Planare Antenne

Abstract

 Die planare Antenne besteht aus mindestens einem Strahlerelement (2, 3), das mit einer Koplanarleitung (6) gekoppelt ist, wobei sich das Strahlerelement (2, 3) und die Koplanarleitung (6) auf derselben Seite eines Substrats (1) befinden. Eine sehr einfache Speiseleitung für die Antenne läßt sich dadurch realisieren, daß die Koplanarleitung (6) ein kurzgeschlossener Leitungsabschnitt ist und daß auf der dem Strahlerelement (2, 3) gegenüberliegenden Substratseite eine als Speiseleitung für das Strahlerelement (2, 3) dienende Mikrostreifenleitung (7, 11) aufgebracht ist, die abschnittweise unterhalb der Koplanarleitung (6) verläuft.

Beschreibung

Stand der Technik

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine planare Antenne, bestehend aus mindestens einem Strahlerelement, das mit einer Koplanarleitung gekoppelt ist, wobei sich das Strahlerelement und die Koplanarleitung auf derselben Seite eines Substrats befinden.

[0002] Eine derartige planare Antenne ist aus T. Becks, D. Heberling, S. Pan und I. Wolff, "Planare Strahlerstrukturen mit koplanarer Speisung", ITG-Fachbericht 128 der ITG-Fachtagung 12. bis 15. April 1994 in Dresden , S. 265-270 bekannt. Die in diesem Aufsatz beschriebene planare Antenne besteht aus zwei Schlitzstrahlern, die über Schlitzleitungen mit einer koplanaren Speiseleitung gekoppelt sind. Bei einer planaren Antenne, die als Gruppenantenne aus einer Vielzahl von Strahlerelementen besteht, ist ein mit allen Strahlerelementen gekoppeltes sehr komplexes Speisenetzwerk erforderlich. Ein solches Speisenetzwerk läßt sich mit koplanaren Speiseleitungen kaum realisieren.

[0003] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine planare Antenne der eingangs genannten Art anzugeben, von der jedes Strahlerelement mit einer derartigen Speiseleitung versehen ist, die es ermöglicht, bei einer Gruppenantenne ein komplexes Speisenetzwerk mit möglichst geringem Aufwand zu realisieren.

Vorteile der Erfindung

[0004] Die genannte Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß die mit dem Strahlerelement gekoppelte Koplanarleitung ein kurzgeschlossener Leitungsabschnitt ist und daß auf der dem Strahlerelement gegenüberliegenden Substratseite eine als Speiseleitung für das Strahlerelement dienende Mikrostreifenleitung aufgebracht ist, die abschnittweise unterhalb der Koplanarleitung verläuft.

[0005] Durch die Realisierung der Speiseleitung in Mikrostreifenleitertechnik auf der dem Strahlerelement abgewandten Substratseite läßt sich bei einer Vielzahl von Strahlerelementen ein komplexes Speisenetzwerk sehr einfach entwerfen. Dadurch, daß die Speiseleitung als Mikrostreifenleitung auf der dem Strahlerelement gegenüberliegenden Substratseite aufgebracht ist, wirkt die Massefläche des Strahlerelementes als Abschirmung gegenüber der Speiseleitung, so daß es nicht zu parasitären Strahlungen kommt. Deshalb tragen die Speiseleitungen bei einer Gruppenantenne nicht zur Verschlechterung der Kreuzpolarisationseigenschaften der Antenne bei. Außerdem ist der Übergang einer Mikrostreifenleitung auf einen anderen Leitungstyp einer an die Antenne angeschlossenen Leitung mit geringem Aufwand realisierbar.

[0006] Gemäß einem Unteranspruch sind die Länge der Koplanarleitung und die Länge des sich mit dieser überdeckenden Abschnitts der Mikrostreifenleitung so gewählt, daß sich eine gewünschte Kopplung zwischen beiden Leitungen einstellt. Gemäß anderer Unteransprüche kann das Strahlerelement als Schlitzstrahler oder als Koplanarleitungselement ausgeführt sein.

[0007] Mit dem Koplanarleitungsabschnitt können über Schlitzleitungen auch zwei symmetrische Schlitzstrahler gekoppelt sein.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen

[0008] Anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele wird nachfolgend die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine Antenne mit zwei Schlitzstrahlern und

Figur 2 ein in Koplanarleitungstechnik ausgeführtes Strahlerelement.

[0009] In der Figur 1 ist ein Ausschnitt eines Substrats 1 dargestellt, auf dessen Oberseite eine planare Antenne, bestehend aus zwei Schlitzstrahlern 2 und 3 aufgebracht ist. Diese beiden Schlitzstrahler 2 und 3 sind über Schlitzleitungen 4 und 5 mit einem kurzgeschlossenen Abschnitt einer Koplanarleitung 6 gekoppelt. Auf der Substratunterseite, also der den Strahlerelementen gegenüberliegenden Substratseite, verläuft eine Mikrostreifenleitung 7, die als Speiseleitung für die Strahlerelemente 2 und 3 dient. Die Mikrostreifenleitung 7 verläuft abschnittweise unterhalb der kurzgeschlossenen Koplanarleitung 6, so daß zwischen beiden eine elektromagnetische Kopplung besteht. Von der Länge der Koplanarleitung 6 und der Länge des die Koplanarleitung überdeckenden Abschnitts der Mikrostreifenleitung 7 hängt der Grad der Kopplung zwischen den beiden Leitungen ab. Man wird also diese beiden Leitungslängen so wählen, daß sich eine gewünschte Kopplung zwischen der Speiseleitung 7 und den Strahlerelementen 2 und 3 einstellt.

[0010] Anstatt mit zwei Strahlerelementen 2 und 3 kann die Koplanarleitung 6 auch mit nur einem Strahlerelement gekoppelt sein. Als Speiseleitung eine Mikrostreifenleitung 7 zu verwenden, erweist sich erst dann als besonders vorteilhaft, wenn die gesamte planare Antenne aus einer Vielzahl von Strahlerelementen der beschriebenen Art besteht. Dann können nämlich die Mikrostreifenleitungen aller Strahlerelemente auf sehr einfache Weise zu einem gemeinsamen Speisenetzwerk zusammengefaßt werden.

[0011] In einem zweiten in der Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Strahlerelement ein Koplanarleitungselement 8, das auf der Oberseite eines Substrats 9 aufgebracht ist. Dieses Koplanarleitungselement 8 weist einen kurzgeschlossenen Abschnitt einer Koplanarleitung 10 auf, die wie bereits im Zusammenhang mit Figur 1 beschrieben, in der gleichen Weise mit einer Mikrostreifenleitung 11 auf der Rückseite des Substrats 9 gekoppelt ist. Die zur Koplanarleitung gehörende Metallisierung bildet die Massefläche für die Mikrostreifenleitung.

Ansprüche

1. Planare Antenne, bestehend aus mindestens einem Strahlerelement, das mit einer Koplanarleitung gekoppelt ist, wobei sich das Strahlerelement und die Koplanarleitung auf derselben Seite eines Substrats befinden, dadurch gekennzeichnet, daß die Koplanarleitung (6, 10) ein kurzgeschlossener Leitungsabschnitt ist, und daß auf der dem Strahlerelement (2, 3, 8) gegenüberliegenden Substratseite eine als Speiseleitung für das Strahlerelement (2, 3, 8) dienende Mikrostreifenleitung (7, 11) aufgebracht ist, die abschnittweise unterhalb der Koplanarleitung (6, 10) verläuft.

2. Planare Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Koplanarleitung (6, 10) und die Länge des sich mit dieser überdeckenden Abschnitts der Mikrostreifenleitung (7, 11) so gewählt sind, daß sich eine gewünschte Kopplung zwischen beiden Leitungen (6, 10; 6, 11) einstellt.

3. Planare Antenne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrostreifenleitung zu einem Speisenetzwerk für mehrere Strahlerelemente gehört.

4. Planare Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlerelement ein Schlitzstrahler (2, 3) ist.

5. Planare Antennen nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Koplanarleitung (6) über Schlitzleitungen (4, 5) mit zwei symmetrischen Schlitzstrahlen (2, 3) gekoppelt ist.

6. Planare Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlerelement als Koplanarleitungselement (8) ausgeführt ist.

Zeichnung