ANTENNENSTRUKTUR ZUR BREITBANDIGEN ÜBERTRAGUNG ELEKTRISCHER SIGNALE

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antennenstruktur zur breitbandigen Übertragung elektrischer Signale, welche einen Streifenleiter und eine mit dem Streifenleiter kapazitiv oder induktiv koppelbare Sonde aufweist, wobei der Streifenleiter und die Sonde innerhalb eines vorgegebenen Abstandsbereiches zwischen Sonde und Streifenleiter in Längsrichtung des Streifenleiters relativ zueinander bewegbar angeordnet sind, sodass elektrische Signale berührungslos zwischen dem Streifenleiter und der Sonde übertragbar sind, wobei der Streifenleiter mindestens eine der Sonde zugewandte Streifenelektrode sowie eine Bezugselektrode und ein zwischen der Streifenelektrode und der Bezugselektrode befindliches dielektrisches Trägermaterial umfasst.

[0002] Eine solche Antennenstruktur ist aus der EP 1476956 B1 bekannt.

[0003] Sollen elektrische Signale zwischen zwei relativ zueinander bewegbaren Bauteilen übertragen werden, wie es beispielsweise bei Kran- oder Förderanlagen, Radaranlagen oder Computertomographen notwendig ist, wird aus offensichtlichen Gründen versucht, auf bewegungseinschränkende Kabelverbindungen zu verzichten. Aus dem allgemeinen Stand der Technik ist bekannt, elektrische Signale zwischen zwei relativ zueinander bewegbaren Bauteilen berührungslos mittels kapazitiver oder induktiver Kopplung zu übertragen.

[0004] Für die breitbandige Übertragung elektrischer Signale werden Streifenleiter und damit überwiegend kapazitiv oder überwiegend induktiv gekoppelte Sonden verwendet. Herkömmliche Streifenleiter weisen mindestens eine der Sonde zugewandte Streifenelektrode sowie eine Bezugselektrode und ein zwischen der Streifenelektrode und der Bezugselektrode befindliches dielektrisches Trägermaterial auf. Wird im Betrieb der Vorrichtung zwischen der Streifenelektrode und der Bezugselektrode eine elektrische Spannung angelegt, kommt es in dem dielektrischen Trägermaterial zu einer Ladungsverschiebung und es bildet sich ein elektrisches Feld aus. Dieses elektrische Feld kann durch kapazitive Kopplung in der innerhalb eines vorgegebenen Abstandsbereiches angeordneten Sonde einen elektrischen Verschiebestrom auslösen, sodass elektrische Signale zwischen Streifenleiter und Sonde übertragbar sind.

[0005] Zur Übertragung elektrischer Signale zwischen Streifenleiter und Sonde kann auch eine induktive Kopplung verwendet werden. Hierbei wird das durch Anlegen einer Spannung zwischen Streifenleiter und Bezugselektrode ausgebildete Magnetfeld verwendet, das in der Sonde einen Strom induziert.

[0006] Die zur Übertragung erzeugten magnetischen oder elektrischen Felder können jedoch auch andere elektrische Geräte oder Bauteile durch ungewollte Koppelungen stören. Gerade in einem elektromagnetisch sensiblen Arbeitsumfeld, wie z.B. bei Radaranlagen und Computertomograhen, ist es daher wichtig, die Ausdehnung der erzeugten Felder zu begrenzen. Zusätzlich sind Störungen der Signalübertragung aufgrund ungewollter Koppelungen mit Fremdfeldern zu vermeiden. Sofern im Stand der Technik bauliche Abschirmungen vorgeschlagen werden, schränken diese meist die Relativbewegung zwischen Streifenleiter und Sonde ein und überdies sind sie teuer und aufwändig in Herstellung und Montage.

[0007] Es ist daher erforderlich Antennenstrukturen insbesondere dahingehend auszubilden, , dass bei der breitbandigen Übertragung elektrischer Signale ungewollte Wechselwirkungen mit benachbarten elektrischen und elektronischen Geräten vermieden werden und eine gute Übertragungsqualität erzielt wird.

[0008] Die in der EP 1 476 956 B1 beschriebene Erfindung strebt in diesem Zusammenhang eine möglichst große Symmetrie des Dielektrikums beiderseits eines elektrischen Leiters an und erreicht dies durch Verwenden eines aufgeschäumten Polyethylenmaterials hoher Homogenität und hoher Symmetrie in Bezug auf die elektrische Mitte der Längsachse der Leiterstruktur, wobei das Dielektrikum Hohlstrukturen aufweist und insbesondere als aufgeschäumtes Polyethylenmaterial hergestellt ist. Durch das Aufschäumen wird das Polyethylenmaterial nicht nur homogen, sondern insbesondere auch isotrop, d.h. die Makromoleküle, die in dem Polyethylenschaum enthalten sind, weisen keinerlei Vorzugsrichtung, sondern ausschließlich Zufallsorientierung auf und müssen auch nicht notwendigerweise gestreckt, d.h. entlang irgendeiner Richtung ausgerichtet sein.

[0009] Gegenüber diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, die Homogenität und Symmetrie des Dielektrikums der oben definierten Antennenstruktur noch weiter zu verbessern.

[0010] Erfindungsgemäß wird die vorliegende Aufgabe durch eine Antennenstruktur mit den eingangs genannten Merkmalen gelöst, wobei das dielektrische Trägermaterial eine Makromoleküle enthaltende homogene Kunststoffschicht umfasst, die sich durch eine Ausrichtung der Makromoleküle entlang einer Vorzugsrichtung auszeichnet, wobei die Vorzugsrichtung die Längsrichtung des Streifenleiters ist.

[0011] Die Ausrichtung entlang einer Vorzugsrichtung erzeugt zwar eine ausgeprägte Anisotropie des Dielektrikums, die aber gleichwohl auch eine sehr gute Homogenität und Symmetrie des Dialektrikums auf beiden Seiten der Leiterstruktur gewährleistet.

[0012] Für die breitbandige Signalübertragung mit räumlich begrenzt wirksamen elektrischen und magnetischen Felder ist es erforderlich, dass das dielektrische Trägermaterial eine sehr hohe Homogenität aufweist. Bei einer sehr hohen Homogenität des dieelektrischen Trägermaterials ist die Ausdehnung der erzeugten elektrischen und magnetischen Felder vorhersagbar und kann durch Wahl einer geeigneten Anordnung von Streifenelektrode, dieelektrischen Trägermaterial und Bezugselektrode sowie der angelegten Spannung begrenzt werden.

[0013] Wird, wie erfindungsgemäß vorgeschlagen, eine Makromoleküle enthaltende Kunststoffschicht verwendet, kann durch Ausrichtung der Makromoleküle in einer Vorzugsrichtung die Homogenität des dielektrischen Trägermaterials erhöht werden. Durch die Ausrichtung der Makromoleküle werden eine ungleiche Ladungsverteilung im Material und eine ungewollte Verschiebung der Energieniveaus der chemischen Bindungsenergien, die auf eine Wechselwirkung zwischen den Makromolekülen zurückzuführen ist, unwahrscheinlicher. Damit sind die elektrischen und magnetischen Felder im Material insgesamt homogener.

[0014] Es hat sich insbesondere als vorteilhaft herausgestellt, wenn die in der Kunststoffschicht enthaltenden Markomoleküle entlang der Längsrichtung des Streifenleiters ausgerichtet sind. Die Ausrichtung der Makromoleküle im dielektrischen Trägermaterial kann durch einen Reckprozess erreicht werden, bei dem das dielektrische Trägermaterial durch Applizieren einer Zugspannung in die gewünschte Vorzugsrichtung gestreckt wird. Durch die Verformung des Trägermaterials richten sich die untergeordneten Polymere und die teilkristallinen Bereiche der Kunststoffschicht etwa parallel zur Zugrichtung aus. Durch diese Maßnahme werden die Berührungsflächen zwischen den Makromolekülen größer, der Abstand geringer und das Gefüge homogener. Außerdem werden die Sekundärbindungen stärker.

[0015] Darüber hinaus kann durch den Reckprozess die mechanische Festigkeit des dielektrischen Trägermaterials in Zugrichtung erhöht werden. Insbesondere bei langen Streifenleitern kann durch die Ausrichtung der Makromoleküle entlang der Längsrichtung des Streifenleiters eine Verbesserung der mechanischen Festigkeit und damit eine reduzierte Bruchgefahr des Streifenleiters beobachtet werden. Durch die Erhöhung der mechanischen Festigkeit und die reduzierte Bruchgefahr sind derartige Antennenstrukturen insbesondere zur breitbandigen Übertragung elektrischer Signale geeignet, bei denen Streifenleiter und/oder Sonden auf einer Kreisbahn umlaufen, wie es beispielsweise bei Drehübertragungssystemen für Computertomographen der Fall ist.

[0016] Es versteht sich, dass im Rahmen der vorliegenden Erfindung der Ausrichtung der Makromoleküle entlang einer Vorzugsrichtung genüge getan ist, wenn eine überwiegende Anzahl der vorhandenen Makromoleküle entlang der gewählten Vorzugsrichtung ausgerichtet sind. Gleichermaßen versteht es sich, dass die Übertragung der Signale beidseitig, also der Streifenleiter als Sender und die Sonde als Empfänger oder aber auch der Streifenleiter als Empfänger und die Sonde als Sender betrieben werden können. Auch eine bidirektionale Signalübertragung ist denkbar. Dementsprechend kann im Sinne der vorliegenden Erfindung die Sonde auch als Streifenleiter bzw. als ein kurzer Abschnitt hiervon ausgestaltet sein.

[0017] Der Streifenleiter ist meist nach einer Seite zum freien Raum offen. Von dieser Seite aus erfolgt die Ankopplung der Sonde. Die Sonde und optional auch deren Umhüllung sind von möglichst symmetrischen Flächen mit leitender Oberflache abgeschlossen. Damit lässt sich einerseits eine definierte Impedanz des Leitersystem erreichen und andererseits eine definiert symmetrische Begrenzung realisieren. Wäre keine definierte Bezugsfläche vorhanden, so wäre mindestens ein Teil des Gerätes, in dem die Antennenstruktur angebracht ist, als elektrischer Bezug wirksam, wodurch die geforderte Symmetrie nicht erreicht werden würde.

[0018] In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das dielektrische Trägermaterial zumindest eine weitere homogene dielektrische Schicht aufweist. Durch die weitere homogene dielektrische Schicht können Materialien mit verschiedenen elektrischen Eigenschaften derart kombiniert werden, dass das dielektrische Trägermaterial in seiner Gesamtheit zur Erzeugung homogener Felder geeignet ist. Außerdem können sich die mechanischen Eigenschaften der weiteren dielektrischen Schicht und der Kunststoffschicht unterscheiden, sodass das dielektrische Trägermaterial in seiner Gesamtheit auch nach entsprechend mechanischen Gesichtspunkten ausgestaltet werden kann.

[0019] In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Änderungen der Permitivitätszahl ε_r des dielektrischen Trägermaterials und/oder die Änderungen der Permitivitätszahl ε_r der weiteren dielektrischen Schicht in beliebiger Raumrichtung kleiner 5 %, vorzugweise kleiner 1 % und besonders bevorzugt kleiner 0,1 % sind. Sind die Änderungen der Permitivitätszahl ε_r kleiner als die vorgenannten Grenzwerte, ist die jeweilige dielektrische Schicht besonders homogen, sodass die dielektrischen Verluste nur extrem geringen Schwankungen unterliegen.

[0020] Zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften ist in einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass das dielektrische Trägermaterial zumindest eine mechanische Verstärkungsschicht aufweist. Beispielsweise kann eine glasfaserverstärkte Kunststoffschicht in das dielektrische Trägermaterial eingearbeitet bzw. mit diesem verbunden sein. Es hat sich außerdem gezeigt, dass ein Streifenleiter mit einem dielektrischen Trägermaterial, welches eine mechanische Verstärkungsschicht aufweist, besonders gut mechanisch formbar bzw. nachbearbeitbar ist, sodass der Streifenleiter zur Aufnahme in einem elektrischen Gerät besonders gut anpassbar ist.

[0021] In einer weiteren Ausführungsform weist das Trägermaterial zumindest eine Äquipotentialfläche auf. Äquipotentialflächen helfen Asymmetrien im dielektrischen Trägermaterial auszugleichen, sodass das erzeugte elektrische und/oder magnetische Feld weitestgehend symmetrisch ist. Zur Ausbildung solcher Äquipotentialflächen können Schichten aus leitfähigem Material, insbesondere Material mit einer hohen Leitfähigkeit, in das dielektrische Trägermaterial eingelassen werden. Insbesondere könnte eine Schicht aus leitfähigem Material mit einer unvollständigen Flächenüberdeckung, wie z.B. ein Metallgitter, direkt bei der Herstellung des dielektrischen Trägermaterials in die Kunststoffschicht eingebracht werden, die im Betrieb als Äquitpotentialfläche Asymmetrien bzw. Störungen der erzeugten elektrischen und/oder magnetischen Felder herausfiltert. Je nach Ausführung können diese Schichten elektrisch isoliert eingebracht oder auch an den Enden des Streifenleiters reflektionsfrei abgeschlossen sein.

[0022] Ist der Streifenleiter, wie in einer Ausführungsform vorgesehen, im Querschnitt spiegelsymmetrisch aufgebaut, so kann die Ausdehnung der erzeugten elektrischen und magnetischen Felder besonders gut begrenzt werden. Hier und im folgenden ist die Symmetrie im Bezug auf die Längsmittelebene des Streifenleiters zu verstehen. Die Ausgestaltung symmetrischer Streifenleiter verhindert, dass durch unterschiedliche Laufzeiten in der Streifenelektrode, der Bezugselektrode und/oder dem dielektrischen Trägermaterial Inhomogenitäten und/oder Asymmetrien ausgebildet werden.

[0023] In einer weiteren Ausführungsform ist der kleinste Abstand zwischen Streifenleiter und Sonde, gemessen von der der Sonde zugewandten Oberfläche der Streifenelektrode bis zu der dem Streifenleiter zugewandten Oberfläche der Sonde, kleiner 15 mm, bevorzugt kleiner 8 mm und liegt besonders bevorzugt im Bereich von 1 mm bis 4 mm.

[0024] In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die mindestens eine Streifenelektrode und die Bezugselektrode jeweils auf eine Kunststofffolie aufgedruckt sind. Es hat sich gezeigt, dass die Herstellung eines Streifenleiters besonders kostengünstig realisiert werden kann, wenn die Streifenelektrode und die Bezugselektrode jeweils auf eine Kunststofffolie aufgedruckt werden, und diese anschließend an oder auf dem dielektrischen Trägermaterial angeordnet werden. Besonders bevorzugt ist die Streifenelektrode und die Bezugselektrode aus Kupfer hergestellt, das auf jeweils eine Kunststofffolie aufgedruckt wird. Die Kunststofffolie selbst kann dabei in einer Ausführungsform das dielektrische Trägermaterial sein.

[0025] In einer Ausführungsform weist der Streifenleiter zwei Streifenelektroden auf, die in der gleichen Ebene parallel und im Abstand zueinander angeordnet sind. Derartig symmetrische Streifenleiter können besonders abstrahlungsarm realisiert werden, wobei insbesondere durch Verwendung symmetrischer bzw. asymmetrischer, elektrischer Signale auf zwei parallele Streifen Störungen ausgeglichen werden können. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sollen von dem Begriff "parallel" auch derartige Anordnungen umfasst sein, bei denen die Streifenelektroden zwar in sich strukturiert sind, wohl aber als Ganzes im wesentlichen parallel zueinander verlaufen.

[0026] In einer weiteren Ausführungsform ist eine Sendeelektronik vorgesehen, welche derart ausgebildet ist, dass sie zwischen der ersten Streifenelektrode und der Bezugselektrode und zwischen der zweiten Streifenelektrode und der Bezugselektrode Signale anlegt, die eine entgegengesetzte Polarität haben. Durch die Beaufschlagung von entgegengesetzt polarisierten Signalen wird eine differentielle Übertragung ermöglicht, bei der selektive Störungen, insbesondere Asymmetrien und Inhomogenitäten, ausgeglichen werden können. Auch sind derartige symmetrische Antennenstrukturen besonders abstrahlungsarm, da sich die elektrischen und magnetischen Felder im Fernbereich gegenseitig aufheben.

[0027] Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der folgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen und den dazu gehörigen Figuren. Es zeigen:

Figur 1

eine teilweise weggebrochene Perspektivansicht einer erfindungsgemäßen Antennenstruktur und

Figur 2

einen schematischen Querschnitt durch einen Streifenleiter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

[0028] In Figur 1 ist eine teilweise weggebrochene Perspektivansicht einer erfindungsgemäßen Antennenstruktur 1 dargestellt. Für die breitbandige Übertragung elektrischer Signale weist die Antennenstruktur 1 einen Streifenleiter 2 und eine Sonde 3 auf, die innerhalb eines vorgegebenen Abstandsbereiches in Längsrichtung des Streifenleiters 2 relativ zueinander bewegbar angeordnet sind. Der Streifenleiter 2 hat eine größere Längsausdehnung als die Sonde 3. Während der Relativbewegung kann eine Signalübertragung zwischen Streifenleiter 2 und Sonde 3 erfolgen.

[0029] Der Streifenleiter 2 weist zwei der Sonde 3 zugewandte Streifenelektroden 4, 4', eine Bezugselektrode 5 sowie ein zwischen den Streifenelektroden 4, 4' und der Bezugselektrode 5 befindliches dielektrisches Trägermaterial 6 auf. Dabei sind die Streifenelektroden 4, 4' und die Bezugselektrode 5 parallel zueinander auf gegenüberliegenden Seiten des dielektrischen Trägermaterials 6 angeordnet.

[0030] Wird im Betrieb der Antennenstruktur 1 ein von einer Sendeelektronik 11 bereitgestelltes Spannungssignal zwischen den Streifenelektroden 4, 4' und der Bezugselektrode 5 angelegt, werden durch Ladungsverschiebungen im dielektrischen Trägermaterial 6 elektrische und magnetische Felder erzeugt. Aufgrund der Anordnung der Streifenelektroden 4,4', der Bezugselektrode 5 und dem dielektrischem Trägermaterial 6, erstrecken sich die Feldlinien der erzeugten Felder im Wesentlichen senkrecht zu der Längsrichtung des Streifenleiters 2.

[0031] Um den Einfluss von Fremdfeldern, Asymmetrien und/oder Inhomogenitäten zu reduzieren, haben die Spannungssignale zwischen der ersten Streifenelektrode 4 und der Bezugselektrode 5 und zwischen der zweiten Streifenelektrode 4' und der Bezugselektrode 5 entgegengesetzte Polaritäten im übrigen jedoch einen identischen Signalverlauf. Dabei ist es von Vorteil, dass das dielektrische Trägermaterial 6 eine Makromoleküle enthaltende Kunststoffschicht umfasst, wobei die überwiegende Anzahl der in der Kunststoffschicht enthaltenden Makromoleküle in Längsrichtung des Streifenleiters 2 ausgerichtet sind. Die Ausrichtung der Makromoleküle führt dazu, dass das dielektrische Trägermaterial 6, welches hier einzig aus der Kunststoffschicht 7 gefertigt ist, die erforderliche Homogenität aufweist, um die breitbandige Übertragung elektrischer Signale mit räumlich begrenzt wirksamen elektrischen oder magnetischen Feldern zu ermöglichen.

[0032] Die erzeugten Felder können durch kapazitive oder induktive Kopplung auf die Sonde 3 übertragen werden, wobei der Streifenleiter 2 und die Sonde 3 einen minimalen Abstand zueinander aufweisen, der gemessen von der der Sonde zugewandten Oberfläche der Streifenelektrode 4 bis zu der dem Streifenleiter 2 zugewandten Oberfläche der Sonde 3, kleiner als 15 mm ist.

[0033] Die Sonde 3 ist bei dieser Ausführungsform wie der Streifenleiter 2 ausgebildet, sodass die Antennenstruktur 1 für die bidirektionale Übertragung von Signalen zwischen Streifenleiter 2 und Sonde 3 geeignet ist.

[0034] In der Figur 2 ist ein schematischer Querschnitt durch einen Streifenleiter 2 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Der Streifenleiter 2 weist zwei parallele Streifenelektroden 4, 4' auf, die aus Kupfer bestehen und die auf eine Kunststofffolie 12 aufgedruckt sind. Unterhalb der Streifenelektroden 4, 4' ist die Kunststofffolie 12 mit einem dielektrischen Trägermaterial 6 verbunden, welches aus mehreren Schichten aufgebaut ist. Eine erste Schicht ist eine Makromoleküle enthaltende homogene Kunststoffschicht 7, die sich durch eine Ausrichtung der Makromoleküle entlang der Längsrichtung des Streifenleiters 2 auszeichnet. Die Permitivitätszahl ε_r der homogenen Kunststoffschicht 7 ändert sich in beliebiger Raumrichtung um weniger als 5 %.

[0035] Unterhalb der homogenen Kunststoffschicht 7 sind eine weitere homogene, dielektrische Materialschicht 8 und eine mechanische Verstärkungsschicht 9 angeordnet. Zwischen der weiteren dielektrischen Materialschicht 8 und der mechanischen Verstärkungsschicht 9 ist ein Metallgitter eingebettet, das im Betrieb eine Äquipotentialfläche 10 ausbildet. Die homogene Kunststoffschicht 7, die weitere dielektrische Materialschicht 8, das Metallgitter als Äquipotentialfläche 10 und die mechanische Verstärkungsschicht 8 bilden gemeinsam das dielektrische Trägermaterial 6. Wie in der Querschnittsansicht ersichtlich, ist der Streifenleiter 2 im Querschnitt symmetrisch aufgebaut.

[0036] Für Zwecke der ursprünglichen Offenbarung wird darauf hingewiesen, dass sämtliche Merkmale, wie sie sich aus der vorliegenden Beschreibung, den Zeichnungen und den abhängigen Ansprüchen für einen Fachmann erschließen, auch wenn sie konkret nur im Zusammenhang mit bestimmten weiteren Merkmalen beschrieben wurden, sowohl einzeln als auch in beliebigen Zusammenstellungen mit anderen der hier offenbarten Merkmale oder Merkmalsgruppen kombinierbar sind, soweit dies nicht ausdrücklich ausgeschlossen wurde oder technische Gegebenheiten derartige Kombinationen unmöglich oder sinnlos machen. Auf die umfassende, explizite Darstellung sämtlicher denkbarer Merkmalskombinationen und die Betonung der Unabhängigkeit der einzelnen Merkmale voneinander wird hier nur der Kürze und der Lesbarkeit der Beschreibung wegen verzichtet.

Bezugszeichenliste

[0037] 

1

Antennenstruktur

2

Streifenleiter

3

Sonde

4, 4'

Streifenelektrode

5

Bezugselektrode

6

dielektrisches Trägermaterial

7

homogene Kunststoffschicht

8

homogene dielektrische Schicht

9

mechanische Verstärkungsschicht

10

Äquipotentialfläche

11

Sendeelektronik

Ansprüche

1. Antennenstruktur (1) zur breitbandigen Übertragung elektrischer Signale, welche einen Streifenleiter (2) und eine mit dem Streifenleiter kapazitiv oder induktiv koppelbare Sonde (3) aufweist, wobei der Streifenleiter (2) und die Sonde (3) innerhalb eines vorgegebenen Abstandsbereiches zwischen Sonde (3) und Streifenleiter (2) in Längsrichtung des Streifenleiters (2) relativ zueinander bewegbar angeordnet sind, sodass elektrische Signale berührungslos zwischen dem Streifenleiter (2) und der Sonde (3) übertragbar sind, wobei der Streifenleiter (2) mindestens eine der Sonde (3) zugewandte Streifenelektrode (4) sowie eine Bezugselektrode (5) und ein zwischen der Streifenelektrode (4) und der Bezugselektrode (5) befindliches dielektrisches Trägermaterial (6) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das dielektrische Trägermaterial (6) eine Makromoleküle enthaltende homogene Kunststoffschicht (7) umfasst, die sich durch eine Ausrichtung der Makromoleküle entlang einer Vorzugsrichtung auszeichnet, wobei die Vorzugsrichtung die Längsrichtung des Streifenleiters ist.

2. Antennenstruktur (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das dielektrische Trägermaterial (6) zumindest eine weitere homogene dielektrische Schicht (8) aufweist.

3. Antennenstruktur (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderungen der Permittivitätszahl ε_r des dielektrischen Trägermaterials (6) und/oder die Änderungen der Permittivitätszahl ε_r der weiteren dielektrischen Schicht (8) in beliebiger Raumrichtung kleiner als 5 %, vorzugsweise kleiner 1 % und besonders bevorzugt kleiner 0,1 % sind.

4. Antennenstruktur (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das dielektrische Trägermaterial (6) zumindest eine mechanische Verstärkungsschicht (9) aufweist.

5. Antennenstruktur (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial (6) zumindest eine Äquipotentialfläche (10) aufweist.

6. Antennenstruktur (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial eine im Betrieb als Äquipotentialfläche (10) wirkende Schicht aus leitfähigem Material mit einer unvollständigen Flächenüberdeckung, insbesondere ein Metallgitter, aufweist.

7. Antennenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Streifenleiter (2) im Querschnitt symmetrisch aufgebaut ist.

8. Antennenstruktur (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der kleinste Abstand zwischen Streifenleiter (2) und Sonde (3), gemessen von der der Sonde (3) zugewandten Oberfläche der Streifenelektrode (4) bis zu der dem Streifenleiter (2) zugewandten Oberfläche der Sonde (3), kleiner als 15 mm, bevorzugt kleiner als 8 mm und liegt besonders bevorzugt im Bereich von 1 mm bis 4 mm.

9. Antennenstruktur (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Streifenelektrode (4) und die Bezugselektrode (5) jeweils auf eine Kunststofffolie (12) aufgedruckt sind.

10. Antennenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Streifenleiter (2) zwei Streifenelektroden (4. 4') aufweist, die in der gleichen Ebene parallel und im Abstand zueinander angeordnet sind.

11. Antennenstruktur (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sendeelektronik (11) vorgesehen ist, welche derart ausgebildet ist, dass sie zwischen der ersten Streifenelektrode (4) und der Bezugselektrode (5) und zwischen der zweiten Streifenelektrode (4') und der Bezugselektrode (5) Signale anlegt, die eine entgegengesetzte Polarität haben.

Claims

1. An antenna structure (1) for the wide-band transmission of electrical signals, which has a stripline (2) and a probe (3) which can be capacitively or inductively coupled to the stripline, wherein the stripline (2) and the probe (3) are arranged movably relative to each other in the longitudinal direction of the stripline (2) within a predetermined spacing range between the probe (3) and the stripline (2) so that electrical signals can be contact-lessly transmitted between the stripline (2) and the probe (3), wherein the stripline (2) includes at least one strip electrode (4) facing the probe (3) and a reference electrode (5) and a dielectric carrier material (6) between the strip electrode (4) and the reference electrode (5), characterised in that the dielectric carrier material (6) includes a homogeneous plastic layer (7) which contains macromolecules and which is distinguished by an orientation of the macromolecules along a preferential direction, wherein the preferential direction is the longitudinal direction of the stripline.

2. An antenna structure (1) as set forth in claim 1 characterised in that the dielectric carrier material (6) has at least one further homogeneous dielectric layer (8).

3. An antenna structure (1) as set forth in one of claims 1 or 2 characterised in that the changes in the permittivity value ε_r of the dielectric carrier material (6) and/or the changes in the permittivity value ε_r of the further dielectric layer (8) in any direction in space are less than 5%, preferably less than 1% and particularly preferably less than 0.1%.

4. An antenna structure (1) as set forth in one of claims 1 through 3 characterised in that the dielectric carrier material (6) has at least one mechanical reinforcing layer (9).

5. An antenna structure (1) as set forth in one of claims 1 through 4 characterised in that the carrier material (6) has at least one equipotential surface (10).

6. An antenna structure (1) as set forth in claim 5 characterised in that the carrier material has a layer of conductive material with an incomplete surface coverage, in particular a metal grid, said layer acting in operation as the equipotential surface (10).

7. An antenna structure as set forth in one of claims 1 through 6 characterised in that the stripline (2) is of a symmetrical configuration in cross-section.

8. An antenna structure (1) as set forth in one of claims 1 through 7 characterised in that the smallest spacing between stripline (2) and probe (3) measured from the surface of the strip electrode (4), that is towards the probe (3), to the surface of the probe (3), that is towards the stripline (2), is less than 15 mm, preferably less than 8 mm and is particularly preferably in the range of between 1 mm and 4 mm.

9. An antenna structure (1) as set forth in one of claims 1 through 8 characterised in that the at least one strip electrode (4) and the reference electrode (5) are respectively printed on to a plastic film (12).

10. An antenna structure as set forth in one of claims 1 through 9 characterised in that the stripline (2) has two strip electrodes (4, 4') which are arranged in the same plane in parallel and mutually spaced relationship.

11. An antenna structure (1) as set forth in one of claims 1 through 10 characterised in that there is provided an electronic transmitting means (11) which is so adapted that between the first strip electrode (4) and the reference electrode (5) and between the second strip electrode (4') and the reference electrode (5) it applies signals which are of opposite polarity.

Revendications

1. Structure d'antenne (1) pour la transmission à large bande de signaux électriques, qui comprend un conducteur en forme de bande (2) et une sonde (3) apte à être accouplée de manière capacitive ou de manière inductive au conducteur en forme de bande, le conducteur en forme de bande (2) et la sonde (3) étant disposés de façon à être déplaçables l'un par rapport à l'autre, dans une plage de distances prédéterminée entre la sonde (3) et le conducteur en forme de bande (2), dans la direction longitudinale du conducteur en forme de bande (2), si bien que des signaux électriques puissent être transmis sans contact entre le conducteur en forme de bande (2) et la sonde (3), le conducteur en forme de bande (2) comprenant au moins une électrode en forme de bande (4) orientée vers la sonde (3) et une électrode de référence (5) et un matériau de support diélectrique (6) situé entre l'électrode en forme de bande (4) et l'électrode de référence (5), caractérisée en ce que le matériau de support diélectrique (6) comprend une couche homogène de matière synthétique (7) contenant des macromolécules, qui se distingue par l'orientation des macromolécules suivant une direction de préférence, la direction de préférence étant la direction longitudinale du conducteur en forme de bande.

2. Structure d'antenne (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que le matériau de support diélectrique (6) comprend au moins une couche diélectrique homogène (8) supplémentaire.

3. Structure d'antenne (1) selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que les variations du coefficient de permittivité ε_r du matériau de support diélectrique (6) et/ou les variations du coefficient de permittivité ε_r de la couche supplémentaire diélectrique (8) sont, dans quelque direction de l'espace que ce soit, inférieures à 5 %, de préférence inférieures à 1 % et de manière particulièrement préférée inférieures à 0,1 %.

4. Structure d'antenne (1) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le matériau de support diélectrique (6) comprend au moins une couche de renfort mécanique (9).

5. Structure d'antenne (1) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le matériau de support (6) comprend au moins une surface équipotentielle (10).

6. Structure d'antenne (1) selon la revendication 5, caractérisée en ce que le matériau de support comprend une couche en un matériau conducteur recouvrant de manière incomplète une surface, notamment une grille métallique, agissant en fonctionnement comme une surface équipotentielle (10).

7. Structure d'antenne (1) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le conducteur en forme de bande (2) présente une conception symétrique en coupe transversale.

8. Structure d'antenne (1) selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que la distance la plus faible entre le conducteur en forme de bande (2) et la sonde (3), mesurée de la surface de l'électrode en forme de bande (4) orientée vers la sonde (3) jusqu'à la surface de la sonde (3) orientée vers le conducteur en forme de bande (2), est inférieure à 15 mm, de préférence inférieure à 8 mm et est de manière particulièrement préférée dans la plage de 1 mm à 4 mm.

9. Structure d'antenne (1) selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que ladite au moins une électrode en forme de bande (4) et l'électrode de référence (5) sont imprimées chacune sur un film en matière plastique (12).

10. Structure d'antenne (1) selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que le conducteur en forme de bande (2) comprend deux électrodes en forme de bande (4, 4') qui sont disposées dans un même plan parallèlement et à une distance l'une de l'autre.

11. Structure d'antenne (1) selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisée en ce qu'il est prévu une électronique d'émission (11) qui est conçue de façon qu'elle applique, entre la première électrode en forme de bande (4) et l'électrode de référence (5) et entre la deuxième électrode en forme de bande (4') et l'électrode de référence (5), des signaux qui ont une polarité opposée.

Zeichnung