrahlschicht 60 dar. Die Phasenschiebereinrichtungen 56 weisen zusätzlich einen Schalter auf, mit dem die Polarisation der phasenverschobenen Radarwellen umgestellt werden kann. Des weiteren sind die Antennenpatches 62 so ausgestaltet, dass sie Radarwellen in zwei unterschiedlichen Polarisationen abstrahlen können. Für die Schichten 20, 30, 40, 50, 60 können verschiedene RF-taugliche Materialien verwendet werden. Insbesondere sind in diesem Zusammenhang LTCC und teflonbasierte Werkstoffe wie beispielsweise Duoid 5880 zu nennen. Die Schichten 30 und 50 können auch aus hochohmigen Silizium bestehen.

[0044] Die Antennenvorrichtung 10 wird mit Frequenzen zwischen ungefähr 10 GHz und 100 GHz betrieben. Die Strukturgrößen der Antennenpatches 22, 62 sowie der Phasenschiebereinrichtung 32, 56 und auch die Aperturen 24, 46, 64 bewegen sich im Bereich der Hälfte einer Wellenlänge λ der verwendeten elektromagnetischen Wellen. Bei einer Frequenz von 30 GHz bewegen sich die Strukturgrößen also im Bereich um 5mm.

[0045] Die vorgestellte Herangehensweise kombiniert eine kostengünstige und sehr flache Antennenarchitektur, um eine elektrische Strahlsteuerung zu realisieren. Durch die Kombination verschiedener innovativer Herangehensweisen wie Aperturkopplung von Antennenelementen und Verteilnetzwerk 36, 58 Verwendung von fortgeschrittenen Phasenschiebereinrichtungen 32, 56 (RF-MEMS oder Halbleiterschaltkreise) und einer Konstruktion der Antenne zum Betrieb in einer Transmissionskonfiguration anstatt einer Reflexionskonfiguration kann eine ultraflache Antennenstruktur mit elektrischer Strahlsteuerung realisiert werden.

[0046] Durch Verwendung eines ultraflachen elektronisch steuerbaren Antennensystems wird eine Vielzahl von neuen Anwendungen im Aeronautikbereich erlaubt, da dies die erste Antenne ist, die aufgrund ihrer flachen Geometrie leicht in die Außenhülle eines Luftfahrzeugs integriert werden kann. Durch diese Antenne werden Anwendungen wie Brownout radar für Helikopter, Zwischenfahrzeugkommunikation für bemannte und unbemannte Luftfahrzeuge sowie Wirbelschleppendetektion an Bord von zivilen Luftfahrzeugen ermöglicht. Weitere Anwendungen sind Scharfschützendetektionsradare und Bodenplattformschutz (z.B. Konvoischutz).

[0047] Es sind ultraflache Antennenstrukturen z.B. mit einer Dicke im Bereich zwischen etwa 0,1 mm bis etwa 10 mm, insbesondere 1 bis 7 mm, erreichbar.

Bezugszeichenliste:



[0048] 
10
Antennenvorrichtung
20
Einleitungsschicht
22
Antennenpatch
24
Apertur
26
Verteilnetzwerk
30
erste Phasenschiebungsschicht
32
Phasenschiebereinrichtung
34
Abstandshalter
36
Verteilnetzwerk
38
Zwischenraum
40
Kopplungsschicht
42a
Abstandsschicht
42b
Abstandsschicht
44
Kopplungselement
46
Apertur
48
Abstandsschicht
50
zweite Phasenschiebungsschicht
52
Abstandsschicht
54
Zwischenraum
56
Phasenschiebereinrichtung
58
Verteilnetzwerk
60
Abstrahlschicht
62
Antennenpatch
64
Apertur
70
RF-Verbinder
72
Steueranschluss



Ansprüche

1. Planare Antennenvorrichtung (10) für hochfrequente elektromagnetische Wellen mit einer Mehrzahl von Einzelantennenvorrichtungen, wobei die Antennenvorrichtung (10) als Transmissionstyp aus mehreren planaren Schichten (20, 30, 40, 60) aufgebaut ist, wobei die Antennenvorrichtung (10) wenigstens eine Einleitungsschicht (20), eine erste Phasenschiebungsschicht (30) mit Phasenschiebereinrichtungen (32), eine Abstrahlschicht (60) und ein Verteilnetzwerk (36, 58) zur Ansteuerung der Phasenschiebeeinrichtungen (32) aufweist, wobei die Phasenschiebereinrichtungen (32, 56) individuell ansteuerbar ausgebildet sind und wobei wenigstens ein Teil der Phasenschiebereinrichtungen (32, 56) durch RF-MEMS-Elemente gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilnetzwerk (36, 58) in der Einleitungsschicht (20) und der ersten Phasenschiebungsschicht (30) über Öffnungen zur Aufnahme des Verteilnetzwerks (26, 36) quer zu den Schichten (20, 30) verläuft.
 
2. Antennenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenschiebereinrichtungen (32, 56) Schalteinheiten aufweisen, die eine Umschaltung zwischen unterschiedlichen Polarisationen der elektromagnetischen Wellen ermöglichen.
 
3. Antennenvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Abstrahlschicht (60) vorgesehene Antennenelemente zur Verwendung mit verschiedenen Polarisationen ausgebildet sind.
 
4. Antennenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil der Phasenschiebereinrichtungen (32, 56) durch integrierte Schaltkreise gebildet sind.
 
5. Antennenvorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf wenigstens einer Seite der Phasenschiebungsschichten (30, 50) eine Abstandsschicht (42a, 42b, 48) angeordnet ist.
 
6. Antennenvorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenvorrichtung (10) zur quasioptischen Einspeisung der elektromagnetischen Wellen oder zur integrierten Einspeisung der elektromagnetischen Wellen ausgebildet ist.
 
7. Antennenvorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten (20, 30, 40, 60) aperturgekoppelt sind.
 


Claims

1. Planar antenna arrangement (10) for high-frequency electromagnetic waves with a plurality of individual antenna devices, wherein the antenna arrangement (10) is designed as a transmission type of several planar layers (20, 30, 60), wherein the antenna arrangement (10) comprises at least one introduction layer (20), a first phase shifting layer (30) with phase shifting devices (32), a radiation layer (60) and a distribution network (36, 58) for controlling the phase shifting devices (32), wherein the phase shifting devices (32, 56) are individually controllable and at least a part of the phase shifting devices (32, 56) is formed by RF-MEMS-elements, characterized in that the distribution network (36, 58) runs in the introduction layer (20) and the first phase shifting layer (30) across the layers (20, 30) via openings for receiving the distribution network.
 
2. Antenna arrangement according to claim 1, characterized in that the phase shifting devices (32, 56) comprise switch units that enable a switching between different polarizations of the electromagnetic waves.
 
3. Antenna arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that antenna elements provided in the radiation layer (60) are configured for a use with different polarizations.
 
4. Antenna arrangement according to claim 1, characterized in that at least one part of the phase shifting devices (32, 56) is formed by integrated circuits.
 
5. Antenna arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that on at least one side of the phase shifting layers (30, 50) a distance layer (42a, 42b, 48) is arranged.
 
6. Antenna arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the antenna arrangement (10) is configured for a quasi-optical feeding of the electromagnetic waves or for an integrated feeding of the electromagnetic waves.
 
7. Antenna arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the layers (20, 30, 60) are aperture-coupled.
 


Revendications

1. Dispositif d'antenne (10) planaire pour ondes électromagnétiques à haute fréquence, comportant une pluralité de dispositifs d'antennes individuelles, dans lequel le dispositif d'antenne (10), en tant que type de transmission, est réalisé à partir de plusieurs couches planaires (20, 30, 40, 60), dans lequel le dispositif d'antenne (10) présente au moins une couche d'introduction (20), une première couche de déphasage (30) comportant des moyens déphaseurs (32), une couche rayonnante (60) et un réseau de distribution (36, 58) pour le pilotage des moyens déphaseurs (32), dans lequel les moyens déphaseurs (32, 56) sont conformés en étant pilotdables individuellement, et dans lequel au moins une partie des moyens déphaseurs (32, 56) est formée par des éléments RF MEMS, caractérisé en ce que le réseau de distribution (36, 58), dans la couche d'initialisation (20) et dans la première couche de déphasage (30), s'étend transversalement aux couches (20, 30) par l'intermédiaire d'ouvertures destinées à loger le réseau de distribution (26, 36).
 
2. Dispositif d'antenne selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens déphaseurs (32, 56) présentent des unités de commutation qui permettent une commutation entre différentes polarisations des ondes électromagnétiques.
 
3. Dispositif d'antenne selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que des éléments d'antenne ménagés dans la couche rayonnante (60) sont réalisés pour l'utilisation avec différentes polarisations.
 
4. Dispositif d'antenne selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'au moins une partie des moyens déphaseurs (32, 56) est formée par des circuits intégrés.
 
5. Dispositif d'antenne selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une couche d'espacement (42a, 42b, 48) est disposée sur au moins une face des couches de déphasage (30, 50).
 
6. Dispositif d'antenne selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif d'antenne (10) est réalisé pour l'injection quasi optique des ondes électromagnétiques ou pour l'injection intégrée des ondes électromagnétiques.
 
7. Dispositif d'antenne selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les couches (20, 30, 40, 60) sont à ouvertures couplées.
 




Zeichnung


























Angeführte Verweise

IN DER BESCHREIBUNG AUFGEFÜHRTE DOKUMENTE



Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde ausschließlich zur Information des Lesers aufgenommen und ist nicht Bestandteil des europäischen Patentdokumentes. Sie wurde mit größter Sorgfalt zusammengestellt; das EPA übernimmt jedoch keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.

In der Beschreibung aufgeführte Patentdokumente




In der Beschreibung aufgeführte Nicht-Patentliteratur