DE4212886A1

DE4212886A1 - Planar antenna with at least one waveguide element - conducts at least one wave inwards from outside and one outwards from inside consecutively

Info

Publication number: DE4212886A1
Application number: DE19924212886
Authority: DE
Inventors: Uwe Dipl Ing Metzger; Wolfgang Dipl Ing Mueller
Original assignee: Hirschmann Richard Co GmbH
Current assignee: METZGER, UWE, DIPL.-ING., 83022 ROSENHEIM, DE
Priority date: 1992-04-16
Filing date: 1992-04-16
Publication date: 1993-10-21

Abstract

A wave with a first polarisation, outside, stimulates in at least one wave guide element (51,52), a wave running from the outside in. A wave with a second polarisation, outside, different from the first polarisation, stimulates a wave, in at least one waveguide (51,52) running from the inside outwards. The waveguide element (51,52) pref. has two radial guide tubes arranged one on top of the other. ADVANTAGE - Simple antenna which allows different polarisation to be received or transmitted.

Description

Die Erfindung betrifft eine Planarantenne mit wenigstens einem Wellenleiterelement.The invention relates to a planar antenna with at least one Waveguide element.

Es sind mehrere Bauformen von Antennen bekannt, die von wenig stens einem Wellenleiterelement gespeist werden und Wellen einer Polarisation führen. Planarantennen werden entsprechend der Speisung ihres Wellenleiterelementes unterschieden.Several types of antennas are known, of little at least one waveguide element and waves one Lead polarization. Planar antennas are made according to the Differentiated supply of their waveguide element.

Die DE 40 26 432 A1 zeigt und beschreibt eine Planarantenne, auch Flachantenne genannt, bei der ein innengespeistes Wellen leiterelement in Form eines Radialhohlleiters vorgesehen ist. Eine derartige Antenne mit innengespeistem Radialhohlleiter ist in Fig. 1 wiedergegeben. Im Zentrum eines Radialhohlleiters 1 wird eine radiale transversale Welle angeregt und wandert im Ra dialhohlleiter 1, von einem zentralen Kopplungselement 2, einem Koaxialkabel, ausgehend, von innen nach außen. Die Feldenergie wird über Kopplungsöffnungen, die als Schlitze 3 in einer Außen wand 4 ausgebildet sind, abgestrahlt.DE 40 26 432 A1 shows and describes a planar antenna, also called a flat antenna, in which an internally fed wave guide element is provided in the form of a radial waveguide. Such an antenna with an internally fed radial waveguide is shown in FIG. 1. In the center of a radial waveguide 1 has a radial transverse wave is excited and moves in Ra dialhohlleiter 1, from a central coupling member 2, a coaxial cable, starting from the inside to the outside. The field energy is emitted via coupling openings, which are formed as slots 3 in an outer wall 4 .

Sieht man von der Abstrahlung der Feldenergie durch die Schlitze 3 ab, so nimmt die Feldenergie der Welle von innen nach außen linear ab. Sind die Schlitze 3 in der Außenwand 4 derart dimen sioniert, daß die Abstrahlung der Welle von innen nach außen li near zunimmt, so läßt sich damit eine gleichförmige Verteilung der abgestrahlten Energie über die Apertur der Antenne hinweg erzielen.Apart from the radiation of the field energy through the slots 3 , the field energy of the wave decreases linearly from the inside to the outside. If the slots 3 in the outer wall 4 are dimensioned such that the radiation of the wave increases from the inside to the outside, then a uniform distribution of the radiated energy can be achieved across the aperture of the antenna.

Der Kopplungsfaktor der Schlitze 3 hängt, ebenso wie seine Ein gangsimpedanz, im wesentlichen von der Schlitzlänge ab. Bei ei ner Änderung des Kopplungsfaktors der Schlitze 3 ergibt sich da bei, im allgemeinen ungewollt, eine entsprechende Änderung der Eingangsimpedanz der Schlitze 3.The coupling factor of the slots 3 depends, like its input impedance, essentially on the slot length. When there is a change in the coupling factor of the slots 3 , there is a corresponding change in the input impedance of the slots 3 , generally unintentionally.

Eine weitere Ausführungsform einer Planarantenne mit außenge speistem Wellenleiterelement, beispielsweise einem außengespei sten Radialhohlleiter, ist bekannt durch die Aufsätze M. Ando, K. Arimura, N. Goto, Y. Ito and N. Goto, "A Radial Line Slot An tenne for 12 GHz Satellite TV Reception", IEEE Transactions on Antennas and Propagation, Vol. AP-33, No. 12, Dezember 1985, so wie M. Ando, N. Goto, T. Numata and J.-I.Takada, "A Linearly Po larized Radial Line Slot Antenna", IEEE Transactions on Antennas and Propagation, Vol. 36, No. 12, Dezember 1988. Eine derartige bekannte Planarantenne ist in Fig. 2 dargestellt und weist einen doppelschichtigen Aufbau mit einem unteren Radialhohlleiter 21 und einem oberen Radialhohlleiter 22 auf. Im unteren Radialhohl leiter 21 wird durch ein Koppelelement in Form eines Koaxialka bels 23 eine radiale Welle angeregt, die sich im unteren Radial hohlleiter 21 von innen nach außen ausbreitet. Vom Außenrand 24 des unteren Radialhohlleiters 21 wird diese radiale Welle in den oberen Radialhohlleiter 22 umgelenkt und verläuft dann radial von außen nach innen.Another embodiment of a planar antenna with externally fed waveguide element, for example an externally fed radial waveguide, is known from the essays M. Ando, K. Arimura, N. Goto, Y. Ito and N. Goto, "A Radial Line Slot Antenna for 12 GHz Satellite TV Reception ", IEEE Transactions on Antennas and Propagation, Vol. AP-33, No. December 12, 1985, such as M. Ando, N. Goto, T. Numata and J.-I.Takada, "A Linearly Polarized Radial Line Slot Antenna", IEEE Transactions on Antennas and Propagation, Vol. 36, No. 12, December 1988. Such a known planar antenna is shown in FIG. 2 and has a double-layer structure with a lower radial waveguide 21 and an upper radial waveguide 22 . In the lower radial waveguide 21 is excited 23 a radial shaft by a coupling element in the form of a Koaxialka bels, the waveguide in the lower radial 21 propagates from the inside to the outside. From the outer edge 24 of the lower radial waveguide 21 , this radial shaft is deflected into the upper radial waveguide 22 and then runs radially from the outside inwards.

Die Welle im oberen Radialhohlleiter 22 wird über Koppelöffnun gen in Form von Schlitzen 25 in der Außenwand 26 des oberen Ra dialhohlleiters in den Außenraum 27 abgestrahlt. Bei geeigneter Dimensionierung der Schlitze 25 ergibt sich eine gleichförmige Leistungsverteilung der abgestrahlten Welle über den oberen Ra dialhohlleiter 22 hinweg. Gegenüber einer Planarantenne mit in nengespeistem Wellenleiterelement ist ein derartiger zweischich tiger Aufbau mit unterem Radialhohlleiter 21 und oberem Radial hohlleiter 22 für Anwendungen in der Konsumtechnik relativ auf wendig.The shaft in the upper radial waveguide 22 is radiated via Koppelöffnun conditions in the form of slots 25 in the outer wall 26 of the upper Ra dial hollow waveguide in the outer space 27 . With a suitable dimensioning of the slots 25 , a uniform power distribution of the emitted wave over the upper Ra hollow waveguide 22 results. Compared to a planar antenna with in-fed waveguide element, such a two-layer structure with a lower radial waveguide 21 and an upper radial waveguide 22 for applications in consumer technology is relatively maneuverable.

Die Ausführungsformen von Planarantennen mit innengespeistem oder außengespeistem Radialhohlleiter sind dafür vorgesehen, nur eine Welle mit einer Polarisation zu empfangen bzw. auszusenden. Diese Tatsache liegt in der Natur der als Radialhohlleiter aus gebildeten Wellenleiterelemente begründet. Die Radialhohlleiter sind so dimensioniert, daß sie nur einen radialen Wellentyp, die sogenannte TEM-Welle (transversale elektromagnetische Welle), führen können. Eine derartige Welle kann mit einfachen Mitteln angeregt werden und trägt der gleichförmigen Ausleuchtung der Apertur der Planarantenne Rechnung.The embodiments of planar antennas with internal feed or externally powered radial waveguide are intended only to receive or transmit a wave with a polarization. This fact lies in the nature of the radial waveguide formed waveguide elements. The radial waveguide are dimensioned so that they have only one radial shaft type, the so-called TEM wave (transverse electromagnetic wave), being able to lead. Such a wave can be done with simple means be excited and contributes to the uniform illumination of the Aperture of the planar antenna bill.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine wenigstens ein Wellenleiterelement aufweisende Planarantenne zu schaffen, die Wellen mit zwei unterschiedlichen Polarisationen empfangen bzw. aussenden kann.The invention is based, at least one object To create planar antenna having waveguide element, the Receive or receive waves with two different polarizations can send out.

Ausgehend von den bekannten Planarantennen wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Welle mit einer im Außenraum ersten Po larisation in wenigstens einem Wellenleiterelement eine Welle von außen nach innen verlaufend anregt, und eine Welle mit einer im Außenraum zweiten, zur ersten unterschiedlichen Polarisation im wenigstens einen Wellenleiterelement eine Welle von innen nach außen verlaufend anregt. Das wenigstens eine Wellenleiter element ist dabei also so ausgebildet, daß es wenigstens eine Welle von außen nach innen und eine Welle von innen nach außen fortlaufend leitet.This task is based on the well-known planar antennas solved in that a shaft with a first Po in the outside larization in at least one waveguide element a wave stimulates from the outside to the inside, and a shaft with a in the outer space second, to the first different polarization a wave from the inside in at least one waveguide element stimulating to the outside. At least one waveguide element is so designed that there is at least one Wave from outside to inside and a wave from inside to outside continuously leads.

Auf diese Weise ist es möglich, eine einfache Planarantenne zu schaffen, die Wellen mit zwei unterschiedlichen Polarisationen empfangen bzw. senden kann.In this way it is possible to use a simple planar antenna create the waves with two different polarizations can receive or send.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Wellenleiterelement einen ersten und einen zweiten Hohlleiter auf, die übereinander angeordnet sind. Wenigstens eine der Wel len ist dabei vom ersten in den zweiten Hohlleiter oder umge kehrt vom zweiten in den ersten Hohlleiter umlenkbar. Wenigstens eine der im Außenraum unterschiedliche Polarisation aufweisenden Wellen wird in hin- oder rücklaufender Ausbreitungsrichtung, also vom ersten in den zweiten bzw. vom zweiten in den ersten Hohlleiter umgelenkt. Die im ersten oder zweiten Hohlleiter angeregten Wellen überlagern sich zu je einer nach innen bzw. je einer nach außen fortlaufenden Welle. Eine aus dem Außenraum kommende Welle mit bestimmter Polarisation regt im Wellenleiter element eine zum Beispiel nach außen fortlaufende Welle an, während sich die Anteile der nach innen fortlaufenden Welle gegenseitig auslöschen und umgekehrt. Gemäß einer weiteren vor teilhaften Ausbildungsform der Erfindung weist das Wellenleiter element dabei eine hohe Reflexionsdämpfung der nach außen bzw. nach innen laufenden Welle auf. Auf eine hohe Reflexionsdämpfung der hin- bzw. rücklaufenden Welle ist besonderer Wert zu legen, da etwaige Reflexionen der Wellen zu einer Verkopplung beider Polarisationen führen können.According to a preferred embodiment of the invention, this Waveguide element a first and a second waveguide on top of each other. At least one of the wel len is from the first to the second waveguide or vice versa returns deflectable from the second to the first waveguide. At least one of the different polarizations in the outside Waves are propagated in the direction of retreat or retreat, So from the first to the second or from the second to the first Waveguide deflected. The one in the first or second waveguide excited waves are superimposed on the inside or one at a time an outgoing wave. One from the outside incoming wave with certain polarization excites in the waveguide element, for example, on a wave running outwards, while the portions of the inward wave wipe each other out and vice versa. According to another before Partial embodiment of the invention has the waveguide element a high reflection attenuation of the outside or wave running inwards. For a high reflection loss special importance must be attached to the incoming and outgoing wave, since any reflections of the waves link the two Can lead polarizations.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist wenig stens eine der Wellen mit entgegengesetzter Ausbreitungsrich tung, die den im Außenraum unterschiedlicher Polarisation auf weisenden Wellen entsprechen, mittels eines Kopplungselements aus- bzw. einkoppelbar.According to another embodiment of the invention, there is little at least one of the waves with the opposite direction of propagation tion that shows different polarization in the outside correspond to pointing waves, by means of a coupling element can be connected or disconnected.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfin dung ist ein zweites Koppelelement zur Ein- bzw. Auskopplung der umgelenkten Welle im zweiten Hohlleiter vorgesehen. Die beiden Hohlleiter des Wellenleiterelements weisen gemäß dieser Ausfüh rungsform jeweils ein Koppelelement zur Ein- bzw. Auskopplung der unterschiedliche Ausbreitungsrichtungen aufweisenden Wellen im Wellenleiterelement auf.According to a particularly advantageous embodiment of the invention is a second coupling element for coupling in and out deflected shaft provided in the second waveguide. The two According to this embodiment, waveguides of the waveguide element have tion form a coupling element for coupling or decoupling the waves with different directions of propagation in the waveguide element.

Von besonderem Interesse bei technischen Anwendungen sind zum einen Wellen mit linearer und zum anderen Wellen mit zirkularer Polarisation. Dabei treten jeweils grundsätzlich unterschiedli che Probleme auf, diese Polarisationen selektiv in eine hin- bzw. rücklaufende Welle in Hohlleitern zu konvertieren. Ergän zend sei darauf hingewiesen, daß jede beliebige Polarisation aus den Komponenten einer linearen und einer zirkularen Polarisation besteht und technische Anwendungen durchaus nicht nur auf li neare oder zirkulare Polarisationen beschränkt sind.Of particular interest in technical applications are one wave with linear and the other wave with circular Polarization. Basically there are different differences problems to selectively convert these polarizations into a or converting the return shaft into waveguides. Complement zend it should be noted that any polarization the components of linear and circular polarization exists and technical applications not only on li linear or circular polarizations are limited.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das wenigstens eine Wellenleiterelement ein Radialhohllei ter. In diesem Falle kann der wenigstens eine Radialhohlleiter eine radial von außen nach innen verlaufende und eine radial von innen nach außen verlaufende Welle führen.According to a particularly advantageous embodiment of the invention the at least one waveguide element is a radial cavity ter. In this case, the at least one radial waveguide one radially from the outside inwards and one radially from Guide the shaft running inside out.

Vorzugsweise im Zusammenhang mit der Verwendung eines oder zweier Radialhohlleiter ist wenigstens ein Koppelelement, vor zugsweise wenigstens ein koaxiales Koppelelement im Zentrum des Wellenleiterelements angeordnet. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Koppelelemente zueinander koaxial angeordnet sind. Vorzugsweise ist das innere radiale Koppelelement für die Kopplung des außenliegenden Radialhohlleiters und das äußere ko axiale Koppelelement für die Kopplung des innenliegenden Radial hohlleiters vorgesehen. Das innere koaxiale Koppelelement ragt dabei über das äußere koaxiale Koppelelement hinaus in den au ßenliegenden Radialhohlleiter hinein, wobei das innere koaxiale Koppelelement durch den innenliegenden Radialhohlleiter hin durchgeht. Das äußere, kürzere koaxiale Koppelelement endet da bei im innenliegenden Radialhohlleiter.Preferably in connection with the use of an or two radial waveguides is at least one coupling element preferably at least one coaxial coupling element in the center of the Waveguide element arranged. It is particularly advantageous when the coupling elements are arranged coaxially to one another are. The inner radial coupling element is preferably for the Coupling of the external radial waveguide and the outer ko axial coupling element for coupling the internal radial waveguide provided. The inner coaxial coupling element protrudes thereby beyond the outer coaxial coupling element into the au external radial waveguide, with the inner coaxial Coupling element through the internal radial waveguide goes through. The outer, shorter coaxial coupling element ends there in the internal radial waveguide.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Wel lenleiterelement wenigstens teilweise mit einer seitlichen Um randung ausgebildet, die zur Umlenkung wenigstens einer Welle dient.According to a further embodiment of the invention, the Wel lenleiterelement at least partially with a lateral order edge designed to deflect at least one shaft serves.

Das Wellenleiterelement kann vorzugsweise als dielektrischer Hohlleiter, aber auch als metallischer Hohlleiter oder einer Kombination aus dielektrischem und metallischem Hohlleiter aus gebildet sein.The waveguide element can preferably be a dielectric Waveguide, but also as a metallic waveguide or one Combination of dielectric and metallic waveguide be educated.

Vorzugsweise weist wenigstens eine Fläche oder Außenwand eines Wellenleiterelements eine Vielzahl von Koppelöffnungen auf. Die Koppelöffnungen können Koppelschlitze und/oder Koppeldipole sein.Preferably, at least one surface or outer wall has one Waveguide element on a plurality of coupling openings. The Coupling openings can have coupling slots and / or coupling dipoles be.

Vorzugsweise sind die Koppelöffnungen einzeln, in Gruppen oder in sonstiger Kombination so angeordnet, daß das äußere Feld mit einer ersten Polarisation in eine hinlaufende Welle und das äu ßere Feld mit einer zweiten Polarisation in eine rücklaufende Welle des Wellenleiterelements ein- bzw. ausgekoppelbar ist. The coupling openings are preferably individual, in groups or arranged in any other combination so that the outer field with a first polarization in a traveling wave and the outside outer field with a second polarization in a retrograde Shaft of the waveguide element can be coupled in or out.

Als Koppelöffnung ist vorzugsweise ein Schlitz vorgesehen, der wenigstens teilweise als Kombination mehrerer Koppelöffnungen ausgebildet ist. Die Koppelöffnungen können dabei gleiche oder unterschiedliche Formen und/oder Lagen aufweisen.A slot is preferably provided as the coupling opening at least partially as a combination of several coupling openings is trained. The coupling openings can be the same or have different shapes and / or layers.

Vorzugsweise sind die Koppelöffnungen durch die Wahl ihrer For men, ihrer Anzahl und/oder ihrer Lagen so ausgebildet, daß sie als Kompensationselemente wirken. Auf diese Weise werden die An teile der fortlaufenden Welle, die sich gegenseitig auslöschen sollen, auch optimal zur Auslöschung gebracht.The coupling openings are preferably selected by the choice of their shape men, their number and / or their locations so that they act as compensation elements. In this way, the An parts of the continuous wave that cancel each other out should also be optimally wiped out.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Koppelelemente wenigstens eines Wellenleiterelements derart gestaltet sind, daß zwei un terschiedliche Frequenzen aufweisende äußere Wellen unterschied licher Polarisation eingekoppelt werden. Alternativ ist es auch möglich, daß wenigstens ein Wellenleiterelement unterschiedliche Frequenzen aufweisende äußere Wellen mit derselben Polarisation selektiv einkoppelt.It is particularly advantageous if the coupling elements at least a waveguide element are designed such that two un outer waves with different frequencies polarization. Alternatively it is possible that at least one waveguide element different Outer waves with frequencies with the same polarization selective coupling.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung koppelt wenigstens ein Wellenleiterelement zwei unterschiedliche oder gleiche Frequenzen aufweisende äußere Wellen in wenigstens zwei Strahlrichtungen mit gleicher und/oder unterschiedlicher Polarisationen ein bzw. aus.According to a further advantageous embodiment of the invention couples at least one waveguide element two different ones or external waves with the same frequencies in at least two beam directions with the same and / or different Polarizations on or off.

Insbesondere im Zusammenhang mit einem Radialhohlleiter ist die wenigstens eine Koppelöffnung ein spiralförmiger und/oder ellip tischer Schlitz. Der Schlitz kann mittig oder exzentrisch in ei ner Aperturfläche eines Wellenleiterelements ausgebildet sein.Especially in connection with a radial waveguide at least one coupling opening a spiral and / or ellip table slot. The slot can be centered or eccentric in an egg ner aperture surface of a waveguide element can be formed.

Die Erfindung sowie deren Vorteile wird bzw.werden nachfolgend am Beispiel einer Planarantenne mit Radialhohlleitern unter Be zug auf die Figuren erläutert. Es zeigen:The invention and its advantages will be as follows using the example of a planar antenna with radial waveguides under Be train explained on the figures. Show it:

Fig. 1 eine herkömmliche Planarantenne mit Innenspeisung; Figure 1 shows a conventional planar antenna with internal feed.

Fig. 2 eine herkömmliche Planarantenne mit Außenspeisung; Fig. 2 shows a conventional planar antenna with external feed;

Fig. 3 eine schematische Darstellung für das magnetische Feld einer linkszirkular polarisierten Welle unter Festlegung des Koordinatensystems; Figure 3 is a schematic representation of the magnetic field of a left-handed circularly polarized wave by setting the coordinate system.

Fig. 4 eine schematische Darstellung der Apertur der Planaran tenne mit spiralförmiger Kurvenform der Koppelelemente in schematischer Darstellung; Fig. 4 is a schematic representation of the aperture of the planar antenna with a spiral curve shape of the coupling elements in a schematic representation;

Fig. 5 und 6 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Planar antenne mit Wellenverläufen, in schematischer Darstellung. FIGS. 5 and 6 an embodiment of the planar antenna according to the invention illustrating waveforms, in a schematic representation.

Zur Erläuterung des Aufbaus und der Funktion der erfindungsgemä ßen Planarantenne wird eine Empfangsantenne für zirkulare Pola risation beschrieben. Die zu empfangende zirkulare polarisierte ebene Welle fällt in z-Richtung auf die Apertur bzw. die Außen wand der erfindungsgemäßen Antenne ein, wie dies durch die Fig. 3 und 4 an Hand des Koordinatensystems bzw. der Spiralkurvenform dargestellt ist.A reception antenna for circular polarization is described to explain the structure and function of the planar antenna according to the invention. The circular polarized plane wave to be received falls in the z-direction on the aperture or the outer wall of the antenna according to the invention, as shown by FIGS . 3 and 4 using the coordinate system or the spiral curve shape.

In der Fig. 3 wird dies für das magnetische Feld einer zirku lar polarisierten Welle schematisch wiedergegeben.In Fig. 3 this is shown schematically for the magnetic field of a circular polarized wave.

Wie Fig. 4 zeigt, dienen Schlitze 41 in der Außenwand oder Aper tur 42 der Empfangsantenne als Koppelöffnungen. Die Schlitze sind längs einer Spirale ausgerichtet. Wie aus Fig. 4 ersicht lich ist, ist die Steigung dieser Spirale so gewählt, daß ihr Radius entlang eines Umfangs um den Betrag einer Wellenlänge λ der im Radialhohlleiter auftetenden Wellen zunimmt. Vereinfa chend sei angenommen, daß die Wellenlänge im gesamten Wellenlei terelement konstant ist und durch das Einbringen der nachfolgen den noch zu beschreibenden Koppelelemente nicht beeinflußt wird. Die Spirale läßt sich aus N-Kurvenstücken zusammensetzen, die jeweils für den Winkelbereich δ
0δ2π definiert sind. Hierbei gilt für den jeweiligen Radius
r_i: =δ/2π×λ+i×λ,
wobei i eine ganze Zahl ist.As FIG. 4 shows, are slots 41 in the outer wall or Aper structure 42 of the receiving antenna and coupling openings. The slots are aligned along a spiral. As is apparent from Fig. 4, the slope of this spiral is chosen so that its radius increases along a circumference by the amount of a wavelength λ of the waves emerging in the radial waveguide. Simplifying it is assumed that the wavelength in the entire Wellenlei terelement is constant and is not affected by the introduction of the follow the coupling elements to be described. The spiral can be composed of N-curve pieces, each for the angular range δ
0δ2π are defined. This applies to the respective radius
r _i : = δ / 2π × λ + i × λ,
where i is an integer.

Die Schlitze 41 koppeln das magnetische Feld entlang der Aper turebene der erfindungsgemäßen Flachantenne, wobei das magneti sche Feld parallel zu den Längsachsen der Schlitze 41 ver läuft. Daher wird von jedem Schlitz 41 eine radiale Welle im Hohlleiter angeregt.The slots 41 couple the magnetic field along the aperture plane of the flat antenna according to the invention, the magnetic field running parallel to the longitudinal axes of the slots 41 ver. Therefore, a radial wave in the waveguide is excited by each slot 41 .

Die Fig. 5 und 6 zeigen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Planarantenne in Verwendung als Empfangsantenne. FIGS. 5 and 6 show embodiments of the planar antenna according to the invention in use as a receiving antenna.

Die erfindungsgemäße Planarantenne weist einen oberen Hohlleiter 51, und einen unteren Hohlleiter 52 auf, die durch eine Trenn wand 53 getrennt sind, wobei zwischen den oberen Hohlleiter 51 und dem unteren Hohlleiter 52 am Außenumfang der Trennwand 53 eine Verbindung 54 besteht. Eine Umrandung 55 ist in ihrer Form so ausgebildet, daß sie die Wellen von einem Hohlleiter 51 bzw. 52 in den anderen Hohlleiter 52 bzw. 51 umlenkt.The planar antenna according to the invention comprises an upper waveguide 51 and lower waveguide 52, the wall by a partition are separated 53, wherein between the upper waveguide 51 and lower waveguide 52 is a connection 54 at the outer periphery of the partition 53rd The shape of a border 55 is such that it deflects the waves from one waveguide 51 or 52 into the other waveguide 52 or 51 .

Der obere Hohlleiter 51 ist durch eine Außenwand 42 begrenzt, die Schlitze 41 in spiralförmiger Ausrichtung aufweist und die Antennenapertur bildet.The upper waveguide 51 is delimited by an outer wall 42 which has slots 41 in a spiral orientation and forms the antenna aperture.

Zur Auskopplung der Welle aus dem oberen Hohlleiter 51 ist ein koaxiales Koppelelement 56 vorgesehen, das in den oberen Hohl leiter 51 ragt. Das koaxiale Koppelelement 56 für den oberen Hohlleiter 51 geht dabei durch den unteren Hohlleiter 52 hin durch.To decouple the shaft from the upper waveguide 51 , a coaxial coupling element 56 is provided which protrudes into the upper hollow conductor 51 . The coaxial coupling element 56 for the upper waveguide 51 passes through the lower waveguide 52 .

Die im unteren Hohlleiter 52 geführte Welle wird über ein wei teres Koppelelement 57 ebenfalls in Form eines Koaxialkabels ausgekoppelt, wobei das Koppelelement 57 für den unteren Hohl leiter 52 in diesem endet. Bei dem dargestellten Ausführungsbei spiel sind die Koppelelemente 56 und 57 für den oberen bzw. un teren Hohlleiter 51 bzw. 52 konzentrisch bzw. koaxial ausgebil det. The guided in the lower waveguide 52 is also coupled wave in the form of a coaxial cable via a wei teres coupling element 57, wherein the coupling element 57 for the lower conductors hollow ends this 52nd In the illustrated embodiment, the coupling elements 56 and 57 are concentrically or coaxially ausgebil det for the upper or un lower waveguide 51 or 52 .

Angenommen, eine linkszirkular polarisierte ebene Welle fällt senkrecht auf die Apertur bzw. die Außenwand 42 der zum Empfang dienenden erfindungsgemäßen Planarantenne ein. Die dadurch im oberen Radialhohlleiter 51 angeregten Wellen überlagern sich zu einer zentral nach innen fortlaufenden radialen Welle (vgl. Fig. 5). Eine radial nach außen fortlaufende Welle wird dabei nicht angeregt, so daß die auf die Planarantenne auffallende zirkular polarisierte ebene Welle im oberen Radialhohlleiter 51 eine zen tral nach innen fortlaufende radiale Welle erzeugt, die über das Koppelelement 56 des oberen Hohlleiter 51 ausgekoppelt wird.Assume that a left-hand circularly polarized plane wave falls perpendicularly onto the aperture or the outer wall 42 of the planar antenna according to the invention used for reception. The waves thus excited in the upper radial waveguide 51 overlap to form a radial wave that runs inwards centrally (cf. FIG. 5). A radially continuous outwardly wave is not excited, so that the light incident on the planar antenna circularly polarized plane wave a zen generated in the upper radial waveguide 51 tral inwardly continuous radial shaft which is coupled via the coupling element 56 of the upper waveguide 51st

Trifft eine rechtszirkular polarisierte ebene Welle auf die Au ßenwand 42 der erfindungsgemäßen Planarantenne auf, regt diese über die Schlitze 41 eine zentral nach außen fortlaufende Welle im oberen Radialhohlleiter 51 an, wie dies in Fig. 6 schematisch angedeutet ist. Die Anteile der nach innen fortlaufenden Welle löschen sich dabei gegenseitig aus. Die zentral nach außen ver laufende Welle im oberen Radialhohlleiter 51 wird an der Umran dung 55 durch die Verbindung 54 aus dem oberen Radialhohlleiter 51 in den unteren Radialhohlleiter 52 umgelenkt und pflanzt sich im unteren Radialhohlleiter 52 nach innen fort, so daß sie zen tral auf das Koppelelement 57 für den unteren Hohlleiter 52 auf trifft und über dieses Koppelelement 57 ausgekoppelt wird.Makes a right circularly polarized plane wave to the Au ßenwand 42 of the planar antenna according to the invention, stimulates this one, as is schematically indicated in Fig. 6 through the slots 41 centrally outwardly continuous shaft in the upper radial waveguide 51 at. The parts of the wave continuing inwards cancel each other out. The centrally running outwardly ver shaft in the upper radial waveguide 51 is at the Umran dung deflected 55 into the lower radial waveguide 52 through the connection 54 from the upper radial waveguide 51 and propagated in the lower radial waveguide 52 inwardly away so that they zen tral to the Coupling element 57 for the lower waveguide 52 meets and is coupled out via this coupling element 57 .

Mit der erfindungsgemäßen Planarantenne ist es auf einfache Weise möglich, Wellen mit zwei Polarisationen zu empfangen, ohne daß sich diese Wellen mit unterschiedlicher Polarisation verkop peln.With the planar antenna according to the invention, it is simple Way possible to receive waves with two polarizations without that these waves copy with different polarization peln.

Bei dem beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiel wurde die erfindungsgemäße Planarantenne in ihrer Funktion als Empfangsantenne beschrieben. Sie ist jedoch mit denselben Vor teilen entsprechend auch als Sendeantenne zu verwenden, wobei die Wellen über mit unterschiedlicher Ausbreitungsrichtung die Koppelelemente 56 bzw. 57 in den oberen bzw. unteren Hohlleiter 51 bzw. 52 eingekoppelt und über die mit Schlitzen 41 versehene Außenwand 42 in den Außenraum ausgekoppelt werden. Die zuvor ge machten Ausführungen über die Wellenverläufe bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Planarantenne als Empfangsantenne gelten in entsprechender Weise auch für die Verwendung der Planaran tenne als Sendeantenne.In the exemplary embodiment described and illustrated, the planar antenna according to the invention was described in its function as a receiving antenna. However, it is to be used with the same parts as a transmitting antenna, the waves being coupled in with different directions of propagation, the coupling elements 56 and 57 into the upper and lower waveguides 51 and 52, and via the outer wall 42 provided with slots 41 in the Outside space to be decoupled. The previously made statements about the waveforms when using the planar antenna according to the invention as a receiving antenna apply in a corresponding manner to the use of the planar antenna as a transmitting antenna.

Claims

1. planar antenna with at least one waveguide element, characterized in that a wave with a polarization in the outer space it excites in at least one waveguide element, a wave extending from the outside inwards, and a wave with an outer space second, for the first different polarization in at least one waveguide element excites a wave running from the inside to the outside.

2. Planar antenna according to claim 1, characterized in that the waveguide element has a first and a second Hohllei ter ( 51 , 52 ) which are arranged one above the other.

3. planar antenna according to claim 1 or 2, characterized in that at least one of the waves from the first ( 51 ) in the two th waveguide ( 52 ) or from the second ( 52 ) in the first Hohllei ter ( 51 ) is deflectable.

4. planar antenna according to one of the preceding claims, since characterized in that the waveguide element has a high Re flexion damping of the shaft running outwards or inwards having.

5. planar antenna according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the waves with under different propagation direction by means of a coupling element ( 56 , 57 ) can be coupled out or in.

6. Planar antenna according to one of the preceding claims, characterized in that a second coupling element ( 56 or 57 ) for coupling or decoupling the deflected shaft in the second Hohllei ter ( 54 or 52 ) is provided.

7. Flat antenna according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one Wellenleiterele element is a radial waveguide ( 51 or 52 ).

8. planar antenna according to claim 7, characterized in that the at least one coupling element ( 56 , 57 ) in the center of the least a radial waveguide ( 51 , 52 ) is arranged.

9. planar antenna according to claim 7 or 8, characterized in that the coupling elements ( 56 , 57 ) are coaxial coupling elements.

10. planar antenna according to one of claims 7 to 9, characterized in that the coupling elements ( 56 , 57 ) are arranged coaxially to one another.

11. Planar antenna according to one of claims 7 to 10, characterized in that the inner coaxial coupling element ( 56 ) for coupling the external radial waveguide ( 51 ) and the outer coaxial coupling element ( 57 ) for coupling the internal radial waveguide ( 52 ) is provided.

12. Planar antenna according to one of the preceding claims, characterized in that the waveguide element is at least partially formed with a lateral border ( 55 ).

13. planar antenna according to one of the preceding claims, since characterized in that the waveguide element as dielectri shear waveguide is formed.

14. Planar antenna according to one of the preceding claims, since characterized in that the waveguide element as metalli shear waveguide is formed.

15. planar antenna according to one of the preceding claims, characterized in that at least one surface ( 42 ) of a wel lenleiterelements has a plurality of coupling openings ( 41 ).

16. Planar antenna according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling openings ( 41 ) coupling slots and / or coupling dipoles.

17. Planar antenna according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling openings ( 41 ) are arranged individually, in groups or in any other combination so that the outer field with a first polarization in a sufficient wave and the outer field with a second polarization can be coupled into or out of a returning shaft of the waveguide element.

18. Planar antenna according to one of the preceding claims, characterized in that a slot is at least partially formed as a combination of a plurality of coupling openings ( 41 ).

19. Planar antenna according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling openings ( 41 ) have the same or different shapes and / or layers.

20. Planar antenna according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling openings ( 41 ) are formed by the choice of their shapes, their number and / or their positions so that they act as compensation elements.

21. Planar antenna according to one of the preceding claims, there characterized in that at least one waveguide element two different frequency waves polarization.

22. planar antenna according to one of claims 1 to 20, characterized ge indicates that at least one waveguide element two under waves of different frequencies with the same polarity coupling in or out.

23. Planar antenna according to one of the preceding claims, there characterized in that at least one waveguide element two waves having different or the same frequencies same and / or different polarization in at least coupling or decoupling two beam directions.

24. Planar antenna according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one coupling opening ( 41 ) is a spiral, circular and / or elliptical slot.

25. Planar antenna according to one of the preceding claims, characterized in that the slot ( 41 ) or the slots ( 41 ) is or are formed centrally in an aperture surface of a waveguide element.

26. Planar antenna according to one of the preceding claims, characterized in that the slot ( 41 ) or the slots ( 41 ) is eccentrically formed in an aperture surface of a waveguide element.