EP0088948B1 - Antenne mit mindestens einem Dipol - Google Patents
Antenne mit mindestens einem Dipol Download PDFInfo
- Publication number
- EP0088948B1 EP0088948B1 EP83102047A EP83102047A EP0088948B1 EP 0088948 B1 EP0088948 B1 EP 0088948B1 EP 83102047 A EP83102047 A EP 83102047A EP 83102047 A EP83102047 A EP 83102047A EP 0088948 B1 EP0088948 B1 EP 0088948B1
- Authority
- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- antenna
- dipoles
- dipole
- radiator
- parasitic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
- H01Q21/08—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart the units being spaced along or adjacent to a rectilinear path
- H01Q21/10—Collinear arrangements of substantially straight elongated conductive units
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q19/00—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
- H01Q19/22—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using a secondary device in the form of a single substantially straight conductive element
Definitions
- the invention is based on an antenna as specified in the preamble of claim 1.
- Such an antenna is known from US-A-3,689,929.
- Antennas realized in stripline technology are inexpensive to manufacture and reproducible.
- the known antennas in stripline technology and with dipoles are not to be used as omnidirectional radiators, since the parasitic currents generated on the feed device for the dipoles deform the circular diagram generated by the dipoles.
- Known omnidirectional antennas are generally realized in coaxial technology. If several dipoles are arranged one above the other in the vertical direction, then a central feed for the individual dipoles is provided. A relatively large outlay is necessary for the production.
- the object of the invention is to provide an omnidirectional antenna realized in stripline technology.
- the new antenna has good circular characteristics ( ⁇ 1dB) and is broadband ( ⁇ 5% at 1 GHz). According to a development in which several dipoles are arranged one above the other, good bundling is achieved in the vertical direction. According to another development, the feed device is designed in such a way that it requires only little space on the substrate on which the dipoles are applied. As a result, the entire antenna can be made so narrow that it can be accommodated in a thin tubular radome for protection against the weather.
- An antenna is selected for the exemplary embodiment in which a plurality of vertically polarized dipoles are arranged one above the other in the vertical direction. With such an antenna, with a suitable choice of the complex current occupancy in the vertical direction, a radiation diagram bundled in the desired manner is obtained.
- a dielectric substrate 1 made of PTFE (PTFE: polytetrafluoroethylene)
- copper tracks are applied in a known manner (e.g. photoetching technique). These copper tracks form the dipoles 2, 3 to 2 ( n ), 3 (n) of the antenna, the feed device 4, 4 ', 7, 7', 9 and 12 for the dipoles and a parasitic compensating radiator 11.
- the feed device is symmetrical Bandline technology carried out on both sides of the substrate.
- the copper tracks are not drawn to scale in the drawing.
- a dipole In a manner known per se, a dipole consists of two dipole halves 2, 3, one half 2 of which is arranged on the top side and the other half 3 on the bottom side of the substrate.
- the dipoles are suitably shaped in a manner known per se.
- the conductor tracks for the feed device feed the RF power to the dipoles at the dipole centers.
- the radiation pattern of the dipoles which is circular in the azimuth plane, is deformed by the parasitic currents on the conductor tracks of the feed device in such a way that it is no longer circular. This disturbing influence is largely compensated for in the new antenna in an advantageous manner by providing a parasitic compensating radiator 11.
- This compensation radiator 11 is also realized as a conductor track on the substrate. It is possible to provide a conductor track extending in the vertical direction on only one side of the substrate 1 or on both sides of the substrate. The conductor track can still be replaced by several conductor track sections. However, it is important that the dipoles - viewed in the horizontal direction - are arranged between the conductor tracks of the feed device and the parasitic compensating radiator. In the exemplary embodiment, the length of the parasitic compensating radiator is equal to the maximum extension of the conductor tracks of the feed device in the vertical direction.
- the new feeder is a combination of the "parallel feed” solution and the "serial feed with the same cable lengths” solution. It has surprisingly been found that the space required is greatly reduced as a result.
- the RF energy is passed on via line 12.
- the line 12 has three serial branches a, b and c.
- the branches and the widths of the conductor tracks before and after the branches are chosen in such a way that the proportion of HF energy that is necessary to obtain the desired current distribution is passed on to the dipoles (or groups of dipoles).
- the geometric lengths of the individual conductor tracks are dimensioned such that the electrical path lengths from the RF source to all dipoles are the same or, if an increase in the radiation pattern is desired in the vertical direction, have a specific relationship to one another.
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Details Of Aerials (AREA)
Description
- Die Erfindung geht aus von einer Antenne wie im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegeben. Eine solche Antenne ist aus US-A-3 689 929 bekannt.
- In Streifenleitungstechnik realisierte Antennen sind preiswert herzustellen und gut reproduzierbar. Als Rundstrahler sind die bekannten Antennen in Streifenleitungstechnik und mitDipolen jedoch nicht zu verwenden, da die auf der Speiseeinrichtung für die Dipole erzeugten Parasitärströme das von den Dipolen erzeugte Runddiagramm verformen.
- Bekannte Rundstrahlantennen sind im Allgemeinen in Koaxialtechnik realisiert. Sind hierbei mehrere Dipole in vertikaler Richtung übereinander angeordnet, dann ist eine zentrale Speisung für die einzelnen Dipole vorgesehen. Zur Herstellung ist ein relativ großer Aufwand notwendig.
- Aufgabe der Erfindung ist es, eine in Streifenleitungstechnik realisierte Rundstrahlantenne anzugeben.
- Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den im Anspruch 1 angegebenen Mitteln. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
- Die neue Antenne weist eine gute Rundcharakteristik (± 1dB) auf und ist breitbandig (± 5 % bei 1 GHz). Gemäß einer Weiterbildung, bei der mehrere Dipole übereinander angeordnet sind, erreicht man in vertikaler Richtung eine gute Bündelung. Gemäß einer anderen Weiterbildung ist die Speiseeinrichtung so ausgestaltet, daß sie auf dem Substrat, auf dem die Dipole aufgebracht sind, nur wenig Platz benötigt. Dadurch kann die gesamte Antenne so schmal ausgestaltet werden, daß sie zum Schutz gegen Witterungseinflüße in einem dünnen rohrförmigen Radom untergebracht werden kann.
- Die Erfindung wird anhand der Zeichnung, die eine Draufsicht auf eine Antenne darstellt, beispielsweise näher erläutert.
- Für das Ausführungsbeispiel wird eine Antenne gewählt, bei der in vertikaler Richtung mehrere vertikal polarisierte Dipole übereinander angeordnet sind. Mit einer solchen Antenne erhält man bei geeigneter Wahl der komplexen Strombelegung in Vertikalrichtung ein in gewünschter Weise gebündeltes Strahlungsdiagramm.
- Auf einem dielektrischen Substrat 1, das aus PTFE (PTFE: Polytetrafluoräthylen)
- besteht, sind auf bekannte Weise (z. B. Photoätztechnik) Kupferbahnen aufgebracht. Diese Kupferbahnen bilden die Dipole 2, 3 bis 2(n), 3(n) der Antenne, die Speiseeinrichtung 4, 4', 7, 7', 9 und 12 für die Dipole und einen parasitären Ausgleichsstrahler 11. Die Speiseeinrichtung ist in symmetrischer Bandleitungstechnik auf beiden Seiten des Substrats ausgeführt. Die Kupferbahnen sind in der Zeichnung nicht maßstabsgerecht dargestellt.
- Ein Dipol besteht in an sich bekannter Weise aus zwei Dipolhälften 2, 3 von denen die eine Hälfte 2 auf der Oberseite und die andere Hälfte 3 auf der Unterseite des Substrats angeordnet ist. Aus Breitbandigkeitsgründen sind die Dipole in an sich bekannter Weise geeignet geformt.
- Die Leiterbahnen für die Speiseeinrichtung führen den Dipolen die HF-Leistung jeweils an den Dipolmitten zu.
- Durch die Parasitärströme auf den Leiterbahnen der Speiseeinrichtung wird das in der Azimutebene an sich kreisförmige Strahlungsdiagramm der Dipole so verformt, daß es nicht mehr kreisförmig ist. Dieser störende Einfluß wird bei der neuen Antenne in vorteilhafter Weise dadurch weitgehend kompensiert, daß man einen parasitären Ausgleichsstrahler 11 vorsieht.
- Dieser Ausgleichsstrahler 11 ist ebenfalls als Leiterbahn auf dem Substrat realisiert. Es ist möglich auf nur einer Seite des Substrats 1 oder auch auf beiden Seiten des Substrats eine sich in vertikaler Richtung erstreckende Leiterbahn vorzusehen. Die Leiterbahn kann weiterhin durch mehrere Leiterbahnstücke ersetzt werden. Wichtig ist jedoch, daß die Dipole -in horizontaler Richtung betrachtet- zwischen den Leiterbahnen der Speiseeinrichtung und dem parasitären Ausgleichsstrahler angeordnet sind. Bei dem Ausführungsbeispiel ist die Länge des parasitären Ausgleichsstrahlers gleich der maximalen Ausdehnung der Leiterbahnen der Speiseeinrichtung in der vertikalen Richtung.
- Nachfolgend wird erläutert, wie die einzelnen Dipole über die Leiterbahnen der Speiseeinrichtung mit der (nicht dargestellten) HF-Quelle verbunden sind, damit man eine bestimmte Stromverteilung und feste Phasenverhältnisse erhält.
- Zunächst ein Vergleich mit bekannten Lösungen. In dem Buch "Radar Handbook" von M.I.Skolnik McGraw Hill Verlag New York, 1970 sind auf den Seiten 11-52 und 11-53 einige Möglichkeiten angegeben, wie man die gewünschten Phasenverhältnisse erhält. Es wird zwischen serieller und paralleler Speisung unterschieden.
- Bei einer seriellen Speisung erhält man eine große Bandbreite nur dann, wenn man eine "serielle Speisung mit gleichen Leitungslängen" wählt. Diese Lösung erfordert jedoch einen sehr großen Platzbedarf. Auch bei einer rein parallelen Speisung ist ein großer Platzbedarf notwendig.
- Bei der neuen Speiseeinrichtung erfolgt eine Kombination der Lösung "parallele Speisung" und der Lösung "serielle Speisung mit gleichen Leitungslängen". Es hat sich in überraschender Weise gezeigt, daß hierdurch der benötigte Platzbedarf stark reduziert wird. Bei dem Ausführungsbeispiel wird die HF-Energie über die Leitung 12 weitergeleitet. Die Leitung 12 weist drei serielle Abzweigungen a,b und c auf. Die Abzweigungen und die Breiten der Leiterbahnen vor und nach den Abzweigungen (T-Verzweigungen mit Y/4-Transformatoren) sind jeweils so gewählt, daß zu den Dipolen (bzw. zu Gruppen von Dipolen) jeweils der Anteil der HF-Energie weitergeleitet wird, der notwendig ist, damit man die gewünschte Stromverteilung erhält.
- Von der Abzweigung a führt eine Leiterbahn 9 zu einer weiteren Verzweigung e, von der aus die beiden unteren Dipole 2(n), 3(n); 2(IV), 3(IV) über Leiterbahnen 7,7' parallel gespeist werden. Von den Abzweigungen b und c werden die beiden mittleren Dipole 2(11), 3(II); 2(III), 3(III) über Leiterbahnen 5, 6 direkt gespeist. Die Leiterbahn 12 endet an einer letzten Abzweigung d, von der aus die beiden oberen Dipole 2, 3; 2(1), 3(1) über Leiterbahnen 4,4 direkt parallel gespeist werden.
- Die geometrischen Längen der einzelnen Leiterbahnen sind so bemessen, daß die elektrischen Weglängen von der HF-Quelle zu allen Dipolen gleich sind oder, falls in vertikaler Richtung eine Anhebung des Strahlungsdiagramm erwünscht ist, ein bestimmtes Verhältnis zueinander aufweisen.
Claims (4)
dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung eines Strahlungsdiagramms, das in der zur Längsrichtung des Dipols senkrechten Ebene zumindest angenähert kreisförmig ist, der parasitäre Strahler als Ausgleichsstrahler (11) realisiert und so bemessen ist, daß er den Einfluß der Speiseeinrichtung auf das Strahlungsdiagramm zumindest weitgehend kompensiert.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19823208789 DE3208789A1 (de) | 1982-03-11 | 1982-03-11 | Antenne mit mindestens einem dipol |
DE3208789 | 1982-03-11 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EP0088948A1 EP0088948A1 (de) | 1983-09-21 |
EP0088948B1 true EP0088948B1 (de) | 1987-09-02 |
Family
ID=6157930
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EP83102047A Expired EP0088948B1 (de) | 1982-03-11 | 1983-03-03 | Antenne mit mindestens einem Dipol |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4575728A (de) |
EP (1) | EP0088948B1 (de) |
DE (2) | DE3208789A1 (de) |
GB (1) | GB2117184B (de) |
IT (1) | IT1161112B (de) |
Families Citing this family (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2552937B1 (fr) * | 1983-10-04 | 1987-10-16 | Dassault Electronique | Dispositif rayonnant a structure microruban avec element parasite |
CA1250046A (en) * | 1984-07-13 | 1989-02-14 | Masayuki Matsuo | Microwave plane antenna for receiving circularly polarized waves |
US4652829A (en) * | 1984-12-28 | 1987-03-24 | Schlumberger Technology Corp. | Electromagnetic logging apparatus with button antennas for measuring the dielectric constant of formation surrounding a borehole |
US4689572A (en) * | 1984-12-28 | 1987-08-25 | Schlumberger Technology Corp. | Electromagnetic logging apparatus with slot antennas |
US4654668A (en) * | 1985-04-03 | 1987-03-31 | The Singer Company | Microstrip circuit temperature compensation with stub means |
US4704581A (en) * | 1985-12-28 | 1987-11-03 | Schlumberger Technology Corp. | Electromagnetic logging apparatus using vertical magnetic dipole slot antennas |
US4780723A (en) * | 1986-02-21 | 1988-10-25 | The Singer Company | Microstrip antenna compressed feed |
US4758843A (en) * | 1986-06-13 | 1988-07-19 | General Electric Company | Printed, low sidelobe, monopulse array antenna |
GB8613322D0 (en) * | 1986-06-02 | 1986-07-09 | British Broadcasting Corp | Array antenna & element |
US4857852A (en) * | 1986-06-20 | 1989-08-15 | Schlumberger Technology Corp. | Induction well logging apparatus with transformer coupled phase sensitive detector |
US5168234A (en) * | 1990-09-07 | 1992-12-01 | Schlumberger Technology Corporation | Method and apparatus for measuring azimuthal as well as longitudinal waves in a formation traversed by a borehole |
US5943017A (en) * | 1995-12-13 | 1999-08-24 | Ail Systems, Inc. | Dual near-field focused antenna array |
US5673052A (en) * | 1995-12-13 | 1997-09-30 | Dorne & Margolin, Inc. | Near-field focused antenna |
AU731954B2 (en) * | 1996-07-03 | 2001-04-05 | Radio Frequency Systems Inc. | Log periodic dipole antenna having a microstrip feedline |
GB9702242D0 (en) * | 1997-02-04 | 1997-03-26 | Plessey Semiconductors Ltd | Alarm sensor and antenna arrangement |
AU730484B2 (en) * | 1997-07-03 | 2001-03-08 | Alcatel | Dual polarized cross bow tie antenna with airline feed |
RU2498466C1 (ru) * | 2012-05-11 | 2013-11-10 | Открытое акционерное общество Научно-производственный комплекс "Русская радиоэлектроника" | Коллинеарная антенна |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2877427A (en) * | 1955-10-11 | 1959-03-10 | Sanders Associates Inc | Parallel transmission line circuit |
US3541559A (en) * | 1968-04-10 | 1970-11-17 | Westinghouse Electric Corp | Antenna for producing circular polarization over wide angles |
US3681769A (en) * | 1970-07-30 | 1972-08-01 | Itt | Dual polarized printed circuit dipole antenna array |
US3689929A (en) * | 1970-11-23 | 1972-09-05 | Howard B Moody | Antenna structure |
GB1398262A (en) * | 1971-08-05 | 1975-06-18 | Emi Ltd | Aerials |
US3750185A (en) * | 1972-01-18 | 1973-07-31 | Westinghouse Electric Corp | Dipole antenna array |
US3887925A (en) * | 1973-07-31 | 1975-06-03 | Itt | Linearly polarized phased antenna array |
JPS50102492A (de) * | 1974-01-14 | 1975-08-13 | ||
US4097868A (en) * | 1976-12-06 | 1978-06-27 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Antenna for combined surveillance and foliage penetration radar |
JPS5947882B2 (ja) * | 1978-04-11 | 1984-11-22 | 旭硝子株式会社 | 自動車のアンテナガラス |
US4514734A (en) * | 1980-05-12 | 1985-04-30 | Grumman Aerospace Corporation | Array antenna system with low coupling elements |
-
1982
- 1982-03-11 DE DE19823208789 patent/DE3208789A1/de not_active Withdrawn
-
1983
- 1983-02-25 GB GB08305356A patent/GB2117184B/en not_active Expired
- 1983-03-03 DE DE8383102047T patent/DE3373385D1/de not_active Expired
- 1983-03-03 EP EP83102047A patent/EP0088948B1/de not_active Expired
- 1983-03-04 US US06/472,405 patent/US4575728A/en not_active Expired - Fee Related
- 1983-03-11 IT IT20039/83A patent/IT1161112B/it active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0088948A1 (de) | 1983-09-21 |
GB8305356D0 (en) | 1983-03-30 |
IT8320039A0 (it) | 1983-03-11 |
GB2117184B (en) | 1985-07-24 |
DE3373385D1 (en) | 1987-10-08 |
IT8320039A1 (it) | 1984-09-11 |
US4575728A (en) | 1986-03-11 |
GB2117184A (en) | 1983-10-05 |
DE3208789A1 (de) | 1983-09-22 |
IT1161112B (it) | 1987-03-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0088948B1 (de) | Antenne mit mindestens einem Dipol | |
DE3149200C2 (de) | ||
DE69908264T2 (de) | Kompakte spiralantenne | |
DE2712608C2 (de) | Mikrowellen-Gruppenantenne in Streifenleitungstechnik | |
DE69701906T2 (de) | Planarnantenne für Fernsehen | |
WO2001069714A1 (de) | Dualpolarisierte dipolgruppenantenne | |
DE69839348T2 (de) | Zweibandantenne | |
DE102007047741A1 (de) | Speisenetzwerk für eine Gruppenantenne | |
DE3538430A1 (de) | Ebene mikrowellenantenne | |
DE2821781A1 (de) | Hochfrequenzantenne | |
DE3524503A1 (de) | Ebene mikrowellenantenne | |
DE69420886T2 (de) | Antennenstruktur | |
DE2824053A1 (de) | Antennenanordnung | |
DE2020192A1 (de) | Dipolstrahlerelement in Streifenleitungstechnik | |
DE69801012T2 (de) | Kolineare Mikrostreifenleiterantenne | |
DE2120147C3 (de) | Antenne mit einer Übertragungsleitung | |
DE19603803C2 (de) | Quad-Antenne, auf einem isolierenden Material und Verfahren zu deren Fertigung | |
DE3529914C2 (de) | ||
EP1198026A2 (de) | Antennenanordnung für Mobiltelefone | |
DE69108155T2 (de) | Richtnetzwerk mit benachbarten Strahlerelementen für Funkübertragungssystem und Einheit mit einem derartigen Richtnetzwerk. | |
DE69620168T2 (de) | Antenne mit zwei strahlerelementen mit einer einstellbaren phasendifferenz zwischen den strahlerelementen | |
DE4239785A1 (de) | Gruppenantenne in Streifenleitertechnik | |
AT234771B (de) | Übertrager für hochfrequente elektromagnetische Wellen zur gegenseitigen Anpassung von erdsymmetrischen und erdunsymmetrischen Leitungen | |
DE3427629A1 (de) | Ringantenne in gedruckter schaltungstechnik | |
DE102017200129A1 (de) | Ndip-Antenne |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PUAI | Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012 |
|
AK | Designated contracting states |
Designated state(s): DE FR NL |
|
17P | Request for examination filed |
Effective date: 19840310 |
|
17Q | First examination report despatched |
Effective date: 19860227 |
|
GRAA | (expected) grant |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210 |
|
RAP1 | Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred) |
Owner name: ALCATEL N.V. Owner name: STANDARD ELEKTRIK LORENZ AKTIENGESELLSCHAFT |
|
AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: B1 Designated state(s): DE FR NL |
|
REF | Corresponds to: |
Ref document number: 3373385 Country of ref document: DE Date of ref document: 19871008 |
|
ET | Fr: translation filed | ||
RAP4 | Party data changed (patent owner data changed or rights of a patent transferred) |
Owner name: STANDARD ELEKTRIK LORENZ AKTIENGESELLSCHAFT Owner name: ALCATEL N.V. |
|
PLBE | No opposition filed within time limit |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261 |
|
STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT |
|
26N | No opposition filed | ||
PGFP | Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: NL Payment date: 19890331 Year of fee payment: 7 |
|
PGFP | Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: FR Payment date: 19891218 Year of fee payment: 8 |
|
PGFP | Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: DE Payment date: 19900519 Year of fee payment: 8 |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: NL Effective date: 19901001 |
|
NLV4 | Nl: lapsed or anulled due to non-payment of the annual fee | ||
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: FR Effective date: 19911129 |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: DE Effective date: 19920101 |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: FR Ref legal event code: ST |