WO2002001674A1

WO2002001674A1 - Schlitzantenne

Info

Publication number: WO2002001674A1
Application number: PCT/DE2001/002322
Authority: WO
Inventors: Ralf Schultze; Heinrich Wilken; Andreas Horn
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 2000-06-27
Filing date: 2001-06-23
Publication date: 2002-01-03
Also published as: JP2004502370A; US6750826B2; DE10031255A1; CZ2002628A3; US20020171595A1; EP1297590A1

Abstract

Es wird eine Schlitzantenne (1) vorgeschlagen, die zum Betrieb in mehreren Frequenzbereichen nutzbar ist. Die Schlitzantenne (1) umfasst eine von einer ein Bezugspotential bildenden elektrisch leitfähingen Grunfläche (5) abgesetzte erste elektrisch leitfähige Scheibe (10), die an ihrem Aussenrand (15) über mindestens einen ersten elektrisch leitfähigen Steg (20, 21, 22) mit der Grundfläche (5) verbunden ist. Die erste Scheibe (10) umfasst eine Aussparung (25). Oberhalb der Aussparung (25) ist eine zweite elektrisch leitfähige Scheibe (30) angeordnet, die an ihrem Aussenrand (35) über mindestens einen zweiten elektrisch leitfähigen Steg (40, 41, 42) mit der ersten Scheibe (10) verbunden ist. Der zweiten Scheibe (30) ist ein Antennenleiter (45) zugeführt.

Description

Schlitzantenne

Stand der Technik

Die Erfindung geht von einer Schlitzantenne nach der Gattung des Hauptanspruchs aus .

Aus der W097/41619 ist bereits eine Kombinationsflachantenne bekannt, die eine Mobilfunkantenne für eine Betriebsfrequenz von 900 MHz und eine GPS-Antenne (Global Positioning System) vereint. Die Mobilfunkantenne besteht dabei aus einer in ihrem Mittelpunkt gespeisten kreisrunden elektrisch leitfähigen Scheibe, die über einer elektrisch leitfähigen Grundfläche angeordnet ist. Die kreisrunde Scheibe ist dabei an ihrem Außenrand über drei elektrisch leitfähige Stege mit der Grundfläche verbunden. So entstehen drei kreisförmig angeordnete Schlitzantennen. Die GPS-Antenne ist als Patch- Antenne ausgebildet und auf der kreisrunden Scheibe angeordnet, so dass beide Antennen in einer kompakten Bauform zusammengefasst werden können.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Schlitzantenne mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass die erste Scheibe eine Aussparung umfasst, dass oberhalb der Aussparung eine zweite elektrisch leitfähige Scheibe angeordnet ist, die an ihrem Außenrand über mindestens einen zweiten elektrisch leitfähigen Steg mit der ersten Scheibe verbunden ist und dass der zweiten Scheibe ein

Antennenleiter zugeführt ist. Auf diese Weise lässt sich eine kaskadierte Schlitzantenne realisieren, die nur eine einzige gemeinsame Speisung mittels des Antennenleiters erfordert . Somit kann eine Funkantenne für zwei oder mehr f Frequenzbereiche aufwandsarm und platzsparend hergestellt werden. Eine GPS-Patchantenne kann dann zusätzlich auf der zweiten Scheibe angeordnet werden. Aufgrund der erfindungsgemäßen Aufstockung der aus der genannten

Druckschrift bekannten Schlitzantenne um mindestens einen weiteren Resonator lassen sich mehrere solcher Resonatoren in kompakter Bauform aufeinander schichten.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Schlitzantenne möglich.

Besonders vorteilhaft ist es, dass die erste Scheibe und die zweite Scheibe jeweils etwa kreisförmigen Umfang aufweisen. Auf diese Weise lässt sich als Richtcharakteristik ein Rundstrahldiagramm ohne Vorzugsrichtung für die Schlitzantenne realisieren.

Ein Vorteil besteht auch darin, dass zumindest eine der Scheiben nicht mit kreisförmigem Umfang ausgebildet ist, sondern beispielsweise in Form eines n-Ecks, oval, elliptisch oder unsymmetrisch. Auf diese Weise ergibt sich für die Schlitzantenne eine verzerrte Richtcharakteristik mit Vorzugsrichtungen. Diese Verzerrung der Richtcharakteristik kann gezielt zur Kompensation von Umgebungseinflüssen eingesetzt werden. So kann beispielsweise Verzerrungen der Richtcharakteristik einer solchen auf einem Fahrzeug angeordneten Schlitzantenne, die durch Holme oder Dachkanten des Fahrzeugs bedingt sind, derart entgegengewirkt werden, dass sich bei der Überlagerung der durch die Holme oder Dachkanten bedingten Verzerrungen mit den durch die gewählte Form der Scheiben gebildeten Verzerrungen wieder annähernd ein Rundstrahldiagramm ohne Vorzugsrichtungen entsteht.

Ein weiterer Vorteil bei mit kreisförmigem Umfang ausgebildeten Scheiben besteht darin, dass die Kreisfläche der Aussparung der ersten Scheibe kleiner als die Kreisfläche der zweiten Scheibe ist. Auf diese Weise lässt sich bei konzentrischer Anordnung der Scheiben und der Aussparung und bei rechtwinklig zu den Scheiben angeordneten Stegen eine flachere Abstrahlung im Elevations- Strahlungsdiagramm realisieren. Durch eine konzentrische Anordnung der beiden Scheiben lassen sich für die auf den beiden Scheiben basierenden Resonatoren konzentrische Richtcharakteristiken realisieren.

Besonders vorteilhaft ist es, dass zwischen der ersten Scheibe und der Grundfläche drei Stege angeordnet sind und dass zwischen der ersten Scheibe und der zweiten Scheibe ebenfalls drei Stege angeordnet sind. Auf diese Weise ist jeder der beiden Resonatoren als Mehrfachschlitzantenne ausgebildet, durch die eine verhältnismäßig hohe Sende- und/oder Empfangsbandbreite realisiert wird.

Besonders vorteilhaft ist es, dass die Stege zwischen der Grundfläche und der ersten Scheibe gegenüber den Stegen zwischen der ersten Scheibe und der zweiten Scheibe um 60° gegeneinander verdreht sind. Auf diese Weise kann eine gegenseitige Beeinflussung der beiden Resonatoren minimiert werden. Dabei fallen die an den Resonatoren entstehenden Strom- und Spannungsmaxima nicht zusammen, sondern sind elektrisch um 180° gegeneinander versetzt. Somit entsteht eine Strombelegung, die eine gute Abstrahlung bei der Betriebsfrequenz jedes der beiden Resonatoren ermöglicht.

Besonders vorteilhaft ist es, dass zwischen der ersten

Scheibe und der zweiten Scheibe mindestens eine dritte

Scheibe vorgesehen ist, die ebenfalls eine Aussparung umfasst, dass die dritte Scheibe über mindestens einen f dritten Steg, der insbesondere dem mindestens einen zweiten

Steg entspricht, mit dem Außenrand der darüberliegenden direkt benachbarten Scheibe und an ihrem eigenen Außenrand über mindestens einen vierten Steg mit der darunterliegenden direkt benachbarten Scheibe verbunden ist. auf diese Weise lässt sich eine Schlitzantenne mit mehr als zwei Resonatoren realisieren, die in jeweils einem unterschiedlichen

Frequenzbereich resonant sind, so dass eine Mehrbandantenne mit mehr als zwei Frequenzbereichen zur Abstrahlung und/oder zum Empfang von Signalen realisiert werden kann. Durch die

Aufeinanderschichtung der Resonatoren lässt sich dabei eine kompakte und platzsparende Bauform realisieren.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schlitzantenne und Figur 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schlitzantenne.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In Figur 1 kennzeichnet 1 eine Schlitzantenne, die eine von einer ein Bezugspotential bildenden elektrisch leitfähigen Grundfläche 5 abgesetzte erste elektrisch leitfähige Scheibe 10 umfasst. Die erste Scheibe 10 weist dabei einen etwa kreisförmigen Außenrand 15 auf. Sie ist aufgrund einer konzentrischen und etwa kreisflächigen ersten Aussparung 25 kreisringfδrmig ausgebildet. An ihrem Außenrand 15 ist die erste Scheibe 10 über einen ersten elektrisch leitfähigen Steg 20, einen vierten elektrisch leitfähigen Steg 21 und einen fünften elektrisch leitfähigen Steg 22 mit der Grundfläche 5 verbunden. Die genannten Stege 20, 21, 22 stehen dabei etwa senkrecht zur ersten Scheibe 10 und zur Grundfläche 5 und sind jeweils um etwa 120° zueinander versetzt angeordnet. Somit bildet sich zwischen jeweils zwei einander benachbarten Stegen ein Schlitzantennenelement . Die erste Scheibe 10, die genannten Stege 20, 21, 22 und die Grundfläche 5 bilden somit ein erstes Resonatorelement mit drei Schlitzantennenelementen zur Abstrahlung und/oder zum Empfang von Funksignalen in einem ersten Frequenzbereich mit einer ersten Betriebsfrequenz von beispielsweise etwa 900 MHz als Mittenfrequenz des ersten Frequenzbereichs. Der Durchmesser des Außenrandes 15 der ersten Scheibe 10 ist dabei so zu wählen, dass die durch die drei Stege 20, 21, 22 gebildeten Schlitzantennenelemente jeweils eine Länge von etwa der halben ersten Betriebswellenlänge aufweisen. Die Länge des jeweiligen Schlitzantennenelementes entspricht dabei der Länge des Außenrandes 15 der ersten Scheibe 10 zwischen zwei einander benachbarten Stegen.

Oberhalb der ersten Aussparung 25 ist gemäß Figur 1 eine zweite elektrisch leitfähige Scheibe 30 angeordnet, die kreisflächig ausgebildet und konzentrisch zur ersten Scheibe 10 und zur ersten Aussparung 25 angeordnet ist. Ihr Durchmesser entspricht etwa dem Durchmesser der ersten Aussparung 25. Die zweite Scheibe 30 ist an ihrem Außenrand 35 über einen zweiten elektrisch leitfähigen Steg 40, einen sechsten elektrisch leitfähigen Steg 41 und einen siebten elektrisch leitfähigen Steg 42 mit der ersten Scheibe 10 verbunden, wobei der zweite Steg 40, der sechste Steg 41 und der siebte Steg 42 ebenfalls etwa senkrecht zur zweiten Scheibe 30 und zur ersten Scheibe 10 stehen. Der zweite Steg 40, der sechste Steg 41 und der siebte Steg 42 kontaktieren dabei die erste Scheibe 10 am Rande der ersten Aussparung 25. Die zweite Scheibe 30 bildet mit dem zweiten Steg 40, dem sechsten Steg 41, dem siebten Steg 42 und der ersten Scheibe 10 ein zweites Resonatorelement der Schlitzantenne 1. Der zweite Steg 40, der sechste Steg 41 und der siebte Steg 42 sind dabei ebenfalls jeweils um etwa 120° zueinander versetzt angeordnet . Wie beim ersten Resonatorelement wird dabei zwischen einander benachbarten Stegen des zweiten Resonatorelementes jeweils wieder ein Schlitzantennenelement gebildet. Sowohl das erste Resonatorelement als auch das zweite Resonatorelement weisen somit jeweils drei Schlitzantennenelemente auf. Da der Durchmesser der zweiten Scheibe 30 etwa dem Durchmesser der ersten Aussparung 25 entspricht, ist der Durchmesser der zweiten Scheibe 30 kleiner als der Durchmesser der ersten Scheibe 10, so dass für das zweite Resonatorelement eine kleinere Schlitzlänge für die dortigen drei Schlitzantennenelemente erzielt wird. Somit weist das zweite Resonatorelement eine Resonanz bei einer zweiten Betriebsfrequenz auf, die gegenüber der Resonanz des ersten Resonatorelementes bei der ersten Betriebsfrequenz größer ist und die Mittenfrequenz in einem zweiten Frequenzbereich zum Abstrahlen und/oder Empfangen von Funksignalen darstellt. Die Schlitzlänge der Schlitzantennenelemente des zweiten Resonatorelementes, d.h. der Abstand zweier einander benachbarter Stege des zweiten Resonatorelementes sind somit etwa um eine halbe zweite Betriebswellenlänge voneinander beabstandet, wobei die Länge des Außenrandes der zweiten Scheibe 30 zwischen einander benachbarten Stegen des zweiten Resonatorelementes diesen Abstand bildet und etwa gleich der halben zweiten Betriebswellenlänge ist . Über eine im Vergleich zur ersten Aussparung 25 kleine Öffnung 70 der Grundfläche 5 ist der zweiten Scheibe 30 ein Antennenleiter 45 zugeführt und etwa im Zentrum der zweiten Scheibe 30 mit dieser elektrisch leitend verbunden.Der Antennenleiter 45 ist jedoch nicht mit der ersten Scheibe 10 verbunden.

Anhand der zwei beschriebenen Resonatorelemente kann die

Schlitzantenne 1 in zwei verschiedenen Frequenzbereichen zum

Senden und/oder Empfangen von Funksignalen betrieben werden.

Dabei kann die zweite Betriebsfrequenz beispielsweise bei etwa 1800 MHz liegen. Aufgrund der kreisförmigen Anordnung der ersten Scheibe 10, der zweiten Scheibe 30 und der ersten

Aussparung 25 sowie der Verwendung von drei jeweils um etwa

120° gegeneinander versetzten Stegen pro Resonatorelement hat jedes der beiden Resonatorelemente der Schlitzantenne 1 eine rotationssymmetrische Richtcharakteristik in Form eines

Rundstrahldiagramms mit vertikaler Polarisation. Das jeweilige Strahlungsdiagramm in der vertikalen und der horizontalen Ebene entspricht dem eines Monopols, beispielsweise eines Lambda/4-Strahlers . Zudem weist die

Schlitzantenne 1 gemäß Figur 1 eine extrem geringe Bauhöhe auf. Trotzdem besitzt die Schlitzantenne 1 durch ihre

Ausführung mit jeweils drei Schlitzen pro Resonatorelement eine verhältnismäßig hohe Bandbreite für die beiden

Frequenzbereiche .

In dem bisher beschriebenen Beispiel sind die Stege 20, 21, 22 des ersten Resonatorelementes am Außenrand 15 der ersten Scheibe 10 und die Stege 40, 41, 42 des zweiten Resonatorelementes am Außenrand 35 der zweiten Scheibe 30 angeordnet. Die Stege können dabei im Bereich des Außenrandes 15, 35 der jeweiligen Scheibe auch näher zum jeweiligen Scheibenmittelpunkt angeordnet sein. Die Grundfläche 5 bildet für das erste Resonatorelement ein Bezugspotential, wohingegen das zweite Resonatorelement das erste Resonatorelement zusammen mit der Grundfläche 5 als Bezugspotential verwendet . Bei geeigneter Ausbildung und Dimensionierung der Stege 20, 21, 22 des ersten Resonatorelementes und der Stege 40, 41, 42 des zweiten Resonatorelementes lässt sich für beide Betriebsfrequenzen eine Resonanz mit der gleichen Impedanz am Speisepunkt der Schlitzantenne 1, also am Anschlußpunkt des Antennenleiters 45 etwa im Zentrum der zweiten Scheibe 30 und damit im sogenannten Kopfpunkt der Schlitzantenne 1 realisieren, wobei die Impedanz am Fußpunkt, d.h. am Verbindungspunkt zwischen Antennenleiter 45 und einem daran anschließenden weiterführenden Antennenkabel, beispielsweise 50 Ω betragen kann. Der Verbindungspunkt liegt etwa in der Ebene der Grundfläche 5. Somit ist für keines der beiden Resonatorelemente ein zusätzliches Speisenetzwerk zur Impedanzanpassung erforderlich.

Wie der Figur 1 zu entnehmen ist, können die Stege 20, 21, 22 des ersten Resonatorelementes gegenüber den Stegen 40, 41, 42 des zweiten Resonatorelementes um etwa 60° gegeneinander verschoben bzw. bezüglich der gemeinsamen Längsachse der ersten Scheibe 10 und der zweiten Scheibe 30 verdreht sein. Auf diese Weise fallen die an den beiden Resonatorelementen entstehenden Strom- und Spannungsmaxima nicht zusammen, sondern sind um 180° phasenverschoben. So entsteht eine Strombelegung, die eine gute Abstrahlung bei beiden Betriebsfrequenzen ermöglicht. Eine gegenseitige Beeinflussung der beiden Resonatorelemente wird auf diese Weise minimiert .

Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Kreisfläche der ersten Aussparung 25 kleiner als die Kreisfläche der zweiten Scheibe 30 ist. Auf diese Weise wird die Innenkante der ersten Scheibe 10 unter dem Außenrand 35 der zweiten Scheibe

30 in Richtung zur Längsachse der beiden Scheiben 10, 30 nach innen gezogen, ohne jedoch den Antennenleiter 45 im

Zentrum der Schlitzantenne 1 zu kontaktieren. Die Stege 40,

41, 42 des zweiten Resonatorelementes kontaktieren dann die erste Scheibe 10 weiter vom Innenrand der ersten Scheibe 10 entfernt als in dem Fall, in dem die Kreisfläche der zweiten f Scheibe 30 und die Kreisfläche der ersten Aussparung 25 etwa gleich groß sind. Dies führt dazu, dass die

Richtcharakteristik für das zweite Resonatorelement im

Elevations-Strahlungsdiagramm flacher wird.

Die beschriebene Schlitzantenne 1 ist aufgrund ihrer flachen Bauart sowohl als Anbauantenne, beispielsweise an einem Kraftfahrzeug, geeignet, als auch zum Einbau in eine Mulde aus elektrisch leitfähigem Material. In beiden Fällen kann die Schlitzantenne 1 mit einer Abdeckung aus einem dielektrischen Material versehen werden. An einem Kraftfahrzeug bieten sich für die Schlitzantenne 1 Einbaupositionen auf dem Fahrzeugdach, der Heckklappe, gegebenenfalls auch auf der Frontklappe an.

Mit der beschriebenen Schlitzantenne 1 ist ein Sende- und/oder Empfangsbetrieb in zwei verschiedenen Frequenzbereichen bei sehr geringer Bauhöhe und ohne zusätzliches Speisenetzwerk möglich.

In dem in Figur 1 beschriebenen Beispiel umfasst jedes Resonatorelement drei Schlitze. Dies ist jedoch nur eine beispielhafte Anordnung. Es können auch mehr oder weniger Schlitze vorgesehen sein, wobei in jedem Fall zwei einander benachbarte Stege im Abstand etwa einer halben Betriebswellenlänge voneinander benachbart angeordnet sein müssen, wobei sich der Abstand über den Außenrand der jeweiligen Scheibe 10, 30 ergibt. Bei einer Anordnung eines Resonatorelementes mit nur einem Steg verläuft der Schlitz von einer freien Kante des Steges zur anderen freien Kante des Steges, wobei zur mechanischen Stützung der zugehörigen Scheibe des Resonatorelementes ein dem Steg gegenüberliegendes dielektrisches Befestigungselement verwendet werden könnte. Auch in diesem Fall muß der über den Außenrand definierte Abstand zwischen den beiden freien Schlitzenden und damit die Länge des Schlitzes etwa der halben Betriebswellenlänge des Resonatorelementes entsprechen. Es kann auch vorgesehen sein, das erste Resonatorelement und das zweite Resonatorelement mit einer unterschiedlichen Anzahl von Stegen und damit von Schlitzen zu versehen. Die Ausführung mit drei Schlitzen pro Resonatorelement bietet jedoch ein optimales Verhältnis zwischen dem durch die Baugröße, den Materialaufwand und die Kosten verursachten Aufwand und dem erzielbaren Nutzen in Form von erreichbarer Bandbreite im jeweiligen Frequenzbereich. Die Ausführung eines Resonatorelements mit drei Schlitzen zu je einer Länge von einer halben Betriebswellenlänge ergibt einen Durchmesser der zugehörigen Scheibe von ca. der halben Betriebswellenlänge. Das verhindert eine Abstrahlung der Antenne nach oben im Elevationsdiagramm. Die Abstrahlung erfolgt also vorwiegend horizontal .

Die Schlitzantenne 1 mit zwei Resonatorelementen gemäß Figur 1 kann für Mobilfunkanwendungen beispielsweise im 900 MHz- und im 1800 MHz-Frequenzband des GSM-Mobilfunknetzes (Global System for Mobile Communications) eingesetzt werden, wobei das erste Resonatorelement für das Senden und Empfangen von Funksignalen im 900 MHz-Frequenzband und das zweite Resonatorelement für das Senden und Empfangen von Funksignalen im 1800 MHz-Frequenzband vorgesehen ist. Der beschriebene konzentrische Aufbau der Schlitzantenne 1 sowie die kreisförmige Ausbildung des Außenrandes 15 der ersten Scheibe 10 und des Außenrandes 35 der zweiten Scheibe 30 bietet den Vorteil einer rotationssymmetrischen Richtcharakteristik mit azimutalem Rundstrahldiagramm. Es sind jedoch auch nichtkonzentrische Anordnungen der beiden

Resonatorelemente und Ausführungen mit einer nichtkreisförmigen fAusbildung der Außenränder 15, 35 der beiden Scheiben 10, 30 möglich. Dabei ist die Schlitzantenne 1 beispielsweise auch mit einer n-eckigen, beispielsweise einer dreieckigen oder einer rechteckigen, mit einer ovalen, einer elliptischen oder gar einer unsymmetrischen Ausbildung der Außenränder 15, 35 der Scheiben 10, 30 realisierbar, wobei im Falle der n-eckigen Ausführung die Ecken auch abgerundet sein könnten. Eine derartige Schlitzantenne 1 besitzt somit für die beiden Resonatorelemente jeweils ein verzerrtes azimutales Rundstrahldiagramm mit Vorzugsrichtungen. Eine solche Verzerrung des azimutalen Rundstrahldiagramms kann bei entsprechender Dimensionierung der Außenränder 15, 35 gezielt zur Kompensation eingesetzt werden. So kann beispielsweise Verzerrungen der Strahlungsdiagramme der Resonatorelemente der Schlitzantenne 1 bei Anordnung auf einem Kraftfahrzeug entgegengewirkt werden, wenn diese Verzerrungen durch Holme oder Dachkanten des Kraftfahrzeugs bedingt sind, so dass diese Verzerrungen von den durch das vorgegebene verzerrte azimutale Rundstrahldiagramm vorgegebenen Verzerrungen kompensiert werden, so dass wieder annähernd ein rotationssymmetrisches Rundstrahldiagramm ohne Vorzugsrichtung entsteht.

Es kann auch vorgesehen sein, dass nur eine der beiden Scheiben 10, 30 ihren Außenrand 15, 35 in Form eines n-Ecks, in ovaler oder elliptischer Form oder unsymmetrisch aufweist, während die andere der beiden Scheiben 10, 30 einen etwa kreisförmigen Umfang aufweist. In diesem Fall ist nur die Richtcharakteristik des Resonatorelementes der Scheibe mit dem nicht kreisförmigen Außenrand ein verzerrtes azimutales Rundstrahldiagramm mit Vorzugsrichtungen, wohingegen die Richtcharakteristik des Resonatorelementes der Scheibe mit dem kreisförmigen Außenrand ein azimutales Rundstrahldiagramm ohne Vorzugsrichtungen ist. Auch kann es vorgesehen sein, dass die beiden Resonatorelemente jeweils eine Scheibe mit einem unterschiedlich geformten Außenrand aufweisen, ohne dass es sich dabei um einen kreisförmigen Außenrand handelt, so dass die beiden Resonatorelemente unterschiedliche Richtcharakteristiken mit unterschiedlich verzerrten azimutalen Rundstrahldiagrammen und Vorzugsrichtungen aufweisen. Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass die erste Aussparung 25 nicht kreisflächig, sondern ebenfalls in Form eines n-Ecks, oval, elliptisch oder unsymmetrisch ausgebildet ist.

Die beschriebene Schlitzantenne 1 kann auch derart in zwei verschiedenen Frequenzbereichen eingesetzt werden, dass ein erster Frequenzbereich für ein erstes Mobilfunknetz, beispielsweise das GSM-Mobilfunknetz und ein zweiter Frequenzbereich für ein zweites Mobilfunknetz, beispielsweise das E-Netz vorgesehen wird, wobei mit der Schlitzantenne 1 in den entsprechenden Frequenzbändern Funksignale gesendet und empfangen werden können.

Entsprechend kann eines der Frequenzbänder beispielsweise auch für ein UMTS-Mobilfunknetz (Universal Mobile Telecommunications Systems) vorgesehen sein.

Es kann jedoch auch wie in Figur 2 dargestellt vorgesehen sein, in der Schlitzantenne 1 mehr als zwei Reonatorelemente zur Realisierung von mehr als zwei Frequenzbändern zum Senden und/oder Empfangen von Funksignalen vorzusehen. Dabei kennzeichnen in Figur 2 gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente wie in Figur 1. Dabei ist zwischen der ersten Scheibe 10 und der zweiten Scheibe 30 eine dritte elektrisch leitfähige Scheibe 50 angeordnet, die ebenfalls einen kreisförmigen Außenrand 65 aufweist und konzentrisch zur ersten Scheibe 10 und zur zweiten Scheibe 30 angeordnet ist. Die dritte Scheibe 50 weist dabei einen Durchmesser auf, der etwa dem Durchmesser der ersten Aussparung 25 entspricht. Die dritte Scheibe 50 ist an ihrem Außenrand 65 über einen vierten Steg 60, einen achten Steg 61 und einen neunten in Figur 2 nicht dargestellten Steg mit der darunterliegenden ersten Scheibe 10 verbunden, wobei die dritte Scheibe 50, der vierte Steg 60, der achte Steg 61, der neunte Steg und die erste Scheibe 10 ein drittes Resonatorelement bilden. Die Stege des dritten Resonatorelementes stehen dabei etwa senkrecht auf der ersten Scheibe 10 und der dritten Scheibe 50. Sie sind jeweils um etwa 120° zueinander versetzt angeordnet, so dass sich für das dritte Resonatorelement wiederum drei Schlitze bilden. Da der Durchmesser der dritten Scheibe 50 kleiner ist als der Durchmesser der ersten Scheibe 10, wird das dritte Resonatorelement eine Resonanz bei einer dritten Betriebsfrequenz haben, die größer als die erste Betriebsfrequenz ist. Dabei entspricht der Abstand zwischen zwei einander benachbarten Stegen des dritten Resonatorelementes über den Außenrand 65 der dritten Scheibe 50 wiederum etwa der halben dritten Betriebswellenlänge .

Die dritte Scheibe 50 weist nun ihrerseits konzentrisch zur ersten Scheibe 10 und zur zweiten Scheibe 30 eine zweite Aussparung 55 auf, die kreisflächenförmig ist und oberhalb der nun die zweite Scheibe 30 mit dem zweiten Steg 40, dem sechsten Steg 41 und dem siebten Steg 42 in der bereits bezüglich Figur 1 beschriebenen Weise angeordnet ist, wobei der Durchmesser der zweiten Scheibe 30 etwa dem Durchmesser der zweiten Aussparung 55 entspricht. Die zweite Scheibe 30 bildet dann mit dem zweiten Steg 40, dem sechsten Steg 41 und dem siebten Steg 42 sowie der dritten Scheibe 50 das zweite Resonatorelement, dessen Betriebsfrequenz in entsprechender Weise größer als die dritte Betriebsfrequenz ist .

Somit lässt sich die Schlitzantenne 1 mit drei verschiedenen Frequenzbändern zum Seiden und/oder Empfangen von Funksignalen realisieren. In entsprechender Weise lassen sich auch Schlitzantennen mit vier und mehr Resonatorelementen für vier und mehr Frequenzbereiche realisieren. Wie auch im Ausführungsbeispiel nach Figur 1 beschrieben, kann der Durchmesser der ersten Aussparung 25 und/oder der Durchmesser der zweiten Aussparung 55 auch kleiner als der Durchmesser der jeweils darüberllegenden Scheibe gewählt werden, um eine flachere Abstrahlung im Elevations-Strahlungsdiagramm des dritten Resonatorelementes und/oder des zweiten Resonatorelementes zu erzielen.

Somit kann die Schlitzantenne 1 bei einer Anzahl verschiedener Frequenzbereiche zum Senden und/oder Empfangen von Funksignalen betrieben werden, die der Anzahl der verwendeten Scheiben 10, 30, 50 entspricht, wobei die Betriebsfrequenz des jeweiligen Resonatorelements von der Schlitzlänge am Außenrand 15, 35, 65 der jeweiligen Scheibe 10, 30, 50 abhängt. Dabei ist gemäß Figur 1 und Figur 2 der Durchmesser einer Scheibe desto größer, je weniger sie von der Grundfläche 5 beabstandet ist.

Der Antennenleiter 45 ist beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 durch die Öffnung 70 der Grundfläche 5, die erste Aussparung 25 und die zweite Aussparung 55 der zweiten Scheibe 30 mittig zugeführt und mit dieser elektrisch leitfähig verbunden. Das zweite Resonatorelement nutzt das dritte Resonatorelement und das erste Resonatorelement zusammen mit der Grundfläche 5 als Bezugspotential . Das dritte Resonatorelement nutzt das erste Resonatorelement und die Grundfläche 5 als Bezugspotential. Das erste Resonatorelement nutzt die Grundfläche 5 als

Bezugspotential. Die dritte Scheibe 50 und die erste Scheibe 10 berühren den Antennenleiter 45 nicht . Das erste Resonatorelement beim Ausführungsbeispiel nach Figur 2 ist wie auch das erste Reέonatorelement beim Ausführungsbeispiel nach Figur 1 aufgebaut. Der Antennenleiter 45 wird beim Ausführungsbeispiel nach Figur 2 wie auch beim Ausführungsbeispiel nach Figur 1 über die Öffnung 70 in der Grundfläche 5 geführt, ohne die Grundfläche 5 zu berühren.

Auch bei der Ausführungsform nach Figur 2 mit mehr als zwei Resonatorelementen ist es möglich, in der bereits zur Ausführungsform nach Figur 1 beschriebenen Weise mindestens zwei der Resonatorelemente mit einem jeweils unterschiedlichen Außenrand der zugehörigen Scheibe und/oder mit einer unterschiedlichen Form der zugehörigen Aussparung der jeweils darunterliegenden Scheibe zu versehen.

Da die Anzahl der Schlitze bzw. Stege der einzelnen Resonatoren variabel ist, könnte auch der tieferfrequente Resonator oben sein, dafür aber weniger Schlitze haben, als der untere hochfrequente .

Claims

Ansprüche

1. Schlitzantenne (1) mit einer von einer ein Bezugspotential bildenden elektrisch leitfähigen Grundfläche (5) abgesetzten ersten elektrisch leitfähigen Scheibe (10) , die an ihrem Außenrand (15) über mindestens einen ersten elektrisch leitfähigen Steg (20, 21, 22) mit der Grundfläche (5) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Scheibe (10) eine Aussparung (25) umfaßt, daß oberhalb der Aussparung (25) eine zweite elektrisch leitfähige Scheibe (30) angeordnet ist, die an ihrem Außenrand (35) über mindestens einen zweiten elektrisch leitfähigen Steg (40, 41, 42) mit der ersten Scheibe (10) verbunden ist, und daß der zweiten Scheibe (30) ein Antennenleiter (45) zugeführt ist.

2. Schlitzantenne (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenrand (15, 35) der ersten Scheibe (10) und/oder der zweiten Scheibe (30) etwa kreisförmig ist.

3. Schlitzantenne (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparung (25) der ersten Scheibe (10) etwa kreisflächig ausgebildet ist.

4. Schlitzantenne (1) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Scheibe (10) und/oder die zweite Scheibe (30) etwa in Form eines n-Ecks, insbesondere mit abgerundeten Ecken, ausgebildet ist .

5. Schlitzantenne (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Scheibe (10) und/oder die zweite Scheibe (30) etwa oval oder elliptisch ausgebildet ist.

6. Schlitzantenne (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennze ch.net, daß die erste Scheibe (10) und/oder die zweite Scheibe (30) unsymmetrisch ausgebildet ist .

7. Schlitzantenne (1) nach Anspruch 3, soweit dieser auf Anspruch 2 rückbezogen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreisfläche der Aussparung (25) der ersten Scheibe (10) etwa der Kreisfläche der zweiten Scheibe (30) entspricht .

8. Schlitzantenne (1) nach Anspruch 3, soweit dieser auf Anspruch 2 rückbezogen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreisfläche der Aussparung (25) der ersten Scheibe (10) kleiner als die Kreisfläche der zweiten Scheibe (30) ist .

9. Schlitzantenne (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Scheibe (10) und die zweite Scheibe (30) etwa konzentrisch angeordnet sind.

10. Schlitzantenne (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (20, 21, 22, 40, 41, 42) etwa senkrecht zu den Scheiben (10, 30) und der Grundfläche (5) stehen.

11. Schlitzantenne (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der ersten Scheibe (10) und der Grundfläche (5) drei Stege (20, 21, 22) angeordnet sind und daß zwischen der ersten Scheibe (10) und der zweiten Scheibe (30) ebenfalls drei Stege (40, 41, 42) angeordnet sind.

12. Schlitzantenne (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dε& die drei Stege (20, 21, 22) zwischen der Grundfläche (5) und der ersten Scheibe (10) jeweils um etwa 120° zueinander versetzt angeordnet sind und daß die drei Stege (40, 41, 42) zwischen der ersten Scheibe (10) und der zweiten Scheibe (30) ebenfalls jeweils um etwa 120° zueinander versetzt angeordnet sind.

13. Schlitzantenne (1) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (20, 21, 22) zwischen der Grundfläche (5) und der ersten Scheibe (10) gegenüber den Stegen (40, 41, 42) zwischen der ersten Scheibe (10) und der zweiten Scheibe (30) um 60° gegeneinander verdreht sind.

14. Schlitzantenne (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitzantenne (1) bei einer Anzahl verschiedener Frequenzbereiche betreibbar ist, die der Anzahl der verwendeten Scheiben (10, 30) entspricht, wobei die jeweilige Betriebsfrequenz von der Schlitzlänge am Außenrand (15, 35) der jeweiligen Scheibe (10, 30) abhängt.

15. Schlitzantenne (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die durch einen oder mehrere benachbarte Stege (20, 21, 22); 40, 41, 42) zwischen der Grundfläche (5) und der ersten Scheibe (10) jeweils gebildeten Schlitze jeweils eine Länge von etwa einer halben ersten Betriebswellenlänge aufweisen und daß die durch einen oder mehrere benachbarte Stege (40, 41, 42) zwischen der ersten Scheibe (10) und der zweiten Scheibe (30) jeweils gebildeten Schlitze jeweils eine Länge von etwa einer halben zweiten Betriebswellenlänge aufweisen.

16. Schlitzantenne (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparung (25) der ersten Scheibe (iΦ) konzentrisch zur ersten Scheibe (10) angeordnet ist .

17. Schlitzantenne (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der ersten Scheibe

(10) und der zweiten Scheibe (30) mindestens eine dritte Scheibe (50) vorgesehen ist, die ebenfalls eine Aussparung (55) umfaßt, daß die dritte Scheibe (50) über mindestens einen dritten Steg, der insbesondere dem mindestens einen zweiten Steg (40, 41, 42) entspricht, mit dem Außenrand (35) der darüberliegenden direkt benachbarten Scheibe (30) und an ihrem eigenen Außenrand

(65) über mindestens einen vierten Steg (60, 61) mit der darunterliegenden direkt benachbarten Scheibe (10) verbunden ist .

18. Schlitzantenne (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser einer Scheibe (10, 30) desto größer ist, je weniger sie von der Grundfläche (5) beabstandet ist.