Stand der TechnikState of the art
Die vorliegende Erfindung betrifft eine planare Antenne, be
stehend aus mindestens einem Strahlerelement, das mit einer
Koplanarleitung gekoppelt ist, wobei sich das Strahlerele
ment und die Koplanarleitung auf derselben Seite eines
Substrats befinden.The present invention relates to a planar antenna
standing from at least one radiator element that with a
Coplanar line is coupled, the radiator element
ment and the coplanar line on the same side of a
Substrate.
Eine derartige planare Antenne ist aus T. Becks, D. Heber
ling, S. Pan und I. Wolff, "Planare Strahlerstrukturen mit
koplanarer Speisung", ITG-Fachbericht 128 der ITG-Fachtagung
12. bis 15. April 1994 in Dresden, S. 265-270 bekannt.
Die in diesem Aufsatz beschriebene planare Antenne besteht
aus zwei Schlitzstrahlern, die über Schlitzleitungen mit ei
ner koplanaren Speiseleitung gekoppelt sind. Bei einer
planaren Antenne, die als Gruppenantenne aus einer Vielzahl
von Strahlerelementen besteht, ist ein mit allen Strahlere
lementen gekoppeltes sehr komplexes Speisenetzwerk erforder
lich. Ein solches Speisenetzwerk läßt sich mit koplanaren
Speiseleitungen kaum realisieren.Such a planar antenna is from T. Becks, D. Heber
Ling, S. Pan and I. Wolff, "Planar radiator structures with
coplanar feeding ", ITG technical report 128 of the ITG conference
April 12-15, 1994 in Dresden, pp. 265-270.
The planar antenna described in this article exists
consisting of two slot radiators, which are connected to the
ner coplanar feed line are coupled. At a
planar antenna used as a group antenna from a variety
of radiator elements is one with all radiators
very complex dining network
Lich. Such a feed network can be coplanar
Barely realize feed lines.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine planare
Antenne der eingangs genannten Art anzugeben, von der jedes
Strahlerelement mit einer derartigen Speiseleitung versehen
ist, die es ermöglicht, bei einer Gruppenantenne ein komple
xes Speisenetzwerk mit möglichst geringem Aufwand zu reali
sieren.The invention is therefore based on the object of a planar
Specify antenna of the type mentioned, each of which
Provide the radiator element with such a feed line
which makes it possible to use a complete antenna for a group antenna
xes dining network with as little effort as possible
sieren.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Die genannte Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1
dadurch gelöst, daß die mit dem Strahlerelement gekoppelte
Koplanarleitung ein kurzgeschlossener Leitungsabschnitt ist
und daß auf der dem Strahlerelement gegenüberliegenden
Substratseite eine als Speiseleitung für das Strahlerelement
dienende Mikrostreifenleitung aufgebracht ist, die ab
schnittweise unterhalb der Koplanarleitung verläuft.This object is achieved with the features of claim 1
solved in that the coupled to the radiator element
Coplanar line is a short-circuited line section
and that on the opposite of the radiator element
Substrate side as a feed line for the radiator element
serving microstrip line is applied from
cuts below the coplanar line.
Durch die Realisierung der Speiseleitung in Mikrostreifen
leitertechnik auf der dem Strahlerelement abgewandten
Substratseite läßt sich bei einer Vielzahl von Strahlerele
menten ein komplexes Speisenetzwerk sehr einfach entwerfen.
Dadurch, daß die Speiseleitung als Mikrostreifenleitung auf
der dem Strahlerelement gegenüberliegenden Substratseite
aufgebracht ist, wirkt die Massefläche des Strahlerelementes
als Abschirmung gegenüber der Speiseleitung, so daß es nicht
zu parasitären Strahlungen kommt. Deshalb tragen die Speise
leitungen bei einer Gruppenantenne nicht zur Verschlechte
rung der Kreuzpolarisationseigenschaften der Antenne bei.
Außerdem ist der Übergang einer Mikrostreifenleitung auf ei
nen anderen Leitungstyp einer an die Antenne angeschlossenen
Leitung mit geringem Aufwand realisierbar.By implementing the feed line in micro strips
conductor technology on the side facing away from the radiator element
The substrate side can be used with a large number of radiation elements
design a complex dining network very easily.
The fact that the feed line as a microstrip line
the substrate side opposite the radiator element
is applied, the ground surface of the radiator element acts
as a shield from the feed line so that it does not
parasitic radiation occurs. Therefore carry the food
cables with a group antenna not to deteriorate
cross polarization properties of the antenna.
In addition, the transition from a microstrip line to egg
another type of line connected to the antenna
Cable can be implemented with little effort.
Gemäß einem Unteranspruch sind die Länge der Koplanarleitung
und die Länge des sich mit dieser überdeckenden Abschnitts
der Mikrostreifenleitung so gewählt, daß sich eine gewünsch
te Kopplung zwischen beiden Leitungen einstellt. Gemäß ande
rer Unteransprüche kann das Strahlerelement als Schlitz
strahler oder als Koplanarleitungselement ausgeführt sein.
According to a subclaim, the length of the coplanar line
and the length of the section overlapping with it
the microstrip line selected so that a desired
sets the coupling between the two lines. According to others
rer subclaims, the radiator element as a slot
radiator or be designed as a coplanar line element.
Mit dem Koplanarleitungsabschnitt können über Schlitzleitun
gen auch zwei symmetrische Schlitzstrahler gekoppelt sein.With the coplanar line section can via slot lines
gene also be coupled two symmetrical slot radiators.
Beschreibung von AusführungsbeispielenDescription of exemplary embodiments
Anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbei
spiele wird nachfolgend die Erfindung näher erläutert. Es
zeigen:On the basis of two exemplary embodiments shown in the drawing
games, the invention is explained in more detail below. It
demonstrate:
Fig. 1 eine Antenne mit zwei Schlitzstrahlern und Fig. 1 shows an antenna with two slot radiators and
Fig. 2 ein in Koplanarleitungstechnik ausgeführtes Strahle
relement. Fig. 2 is a radiation element executed in coplanar line technology.
In der Fig. 1 ist ein Ausschnitt eines Substrats 1 darge
stellt, auf dessen Oberseite eine planare Antenne, bestehend
aus zwei Schlitzstrahlern 2 und 3 aufgebracht ist. Diese
beiden Schlitzstrahler 2 und 3 sind über Schlitzleitungen 4
und 5 mit einem kurzgeschlossenen Abschnitt einer Koplanar
leitung 6 gekoppelt. Auf der Substratunterseite, also der
den Strahlerelementen gegenüberliegenden Substratseite, ver
läuft eine Mikrostreifenleitung 7, die als Speiseleitung für
die Strahlerelemente 2 und 3 dient. Die Mikrostreifenleitung
7 verläuft abschnittweise unterhalb der kurzgeschlossenen
Koplanarleitung 6, so daß zwischen beiden eine elektromagne
tische Kopplung besteht. Von der Länge der Koplanarleitung 6
und der Länge des die Koplanarleitung überdeckenden Ab
schnitts der Mikrostreifenleitung 7 hängt der Grad der Kopp
lung zwischen den beiden Leitungen ab. Man wird also diese
beiden Leitungslängen so wählen, daß sich eine gewünschte
Kopplung zwischen der Speiseleitung 7 und den Strahlerele
menten 2 und 3 einstellt.In Fig. 1 is a section of a substrate 1 Darge provides, on the top of which a planar antenna consisting of two slot radiators 2 and 3 is applied. These two slot radiators 2 and 3 are coupled via slot lines 4 and 5 to a short-circuited section of a coplanar line 6 . On the underside of the substrate, that is to say the substrate side opposite the radiator elements, a microstrip line 7 runs ver, which serves as a feed line for the radiator elements 2 and 3 . The microstrip line 7 extends in sections below the short-circuited coplanar line 6 , so that there is an electromagnetic coupling between the two. From the length of the coplanar line 6 and the length of the coplanar line covering section of the microstrip line 7 , the degree of coupling between the two lines depends. So you will choose these two line lengths so that a desired coupling between the feed line 7 and the Strahlerele elements 2 and 3 is set.
Anstatt mit zwei Strahlerelementen 2 und 3 kann die Ko
planarleitung 6 auch mit nur einem Strahlerelement gekoppelt
sein. Als Speiseleitung eine Mikrostreifenleitung 7 zu ver
wenden, erweist sich erst dann als besonders vorteilhaft,
wenn die gesamte planare Antenne aus einer Vielzahl von
Strahlerelementen der beschriebenen Art besteht. Dann können
nämlich die Mikrostreifenleitungen aller Strahlerelemente
auf sehr einfache Weise zu einem gemeinsamen Speisenetzwerk
zusammengefaßt werden.Instead of having two radiator elements 2 and 3 , the coplanar line 6 can also be coupled to only one radiator element. To use a microstrip line 7 as feed line, it proves to be particularly advantageous only if the entire planar antenna consists of a plurality of radiating elements of the type described. Then the microstrip lines of all radiator elements can be combined in a very simple way to form a common feed network.
In einem zweiten in der Fig. 2 dargestellten Ausführungs
beispiel ist das Strahlerelement ein Koplanarleitungselement
8, das auf der Oberseite eines Substrats 9 aufgebracht ist.
Dieses Koplanarleitungselement 8 weist einen kurzgeschlosse
nen Abschnitt einer Koplanarleitung 10 auf, die wie bereits
im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben, in der gleichen
Weise mit einer Mikrostreifenleitung 11 auf der Rückseite
des Substrats 9 gekoppelt ist. Die zur Koplanarleitung gehö
rende Metallisierung bildet die Massefläche für die Mikrost
reifenleitung.In a second embodiment shown in FIG. 2, the radiator element is a coplanar line element 8 , which is applied to the top of a substrate 9 . This coplanar line element 8 has a short-circuited section of a coplanar line 10 , which, as already described in connection with FIG. 1, is coupled in the same way to a microstrip line 11 on the back of the substrate 9 . The metallization belonging to the coplanar line forms the ground surface for the microstrip line.