DE19715206C2

DE19715206C2 - Planare Antenne

Info

Publication number: DE19715206C2
Application number: DE1997115206
Authority: DE
Inventors: Jochen Christ; Uwe Oehler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1997-04-11
Filing date: 1997-04-11
Publication date: 1999-11-18
Anticipated expiration: 2017-04-12
Also published as: DE19715206A1; EP0871237A1

Description

Stand der Technik

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

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

Aus IEEE Transactions on Antennas and Propagation, Vol. 43, No. 7, Juli 1995, S. 734-737 ist eine von einer Koplanarleitung gespeiste planare Antenne bekannt, bei der auf einer Seite eines Substrats ein Strahlerelement in Form einer leitenden Fläche (patch) aufgebracht ist und auf der gegenüberliegenden Substratseite die mit dem Strahlerelement gekoppelte Koplanarleitung verläuft.

In US 4,063,246 ist eine planare Antenne beschrieben, bestehend aus einem koplanaren Strahlerelement und einer auf derselben Substratseite mit dem Strahlerelement verbundenen koplanaren Speiseleitung.

Der Erfindung liegt 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.

Vorteile der Erfindung

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.

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.

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.

Mit dem Koplanarleitungsabschnitt können über Schlitzleitun gen auch zwei symmetrische Schlitzstrahler gekoppelt sein.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen

Anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbei spiele wird nachfolgend die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Antenne mit zwei Schlitzstrahlern und

Fig. 2 ein in Koplanarleitungstechnik ausgeführtes Strahle relement.

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.

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.

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.

Claims

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

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

3. Planare Antenne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Mikrostreifenleitung zu einem Speisenetz werk für mehrere Strahlerelemente gehört.

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

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

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