(19)
(11) EP 0 154 858 A2

(12) EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43) Veröffentlichungstag:
18.09.1985  Patentblatt  1985/38

(21) Anmeldenummer: 85101916.6

(22) Anmeldetag:  21.02.1985
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC)4H01Q 21/06
(84) Benannte Vertragsstaaten:
AT BE CH FR GB IT LI NL SE

(30) Priorität: 15.03.1984 DE 3409460

(71) Anmelder: BROWN, BOVERI & CIE Aktiengesellschaft
D-68309 Mannheim (DE)

(72) Erfinder:
  • Entschladen, Helmut, Dr. Dipl.-Ing.
    D-4630 Bochum 1 (DE)
  • Nagel, Ulrich, Dipl.-Ing.
    D-4630 Bochum 7 (DE)

(74) Vertreter: Kempe, Wolfgang (DE) et al


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(56) Entgegenhaltungen: : 
   
       


    (54) Antenne


    (57) Die Erfindung bezieht sich auf eine Mikrowellenantenne (1) die mit flächig ausgebildeten metallischen Strahlerelementen (2, 3) ausgerüstet ist, welche auf einem dielektrischen Substrat (4) angeordnet sind, das auf eine metallische Grundplatte (5) aufgetragen ist. Die Mikrowellenantenne (1) weist einen einfachen konstruktiven Aufbau auf, und besitzt einen hohen Wirkungsgrad. Die Strahlerelemente (2 und 3) sind so eng benachbart angeordnet, daß die Verkopplung der Strahlerelemente (2 und 3) durch elektromagnetische Streufelder erfolgt.




    Beschreibung


    [0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Mikrowellenantenne gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

    [0002] Aus der Druckschrift "IEE PROC. Vol 127, Pt. H .No 4, August 1980, Improved_bandwidth of mierostrip antennas using parasitic elements, C. Wood. B. Sc, Seiten 231 bis 234." ist eine Mikrowellenantenne bekannt, die mehrere flächige Strahlerelemente aufweist. Die Strahlerelemente sind auf der Oberfläche eines auf einer metallischen Grundplatte aufgetragenen dielektrischen Substrats angeordnet. Die äußeren Strahlerelemente sind auf einer Seite über einen Kurzschluß mit der metallischen Grundplatte verbunden. Die Einspeisung der Antenne erfolgt über eine koaxiale Speiseleitung, deren Innenleiter mit dem zentralen Strahlungselement und der Außenleiter mit der Grundplatte verbunden ist. Zur Erzielung bestimmter geforderter Halbwertsbreiten in der Strahlungscharakteristik kann diese Antenne nicht ohne weitere Speiseleitungen zu größeren Antennengruppen zusammengeschaltet werden. Zudem ist die Erstellung der Kurzschlüsse technisch aufwendig.

    [0003] Aus der Druckschrift "IEEE Transactions on Antennas and Propagation, Vol. AP-31, No. 1, January 1983, A Modular Approach for the Design of Microstrip Array Antennas, J. Ashkenazy, P. Perlmutter, and David Treves, Fellow IEEE, Seiten 190 bis 193" ist eine andere Mikrowellen-Antennen-Anordnung bekannt, deren Strahlerelemente über ein besonderes Speiseleitungsnetzwerk zu einem Gruppenstrahler zusammengefügt sind. Diesen und ähnlichen bekannten Anordnungen.haften die Nachteile an, daß

    - ohmsche und dielektrische Verluste im Speiseleitungsnetzwerk den Antennenwirkungsgrad verringern,

    - die unerwünschte Abstrahlung, insbesondere an Leitungsknicken und Verzweigungsstellen des Speisenetzwerkes ebenfalls den Antennenwirkungsgrad vermindert sowie die Strahlungscharakteristik durch Neben- und Kreuzpolarisations-Strahlung stört,und

    - durch Strahlungskopplung zwischen dem Speiseleitungsnetzwerk und den-Strahlerelementen ebenfalls die Strahlungscharakteristik nachteilig beeinflußt wird.



    [0004] Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Antenne in Planartechnik für den Mikrowellenbereich zu schaffen, bei der mit einem geringen konstruktiven Aufwand die geforderten Halbwertsbreiten in der Strahlungscharakteristik unter Erzielung von einer großen Bandbreite, einem hohen Wirkungsgrad, geringen Nebenzipfeln und geringer Kreuzpolarisation erreicht werden können.

    [0005] -Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

    [0006] Die Strahlerelemente der Antennenanordnung sind so eng benachbart angeordnet, daß ihre Verkopplung durch elektromagnetische Streufelder erfolgt. Die Erfindung unterscheidet sich somit grundsätzlich von den bekannten Mikrowellen-Gruppenantennen dadurch, daß bei der Gruppierung der Strahlerelemente ein besonderes Speiseleitungsnetzwerk entfällt und somit die vorstehend genannten Nachteile vermieden werden.

    [0007] Weitere erfinderische Merkmale sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

    [0008] Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert; es zeigen:

    Figur 1: den schematischen Aufbau einer Mikrowellenantenne gemäß der Erfindung;

    Figur 2: einen Vertikalschnitt durch die in Figur 1 dargestellte Antenne,

    Figur 3: die Ankopplung einer Koaxialen Speiseleitung,

    Figur 4: die Ankopplung einer koaxialen Speiseleitung an zwei zentrale Strahlerelemente,

    Figur 5: die Ankopplung an eine Streifenleitung zwischen zwei Strahlerelementen,

    Figur 6: die Ankopplung einer Speiseleitung an eine mit einem zentralen Strahlerelement verbundene Streifenleitung,

    Figur 7: die Ankopplung der Speiseleitung an eine Schlitzleitung.

    Figur 8: ein Diagramm mit Meßdaten der Mikrowellenantenne.



    [0009] Figur 1 zeigt eine Mikrowellenantenne 1, die aus mehreren Strahlerelementen 2 und 3 aufgebaut ist. Die Strahlerelemente 2 und 3 sind aus einem metallischen Material gefertigt und flächenhaft ausgebildet. Sie sind auf der Oberfläche eines dielektrischen Substrates 4 angeordnet, welches auf einer metallischen Grundplatte 5 aufgetragen ist. Die Strahlerelemente 2 und 3 sind als rechteckige Flächen mit im wesentlichen gleichen Abmessungen ausgebildet. Die Strahlerelemente 2 unterscheiden sich von den Strahlerelementen 3 dadurch, daß sie zum einen als zentrale Strahlerelemente dienen und zum anderen unter gewissen Bedingungen in ihren Abmessungen geringfügig größer ausgebildet sind. Zum besseren Verständnis der in Figur 1 dargestellten Antenne, insbesondere ihres Aufbaus und ihrer Wirkungsweise ist in Figur 1 ein rechtwinkliges Koordinatensystem X,Y und Z angeordnet. Die Längenausdehnung der Strahlerelemente 2 und 3 erstreckt sich in X-Richtung. Ihre Länge ist mit 1 bezeichnet. Die Breitenausdehnung der Strahlerelemente 2 und 3 erstreckt sich in Y-Richtung. Ihre Breite ist mit w bezeichnet. In Z-Richtung weisen die Strahlerelemente 2 und 3 nur eine geringfügige Ausdehnung von wenigen µm auf. Die Z-Richtung steht senkrecht auf der Oberfläche der metallischen Grundplatte 5. Die Abmessungen der Strahlerelemente insbesondere ihre Längen 1 und ihrer Breiten w sind nach bekannten Näherungsbeziehungen aus der Mikrowellenstreifenleitungstechnik dimensiniert. Hierdurch wird erreicht, daß im gewünschten Betriebsfrequenzbereich der Mikrowellenantenne in den Resonatoren, die durch die Strahlerelemente 2 und 3, das Substrat 4 und die Grundplatte 5 gebildetet sind, TMn00-Eigenschwingungen mit ungerader Ordnungszahl n schwingungsfähig werden. Die Ordnungszahl n sollte vorzugsweise die Werte 1 oder 3 annehmen. Die Länge 1 eines einzelnen ungekoppelten Resonators ergibt sich aus der Gleichung:

    αg ist die Leitungswellenlänge der Mikrostreifenleitung mit der Breite w auf dem Substrat mit der Dicke h und der Dielektrizitätszahl ετ. A ist die äquivalente Leitungslänge zur Berücksichtigung des Endeffektes dieser Leitung. In dem hier dargestellen Ausführungsbeispiel erfolgt die Verkopplung der Strahlerelemente 2 und 3 bzw. der durch sie gebildeten Resonatoren durch elektromagnetische Streufelder. Bei dieser Verkopplung der Resonatoren treten abhängig von der Anzahl der Strahlerelemente 2 und 3 und den Kopplungsabständen zusätzliche Schaltungskapazitäten auf, die durch eine weitere Verkürzung der Längen 1, der Strahlerelemente 2 und 3 bzw. der Resonatoren kompensiert werden können. Bei dem in Figur ] dargestellten Ausführungsbeispiel sind auf der Substratoberfläche insgesamt 15 Strahlerelemente 2 und 3 angeordnet. Die Strahlerelemente sind so positioniert, daß in X-Richtung jeweils drei Strahlerelemente hintereinander, eine Reihe bildend, positioniert sind. Sie weisen, in X-Richtung gesehen, jeweils einen senkrechten Abstand sx voneinander auf. In Y-Richtung gesehen sind fünf solcher Strahlerelemente ebenfalls hintereinander, eine Reihe bildend, angeordnet. Der senkrechte Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Strahlerelementen ist, in Y-Richtung gesehen, immer gleich groß und mit sy bezeichnet. Das in der Mitte der Mikrowellenantenne 1 angeordnete Strahlerelement 2 besitzt in X-Richtung zu den benachbarten Strahlerelementen 3 hin einen etwas kleiner bemessenen Abstand sx1, da seine Länge 1 geringfügig größer ist als die der Strahlerelemente 3. Die Abstände sx,sxi und sy weisen Werte auf, die im Bereich zwischen 0,1 bis 1 multipliziert mit der Dicke h des Substrates 4 liegen. Durch diese Maßnahmen wird erreicht, daß zwischen allen Strahlerelementen 2 und 3 eine Verkopplung durch elektromagnetische Streufelder erzielt werden kann. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel treten abhängig von der Anzahl der Strahlerelemente 2 und 3 und den Kopplungsabständen, insbesondere den Abständen sx,sx1 und sy zwischen den Strahlerelementen 2 und 3 in X- und Y-Richtung zusätzliche Sehaltungskapazitäten auf, die durch eine weitere Verkürzung der Gesamtlänge 1 der Strahlerelemente kompensiert werden können. Durch den engen Abstand zwischen den Strahlerelementen 2 und 3 wird eine gegenseitige Verkopplung durch elektromagnetische Streufelder der jeweils in der TMn00-Resonanz schwingenden Resonatoren erzielt. Entspeehend der Verteilung der elektromagnetischen Felder in der TMn00-Resonanz sind die elektrischen Wechselfelder an den im Abstand 1 . parallel zueinander laufenden Enden eines Resonators maximal.

    [0010] Die hier verwendeten Strahlerelemente 2 und 3 können aus Kupfer, Gold, Aluminium oder Messing gefertigt werden. Das gleiche gilt für die als Substratträger dienende Grundplatte 5. Das bei dieser Ausführungsform verwendete Substrat 4 besteht aus Polytetrafluoräthylen und weist eine Dielektrizitätszahl ετ=2,23 auf. Anstelle dieses dielektrischen Substrats 4 können auch andere verwendet werden, deren Dielektrizitätszahlen vorzugsweise im Bereich zwischen 1 und 10 liegen. Die Dicke des auf die Grundplatte aufgetragenen dielektrischen Substrats 4 sollte zwischen 0,2 und 3 mm betragen. Die Dicke h des hier aufgetragenen Substrates 4 beträgt 1,57 mm. Die Grundplatte 5 weist eine Abmessung von 30 x 30 mm2 auf. Zur Herstellung der Mikrowellenantenne wird auf der Oberfläche des Substrats 4 zunächst eine metallische Schicht aufgetragen. Mit Hilfe eines bekannten Photoätzverfahrens werden aus dieser Metallfläche die Strahlerelemente 2 und 3 herausgearbeitet, so daß nur noch die. Strahlerelemente 2 und 3 auf der Substratoberfläche 4 angeordnet sind. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel haben die Strahlerelemente 3 alle eine Breite von w = 4 mm und eine Länge 1 von 8 mm. Lediglich das zentrale Strahlerelement 2 weist eine Länge 1 auf, die 8,8 mm beträgt. Die Breite des zentralen Strahlerelementes 2 beträgt ebenfalls 4 mm. Alle Strahlerelemente 3 weisen in X-Richtung einen senkrechten Abstand zu ihren benachbarten Strahlerelementen 3 von sx = 0,5 mm auf. Die Strahlerelemente 3 besitzten in Y-Richtung gesehen einen senkrechten Abstand sy = 0,5 mm zu ihren nächst benachbarten Strahlerelementen 3. Lediglich das zentrale Strahlerelement 2 weist in X-Richtung gesehen einen senkrechten Abstand sxl = 0,1 mm zu den benachbarten Strahlerelementen 3 auf. In Y-Richtung gesehen weist es ebenso wie die Strahlerelemente 3 einen senkrechten Abstand sy = 0,5 mm zu den Strahlerelementen 3 auf. Die Speisung der Mikrowellenantenne 1 erfolgt über eine koaxiale Speiseleitung (hier nicht dargestellt). Sie ist zum einen an den Ankopplungspunkt des zentralen Strahlerelement 2 und zum anderen an die metallische Grundplatte 5 angeschlossen. Eine detaillerte Darstellung dieser Ankopplung zeigt Figur 3. Die Beschreibung dieser Figur folgt weiter unten. Der Ankopplungspunkt (hier nicht dargestellt) des zentralen Strahlerelementes 2 liegt auf der Längsachse des Strahlerelementes 2, die parallel zur X-Achse verläuft. Insbesondere ist der Ankopplungspunkt so angeordnet, daß er in einem Abstand von 1 mm von der Stirnseite des Strahlerelementes 2 angeordnet ist, die parallel zur Y-Achse verläuft.

    [0011] Für die in Figur 1 dargestellte Mikrowellenantenne 1 wurden auf einem reflexionsfreien Antennenmeßplatz die folgenden elektrischen Antennendaten ermittelt, die in Figur 8 graphisch dargestellt sind.

    [0012] Das Diagramm zeigt den gemessenen Frequenzgang des Reflexionsfaktors |r(f)| am Eingang der 50 Ohm-Leitungsbuchse für die Ankopplung der koaxialen Speiseleitung (hier nicht dargestellt) sowie die Änderung aG (f) des Antennengewinns mit der Frequenz im Bereich f = 7,6 bis 9,4 GHz. Hieraus wurde bei |r| min und im Bereich von aGmax die Resonanzfrequenz fr der Gruppenantenne bestimmt. Weiterhin ergibt sich durch den Frequenzbereich, in dem |r(f)| ≤ -9,5 dB ist, die Bandbreite Δf s≤2' |r| ≤ -9,5 dB entspricht |r| ≤0,33 und ist gleichbedeutend mit einer Welligkeit s ≤ 2 auf der Speiseleitung, somit würden dann in diesem Frequenzbereich die Fehlanpassungsverluste kleiner als 0,5 dB oder im Sendefall weniger als 11% der auf die Antenne zugeführten Sendeleistung reflektiert. Ferner Würden Richtdiagramme der Strahlungscharakteristik aE(θ,φ=0°) in der E-Ebene und aH(θ,φ=90°) in der H-Ebene jeweils im Bereich -180° ≤ θ ≤ +180°. Hieraus wurden die Halbwertsbreiten ΔθE und ΔθH (3 dB-Breiten) sowie die Nebenzipfeldämpfung aN bestimmt. Aus dem Richtdiagramm aH(θ,φ=90°) wurde durch grafische Integration der Strahlungsgewinn D der Gruppenantenne bei der Frequenz fr ermittelt.

    [0013] In dem Diagramm ist desweiteren die Kreuzpolarisation aKp(θ,φ=45°), der Antennengewinn G bei der Frequenz fr und daraus nach der Beziehung G = η-D der Antennenwirkungsgrad η, sowie die Antennenimpedanz ZA-bei der Frequenz fr, gemessen am Eingang der 50Ω-Koaxialbuchse eingetragen.

    [0014] Die so ermittelten Antennendaten lauten:









    Figur 2 zeigt einen Vertikalschnitt durch die in Figur 1 dargestellte Antenne parallel zur X-Z-Ebene des in Figur 1 dargestellten rechtwinkligen Koordinatensystems. Wie anhand von Figur 2 zu sehen ist., wird durch die TMn00-Feldverteilung mit einer ungeradzahligen Ordnungszahl n bewirkt, daß die jeweils zu einem Resonator gehörenden elektrischen Wechselfelder an den Resonatorenden gegenphasig schwingen, so daß die verkoppelten Streufelder wie auch die Streufelder an den äußeren Resonatorenden alle gleichphasig sind und somit ihre Überlagerung eine gebündelte Strahlungscharakteristik mit einer Hauptstrahlrichtung in Richtung der Z-Achse ergibt. Bei dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Strahlungscharakteristik linear polarisierte und zwar in X-Richtung bezogen auf die Hauptstrahlrichtung in Richtung der Z-Achse. Werden in einem Sonderfall (hier nicht dargestellt) alle Strahlerelemente 2 und 3 quadratisch ausgebildet, so daß ihre Länge gleich ihrer Breite und damit w = 1 ist, so kann die zur TMn00-Sehwingung orthogonale TMonO-Schwingung mit der selben Resonanzfrequenz angeregt werden. Hierdurch kann bei geeigneter Abstimmung beider Schwingungen auf Amplitudengleichheit und 900 Phasendifferenz ein zirkular polarisiertes Strahlungsfeld realisiert werden, dessen Hauptstrahlungsrichtung wiederum in Richtung der Z-Achse ausgerichtet ist.

    [0015] Bei der Dimensionierung der Mikrowellenantenne 1 ist zu beachten, daß die Form der Strahlungscharakteristik, insbesondere der Halbwertsbreite und der Nebenzipfelabstand und damit auch der Strahlungsgewinn von der Anzahl der die Zeilen und Spalten der Mikrowellenantenne bildenden Strahlerelemente 2 und 3, den Längen 1 der Strahlerelemente 2 und 3 und den Abständen sx,sxi und sy der Strahlerelemente 2 und 3 in X- und Y-Richtung abhängt. Ein höherer Strahlungsgewinn, d.h. eine höhere Richtwirkung bzw. kleine Halbwertsbreiten können dadurch erreicht werden, daß viele Strahlerelemente 2 und 3 verwendet werden und in erster Linie die Antennenparameter ετ, h und w so gewählt werden, daß die-Länge 1 etwa der halben Freifeldwellenlänge ;Lo entspricht. Dies trifft vorzugsweise für die Dielektrizitätszahlen des Substrates 4 im Bereich von ετ=1 bis 10 und Breiten w der Strahlerelemente 2 und 3 von 0,1 bis 0,4λo, wobei die Ordnungszahlen n = 1 oder 3 zu wählen sind. Der Nebenzipfelabstand kann durch die Amplitudenbelegung der einzelnen Strahlungsquellen, d.h. in diesem Fall durch Änderung der Breiten der Kopplungsspalten, insbesondere durch die Änderung der Werte sx,sx1 und sy beeinflußt werden. Die Bandbreite und der Wirkungsgrad der Mikrowellenantenne ist im wesentlichen durch die Dielektrizitätszahl ετ und die Dicke h des verwendeten Substrats 4 auf der Grundplatte 5 bestimmt. Optimale Werte lassen sich hierbei dann erzielen wenn ετ möglichst nahe bei 1 und h im Bereich um 0,05 ;to gewählt werden kann.

    [0016] Figur 3 zeigt einen Vertikalschnitt durch die in Figur 1 dargestellte Antenne 1 im Bereich des zentralen Strahlerelementes 2. Wie anhand der Zeichnung zu sehen ist, ist der Ankopplungspunkt 11 des zentralen Strahlerelementes 2 mit dem Innenleiter 12I der koaxialen Speiseleitung 12 verbunden. Der Außenleiter 12A der Speiseleitung 12 steht mit der Grundplatte 5 in elektrisch leitender Verbindung.

    [0017] Figur 4 zeigt ebenfalls einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Antenne 1, die mit zwei zentralen Strahlerelementen 2 ausgerüstet ist. Die beiden zentralen Strahlerelemente 2 sind benachbart, insbesondere in definiertem Abstand nebeneinander angeordnet. An sie schließen ebenfalls in definiertem Abstand weitere Strahlerelemente 3 an. Alle Strahlerelemente 2 und 3 sind auf einem dielektrischen Substrat 4 angeordnet, welches auf die metallische Grundeplatte 5 aufgetragen ist. Erfindungsgemäß ist der Innenleiter 12I der Speiseleitung 12, die mit der Antenne 1 in Verbindung steht, an das erste zentrale Strahlerelement 2 angeschlossen, während der Außenleiter 12A der Speiseleitung 12 mit dem zweiten zentralen Strahlerelement 2 in Verbindung steht.

    [0018] Figur S zeigt die Ankopplung der Speiseleitung (hier nicht dargestellt) an zwei zentrale Strahlerelemente 2 die elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Diese Einspeisung wird vorzugsweise dann verwendet,wenn eine Mikrowellenantenne 1 sehr viele Strahlerelemente 3 aufweist. Wie anhand von Figur 5 zu sehen ist, sind die beiden zentralen Strahlerelmente in definiertem Abstand einander gegenüberliegend angeordnet. Sie sind an ihren beiden einander gegenüberliegenden Enden mit je einem Widerstandstransformationselement 21 versehen. Diese Widerstandstransformationselemente 21 sind elektrisch über eine Streifenleitung 22 miteinander verbunden. Die Streifenleitung 22 weist einen Einspeisungspunkt 23 auf. An ihn wird der Innenleiter der die Mikrowellenantenne versorgenden Speiseleitung angeschlossen, während der Außenleiter dieser Speiseleitung (hier nicht dargestellt) mit der metallischen Grundplatte der Mikrowellenantenne verbunden ist. Die Streifenleitung 22 ist als

    ausgebildet.

    [0019] Figur 6 zeigt eine weitere Ankopplungsmöglichkeit der Speiseleitung (hier nicht dargestellt) an das zentrale Strahlerelement 2 einer hier nicht näher dargestellten Mikrowellenantenne. Das erste Ende des zentralen Strahlerelementes 2 ist an eine relativ hochohmige Streifenleitung 22 angeschlossen, die über ein Widerstandstransformationselement 21 mit einer 50 Ohm Streifenleitung 24 verbunden ist. Der Innenleiter der Speiseleitung (hier nicht dargestellt) wird an die Streifenleitung 24 angeschlossen, während der Außenleiter der Speiseleitung (hier ebenfalls nicht dargestellt) an die metallische Grundplatte 5 der Mikrowellenantenne 1 anzuschließen ist.

    [0020] Figur 7 zeigt einen Ausschnitt aus einer erfindungsgemäßen Mikrowellenantenne 1 die eine metallische Grundplatte 5 aufweist, auf der ein dielektrisches Substrat 4 aufgebracht ist. Der Ausschnitt zeigt den Bereich der Mikrowellenantenne 1 in dem die beiden zentralen Strahlerelemente.2 angeordnet sind. Die beiden Strahlerelemente 2 sind in definiertem Abstand voneinander benachbart angeordnet. Die Speiseleitung (hier nicht dargestellt) welche für die Versorgung der Antenne 1 vorgesehen ist, ist bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel an eine Schlitzleitung 30 angeschlossen. Die erste Hälfte 30A der Schlitzleitung 30 ist an das erste zentrale Strahlerelement 2 angeschlossen, während die zweite Hälfte der Schlitzleitung 30 mit dem zweiten Strahlerelement 2 in Verbindung steht. Der Innenleiter der Speiseleitung (hier nicht dargestellt) wird bei diesem Ausführungsbeispiel an die erste Hälfte der Schlitzleitung 30 angeschlossen, während der Außenleiter mit der zweiten Hälfte 30B der Schlitzleitung 30 verbunden ist. Wie anhand von Figur 7 zu sehen ist, ist die metallische Grundplatte 5 im Bereich der Schlitzleitung 30 entfernt, so daß als Träger für die Schlitzleitung 30 nur das dielektrische Substrat 4 dient.


    Ansprüche

    1. Mikrowellenantenne (1) mit mehreren flächig ausgebildeten metallischen Strahlerelementen (2,3) die auf einem dielektrischen Substrat (4) angeordnet sind, welches auf eine_metallischen Grundplatte (5) aufgetragen ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein zentrales Strahlerelement (2) von einer Vielzahl weiterer Strahlerelemente (3) umgeben ist, die in engen definierten Abständen (sx,sx1,sy) von dem zentralen Strahlerelement (2) und voneinander so angeordnet sind, daß die Verkopplung aller Strahlerelemente (2,3) durch elektromagnetische Streufelder erfolgt.
     
    2. Mikrowellenantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Speisung der Antenne das zentrale Strahlerelement (2) an den Innenleiter (12I) und die metallischen Grundplatte (5) an den Außenleiter (12A) einer koaxialen Speiseleitung (12) angeschlossen ist.
     
    3. Mikrowellenantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Speisung ein erstes zentrales Strahlerelement (2) an den Innenleiter (12I) und ein zweites zentrales Strahlerelement (2) an den Außenleiter (12A) einer koaxialen Speiseleitung (12) angeschlossen ist.
     
    4. Mikrowellenantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer sehr großen Anzahl von Strahlerelementen (3) wenigstens zwei zentrale Strahlerelemente (2) vorgesehen sind, deren gegenüber liegende Enden Widerstandstransformationselemente (21) aufweisen, die über eine als λg/2 Leitung ausgebildete Streifenleitung (22) elektrisch miteinander verbunden sind, und daß der Innenleiter (12I) einer Speiseleitung (12) mit dem Anschlußpunkt (23) der Streifenleitung (22) und der Außenleiter (12A) der Speiseleitung (12) an die metallische Grundplatte (5) angeschlossen ist.
     
    5. Mikrowellenantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer kleineren Anzahl von Strahlerelementen (3) das zentrale Strahlerelement (2) über eine relativ hochohmige Streifenleitung (22), ein Widerstandstransformationselement (21) und eine 50-0hm-Streifenleitung (24) an den Innenleiter (12I) eine Speiseleitung (12) angeschlossen ist, während der Außenleiter (12A) der Speiseleitung (12) mit der metallischen Grundplatte (5)_verbunden ist.
     
    6. Mikrowellenantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Hälfte (30A) einer Schlitzleitung (30) mit einem ersten zentralen Strahlerelement (2) und die zweite Hälfte (30B) der Schlitzleitung (30) an ein zweites benachbartes zentrales Strahlerelement (2) angesehlossen ist, `daß der Innenleiter (12I) einer Speiseleitung (12) an die erste Hälfte (30A) und der Außenleiter (12A) an die zweite Hälfte (30B) der Schlitzleitung (30) angeschlossen ist, und daß im Bereich der Schlitzleitung (30) die metallische Grundplatte (5) unter dem dielektrischen Substrat (4) entfernt ist.
     
    7. Mikrowellenantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Strahlerelemente in definierten Abständen (sx) hintereinander, eine Reihe bildend, angeordnet und mehrere solche Reihen in definierten Abständen (sy) senkrecht untereinander auf dem dielektrischen Substrat (4) positioniert sind, und daß mindestens ein zentrales Strahlerelement (2) in der Mitte einer zentral positionierten Reihe von Strahlerelementen (3) angeordnet ist.
     
    8. Mikrowellenantenne nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß alle Strahlerelemente (2,3) im wesentlichen die gleiche Länge (1) und die gleiche Breite (w) aufweisen und vorzugsweise als rechteckige Flächen ausgebildet sind, und daß alle Strahlerelemente (2,3) eine Dicke von 5 bis 50 µm aufweisen.
     
    9. Mikrowellenantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die metallische Grundplatte (5) und die Strahlerelemente (2,3) aus Kupfer, Gold, Aluminium oder Messing gefertigt sind.
     
    10. Mikrowellenantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf die metallische Grundplatte (5) ein dielektrisches Substrat (4) aufgetragen ist, das eine Dielektrizitätszahl ετ vorzugsweise im Bereich 1 bis 10 aufweist und in einer Dicke von 0,2 bis 3 mm auf die Grundplatte (5) aufgetragen ist.
     




    Zeichnung