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Patents

  1. Advanced Patent Search
Publication numberEP0071069 A2
Publication typeApplication
Application numberEP19820106235
Publication date9 Feb 1983
Filing date13 Jul 1982
Priority date25 Jul 1981
Also published asDE3129425A1, DE3129425C2, EP0071069A3
Publication number1982106235, 82106235, 82106235.3, EP 0071069 A2, EP 0071069A2, EP-A2-0071069, EP0071069 A2, EP0071069A2, EP19820106235, EP82106235
InventorsWerner Dr.-Ing. Lange
ApplicantRichard Hirschmann Radiotechnisches Werk
Export CitationBiBTeX, EndNote, RefMan
External Links: Espacenet, EP Register
Circularly polarised microwave antenna
EP 0071069 A2
Abstract
In a microwave antenna (1), consisting of a waveguide emitter and two exciter emitters (14), controlled by a hybrid (12) and arranged at 90 DEG with respect to each other perpendicular to the axis of the waveguide emitter, for right-hand and left-hand circularly polarised electromagnetic waves, in order to achieve a high-precision phase difference of the polarisation components with simple, cost-saving means, which are as suitable as possible for quantity production, the exciter emitters (14), the hybrid (12) and their connecting lines (13) are designed on a substrate (7) in printed technology, the part of the substrate (7) carrying the exciter emitters (14) being arranged transversely in the waveguide emitter. <IMAGE>
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Claims(3)  translated from German
1. Mikrowellenantenne für links- und rechtszirkular polarisierte elektromagnetische Wellen, bestehend aus einem Hohlleiterstrahler und zwei über einen 90 ο - 3 dB - Koppler (Hybrid) angesteuerten, um 90 o zueinander senkrecht zur Achse des Hohlleiterstrahlers angeordneten Erregerstrahlern, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerstrahler (14), der Hybrid (12); 1. Microwave antenna for left and right circularly polarized electromagnetic waves comprising a waveguide radiator and two ο over a 90 - 3dB - coupler (hybrid) controlled to 90 o to one another arranged perpendicularly to the axis of the waveguide radiator excitation radiators, characterized in that the excitation radiators (14) of the hybrid (12); sowie deren Verbindungsleitungen (13) in Drucktechnik auf einem Substrat (7) ausgeführt sind, dessen die Erregerstrahler (14) tragender Teil transversal im Hohlleiterstrahler angeordnet ist. as well as their connecting lines (13) are executed in printing technology on a substrate (7), the excitation lamp (14) bearing part is arranged transversely in the waveguide radiators.
2. Mikrowellenantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB auf dem Substrat (7) um 18 0 ° zu den Erregerstrahlern (14) versetzte, in deren Verlängerung angeordnete Metallstrei - fen (15) vorgesehen sind, die vorzugsweise über die Stirnfläche des auf der Massefläche (lo) aufliegenden Hohlleiter-Strahlerteils (3) mit diesem leitend verbunden sind. , Dab on the substrate (7) offset 2. Microwave antenna according to claim 1, characterized by 18 0 ° to the excitation lamps (14) arranged in the extension of Metallstrei - fen (15) are provided, which are preferably of about the face of the to ground plane (Lo) lying waveguide radiator part (3) are conductively connected with this.
3. Mikrowellenantenne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daB die Erregerstrahler (14) in einem Abstand von etwa einem Viertel der mittleren Hohlleiter-Betriebswellenlänge vor dem kurzgeschlossenen Ende des Hohlleiterstrahlers angeordnet sind. 3. Microwave antenna according to claim 1 or 2, characterized in DAB, the excitation lamp (14) are arranged at a distance of about one quarter of the mean waveguide operating wavelength of the short-circuited end of the waveguide radiator.
Description  translated from German
  • [0001] [0001]
    Die Erfindung betrifft eine Mikrowellenantenne für links-und rechtszirkular polarisierte elektromagnetische Wellen, bestehend aus einem Hohlleiterstrahler und zwei über einen 90 - 3 dB - Koppler (Hybrid) angesteuerten, um 9 0 ° zueinander senkrecht zur Achse des Hohlleiterstrahlers angeordneten Erregerstrahlern. The invention relates to a microwave antenna for left-and right-circularly polarized electromagnetic waves comprising a waveguide radiator and two via a 90 - 3dB - driven coupler (hybrid), arranged around 9 0 ° to one another perpendicular to the axis of the waveguide radiator excitation radiators.
  • [0002] [0002]
    Eine derartige, zB auch für den Satellitenempfang verwendbare aus der Praxis bekannte Mikrowellenantenne ist in Figur 1 dargestellt. Such, for example, also be used for the satellite known from practice microwave antenna is shown in FIG. 1 Bei ihr können durch Einspeisen (Sendefall) bzw. Entnehmen (Empfangsfall) der Hochfrequenzenergie an einem der beiden voneinander entkoppelten AnschluBtore des Hybrids links-oder rechtspolarisierte Wellen erzeugt bzw. empfangen werden. When it (the transmission case) or removal (receiving case) may be generated high frequency power to one of the two mutually decoupled AnschluBtore the hybrid left or right polarized waves or received by feeding. Das jeweils andere AnschluBtor ist dabei entweder abgeschlossen, oder zum Empfangen bzw. Senden der jeweils orthogonalen Komponenten benutzt. The respective other AnschluBtor is either completed or for receiving and transmitting the respective orthogonal components used. Die Güte der Zirkularpolarisation hängt bei dieser bekannten Mikrowellenantenne entscheidend davon ab, daB die beiden Verbindungsleitungen L 1 , L 2 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 critically dependent on that the two connecting lines L 1, L 2 between the as configured via connectors ST in the waveguide radiator HS dipping metal pins excitation lamps S and the hybrid H, and the metal pins and the connectors exactly the same are long. Beispielsweise darf der Längenunterschied im Bereich um 12 GHz (Satelliten-TV) nur etwa o,l mm betragen, wenn eine Abweichung von der erforderlichen 90° Phasendifferenz von max. For example, the difference in length in the range around 12 GHz (satellite TV) may be as low as o, l mm when a deviation from the required 90 ° phase difference of max. 3 0 eingehalten werden soll. 3 0 should be respected. Diese hohen Anforderungen an die Herstellungsgenauigkeit der Kabel und Verbinder sind jedoch in der Praxis nur unter Zuhilfenahme komplizierter und teuerer Fertigungs- und Montagetechniken erfüllbar. However, these high demands on the manufacturing accuracy of the cables and connectors can be met only by means of complicated and expensive manufacturing and assembly techniques in practice.
  • [0003] [0003]
    Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Mikrowellenantenne der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei hoher Genauigkeit der Phasendifferenz der Polarisationsanteile einen einfachen und kostengünstigen, möglichst für die Mengenfertigung geeigneten Aufbau aufweist. The invention has for its object to provide a microwave antenna of the type mentioned, which has a simple and cost-effective, suitable as possible for the mass production assembly at a high accuracy of the phase difference between the polarization components. Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daB die Erregerstrahler, der Hybrid, sowie deren Verbindungsleitungen in Drucktechnik auf einem Substrat ausgeführt sind, dessen die Erregerstrahler tragender Teil transversal im Hohlleiterstrahler angeordnet ist. This object is achieved in DAB, the excitation lamps, the hybrid and their connection lines are embodied in printing technology on a substrate, of which the excitation radiator supporting part is arranged transversely in the waveguide radiators. Die gedruckte Schaltung ist dabei mit einer einzigen Vorlage fotografisch hergestellt. The printed circuit is produced photographically using a single template. Bei dieser erfindungsgemäBen Mikrowellenantenne ist auf ebenso einfache wie elegante Weise der Vorteil erreicht, daB die bei der bekannten Antenne erforderlichen Steckverbinder und ihre Ungenauigkeiten entfallen und darüber hinaus die Verbindungsleitungen zwischen den Erregerstrahlern und den entsprechenden Anschlüssen des Hybrids durch eine entsprechend groBe Vorlage praktisch beliebig genau und zudem äußerst kostengünstig herstellbar sind. In this erfindungsgemäBen microwave antenna, the advantage is achieved in a simple and elegant manner, dAb required in the conventional antenna connectors and their inaccuracies omitted, and moreover, the connecting lines between the excitation lamps and the corresponding terminals of the hybrid by a correspondingly coarse template practically any accurate and also are extremely inexpensive to produce. Weiterhin ist die Platine bestens für die Mengenfertigung geeignet, ohne daB irgendwelche Verschlechterungen oder Schwankungen der Genauigkeit befürchtet werden müBten. Furthermore, the board is ideally suited for mass production without any deterioration or fluctuations in the DAB accuracy are feared müBten. Vielmehr sind mit der erfindungsgemäBen Antenne die Abweichungen von der 90° - Phasendifferenz ohne weiteres unter 1° zu halten. Rather, the deviations from 90 ° are connected to the antenna erfindungsgemäBen - phase difference readily below 1 ° to hold. Außerdem weist sie im Vergleich zu dem beschriebenen Stand der Technik auch eine geringere Dämpfung auf. In addition, it has in comparison to the prior art described above also has a lower attenuation. SchlieBlich entfällt durch den erfindungsgemäBen Aufbau ein gegebenenfalls nötiger Witterungsschutz (zB durch Abdeckung der Strahler - apertur), weil das transversal im Hohlleiterstrahler angeordnete Substrat bereits eine ausreichende Abdichtung gegen Witterungseinflüsse bewirkt. Finally eliminated by the construction of a erfindungsgemäBen might appear necessary protection against weathering (for example, by covering the radiator - aperture), because the transversely arranged in the waveguide radiator substrate already caused a sufficient sealing against the weather.
  • [0004] [0004]
    Durch die in Anspruch 2 beschriebene Ausgestaltung der er - findungsgemäBen Mikrowellenantenne ist ein einfaches Mittel an die Hand gegeben, die Wellentypwandlung von der unsymme - trischen Ein- bzw. Auskopplung auf die achssymmetrische Hohl- leiterwelle (beim R u ndh o hlleiter H 11 - Typ) und damit die Anpassung zu verbessern, wobei selbstverständlich die Länge der Metallstreifen entsprechend dem jeweiligen Betriebsfrequenzbereich dimensioniert ist. The described in claim 2 embodiment of he - findungsgemäBen microwave antenna, a simple means is given to the hand shaft type conversion from the unsymme - trical coupling or decoupling of the axisymmetric hollow conductor wave (for the R u ndh o hlleiter H 11 - Type ) and thus to improve the matching, it being understood that the length of the metal strip is dimensioned according to the respective operating frequency range.
  • [0005] [0005]
    Die durch den Aufbau gemäB Anspruch 3 gebildete Viertelwellenstichleitung, die bei Bedarf mittels eines verstellbaren Kurzschlusses einstellbar ausgeführt ist, kompensiert die durch die Erregerstrahler erzeugten störenden Blindkomponenten und verbessert dadurch ebenfalls die Anpassung der Antenne. The quarter-wave stub line formed by the structure governed according to claim 3, which is designed to be adjustable if required by means of an adjustable short circuit, compensates for the interfering reactive components generated by the excitation lamp and thereby improves also the adjustment of the antenna. AuBerdem ist auf diese Weise im Abstand einer Viertelwellenlänge vom KurzschluB eine längsstromfreie Ebene erzeugt, in der der Einbau des Substrats keine Störungen verursacht. AuBerdem is generated along a current-free level in this way at a distance of a quarter wavelength from the KurzschluB in which the installation of the substrate does not cause interference.
  • [0006] [0006]
    Die Figuren 2 und 3 zeigen ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäBen Mikrowellenantenne, wobei Fig. 2 einen Achsial-schnitt darstellt und Fig. 3 eine Draufsicht auf das transversal in die Antenne einzuführende Substrat. Figures 2 and 3 show an embodiment of the erfindungsgemäBen microwave antenna, in which FIG. 2 is a Axially-section and Fig. 3 is a plan view of the transversely inserted into the antenna substrate.
  • [0007] [0007]
    Die Mikrowellenantenne weist einen in Strahlungsrichtung trichterförmig aufgeweiteten offenen Rundhohlleiter - Strahlerteil 1 und einen am Ende 2 kurzgeschlossenen Rundhohlleiter - Strahlerteil 3 auf. The microwave antenna has a flared open in the radiation direction circular waveguide - in radiant section 3 - radiator portion 1 and a short-circuited at the end of the circular waveguide 2. Zwischen den beiden mittels Befestigungsflanschen 4, 4' bzw. 5, 5' und Schrauben 6 fest miteinander verbundenen Strahlerteilen 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 Me - tallschicht 9 eine kreisförmige Ausnehmung aufweist, deren Durchmesser dem Innendurchmesser des Rundhohlleiters entspricht, sodaB 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 radiator parts 1, 3 is a substrate 7 is placed, which consists of a double-coated with a metal backing plate 8 of insulating material, which faces the radiant section 1 , together with the housing forming the ground plane Me - tallschicht 9 having a circular recess whose diameter corresponds to the inner diameter of the circular waveguide, the electromagnetic waves sodaB can freely pass through the support plate. 8 Auf deren anderer Seite ist die Metallschicht 10 bis auf zwei AntennenanschluBleitungen 11, einen daran angeschlossenen, aus vier jeweils λ/4-langen, in Rechteckkonfiguration zusammengeschalteten Leiterbahnen aufgebauten Hybrid 12, zwei weitere exakt gleich lange Leitungen 13 zum Verbinden des Hybrid 12 mit zwei unter 9 0 ° zueinander angeordneten Erregerstrahlern 14, deren gleiche Längen aus dem in den Strahlerteil 1 hineinragenden Endab - schnitt der Leitungen 13 gebildet sind, sowie zwei den Er - regerstrahlern 14 diametral gegenüberliegenden, in Betriebsstellung ebenfalls in den Strahlerteil 1 hineinragenden kurzen, mit der verbleibenden Massefläche lo verbundenen Metallstreifen 15 weggeätzt. On the other side the metal layer is 10 to two AntennenanschluBleitungen 11, a connected thereto, made up of four respective λ / 4 long, connected together in a rectangular configuration conductor tracks hybrid 12, two exactly the same length lines 13 for connecting the hybrid 12 with two under 9 0 ° to each other excitation radiators 14, the equal lengths of the protruding into the radiant section 1 Endab - cutting the lines 13 are formed, and two exciter emitters 14 diametrically opposed, also projecting into the operating position in the radiant section 1 short, remaining with the lo ground plane associated metal strip 15 is etched away. Die Leitungen 11 und 13 sind als 5 0 -Ohm-Leitungen in Mikrostrip-Technik ausgebildet. The lines 11 and 13 are formed as 5 0 -Ohm lines in microstrip 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 AnschluBleitungen 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 AnschluBleitungen 11 is formed between the flanges 4 and 5, the latter via a plug connection 17, of which one part is arranged in a holder 18 at further cables are connected 19th
  • [0008] [0008]
    Durch die Ansteuerung der beiden gekreuzten Erregerstrahler 14 über einen Hybrid 12 ist die in den Leitungen 11 geführte linear polarisierte Welle in.eine vom Trichterstrahler ab - strahlbare bzw. empfangbare zirkular polarisierte Welle umgewandelt. By driving the two crossed excitation radiator 14 via a hybrid 12 guided in the lines 11 linearly polarized wave is in.eine from the hopper radiator - converted jettable or circularly polarized wave can be received. Die gesamte Mikrowellenantenne ist durch den vollständigen Aufbau in Drucktechnik auf äuBerst einfache und kosten - günstige Weise in den Abmessungen sehr genau herstellbar. All of the microwave antenna through the complete assembly in printing technology to äuBerst simple and cost - very precisely manufactured favorably in size. Darüber hinaus ist durch exakte Dimensionierung der beschriebenen Antennenteile einerseits, sowie durch die beiden entsprechend der jeweiligen Betriebsfrequenz bemessenen Metallstreifen 15 und das kurzgeschlossene Viertelwellen-Strahlerteil 3 eine sehr gute Anpassung und störungsfreie Auskopplung am Einfügungs - ort des Substrats 7 erreicht. In addition, by exact dimensioning of the antenna parts described on the one hand, and by two appropriately sized of the respective operating frequency of the metal strip 15 and the short-circuited quarter-wave radiator portion 3 a very good adaptation and fault-free extraction on insertion - reaches location of the substrate. 7
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Classifications
International ClassificationH01Q13/02, H01Q1/38, H01Q21/24
Cooperative ClassificationH01Q21/24, H01Q13/0241, H01Q1/38
European ClassificationH01Q1/38, H01Q21/24, H01Q13/02D
Legal Events
DateCodeEventDescription
9 Feb 1983AKDesignated contracting states:
Designated state(s): AT CH DE FR GB IT LI NL SE
9 Oct 1985AKDesignated contracting states:
Designated state(s): AT CH DE FR GB IT LI NL SE
9 Oct 1985RHK1Main classification (correction)
Ipc: H01Q 25/00
10 Dec 198618DDeemed to be withdrawn
Effective date: 19860610
8 Aug 2007RIN1Inventor (correction)
Inventor name: LANGE, WERNER, DR.-ING.