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Patents

  1. Advanced Patent Search
Publication numberDE3129425 C2
Publication typeGrant
Application numberDE19813129425
Publication date24 Oct 1991
Filing date25 Jul 1981
Priority date25 Jul 1981
Also published asDE3129425A1, EP0071069A2, EP0071069A3
Publication number19813129425, 813129425, DE 3129425 C2, DE 3129425C2, DE-C2-3129425, DE19813129425, DE3129425 C2, DE3129425C2, DE813129425
InventorsWerner Dipl.-Ing. Dr. 7300 Esslingen De Lange
ApplicantRichard Hirschmann Gmbh & Co, 7300 Esslingen, De
Export CitationBiBTeX, EndNote, RefMan
External Links: DPMA, Espacenet

DE 3129425 C2
Abstract  available in
Claims(2)  translated from German
1. Mikrowellenantenne für zirkular polarisierte elektromagnetische Wellen, bestehend aus einem einen am Ende kurzgeschlossenen Hohlleiterabschnitt abweisenden Hohlleiterstrahler und zwei über einen 90°- 3dB-Koppler (Hydrid) angesteuert, um 90° zueinander senkrecht zur Achse des Hohlleiterstrahlers in einem Abstand von etwa einem viertel der mittleren Betriebswellenlänge vom kurzgeschlossenen Ende des Hohlleiterabschnitts angeordneten Erregerstrahlern, wobei die Erregerstrahler, der Hybrid sowie deren Verbindungsleitungen in Drucktechnik auf dielektrischem Trägermaterial ausgeführt sind und dem Hybrid sowie den Verbindungsleitungen eine Massefläche gegenüberliegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerstrahler ( 14 ), der Hybrid ( 12 ) und die Verbindungsleitungen ( 13 ) auf einer Seite eines einzigen Substrates ( 7 ) angeordnet sind, und daß auf dem Substrat ( 7 ) um 180° zu den Erregerstrahlern ( 14 ) versetzte, in deren Verlängerung angeordnete Metallstreifen ( 15 ) vorgesehen sind. 1. A microwave antenna for circularly polarized electromagnetic waves, consisting of a one short-circuited at the end waveguide section repellent waveguide radiator and two on a 90 ° - 3 dB-coupler (hydride) is controlled to 90 ° to one another perpendicular to the axis of the waveguide radiator in a distance of about one quarter the average operating wavelength ordered by the short-circuited end of the waveguide portion exciter lamps, the energizing radiators of the hybrid and their connection lines are embodied in printing technique on a dielectric substrate and the hybrid as well as the connecting lines opposite to a ground plane, characterized in that the excitation lamp (14) of the hybrid ( 12) and the connecting lines (13) on one side of a single substrate (7) are arranged, and that on the substrate (7) offset by 180 ° to the exciting lamps (14) arranged in the extension of the metal strip (15) are provided.
2. Mikrowellenantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallstreifen ( 15 ) über die Stirnfläche des auf der Massefläche ( 10 ) aufliegenden Hohlleiterabschnitts ( 3 ) mit diesem leitend verbunden sind. 2. A microwave antenna according to claim 1, characterized in that the metal strips (15) on the end face of the mass on the surface (10) overlying the waveguide section (3) are connected with this conducting.
Description  translated from German

Die Erfindung betrifft eine Mikrowellenantenne gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. The invention relates to a microwave antenna according to the preamble of claim 1.

Eine z. B. auch für den Satellitenempfang verwendbare aus der Praxis bekannte Mikrowellenantenne ist in Fig. 1 dargestellt. A z. B. for satellite reception usable known from practical microwave antenna is shown in Fig. 1. Bei ihr können durch Einspeisen (Sendefall) bzw. Entnehmen (Empfangsfall) der Hochfrequenzenergie an einem der beiden voneinander entkoppelten Anschlußtore des Hybrids links- oder rechtspolarisierte Wellen erzeugt bzw. empfangen werden. When you can by feeding (transmission case) or removal (reception case) of the high frequency energy left at one of the two uncoupled from each terminal gates of the hybrid or right-polarized waves are generated or received. Das jeweils andere Anschlußtor ist dabei entweder abgeschlossen oder zum Empfangen bzw. Senden der jeweils orthogonalen Komponenten benutzt. The respective other connection gate is either completed or used for receiving and transmitting each of the orthogonal components. Die Güte der Zirkularpolarisation hängt bei dieser bekannten Mikrowellenantenne entscheidend davon ab, daß die beiden Verbindungsleitungen L₁, L₂ zwischen den als über Steckverbinder ST in den Hohlleiterstrahler HS eintauchende Metallstifte ausgebildeten Erregerstrahlern S und dem Hybrid H, sowie die Metallstifte und die Steckverbinder exakt gleich lang sind. The quality of the circular polarization depends in this known microwave antenna crucially on the assumption that the two connecting lines L₁, L₂ formed between the dipping than connectors ST in the waveguide radiator HS metal pins exciter lamps S and the hybrid H, and the metal pins and connectors are exactly the same length , Beispielsweise darf der Längenunterschied im Bereich um 12 GHz (Satelliten-TV) nur etwa 0,1 mm betragen, wenn eine Abweichung von der erforderlichen 90°-Phasendifferenz von max. For example, the difference in length in the range of 12 GHz (satellite TV) may be only about 0.1 mm when a deviation from the required 90 ° phase difference of max. 3° eingehalten werden soll. 3 ° to be maintained. Diese hohen Anforderungen an die Herstellungsgenauigkeit der Kabel und Verbinder sind jedoch in der Praxis nur unter Zuhilfenahme komplizierter und teurer Fertigungs- und Montagetechniken erfüllbar. However, these high demands on manufacturing accuracy of the cables and connectors are in practice only by means of complicated and expensive manufacturing and assembly techniques satisfiable.

Diese Nachteile sind bei einer Mikrowellenantenne nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, wie sie aus der US-PS 42 08 660 bekannt ist, dadurch vermieden, daß die Erregerstrahler, der Hybrid sowie deren Verbindungsleitungen in Streifenleitungstechnik ausgeführt sind, wodurch die bei der eingangs beschriebenen Mikrowellenantenne gemäß Fig. 1 verwendeten Steckverbinder und ihre Ungenauigkeiten entfallen und die genannten Elemente mittels fotografischer Verfahren einfach und reproduzierbar genau herstellbar sind. These drawbacks are at a microwave antenna according to the preamble of patent claim 1, as known from US-PS 42 08 660, thereby prevents the exciting lamps, the hybrid and their connection lines are constructed in stripline technology, whereby the microwave antenna initially described in the connectors used in FIG. 1 and their inaccuracies omitted and these elements by means of photographic processes are simple, reproducibly and accurately produced.

Andererseits sind bei dieser bekannten Lösung drei Trägerplatinen mit Metallbeschichtung (s. Fig. 2, 3) erforderlich, was einen großen Fertigungsaufwand und hohe Materialkosten bedingt. On the other hand (Fig. 2, 3 sec.) Are in this known solution three backplanes with metal coating is required, what a great production effort and high material costs due.

Außerdem sind bei dieser Ausführung einer Mikrowellenantenne die Erregerstrahler auf beiden Seiten der Trägerplatine angeordnet, wodurch die Herstellung weiter verteuert wird und darüber hinaus die erreichbare mechanische und damit elektrische Genauigkeit um die zusätzliche Toleranz der Platinenstärke geringer ist. In addition, in this embodiment, a microwave antenna, the excitation radiators are arranged on both sides of the support plate, whereby the production becomes more expensive and beyond the achievable mechanical and therefore electrical accuracy is lower by the additional tolerance of the board thickness.

Schließlicht ist die Anpassung der Hohlleiterwelle an die auf den Erregerstrahlern geführte Leitungswelle für viele Einsatzfälle nicht ausreichend. Closing the adjustment of the light waveguide to the shaft guided to the excitation lamps line shaft for many applications is inadequate.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Mikrowellenantenne der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß sie einen einfachen und kostengünstigen, für die Mengenfertigung geeigneten Aufbau aufweist sowie mit hoher Präzision herstellbar ist, und daß auf möglichst einfache Weise die Wellentypwandlung von der unsymmetrischen Ein- bzw. Auskopplung auf die achssymmetrische Hohlleiterwelle verbessert ist. The invention is therefore the object of developing a microwave antenna of the type mentioned in such a way that it has a simple and low cost, suitable for mass production structure and can be manufactured with high precision, and that in the simplest possible way the wave mode conversion of the unbalanced input or extraction is improved on the axisymmetric waveguide mode.

Diese Aufgabe ist durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. This object is achieved by the characterizing features of claim 1. Durch die Reduzierung des Aufbaus auf ein einziges Substrat sowie der erfindungsgemäßen Anordnung der darauf vorgesehenen Elemente ist ein Minimum an Herstellkosten und Fertigungstoleranzen erreicht. Due to the reduction of the construction on a single substrate as well as the arrangement of the invention the elements provided thereon a minimum is reached on manufacturing costs and manufacturing tolerances. Darüber hinaus ist mit den zusätzlichen Metallstreifen ein einfaches Mittel an die Hand gegeben, die Wellentypwandlung von der unsymmetrischen Ein- bzw. Auskopplung auf die achssymmetrische Hohlleiterwelle (beim Rundhohlleiter H₁₁-Typ) und damit die Anpassung zu verbessern, wobei selbstverständlich die Länge der Metallstreifen entsprechend dem jeweiligen Betriebsfrequenzbereich dimensioniert ist, und zudem eine hohe Polarisationsentkopplung gewährleistet, die wiederum eine Minimierung der Übertragungsfehler zur Folge hat. In addition, with the additional metal strip a simple means put in our hands, the wave type conversion of the unsymmetrical coupling or decoupling of the axisymmetric guided wave (the circular waveguide H₁₁ type) and thus to improve the fit, it being understood that the length of the metal strip in accordance with each operating frequency range is dimensioned, and also ensures a high polarization decoupling, which in turn has a minimize transmission error.

Eine galvanische Verbindung der Metallstreifen mit Masse und/oder dem Hohlleiterabschnitt ist prinzipiell nicht erforderlich. A galvanic connection of the metal strip to the ground and / or the waveguide section is in principle not required. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Mikrowellenantenne nach Patentanspruch 2 ermöglicht die leitende Verbindung der Metallstreifen mit Masse und dem Hohlleiterabschnitt jedoch eine Einsparung von Durchkontaktierungen in der Trägerplatine, wodurch die Herstellung, insbesondere bei Mengenfertigung, beträchtlich verbilligt ist. In an advantageous embodiment of the microwave antenna of the invention according to claim 2, however, the conductive connection of the metal strip to the ground and the wave guide portion allows a saving of plated-through holes in the carrier board, whereby the fabrication, especially in mass production, is considerably cheaper.

Die Fig. 2 und 3 zeigen ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Mikrowellenantenne, wobei Fig. 2 einen Axialschnitt darstellt und Fig. 3 eine Draufsicht auf das transversal in die Antenne einzuführende Substrat. Figs. 2 and 3 show an embodiment of the microwave antenna of the invention, in which FIG. 2 is an axial section and Fig. 3 is a plan view of the transversely inserted into the antenna substrate.

Die Mikrowellenantenne weist einen in Strahlungsrichtung trichterförmig aufgeweiteten offenen Rundhohlleiter - Strahlerteil 1 und einen am Ende 2 kurzgeschlossenen Rundhohlleiterabschnitt 3 auf. The microwave antenna has a radiation in the direction flared open circular waveguide - to spotlight part 1 and 2 at the end of a shorted circular waveguide section 3. Zwischen den beiden mittels Befestigungsflanschen 4, 4′ bzw. 5, 5′ und Schrauben 6 fest miteinander verbundenen Strahlerelementen 1, 3 ist ein Substrat 7 eingebracht, welches aus einer beidseitig mit Metallbelag beschichteten Trägerplatte 8 aus Isoliermaterial besteht wobei die dem Strahlerteil 1 zugewandte, zusammen mit dem Gehäuse die Massefläche bildende Metallschicht 9 eine kreisförmige Ausnehmung aufweist, deren Durchmesser dem Innendurchmesser des Rundhohlleiters entspricht, so daß die elektromagnetischen Wellen ungehindert die Trägerplatte 8 passieren können. Between the two means of attachment flanges 4, 4 'and 5, 5' and screws 6 firmly interconnected radiating elements 1, 3 a substrate 7 is placed, which consists of insulating material consists of a both-side coated with a metal backing plate 8 with the the radiant section 1 facing, together with the housing, the ground plane forming metal layer 9 having a circular recess whose diameter corresponds to the inner diameter of the circular waveguide so that the electromagnetic waves can pass freely through the support plate 8. Auf deren anderer Seite ist die Metallschicht 10 bis auf zwei Antennenanschlußleitungen 11 , einen daran angeschlossenen, aus vier jeweils /4-langen, Rechteckkonfiguration zusammengeschalteten Leiterbahnen aufgebauten Hybrid 12 , zwei weitere exakt gleiche lange Leitungen 13 zum Verbinden des Hybrids 12 mit zwei unter 90° zueinander angeordneten Erregerstrahlern 14 , deren gleiche Längen aus dem in den Strahlerteil 1 hineinragenden Endabschnitt der Leitungen 13 gebildet sind, sowie zwei den Erregerstrahlern 14 diametral gegenüberliegenden, in Betriebsstellung ebenfalls in den Strahlerteil 1 hineinragenden kurzen, mit der verbleibenden Massefläche 10 verbundenen Metallstreifen 15 weggeätzt. On the other side the metal layer is 10 to two antenna connecting lines 11, one connected thereto and made up of four each / 4 long, rectangular configuration interconnected conductor tracks hybrid 12, and two more exact same long lines 13 for connecting the hybrid 12 having two 90 ° arranged mutually excitation radiators 14, the same lengths are formed of the protruding into the radiant section one end portion of the lines 13, as well as two the excitation lamps 14 diametrically opposite, also projecting into the operating position in the radiant section 1 short, connected to the remaining ground plane 10 of metal strip 15 is etched away. Die Leitungen 11 und 13 sind als 50-Ω-Leitungen in Mikrostrip-Technik ausgebildet. The lines 11 and 13 are formed as 50-Ω-lines in micro-strip technology. In montiertem Zustand der Mikrowellenantenne ist zwischen den Flanschen 4 und 5 ein Kanal 16 zur berührungsfreien Anordnung der Verbindungsleitungen 13 , des Hybrids 12 sowie der Anschlußleitungen 11 gebildet, welch letztere über eine Steckverbindung 17 , deren einer Teil in einer Halterung 18 angeordnet ist, an weiterführende Kabel 19 angeschlossen sind. In the assembled state of the microwave antenna, a channel 16 for non-contact arrangement of the connecting lines 13, the hybrid 12 and the leads 11 is between the flanges 4 and 5 are formed, the latter via a plug connection 17, of which one part is arranged in a holder 18, to further cable 19 connected.

Durch die Ansteuerung der beiden gekreuzten Erregerstrahler 14 über einen Hybrid 12 wird die in den Leitungen 11 geführte linear polarisierte Welle in eine vom Trichterstrahler abstrahlbare bzw. empfangbare zirkular polarisierte Welle umgewandelt. By driving the two crossed excitation radiator 14 via a hybrid 12, the lines 11 run in the linearly polarized wave is converted into a receivable from the hopper or be emitted radiating circularly polarized wave.

Referenced by
Citing PatentFiling datePublication dateApplicantTitle
DE19629593A1 *23 Jul 199629 Jan 1998Endress Hauser Gmbh CoAnordnung zum Erzeugen und zum Senden von Mikrowellen, insb. für ein Füllstandsmeßgerät
DE19633147A1 *18 Aug 199619 Feb 1998Pates Tech PatentverwertungMultifocus-Reflektorantenne
Classifications
International ClassificationH01Q13/02, H01Q1/38, H01Q21/24
Cooperative ClassificationH01Q1/38, H01Q13/0241, H01Q21/24
European ClassificationH01Q13/02D, H01Q21/24, H01Q1/38
Legal Events
DateCodeEventDescription
16 Feb 19848181Inventor (new situation)
Free format text: LANGE, WERNER, DIPL.-ING. DR., 7300 ESSLINGEN, DE
30 Jun 19888110Request for examination paragraph 44
25 Jan 19908127New person/name/address of the applicant
Owner name: RICHARD HIRSCHMANN GMBH & CO, 7300 ESSLINGEN, DE
24 Oct 1991D2Grant after examination
23 Apr 19928364No opposition during term of opposition
10 Sep 19928320Willingness to grant licenses declared (paragraph 23)
13 Jul 19958339Ceased/non-payment of the annual fee