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DE10064128A1 - Patch-Antenne für den Betrieb in mindestens zwei Frequenzbereichen - Google Patents

Patch-Antenne für den Betrieb in mindestens zwei Frequenzbereichen

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Publication number
DE10064128A1
DE10064128A1 DE10064128A DE10064128A DE10064128A1 DE 10064128 A1 DE10064128 A1 DE 10064128A1 DE 10064128 A DE10064128 A DE 10064128A DE 10064128 A DE10064128 A DE 10064128A DE 10064128 A1 DE10064128 A1 DE 10064128A1
Authority
DE
Germany
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patch
feed
patch antenna
antenna according
frequency range
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE10064128A
Other languages
English (en)
Inventor
Roland Gabriel
Carsten Schultheis
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kathrein SE
Original Assignee
Kathrein Werke KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Kathrein Werke KG filed Critical Kathrein Werke KG
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Priority to US10/450,049 priority patent/US6861988B2/en
Priority to EP01986872A priority patent/EP1346434B1/de
Priority to PCT/EP2001/014688 priority patent/WO2002050940A2/de
Priority to AU3842802A priority patent/AU3842802A/xx
Priority to AT01986872T priority patent/ATE289452T1/de
Priority to ES01986872T priority patent/ES2236336T3/es
Priority to CNB018210929A priority patent/CN1249853C/zh
Priority to BR0116400-7A priority patent/BR0116400A/pt
Priority to DE50105395T priority patent/DE50105395D1/de
Priority to KR1020037007022A priority patent/KR100912170B1/ko
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    • H01Q13/08—Radiating ends of two-conductor microwave transmission lines, e.g. of coaxial lines, of microstrip lines
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Abstract

Eine verbeserte Patch-Antenne für den Betrieb in zumindest zwei Frequenzbereichen zeichnet sich durch folgende Merkmale aus: DOLLAR A - mit einem Reflektor (1), DOLLAR A - auf dem Reflektor (1) sind zumindest zwei Patchstrahleranordnungen (5, 7) aufeinander aufbauend vorgesehen, DOLLAR A - jede Patchstrahleranordnung (5, 7) ist als Doppelpatch-Anordnung mit einem aktiven Speisepatch (5a, 7a) und einem darüber aufbauenden kapazitiv gekoppelten passiven Deckpatch (5b, 7b) ausgebildet, DOLLAR A - jede Patchstrahleranordnung (5, 7) steht auf einer Grundplatte, wobei die Grundplatte der zuunterst angeordneten Strahleranordnung (5) für den tiefsten übertragenen Frequenzbereich durch den Reflektor (1) gebildet ist, DOLLAR A - das Deckpatch (5b) einer jeweils unteren Patchstrahleranordnung (5) für einen jeweils niedrigeren Frequenzbereich bildet dabei gleichzeitig die Grundplatte für eine darauf aufbauende Patchstrahleranordnung (7) für den jeweils nächsthöheren Frequenzbereich, DOLLAR A - in zumindest einem und bevorzugt in jedem Speisepatch (5a, 7a) ist eine eine H-förmige Schlitzstruktur (11, 13) umfassende Schlitzanordnung ausgebildet, und DOLLAR A - die Schlitzstrukturen (11, 13) in dem jeweiligen Speisepatch (5a, 7a) werden jeweils über Speisekabel (15a, 15b) angespeist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Patch-Antenne für den Betrieb in mindestens zwei Frequenzbereichen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Es ist hinlänglich bekannt, dass zur Übertragung von In­ formationen im Mobilfunkbereich verschiedene Frequenz­ bereiche zur Verfügung stehen, nämlich z. B. im europäi­ schen Bereich das 900 MHz Band wie aber auch das 1800 MHz Band. Insbesondere im USA-Bereich erfolgt die Mobil­ funk-Übertragung im sogenannten 1900 MHz Band. Für den zukünftig geplanten UMTS-Standard steht das 2000 MHz Band bereit.
Abgesehen von in zwei Frequenzbereichen betreibbaren be­ kannten Dipolantennen sind grundsätzlich auch Antennen in planarer Ausführung, nämlich sogenannte Patch-Antennen bekannt.
Grundsätzlich ist auch aus der EP 0 999 698 A1 eine Patch- Antenne bekannt geworden, die als Multifunktionsantenne mehrere über eine Masse oder einen Reflektor angeordnete Patchstrahler umfasst, die zum Empfang entsprechender elektromagnetischer Wellen für Positionsdatenerfassung von geostationären Satelliten (GPS) ausgelegt ist. Die Patch­ strahler sind dabei über einer gemeinsamen Masse aufge­ baut.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Patch- Antenne für den Betrieb in zumindest zwei Frequenzberei­ chen zu schaffen, die möglichst flach aufgebaut ist, eine sehr große Bandbreite aufweist und gleichzeitig eine mög­ lichst gute Strahlungscharakteristik aufweist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend den im An­ spruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausge­ staltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Patch-Antenne kann grundsätzlich in zumindest zwei Frequenzbereichen betrieben werden. Das Konstruktionsprinzip ist gleichermaßen auch geeignet wei­ ter ausgebaut zu werden, um die Antenne in mehr als zwei Frequenzbereichen, z. B. in drei Frequenzbereichen betrei­ ben zu können. Dabei ist der Gesamtaufbau höchst flach gehalten, wobei die erfindungsgemäße Antenne gleichwohl eine hervorragende Antennencharakteristik aufweist.
Erfindungsgemäß ist dazu vorgesehen, dass auf einem Re­ flektor die zumindest beiden Patch-Strahleranordnungen aufeinander aufbauend angeordnet sind, wobei jede Patch- Strahleranordnung zumindest ein aktives Speisepatch und darüber befindlich ein kapazitiv gekoppeltes passives Deckpatch umfasst. Ein jeweils oberes Deckpatch für den jeweils unteren Frequenzbereich dient gleichzeitig als Grundplatte für das Speisepatch des jeweils höheren Fre­ quenzbereiches. Zudem ist vorgesehen, dass für jeden Fre­ quenzbereich eine separate Anspeisung erfolgt.
Nach dem Stand der Technik ist bekannt, eine Anspeisung in einem Speisepatch an einem rechteckförmigen Schlitz vor­ zunehmen, wobei an der einen Seite des Schlitzes der Au­ ßenleiter des koaxialen Kabels elektrisch kontaktiert ist und der Innenleiter mittig und quer zur Schlitzanordnung über diesen hinweg geführt und an der gegenüberliegenden Randseite des Schlitzes am Patch kontaktiert ist. Erfin­ dungsgemäß ist vorgesehen, dass die Patchstrahler eine zumindest annäherungsweise H-förmige Schlitzstruktur auf­ weisen oder zumindest eine H-förmige Schlitzstruktur um­ fassen. Es hat sich gezeigt, dass dadurch die Strahlen­ charakteristik verbessert sowie die Bandbreite vergrößert werden können.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kabelanspeisung zu jedem aktiven Strahlerpatch bevorzugt mittig erfolgt, wobei das Kabel vor der Anspeisestelle, also bevorzugt mittig vom Speise­ patch auf Grund geführt wird, d. h. mittig über den Rand des jeweiligen Speisepatches herunter auf das Reflektor­ blech.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass zur Verbesserung der Anpassung (VSWR) bzw. der Erhöhung der Bandbreite an zumindest einem der Patchstrahler, vor­ zugsweise an dem zuoberst liegenden Speisepatchbereich, im Bereich der mittleren Schlitzausnehmung des H-förmigen Schlitzes ein rechtwinkeliger Bügel vorgesehen ist. Der eine Schenkel überdeckt zumindest in einer Teillänge im Abstand den mittleren Schlitz der H-förmigen Schlitzstruk­ tur in Parallellage zu diesem, wobei der vertikale Schen­ kel senkrecht auf das Speisepatch rückgeführt und dort befestigt ist, und zwar am Randbereich der mittleren Schlitzausnehmung.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung bzw. in einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist in völlig überraschender Weise eine Lösung gefunden worden, die es ermöglicht die Wasserempfindlichkeit der Antenne weiter zu reduzieren. Dazu ist in dem zuoberst liegenden Deckpatch des Systems, welches auf die höchste Frequenz abgestimmt ist, ein Teil der Fläche herausgeschnitten. Bevorzugt wird dadurch also eine rahmenförmige Deck­ patch-Struktur üblich.
Schließlich kann eine weitere Minimierung der Bauhöhe dadurch gewährleistet werden, dass das Speisepatch des jeweils höher frequenten Systems in das Deckpatch des unteren Systems integriert ist. Dazu kann ein Teil des Deckpatches der unteren Frequenz ausgeschnitten und das Speisepatch in diesen Ausschnitt eingefügt sein.
Alternativ dazu ist es aber auch möglich, das Deckpatch einer unteren Frequenz wannenförmig zu gestalten, wobei in dieser wannenförmigen Gestaltung dann das Speisepatch des höher frequenten Systems eingesetzt werden kann.
Wie bereits ausgeführt wurde, werden die Speisesysteme getrennt mit je einem Speisekabel angespeist, so dass jedes der beiden Systeme einen separaten Anschluss be­ sitzt. Die getrennten Speisekabel können aber auch über einen in die Antenne integrierten Duplexer oder ein Kabel­ netzwerk zusammengefügt sein, so dass die Gesamtantenne mit einem einzigen Anschluss versehen ist.
In Abhängigkeit des gewünschten Frequenzbereiches für die Antenne kann das Frequenzverhältnis der Patchstrahler beispielsweise 1 : 2 betragen.
Schließlich können ergänzende Maßnahmen zur Erzielung einer besseren Entkopplung der auf verschiedene Bereiche abgestimmten Patchstrahler vorgesehen sein, und zwar unter Verwendung von Stichleitungen, die parallel zur jeweiligen Anschlussleitung angeschlossen werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbei­ spielen näher erläutert. Dabei zeigen im einzelnen:
Fig. 1 Eine schematische perspektivische Darstel­ lung einer erfindungsgemäßen Patch-Anten­ ne;
Fig. 2 eine Querschnittsdarstellung durch das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 im Be­ reich der einzelnen Abstützelemente;
Fig. 3a eine Draufsicht auf das aktive Speisepatch des für den niedrigeren Frequenzbereich vorgesehenen Patchstrahlers;
Fig. 3b eine entsprechende Unteransicht auf das in Fig. 3a wiedergegebene Speisepatch;
Fig. 4 eine Draufsicht auf das Deckpatch des un­ teren Patchstrahlers;
Fig. 5a eine Draufsicht auf das Speisepatch der für den höheren Frequenzbereich vorgesehe­ nen Patch-Strahleranordnung;
Fig. 5b eine Unteransicht auf das in Fig. 5a wie­ dergegebene Speisepatch; und
Fig. 6 eine zu Fig. 2 um 90° verdrehte Vertikal­ schnittdarstellung durch das obere Speise­ patch.
In Fig. 1 ist in schematischer perspektivischer Darstel­ lung der Gesamtaufbau der Antenne mit einem Reflektorblech gezeigt, also einem Reflektor 1, der im gezeigten Aus­ führungsbeispiel mit einem an zwei gegenüberliegenden Längsrändern ausgebildeten, sich im wesentlichen quer bzw. senkrecht zur Reflektorblechebene erstreckenden Randstrei­ fen 1' versehen ist.
Auf diesem Reflektor 1 aufbauend sind im gezeigten Aus­ führungsbeispiel zwei Patchstrahleranordnungen vorgesehen, nämlich eine erste Patchstrahleranordnung 5 für den unte­ ren Frequenzbereich, beispielsweise für den GSM- Frequenzbereich (870-960 MHz), und eine darauf auf­ bauende nochmals kleiner dimensionierte weitere Patch­ strahleranordnung 7 für einen höheren Frequenzbereich, beispielsweise für den PCN und UMTS Frequenzbereich (1710 MHz, 2170 MHz etc.).
Jede der beiden Patchstrahleranordnungen 5 bzw. 7 ist als Doppelpatch-Strahleranordnung aufgebaut, und zwar jeweils mit einem aktiven Speisepatch 5a bzw. 7a und einem darüber befindlichen nur kapazitiv gekoppelten und damit passiven Deckpatch 5b bzw. 7b.
Aus den Fig. 3a und 3b geht das größer dimensionierte und für den unteren Frequenzbereich vorgesehene Speise­ patch 5a hervor. Daraus ist zu ersehen, dass das Speise­ patch als rechteckförmiges Blech gestaltet ist, in welchem eine H-förmige Schlitzstruktur 11 eingearbeitet ist. Der Mittenschlitz 11a erstreckt sich dabei in Querrichtung des Reflektors 1, im gezeigten Ausführungsbeispiel also quer zu dem Randstreifen 1' des Reflektors 1. An den Enden dieses Mittenschlitzes 11a sind quer dazu an beiden Seiten durchgehend verlaufende Parallelschlitze 11b eingearbei­ tet. Wie insbesondere in der Unteransicht gemäß Fig. 3b zu ersehen ist, erfolgt die Kabeleinspeisung für dieses Speisepatch 5a separat über ein koaxiales Speisekabel 15a, welches auf dem Reflektor 1, d. h. insbesondere längs des­ sen Randstreifen 1' und dann mittig auf den Rand des Spei­ sepatches 5a zu und von dort in Richtung H-förmige Schlitzstruktur 11 verlaufend verlegt ist. Dabei ist das Kabel bevorzugt zumindest näherungsweise in koaxialer Verlängerung zu dem Mittenschlitz 11a auf der Unterseite in Richtung Mittenschlitz 11a und dann in einer V- oder U- förmigen Schleife 15'a um das eine Ende des zunächst lie­ genden Parallelschlitzes 11b verlegt. Das Koaxialkabel endet dann bevorzugt in der Mitte des Mittenschlitzes 11a auf einer Seite der Schlitzausnehmung, wo der Außenleiter 115a elektrisch kontaktiert ist. Der Innenleiter 115b ist quer zur Längserstreckung des Mittenschlitzes 11a über diesen hinweg geführt und auf der gegenüberliegenden Seite des Mittenschlitzes mit dem Speisepatch elektrisch kontak­ tiert.
Aus der Skizze gemäß Fig. 3a und 3b ist zu erkennen, dass neben dem eigentlichen Speisekabel 15a noch zwei weitere Stichleitungen 215a vorgesehen sind, nämlich links und rechts in einer Teillänge von dem eigentlichen Speise­ kabel 15a, wobei die Stichleitungen 215a unterschiedliche Länge aufweisen. Jede der beiden Stichleitungen ist so parallel zumindest zum Endabschnitt des Speisekabels 15a angeordnet, dass der jeweilige Innenleiter 215"a parallel zum Innenleiter 115"a des Speisekabels 15a den mittleren Schlitz 11a überbrückt und auf der gegenüberliegenden Seite des Schlitzes 11a elektrisch mit dem Patch kontaktiert ist, wobei vor dem Schlitz der Außenleiter 215'a der jeweiligen Stichleitung 215a mit dem Patch elektrisch kontaktiert ist.
Mittels zweier seitlicher nicht leitender säulenförmiger Distanzhalter 21 ist auf dem Reflektor 1 das Speisepatch 5a und über axiale Distanzhalter 22 das darüber befindli­ che Deckpatch 5b montiert, dessen Querabmessungen nähe­ rungsweise gleich sind, wobei die Längsmaße typischerweise kürzer sind.
Auf diesem Deckpatch 5b der unteren Patchstrahleranordnung 5 ist nunmehr die weitere Patchstrahleranordnung 7 aufge­ baut, die ebenfalls als Doppelpatch-Anorndung mit einem Speisepatch 7a und einem dieses überdeckenden Deckpatch 7b ausgebildet ist. Dabei bildet das Deckpatch der jeweils unteren Patchstrahleranordnung 5 für den niedrigeren Fre­ quenzbereich gleichzeitig die Grundplatte für die darauf aufbauende Patchstrahleranordnung 7 für den höheren Fre­ quenzbereich.
Die Patchstrahleranordnung 7 umfasst eingehend mit der Patchstrahleranordnung 5 ein deutlich kleiner dimensio­ niertes rechteckförmiges Speisepatch 7a, welches ebenfalls wieder mit einer H-förmigen Schlitzstruktur 13 mit einem Mittenschlitz 13a und zwei am Ende davon über den Mitten­ schlitz jeweils nach beiden Seiten hinaus gehenden Par­ allelschlitzen 13b versehen ist, so dass der Mittenschlitz 13a parallel zu und oberhalb von dem Mittenschlitz 11a der unteren Patchstrahleranordnung 5 zu liegen kommt. Die Einspeisung erfolgt ebenfalls wie bei der unteren Patch­ strahleranordnung 5, nämlich über ein separates Speise­ kabel 15b, welches in gleicher Weise vom mittleren Ab­ schnitt des Mittenschlitzes 13a kommend V- oder U-förmig (Bogen 15'b) um das eine Ende des Parallelschlitzes 11b zur Mitte des Speisepatches 13a und von dort in Verlänge­ rung des Mittenschlitzes 13a zum Rand des Speisepatches 7a möglichst symmetrisch verlegt und von dort auf Grund, d. h. auf das Reflektorblech 1 geführt ist. Dabei wird das Kabel von der gegenüberliegenden Seite des Reflektors 1 dem Speisepatch zugeführt, also von der gegenüberliegenden Seite verglichen mit dem Speisekabel 15a.
Aus dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5b ist auch zu ersehen, dass hier bereits am Bogen 15'b beginnend paral­ lel zum Speisekabel 15b ebenfalls eine Stichleitung 215b angeordnet ist, deren Innenleiter 215"b parallel zum In­ nenleiter 115"b des Speisekabels 15b den Schlitz 13a über­ brückt und an der gegenüberliegenden Seite des Speisepat­ ches kontaktiert ist, wohingegen der Außenleiter 215'b auf der Stichleitung 21% auf der gleicher Seite wie der Au­ ßenleiter 115'b des Speisekabels 15b mit dem Patch kontak­ tiert ist.
Das erläuterte Speisepatch 7a ist über zwei versetzt lie­ gende und bevorzugt ebenfalls in der durch die Mitten­ schlitze gebildeten Vertikalebene liegenden säulenartigen Distanzhalter 23 auf dem Deckpatch 5b gehalten und ver­ ankert.
Auf dem erwähnten Speisepatch 7a aufbauend ist ebenfalls wieder ein nochmals kleiner dimensioniertes Deckpatch 7b ausgebildet, welcher über weitere Distanzhalter 24 gegen­ über den ihn tragenden Speisepatch 7a gehalten ist. Das Deckpatch 7b ist dabei rahmenförmig unter Ausbildung einer Mittenöffnung 27 gestaltet und wird über zwei seitlich vom Rahmen 28 in Parallelrichtung zu den darunter befindlichen Mittenschlitzen 11a, 13a vorstehende Laschen 29 gehalten, die sich an den Distanzhaltern 24 abstützen. Durch diese rechteckförmige Gestaltung des zuoberst liegenden Decken­ patches 7b ergibt sich der völlig überraschende Effekt einer deutlichen Verbesserung der Anpassung (VSWR) und einer deutlich geringeren Empfindlichkeit gegenüber Wasser und Regen, so dass sich bei einer die gesamte Antennen­ anordnung überdeckenden Gehäuseabdeckung (Kunststoffgehäu­ se etc.) eine deutlich reduzierte Wasserabhängigkeit der Antenne ergibt.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel sind die beiden Speisekabel 15a, 15b in Längsrichtung des Reflektors 1 zu einem An­ schlussende geführt, an welchem zwei Anschlüsse 35a, 35b zur elektrischen Speisung der beiden Patchstrahleranord­ nungen vorgesehen sind. Dies kann beispielsweise bei der Darstellung gemäß Fig. 1 rechtsliegend sein, wobei an einer das Reflektorblech rechts abschließenden und zur Reflektorebene vertikal nach oben vorstehenden Abschluss­ platte beispielsweise benachbart zu den beiden Reflektor­ rändern 1' die entsprechenden Speisekabel 15a und 15b in entsprechenden Steckanschlüssen enden können. Genauso können aber beide Speisekabel 15a, 15b über einen Duplexer zusammengeführt werden, so das nur ein einziger Anschluss notwendig ist. Über die gesamte Anordnung wird, wie üblich und nicht näher gezeigt, eine Gehäuseabdeckung als Schutz­ einrichtung montiert.
Zur Vervollständigung wird ferner noch darauf hingewiesen, dass - wie sich insbesondere aus der Darstellung gemäß Fig. 5a aber auch in der Querschnittsdarstellung gemäß Fig. 6 ergibt, auf dem zuoberst liegenden Speisepatch 7a parallel zu dem zugehörigen Mittenschlitz 13a ein im Querschnitt rechtwinkelige elektrisch leitender Bügel 37 vorgesehen ist, dessen Parallelsteg 37a, der parallel zur Reflektorebene angeordnet ist, den Mittenschlitz 13a par­ allel zu diesem verlaufen im Abstand überdeckt und dessen ihn tragende Vertikalschenkel 37b parallel zum Mittenschlitz 13a an einer Randseite dazu auf dem zugehörigen Speisepatch 7a verankert und mechanisch kontaktiert ist.

Claims (17)

1. Patch-Antenne für den Betrieb in zumindest zwei Fre­ quenzbereichen, mit den folgenden Merkmalen:
  • - mit einem Reflektor (1),
  • - auf dem Reflektor (1) sind zumindest zwei Patchstrah­ leranordnungen (5, 7) aufeinander aufbauend vorgesehen,
  • - jede Patchstrahleranordnung (5, 7) besteht aus minde­ stens einem aktiven Speisepatch (5a, 7a) und einem da­ rüber aufbauenden kapazitiv gekoppelten passiven Deckpatch (5b, 7b),
  • - jede Patchstrahleranordnung (5, 7) steht auf einer Grundplatte, wobei die Grundplatte der zuunterst ange­ ordneten Strahleranordnung (5) für den tiefsten über­ tragenen Frequenzbereich durch den Reflektor (1) ge­ bildet ist,
  • - das oberste Deckpatch (5b) einer jeweils unteren Patch­ strahleranordnung (5) für einen jeweils niedrigeren Frequenzbereich bildet dabei gleichzeitig die Grund­ platte für eine darauf aufbauende Patchstrahleranord­ nung (7) für den jeweils nächsthöheren Frequenzbereich,
  • - in zumindest einem und bevorzugt in jedem Speisepatch (5a, 7a) ist eine eine H-förmige Schlitzstruktur (11, 13) umfassende Schlitzanordnung ausgebildet, und
  • - die Schlitzstrukturen (11, 13) in dem jeweiligen Spei­ sepatch (5a, 7a) werden jeweils über Speisekabel (15a, 15b) angespeist.
2. Patch-Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Speisekabel (15a, 15b) zumindest nä­ herungsweise in Verlängerung eines Mittenschlitzes (11a, 13a) vom Rand des Speisepatches (5a, 7a) kommend auf den jeweiligen Mittenschlitz (11a, 13a) zuläuft und dann um den jeweiligen Endabschnitt des näherliegenden der beiden Parallelschlitze (11b, 13b) herum zum zugehörigen Mitten­ schlitz (11a, 13a) verlegt ist.
3. Patch-Antenne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Anspeisung des jeweiligen Speisepatches (5a, 7a) vorzugsweise zumindest annähernd mittig bzw. symmetrisch erfolgt.
4. Patch-Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Speisekabel (15a, 15b) von dem betreffenden Speisepatch (5a, 7a) kommend zumindest nä­ herungsweise mittig über den Rand des jeweiligen Speise­ patches (5a, 7a) herunter auf den Reflektor (1) geführt sind.
5. Patch-Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an zumindest einem Speisepatch (5a, 7a); vorzugsweise an dem Speisepatch (7a) für den höchsten Frequenzbereich; parallel zu dem Mittenschlitz (13a) ein im Querschnitt rechtwinkeliger leitender Bügel (37) vor­ gesehen ist, dessen Parallelsteg (37a) den Mittenschlitz (13a) parallel zu diesem verlaufend im Abstand überdeckt und dessen ihn tragender Vertikalschenkel (37b) parallel zum Mittenschlitz (13a) an einer Randseite dazu auf den zugehörigen Speisepatch (7a) mechanisch verankert und elektrisch kontaktiert ist.
6. Patch-Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zuoberst liegende Deckpatch (7b) rahmenförmig unter Ausbildung einer Mittenöffnung (27) gebildet ist, vorzugsweise unter Ausbildung eines recht­ eckförmigen Rahmens (28).
7. Patch-Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckpatch (5b) einer Patchstrah­ leranordnung (5) für einen unteren Frequenzbereich, wel­ cher gleichzeitig die Grundplatte für eine Patchstrahler­ anordnung für einen demgegenüber höheren Frequenzbereich darstellt, im mittleren Bereich eine Ausnehmung aufweist, in welcher vorzugsweise das Speisepatch (7a) der für den höheren Frequenzbereich vorgesehen Patchstrahleranordnung (7) integriert zu liegen kommt.
8. Patch-Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckpatch (5b) einer Patchstrah­ leranordnung (5) für einen unteren Frequenzbereich, wel­ cher gleichzeitig die Grundplatte für eine Patchstrahler­ anordnung für einen demgegenüber höheren Frequenzbereich darstellt, im mittleren Bereich eine wannenförmige Vertie­ fung aufweist, in welcher vorzugsweise das Speisepatch (7a) der für den höheren Frequenzbereich vorgesehen Patch­ strahleranordnung (7) integriert zu liegen kommt.
9. Patch-Antenne nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn­ zeichnet, dass das Speisepatch (7a) der für den höheren Frequenzbereich vorgesehenen Patchstrahleranordnung (7) auf gleicher Höhe wie das Deckpatch (5b) für den unteren Frequenzbereich angeordnet ist.
10. Patch-Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, dass das Frequenzverhältnis der Patchstrahleranordnung (5, 7) für den Betrieb in zwei unterschiedlichen Frequenzbereichen etwa 1 : 2 beträgt.
11. Patch-Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, dass zur Erzielung einer verbesser­ ten Entkopplung der auf verschiedene Frequenzbereiche abgestimmten Patchstrahleranordnung (5, 7) Stichleitungen (215a, 215b) vorgesehen sind, die in einer Teillänge zur jeweiligen Speiseleitung (15a, 15b) parallel zu dieser vorgesehen bzw. angeschlossen sind.
12. Patch-Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da­ durch gekennzeichnet, dass zumindest eine oder mehrere oder alle Patchstrahleranordnungen (5, 7) mehr als zwei Patches je Frequenzbereich aufweisen.
13. Patch-Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 12, da­ durch gekennzeichnet, dass zum Halten der Patches (5a, 5b, 7a, 7b) Stützen oder Distanzhalter aus nicht leitendem und/oder dielektrischem Material vorgesehen sind.
14. Patch-Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 13, da­ durch gekennzeichnet, dass die Distanzhalter, Stützen oder Halteelemente (21, 22, 23, 24) der Patches bezogen auf deren Längs- oder Querseite mittig angeordnet und leitend ausgebildet sind.
15. Patch-Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 14, da­ durch gekennzeichnet, dass die Speisekabel (15a, 15b) für die Patches mittels Duplexfilter zu einem resultierenden Eingang verschaltet sind.
16. Patch-Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 15, da­ durch gekennzeichnet, dass mehrere der Strahleranordnung zu einem Array zusammengefasst sind, wobei jeweils mittig zwischen zwei Patchstrahlern weitere Strahlerelemente für den oberen Frequenzbereich angeordnet und/oder verschaltet sind.
17. Patch-Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 16, da­ durch gekennzeichnet, dass die Speisekabel (15a, 15b) zumindest in ihrem Endbereich mit parallel verlegten Stichleitungen (215a, 215b) versehen sind, deren Innenlei­ ter (215a, 215b) den Mittenschlitz (11a, 13a) überbrücken und auf der gegenüberliegenden Seite zu ihrem Außenleiter (215a, 215b) mit dem Patch kontaktiert sind.
DE10064128A 2000-12-21 2000-12-21 Patch-Antenne für den Betrieb in mindestens zwei Frequenzbereichen Withdrawn DE10064128A1 (de)

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