(19)
(11) EP 0 064 694 A1

(12) EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43) Veröffentlichungstag:
17.11.1982  Patentblatt  1982/46

(21) Anmeldenummer: 82103702.5

(22) Anmeldetag:  30.04.1982
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC)3H01Q 25/00, H01Q 1/42
(84) Benannte Vertragsstaaten:
AT CH DE GB LI

(30) Priorität: 12.05.1981 DE 3118745

(71) Anmelder: Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH
D-60596 Frankfurt (DE)

(72) Erfinder:
  • Menzel, Wolfgang, Dr.-Ing.
    D-7910 Neu-Ulm (DE)

(74) Vertreter: Schulze, Harald Rudolf, Dipl.-Ing. et al
Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH Theodor-Stern-Kai 1
60596 Frankfurt
60596 Frankfurt (DE)


(56) Entgegenhaltungen: : 
   
       


    (54) Mikrowellenantenne für Linienverbindungen, insbesondere im Millimeterwellenbereich


    (57) Bei einer Mikrowellenantenne für Linienverbindungen in zwei Richtungen, insbesondere im Millimeterwellenbereich, besteht die Forderung nach einer kleinen, aerodynamisch und optisch günstig geformten Anordnung. Es wird eine solche Antenne beschrieben, bei der die Bündelung in der Elevationsrichtung durch Linienstrahler (1) bewirkt wird, während die Bündelung in Azimutrichtung durch strahlbündelnde Elemente (2) erfolgt, in deren Brennlinien sich die Linienstrahler (1) befinden. Sämtliche Elemente (1 und 2) sind in einem dünnen Rohr (3) untergebracht aus im Wellenlängenbereich der Antenne durchsichtigem Material (Fig. 1). Anwendung z.B. für Linienfunk auf spurgebundenen Fahrzeugen mit Geschwindigkeiten bis 350 km/h.




    Beschreibung


    [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.


    Ansprüche

    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.
     




    Zeichnung







    Recherchenbericht