[0001] Die Erfindung betrifft eine Mikrowellenantenne nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1, mit anderen Worten eine in vertikaler Richtung bündelnde, in horizontaler Richtung
in zwei (i.A. entgegengesetzte) Richtungen strahlende Antenne für Frequenzen ab 10
GHz aufwärts. Sie ist vorzugsweise als Sende- und Empfangsantenne für Kommunikationssysteme
in Linienverbindungen verwendbar.
[0002] Vorzugsweise für mobile Sender/Empfänger besteht die Forderung nach kleinen, aerodynamisch
und, für einige Zwecke, optisch günstig geformten und damit im Querschnitt kleinen
Antennenanordnungen.
[0003] Bisher verwendete Antennen für diesen Zweck bestehen aus zwei Hohlleiterhörnern oder
Parabolspiegeln. Aufgrund der gewünschten relativ starken Bündelung in senkrechter
Richtung werden die bisher verwendeten Antennenanordnungen sehr groß, speziell die
Abmessungen in horizontaler Richtung sind bedeutend größer als normalerweise erwünscht.
[0004] Eine Realisierung der gewünschten Antennenanordnung als rein planare Antennengruppe
stößt auf Schwierigkeiten, da solche Antennen entweder hohe Verluste aufweisen (Mikrostreifenleitungsantenne,
vgl."Menzel, W.: A 40 GHz microstrip array antenna,IEEE Int. Symp. MTT-S, 1980, Symp.
Digest, Seite 225 bis 226")oder mechanisch aufwendig herzustellen sind (Hohlleiterschlitz-array).
Für einzelne Linienstrahler, wie sie in der Erfindung verwendet werden, spielen diese
Nachteile aber keine Rolle mehr.
[0005] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Mikrowellenantenne der eingangs genannten Art
zu schaffen, die die vorstehend genannten Forderungen ohne die Nachteile der anderen
Lösungsmöglichkeiten erfüllt. Die Erfindung ist im Anspruch 1 beschrieben. Die Unteransprüche
beinhalten vorteilhafte Ausführungen der Erfindung.
[0006] Die erfindungsgemäße Antenne verwendet zur Bündelung der Strahlung in senkrechter
Richtung einen bzw. zwei Linienstrahler, in waagerechter Richtung je nach Ausführung
z. B. zwei zylindrische Parabolreflektoren oder Linsenanordnungen. Das Ganze ist in
einem Rohr untergebracht, das mehrere Funktionen hat. Das Rohr wird senkrecht, z.
B. auf einem Fahrzeugdach, angebracht.
[0007] Die FIG. 1 und 2 zeigen Querschnitte durch vorteilhafte Ausführungen der erfindungsgemäßen
Antenne. Die Strahlungsrichtungen der Antenne sind jeweils durch Pfeile angedeutet.
Im ersten Fall befinden sich zwei Linienstrahler 1 in den Brennlinien von zwei zylindrischen
Parabolen 2. Ist die Bündelung im Azimut nicht zu hoch, so lassen sich die Parabole
vorteilhaft im Hinblick auf die mechanische Herstellung durch Ausschnitte von Kreiszylindern
ersetzen. Die Anordnung ist in einer zylindrischen Hülle 3 aus einem dielektrischen
Material angeordnet. Dieses Rohr übernimmt gleichzeitig die Aufgabe, der Antenne eineaerodynamisch
und optisch vorteilhafte äußere Form zu geben. Das Rohr 3 ist also Schutzhülle, Halterung
und aerodynamische Verkleidung zugleich für die Antenne.
[0008] FIG. 2 zeigt eine andere Variante der Antenne. In der gemeinsamen Brennlinie von
zwei zylindrischen Linsen 4 ist ein einzelner Linienstrahler 5 angeordnet, der in
Richtung von beiden Linsen strahlt.
[0009] Die Linienstrahler 1 bzw. 5 können in bekannter Weise durch Hohlleiterschlitzantennen
oder durch planare Strukturen, wie z. B. in "James, J.R., Wilson, G.J.: Microstrip
antennas and arrays. Pt. 1 - Fundamental actions and linestations. IEE Journal on
MOA, vol. 1 (1977), Seiten 165 bis 174" oder "Hill, R.: A twin line omnidirectional
aerial configuration. 8. European Microwave Conference 1978, Seiten 307 bis 311" beschrieben,
realisiert werden.
[0010] Die erfindungsgemäße Antenne ist z. B. auf spurgebundenen Fahrzeugen mit Geschwindigkeiten
bis zu 350 km/h für den Linienfunk einsetzbar.
1. Mikrowellenantenne, insbesondere für den Millimeterwellenbereich, mit zwei Strahlungsrichtungen
für Linienverbindungen,bei gleichzeitiger Bündelung in der Elevationsrichtung, gekennzeichnet
durch folgende Merkmale:
- die Bündelung in Elevationsrichtung ist durch Linienstrahler (1 bzw. 5) bewirkt;
- die Bündelung in Azimutrichtung erfolgt durch strahlbündelnde Elemente (2 bzw. 4);
- die Linienstrahler (1 bzw. 5) sind in den Brennlinien der strahlbündelnden Elemente
(2 bzw. 4) angeordnet;
- sämtliche Elemente (1 und 2 bzw. 4 und 5) sind in einem dünnen Rohr (3) aus im Wellenlängenbereich
der Antenne durchsichtigem Material untergebracht, wobei die Achse des Rohrs (3) senkrecht
ausgerichtet ist.
2. Mikrowellenantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die strahlbündelnden
Elemente zylindrische Parabole (2) sind, welche Rücken an Rücken in dem Rohr (3) liegen.
3. Mikrowellenantenne nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrischen
Parabole (2) durch Kreiszylinderausschnitte angenähert sind.
4. Mikrowellenantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die strahlbündelnden
Elemente dielektrische Linsen (4) sind.
5. Mikrowellenantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die strahlbündelnden
Elemente Metallplatten-oder Hohlleiterlinsen sind.
6. Mikrowellenantenne nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein einziger,
in entgegengesetzte Richtungen strahlender Linienstrahler (5) in der Hauptachse des
Rohrs (3) angeordnet ist.
7. Mikrowellenantenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Linienstrahler (1 bzw. 5) Hohlleiterschlitzantennen sind.
8. Mikrowellenantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Linienstrahler (1 bzw. 5) planare Antennen, z. B. Mikrostreifenleitungsantennen,
sind.