Reflektor mit einer elektronischen Schaltung und Antennenvorrichtung mit einem Reflektor

Abstract

 Ein Reflektor umfasstein Substrat, eine Vielzahl von Reflektorstrukturen, die an oder in dem Substrat angeordnet sind und ausgebildet sind, um eine einfallende elektromagnetische Welle zu reflektieren. Der Reflektor umfasst ferner eine elektronische Schaltung, die an, auf oder in dem Substrat angeordnet ist, und ausgebildet ist, um eine Antenne zu steuern, wenn die Antenne mit der elektronischen Schaltung verbunden ist.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Reflektor mit einer elektronischen Schaltung, der beispielsweise zum Reflektieren einer einfallenden elektromagnetischen Welle einsetzbar ist, und auf eine Antennenvorrichtung. Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf ein Doppelreflektorsystem mit in den Hauptreflektor integrierter aktiver Elektronik.

[0002] Es existieren entkoppelte, nicht integrierte Lösungen, die bei denen Richtantenne, Datenverarbeitung und Funk-Frontend (d.h. elektronische Schaltungen) eigenständige Module darstellen, die miteinander verbunden werden. Dies geschieht mittels Koaxialverbindungen, Leiterbahnen von den Ausgängen der elektronischen Bauteile, wie z.B. Verstärkern, Übergängen von Leiterbahnen zu Hohlleitern, Bonddrahtverbindungen oder Ähnlichem. Nachteilig hierbei sind die physikalische Größe des Gesamtsystems sowie Einbußen in Bezug auf Gewicht und Effizienz des Antennensystems, wie etwa Verluste bei den Übergängen von Elektronik zu Antenne, Anpassungsverluste, etc.

[0003] Integrierte Lösungen, die die Elektronik der Datenverarbeitung, des Funk-Frontends und die Sende- bzw. Empfangsantenne (Speiseantenne) gemeinsam auf einer Leiterplatte realisieren, werden bei sogenannten PIFA (Planar Inverted-F Antenna - planare frequenzinvertierte Antenne) oder Patch-Antennen auf Leiterplattenbasis oder On-Chip Antennen, die aus einem Chipgehäuse heraus abstrahlen, angewendet. Diese Antennen haben eine breite Abstrahlung, entwickeln keine hohe Richtwirkung und sind daher für Richtfunkanwendungen ungeeignet. Phased-Array (Phasenarray)-Antennen nutzen ebenfalls das Prinzip integrierter Elektronik in Kombination mit abstrahlenden Antennenelemente auf einer Leiterplatte, machen hierbei aber keinen Gebrauch von Reflektorkomponenten, um die Richtwirkung zu erhöhen, sondern nutzen die kombinierte Abstrahlung vieler aktiver Antennenelemente (z.B. Patch-Antennen auf der Leiterplatte), um eine Richtwirkung zu erreichen. Dies ist mit komplizierter aktiver Elektronik, Phasenschiebern und einem komplexen Ansteuerungsnetzwerk der Einzelantennenelemente verbunden.

[0004] Bei einem anderen Ansatz werden sogenannte Reflectarray (d.h. ein Array von Reflektorelementen)-Leiterplatten mit Schichten integrierter Solarzellen verwendet, die für die Energieerzeugung gebraucht werden, z.B. auf einem Satelliten. Dies erfolgt auf Basis passiver Elektronik.

[0005] Fig. 14 zeigt eine schematische Darstellung eines Reflectarrays 102, das ein Substrat 104 und eine Vielzahl von Streuelementen 106 umfasst. Eine beabstandet zu dem Reflectarray 102 angeordnete Speiseantenne 108 kann ein Funksignal in Richtung des Reflectarrays 102 aussenden, wobei das Funksignal von dem Reflectarray 102 reflektiert wird.

[0006] Die Ausführung des Hauptreflektors (Reflectarray 102) sowie optionaler Subreflektoren (weiterer Reflektoren) kann auf Basis von Leiterplatten mit reflektierenden metallischen Einzelelementen auf einem Substrat mit darunterliegender metallischer Massefläche, d.h. Reflectarrays, geschehen. Die reflektierenden Elemente auf den Leiterplatten dienen dazu, der einfallenden Strahlung eine gewünschte Phasenfunktion aufzuprägen, um somit die Funktion eines physikalisch gewölbten Haupt- bzw. Subreflektors nachzubilden.

[0007] Wünschenswert wäre demnach ein Konzept für Antennenreflektoren und/oder Antennenvorrichtungen, das einen effizienten Betrieb derselben ermöglicht.

[0008] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, einen Reflektor und eine Antennenvorrichtung zu schaffen, die einen effizienten Betrieb und eine kompakte ggf. leichtere Bauweise derselben ermöglichen.

[0009] Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst.

[0010] Der Kerngedanke der vorliegenden Erfindung besteht darin, erkannt zu haben, dass an oder in einem Substrat eines Reflektors eine elektronische Schaltung zum Ansteuern einer Antenne angeordnet werden kann, so dass die Schaltung zum Ansteuern der Antenne und der Reflektor mit verlustarmen (ggf. festen) elektrischen Verbindungen ausgeführt sein können, so dass eine verlustbehaftete mechanisch lösbare Kopplung der beiden Elemente entfallen kann. So können elektrische Verluste reduziert werden, was einen effizienten Betrieb des Reflektors ermöglicht.

[0011] Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst ein Reflektor ein Substrat und eine Vielzahl von Reflektorstrukturen, die an oder in dem Substrat angeordnet sind. Die Reflektorstrukturen sind ausgebildet, um eine einfallende elektromagnetische Welle zu reflektieren. Eine elektronische Schaltung ist an oder in dem Substrat angeordnet und ausgebildet, um eine Antenne zu steuern, wenn die Antenne mit der elektronischen Schaltung verbunden ist. Vorteilhaft an dieser Ausführung ist, dass Leistungsverluste zwischen einer Datenverarbeitung und einem Funk-Frontend gering sein können, etwa wenn die elektronische Schaltung die Datenverarbeitung und das Funk-Frontend umfasst. Der Reflektor kann kompakt, d. h., einen geringen Bauraum aufweisend, und ggf. mit einem geringen Gewicht realisiert werden.

[0012] Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Vielzahl von Reflektorstrukturen ausgebildet, um die einfallende elektromagnetische Welle so zu reflektieren, dass die reflektierte elektromagnetische Welle durch die Reflexion an der Vielzahl von Reflektorstrukturen eine Strahlbündelung erfährt. Vorteilhaft daran ist, dass mittels der Reflektorstrukturen eine Richtwirkung (d.h. kollimierte oder zumindest weniger gestreute elektromagnetische Welle) des zu übertragenden Funksignals erhalten wird, so dass eine geringe Sendeleistung benötigende und/oder eine hohe Übertragungsstrecke aufweisende Signalübertragung mittels des Reflektors ermöglicht ist, was zu einer weiter erhöhten Betriebseffizienz führt.

[0013] Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Vielzahl von Reflektorstrukturen in zumindest zwei voneinander verschiedenen Substratebenen angeordnet. Die Substratebenen sind parallel zu einer Substratoberfläche angeordnet, die einer Richtung, in die die elektromagnetische Welle reflektiert wird, zugewandt angeordnet ist. Vorteilhaft daran ist, dass mittels der zwei oder mehr Substratebenen eine Toleranzrobustheit des Reflektors erhalten wird. An verschiedenen Substratebenen angeordnete Reflektorstrukturen können mittels einer Relativposition der Substratebenen zueinander relativ zueinander positioniert werden. Ferner können Bauteile der elektronischen Schaltung relativ zu den Substratebenen positioniert werden, so dass eine Robustheit gegenüber Positionsverschiebungen erhalten wird.

[0014] Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst zumindest eine Reflektorstruktur der Vielzahl von Reflektorstrukturen eine Mehrzahl (zwei oder mehr) von Dipolstrukturen. Vorteilhaft daran ist, dass basierend auf den Reflektorstrukturen und in Verbindung mit der elektronischen Schaltung eine Mehrzahl von Sendekanälen nutzbar oder implementierbar ist, etwa ein Sendekanal je Dipolstruktur, ein Empfangskanal je Dipolstruktur und/oder ein gleichzeitiger Sendebetrieb und Empfangsbetrieb der elektronischen Schaltung und/oder einer verbundenen Antenne.

[0015] Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst der Reflektor eine Radomstruktur, die bezüglich der Vielzahl von Reflektorstrukturen angeordnet ist und ausgebildet ist, um einen mechanischen oder chemischen Einfluss einer Umgebung der Vielzahl von Reflektorstrukturen auf die Vielzahl von Reflektorstrukturen zumindest teilweise zu reduzieren. Die Radomstruktur umfasst zumindest bereichsweise eine elektrisch leitfähige Struktur, die ausgebildet ist, um die elektromagnetische Welle zu reflektieren, wobei die elektrisch leitfähige Struktur bezüglich der Vielzahl von Reflektorstrukturen so angeordnet ist, dass die von der elektrisch leitfähigen Struktur reflektierte elektromagnetische Welle in Richtung der Vielzahl von Reflektorstrukturen gelenkt und von diesen erneut reflektiert wird. Vereinfacht ausgedrückt, kann die elektrisch leitfähige Struktur als ein Subreflektor bezüglich eines als Hauptreflektor verwendeten Reflektors angeordnet werden. Vorteilhaft an diesem Ausführungsbeispiel ist, dass eine geringe Empfindlichkeit des Reflektors auf äußere Einflüsse erhalten wird und dass der Reflektor als Cassegrain-Reflektorstruktur oder als Gregorian- Reflektorstruktur einsetzbar ist.

[0016] Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist an oder in dem Substrat eine Antenne angeordnet, die mit der elektronischen Schaltung verbunden ist und die ausgebildet ist, um basierend auf einer Ansteuerung der elektronischen Schaltung die elektromagnetische Welle zu erzeugen. Vorteilhaft an diesem Ausführungsbeispiel ist, dass Leistungsverluste zwischen der elektronischen Schaltung und der Antenne ebenfalls reduziert sind, so dass ein noch effizienterer Betrieb des Reflektors ermöglicht ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass eine Kompakte Baugruppe realisierbar ist, bei der Reflektor und Antenne benachbart zueinander oder gar integriert ausgeführt werden.

[0017] Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst eine Antennenvorrichtung einen zuvor beschriebenen Reflektor, einen Subreflektor, der ausgebildet ist, um die von der Antenne ausgesendete elektromagnetische Welle zumindest teilweise in Richtung der Vielzahl von Reflektorstrukturen zu reflektieren, so dass die von dem Subreflektor reflektierte elektromagnetische Welle in Richtung der Vielzahl von Reflektorstrukturen gelenkt und von diesen erneut reflektiert wird. Die Antennenvorrichtung umfasst ferner eine Antenne, die mit der elektronischen Schaltung verbunden ist und die ausgebildet ist, um basierend auf einer Ansteuerung der elektronischen Schaltung die elektromagnetische Welle zu erzeugen und in eine Richtung des Subreflektors auszusenden. Vorteilhaft an diesem Ausführungsbeispiel ist, dass eine integrierte Bauform der Antenne und/oder ein effizienter Betrieb der Antennenvorrichtung ermöglicht ist.

[0018] Gemäß einem Ausführungsbeispiel weisen die Reflektorstrukturen und der Subreflektor eine Cassegrain-Konfiguration oder eine Gregorian-Konfiguration auf. Vorteilhaft daran ist, dass eine hohe Richtwirkung der Antennenvorrichtung erhalten werden kann, so dass eine geringe Sendeleistung benötigt und/oder eine hohe Sendereichweite erhalten wird.

[0019] Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Antenne als oberflächenmontiertes Bauteil (Surface Mounted Device - SMD) ausgeführt. Vorteilhaft daran ist, dass die Antennenvorrichtung als Gesamtstruktur eine hohe Funktionsintegrationsdichte aufweist und die Antennenvorrichtung mit einem geringen Bauraum und/oder einem geringen Gewicht ausgeführt werden kann.

[0020] Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist eine axiale Relativposition des Subreflektors bezüglich des Reflektors entlang einer axialen Richtung parallel zu einer Oberflächennormalen des Substrats veränderlich. Vorteilhaft daran ist, dass eine Abstrahlcharakteristik der Antennenvorrichtung, etwa eine Fokussierung der einfallenden elektromagnetischen Welle, einstellbar ist.

[0021] Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist eine laterale Relativposition des Subreflektors bezüglich des Reflektors entlang einer lateralen Richtung senkrecht zu einer Oberflächennormalen des Substrats oder eine Neigung des Hauptreflektors oder Subreflektors bezüglich einer Oberfläche des Substrats des Reflektors veränderlich. Vorteilhaft an diesem Ausführungsbeispiel ist, dass eine Abstrahlrichtung der Antennenvorrichtung verändert werden kann, ohne eine Phasenfunktion der Vielzahl von Reflektorstrukturen zu verändern.

[0022] Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst die Antenne eine Vielzahl von Antennenelementen, wobei eine erste Teilmenge der Antennenelemente ausgebildet ist, um die elektromagnetische Welle mit einer ersten Polarisationsrichtung zu erzeugen und wobei eine zweite Teilmenge der Antennenelemente ausgebildet ist, um die elektromagnetische Welle mit einer zweiten Polarisationsrichtung zu erzeugen. Eine erste Teilmenge der Vielzahl von Reflektorstrukturen ist ausgebildet, um die elektromagnetische Welle mit einem ersten Reflexionsgrad zu reflektieren, wenn die elektromagnetische Welle die erste Polarisationsrichtung aufweist und mit einem zweiten Reflexionsgrad zu reflektieren, wenn die elektromagnetische Welle die zweite Polarisation aufweist. Eine zweite Teilmenge der Vielzahl von Reflektorstrukturen ist ausgebildet, um die elektromagnetische Welle mit einem dritten Reflexionsgrad zu reflektieren, wenn die elektromagnetische Welle die zweite Polarisationsrichtung aufweist und mit einem vierten Reflexionsgrad zu reflektieren, wenn die elektromagnetische Welle die erste Polarisation aufweist. Der erste Reflexionsgrad und der dritte Reflexionsgrad weisen einen größeren Wert auf als der zweite Reflexionsgrad und der vierte Reflexionsgrad. Vorteilhaft daran ist, dass voneinander verschiedene Signale mit voneinander verschiedenen Polarisationen gleichzeitig gesendet und/oder empfangen werden können und so eine Übertragungseffizienz der Antennenvorrichtung hoch ist.

[0023] Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Antenne ausgebildet, um eine in Richtung der Antennenvorrichtung ausgesendete und von der Antennenvorrichtung empfangene elektromagnetische Welle an die elektrische Schaltung oder eine weitere elektrische Schaltung zu leiten. Vorteilhaft daran ist, dass eine Sendefunktion, eine Empfangsfunktion sowie das Erzeugen der elektromagnetischen Welle als Funktion einer Vorrichtung integriert ausgeführt werden können.

[0024] Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst die Antennenvorrichtung eine Mehrzahl von Antennen und eine Mehrzahl von Subreflektoren, wobei jeder Subreflektor einer Antenne zugeordnet ist. Vorteilhaft daran ist, dass der Reflektor gemeinsam bezüglich der Mehrzahl von Antennen und der Mehrzahl von Subreflektoren angeordnet werden kann, so dass eine hohe Kompaktheit einer Mehrantennenvorrichtung erhalten wird.

[0025] Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind der Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.

[0026] Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1

ein schematisches Blockschaltbild eines Reflektors gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 2

eine schematische Seitenschnittansicht eines Reflektors mit einem Substrat, das eine mehrlagige Platine umfasst gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 3a

eine schematische Aufsicht auf eine Reflektorstruktur, die als Rechteck ausgeführt ist gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 3b

eine schematische Aufsicht auf eine Reflektorstruktur, die als Ellipse ausgeführt ist gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 3c

eine schematische Aufsicht auf eine Reflektorstruktur, die als Kombination zweier Dipolstrukturen ausgeführt ist gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 3d

eine schematische Aufsicht einer Reflektorstruktur, die drei jeweils mit einem Winkel zueinander angeordnete Dipolstrukturen umfasst gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 4

eine schematische Ansicht eines Reflektors, der gegenüber dem Reflektor aus Fig. 1 um ein Gehäuseteil erweitert ist gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 5

eine schematische Seitenschnittansicht eines Reflektors, bei dem das Substrat Durchkontaktierungen umfasst gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 6

ein schematisches Blockschaltbild einer Antennenvorrichtung einen Reflektor und eine Antenne gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 7

ein schematisches Blockschaltbild einer Antennenvorrichtung, bei der eine Vielzahl von Reflektorstrukturen gem. Fig. 3c an dem Substrat gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 8

ein schematisches Blockschaltbild einer Antennenvorrichtung, die eine Hornantenne umfasst gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 9

ein schematisches Blockschaltbild einer Antennenvorrichtung, bei der ein Substrat eine unebene Form aufweist gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 10

eine schematische Aufsicht auf ein Substrat, an dem eine Vielzahl von Reflektorstrukturen und elektrische Teilschaltungen angeordnet sind gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 11

eine schematische Seitenansicht des Reflektors aus Fig. 1 zur Verdeutlichung der Funktion der aufgeprägten Phasenfunktion gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 12

eine schematische Seitenansicht einer Antennenvorrichtung, die als gefaltete Reflectarray-Antenne ausgeführt ist gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 13

eine schematische Ansicht einer Antennenvorrichtung, die die Hornantenne und den Reflektor gem. Fig. 1 umfasst gemäß einem Ausführungsbeispiel; und

Fig. 14

eine schematische Darstellung eines Reflectarrays gemäß dem Stand der Technik.

[0027] Bevor nachfolgend Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung im Detail anhand der Zeichnungen näher erläutert werden, wird darauf hingewiesen, dass identische, funktionsgleiche oder gleichwirkende Elemente, Objekte und/oder Strukturen in den unterschiedlichen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, so dass die in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellte Beschreibung dieser Elemente untereinander austauschbar ist bzw. aufeinander angewendet werden kann.

[0028] Fig. 1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Reflektors 10. Der Reflektor 10 umfasst ein Substrat 12 und eine Vielzahl von Reflektorstrukturen 14, die an einer Oberfläche des Substrats 12 angeordnet sind. Die Vielzahl von Reflektorstrukturen 14 ist ausgebildet, um eine einfallende elektromagnetische Welle 16 (Funksignal) zu reflektieren. Der Reflektor 10 umfasst ferner eine elektronische Schaltung 18, die an der gleichen Seite des Substrats angeordnet ist, wie die Vielzahl von Reflektorstrukturen. Die elektronische Schaltung 18 ist ausgebildet, um eine (nicht gezeigte) Antenne zu steuern, wenn die Antenne mit der elektronischen Schaltung verbunden ist. Bei der Antenne kann es sich beispielsweise um die Antenne handeln, die die elektromagnetische Welle 16 erzeugt bzw. aussendet.

[0029] Bei dem Substrat 12 kann es sich um ein beliebiges Trägermaterial, wie beispielsweise verlustarme HF-Materialen (HF = Hochfrequenz) handeln. Verlustarme HF-Materialien können auf Grundlage von PTFE Kompositmaterialien (PTFE = Polytetrafluorethylen bzw. Polytetrafluorethen) erhalten werden. Alternativ oder zusätzlich kann das Substrat zumindest teilweise ein Siliziumsubstrat (Wafer oder Teile davon) oder um eine Platine (Printed Circuit Board - PCB) sein. Das Substrat 12 kann eine oder mehrere Lagen (Schichten) aufweisen, die untereinander verbunden oder durch Zwischenschichten getrennt sind. Bei den Zwischenschichten kann es sich beispielsweise um metallische Schichten handeln, die eine Abschirmung von der elektromagnetischen Welle 16 und/oder eine Versorgung elektronischer Komponenten mit einem Versorgungs- oder Referenzpotenzial (Masse) ermöglichen. Bei den Zwischenschichten kann es sich auch um Luftschichten handeln, d. h., zwei Lagen des Substrats können mittels Abstandshaltern miteinander verbunden sein. Es ist ebenfalls vorstellbar, dass verschiedene Lagen 22a und 22b oder 22b und 22c eine zwischengeordnete Luftschicht aufweisen und beispielsweise miteinander verschraubt oder dergleichen sind. Die zwischengeordneten Luftlagen können zur Aufnahme von ebenfalls Reflektorstrukturen genutzt werden oder als Reflektorstrukturen wirken.

[0030] Die Vielzahl von Reflektorstrukturen 14 ist beispielhaft an einer ersten Hauptseite des Substrats 12 angeordnet, d.h. an einer Seite des Substrats 12, die der einfallenden elektromagnetischen Welle 16 zugewandt angeordnet ist. Obwohl die elektronische Schaltung 18 so beschrieben ist, dass sie an der gleichen Seite wie die Vielzahl von Reflektorstrukturen 14 angeordnet ist, kann die elektronische Schaltung auch ganz oder teilweise (etwa in Form von Teilschaltungen) an einer anderen, etwa gegenüberliegenden Seite des Substrats 12 angeordnet sein. Auch können die Vielzahl von Reflektorstrukturen 14 und/oder die elektronische Schaltung 18 ganz oder teilweise an oder in dem Substrat 12 angeordnet sein, beispielsweise wenn es sich bei dem Substrat 12 um einen mehrlagigen Aufbau handelt. Vereinfacht ausgedrückt kann bezüglich einiger oder aller Reflektorstrukturen 14 und/oder der elektronischen Schaltung 18 eine weitere Lage des Substrats 12 angeordnet sein, so dass die bezogene Reflektorstruktur und/oder die elektrische Schaltung 18 von der weiteren Lage bedeckt sind.

[0031] Die Reflektorstrukturen 14 können elektrisch leitfähige Materialien, wie etwa Metalle oder Halbleiter, aufweisen. Eine Oberflächengeometrie der Vielzahl von Reflektorstrukturen kann so gewählt sein, dass die jeweilige Oberflächenform der Reflektorstrukturen 14 und/oder deren Relativposition zueinander eine Phasenfunktion auf die eintreffende elektromagnetische Welle 16 aufprägt. Beispielsweise kann es sich bei dem elektrisch leitfähigen Material um Platin, Gold, Silber, Aluminium, Kupfer, einen (dotierten) Halbleiter oder dergleichen handeln. Die Vielzahl von Reflektorstrukturen kann beispielsweise mittels eines Klebe-, Druck- oder Sputtering-Verfahrens oder mittels Bedampfen an dem Substrat 12 angeordnet werden. Alternativ kann die Vielzahl von Reflektorstrukturen in Form von Inselstrukturen in einer PCB durch Ätzen oder Fräsen gebildet werden. Zumindest eine Reflektorstruktur kann mittels eines chemischen Vergoldens oder mittels Bedampfen angeordnet werden.

[0032] Eine von den Reflektorstrukturen 14 auf die elektromagnetische Welle 16 aufgeprägte Phasenfunktion kann so ausgeführt sein, dass die elektromagnetische Welle 16 durch die Reflexion eine Bündelung erfährt und kollimiert oder zumindest weniger gestreut von dem Reflektor 10 reflektiert wird. Die aufgeprägte Phasenfunktion kann eine Krümmung des Reflektors 10, etwa konvex oder konkav, nachbilden. Die Vielzahl von Reflektorstrukturen ist dabei basierend auf der Phasenfunktion so auf einander abgestimmt, dass die elektromagnetische Welle 16 örtlich über die flächige Verteilung und Ausgestaltung der Reflektorstrukturen 14 unterschiedlich (Richtung, Polarisation, etc.) reflektiert wird, so dass die Phasenfunktion der elektromagnetischen Welle 16 aufgeprägt wird. Ferner kann durch die Phasenfunktion ein Strahlformung (Beam Conture bzw. Contured Beam) erhalten werden.

[0033] Fig. 2 zeigt eine schematische Seitenschnittansicht eines Reflektors 20. Der Reflektor 20 umfasst das Substrat 12, wobei das Substrat 12 eine Platine umfasst bzw. als mehrlagige Platine ausgeführt ist. Das Substrat 12 umfasst eine erste Lage 22a, eine zweite Lage 22b und eine dritte Lage 22c, die zusammengefasst Teile eines Stapels bilden, wobei zwischen der ersten Lage 22a und der zweiten Lage 22b eine erste zumindest teilweise elektrisch leitfähige Schicht 24a und zwischen der zweiten Lage 22b und der dritten Lage 22c eine zweite zumindest teilweise elektrisch leitfähige Schicht 24b angeordnet ist. Die Schichten 22a, 22b und/oder 22c können beispielsweise ein Epoxy-Material, ein Halbleitermaterial und/oder ein Glasfasermaterial, wie etwa FR-4, Kapton oder dergleichen umfassen, die miteinander verklebt sein können. Zur besseren Verständlichkeit, jedoch ohne einschränkende Wirkung, wird der Stapel des Substrats 12 so beschrieben, dass die Vielzahl von Reflektorstrukturen 14 an einem oberen Ende des Substrats 12 und die elektronische Schaltung umfassend elektronische Teilschaltungen 18a-c an einem unteren Ende des Stapels angeordnet sind. Es ist offensichtlich, dass je nach Orientierung des Reflektors 20 im Raum die Bezeichnung "oben" bzw. "unten" durch eine beliebige andere Bezeichnung ersetzt werden kann. Alternativ kann ein mehrlagiges Substrat auch lediglich eine Lage und eine leitfähige Schicht umfassen.

[0034] Die leitfähigen Schichten 24a und 24b können beispielsweise metallische Materialien umfassen und als Massefläche genutzt bzw. kontaktiert werden. Darüber hinaus ermöglichen die leitfähigen Schichten 24a und/oder 24b eine (ggf. vollständige) Reflexion der elektromagnetischen Welle 16. Dies kann sich auf Anteile der elektromagnetischen Welle 16 beziehen, die von den Reflektorstrukturen 14 nicht reflektiert werden und in das Substrat 12 eindringen. Eine Anordnung der elektronischen Schaltung bzw. der Teilschaltungen 18a, 18b und/oder 18c an einer Seite der leitfähigen Schichten 24a und/oder 24b, die der einfallenden elektromagnetischen Welle 16 abgewandt ist, ermöglicht eine Abschirmung der elektronischen Teilschaltungen 18a-c vor der elektromagnetischen Welle. Dies bietet im Betrieb insbesondere Vorteile bezüglich einer geringen elektromagnetischem Einkopplung der elektromagnetischen Welle 16 in Schaltungsstrukturen, was zu einer Beeinträchtigung der Funktionalität der elektronischen Schaltung führen würde. Die Abschirmung ermöglicht somit eine erhöhte elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) des Reflektors 20. Ferner ermöglicht die Anordnung der elektronischen Teilschaltungen 18a-c an einer anderen Seite als die Vielzahl von Reflektorstrukturen 14 eine erhöhte Flächenausnutzung der Oberseite des Stapels durch die Reflektorstrukturen 14, da kein Platz für die elektronische Schaltung benötigt wird.

[0035] Zumindest eine Reflektorstruktur 14 ist in einer zu der Oberseite des Substrats 12 verschiedenen Substratebene angeordnet, beispielsweise als eine an oder in der metallischen Schicht 24a angeordneten Struktur. Bspw. kann die metallische Schicht 24a strukturiert sein. Dies ermöglicht eine höhere (Flächen-)Dichte der Reflektorstrukturen 14 bezogen auf die elektromagnetische Welle 16, so dass ein mit einer Phasenfunktion beaufschlagter reflektierter Anteil der elektromagnetischen Welle 16 erhöht ist. Dies ermöglicht im Betrieb, dass ein geringerer Anteil der elektromagnetischen Welle 16 in die elektrisch leitfähige Schicht einkoppelt. Alternativ oder zusätzlich kann ein höherer oder der gesamte Anteil der elektromagnetischen Welle 16 mit einer Phasenfunktion beaufschlagt werden. Die Phasenfunktion der reflektierten elektromagnetischen Welle kann, verglichen mit der eintreffenden elektromagnetischen Welle 16, ein höheres Maß an Linearität aufweisen, was zu einer erhöhten Toleranzrobustheit führt.

[0036] Alternativ ist ebenfalls vorstellbar, dass eine oder mehrere elektronische Teilschaltungen 18a-c der elektromagnetischen Welle 16 zugewandt an der ersten Lage 22a angeordnet sind. Alternativ oder zusätzlich können eine oder mehrere elektronische Teilschaltungen 18a-c in dem Substrat 12 angeordnet sein, etwa an der zweiten Lage 22b oder der ersten oder zweiten elektrisch leitfähigen Schicht 24a oder 24b.

[0037] Unter der Massefläche 24a befindet sich eine weitere Schicht (zweite Lage 22b), die eine elektrische Funktion aufweisen oder rein der Stabilität der Leiterplatte dienen kann. Darunter befindet sich eine weitere Massefläche 24b, die beispielsweise galvanisch getrennt von der oberen Massefläche 24a die Massefläche für die Substratlagen auf der Unterseite der Leiterplatte für die aktive Elektronik (elektronische Teilschaltungen 18a-c) bilden kann. Unter einer weiteren Schicht (dritte Lage 22c) für die Elektronik befinden sich auf der Unterseite derselben die elektronischen Bauelemente für die Ansteuerung einer (nicht gezeigten) Speiseantenne. Alternativ kann das Substrat 12 auch lediglich eine Lage, zwei Lagen oder mehr als drei Lagen umfassen. Vereinfacht ausgedrückt kann die zweite Lage 22b nicht angeordnet sein oder in Form mehrerer Lagen ausgeführt sein.

[0038] Die Reflektorstrukturen 14 können auch in einer der Lagen 22a, 22b oder 22c integriert (embedded) ausgeführt sein, etwa als leitfähige "Inseln" einer Leiterplatine. Ist die zweite Lage 22b beispielsweise nicht angeordnet, so kann lediglich eine der metallischen Schichten 24a oder 24b zwischen den Lagen 22a und 22c angeordnet sein.

[0039] Ferner können die Reflektorstrukturen 14 voneinander verschiedene Polarisationsrichtungen (Vorzugsrichtungen) aufweisen. Unterschiedliche Polarisationsrichtungen können in unterschiedlichen Substratebenen angeordnet sein. Die Substratebenen können parallel zu einer Substratoberfläche (der elektromagnetischen Welle 16 zugewandten oder abgewandten Seite des Substrats 12) angeordnet sein.

[0040] Das Substrat kann beispielsweise eine Flüssigkristall (Liquid Crystal - LC)-Substratschicht umfassen, die so angeordnet ist, dass sich die Reflektorstrukturen zwischen einer (virtuellen) Quelle der elektromagnetischen Welle und der LC-Substratschicht befinden. Mittels der LC-Substratschicht kann eine Phasenbelegung des Haupt- bzw. Subreflektors auf Leiterplattenbasis nachjustierend realisiert werden, das bedeutet Reflexionseigenschaften können basierend auf einer Ansteuerung der Flüssigkristall-Elemente beeinflusst werden.

[0041] In anderen Worten zeigt Fig. 2 einen möglichen Lagenaufbau einer HauptreflektorLeiterplatte. Die oberste Schicht (d.h. über der ersten Lage 22a) bilden die reflektierenden Elemente (Reflektorstrukturen 14), die eine Phasenfunktion der einfallenden Strahlung 16 aufprägen können und die sich auf einem Substrat (erste Lage 22a) befinden. Unter diesem Substrat befindet sich eine metallische Schicht 24a, die beispielsweise als Massefläche dient und die Reflexion aller einfallenden Strahlen sicherstellt.

[0042] Der Reflektor 20 kann anstatt zweier galvanisch getrennter Masseflächen 24a und 24b für reflektierende Elemente und Elektronik auch lediglich eine gemeinsame Massefläche im Lagenaufbau und mithin für die reflektierenden Elemente 14 und die Elektronik 18a-c ohne weitere Zwischenlage für die Stabilität der Leiterplatte aufweisen.

[0043] Die (oberen) Substratlagen des Hauptreflektors für die reflektierenden Elemente (Substratlagen 22a) können sowohl einlagig als auch mehrlagig ausgeführt sein, wobei bei mehrlagiger Ausführung weitere reflektierende Elemente zwischen den metallischen Lagen angeordnet werden können. Ferner können Klebelagen, die diese Lagen physikalisch verbinden (Multi-Layer Reflectarray) angeordnet sein. Ein Vorteil, ggf. der Hauptvorteil, der mehrlagigen Ausführung liegt in der größeren realisierbaren Bandbreite des Hauptreflektors. Gleiches gilt auch für die Lagen des Subreflektors, sollte dieser als Leiterplattenversion ausgeführt sein.

[0044] Die unteren Substratlagen (22c) des Hauptreflektors für die Elektronik können sowohl einlagig als auch mehrlagig ausgeführt sein, wobei bei mehreren Lagen wiederum metallische Lagen mit Leiterbahnen und Klebelagen, die die verschiedenen Substratlagen verbinden, angeordnet sein können.

[0045] Einzelne Substratlagen der Hauptreflektorleiterplatte oder der Subreflektorleiterplatte können geklebt oder mechanisch bzw. mit anderen Mitteln fixiert/zusammengehalten werden.

[0046] Die Fig. 3a-d zeigen jeweils schematische Aufsichten auf mögliche Ausführungsformen der Reflektorstrukturen.

[0047] Fig. 3a zeigt eine schematische Aufsicht auf eine Reflektorstruktur 14-1, die als Rechteck mit einer ersten Seitenabmessung a und einer zweiten Seitenabmessung b ausgeführt ist. Die Seitenabmessungen a und b können einen voneinander verschiedenen oder gleichen Wert (Quadrat) aufweisen.

[0048] Fig. 3b zeigt eine schematische Aufsicht auf eine Reflektorstruktur 14-2, die als Ellipse ausgeführt ist. Ein Verhältnis von Haupt- und Nebenachse ist beliebig.

[0049] Fig. 3c zeigt eine schematische Aufsicht auf eine Reflektorstruktur 14-3, die als Kombination zweier Dipolstrukturen 26a und 26b ausgeführt ist. Die Dipolstrukturen 26a und 26b sind senkrecht zueinander angeordnet, was eine von einander hoch isolierte bzw. entkoppelte Reflexion einfallender elektromagnetischer Wellen mit unterschiedlichen Polarisationsrichtungen ermöglicht. Eine senkrechte Anordnung der Dipolstrukturen 26a und 26b ermöglicht beispielsweise eine Reflexion zueinander senkrecht stehender Polarisationsrichtungen, etwa horizontal und vertikal, wobei sich diese Orientierungen jeweils oder gemeinsam beliebig im Raum drehen oder anders bezeichnen lassen. Alternativ können die Dipolstrukturen 26a und 26b auch einen von 90° verschiedenen Winkel aufweisen und/oder Polarisationsrichtungen reflektieren, die den gleichen oder einen anderen Winkel aufweisen.

[0050] Die Dipole 26a und 26b weisen jeweils einen erhöhten Reflexionsgrad auf, wenn die elektromagnetische Welle mit einer Polarisation, die mit der Anordnung des jeweiligen Dipols 26a oder 26b übereinstimmt, empfangen wird und eine demgegenüber reduzierten Reflexionsgrad, wenn die elektromagnetische Welle mit einer anderen, insbesondere mit einer senkrecht hierzu angeordneten Polarisationsrichtung empfangen wird. Wird die elektromagnetische Welle beispielsweise mit einer ersten Polarisation empfangen, so weist die Dipolstruktur 26a beispielsweise einen hohen (ersten) Reflexionsgrad auf. Wird die elektromagnetische Welle mit einer zweiten Polarisation, die von der ersten Polarisation verschieden, beispielsweise senkrecht hierzu, ist, empfangen, so weist die Dipolstruktur 26a einen niedrigeren (zweiten) Reflexionsgrad auf. Die erste Polarisation kann bezüglich des Dipols 26a als Vorzugsrichtung bezeichnet werden. Der Dipol 26b weist beispielsweise bei der zweiten Polarisation einen hohen (dritten) Reflexionsgrad und, wenn die elektromagnetische Welle die erste Polarisation aufweist, einen niedrigen (vierten) Reflexionsgrad, mit dem die elektromagnetische Welle reflektiert wird, auf.

[0051] Der erste und der dritte Reflexionsgrad sind größer als der zweite und der vierte Reflexionsgrad. Der erste und der dritte oder der zweite und der vierte Reflexionsgrad können auch gleich sein. Vereinfacht ausgedrückt kann der Dipol 26a ausgebildet sein, um die erste Polarisation zu reflektieren und der Dipol 26b ausgebildet sein, um die zweite Polarisation zu reflektieren. Die Dipolstrukturen 26a und 26b können ferner ausgebildet sein, um von einander verschiedene Phasenfunktionen auf eine reflektierte elektromagnetische Welle aufzuprägen.

[0052] Mehrere unterschiedliche Polarisationen können erhalten werden, indem eine Vielzahl von Antennenstrukturen oder -elementen mit der elektronischen Schaltung verbunden werden, wobei eine erste Teilmenge der Antennenstrukturen oder -elemente ausgebildet ist, um eine elektromagnetische Welle mit einer ersten Polarisation zu erzeugen und eine zweite Teilmenge der Antennenstrukturen oder -elemente ausgebildet ist, um eine elektromagnetische Welle mit einer zweiten Polarisation zu erzeugen. Zusätzlich können weitere Antennenstrukturen oder -elemente angeordnet sein, die ausgebildet sind, um eine elektromagnetische Welle mit zumindest einer weiteren Polarisation zu erzeugen.

[0053] Fig. 3d zeigt eine schematische Aufsicht einer Reflektorstruktur 14-4, die drei jeweils mit einem Winkel zueinander angeordnete Dipolstrukturen 26a, 26b und 26c umfasst, was eine Reflexion von drei entsprechenden Polarisationen ermöglicht. Die Dipolstrukturen 26a-c können einen beliebigen Winkel zueinander aufweisen und beispielsweise an Polarisationen von zu übertragenden elektromagnetischen Wellen angepasst sein. Alternativ können auch mehr als drei Dipolstrukturen oder lediglich eine Dipolstruktur angeordnet sein.

[0054] Alternativ können die Reflektorstrukturen auch eine beliebige andere Form, wie etwa eine Polygonform, eine Kreisform, eine Freiform oder eine Kombination von Formen und/oder Dipolstrukturen aufweisen.

[0055] In anderen Worten können die reflektierenden Elemente bei Ausführung des Haupt- bzw. Subreflektors als Reflectarray eine beliebige Geometrie aufweisen. Ferner kann eine beliebige Methode genutzt werden, um die gewollte Phasenänderung auf der Apertur des Reflektors zu implementieren, etwa eine variable Größe der Elemente, angebrachte Leitungsstücke und/oder eine Drehung der Elemente zueinander.

[0056] Fig. 4 zeigt eine schematische Ansicht eines Reflektors 40, der gegenüber dem Reflektor 10 derart erweitert ist, dass an einer den Reflektorstrukturen 14 abgewandten Seite des Substrats 12 ein Gehäuseteil 28 angeordnet ist. Das Gehäuseteil 28 kann beispielsweise als Abdeckung der elektronischen Schaltung genutzt werden, die dem Gehäuseteil 28 zugewandt an dem Substrat 12 angeordnet ist. Das Gehäuseteil 28 kann nicht leitende (beispielsweise umfassend Kunststoffmaterialien oder Harzmaterialien) oder leitfähige Materialien (beispielsweise Metalle) umfassen. Vereinfacht ausgedrückt kann es sich bei dem Gehäuseteil 28 um eine metallische Abdeckung handeln.

[0057] An der den Reflektorstrukturen 14 zugewandten Seite des Substrats 12 ist eine Radomstruktur 32 angeordnet. Das Substrat 12 ist lediglich der besseren Veranschaulichung wegen bezüglich des Gehäuseteils 28 und der Radomstruktur 32 versetzt angeordnet dargestellt, d. h., das Substrat 12, das Gehäuseteil 28 und die Radomstruktur 32 können auch so angeordnet werden, dass das Substrat 12 von dem Gehäuseteil 28 und der Radomstruktur 32 umschlossen (gehaust) wird. Die Hausung kann wasserdicht und/oder chemisch beständig sein.

[0058] Die Radomstruktur 32 umfasst zumindest bereichsweise eine elektrisch leitfähige Struktur 34. Die elektrisch leitfähige Struktur 34 ist ausgebildet, um die elektromagnetische Welle zu reflektieren und ist bezüglich der Vielzahl von Reflektorstrukturen 14 so angeordnet, dass die von der elektrisch leitfähigen Struktur 34 reflektierte elektromagnetische Welle in Richtung der Vielzahl von Reflektorstrukturen 14 gelenkt wird und von diesen erneut reflektiert wird. Ist beispielsweise zwischen dem Gehäuseteil 28 und der Radomstruktur 32 (etwa an oder in dem Substrat 12) eine Antenne angeordnet, so kann diese Antenne ausgebildet sein, um die elektromagnetische Welle in Richtung der elektrisch leitfähigen Struktur 34 auszusenden, so dass die elektrisch leitfähige Struktur 34 die elektromagnetische Welle in Richtung der Reflektorstrukturen 14 reflektiert. Die elektrisch leitfähige Struktur 34 kann die Funktion eines Subreflektors bereitstellen. Der Subreflektor kann als Teil eines Doppelreflektorsystems angeordnet werden, in welchem der Reflektor 10 bzw. 20 als Hauptreflektor angeordnet ist. Die Reflektorstrukturen 14 können die elektromagnetische Welle dann mit der Phasenfunktion versehen und (durch die Radomstruktur 32 hindurch) aussenden. Alternativ oder zusätzlich kann die Radomstruktur 34 auch eine weitere Vielzahl von Reflektorstrukturen umfassen.

[0059] In anderen Worten kann eine Radomlage über den reflektierenden Elementen/der Elektronik der Hauptreflektorleiterplatte angeordnet werden, um die Elemente zu verdecken und vor Korrosion und äußeren Einflüssen zu schützen oder zumindest den Einfluss zu reduzieren. Diese Radomlage kann zusätzlich die Reflexionseigenschaften der reflektierenden Elemente ändern bzw. zur thermischen Wärmeableitung für die Elektronik dienen.

[0060] Fig. 5 zeigt eine schematische Seitenschnittansicht eines Reflektors 50, bei dem das Substrat 12 verglichen mit dem Reflektor 20 Durchkontaktierungen (sogenannte Vias) 36a und 36b umfasst, so dass elektrische Signale von der elektronischen Schaltung 18 durch das Substrat 12 hindurch an die der elektronischen Schaltung 18 gegenüberliegende Seite des Substrats 12 geleitet werden können. An dem Substrat 12 ist eine Antenne 38 angeordnet, die ausgebildet ist, um ein Funksignal, beispielsweise in Form der elektromagnetischen Welle 16, auszusenden. Die Antenne 38 ist bspw. mittels Bonddrähten 41 a und 41 b mit den Durchkontaktierungen 36a bzw. 36b und mithin mit der elektronischen Schaltung 18 verbunden. Die elektronische Schaltung 18 ist ausgebildet, um die Antenne 38 anzusteuern, so dass Parameter der elektromagnetischen Welle 16, wie etwa eine Signalform, eine Sendedauer, eine Signalamplitude und/oder eine Sendefrequenz von der Ansteuerung der elektronischen Schaltung 18 beeinflusst sind. Die (nicht gezeigten) Reflektorstrukturen sind an der gleichen Seite des Substrats 12 angeordnet wie die Antenne 38.

[0061] Alternativ oder zusätzlich können auch Reflektorstrukturen in dem Substrat 12 angeordnet sein. Alternativ kann die elektronische Schaltung 18 auch an der gleichen Seite wie die Antenne 38 an dem Substrat 12 angeordnet sein und/oder in Form von Teilschaltungen ausgeführt sein. Eine Anordnung der Antenne 38 an dem Substrat 12 ermöglicht eine hoch integrierte Verschaltung von elektronischer Schaltung 18 und Antenne 38, was zu geringen Leistungsverlusten und mithin einem effizienten Betrieb führen kann. Der Reflektor 50 ist mithin auch als Antennenvorrichtung beschreibbar, die die elektronische Schaltung 18, das Substrat 12 und die Antenne 38 umfasst.

[0062] Bei der Antenne 38 kann es sich um eine beliebige Antenne handeln. Beispielsweise kann es sich um eine On-Chip Speiseantenne, um eine Patch-Antenne, eine PIFA-Antenne, um eine Hohlleiterantenne, um eine Silizium-basierte Antenne oder eine beliebige andere Antenne handeln.

[0063] Wird beispielsweise die im Zusammenhang mit Fig. 4 beschriebene Radomstruktur umfassend die elektrisch leitfähige Struktur mit der Antennenvorrichtung 50 kombiniert, so kann eine Antennenform umfassend ein Doppelreflektorsystem erhalten werden. Diese Antennenform kann beispielsweise als Cassegrain-Antenne oder als Gregorian-Antenne ausgeführt werden, so dass eine integrierte Cassegrain-Antenne oder eine integrierte Gregorian-Antenne erhalten werden kann.

[0064] In anderen Worten zeigt Fig. 5 ein Beispiel für die Verbindung der elektronischen Bauelemente der unteren Lagen mit der On-Chip Speiseantenne auf der Oberseite der Hauptreflektorleiterplatte. In diesem Beispiel wird die Verbindung der Elektronik zu einer SMD-On-Chip Antenne mittels Durchkontaktierungen (Vias) und optionalen Bonddrähten realisiert. Beispielsweise kann der Subreflektor 42 Teil einer Radomstruktur sein.

[0065] Fig. 6 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer Antennenvorrichtung 60 umfassend das Substrat 12, an dem die Vielzahl von Reflektorstrukturen 14 angeordnet ist. Die Antenne 38 ist an dem Substrat 12 an der gleichen Seite wie die Vielzahl von Reflektorstrukturen 14 angeordnet und ausgebildet, um die elektromagnetische Welle 16 zu erzeugen und auszusenden. Die elektromagnetische Welle 16 kann (räumlich) breit, d. h., mit einem großen Öffnungswinkel abgestrahlt werden. Das bedeutet, dass die elektromagnetische Welle 16 eine geringe Richtwirkung aufweisen kann. Bezüglich des Substrats 12 ist eine weitere Reflektorstruktur, nachfolgend bezeichnet als Subreflektor 42 angeordnet. Der Subreflektor 42 kann beispielsweise eine konkav oder konvex geformte leitfähige Schicht sein. Alternativ kann der Subreflektor 42 auch planar ausgebildet sein, etwa umfassend ein Substrat und/oder eine Schaltplatine mit Reflektorstrukturen, die ausgebildet sind, um eine Phasenfunktion auf die empfangene und reflektierte elektromagnetische Welle 16 aufzuprägen. Vereinfacht ausgedrückt ist der Subreflektor 42 angeordnet und ausgebildet, um die von der Antenne 38 empfangene elektromagnetische Strahlung zu streuen und zumindest teilweise in Richtung der Reflektorstrukturen 14 zu reflektieren. Die Reflektorstrukturen 14 sind ausgebildet, um die von dem Subreflektor 42 reflektierte elektromagnetische Welle 16 erneut zu reflektieren und, um die Phasenfunktion der elektromagnetischen Welle 16 derart anzupassen, dass die elektromagnetische Welle 16 gegenüber der Charakteristik der Antenne 38 eine Strahlbündelung erfährt. So kann die elektromagnetische Welle 16 beispielsweise annähernd oder vollständig kollimiert ausgesendet werden, so dass eine Anwendung der Antennenvorrichtung 60 als Richtfunkantenne ermöglicht ist.

[0066] Fig. 7 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer Antennenvorrichtung 70, bei der eine Vielzahl von Reflektorstrukturen 14-3 an dem Substrat 12 angeordnet ist. Die elektronische Schaltung umfasst die Teilschaltungen 18a und 18b, die an der gleichen Seite des Substrats 12 wie die Reflektorstrukturen 14-3 und die Antenne 38 angeordnet sind. Die elektronischen Teilschaltungen 18a und 18b sind beispielsweise mittels sogenannter Microstrip Lines (MSL) 43a bzw. 43b mit der Antenne 38 verbunden. Der Subreflektor 42 ist bezüglich des Substrats 12 bzw. bezüglich der Antenne 38 und/oder der Reflektorstrukturen 14-3 um einen Winkel α verkippbar. Der Subreflektor ist konvex geformt oder ist ausgebildet, um eine konvexe Phasenfunktion auf die elektromagnetische Welle aufzuprägen. Der Winkel α kann beispielsweise kleiner 90°, kleiner 60° oder kleiner 30° sein. Mit dem Subreflektor 42 kann auch die elektromagnetische Welle bzgl. der aufgeprägten Phasenfunktion im Raum verkippt werden, so dass insgesamt eine Abstrahlcharakteristik, mit der die elektromagnetische Welle von den Reflektorstrukturen 14-3 reflektiert wird, verändert wird.

[0067] Beispielsweise kann die elektromagnetische Welle in eine mit dem Winkel α veränderliche Raumrichtung reflektiert werden. Der Subreflektor 42 ist ferner entlang einer axialen Richtung 44 beweglich. Somit ist ein Abstand zwischen dem Subreflektor 42 und dem Substrat 12 bzw. der Antenne 38 entlang der axialen Richtung 44 veränderlich. Die axiale Richtung 44 verläuft bspw. parallel zu einer Oberflächennormalen 46 des Substrats 12. Ein verringerter Abstand zwischen der Antenne 38 und dem Subreflektor 42 kann, je nach Streucharakteristik des Subreflektors 42, zu einer Verengung oder Erweiterung einer Strahlenkeule der elektromagnetischen Welle führen. D. h., ein Fokus der elektromagnetischen Welle, die von den Reflektorstrukturen 14-3 abgestrahlt wird, ist mit dem Abstand bzw. der Bewegung entlang der axialen Richtung 44 veränderlich. Dies ermöglicht eine Justage oder Korrektur der Richtwirkung der Antennenstruktur 70, beispielsweise aufgrund von veränderlichen Umwelteinflüssen, wie etwa einer Erwärmung und/oder veränderlichen Materialien zwischen der Antennenvorrichtung 70 und einer weiteren Antennenvorrichtung, mit der die Antennenvorrichtung 70 kommuniziert.

[0068] Alternativ oder zusätzlich kann der Subreflektor 42 auch entlang einer lateralen Richtung 48, die senkrecht zu der Oberflächennormalen 46 angeordnet ist, beweglich sein. Alternativ kann der Subreflektor 42 auch starr oder lediglich um den Winkel α verkippbar oder entlang der Richtung 44 bewegbar angeordnet sein.

[0069] Eine Lage der Dipole der Reflektorstrukturen 14-3 kann an eine Polarisation oder an mehrere Polarisationen, mit der die elektromagnetische Welle von der Antennenvorrichtung 70 ausgesendet wird, angepasst sein. Alternativ oder zusätzlich können auch andere Reflektorstrukturen angeordnet sein. Die Antenne 38 ist ausgebildet, um eine in Richtung der Antennenvorrichtung gesendete und von der Antennenvorrichtung 70 empfangene elektromagnetische Welle an die (nicht gezeigte) elektrische Schaltung oder eine weitere elektrische Schaltung zu leiten, die beispielsweise an einer der Antenne 38 abgewandten Seite des Substrats 12 angeordnet ist.

[0070] Alternativ kann das Substrat 12 bzw. der (Haupt-)Reflektor auch mehrere Antennen 38 aufweisen, die gleich oder voneinander verschieden ausgebildet sein können. Bezüglich der Mehrzahl von Antennen kann eine Mehrzahl von Subreflektoren 42 angeordnet sein. Beispielsweise kann jeder Subreflektor einer der angeordneten Antennen zugeordnet sein. Dies ermöglicht den Aufbau einer Multi-Antennenvorrichtung.

[0071] Fig. 8 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer Antennenvorrichtung 80, die eine Antenne 38' umfasst. Die Antenne 38' ist als Hornantenne ausgeführt. Bezüglich der Antenne 38' ist ein Subreflektor 42' angeordnet, der ausgebildet ist, um mittels der Phasenfunktion eine konkave Form nachzubilden. Der Subreflektor 42' kann bspw. als konkaves metallisches Element ausgeführt sein. Alternativ kann der Subreflektor 42' auch als (ebene) Platine ausgeführt sein, die ausgebildet ist, um mittels geeigneter Anordnung von Reflektorstrukturen eine entsprechende Phasenfunktion aufzuprägen.

[0072] Die Antennenvorrichtung 80 kann beispielsweise als Gregorian-Antenne einsetzbar sein. Die Ausformung des Subreflektors 42 oder 42' kann dabei unabhängig von einer Ausführung der Antenne 38 und 38' gewählt werden. So kann die Antennenvorrichtung 80 beispielsweise auch die Antenne 38 und/oder den Subreflektor 42 umfassen.

[0073] Fig. 9 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer Antennenvorrichtung 90, bei der ein Substrat 12' (Hauptreflektor) eine unebene Form aufweist. Diese wird beispielsweise durch eine jeweils schräg zueinander angeordnete Anordnung mehrerer (ggf. ebener) Teilsubstrate 12a-e erhalten. Dies kann auch als Sektorparaboloid bzw. als ein Multi-Faceted Reflectarray (mehrere Oberflächen aufweisender Reflektor) bezeichnet werden. Mittels der zueinander geneigten Teilsubstrate 12a-e kann eine konkave oder konvexe bzw. stückweise stetige Form (bspw. eine parabolische Form) des Substrats 12' und somit des Hauptreflektors erhalten werden. Vereinfacht ausgedrückt kann der Hauptreflektor und/oder das Substrat 12' mehrteilig ausgeführt sein, wobei die Teile parallel zueinander oder einen Winkel aufweisend angeordnet sein können. Die Antenne 38 ist beispielsweise aus einer Mittenposition verschoben angeordnet (sog. Offset-Speisung). Alternativ kann die Antenne 38 auch in einem geometrischen oder flächenmäßigen Schwerpunkt angeordnet sein. Die Antennenvorrichtung 90 kann auch als 1 D-Multi-Faceted Reflectarray Konfiguration beschrieben werden.

[0074] In anderen Worten kann der Hauptreflektor auf Leiterplattenbasis mit der Elektronik zur Ansteuerung der Speiseantenne(n) als Sektorparaboloid (Multi-Faceted Reflectarray) und/oder in einer physikalisch gewölbten Form (konforme Antenne) mit einer oder mehreren Leiterplatten ausgeführt sein, um die gewollte Phasenfunktion zu realisieren. Auf mindestens einer dieser Leiterplatten, (d.h. Sektoren, Facetten bzw. Paneele 12a-e) ist die Elektronik zur Ansteuerung der Speiseantenne(n) angeordnet. Ein Subreflektor auf Leiterplattenbasis kann beispielsweise aus mehreren Leiterplatten in Sektorform ausgeführt sein. Vorteilhaft an einer Sektorform ist, dass, verglichen mit einer ebenen Ausführung, eine höhere Bandbreite der Antenne realisiert werden kann und eine höhere Phasenreserve der Reflektorstruktur erhalten werden kann.

[0075] Fig. 10 zeigt eine schematische Aufsicht auf das Substrat 12, an dem eine Vielzahl von Reflektorstrukturen 14-1 und Teilschaltungen 18-d angeordnet sind. Alternativ oder zusätzlich können auch weitere und/oder davon verschiedene Reflektorstrukturen angeordnet sein.

[0076] Fig. 11 zeigt eine schematische Seitenansicht des Reflektors 10 zur Verdeutlichung der Funktion der aufgeprägten Phasenfunktion, wobei die Erläuterungen auf einen Subreflektor übertragbar sind. Die von den Reflektorstrukturen 14 der elektromagnetischen Welle 16 aufgeprägte Phasenfunktion ermöglicht eine Implementierung einer virtuellen Bauform des Reflektors 10. Durch die gestrichelte konkave Linie ist die implementierte virtuelle parabolische Form des Reflektors dargestellt. So kann der Reflektor 10 beispielsweise ein ebenes Substrat 12 mit den daran angeordneten Reflektorstrukturen 14 aufweisen. Mittels der Phasenfunktion kann die elektromagnetische Welle 16 jedoch so reflektiert werden, als würde sie von einem konkaven (oder alternativ konvexen) oder parabolischen Reflektor reflektiert.

[0077] Fig. 12 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Antennenvorrichtung 120, die als gefaltete Reflectarray-Antenne ausgeführt ist. Die Antennenvorrichtung 120 umfasst beispielsweise die Hornantenne 38' oder alternativ eine beliebige andere Antennenform. Bezüglich der Antenne 38' ist ein Subreflektor in Form eines polarisierenden Gitters oder eines Schlitz-Arrays 44 angeordnet. Das polarisierende Gitter oder das Schlitz-Array 44 ist ausgebildet, um die elektromagnetische Welle 16 zu polarisieren und zu reflektieren, wenn diese eine erste Polarisierung aufweist. Die Reflektorstrukturen 14 sind ausgebildet, um eine Polarisation der elektromagnetischen Welle zu drehen und, um die elektromagnetische Welle 16 zu fokussieren. So kann beispielsweise das Schlitz-Array 44 ausgebildet sein, um die elektromagnetische Welle 16 großteils oder vollständig passieren zu lassen, wenn diese die gedrehte (zweite) Polarisierung aufweist.

[0078] Der Subreflektor kann als physikalisch gewölbte Variante konvex (etwa für eine Cassegrain-Antenne), konkav (etwa für eine Gregorian-Antenne) oder ebenfalls als Leiterplatte (Reflectarray) ausgeführt sein. Als Reflektorsystem kann ebenfalls eine gefaltete Antenne (Folded Reflectarray) angeordnet werden.

[0079] Eine fokussierende bzw. Contured-Beam Funktion des Hauptreflektors auf Leiterplattenbasis als Reflectarray ist in einem derartigen Fall weiterhin gegeben. Als Subreflektor kann beispielsweise ein polarisationsselektives Gitter in einer ähnlichen oder gleichen Größe wie der Hauptreflektor über diesem angebracht werden. Die Speiseantenne kann sich weiterhin in einer Position unterhalb des Subreflektorgitters befinden. Die einfallenden Strahlen der Speiseantenne werden von diesem Gitter polarisationsabhängig reflektiert, wobei bei der Reflexion die Polarisation teilweise gedreht werden kann. Bei der Reflexion am Hauptreflektor-Reflectarray wird dann die Polarisation der einfallenden Strahlung wieder teilweise gedreht und gleichzeitig fokussiert bzw. in gewollter Weise geformt. Die Strahlen können nun den Subreflektor ohne Reflexion passieren. Diese gefaltete Form der Antenne kann dadurch ebenfalls sehr kompakt gebaut werden, allerdings durch die Polarisationsselektivität des Subreflektors nur mit einer Polarisation und bestimmten reflektierenden Elementen auf dem Hauptreflektor, die die Polarisation der einfallenden Strahlen bei der ausgeführten Reflexion drehen, realisiert werden.

[0080] Fig. 13 zeigt eine schematische Ansicht einer Antennenvorrichtung 130, die die Hornantenne 38' und den Reflektor 10 umfasst. Mittels des Reflektors 10 wird eine Reflektoreigenschaft analog einem parabolischen Hauptreflektor erhalten. Bezüglich des Reflektors 10 ist der Subreflektor 42 angeordnet, der die mit einem Öffnungswinkel von 2 ϑ_f ausgestrahlte elektromagnetische Welle 16 reflektiert und in Richtung des Reflektors 10 zurückwirft. Bezüglich des Reflektors 10 wirkt dies wie eine virtuelle Antenne (Virtual Feed) 38_v, die die elektromagnetische Welle 16 mit dem Öffnungswinkel 2 ϑ_vf aussendet. Vereinfacht ausgedrückt implementiert dies eine Funktion einer Cassegrain-Antenne.

[0081] Vereinfacht ausgedrückt können einige der vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiele als Doppelreflektorsystem, beispielsweise als Cassegrain-Antenne, Gregorian-Antenne oder gefaltete Antenne ausgeführt werden. Eine Speiseantenne kann sich mittig auf einem Hauptreflektor angeordnet befinden und ausgebildet sein, um den Subreflektor zu bestrahlen (beleuchten), welcher wiederum ausgebildet ist, um die Ausleuchtung des Hauptreflektors vorzunehmen. Der Subreflektor kann die Funktion der Speiseantenne virtuell über den Hauptreflektor spiegeln. Der virtuelle Spiegelpunkt kann durch die konvexe oder konkave (Gregorian-Antenne) Form des Subreflektors im Gegensatz zu einer Spiegelung an einer planaren metallischen Fläche verschoben werden. Somit kann die gesamte Antennenvorrichtung sehr kompakt gebaut werden. Der Hauptreflektor kann parabolisch ausgeführt sein oder ausgebildet sein, um eine entsprechende Phasenfunktion implementieren, d.h. er führt zu einer Kollimation der einfallenden Strahlung und damit zu einer Richtwirkung. Die Antenne kann daher eine hohe Richtwirkung mit einer sehr kompakten Bauweise vereinen.

[0082] Die Ausführungsbeispiele beziehen sich auf einen Hauptreflektor, der ausgeführt als Leiterplatte (PCB), auf dessen Unter- oder Oberseite (oder einer anderen Seite) sich zusätzlich die Elektronik zur Speisung der Speiseantenne befindet. Auf einer Seite (beispielsweise Oberseite) sind die Elemente des Reflectarrays sowie eine Speiseantenne angeordnet. Die Ansteuerung dieser Speiseantenne kann durch Elektronik erfolgen, die sich auf der gleichen oder einer anderen Seite oder auf beiden Seiten der Leiterplatte befindet.

[0083] In Ausführungsbeispielen kann sich die elektronische Schaltung (aktive Elektronik) auf der gleichen Seite des Substrats (Hauptreflektor) befinden wie die Reflektorstrukturen und ausgebildet sein, um von dort aus die Speiseantenne anzusteuern. Dies kann beispielsweise mittels Leiterbahnen, Microstrip-Konfigurationen, Bonddrahtverbindungen oder dergleichen erfolgen.

[0084] Die Speiseantenne kann eine beliebige Antenne sein und eine schmale oder eine breite Abstrahlcharakteristik aufweisen. Die Speiseantenne kann beispielsweise als On-Chip Antenne, Hornantenne, offener Hohlleiter oder Phased-Array-Antenne ausgeführt sein. Die Speiseantenne kann auch mehrere verteilte Antennenelemente umfassen, die einzeln oder in Gruppen zur Abstrahlung angeregt werden können. Weitere Beispiele für Speiseantennen sind beispielsweise substratintegrierte Wellenleiter, ggf. mit Horn, (planare) Modenwandler mit aufgesetztem Horn, gepackte Antennen (Packaged Antennas), gedruckte planare Antennen, wie etwa eine Patch-Antenne, PIFA-Antennen oder dergleichen.

[0085] Die Speiseantenne kann eine oder mehrere einzelne Speiseantennen mit der gleichen oder unterschiedlichen Polarisationen umfassen. In Kombination mit bestimmten reflektierenden Elementen auf Haupt- bzw. Subreflektorebenen kann somit auch polarisationsabhängig eine Multiplex-, Demultiplex- oder Duplex-Übertragung elektromagnetischer Wellen (Funksignale) realisiert werden. Beispielsweise können gekreuzte Dipole als reflektierende Elemente angeordnet werden. Die einzelnen Dipolarme können die Phase der einfallenden Strahlen mit Polarisation in einer Längsrichtung selektiv reflektieren. Als gekreuzte Dipole können die Streuelemente (Reflektorstrukturen) damit verschiedene, beispielsweise orthogonale lineare Polarisationen, selektiv mit hoher Isolation reflektieren und somit unterschiedliche Phasenbelegungen an die unterschiedlichen, beispielsweise orthogonalpolarisierten Strahlen aufprägen. Dies ermöglicht beispielsweise eine räumliche Trennung, d.h. zwei Fokuspunkte, der beiden linear orthogonal polarisierten Speiseantennen. D.h., es sind zwei Speiseantennen angeordnet.

[0086] In Ausführungsbeispielen kann die Speiseantenne an einer (bspw. vertikalen) Position, d.h. senkrecht zur Apertur des Hauptreflektors angeordnet sein, die sich auf der Ebene des Hauptreflektors (etwa in Form einer Patch-Antenne), höher (etwa in Form einer Hornantenne), jedoch auch tiefer (etwa in einer der Lagen des Substrats integriert) befindet.

[0087] Ausführungsbeispiele umfassen zwei oder mehrere Speiseantennen, die ausgebildet sind, um jeweils eine elektromagnetische Welle mit voneinander verschiedenen Frequenzen abzustrahlen (sogenanntes Multi-Band Reflectarray). Alternativ oder zusätzlich können die Speiseantennen im Zeitmultiplex-Verfahren angesteuert werden.

[0088] Eine horizontale (laterale) Position der Speiseantenne (in der Aperturebene des Hauptreflektors) kann sich zentral oder an einer anderen Position (sogenannte Offset-Speisung) befinden. Ferner kann die axiale oder laterale Position des Subreflektors variabel sein. Der Subreflektor kann alternativ oder zusätzlich auch um einen beliebigen Winkel α (z. B. kleiner als 90°) gekippt werden.

[0089] Eine (ggf. wesentliche) Funktion des Doppelreflektorsystems ist bspw. die Strahlbündelung, also eine hohe Richtwirkung der Antenne. Die Antenne kann somit bei Richtfunk und/oder Punkt-zu-Punkt-Verbindungen (Direktverbindungen) eingesetzt werden. Die Möglichkeit einer konturförmigen Abstrahlung (Contured-Beam) mittels geeigneter Phasenbelegung des Hauptreflektor-Reflectarrays ist ebenfalls möglich. Eine Hauptanwendung hierbei ist beispielsweise der Satellitenfunk. Ebenso kann die Phasenbelegung (Phasenfunktion) so implementiert sein, dass Multi-Beam, Tilted-Beam oder eine beliebige andere realisierbare Form der Abstrahlung der Gesamtantenne erreicht wird.

[0090] In Ausführungsbeispielen sind der Haupt- bzw. Subreflektor mechanisch relativ zueinander bewegbar, um beispielsweise eine Strahlsteuerung bzw. Schwenkung auszuführen.

[0091] Vorangehend beschriebene Ausführungsbeispiele beschreiben Realisierungen eines Hauptreflektors, der die Elektronik und die Strahlungsreflexion mit bestimmter Phasenbelegung der Strahlung eines Subreflektors, etwa in einem Cassegrain-Antennensystem oder in einer Faltantenne auf einer Leiterplatte, vereint. Ein Vorteil hierbei ist die Kompaktheit des Antennensystems und die Integrierbarkeit der Elektronik zusammen mit den Reflektoreigenschaften der Antenne auf einer Leiterplatte.

[0092] Anwendungsbeispiele können beispielsweise in Richtfunkverbindungen (Punkt-zu-Punkt), dem Satellitenfunk und/oder in Radaranwendungen eingesetzt werden. Ferner können Antennenvorrichtungen gemäß vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispielen überall eingesetzt werden, wo eine hochintegrierte Antenne mit hoher Richtwirkung bzw. konturförmiger Abstrahlung benötigt wird. Als ein typisches Anwendungsbeispiel kann eine Cassegrain-Reflectarray-Antenne mit Haupt- und Subspiegel (Reflektor) als Leiterplattenausführung gesehen werden. Der Subreflektor als Leiterplatte kann in ein strahlungsdurchlässiges Radomgehäuse eingebettet sein, während die Hauptreflektorleiterplatte auf ein metallisches Gehäuse aufgesetzt ist, dessen Funktion der Schutz der Elektronik sowie ihre Abschirmung (im Sinne der EMV) und/oder die Wärmeableitung der elektronischen Komponenten umfasst. Die beiden Gehäusekomponenten können mechanisch (ggf. wasserfest und/oder chemikalienresistent) zusammengefügt werden und die Hauptreflektorleiterplatte mit einer aufgebrachten On-Chip Speiseantenne einschließen. Die Anschlüsse nach außen, d.h. zur Kontaktierung der Antennenvorrichtung, können beispielsweise in Form eines Datenanschlusses und als Anschluss für die Energieversorgung ausgeführt werden.

[0093] Obwohl die Antenne und/oder die Antennenvorrichtung vorangehend so beschrieben wurden, dass diese ausgebildet sind, um die elektromagnetische Welle 16 zu erzeugen und auszusenden, können Ausführungsbeispiele auch dazu genutzt werden, um die elektromagnetische Welle 16 alternativ oder zusätzlich zu empfangen, so dass diese mit der elektronischen Schaltung oder einer weiteren elektronischen Schaltung auswertbar ist.

[0094] Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darstellen, sodass ein Block oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein entsprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu verstehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Verfahrensschritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar.

[0095] Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich eine Veranschaulichung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Es versteht sich, dass Modifikationen und Variationen der hierin beschriebenen Anordnungen und Einzelheiten anderen Fachleuten einleuchten werden. Deshalb ist beabsichtigt, dass die Erfindung lediglich durch den Schutzumfang der nachstehenden Patentansprüche und nicht durch die spezifischen Einzelheiten, die anhand der Beschreibung und der Erläuterung der Ausführungsbeispiele hierin präsentiert wurden, beschränkt sei.

[0096] Die Forschungsarbeiten, die zu diesen Ergebnissen geführt haben, wurden von der Europäischen Union gefördert.

Ansprüche

1. Reflektor (10; 20; 40; 50) umfassend:

ein Substrat (12);

eine Vielzahl von Reflektorstrukturen (14;14-1-4), die an oder in dem Substrat (12) angeordnet sind und ausgebildet sind, um eine einfallende elektromagnetische Welle (16) zu reflektieren; und

eine elektronische Schaltung (18; 18a-d), die an oder in dem Substrat (12) angeordnet ist, und ausgebildet ist, um eine Antenne zu steuern, wenn die Antenne mit der elektronischen Schaltung (18; 18a-d) verbunden ist.

2. Reflektor gemäß Anspruch 1, bei dem die Vielzahl von Reflektorstrukturen (14;14-14) ausgebildet ist, um die einfallende elektromagnetische Welle (16) so zu reflektieren, dass die reflektierte elektromagnetische Welle (16) durch die Reflexion an der Vielzahl von Reflektorstrukturen (14;14-1-4) eine Strahlbündelung erfährt.

3. Reflektor gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem das Substrat (12) eine Platine umfasst, wobei die Platine zumindest eine erste Lage (22a) und eine zweite Lage (24a) umfasst, wobei an, auf oder in der ersten Lage (22a) die Vielzahl von Reflektorstrukturen (14;14-1-4) zumindest teilweise angeordnet ist, und wobei die zweite Lage (24a) zumindest teilweise elektrisch leitfähig ist.

4. Reflektor gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Vielzahl von Reflektorstrukturen (14;14-1-4) in zumindest zwei voneinander verschiedenen Substratebenen (22a, 22b), die parallel zu einer Substratoberfläche angeordnet sind, die einer Richtung, in die die elektromagnetische Welle (16) reflektiert wird, zugewandt angeordnet ist.

5. Reflektor gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem zumindest eine Reflektorstruktur (14-3; 14-4) der Vielzahl von Reflektorstrukturen (14;14-1-4) eine Mehrzahl von Dipolstrukturen (26a-c) aufweist.

6. Reflektor gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Radomstruktur (32), die bezüglich der Vielzahl von Reflektorstrukturen (14;14-1-4) angeordnet ist und ausgebildet ist, um einen mechanischen oder chemischen Einfluss einer Umgebung der Vielzahl von Reflektorstrukturen (14;14-1-4) auf die Vielzahl von Reflektorstrukturen (14;14-1-4) zumindest teilweise zu reduzieren, wobei die Radomstruktur (32) zumindest bereichsweise eine elektrisch leitfähige Struktur (34) oder eine weitere Vielzahl von Reflektorstrukturen umfasst, die ausgebildet ist, um die elektromagnetische Welle (16) zu reflektieren, wobei die elektrisch leitfähige Struktur (34) oder die weitere Vielzahl von Reflektorstrukturen bezüglich der Vielzahl von Reflektorstrukturen (14;14-1-4) so angeordnet ist, dass die von der elektrisch leitfähigen Struktur (34) reflektierte elektromagnetische Welle (16) in Richtung der Vielzahl von Reflektorstrukturen (14;14-1-4) gelenkt und von diesen erneut reflektiert wird.

7. Reflektor gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem an oder in dem Substrat (12) eine Antenne (38; 38') angeordnet ist, die mit der elektronischen Schaltung (18; 18a-d) verbunden ist und ausgebildet ist, um basierend auf einer Ansteuerung der elektronischen Schaltung (18; 18a-d) die elektromagnetische Welle (16) zu erzeugen.

8. Antennenvorrichtung (50; 60; 70; 80; 90; 120; 130) mit:

einem Reflektor (10; 20; 40; 50) gemäß einem der Ansprüche 1-6;

einer Antenne (38; 38'); und

einem Subreflektor (42; 42'), der ausgebildet ist, um die von der Antenne (38; 38') ausgesendete elektromagnetische Welle (16) zumindest teilweise in Richtung der Vielzahl von Reflektorstrukturen (14; 14-1-4) zu reflektieren, so dass die von dem Subreflektor (42; 42') reflektierte elektromagnetische Welle (16) in Richtung der Vielzahl von Reflektorstrukturen (14;14-1-4) gelenkt und von diesen erneut reflektiert wird;

wobei die Antenne (38; 38') mit der elektronischen Schaltung (18; 18a-d) verbunden ist und ausgebildet ist, um basierend auf einer Ansteuerung der elektronischen Schaltung (18; 18a-d) die elektromagnetische Welle (16) zu erzeugen und in eine Richtung des Subreflektors (42; 42') auszusenden.

9. Antennenvorrichtung gemäß Anspruch 8, bei der die Reflektorstrukturen (14;14-1-4) und der Subreflektor (42; 42') eine Cassegrain-Konfiguration oder eine Gregorian-Konfiguration aufweisen.

10. Antennenvorrichtung gemäß Anspruch 8 oder 9, bei der die Antenne (38; 38') als Oberflächenmontiertes Bauteil ausgeführt ist.

11. Antennenvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 8-10, bei der eine axiale Relativposition des Subreflektors (42; 42') bezüglich des Reflektors (10; 20; 40; 50) entlang einer axialen Richtung (44) parallel zu einer Oberflächennormalen (46) des Substrats (12) veränderlich ist.

12. Antennenvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 8-11, bei der eine laterale Relativposition des Subreflektors (42; 42') bezüglich des Reflektors (10; 20; 40; 50) entlang einer lateralen Richtung (48) senkrecht zu einer Oberflächennormalen (46) des Substrats (12) veränderlich ist oder bei der eine Neigung (α) des Subreflektors (42; 42') bezüglich einer Oberfläche des Substrats (12) des Reflektors (10; 20; 40; 50) veränderlich ist.

13. Antennenvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 8-12, bei der die Antenne (38; 38') eine Vielzahl von Antennenelementen aufweist, wobei eine erste Teilmenge der Antennenelemente ausgebildet ist, um die elektromagnetische Welle (16) mit einer ersten Polarisationsrichtung zu erzeugen und wobei eine zweite Teilmenge der Antennenelemente ausgebildet ist, um die elektromagnetische Welle (16) mit einer zweiten Polarisationsrichtung zu erzeugen;
wobei eine erste Teilmenge (26a) der Vielzahl von Reflektorstrukturen (14;14-1-4) ausgebildet ist, um die elektromagnetische Welle (16) mit einem ersten Reflexionsgrad zu reflektieren, wenn die elektromagnetische Welle (16) die erste Polarisationsrichtung aufweist und mit einem zweiten Reflexionsgrad zu reflektieren, wenn die elektromagnetische Welle (16) die zweite Polarisation aufweist;
wobei eine zweite Teilmenge (26b) der Vielzahl von Reflektorstrukturen (14;14-1-4) ausgebildet ist, um die elektromagnetische Welle (16) mit einem dritten Reflexionsgrad zu reflektieren, wenn die elektromagnetische Welle (16) die zweite Polarisationsrichtung aufweist und mit einem vierten Reflexionsgrad zu reflektieren, wenn die elektromagnetische Welle (16) die erste Polarisation aufweist;
wobei der erste Reflexionsgrad und der dritte Reflexionsgrad einen größeren Wert aufweisen, als der zweite Reflexionsgrad und der vierte Reflexionsgrad.

14. Antennenvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 8-13, bei der die Antenne (38; 38') ferner ausgebildet ist, um eine in Richtung der Antennenvorrichtung gesendeten und von der Antennenvorrichtung empfangene elektromagnetische Welle (16) an die elektrische Schaltung (18; 18a-d) oder eine weitere elektrische Schaltung zu leiten.

15. Antennenvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 8-14, die eine Mehrzahl von Antennen (42; 42') und eine Mehrzahl von Subreflektoren (42; 42') aufweist, wobei jeder Subreflektor (42; 42') einer Antenne (42; 42') zugeordnet ist.

Amended claims

Geänderte Patentansprüche gemäss Regel 137(2) EPÜ.

1. Reflektor (10; 20; 40; 50) umfassend:

ein Substrat (12);

eine Vielzahl von Reflektorstrukturen (14;14-1-4), die an oder in dem Substrat (12) angeordnet sind und ausgebildet sind, um eine einfallende elektromagnetische Welle (16) zu reflektieren; und

eine elektronische Schaltung (18; 18a-d), die an oder in dem Substrat (12) angeordnet ist, und ausgebildet ist, um eine Antenne zu steuern, wenn die Antenne mit der elektronischen Schaltung (18; 18a-d) verbunden ist.

2. Reflektor gemäß Anspruch 1, bei dem die Vielzahl von Reflektorstrukturen (14;14-1-4) ausgebildet ist, um die einfallende elektromagnetische Welle (16) so zu reflektieren, dass die reflektierte elektromagnetische Welle (16) durch die Reflexion an der Vielzahl von Reflektorstrukturen (14;14-1-4) eine Strahlbündelung erfährt.

3. Reflektor gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem das Substrat (12) eine Platine umfasst, wobei die Platine einen Stapel mit zumindest einer ersten Lage (22a), einer zweiten Lage (24a) und einer dritten Lage (22b) umfasst, bei dem die zweite (24a) Lage zwischen der ersten (22a) und der dritten Lage (22b) angeordnet ist, wobei an, auf oder in der ersten Lage (22a) die Vielzahl von Reflektorstrukturen (14;14-1-4) zumindest teilweise angeordnet ist, und wobei die zweite Lage (24a) zumindest teilweise elektrisch leitfähig ist.

4. Reflektor gemäß Anspruch 3, bei dem die zweite Lage (22b) als eine elektrische Massefläche gebildet ist.

5. Reflektor gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Vielzahl von Reflektorstrukturen (14;14-1-4) in zumindest zwei voneinander verschiedenen Substratebenen (22a, 22b) angeordnet sind, die parallel zu einer Substratoberfläche angeordnet sind, die einer Richtung, in die die elektromagnetische Welle (16) reflektiert wird, zugewandt angeordnet ist.

6. Reflektor gemäß Anspruch 4 oder 5, bei dem zumindest eine Teilschaltung (18a-d) der elektronischen Schaltung (18; 18a-d) an einer Seite des Substrats angeordnet ist, die einer einfallenden elektromagnetischen Welle (16), die auf die Vielzahl von Reflektorstrukturen (14;14-1-4) trifft, abgewandt ist.

7. Reflektor gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem zumindest eine Reflektorstruktur (14-3; 14-4) der Vielzahl von Reflektorstrukturen (14;14-1-4) eine Mehrzahl von Dipolstrukturen (26a-c) aufweist.

8. Reflektor gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Radomstruktur (32), die bezüglich der Vielzahl von Reflektorstrukturen (14;14-1-4) angeordnet ist und ausgebildet ist, um einen mechanischen oder chemischen Einfluss einer Umgebung der Vielzahl von Reflektorstrukturen (14;14-1-4) auf die Vielzahl von Reflektorstrukturen (14;14-1-4) zumindest teilweise zu reduzieren, wobei die Radomstruktur (32) zumindest bereichsweise eine elektrisch leitfähige Struktur (34) oder eine weitere Vielzahl von Reflektorstrukturen umfasst, die ausgebildet ist, um die elektromagnetische Welle (16) zu reflektieren, wobei die elektrisch leitfähige Struktur (34) oder die weitere Vielzahl von Reflektorstrukturen bezüglich der Vielzahl von Reflektorstrukturen (14;14-1-4) so angeordnet ist, dass die von der elektrisch leitfähigen Struktur (34) reflektierte elektromagnetische Welle (16) in Richtung der Vielzahl von Reflektorstrukturen (14;14-1-4) gelenkt und von diesen erneut reflektiert wird.

9. Reflektor gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem an oder in dem Substrat (12) eine Antenne (38; 38') angeordnet ist, die mit der elektronischen Schaltung (18; 18a-d) verbunden ist und ausgebildet ist, um basierend auf einer Ansteuerung der elektronischen Schaltung (18; 18a-d) die elektromagnetische Welle (16) zu erzeugen.

10. Antennenvorrichtung (50; 60; 70; 80; 90; 120; 130) mit:

einem Reflektor (10; 20; 40; 50) gemäß einem der Ansprüche 1-8;

einer Antenne (38; 38'); und

einem Subreflektor (42; 42'), der ausgebildet ist, um die von der Antenne (38; 38') ausgesendete elektromagnetische Welle (16) zumindest teilweise in Richtung der Vielzahl von Reflektorstrukturen (14;14-1-4) zu reflektieren, so dass die von dem Subreflektor (42; 42') reflektierte elektromagnetische Welle (16) in Richtung der Vielzahl von Reflektorstrukturen (14;14-1-4) gelenkt und von diesen erneut reflektiert wird;

wobei die Antenne (38; 38') mit der elektronischen Schaltung (18; 18a-d) verbunden ist und ausgebildet ist, um basierend auf einer Ansteuerung der elektronischen Schaltung (18; 18a-d) die elektromagnetische Welle (16) zu erzeugen und in eine Richtung des Subreflektors (42; 42') auszusenden.

11. Antennenvorrichtung gemäß Anspruch 10, bei der der Reflektor eine Radomstruktur (32) umfasst, die bezüglich der Vielzahl von Reflektorstrukturen (14;14-1-4) angeordnet ist und ausgebildet ist, um einen mechanischen oder chemischen Einfluss einer Umgebung der Vielzahl von Reflektorstrukturen (14;14-1-4) auf die Vielzahl von Reflektorstrukturen (14;14-1-4) zumindest teilweise zu reduzieren.

12. Antennenvorrichtung gemäß Anspruch 10 oder 11, bei der die Radomstruktur (32) den Subreflektor (42; 42') umfasst.

13. Antennenvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 10-12, bei der das Substrat (12) eine Platine umfasst, wobei die Platine einen Stapel mit zumindest einer ersten Lage (22a), einer zweiten Lage (24a) und einer dritten Lage (22b) umfasst, und bei der die Radomstruktur (32) als Radomlage an dem Substrat (12) gebildet ist.

14. Antennenvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 10-13, bei der die Reflektorstrukturen (14;14-1-4) und der Subreflektor (42; 42') eine Cassegrain-Konfiguration oder eine Gregorian-Konfiguration aufweisen.

15. Antennenvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 10-14, bei der die Antenne (38; 38') als Oberflächenmontiertes Bauteil ausgeführt ist.

16. Antennenvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 10-15, bei der eine axiale Relativposition des Subreflektors (42; 42') bezüglich des Reflektors (10; 20; 40; 50) entlang einer axialen Richtung (44) parallel zu einer Oberflächennormalen (46) des Substrats (12) veränderlich ist.

17. Antennenvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 10-16, bei der eine laterale Relativposition des Subreflektors (42; 42') bezüglich des Reflektors (10; 20; 40; 50) entlang einer lateralen Richtung (48) senkrecht zu einer Oberflächennormalen (46) des Substrats (12) veränderlich ist oder bei der eine Neigung (α) des Subreflektors (42; 42') bezüglich einer Oberfläche des Substrats (12) des Reflektors (10; 20; 40; 50) veränderlich ist.

18. Antennenvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 10-17, bei der die Antenne (38; 38') eine Vielzahl von Antennenelementen aufweist, wobei eine erste Teilmenge der Antennenelemente ausgebildet ist, um die elektromagnetische Welle (16) mit einer ersten Polarisationsrichtung zu erzeugen und wobei eine zweite Teilmenge der Antennenelemente ausgebildet ist, um die elektromagnetische Welle (16) mit einer zweiten Polarisationsrichtung zu erzeugen;
wobei eine erste Teilmenge (26a) der Vielzahl von Reflektorstrukturen (14;14-1-4) ausgebildet ist, um die elektromagnetische Welle (16) mit einem ersten Reflexionsgrad zu reflektieren, wenn die elektromagnetische Welle (16) die erste Polarisationsrichtung aufweist und mit einem zweiten Reflexionsgrad zu reflektieren, wenn die elektromagnetische Welle (16) die zweite Polarisation aufweist;
wobei eine zweite Teilmenge (26b) der Vielzahl von Reflektorstrukturen (14;14-1-4) ausgebildet ist, um die elektromagnetische Welle (16) mit einem dritten Reflexionsgrad zu reflektieren, wenn die elektromagnetische Welle (16) die zweite Polarisationsrichtung aufweist und mit einem vierten Reflexionsgrad zu reflektieren, wenn die elektromagnetische Welle (16) die erste Polarisation aufweist;
wobei der erste Reflexionsgrad und der dritte Reflexionsgrad einen größeren Wert aufweisen, als der zweite Reflexionsgrad und der vierte Reflexionsgrad.

19. Antennenvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 10-18, bei der die Antenne (38; 38') ferner ausgebildet ist, um eine in Richtung der Antennenvorrichtung gesendeten und von der Antennenvorrichtung empfangene elektromagnetische Welle (16) an die elektrische Schaltung (18; 18a-d) oder eine weitere elektrische Schaltung zu leiten.

20. Antennenvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 10-19, die eine Mehrzahl von Antennen (42; 42') und eine Mehrzahl von Subreflektoren (42; 42') aufweist, wobei jeder Subreflektor (42; 42') einer Antenne (42; 42') zugeordnet ist.

Zeichnung