WO2012110215A1 - Patch antenna and method for tuning the frequency of such a patch antenna - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a patch antenna according to the preamble of claim 1 and to a method for frequency tuning of such a patch antenna according to the preamble of claim 17.
- Patch antennas or so-called microstrip antennas are well known. They usually comprise an electrically conductive base area, a dielectric carrier material arranged above them and an electrically conductive radiation area provided on the upper side of the dielectric carrier material. The upper radiation surface is usually excited by a transverse to the above-mentioned planes and layers feed line.
- a coaxial cable whose outer conductor is electrically connected at one connection to the ground conductor is used as connection cable, whereas the inner conductor of the coaxial cable is electrically connected to the overhead radiation surface.
- Other forms of feeding such as aperture coupling, are also known and applicable.
- the resulting frequency tuning is done by hand on Net zwerkanalysator. In this case, however, the axis ratio, the opening angle and other recognition variables are not measurable. The radiation properties of the antenna therefore vary over different patterns. It is therefore an object of the present invention to provide an improved patch antenna with an already prepared Nachrungsdorfkeit for frequency tuning, and an improved method for such frequency tuning.
- the invention is based on the basic idea that, starting at the edge of the patch antenna, slits are made running inwardly in the material of the area radiator, but these are virtually “closed” via transversely extending, electrically conductive webs.
- at least one recess is provided in the context of the invention of the relevant side edge of the patch antenna from inwardly extending, which is completed via at least one transverse web extending to the side edge or at the edge of the patch antenna.
- the relatively small-sized recesses thus have virtually no influence on the radiation characteristic of such a patch antenna. In other words, such a patch antenna is comparable to a patch antenna without such recesses.
- the respective webs can be removed from outside to inside as needed. If a plurality of closed recesses are provided one behind the other, which are separated from each other by a plurality of conductive webs, then a plurality of webs can also be removed stepwise from outside to inside. The more webs are removed from the slots, the deeper the resonant frequency of the antenna becomes.
- the tuning option according to the invention and the tuning method according to the invention are suitable for patch antennas with one, two or more feed points.
- the antenna according to the invention also makes it possible to tune the axis ratio (AR) by means of a virtually independent tuning of the two linear polarizations.
- AR axis ratio
- the spacings of the webs in the longitudinal direction of the slot formation can be equidistant.
- the length of the individual recesses is perpendicular to the respective boundary edge, ie to the edge portion of the surface radiating element running the same length. But it is also possible that these distances are designed differently.
- the distances of the individual webs from the inside outwards to the longitudinal or transverse boundary edge of the surface radiator with a square spacing increase.
- the Abstimmstege are in their dimensions, as the individual recesses between the Abstimmstegen, relatively small compared to the wavelength at which the patch antenna in question is to be operated. This applies in particular even if the relevant patch antenna is to be used, for example, as an RFID antenna.
- the invention can preferably be realized with a square patch antenna in plan view.
- the patch antenna can also have any other outline shapes, for example formed with an n-polygonal structure.
- a patch antenna with non-straight boundary edges is also possible, in particular in the form of a circular patch. In principle, there are no restrictions.
- the patch antenna according to the invention is characterized in that due to the geometry with one or the plurality of webs for each of the slot arrangements, a manual or machine-defined step-by-step tuning is possible without problems.
- the tuning method according to the invention is also relatively insensitive to the accuracy of the milling.
- the solution according to the invention i. the patch antenna according to the invention also characterized in that the
- FIG. 1 shows a schematic cross section through a patch antenna according to the invention; a plan view of a first embodiment of a patch antenna according to the invention in a schematic representation; a plan view of an opposite to Figure 2 modified embodiment; a plan view of a further modified embodiment; a further embodiment in a schematic plan view in deviation to Figure 2, wherein in each case at least two slot arrangements are provided on all sides of the radiator surface, which are offset in the longitudinal direction of the respective side boundary to each other; a further embodiment in a schematic plan view with a plurality of equidistantly arranged Abstimmstegen; a deviating from Figure 4 embodiment with a plurality of non-equidistant Abstimmstegen whose distance increases outwardly to the boundary edge of the surface radiator with a square spacing; a further modified embodiment with non-equidistant Abstimmstegen and outer closed ridge; Figure 7: a modified to Figure 6 embodiment with non-equidistant Abstimmstegen, but the outer webs are open; and
- FIG 8 shows a modified embodiment using a circular in plan view patches.
- FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of a patch antenna 1 with a ground surface 3 at the bottom, a substrate / dielectric 5 made thereon, for example made of ceramic, and a radiator surface 7 arranged on the top side 5a of the substrate 5.
- a substrate / dielectric 5 made thereon, for example made of ceramic
- a radiator surface 7 arranged on the top side 5a of the substrate 5.
- the ground surface 3 on the bottom 5b of the substrate. 5
- the antenna can be fed via one, two or more supply lines 9, which usually leads via a bore hole 3 a lying below in the ground surface 3, a bore 5 c aligned therewith in the substrate / dielectric 5 up to the radiator surface 7 lying on top it is electrically-galvanically connected to a feed point 11.
- a feed line a linearly or circularly polarized patch radiator and using at least two feed lines which terminate at two mutually offset feed points (mutually offset by 90 ° feed points), a dual polarized or circularly polarized patch radiator can be formed in a known manner.
- a plurality of bores corresponding to the variant shown in FIG. 1 are provided, through which a feed line 9 passes.
- the feeding of the emitter surface of the patch radiator for example, not only by means of a coaxial cable (often called “sample feed"), but also by the following measures:
- the feeding takes place e.g. In stripline technology (eg microstrip line, coplanar line or other forms), which are sometimes also known under the terms “microstrip line feed” or “edge feed” and in the case of an adapted feed line under the term “inset feed” or in the case of a missing Galvanic connection can also be called “Coupled Inset Feed”.
- In stripline technology eg microstrip line, coplanar line or other forms
- the feed takes place in the form of a "proximity coupling", in which the feed line is located in a different substrate plane than the radiating element.
- aperture coupling in which the substrate plane of the feed line is separated from the radiator element by a metallic surface with an aperture.
- a feed arrangement can also be realized in the form of a so-called “Stacked Coupling Feed", in which the emitter element is excited by being coupled by a feed element.
- the peripheral edge region 5 'a is visible on the upper side 5 a of the substrate / dielectric 5. That is, the peripheral edge region 5'a projects laterally beyond the radiator surface 7.
- the square basic (or rectangular) formed radiator surface 7 is provided, with each parallel to each other, the oppositely arranged longitudinal sides 13a and 13b transverse sides.
- the emitter surface 7 has a peripheral edge 13, which in the exemplary embodiment shown directly comprises two opposite parallel longitudinal sides 13a and two transverse sides 13b offset by 90 ° thereto.
- other radiating surfaces with curved edges 13 can also be used, in particular in the form of a circular radiator surface 7.
- the central axis lies on the intersection of the diagonals through the corners of the emitter surface 7 formed quadratically in the exemplary embodiment.
- the respective slot arrangement 15 is not incorporated as a continuous slot, but comprises in the illustrated embodiment according to Figure 2 at least one Schiitzaus Principleung 115, that is in the present case a Schiitzaus Principleung 115a, the edge 13, ie the respective longitudinal or transverse side 13a or 13b out, via a crosspiece 17 is completed.
- an open slot recess 115 'then adjoins the crosspiece 17 towards the edge 13.
- the mentioned transverse or tuning web 17 runs parallel to the respective associated longitudinal or transverse edge 13a, 13b, from which the respective slot arrangement 15 originates.
- the slot arrangements 15 run perpendicular to the respective edge section 13 or 13c from which the associated slot arrangement 15 originates, the directions of extension 15 'of this slot arrangement in the exemplary embodiment shown passing through the central axis Z which is aligned perpendicular to the radiator surface 7 is.
- the electrically conductive transverse or tuning web 17 connects the two electrically conductive adjacent sections of the radiator surface 7. These Therefore, transverse webs 17 are part of the metallization surface 117, that is, a total of the radiator surface 7.
- the mentioned slot recesses 115 are produced from home by suitable methods, such as etching, mechanical milling, etc.
- the mentioned transverse or Abstimmstege 17 no separate, subsequently applied to the radiator surface 7 electrically conductive parts, but are part of a uniformly formed radiating surface 7, usually in the form of a metallization layer or surface 117th
- the slot arrangement 15 can in principle extend obliquely from the associated longitudinal or transverse side 13a, 13b, ie at an angle which deviates from a 90 ° angle to the extension direction of the longitudinal or transverse side 13a, 13b, ie from a right angle to associated edge portion 13c deviates, in the area of the slot assembly 15 begins.
- the slot assembly 15 may extend at an angle less than or greater than 90 ° with respect to a tangent that contacts the circular rim 13 or edge portion 13c from which the slot assembly 15 extends.
- the extensions of the slot arrangements ie, the axis in which the slot arrangement 15 is formed
- the respective slot arrangement 15 is oriented at right angles to the respectively associated longitudinal and transverse sides 13a, 13b and thus to the associated edge 13 or associated edge section 13c, from which the respective slot arrangement 15 runs.
- the respective slot arrangement 15 has Weil two lateral slot boundaries 19, which are also parallel to each other at a distance.
- the conductive transverse webs 17 provided in this slot arrangement and the associated web edges 17a are also preferably aligned parallel to one another and preferably parallel to the respectively associated longitudinal and transverse edges 13a, 13b and thus respectively to the associated edge section 13c from which the relevant slot arrangement 15 goes out.
- a slot recess 115 closed by a transverse or tuning web 17 is therefore provided for each slot arrangement 15.
- the first or the edge 13 closest lying and closed by a transverse web 17 slot recess is formed by the slot recess 115a.
- the open slot recess 115 'according to FIG. 2 in the region of the edge 13 can be dispensed with, so that then the closed slot recess 115a acts as the first slot recess adjoins the associated edge or edge portion 13c, in which the outer edge 17a of the transverse web 17, for example, in the immediate extension of the edge 13 or the edge portion 13c, ie in the immediate extension of the respective longitudinal or transverse edge 13a, 13b runs.
- the respective web length 21, which also corresponds to the slot width 21 in the embodiment shown, can be chosen differently, which will be discussed later.
- the web width 23 may vary in their dimensions.
- the length 25 of the respective slot recess 115 which are chosen differently can.
- the recess length 25 for the outer first open slot recess 115, 115 ' is just as long as for the subsequent inner Schiit zaus Principleung 115, 115 a, where, as mentioned, the relevant Schiitzaus traditions 115', 115 a each Slot arrangement 15 of the respective longitudinal or transverse edge 13a, 13b, starting in the slot direction 15 'are behind each other.
- the respective slot recess 15 is provided on each of the four outer edges 13a, 13b, preferably in the middle of the respective longitudinal and transverse edges 13a, 13b.
- FIG. 2a shows a patch antenna with a basically similar construction as explained with reference to FIG. 2, but only with two opposite slot arrangements 15 (and not with a total of four slot arrangements as in FIG. 2).
- a first closed slot recess 115 a is located at the immediate edge 13, that is to say at the one shown here, one longitudinal slot 13 a and subsequently separated by a further slot 17.
- a next closed slot recess 115b connects.
- the edge recess 13 closest to the slot recess 115a is closed by an outer slot 17 whose outer slot edge 17a is aligned with the peripheral edge 13, So part of the peripheral edge 13 of the electrically conductive metallization 117 is.
- the respective slot length 25 is different in the two successive Schiit zaus strictly strictly strictly ausjar 115 a and 115 b, wherein the outer slot 115 a is longer, in the illustrated embodiment, approximately twice as long as the inward toward the central axis Z subsequent slot recess 115 b.
- a slot arrangement 15 is again provided on each of the four longitudinal or transverse sides, namely in each case once again only a single slot recess 115 a, whose transverse or withdrawal web 17 is again provided on the outside as in FIG the outer boundary edge 17a of the web 17 is aligned with the edge 13 of the patch surface 7.
- two shallow recesses 15 which are offset in the longitudinal direction of the respective longitudinal and transverse edges 13a, 13b can be provided.
- three, four or a maximum of five Schiitzaus traditions 15 may be provided on each side, each extending from the associated longitudinal and transverse edges 13a, 13b and preferably arranged parallel to each other and thereby offset in the longitudinal direction of the respective longitudinal and transverse edge to each other ( preferably at equal intervals or at different distances from each other).
- the respective slot assembly 15 may include a plurality of individual closed slot recesses 115.
- the Schiit zausappel 115 are each surrounded by the radiator surface 7, said transverse webs 17 represent cable bridges that connect the corresponding portions of the radiator surface 7 on both sides of the respective slot assembly 15 and at the same time the individual Schiit zausappel 115 separate from each other, so that thereby the so-called closed Schiit zausappel 115 are formed.
- slot recesses 115a, 115b, 115c, 115d, 115e and 115f are provided.
- the ridge width 21 and the recess length 25 is always the same in this embodiment, so that all slot recesses 115 have the same size and shape. In other words, this results in an equidistant arrangement of the electrically conductive transverse or tuning webs 17th
- the exemplary embodiment according to FIG. 4 also differs from the one according to FIGS. 2 and 3 in that the slot recess 115a located at the outermost edge is also bordered by an outside at the level of the respective edge 13, ie the respective edge portion 13c, ie at the level of the respective longitudinal and transverse edge 13a , 13b arranged transverse or Ab- 17 is closed, so thus the edge 13 and thus the associated edge portion 13c, ie the respective longitudinal and transverse edge 13a, 13b runs continuously, as can be seen from Figure 4.
- a Schiitzausnaturalung 115 'open to the associated edge 13 is thus not provided in this embodiment.
- FIG. 5 shows that the individual ski recesses 115 can also have different lengths.
- the recess length 25 changes in the slot direction 15 '.
- no overlying, open slot recess 115 ' is provided.
- each slot assembly 15 only a closed slot recess 115, ie 115a includes, which is closed by the outside, provided at the level of the edge 13 transverse and Abstimmsteg 17 , as shown for example in FIG. 2a.
- FIG. 8 in which, in deviation from the preceding exemplary embodiments, a patch antenna in a central plan view, ie at least one emitter surface 7, for example in the form of a metallized surface 117 is shown, which consists of a circular shape in plan view.
- the slot recesses 115 here 115a to 115c, are provided offset by 90 ° relative to one another about the central axis Z, which can be formed with respect to their slot length 25 or in their slot or web width 21, as this was explained with reference to the preceding embodiments.
- the edge-side electrically conductive transverse or Abstimmsteg 17 is arranged at the level of the peripheral edge 13, so that its outer boundary edge 17a is designed partially circular with a radius around the center or the central axis Z of the circular radiator surface 7, so that a total circular edge 13 results.
- the first closed slot recess 115a lying closest to the edge 13 lie so far inwardly in the emitter surface 7 that a slot recess 115 'open to the outside in the radial extension remains on the electrically conductive transverse or tuning web 17 which is too far away. can connect, as shown in a modification for the slot arrangement 15 on the right in FIG.
- two or more juxtaposed radiator arrangements could be provided, ie pairwise or parallel arrangements with a plurality of juxtaposed rows of radiator recesses 115, as shown in principle with reference to Figure 3 for a rather square in plan view radiator surface 7.
- Figure 8 thereby extend the gegebe ⁇ appropriate, several StrahlerausEnglishept of the emitter surface 13c preferably so that the extension of the slot arrangements 15 cut 115 comprehensive slot arrangements 15 7 surrounding and delimiting edge in radial direction, respectively, the central axis Z of the emitter surface 7 would.
- the respective extension of the slot arrangement 15 can also run obliquely past the central axis Z of the radiator surface 7, in which case the slot arrangements 15 would not run in the radial direction to the central axis Z and thus not perpendicular to a tangent would terminate at the associated edge portion 13d from which the respective slot arrangement 15 originates (wherein in FIG. 8 a tangent T is shown for the slot arrangement 15 at the bottom), but at an angle deviating from 90 ° with respect to this tangent T.
- the term generally refers to the edge 13 or the associated edge section 13c from which the respective slot arrangement 15 originates.
- the inventively embodied patch antenna and the tuning method of the patch antenna according to the invention has great advantages especially when a corresponding patch antenna in use for RFID systems, for example, with an operating frequency between 800 MHz and 1000 MHz to be operated.
- the method is suitable for dielectrics of the most varied composition of materials and with very different permittivity numbers, in particular for patch antennas with a substrate / dielectric which, for example, has a dielectric constant for ceramics between 20 to 80, in particular 30 to 50 or for example 35 to 40, e.g. at 38.
- a tuning range results through the individual slot arrangements up to more than 30 MHz, in particular up to more than 20 MHz and more than 10 MHz and more than 5 MHz, but at least up to 5 MHz.
- the width 21 of the individual slot recesses (in each case parallel to the associated edge section) can be, for example, between 0.3% to 27%, in particular between 0.7% to 15%, 1% to 2.6% and in particular by 1.0% to 2 %, for example, by 1.4% based on the wavelength in the substrate, and with respect to an operating wavelength or preferably to the average operating wavelength in the substrate.
- the slot length ie the recess length 25 for each Schlit zausnaturalung 15 (ie the so-called slot depth) can be between 0.8% to 25%, in particular between 1.7% to 10%, 2.6% to 5% and in particular by 3.9%, and also again relative to an operating wavelength or preferably to the average operating wavelength in the substrate.
- the width of the transverse or tuning webs (17) between 0.1% to 18%, in particular between 0.1% to 5% and in particular between 0.1% to 1.8% based on an operating wavelength and in particular the average operating wavelength in the substrate 5 may be preferred.
- the length that is, the total length of a slot assembly 15, starting from the edge 13 with a first open Schiit zaus Principleung 115 'or without such an open Schiit zausnaturalung 115' may be different.
- the maximum length of the entire respective slot arrangement 15 can be between 0.8% and 25%, in particular between 1.7% to 10%, 2.6% to 5% and in particular about 3.9% based on an operating wavelength and preferably on the average operating wavelength in the substrate (5) lie.
- the individual slot arrangements 15 are preferably each centered with respect to the associated edge section of the patch surface or the associated metallization, that is to say the radiator surface 7.
- these slot arrangements 15 can also deviate from their central position, preferably up to 5%, 10%, 15%, 20%, or preferably up to 25%, 30%, 35% or maximum up to 40%.
- the individual slot recesses can be arranged within a range of at most 10% to 90% of the total length of the longitudinal and transverse sides 13a, 13b.
- the slot recesses 115 and the slot recesses 115 laterally delimiting slot boundaries 19 are aligned parallel to each other and each perpendicular to the adjacent longitudinal and transverse edge. But even here, angle deviations of up to 20% are possible. Angular deviations of up to 20% are also possible with respect to the transverse or tuning webs 17, which need not necessarily run parallel to the adjacent longitudinal and transverse edges.
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Abstract
The invention relates to an improved patch antenna characterized by the following features: at least one slit arrangement (15) is provided at at least one edge segment (13c) in the circumferential direction and preferably at at least two and in particular four edge segments (13c) of the emitter surface (7) offset in the circumferential direction, wherein said arrangement extends from the associated edge segment (13c); the slit arrangement (15) comprises at least one closed slit cut-out (115; 115a, 115b,…,115f) in the slit direction (15') facing away from the associated edge segment (13c); and the at least one closed slit cut-out (115; 115a, 115b,…,115f) is closed by an electrically conductive transverse or tuning bar (17) facing toward the associated edge segment (13c).
Description
Patchantenne sowie Verfahren zur Frequenzabstimmung einer derartigen Patchantenne Patch antenna and frequency tuning method of such a patch antenna
Die Erfindung betrifft eine Patchantenne nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie ein Verfahren zur Frequenzabstimmung einer derartigen Patchantenne nach dem Oberbegriff des Anspruches 17. The invention relates to a patch antenna according to the preamble of claim 1 and to a method for frequency tuning of such a patch antenna according to the preamble of claim 17.
Patchantennen bzw. sogenannte Microstrip-Antennen sind hinlänglich bekannt. Sie umfassen üblicherweise eine elektrisch leitfähige Grundfläche, ein darüber angeordnetes dielektrisches Trägermaterial und eine auf der Oberseite des dielektrischen Trägermaterials vorgesehene elektrisch- leitfähige Strahlungsfläche. Die obere Strahlungsfläche wird in der Regel durch eine quer zu den vorstehend genannten Ebenen und Schichten verlaufende Speiseleitung angeregt. Als Anschlusskabel dient vor allem ein Koaxialka- bei, dessen Außenleiter an einem Anschluss mit dem Masseleiter elektrisch verbunden ist, wohingegen der Innenleiter des Koaxialkabels mit der oben liegenden Strahlungsfläche elektrisch verbunden ist. Andere Formen der Speisung wie beispielsweise Aperturkopplung sind ebenfalls be- kannt und anwendbar.
Heute ist es häufig wünschenswert Patchantennen mit einem Substrat zu fertigen, welches beispielsweise aus Keramik besteht. Bei der Fertigung von hochpermittiven Keramikmaterialien mit εΓ besteht allerdings das Problem, dass bei der Zusammensetzung des Keramikmaterials und beim Brennen des Substrates die Permittivitätszahl der Keramik aus unterschiedlichen Gründen, beispielsweise aus Gründen der Materialzusammenstellung, des Verpressdruckes, der Sintertemperatur, etc. schwanken kann. Insbesondere bei hochpermittiven Keramik-Patchantennen mit einem Substrat aus Keramik mit einem εΓ > 20 können Schwankungen von + 1, also Schwankungen um bis zu 5% durchaus auftreten. Dies führt letztlich zu einer Abweichung der Resonanzfrequenz. Von daher wird im Rahmen einer Serienproduktion einer derartigen Patchantenne in der Regel eine manuelle Nachbearbeitung zur Frequenzabstimmung der Antenne notwendig. Patch antennas or so-called microstrip antennas are well known. They usually comprise an electrically conductive base area, a dielectric carrier material arranged above them and an electrically conductive radiation area provided on the upper side of the dielectric carrier material. The upper radiation surface is usually excited by a transverse to the above-mentioned planes and layers feed line. In particular, a coaxial cable whose outer conductor is electrically connected at one connection to the ground conductor is used as connection cable, whereas the inner conductor of the coaxial cable is electrically connected to the overhead radiation surface. Other forms of feeding, such as aperture coupling, are also known and applicable. Today, it is often desirable to manufacture patch antennas with a substrate, which is made of ceramic, for example. In the production of high-permeability ceramic materials with ε Γ , however, there is the problem that in the composition of the ceramic material and the firing of the substrate, the permittivity of the ceramic for different reasons, for example, for reasons of material composition, the injection pressure, the sintering temperature, etc. can vary. Especially with high-permeability ceramic patch antennas with a ceramic substrate with ε Γ > 20, fluctuations of + 1, ie fluctuations of up to 5%, can occur. This ultimately leads to a deviation of the resonance frequency. Therefore, as part of a series production of such a patch antenna usually manual post-processing for frequency tuning of the antenna is necessary.
Von daher ist bereits vorgeschlagen worden, Patchantennen, die insbesondere über einen Speisepunkt gespeist werden, dadurch nachzubearbeiten, dass beispielsweise an zwei gegenüberliegenden Ecken der aktiven Strahlerfläche die Ecken abgeschrägt werden, beispielsweise durch manuelles Fräsen. Bei einem Patch mit einem oder mehreren Speisepunkten ist darüber hinaus auch schon vorgeschlagen worden von den Seitenkanten des Patches ausgehend nach innen in das Material der Strahlerfläche hinein verlaufend Schlitze einzufräsen . For this reason, it has already been proposed to rework patch antennas, which are supplied in particular via a feed point, in that, for example, the corners are bevelled at two opposite corners of the active radiator surface, for example by manual milling. In addition, in the case of a patch having one or more feed points, it has already been proposed to mill slots running inward from the side edges of the patch into the material of the radiator surface.
Die dadurch vorgenommene Frequenzabstimmung erfolgt von Hand am Net zwerkanalysator . Hierbei sind jedoch das Achsverhältnis, der Öffnungswinkel und andere Erkennungsgrößen nicht messbar. Die Abstrahleigenschaften der Antenne variieren daher über verschiedene Muster.
Von daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Patchantenne mit einer bereits vorbereiteten Nachbereitungsmöglichkeit zur Frequenzabstimmung zu schaffen, sowie ein verbessertes Verfahren für eine derartige Frequenzabstimmung . The resulting frequency tuning is done by hand on Net zwerkanalysator. In this case, however, the axis ratio, the opening angle and other recognition variables are not measurable. The radiation properties of the antenna therefore vary over different patterns. It is therefore an object of the present invention to provide an improved patch antenna with an already prepared Nachbereitungsmöglichkeit for frequency tuning, and an improved method for such frequency tuning.
Die Aufgabe wird bezüglich der Patchantenne entsprechend den im Anspruch 1 und bezüglich des Frequenzabstimm-Verfahrens entsprechend den im Anspruch 17 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. The object is achieved with respect to the patch antenna according to the in claim 1 and with respect to the Frequenzabstimm method according to the features indicated in claim 17. Advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims.
Im Rahmen der Erfindung wird eine durchaus überraschende Lösung geschaffen, die es erlaubt, mit einfachen Mitteln eine entsprechende Nachbearbeitung zur Frequenzabstimmung einer erfindungsgemäßen Patchantenne durchzuführen. In the context of the invention, a quite surprising solution is created, which makes it possible to carry out a corresponding post-processing for frequency tuning of a patch antenna according to the invention with simple means.
Dabei geht die Erfindung von dem Grundgedanken aus, dass an der Patchantenne von deren Rand ausgehend nach innen im Material des Flächenstrahlers verlaufend Schlitze vorbereitet sind, die jedoch über quer verlaufende, elektrisch leitfähige Stege quasi "geschlossen" sind. Dabei ist im Rahmen der Erfindung von der betreffenden Seitenkante der Patchantenne aus nach innen verlaufend zumindest eine Ausnehmung vorgesehen, die über zumindest einen quer dazu verlaufenden Steg an der Seitenkante oder am Rand der Patch-Antenne abgeschlossen ist. Die relativ klein dimensionierten Ausnehmungen haben somit quasi keinen Einfluss auf die Strahlungscharakteristik einer derartigen Patchantenne. Mit anderen Worten ist eine derartige Patchantenne vergleichbar einer Patchantenne ohne derartige Ausnehmungen .
Um nunmehr eine Nachbearbeitung zur Frequenzabstimmung durchzuführen, können die betreffenden Stege je nach Bedarf von außen nach innen entfernt werden. Sind mehrere geschlossene Ausnehmungen hintereinander liegend vorgese- hen, die über mehrere leitfähige Stege voneinander getrennt sind, so können auch mehrere Stege von außen nach innen stufenweise entfernt werden. Je mehr Stege aus den Schlitzen entfernt werden, desto tiefer wird die Resonanzfrequenz der Antenne. The invention is based on the basic idea that, starting at the edge of the patch antenna, slits are made running inwardly in the material of the area radiator, but these are virtually "closed" via transversely extending, electrically conductive webs. In this case, at least one recess is provided in the context of the invention of the relevant side edge of the patch antenna from inwardly extending, which is completed via at least one transverse web extending to the side edge or at the edge of the patch antenna. The relatively small-sized recesses thus have virtually no influence on the radiation characteristic of such a patch antenna. In other words, such a patch antenna is comparable to a patch antenna without such recesses. In order to carry out a post-processing for frequency tuning, the respective webs can be removed from outside to inside as needed. If a plurality of closed recesses are provided one behind the other, which are separated from each other by a plurality of conductive webs, then a plurality of webs can also be removed stepwise from outside to inside. The more webs are removed from the slots, the deeper the resonant frequency of the antenna becomes.
Dadurch, dass nur noch die einzelnen Stege getrennt werden müssen, kann eine Nachbearbeitung von Hand und/oder maschinell problemlos durchgeführt werden. Denn die Dimensionierung der so gebildeten Stege, insbesondere ihre Größe in Längsrichtung, ist quasi in Abschnitten der voreingebrachten Ausnehmungen fest vorgegeben und definiert. The fact that only the individual webs must be separated, a post-processing by hand and / or machine can be easily performed. For the dimensioning of the webs thus formed, in particular their size in the longitudinal direction, is virtually predetermined and defined in sections of the pre-inserted recesses.
Damit ergibt sich durch die erfindungsgemäße Antenne eine einfache Möglichkeit der Abstimmbarkeit der Frequenz. This results from the inventive antenna a simple way of tuning the frequency.
Die erfindungsgemäße Abstimmmöglichkeit und das erfindungsgemäße Abstimmverfahren eignen sich dabei für Patchantennen mit einem, zwei oder mehreren Speisepunkten. Für eine zirkulär polarisierte Antenne ermöglicht die erfindungsgemäße Antenne auch die Abstimmbarkeit des Achsverhältnisses (AR) durch eine nahezu unabhängige Abstimmung der beiden linearen Polarisationen. Im Rahmen der Erfindung können die Abstände der Stege in Längsrichtung der Schlitzformation äquidistant sein. Dadurch ist die Länge der einzelnen Ausnehmungen senkrecht zur jeweiligen Begrenzungskante, d.h. zum Randabschnitt
des Flächenstrahlelementes verlaufend gleich lang. Möglich ist aber auch, dass diese Abstände unterschiedlich gestaltet sind. Bevorzugt können die Abstände der einzelnen Stege von innen nach außen zur Längs- oder Querbegrenzungs- kante des Flächenstrahlers mit quadratischem Abstand zunehmen. Dabei sind die Abstimmstege in ihren Abmessungen, wie die einzelnen Ausnehmungen zwischen den Abstimmstegen, verhältnismäßig klein gegenüber der Wellenlänge, mit der die betreffende Patchantenne betrieben werden soll. Dies gilt insbesondere auch dann, wenn die betreffende Patchantenne beispielsweise als RFID-Antenne eingesetzt werden soll . The tuning option according to the invention and the tuning method according to the invention are suitable for patch antennas with one, two or more feed points. For a circularly polarized antenna, the antenna according to the invention also makes it possible to tune the axis ratio (AR) by means of a virtually independent tuning of the two linear polarizations. In the context of the invention, the spacings of the webs in the longitudinal direction of the slot formation can be equidistant. As a result, the length of the individual recesses is perpendicular to the respective boundary edge, ie to the edge portion of the surface radiating element running the same length. But it is also possible that these distances are designed differently. Preferably, the distances of the individual webs from the inside outwards to the longitudinal or transverse boundary edge of the surface radiator with a square spacing increase. The Abstimmstege are in their dimensions, as the individual recesses between the Abstimmstegen, relatively small compared to the wavelength at which the patch antenna in question is to be operated. This applies in particular even if the relevant patch antenna is to be used, for example, as an RFID antenna.
Die Erfindung kann bevorzugt bei einer in Draufsicht quadratischen Patch-Antenne realisiert werden. Grundsätzlich kann die Patch-Antenne aber auch beliebige andere Umrissformen aufweisen, beispielsweise mit einer n-polygonalen Struktur gebildet sein. Ebenso ist aber auch eine Patch- Antenne mit nicht-geraden Begrenzungsrändern möglich, insbesondere in Form eines kreisförmigen Patches. Einschränkungen bestehen insoweit grundsätzlich nicht. The invention can preferably be realized with a square patch antenna in plan view. In principle, however, the patch antenna can also have any other outline shapes, for example formed with an n-polygonal structure. Likewise, however, a patch antenna with non-straight boundary edges is also possible, in particular in the form of a circular patch. In principle, there are no restrictions.
Die erfindungsgemäße Lösung bietet eine Reihe von Vorteilen gegenüber dem Stand der Technik. The solution according to the invention offers a number of advantages over the prior art.
Vor allem zeichnet sich die erfindungsgemäße Patchantenne dadurch aus, dass aufgrund der Geometrie mit dem einen oder den jeweils mehreren Stegen für jede der Schlitzanordnungen problemlos ein manuelles oder maschinelles definiertes stufenweises Abstimmen möglich wird. Above all, the patch antenna according to the invention is characterized in that due to the geometry with one or the plurality of webs for each of the slot arrangements, a manual or machine-defined step-by-step tuning is possible without problems.
Durch die vereinfachte Bearbeitung lässt sich ein opti- miertes Antennenverhalten und eine Kostenreduktion beim Abstimmvorgang erzielen.
Das erfindungsgemäße Abstimmverfahren ist zudem relativ unempfindlich gegenüber der Genauigkeit des Fräsens. Due to the simplified processing, an optimized antenna behavior and a cost reduction in the tuning process can be achieved. The tuning method according to the invention is also relatively insensitive to the accuracy of the milling.
Ferner zeichnet sich die erfindungsgemäße Lösung, d.h. die erfindungsgemäße Patchantenne auch dadurch aus, dass dieFurthermore, the solution according to the invention, i. the patch antenna according to the invention also characterized in that the
Symmetrie der Antennenstruktur auch bei Durchführen des erläuterten Abstimmverfahrens erhalten bleibt. Symmetry of the antenna structure is maintained even when performing the explained tuning method.
Zudem ist im Rahmen der Erfindung auch eine unabhängige Abstimmung der einzelnen Ports (Speisestellen) auf unterschiedliche Resonanzfrequenzen (Einzelabstimmung) möglich. In addition, an independent tuning of the individual ports (supply points) to different resonance frequencies (individual tuning) is possible within the scope of the invention.
Grundsätzlich ist zwar bekannt, eine Patchantenne mit mittig von den Seitenkanten nach innen verlaufenden Schlitzen zu versehen. Dies ist beispielsweise aus der Vorveröffentlichung "Electronics Letters, Vol. 33, No. 22, 23rd Oct- ober 1997" als bekannt zu entnehmen. Hintergrund einer derartigen Patchantenne ist, eine zirkulär polarisierte Patch-Antenne mit quadratischem Patch zu verkleinern. Die Schlitze an den umlaufenden Längs- oder Querkanten verlängern den Strompfad, wodurch die Resonanzfrequenz des Patches verringert wird. Sollte hier manuell eine weitere Abstimmung vorgenommen werden müssen, so müssten die Schlitze manuell in ihrer Länge weiter vergrößert werden mit all den Problemen, die sich nachteilig auf die elektrischen Strahlungseigenschaften der Antenne aufgrund von Bearbei- tungs- und Toleranzfehlern auswirken. In principle, it is known to provide a patch antenna with slots running centrally from the side edges. This is known, for example, from the prior publication "Electronics Letters, Vol. 33, No. 22, 23rd October 1997". Background of such a patch antenna is to downsize a circularly polarized square patch patch antenna. The slots on the circumferential longitudinal or transverse edges increase the current path, which reduces the resonance frequency of the patch. If a further tuning has to be done manually here, then the slots would have to be manually increased in length with all the problems that adversely affect the electrical radiation properties of the antenna due to processing and tolerance errors.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen im Einzelnen: The invention will be explained in more detail with reference to drawings. In detail:
Figur 1 einen schematischen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Patchantenne;
eine Draufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Patchantenne in schematischer Darstellung; eine Draufsicht auf ein gegenüber zu Figur 2 abgewandeltes Ausführungsbeispiel; eine Draufsicht auf ein nochmals abgewandeltes Ausführungsbeispiel; ein weiteres Ausführungsbeispiel in schematischer Draufsicht in Abweichung zu Figur 2, bei welchem auf allen Seiten der Strahlerfläche jeweils zumindest zwei Schlitzanordnungen vorgesehen sind, die in Längsrichtung der jeweiligen Seitenbegrenzung versetzt zueinander liegen; ein weiteres Ausführungsbeispiel in schematischer Draufsicht mit einer Vielzahl von äquidistant angeordneten Abstimmstegen; ein zu Figur 4 abweichendes Ausführungsbeispiel mit einer Vielzahl von nicht- äquidistanten Abstimmstegen, deren Abstand nach außen zur Begrenzungskante des Flächenstrahlers mit quadratischem Abstand zunehmen; ein weiteres abgewandeltes Ausführungsbeispiel mit nicht-äquidistanten Abstimmstegen und äußerem geschlossenen Steg;
Figur 7 : ein zu Figur 6 abgewandeltes Ausführungsbeispiel mit nicht-äquidistant angeordneten Abstimmstegen, wobei jedoch die äußeren Stege offen sind; und FIG. 1 shows a schematic cross section through a patch antenna according to the invention; a plan view of a first embodiment of a patch antenna according to the invention in a schematic representation; a plan view of an opposite to Figure 2 modified embodiment; a plan view of a further modified embodiment; a further embodiment in a schematic plan view in deviation to Figure 2, wherein in each case at least two slot arrangements are provided on all sides of the radiator surface, which are offset in the longitudinal direction of the respective side boundary to each other; a further embodiment in a schematic plan view with a plurality of equidistantly arranged Abstimmstegen; a deviating from Figure 4 embodiment with a plurality of non-equidistant Abstimmstegen whose distance increases outwardly to the boundary edge of the surface radiator with a square spacing; a further modified embodiment with non-equidistant Abstimmstegen and outer closed ridge; Figure 7: a modified to Figure 6 embodiment with non-equidistant Abstimmstegen, but the outer webs are open; and
Figur 8 : ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel unter Verwendung eines in Draufsicht kreisförmigen Patches. 8 shows a modified embodiment using a circular in plan view patches.
In Figur 1 ist in schematischer Querschnittsdarstellung eine Patchantenne 1 gezeigt, und zwar mit einer unten liegenden Massefläche 3, einem sich darauf aufbauenden Substrat/Dielektrikum 5, beispielsweise aus Keramik, und einer auf der Oberseite 5a des Substrates 5 angeordneten Strahlerfläche 7. Mit anderen Worten befindet sich die Massefläche 3 auf der Unterseite 5b des Substrates 5. FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of a patch antenna 1 with a ground surface 3 at the bottom, a substrate / dielectric 5 made thereon, for example made of ceramic, and a radiator surface 7 arranged on the top side 5a of the substrate 5. In other words is the ground surface 3 on the bottom 5b of the substrate. 5
Die Antenne kann über eine, zwei oder mehrere Speiseleitungen 9 gespeist werden, die üblicherweise über eine un- ten liegende Bohrung 3a in der Massefläche 3, eine damit fluchtende Bohrung 5c in dem Substrat/Dielektrikum 5 bis zu der oben liegenden Strahlerfläche 7 führt, an der sie an einer Speisestelle 11 elektrisch-galvanisch angebunden ist. Unter Verwendung einer Speiseleitung kann dabei ein linear oder zirkulär polarisierter Patchstrahler und unter Verwendung zumindest zweier Speiseleitungen, die an zwei versetzt zueinander liegenden Speisestellen (um 90° versetzt zueinander liegende Speisestellen) enden, ein dualpolarisierter oder zirkularpolarisierter Patchstrahler in bekannter Weise gebildet werden. Bei mehreren Speiseleitungen sind mehrere Bohrungen entsprechend der in Figur 1 gezeigten Variante vorgesehen, durch die jeweils eine Speiseleitung 9 hindurchführt.
Abweichend von der vorstehend erläuterten Speiseart 109 des Patches sind aber auch beliebige andere Speisearten 109 möglich und realisierbar und stehen nicht im Widerspruch zur vorliegenden Erfindung. So kann abweichend von den dargestellten Ausführungsbeispielen die Speisung der Strahlerfläche des Patchstrahlers beispielsweise nicht nur mittels eines Koaxialkabels (häufig auch "Probe Feed" genannt) erfolgen, sondern auch durch folgende Maßnamen: The antenna can be fed via one, two or more supply lines 9, which usually leads via a bore hole 3 a lying below in the ground surface 3, a bore 5 c aligned therewith in the substrate / dielectric 5 up to the radiator surface 7 lying on top it is electrically-galvanically connected to a feed point 11. Using a feed line, a linearly or circularly polarized patch radiator and using at least two feed lines which terminate at two mutually offset feed points (mutually offset by 90 ° feed points), a dual polarized or circularly polarized patch radiator can be formed in a known manner. In the case of several feed lines, a plurality of bores corresponding to the variant shown in FIG. 1 are provided, through which a feed line 9 passes. Notwithstanding the above-described type of food 109 of the patch but also any other types of food 109 are possible and feasible and are not contrary to the present invention. Thus, notwithstanding the illustrated embodiments, the feeding of the emitter surface of the patch radiator, for example, not only by means of a coaxial cable (often called "sample feed"), but also by the following measures:
Die Speisung erfolgt z.B. in Streifenleitungstechnik (z.B. Mikrostreifenleitung, Koplanarleitung oder andere Formen) , die teilweise auch unter den Begriffen "Microstrip Line Feed" oder "Edge Feed" und im Falle einer angepassten Speiseleitung auch unter dem Begriff "Inset Feed" bekannt sind oder die im Fall einer fehlenden galvanischen Verbindung auch "Coupled Inset Feed" genannt werden. The feeding takes place e.g. In stripline technology (eg microstrip line, coplanar line or other forms), which are sometimes also known under the terms "microstrip line feed" or "edge feed" and in the case of an adapted feed line under the term "inset feed" or in the case of a missing Galvanic connection can also be called "Coupled Inset Feed".
Die Speisung erfolgt in Form einer " Proximity-Kopp- lung", bei der sich die Speiseleitung in einer anderen Substratebene als das Strahlerelement befindet. The feed takes place in the form of a "proximity coupling", in which the feed line is located in a different substrate plane than the radiating element.
Möglich ist auch eine sogenannte "Apertur-Kopplung", bei der die Substratebene der Speiseleitung durch eine metallische Fläche mit Apertur vom Strahlerelement getrennt ist. Also possible is a so-called "aperture coupling" in which the substrate plane of the feed line is separated from the radiator element by a metallic surface with an aperture.
Schließlich kann eine Speiseanordnung auch in Form einer sogenannten "Stacked Coupling Feed" realisiert sein, bei welcher das Strahlerelement durch Einkopp- lung von einem Speiseelement angeregt wird. Finally, a feed arrangement can also be realized in the form of a so-called "Stacked Coupling Feed", in which the emitter element is excited by being coupled by a feed element.
Die vorstehend genannten weiteren Beispiele dienen nur zur
Verdeutlichung, dass die unterschiedlichsten Speisestrukturen im Rahmen der Erfindung möglich und zulässig sind. Von daher wird nachfolgend teilweise auch nur von einer oder mehreren Speiseeinrichtungen 109 für das Patch oder die Strahlerfläche 7 gesprochen. The above further examples are only for Clarification that the most varied feed structures are possible and permissible within the scope of the invention. Therefore, in the following, in part, only one or more feeders 109 for the patch or the emitter surface 7 will be discussed.
Bei der Draufsicht gemäß Figur 2 ist der umlaufende Randbereich 5'a auf der Oberseite 5a des Substrats/Dielektrikums 5 sichtbar. D.h. der umlaufende Randbereich 5'a steht über die Strahlerfläche 7 seitlich über. In der Mitte des im gezeigten Ausführungsbeispiel quadratisch geformten Substrats 5 ist die vom Grundprinzip her quadratisch (oder auch rechteckförmig) gebildete Strahlerfläche 7 vorgesehen, und zwar mit jeweils parallel zueinander verlaufen- den, gegenüberliegend angeordneten Längsseiten 13a und Querseiten 13b. Allgemein gesprochen weist die Strahlerfläche 7 einen umlaufenden Rand 13 auf, der im gezeigten Ausführungsbeispiel direkt zwei gegenüberliegende parallele Längsseiten 13a und zwei um 90° dazu versetzt liegen- de Querseiten 13b umfasst. Abweichend von dem in Draufsicht grundsätzlich quadratisch geformten Patch, d.h. von der vom Prinzip her quadratisch geformten Strahlerfläche 7 kann diese auch beispielsweise rechteckförmig oder n- polygonal geformt sein, vorzugsweise nach Art eines regel- mäßigen n-Polygonals mit gleichen Seitenlängen. Wie später gezeigt wird, können aber auch andere Strahlerflächen mit kurvigen Rändern 13 verwendet werden, insbesondere in Form einer kreisförmigen Strahlerfläche 7. Auf jeder der Längs- und Querseiten 13a und 13b ist eine von einem zugehörigen Randabschnitt 13c ausgehende und nach innen in die Strahlerfläche 7 hinein verlaufende Schlitzanordnung 15 vorgesehen, die im gezeigten Ausfüh-
rungsbeispiel zu einer senkrecht zur Strahlerfläche 7 verlaufenden Zentralachse Z ausgerichtet verläuft. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel liegt die Zentralachse auf dem Schnittpunkt der Diagonalen durch die Ecken der im Ausführungsbeispiel quadratisch gebildeten Strahlerfläche 7. In the plan view according to FIG. 2, the peripheral edge region 5 'a is visible on the upper side 5 a of the substrate / dielectric 5. That is, the peripheral edge region 5'a projects laterally beyond the radiator surface 7. In the middle of the square-shaped substrate 5 shown in the embodiment shown, the square basic (or rectangular) formed radiator surface 7 is provided, with each parallel to each other, the oppositely arranged longitudinal sides 13a and 13b transverse sides. Generally speaking, the emitter surface 7 has a peripheral edge 13, which in the exemplary embodiment shown directly comprises two opposite parallel longitudinal sides 13a and two transverse sides 13b offset by 90 ° thereto. Notwithstanding the basically square-shaped patch in plan view, ie of the square in principle shaped radiator surface 7, this may also be formed, for example, rectangular or n-polygonal, preferably in the manner of a regular n-polygonal with the same side lengths. As will be shown later, however, other radiating surfaces with curved edges 13 can also be used, in particular in the form of a circular radiator surface 7. On each of the longitudinal and transverse sides 13a and 13b, one extends from an associated edge section 13c and inwards into the radiator surface 7 slit arrangement 15 extending in the embodiment shown. tion example to a perpendicular to the radiator surface 7 extending central axis Z aligned. In the exemplary embodiment shown, the central axis lies on the intersection of the diagonals through the corners of the emitter surface 7 formed quadratically in the exemplary embodiment.
Die jeweilige Schlitzanordnung 15 ist allerdings nicht als durchgängiger Schlitz eingearbeitet, sondern umfasst im gezeigten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 zumindest jeweils eine Schiitzausnehmung 115, das heißt im vorliegenden Fall eine Schiitzausnehmung 115a, die zur Randseite 13, also zur jeweiligen Längs- oder Querseite 13a bzw. 13b hin, über einen Quersteg 17 abgeschlossen ist. In Verlän- gerung der geschlossenen Schiitzausnehmung 115a schließt sich an dem Quersteg 17 zum Rand 13 hin dann noch eine offene Schlitzausnehmung 115' an. Der erwähnte Quer- oder Abstimmsteg 17 verläuft dabei im gezeigten Ausführungsbeispiel parallel zu der jeweils zugehörigen Längs- oder Querkante 13a, 13b, von der die jeweilige Schlitzanordnung 15 ausgeht. However, the respective slot arrangement 15 is not incorporated as a continuous slot, but comprises in the illustrated embodiment according to Figure 2 at least one Schiitzausnehmung 115, that is in the present case a Schiitzausnehmung 115a, the edge 13, ie the respective longitudinal or transverse side 13a or 13b out, via a crosspiece 17 is completed. In extension of the closed ski recess 115a, an open slot recess 115 'then adjoins the crosspiece 17 towards the edge 13. In the exemplary embodiment shown, the mentioned transverse or tuning web 17 runs parallel to the respective associated longitudinal or transverse edge 13a, 13b, from which the respective slot arrangement 15 originates.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel verlaufen also die Schlitzanordnungen 15 senkrecht zu dem jeweiligen Rand- abschnitt 13 bzw. 13c, von dem die zugehörige Schlitzanordnung 15 ausgeht, wobei die Erstreckungsrichtungen 15' dieser Schlitzanordnung im gezeigten Ausführungsbeispiel durch die Zentralachse Z verlaufen, die senkrecht zur Strahlerfläche 7 ausgerichtet ist. In the exemplary embodiment shown, therefore, the slot arrangements 15 run perpendicular to the respective edge section 13 or 13c from which the associated slot arrangement 15 originates, the directions of extension 15 'of this slot arrangement in the exemplary embodiment shown passing through the central axis Z which is aligned perpendicular to the radiator surface 7 is.
Mit anderen Worten verbindet der elektrisch-leitfähige Quer- oder Abstimmsteg 17 die beiden elektrisch leitfähigen angrenzenden Abschnitte der Strahlerfläche 7. Diese
Querstege 17 sind also Teil der Metallisierungsfläche 117, also insgesamt Teil der Strahlerfläche 7. Die erwähnten Schlitzausnehmungen 115 sind dabei von Hause aus durch geeignete Verfahren hergestellt, beispielsweise Ätzen, ma- schinelles Ausfräsen etc.. Mit anderen Worten sind die erwähnten Quer- oder Abstimmstege 17 keine separaten, nachträglich auf der Strahlerfläche 7 aufgebrachten elektrisch-leitfähigen Teile, sondern sind Bestandteil einer einheitlich gebildeten Strahlerfläche 7, in der Regel in Form einer Metallisierungsschicht oder Fläche 117. In other words, the electrically conductive transverse or tuning web 17 connects the two electrically conductive adjacent sections of the radiator surface 7. These Therefore, transverse webs 17 are part of the metallization surface 117, that is, a total of the radiator surface 7. The mentioned slot recesses 115 are produced from home by suitable methods, such as etching, mechanical milling, etc. In other words, the mentioned transverse or Abstimmstege 17 no separate, subsequently applied to the radiator surface 7 electrically conductive parts, but are part of a uniformly formed radiating surface 7, usually in the form of a metallization layer or surface 117th
Die Schlitzanordnung 15 kann grundsätzlich von der zugehörigen Längs- oder Querseite 13a, 13b aus schräg verlaufen, also in einem Winkel, der von einem 90° Winkel zur Er- Streckungsrichtung der Längs- oder Querseite 13a, 13b abweicht, also von einem rechten Winkel zum zugehörigen Randabschnitt 13c abweicht, in dessen Bereich die Schlitzanordnung 15 beginnt. Im Falle eines Patchstrahlers beispielsweise in Kreisform kann die Schlitzanordnung 15 in einem Winkel verlaufen, der kleiner oder größer ist als 90° bezogen auf eine Tangente, die den kreisförmigen Rand 13 oder den Randabschnitt 13c, von dem aus die Schlitzanordnung 15 verläuft, berührt. In diesem Falle würden also die Verlängerungen der Schlitzanordnungen (also die Achse, in der die Schlitzanordnung 15 ausgebildet ist) die Zentralachse Z nicht schneiden, sondern an dieser schiefwinkelig vorbei laufen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die jeweilige Schlitzanordnung 15 jedoch rechtwinkelig zur jeweils zugehörigen Längs- und Querseite 13a, 13b und damit zu dem zugehörigen Rand 13 bzw. zugehörigen Randabschnitt 13c ausgerichtet, von dem aus die jeweilige Schlitzanordnung 15 verläuft. Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist dabei die jeweilige Schlitzanordnung 15 je-
weils zwei seitliche Schlitzbegrenzungen 19 auf, die ebenfalls parallel in einem Abstand zueinander verlaufen. Die in dieser Schlitzanordnung vorgesehenen leitfähigen Querstege 17 sowie die zugehörigen Stegkanten 17a sind eben- falls vorzugsweise parallel zueinander, sowie vorzugsweise parallel zu der jeweils zugehörigen Längs- und Querkante 13a, 13b und damit jeweils zu dem zugehörigen Randabschnitt 13c ausgerichtet, von der die betreffende Schlitzanordnung 15 ausgeht. The slot arrangement 15 can in principle extend obliquely from the associated longitudinal or transverse side 13a, 13b, ie at an angle which deviates from a 90 ° angle to the extension direction of the longitudinal or transverse side 13a, 13b, ie from a right angle to associated edge portion 13c deviates, in the area of the slot assembly 15 begins. For example, in the case of a patch radiator in circular form, the slot assembly 15 may extend at an angle less than or greater than 90 ° with respect to a tangent that contacts the circular rim 13 or edge portion 13c from which the slot assembly 15 extends. In this case, therefore, the extensions of the slot arrangements (ie, the axis in which the slot arrangement 15 is formed) would not intersect the central axis Z, but would run past it at an oblique angle. In the exemplary embodiment shown, however, the respective slot arrangement 15 is oriented at right angles to the respectively associated longitudinal and transverse sides 13a, 13b and thus to the associated edge 13 or associated edge section 13c, from which the respective slot arrangement 15 runs. In the exemplary embodiment shown, the respective slot arrangement 15 has Weil two lateral slot boundaries 19, which are also parallel to each other at a distance. The conductive transverse webs 17 provided in this slot arrangement and the associated web edges 17a are also preferably aligned parallel to one another and preferably parallel to the respectively associated longitudinal and transverse edges 13a, 13b and thus respectively to the associated edge section 13c from which the relevant slot arrangement 15 goes out.
Bereits an dieser Stelle wird unter Bezungnahme auf das später noch erläuterte Ausführungsbeispiel gemäß Figur 8 angemerkt, dass anstelle der vorstehend genannten Längsund Querkanten 13a und 13b allgemein von dem Rand 13 oder dem zugehörigen Randabschnitt 13c gesprochen wird, von dem die jeweilige Schlitzanordnung 15 in die Strahlerfläche 7 hinein verlaufend ausgebildet ist. Insoweit wird also teilweise anstelle von Längs- und Querseiten 13a und 13b auch vom Rand 13 oder Randabschnitt 13c gesprochen, da insbesondere unter Bezugnahme auf das später noch erörterte Ausführungsbeispiel gemäß Figur 8 gezeigt ist, dass auch Strahlerflächen zum Einsatz kommen können, die nicht eine n-polygonale Formgebung, insbesondere also nicht quadratisch sind, sondern beispielsweise auch kurvig und insbesondere kreisförmig gestaltet sind. Already at this point, reference is made to the later explained embodiment according to FIG 8, that instead of the aforementioned longitudinal and transverse edges 13a and 13b is generally spoken of the edge 13 or the associated edge portion 13c, of which the respective slot assembly 15 in the radiator surface 7 is formed extending into it. In that regard, so in part instead of longitudinal and transverse sides 13a and 13b from the edge 13 or edge portion 13c spoken, as shown in particular with reference to the later discussed embodiment of Figure 8 that also emitter surfaces can be used, not an n Polygonal shape, in particular so are not square, but for example, curvy and are designed in particular circular.
In dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 ist also für jede Schlitzanordnung 15 eine durch einen Quer- oder Abstimmsteg 17 geschlossene Schlitzausnehmung 115 vorgesehen. In diesem Ausführungsbeispiel wird die erste oder dem Rand 13 am nächsten liegende und durch einen Quersteg 17 geschlossene Schlitzausnehmung durch die Schlitzausnehmung 115a gebildet. Wie aus Figur 2 auch zu ersehen ist, verläuft
der Quersteg 17 mit seiner der Zentralachse Z entfernt liegenden Randseite 17a nicht in Verlängerung des benachbarten Randabschnittes 13c, also der Längs- oder Querseite 13a bzw. 13b, sondern ist in Schlitzrichtung 15' von dem zugehörigen Rand 13 oder Randabschnitt 13c, also der zugehörigen Längs- oder Querseite 13a, 13b nach innen versetzt liegend angeordnet, so dass sich an die jeweilige geschlossene Schlitzausnehmung 115a zum zugehörigen Rand 13 hin eine offene Schlitzausnehmung 115' anschließt. In diesem Ausführungsbeispiel ist also die zu äußerst liegende Schlitzausnehmung 115' offen, ist also durch keinen in Höhe der jeweiligen Längs- und Querkanten 13a, 13b verlaufenden Quersteg 17 abgeschlossen. Wie allerdings nachfolgend auch beispielsweise anhand eines weiteren Ausfüh- rungsbeispiels unter Bezugnahme auf Figuren 4 oder 5 gezeigt ist, kann auf die offene Schlitzausnehmung 115' gemäß Figur 2 im Bereich des Randes 13 verzichtet werden, so dass dann die geschlossene Schlitzausnehmung 115a sich als erste Schlitzausnehmung an den zugehörigen Rand oder Rand- abschnitt 13c anschließt, bei welchem die außen liegende Kante 17a des Quersteges 17 beispielsweise in unmittelbarer Verlängerung des Randes 13 oder des Randabschnittes 13c, also in unmittelbarer Verlängerung der betreffenden Längs- oder Querkante 13a, 13b verläuft. In the exemplary embodiment according to FIG. 2, a slot recess 115 closed by a transverse or tuning web 17 is therefore provided for each slot arrangement 15. In this embodiment, the first or the edge 13 closest lying and closed by a transverse web 17 slot recess is formed by the slot recess 115a. As can also be seen from Figure 2, runs the transverse web 17 with its central axis Z remote edge side 17a not in extension of the adjacent edge portion 13c, ie the longitudinal or transverse side 13a and 13b, but is in the slot direction 15 'of the associated edge 13 or edge portion 13c, ie the associated longitudinal - or transverse side 13a, 13b arranged offset inwardly, so that adjoins the respective closed slot recess 115a to the associated edge 13 through an open slot recess 115 '. In this exemplary embodiment, therefore, the slot recess 115 'lying too far is open, and is therefore not closed by any transverse web 17 extending in the amount of the respective longitudinal and transverse edges 13a, 13b. However, as is also shown below by way of example with reference to a further exemplary embodiment with reference to FIGS. 4 or 5, the open slot recess 115 'according to FIG. 2 in the region of the edge 13 can be dispensed with, so that then the closed slot recess 115a acts as the first slot recess adjoins the associated edge or edge portion 13c, in which the outer edge 17a of the transverse web 17, for example, in the immediate extension of the edge 13 or the edge portion 13c, ie in the immediate extension of the respective longitudinal or transverse edge 13a, 13b runs.
Die jeweilige Steglänge 21, die im gezeigten Ausführungsbeispiel auch der Schlitzbreite 21 entspricht, kann unterschiedlich gewählt werden, worauf später noch eingegangen wird. Auch die Stegbreite 23 kann in ihrer Dimensionierung variieren. The respective web length 21, which also corresponds to the slot width 21 in the embodiment shown, can be chosen differently, which will be discussed later. The web width 23 may vary in their dimensions.
Das gleiche gilt auch für die Länge 25 der jeweiligen Schlitzausnehmung 115, die unterschiedlich gewählt werden
kann. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Ausneh- mungslänge 25 für die außen liegende erste offene Schlitz- ausnehmung 115, 115' genauso lang wie für die nachfolgende weiter innen liegende Schiit zausnehmung 115, 115a, wobei, wie erwähnt, die betreffenden Schiitzausnehmungen 115', 115a jeder Schlitzanordnung 15 von der jeweiligen Längsoder Querkante 13a, 13b ausgehend in Schlitzrichtung 15' hintereinander liegen. Ferner ist im gezeigten Ausführungsbeispiel die jeweilige Schlitzausnehmung 15 auf jeder der vier Außenkanten 13a, 13b vorgesehen, und zwar bevorzugt mittig zur jeweiligen Längs- und Querkante 13a, 13b angeordnet. Nachfolgend wird auf eine Abwandlung unter Bezugnahme auf Figur 2a und Figur 2b eingegangen. The same also applies to the length 25 of the respective slot recess 115, which are chosen differently can. In the embodiment shown, the recess length 25 for the outer first open slot recess 115, 115 'is just as long as for the subsequent inner Schiit zausnehmung 115, 115 a, where, as mentioned, the relevant Schiitzausnehmungen 115', 115 a each Slot arrangement 15 of the respective longitudinal or transverse edge 13a, 13b, starting in the slot direction 15 'are behind each other. Furthermore, in the exemplary embodiment shown, the respective slot recess 15 is provided on each of the four outer edges 13a, 13b, preferably in the middle of the respective longitudinal and transverse edges 13a, 13b. Hereinafter, a modification with reference to Figure 2a and Figure 2b will be discussed.
In der Figur 2a ist eine Patchantenne mit vom Grundsatz her ähnlichem Aufbau, wie unter Bezugnahme auf Figur 2 erläutert wurde, gezeigt, allerdings lediglich mit zwei gegenüberliegenden Schlitzanordnungen 15 (und nicht mit insgesamt vier Schlitzanordnungen wie in Figur 2). FIG. 2a shows a patch antenna with a basically similar construction as explained with reference to FIG. 2, but only with two opposite slot arrangements 15 (and not with a total of four slot arrangements as in FIG. 2).
Ein weiterer Unterschied zu Figur 2 liegt darin, dass bei der Variante gemäß Figur 2a sich an dem unmittelbaren Rand 13, das heißt an der hier gezeigten, einen Längsseite 13a, eine erste geschlossene Schlitzausnehmung 115a und daran anschließend, über einen weiteren Schlitz 17 getrennt, eine nächste geschlossene Schlitzausnehmung 115b an- schließt. Mit anderen Worten ist auch die dem Rand 13 am nächsten liegende Schlitzausnehmung 115a durch einen außenliegenden Schlitz 17 abgeschlossen, dessen außenliegende Schlitzkante 17a mit dem umlaufenden Rand 13 fluchtet,
also Teil des umlaufenden Randes 13 der elektrisch leitfähigen Metallisierung 117 ist. Another difference from FIG. 2 is that, in the variant according to FIG. 2 a, a first closed slot recess 115 a is located at the immediate edge 13, that is to say at the one shown here, one longitudinal slot 13 a and subsequently separated by a further slot 17. a next closed slot recess 115b connects. In other words, the edge recess 13 closest to the slot recess 115a is closed by an outer slot 17 whose outer slot edge 17a is aligned with the peripheral edge 13, So part of the peripheral edge 13 of the electrically conductive metallization 117 is.
Zudem ist die jeweilige Schlitzlänge 25 unterschiedlich in den beiden aufeinanderfolgenden Schiit zausnehmungen 115a und 115b, wobei der äußere Schlitz 115a länger ist, im gezeigten Ausführungsbeispiel ungefähr zweimal so lang, wie die sich nach innen hin zur Zentralachse Z anschließende Schlitzausnehmung 115b. In addition, the respective slot length 25 is different in the two successive Schiit zausnehmungen 115 a and 115 b, wherein the outer slot 115 a is longer, in the illustrated embodiment, approximately twice as long as the inward toward the central axis Z subsequent slot recess 115 b.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2b ist wiederum an jeder der vier Längs- bzw. Querseiten eine Schlitzanordnung 15 vorgesehen, nämlich mit jeweils wiederum nur einer einzelnen Schlitzausnehmung 115a, deren Quer- oder Ab- stimmsteg 17 wiederum wie bei Figur 2a außenliegend vorgesehen ist, sodass die außenliegende Begrenzungskante 17a des Steges 17 mit dem Rand 13 der Patchfläche 7 fluchtet. In the exemplary embodiment according to FIG. 2 b, a slot arrangement 15 is again provided on each of the four longitudinal or transverse sides, namely in each case once again only a single slot recess 115 a, whose transverse or withdrawal web 17 is again provided on the outside as in FIG the outer boundary edge 17a of the web 17 is aligned with the edge 13 of the patch surface 7.
Anhand von Figur 3 ist gezeigt, dass beispielsweise an je- der der vier Außenkanten 13a, 13b zwei in Längsrichtung der betreffenden Längs- und Querkante 13a, 13b versetzt liegende Schiit zausnehmungen 15 vorgesehen sein können. Grundsätzlich können auf jeder Seite auch drei, vier oder maximal fünf Schiitzausnehmungen 15 vorgesehen sein, die jeweils von der zugehörigen Längs- und Querkante 13a, 13b aus verlaufen und vorzugsweise parallel zueinander angeordnet und dabei in Längsrichtung der jeweiligen Längsund Querkante versetzt zueinander liegend ausgebildet sind (vorzugsweise in gleichen Abständen oder auch in unter- schiedlichen Abständen zueinander) . It is shown with reference to FIG. 3 that, for example, at each of the four outer edges 13a, 13b, two shallow recesses 15 which are offset in the longitudinal direction of the respective longitudinal and transverse edges 13a, 13b can be provided. Basically, three, four or a maximum of five Schiitzausnehmungen 15 may be provided on each side, each extending from the associated longitudinal and transverse edges 13a, 13b and preferably arranged parallel to each other and thereby offset in the longitudinal direction of the respective longitudinal and transverse edge to each other ( preferably at equal intervals or at different distances from each other).
In Abweichung zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 2 und 3 lässt sich durch die Verwendung von mehreren
Schlitzanordnungen pro Seite eine Abstimmung über einen größeren Frequenzbereich durchführen. In contrast to the embodiment according to Figures 2 and 3 can be achieved by the use of several Slot arrangements per side carry out a vote over a larger frequency range.
Anhand von Figur 4 ist gezeigt, dass die jeweilige Schlitzanordnung 15 eine Vielzahl von einzelnen geschlossenen Schiitzausnehmungen 115 umfassen kann. Bei der Variante gemäß Figur 4 sind von der jeweiligen Längs- und Querseite 13a, 13b ausgehend, sechs jeweils durch einen Quersteg 17 voneinander getrennte und dadurch geschlossene Schiit zausnehmungen 115 aufeinander folgend angeordnet. Mit anderen Worten sind die Schiit zausnehmungen 115 jeweils von der Strahlerfläche 7 umgeben, wobei die erwähnten Querstege 17 Leitungsbrücken darstellen, die die entsprechenden Abschnitte der Strahlerfläche 7 auf beiden Seiten der jeweiligen Schlitzanordnung 15 miteinander verbinden und gleichzeitig die einzelnen Schiit zausnehmungen 115 voneinander trennen, so dass dadurch die sogenannten geschlossenen Schiit zausnehmungen 115 gebildet sind. In diesem Ausführungsbeispiel sind also Schlitzausnehmungen 115a, 115b, 115c, 115d, 115e und 115f vorgesehen. Die Stegbreite 21 und die Ausnehmungslänge 25 ist in diesem Ausführungsbeispiel stets gleich, so dass alle Schlitz- ausnehmungen 115 gleiche Größe und Formgebung aufweisen. Mit anderen Worten ergibt sich hierdurch eine äquidistante Anordnung der elektrisch-leitfähigen Quer- oder Abstimmstege 17. Referring to Figure 4, it is shown that the respective slot assembly 15 may include a plurality of individual closed slot recesses 115. In the variant according to FIG. 4, starting from the respective longitudinal and transverse sides 13a, 13b, six shafts each separated by a transverse web 17 and thereby closed are arranged in succession. In other words, the Schiit zausnehmungen 115 are each surrounded by the radiator surface 7, said transverse webs 17 represent cable bridges that connect the corresponding portions of the radiator surface 7 on both sides of the respective slot assembly 15 and at the same time the individual Schiit zausnehmungen 115 separate from each other, so that thereby the so-called closed Schiit zausnehmungen 115 are formed. In this embodiment, therefore, slot recesses 115a, 115b, 115c, 115d, 115e and 115f are provided. The ridge width 21 and the recess length 25 is always the same in this embodiment, so that all slot recesses 115 have the same size and shape. In other words, this results in an equidistant arrangement of the electrically conductive transverse or tuning webs 17th
Das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 unterscheidet sich von denjenigen nach Figuren 2 und 3 auch dadurch, dass auch die zuäußerst liegende Schlitzausnehmung 115a durch einen außen in Höhe des jeweiligen Randes 13, d.h. des jeweiligen Randabschnittes 13c, also in Höhe der jeweiligen Längs- und Querkante 13a, 13b angeordneten Quer- oder Ab-
stimmsteg 17 abgeschlossen ist, somit also der Rand 13 und damit der zugehörige Randabschnitt 13c, also die jeweilige Längs- und Querkante 13a, 13b durchgängig verläuft, wie aus Figur 4 zu ersehen ist. Eine zum zugehörigen Rand 13 hin offene Schiitzausnehmung 115' ist also in diesem Ausführungsbeispiel nicht vorgesehen. The exemplary embodiment according to FIG. 4 also differs from the one according to FIGS. 2 and 3 in that the slot recess 115a located at the outermost edge is also bordered by an outside at the level of the respective edge 13, ie the respective edge portion 13c, ie at the level of the respective longitudinal and transverse edge 13a , 13b arranged transverse or Ab- 17 is closed, so thus the edge 13 and thus the associated edge portion 13c, ie the respective longitudinal and transverse edge 13a, 13b runs continuously, as can be seen from Figure 4. A Schiitzausnehmung 115 'open to the associated edge 13 is thus not provided in this embodiment.
Anhand von Figur 5 ist in Abweichung zu Figur 4 gezeigt, dass die einzelnen Schiitzausnehmungen 115 auch unter- schiedliche Länge aufweisen können. In contrast to FIG. 4, FIG. 5 shows that the individual ski recesses 115 can also have different lengths.
Bei der Variante gemäß Figur 5 verändert sich die Aus- nehmungslänge 25 in Schlitzrichtung 15'. Dabei nimmt die Ausnehmungslänge 25 von der zuinnerst liegenden, geschlos- senen Schiitzausnehmung 115, hier 115d, zu der zuäußerst liegenden Schiit zausnehmung 115a jeweils zu. Mit anderen Worten nehmen die Abstände der Quer- oder Abstimmstege 17 von innen nach außen mit quadratischem Abstand zueinander zu. Dadurch wird eine nicht-äquidistante Anordnung der einzelnen Abstimmstege 17 erzeugt. Auch bei dieser Variante ist keine zu äußerst liegende, offene Schlitzausnehmung 115' vorgesehen. Die vorstehend erwähnten Abstände der Quer- oder Abstimmstege 17, die von außen nach innen in einem quadratischen Abstand zueinander angeordnet sind, stellen allerdings nur einen bevorzugten Spezialfall dar. Grundsätzlich sind beliebige andere Abstände möglich, die auch nicht oder teilweise nicht äquidistant sind. In the variant according to FIG. 5, the recess length 25 changes in the slot direction 15 '. In this case, the recess length 25 of the innermost, closed Schiitzausnehmung 115, here 115 d, to the outermost lying Schiit zausnehmung 115 a respectively. In other words, the distances of the transverse or Abstimmstege 17 from inside to outside with a square distance to each other. As a result, a non-equidistant arrangement of the individual tuning webs 17 is generated. Also in this variant, no overlying, open slot recess 115 'is provided. However, the above-mentioned distances of the transverse or Abstimmstege 17, which are arranged from outside to inside in a square distance from each other, but only a preferred special case. Basically, any other distances are possible, which are not or partially not equidistant.
Bei der Variante gemäß Figur 6 ist gezeigt, dass eine nachfolgend noch erörterte Abstimmmöglichkeit bereits auch dann besteht, wenn lediglich zwei geschlossene Schlitz- ausnehmungen 115a und 115b mit jeweils zwei Quer- oder Abstimmstegen 17 vorgesehen sind, wie dies in Figur 6 ange-
deutet ist. Dabei liegt der elektrisch-leitfähige Quer- und Abstimmsteg 17 der zu äußerst angeordneten Schlitzaus- nehmung 115a in Höhe des umlaufenden Randes 13, d.h. seine Außenkante 17a liegt in unmittelbarer Verlängerung des die Strahlerfläche 7 begrenzenden Randes 13, also in unmittelbarer Verlängerung der betreffenden Längs- oder Querseite 13a, 13b und damit des zugehörigen Randabschnittes 13c, von welchem die Schlitzanordnung 15 ausgeht. Abweichend von Figur 6 könnte aber auch beispielsweise auf die zweite Schlitzausnehmung 115b verzichtet werden, so dass jede Schlitzanordnung 15 nur eine geschlossene Schlitzausnehmung 115, d.h. 115a umfasst, die durch den außen liegenden, in Höhe des Randes 13 vorgesehenen Quer- und Abstimmsteg 17 geschlossen ist, wie z.B. in Figur 2a gezeigt . In the variant according to FIG. 6, it is shown that a tuning possibility, which will be discussed below, already exists even if only two closed slot recesses 115a and 115b are provided, each with two transverse or tuning bars 17, as shown in FIG. indicates. In this case, the electrically conductive transverse and tuning web 17 of the slot recess 115a which is extremely located lies at the level of the peripheral edge 13, ie its outer edge 17a lies in the immediate extension of the edge 13 delimiting the radiator surface 7, ie in the immediate extension of the respective longitudinal edge. or transverse side 13a, 13b and thus of the associated edge portion 13c from which the slot arrangement 15 originates. Notwithstanding Figure 6 but could for example be dispensed with, for example, the second slot recess 115b, so that each slot assembly 15 only a closed slot recess 115, ie 115a includes, which is closed by the outside, provided at the level of the edge 13 transverse and Abstimmsteg 17 , as shown for example in FIG. 2a.
Möglich ist aber auch, dass zum Rand 13 hin, also an der Längs- oder Querseite nicht nur zumindest eine geschlosse- ne Schlitzausnehmung 115a vorgesehen ist, die durch den erwähnten elektrisch-leitfähigen Quer- oder Abstimmsteg 17 verschlossen ist, sondern dass sich zum Rand 13 hin noch eine nach außen hin offene Schlitzausnehmung 115' anschließt, wie dies grundsätzlich bei der Variante gemäß Figur 7 gezeigt ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist also für jede Schlitzanordnung 15 jeweils nur eine geschlossene Schlitzausnehmung 115a mit einem zugehörigen elektrisch-leitfähigen Quer- und/oder Abstimmsteg 17 vorgesehen . It is also possible, however, for not only at least one closed slot recess 115a to be provided towards the edge 13, that is to say on the longitudinal or transverse side, which is closed by the mentioned electrically conductive transverse or tuning web 17, but rather to the edge 13 still outwardly open slot recess 115 'connects, as shown in principle in the variant of Figure 7. In this embodiment, therefore, only one closed slot recess 115 a with an associated electrically conductive transverse and / or tuning web 17 is provided for each slot arrangement 15.
Nachfolgend wird noch auf Figur 8 Bezug genommen, in der in Abweichung zu den vorausgegangenen Ausführungsbeispielen eine Patch-Antenne in zentraler Draufsicht, d.h. zumindest eine Strahlerfläche 7 beispielsweise in Form einer
metallisierten Fläche 117 gezeigt ist, die in Draufsicht aus einer Kreisform besteht. In the following, reference is made to FIG. 8, in which, in deviation from the preceding exemplary embodiments, a patch antenna in a central plan view, ie at least one emitter surface 7, for example in the form of a metallized surface 117 is shown, which consists of a circular shape in plan view.
In diesem Falle sind um 90° versetzt zueinander liegend um die Zentralachse Z herum jeweils die erwähnten Schlitzaus- nehmungen 115, hier 115a bis 115c vorgesehen, die bezüglich ihrer Schlitzlänge 25 bzw. in ihrer Schlitz- oder Stegbreite 21 so gebildet sein können, wie dies anhand der vorausgegangenen Ausführungsbeispiele erläutert wurde. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist also der randseitige elektrisch-leitfähige Quer- oder Abstimmsteg 17 in Höhe des Umfangsrandes 13 angeordnet, so dass seine außenliegende Begrenzungskante 17a teilkreisförmig mit einem Radius um den Mittelpunkt oder die Zentralachse Z der kreisförmig gestalteten Strahlerfläche 7 gestaltet ist, so dass sich ein insgesamt kreisförmiger Rand 13 ergibt. In Abweichung dazu könnte aber, wie beispielsweise auch anhand von Figur 7 gezeigt, die zu äußerst liegende, d.h. die dem Rand 13 nächstliegende erste geschlossene Schlitz- ausnehmung 115a so weit nach innen in die Strahlerfläche 7 versetzt liegen, dass sich an den zu äußerst liegenden elektrisch leitfähigen Quer- oder Abstimmsteg 17 noch eine nach außen hin in radialer Verlängerung offene Schlitzaus- nehmung 115' anschließen kann, wie dies in einer Abwand- lung für die in Figur 8 rechts liegende Schlitzanordnung 15 gezeigt ist. In this case, the slot recesses 115, here 115a to 115c, are provided offset by 90 ° relative to one another about the central axis Z, which can be formed with respect to their slot length 25 or in their slot or web width 21, as this was explained with reference to the preceding embodiments. In the embodiment shown, therefore, the edge-side electrically conductive transverse or Abstimmsteg 17 is arranged at the level of the peripheral edge 13, so that its outer boundary edge 17a is designed partially circular with a radius around the center or the central axis Z of the circular radiator surface 7, so that a total circular edge 13 results. By way of derogation, however, as shown, for example, with reference to FIG. the first closed slot recess 115a lying closest to the edge 13 lie so far inwardly in the emitter surface 7 that a slot recess 115 'open to the outside in the radial extension remains on the electrically conductive transverse or tuning web 17 which is too far away. can connect, as shown in a modification for the slot arrangement 15 on the right in FIG.
Ebenso könnten auch jeweils zwei oder mehr nebeneinander angeordnete Strahleranordnungen vorgesehen sein, also paarweise oder parallele Anordnungen mit mehreren nebeneinander liegenden Reihen von Strahlerausnehmungen 115, wie dies grundsätzlich anhand von Figur 3 für eine in Draufsicht eher quadratische Strahlerfläche 7 gezeigt ist.
Bei der Variante gemäß Figur 8 verlaufen dabei die gegebe¬ nenfalls mehrere Strahlerausnehmungen 115 umfassenden Schlitzanordnungen 15 von dem die Strahlerfläche 7 umgebenden bzw. begrenzenden Rand 13c bevorzugt in Radial- richtung, so dass die Verlängerung dieser Schlitzanordnungen 15 jeweils die Zentralachse Z der Strahlerfläche 7 schneiden würden. Wie aber auch anhand der weiteren Ausführungsbeispiele bereits erläutert wurde, kann die jeweilige Verlängerung der Schlitzanordnung 15 auch schief- winkelig an der Zentralachse Z der Strahlerfläche 7 vorbei laufen, wobei dann die Schlitzanordnungen 15 nicht in Radialrichtung zur Zentralachse Z verlaufen würden und damit nicht senkrecht zu einer Tangente an dem zugehörigen Randabschnitt 13d enden würden, von dem die betreffende Schlitzanordnung 15 ausgeht (wobei in Figur 8 eine Tangente T für die zu unterst liegende Schlitzanordnung 15 eingezeichnet ist), sondern in einem von 90° abweichenden Winkel gegenüber dieser Tangente T. Von daher wird auch bezüglich der vorausgehend erläuterten Ausführungsbeispiele allgemein von dem Rand 13 oder dem zugehörigen Randabschnitt 13c gesprochen, von dem die jeweilige Schlitzanordnung 15 ausgeht. Soll eine derartige Patchantenne insbesondere als RFID- Antenne in kompakter Bauform realisiert sein, d.h. mit einem Substrat oder Dielektrikum 5 mit εΓ, beispielsweise einem εΓ > 10 und insbesondere > 15 oder vor allem > 20, > 25 oder > 30 oder sogar > 35, so hat sich gezeigt, dass bei der Herstellung des Substrates aufgrund von Variationen bei der Materialzusammenstellung des Substrates, d.h. insbesondere der Keramik-Ausgangsmasse, des Verpressdru- ckes und/oder der Sintertemperatur die Permittivitätszahl
durchaus stark schwanken kann. Von daher muss jede einzelne Patchantenne getestet und im Rahmen einer Nachbearbeitung eine Frequenzabstimmung durchgeführt werden. Dies kann nunmehr im Rahmen der Erfindung leicht dadurch vorgenommen werden, dass je nach Messergebnis von außen nach innen beginnend, jeweils ein elektrisch-leitfähiger Quer- oder Abstimmsteg 17 manuell oder mittels Werkzeug elektrisch getrennt, d.h. mehr oder weniger entfernt wird. Likewise, in each case two or more juxtaposed radiator arrangements could be provided, ie pairwise or parallel arrangements with a plurality of juxtaposed rows of radiator recesses 115, as shown in principle with reference to Figure 3 for a rather square in plan view radiator surface 7. In the variant according to Figure 8 thereby extend the gegebe ¬ appropriate, several Strahlerausnehmungen of the emitter surface 13c preferably so that the extension of the slot arrangements 15 cut 115 comprehensive slot arrangements 15 7 surrounding and delimiting edge in radial direction, respectively, the central axis Z of the emitter surface 7 would. However, as has already been explained with reference to the further exemplary embodiments, the respective extension of the slot arrangement 15 can also run obliquely past the central axis Z of the radiator surface 7, in which case the slot arrangements 15 would not run in the radial direction to the central axis Z and thus not perpendicular to a tangent would terminate at the associated edge portion 13d from which the respective slot arrangement 15 originates (wherein in FIG. 8 a tangent T is shown for the slot arrangement 15 at the bottom), but at an angle deviating from 90 ° with respect to this tangent T. Von Therefore, also with regard to the embodiments explained above, the term generally refers to the edge 13 or the associated edge section 13c from which the respective slot arrangement 15 originates. If such a patch antenna in particular be implemented as an RFID antenna in a compact design, ie with a substrate or dielectric 5 with ε Γ , for example ε Γ > 10 and especially> 15 or especially>20,> 25 or> 30 or even> 35, it has been found that in the production of the substrate due to variations in the material composition of the substrate, ie in particular the ceramic starting material, the Verpressdru- and / or the sintering temperature Permittivitätszahl can vary considerably. Therefore, every single patch antenna has to be tested and a frequency tuning has to be carried out as part of a post-processing. This can now be easily done within the scope of the invention that depending on the measurement result from the outside inwards, each electrically-conductive transverse or tuning web 17 manually or electrically separated by means of tools, that is more or less removed.
Ist die jeweils äußerste Schiit zausnehmung 115, wie in dem Ausführungsbeispiel nach Figuren 5 oder 6, durch einen zuäußerst liegenden Quer- oder Abstimmsteg geschlossen, so würde dadurch die erste Schiit zausnehmung 115a geöffnet werden, wodurch die Resonanzfrequenz leicht abgesenkt wird. Sollte dies noch nicht reichen, kann ein nächster nachfolgender leitfähiger Quer- oder Abstimmsteg durchtrennt werden, so dass beispielsweise bei der Variante nach Figuren 5 oder 6 ein weiter innenliegender nächster Quer- oder Abstimmsteg 17 durchtrennt wird, wodurch die freie Gesamtlänge der so gebildeten offenen Schlitzanordnung 115' in Schlitzrichtung 15' vergrößert und damit die Resonanzfrequenz der Patchantenne weiter abgesenkt wird. If the respective outermost Schiit zausnehmung 115, as in the embodiment of Figures 5 or 6, closed by an outermost transverse or Abstimmsteg, this would be the first Schiit zausnehmung 115 a are opened, whereby the resonance frequency is slightly lowered. Should this not be enough, a next subsequent conductive transverse or Abstimmsteg can be severed, so that, for example, in the variant of Figure 5 or 6, a further inner next cross or Abstimmsteg 17 is severed, whereby the free overall length of the open slot arrangement thus formed 115 'enlarged in the slot direction 15' and thus the resonance frequency of the patch antenna is further lowered.
Durch die Geometrie mit den erwähnten elektrisch leitfähigen Quer- oder Abstimmstegen 17 wird also somit ein problemloses manuelles oder maschinelles definiertes stufenweises Abstimmen möglich, da die Schlitzlängen durch die vorgegebenen Schiit zausnehmungen eindeutig und reproduzierbar vorgegeben sind, wodurch ein manuelles Einarbeiten von Schlitzen gegenüber dem Stand der Technik problemlos möglich ist und Fehlanpassungen (wie im Stand der Technik üblich und kaum zu verhindern) unterbleiben.
Zudem ist selbst ein maschinelles Durchtrennen eines Steges leicht möglich, und zwar ebenfalls unter Erzeugung einer eindeutig definierten Schlitzlänge aufgrund der vorgegebenen einzelnen Schiitzausnehmungen . Due to the geometry with the mentioned electrically conductive transverse or Abstimmstegen 17 thus a trouble-free manual or machine defined gradual tuning is possible because the slot lengths zausnehmungen by the given Schiit given clearly and reproducibly, creating a manual incorporation of slots relative to the state of Technology is easily possible and mismatches (as usual in the art and hardly prevent) omitted. In addition, even a machine cutting through a web is easily possible, and also to produce a clearly defined slot length due to the given individual Schiitzausnehmungen.
Die erfindungsgemäß ausgebildete Patchantenne sowie das erfindungsgemäße Abstimmverfahren der Patchantenne weist große Vorteile vor allem dann auf, wenn eine entsprechende Patchantenne in Anwendung für RFID-Systeme beispielsweise mit einer Betriebsfrequenz zwischen 800 MHz und 1000 MHz betrieben werden soll. Dabei ist das Verfahren für Dielektrika unterschiedlichster Materialzusammensetzung und unterschiedlichster Permittivitätszahlen geeignet, insbesondere für Patchantennen mit einem Substrat /Dielektrikum, welches beispielsweise eine Dielektrizitätskonstante für Keramik zwischen 20 bis 80, insbesondere 30 bis 50 oder beispielsweise 35 bis 40 aufweist, z.B. um 38. The inventively embodied patch antenna and the tuning method of the patch antenna according to the invention has great advantages especially when a corresponding patch antenna in use for RFID systems, for example, with an operating frequency between 800 MHz and 1000 MHz to be operated. In this case, the method is suitable for dielectrics of the most varied composition of materials and with very different permittivity numbers, in particular for patch antennas with a substrate / dielectric which, for example, has a dielectric constant for ceramics between 20 to 80, in particular 30 to 50 or for example 35 to 40, e.g. at 38.
Bei einem derartigen Aufbau ergibt sich ein Abstimmbereich durch die einzelnen Schlitzanordnungen bis über 30 MHz, insbesondere bis über 20 MHz und bis über 10 MHz und bis über 5 MHz, zumindest aber bis zu 5 MHz. With such a construction, a tuning range results through the individual slot arrangements up to more than 30 MHz, in particular up to more than 20 MHz and more than 10 MHz and more than 5 MHz, but at least up to 5 MHz.
Die Breite 21 der einzelnen Schlitzausnehmungen (jeweils parallel zum zugehörigen Randabschnitt) kann beispielsweise zwischen 0,3% bis 27%, insbesondere zwischen 0,7% bis 15%, 1% bis 2,6% und insbesondere um 1,0% bis 2%, beispielsweise um 1,4% bezogen auf die Wellenlänge im Substrat, und zwar bezogen auf eine Betriebswellenlänge bzw. bevorzugt auf die mittlere Betriebswellenlänge im Substrat . The width 21 of the individual slot recesses (in each case parallel to the associated edge section) can be, for example, between 0.3% to 27%, in particular between 0.7% to 15%, 1% to 2.6% and in particular by 1.0% to 2 %, for example, by 1.4% based on the wavelength in the substrate, and with respect to an operating wavelength or preferably to the average operating wavelength in the substrate.
Die Schlitzlänge, d.h. die Ausnehmungslänge 25 für jede
Schlit zausnehmung 15 (also die sogenannte Schlitz-Tiefe) kann zwischen 0,8% bis 25%, insbesondere zwischen 1,7% bis 10%, 2,6% bis 5% und insbesondere um 3,9% betragen, und zwar ebenfalls wieder bezogen auf eine Betriebswellenlänge bzw. bevorzugt auf die mittlere Betriebswellenlänge im Substrat . The slot length, ie the recess length 25 for each Schlit zausnehmung 15 (ie the so-called slot depth) can be between 0.8% to 25%, in particular between 1.7% to 10%, 2.6% to 5% and in particular by 3.9%, and also again relative to an operating wavelength or preferably to the average operating wavelength in the substrate.
Schließlich wird noch angemerkt, dass die Breite der Queroder Abstimmstege (17) zwischen 0,1% bis 18%, insbesondere zwischen 0,1% bis 5% und insbesondere zwischen 0,1% bis 1,8% bezogen auf eine Betriebswellenlänge und insbesondere die mittlere Betriebswellenlänge im Substrat 5 bevorzugt betragen können. Finally, it should be noted that the width of the transverse or tuning webs (17) between 0.1% to 18%, in particular between 0.1% to 5% and in particular between 0.1% to 1.8% based on an operating wavelength and in particular the average operating wavelength in the substrate 5 may be preferred.
Anhand der beschriebenen Ausführungsbeispiele ist ebenfalls gezeigt, dass die Länge, das heißt die Gesamtlänge einer Schlitzanordnung 15, beginnend von dem Rand 13 mit einer ersten offenen Schiit zausnehmung 115' oder ohne einer derartigen offenen Schiit zausnehmung 115' unterschiedlich sein kann. Die Maximallänge der gesamten jeweiligen Schlitzanordnung 15 kann zwischen 0,8% und 25%, insbesondere zwischen 1,7% bis 10%, 2,6% bis 5% und insbesondere um ca. 3,9% bezogen auf eine Betriebswellenlänge und bevorzugt auf die mittlere Betriebswellenlänge im Substrat (5) liegen. Based on the described embodiments is also shown that the length, that is, the total length of a slot assembly 15, starting from the edge 13 with a first open Schiit zausnehmung 115 'or without such an open Schiit zausnehmung 115' may be different. The maximum length of the entire respective slot arrangement 15 can be between 0.8% and 25%, in particular between 1.7% to 10%, 2.6% to 5% and in particular about 3.9% based on an operating wavelength and preferably on the average operating wavelength in the substrate (5) lie.
Wie bereits erwähnt, sind die einzelnen Schlitzanordnungen 15 bevorzugt jeweils mittig bezüglich des zugehörigen Randabschnittes der Patchfläche bzw. der zugehörigen Me- tallisierung, also der Strahlerfläche 7 angeordnet. Diese Schlitzanordnungen 15 können aber auch von ihrer mittigen Lage abweichen, vorzugsweise bis zu 5%, 10%, 15%, 20%, oder vorzugsweise bis zu 25%, 30%, 35% oder maximal bis zu
40%. Mit anderen Worten können die einzelnen Schlitzaus- nehmungen in einem Bereich maximal von 10% bis 90% der Gesamtlänge der Längs- und Querseite 13a, 13b angeordnet sein. Bezüglich der kreisförmigen Ausführung des Patches gemäß Figur 8 heißt dies, dass bezogen auf eine jeweils um 90° versetzt liegende regelmäßige Anordnung der Schlitz- ausnehmungen (wie in Figur 8 gezeigt ist) eine Abweichung davon bis maximal + 40% bezogen auf einen Viertelkreis- Umfang vorgenommen werden kann und darf. As already mentioned, the individual slot arrangements 15 are preferably each centered with respect to the associated edge section of the patch surface or the associated metallization, that is to say the radiator surface 7. However, these slot arrangements 15 can also deviate from their central position, preferably up to 5%, 10%, 15%, 20%, or preferably up to 25%, 30%, 35% or maximum up to 40%. In other words, the individual slot recesses can be arranged within a range of at most 10% to 90% of the total length of the longitudinal and transverse sides 13a, 13b. With regard to the circular design of the patch according to FIG. 8, this means that with respect to a regular arrangement of the slot recesses offset by 90 ° (as shown in FIG. 8), a deviation of up to + 40% relative to a quarter circle circumference can and may be made.
An den verschiedenen Ausführungsbeispielen ist erläutert worden, dass die Zahl der Schlitzanordnungen 15 insgesamt variieren kann. In den meisten Ausführungsbeispielen sind jeweils vier um 90° versetzt liegende Schiitzausnehmungen gezeigt. Anhand des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 2a ist gezeigt, dass beispielsweise auch nur zwei Schlitz- ausnehmungen vorgesehen sein können, in diesem Ausführungsbeispiel gegenüberliegend angeordnet. Anhand von Figur 3 ist gezeigt, dass deutlich mehrere Schiitzausnehmun- gen vorgesehen sein können. Grundsätzlich werden die erfindungsgemäßen Vorteile aber auch dann realisiert, wenn zumindest eine Schlitzausnehmung 15 an einer einzigen Stelle bezogen auf den gesamten umlaufenden Rand 13 vorgesehen ist. It has been explained in the various embodiments that the number of slot arrangements 15 can vary as a whole. In most embodiments, each four offset by 90 ° Schiitzausnehmungen are shown. Based on the embodiment of Figure 2a is shown that, for example, only two slot recesses may be provided, arranged opposite in this embodiment. With reference to FIG. 3, it is shown that a plurality of ski recesses can be provided. In principle, however, the advantages according to the invention are also realized if at least one slot recess 15 is provided at a single point relative to the entire peripheral edge 13.
In all den gezeigten Ausführungsbeispielen sind die Schlitzausnehmungen 115 und die die Schiitzausnehmungen 115 seitlich begrenzenden Schlitzbegrenzungen 19 parallel zueinander und jeweils senkrecht zur angrenzenden Längs- und Querkante ausgerichtet. Aber auch hier sind Winkelabweichungen von bis zu 20% möglich. Winkelabweichungen von bis zu 20% sind auch bezüglich der Quer- oder Abstimmstege 17 möglich, die nicht zwingend parallel zur angrenzenden Längs- und Querkante verlaufen müssen.
In all of the embodiments shown, the slot recesses 115 and the slot recesses 115 laterally delimiting slot boundaries 19 are aligned parallel to each other and each perpendicular to the adjacent longitudinal and transverse edge. But even here, angle deviations of up to 20% are possible. Angular deviations of up to 20% are also possible with respect to the transverse or tuning webs 17, which need not necessarily run parallel to the adjacent longitudinal and transverse edges.
Claims
1. Patchantenne, insbesondere RFID-Patchantenne mit fol- genden Merkmalen: 1. patch antenna, in particular RFID patch antenna with the following features:
mit einem Substrat (5) mit einer Oberseite (5a) und einer Unterseite (5b), with a substrate (5) having an upper side (5a) and a lower side (5b),
mit einer auf der Oberseite (5a) des Substrats (5) vorgesehenen elektrisch-leitfähigen Strahlerfläche (7), with an electrically conductive radiating surface (7) provided on the upper side (5a) of the substrate (5),
mit zumindest einer, zwei oder mehreren Speiseeinrichtungen (109), zur Speisung der Strahlerfläche (7), und an zumindest einem in Umfangsrichtung liegenden Randabschnitt (13c) und vorzugsweise an zumindest zwei und insbesondere vier in Umfangsrichtung versetzt liegenden Randabschnitten (13c) der Strahlerfläche (7) ist mindestens eine vom betreffenden Randabschnitt (13c) ausgehende Schlitzanordnung (15) vorgesehen, with at least one, two or more feed devices (109), for feeding the radiator surface (7), and at least one peripheral edge portion (13c) and preferably at least two and in particular four circumferentially offset edge portions (13c) of the radiator surface (13c) 7), at least one slot arrangement (15) originating from the respective edge section (13c) is provided,
gekennzeichnet durch die folgenden weiteren Merkmale: - die Schlitzanordnung (15) weist in vom zugehörigen Randabschnitt (13c) wegweisender Schlitzrichtung (15') zumindest eine geschlossene Schiitzausnehmung (115; 115a, 115b, 115f) auf, und characterized by the following further features: - the slot arrangement (15) has at least one closed ski recess (115; 115a, 115b, 115f) in the slot direction (15 ') pointing away from the associated edge section (13c), and
die zumindest eine geschlossene Schlitzausnehmung (115; 115a, 115b, 115f) ist über einen dem zugehörigen Randabschnitt (13c) zugewandt liegenden, elektrisch-leitfähigen Quer- oder Abstimmsteg (17) geschlossen . the at least one closed slot recess (115; 115a, 115b, 115f) is closed via an electrical-conductive transverse or tuning web (17) facing the associated edge section (13c).
2. Patchantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der zumindest einen geschlossenen Schlitz- ausnehmung (115; 115a, 115b, 115f) und/oder der dem zugehörigen Randabschnitt (13c) am nächsten liegenden geschlossenen Schlitzausnehmung (115; 115a) und dem zugehörigen Randabschnitt (13c) eine offene Schlitzausnehmung (115* ) vorgesehen ist, die zum zugehörigen Randabschnitt (13c) offen ist. 2. patch antenna according to claim 1, characterized in that between the at least one closed slot recess (115; 115a, 115b, 115f) and / or the associated edge portion (13c) closest to the closed slot recess (115; 115a) and the associated edge portion (13c) is an open slot recess (115 *) is provided, which is open to the associated edge portion (13c).
3. Patchantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine geschlossene Schlitzausnehmung (115; 115a) und/oder die dem zugehörigen Randabschnitt (13) am nächsten liegende geschlossene Schlitzausnehmung (115; 115a) durch einen elektrisch-leitfähigen Quer- oder Abstimmsteg (17) geschlossen ist, dessen nach außen weisende Stegkante (17a) in unmittelbarer Verlängerung des benachbarten Randes (13) oder Randabschnittes (13c) der Strahlerfläche (7) angeordnet ist. 3. patch antenna according to claim 1, characterized in that the at least one closed slot recess (115; 115a) and / or the associated edge portion (13) closest closed Schlitzausnehmung (115; 115a) by an electrically conductive transverse or Abstimmsteg (17) is closed, the outwardly facing web edge (17a) in the immediate extension of the adjacent edge (13) or edge portion (13c) of the radiator surface (7) is arranged.
4. Patchantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von geschlossenen Schlitzausnehmungen (115; 115a, 115b, 115f) vorgesehen sind, die in der jeweiligen Schlitzrichtung (151) hintereinander angeordnet sind, wobei jeweils zwei benach- barte geschlossene Schlitzausnehmungen (15; 15a, 15b,4. patch antenna according to one of claims 1 to 3, characterized in that a plurality of closed slot recesses (115; 115a, 115b, 115f) are provided, which are arranged one behind the other in the respective slot direction (15 1 ), wherein two adjacent each closed slot recesses (15; 15a, 15b,
15f) durch einen elektrisch-leitfähigen Quer- oder Abstimmsteg (17) getrennt sind. 15f) are separated by an electrically conductive transverse or Abstimmsteg (17).
5. Patchantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen Längen (25) der zu einer Schlitzanordnung (15) gehörenden geschlossenen Schlitzausnehmungen (115; 115a, 115b, 115f) gleich groß sind. 5. patch antenna according to one of claims 1 to 4, characterized in that the respective lengths (25) belonging to a slot arrangement (15) closed slot recesses (115; 115a, 115b, 115f) are equal.
6. Patchantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen Längen (25) der zu einer Schlitzanordnung (15) gehörenden geschlossenen Schlitzausnehmungen (115; 115a, 115b, 115f) unterschiedlich groß sind. 6. Patch antenna according to one of claims 1 to 4, characterized in that the respective lengths (25) of a slot arrangement (15) belonging to the closed slot recesses (115; 115a, 115b, 115f) are of different sizes.
7. Patchantenne nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen Längen (25) der zu einer Schiitzanord- nung (15) gehörenden mehreren geschlossenen Schlitzausnehmungen (115; 115a, 115b, 115f) unterschiedlich groß sind und insbesondere von innen nach außen zum Rand (13) der Strahlerfläche (7) bzw. zum zugehörigen Randabschnitt (13c) hin quadratisch zunehmen. 7. patch antenna according to claim 6, characterized in that the respective lengths (25) of the Schiitzanord- tion (15) belonging to several closed slot recesses (115; 115a, 115b, 115f) are different in size and in particular from the inside to the outside to the edge (13) of the radiator surface (7) or to the associated edge portion (13c) increase quadratically.
8. Patchantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass an zumindest zwei Randabschnitten (13c) eine Schlitzanordnung (15) vorgesehen ist, vorzugsweise an um 90° versetzt zueinander liegenden Randab- schnitten (13c), und dass insbesondere bei einer quadratischen oder rechteckförmigen Strahlerfläche (7) an zumindest zwei gegenüberliegenden Längs- oder Querseiten (13a, 13b) und vorzugsweise an allen Längs- oder Querseiten (13a, 13b) eine Schiitzanordung (15) vorgesehen ist. 8. patch antenna according to one of claims 1 to 7, characterized in that at least two edge portions (13c) a slot arrangement (15) is provided, preferably at 90 ° offset to each other edge portions (13c), and that in particular in a square or rectangular radiator surface (7) on at least two opposite longitudinal or transverse sides (13a, 13b) and preferably on all longitudinal or transverse sides (13a, 13b) Schiitzanordung (15) is provided.
9. Patchantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass von einer Längs- oder Querseite (13a, 13b) oder von einem Randabschnitt (13c) und vorzugsweise von allen Längs- oder Querseiten (13a, 13b) oder von mehreren Randabschnitten (13c) ausgehend zumindest eine, zwei, drei, vier oder maximal fünf Schlitzanordnungen (15) vorgesehen sind, die jeweils in Erstreckungsrichtung des zugehörigen Randabschnittes (13c) versetzt zueinander angeordnet sind. 9. Patch antenna according to one of claims 1 to 8, characterized in that of a longitudinal or transverse side (13 a, 13 b) or by an edge portion (13 c) and preferably Starting from all longitudinal or transverse sides (13a, 13b) or from a plurality of edge portions (13c), at least one, two, three, four or a maximum of five slot arrangements (15) are provided which are offset relative to each other in the extension direction of the associated edge portion (13c) are.
10. Patchantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Schiitzausnehmung (15) und/oder die seitliche Schlitzbegrenzung (19) senkrecht zur der angrenzenden Längs- oder Querseite (13a, 13b) oder senkrecht zu dem angrenzenden Randabschnitt (13c), von dem die Schiitzausnehmung (15) ausgeht, ausgerichtet ist und nicht mehr als 20° davon abweicht. 10. patch antenna according to one of claims 1 to 9, characterized in that the respective Schiitzausnehmung (15) and / or the lateral slot boundary (19) perpendicular to the adjacent longitudinal or transverse side (13a, 13b) or perpendicular to the adjacent edge portion ( 13c) from which the Schiitzausnehmung (15) starts, is aligned and not more than 20 ° thereof deviates.
11. Patchantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch-leitfähigen Quer- oder Abstimmstege (17) parallel zu den Längs- oder Querseiten (13a, 13b) oder parallel zu dem angrenzenden Randabschnitt (13c) der Strahlerfläche (7) ausgerichtet sind, von der die betreffende Schlitzausnehmung (15) ausgeht, oder nicht mehr als 20° davon abweichen. 11. patch antenna according to one of claims 1 to 10, characterized in that the electrically conductive transverse or Abstimmstege (17) parallel to the longitudinal or transverse sides (13 a, 13 b) or parallel to the adjacent edge portion (13 c) of the radiator surface ( 7) are aligned, from which the respective slot recess (15) goes out, or not more than 20 ° thereof.
12. Patchantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da- durch gekennzeichnet, dass die Schlitzbreite (21) und damit die Steglänge (21) einer Schlitzanordnung (15) oder einer einzelnen Schlitzausnehmung (115; 115a, 115b, ...) zwischen 0,3% bis 27 %, insbesondere zwischen 0,7% bis 15% und insbesondere zwischen 1% bis 2,6%, beispielsweise um 1,4% bezogen auf die Betriebswellenlänge und insbesondere eine mittlere Betriebswellenlänge im Substrat (5) beträgt. 12. patch antenna according to one of claims 1 to 11, character- ized in that the slot width (21) and thus the web length (21) of a slot arrangement (15) or a single slot recess (115; 115a, 115b, ...) between 0.3% to 27%, in particular between 0.7% to 15% and in particular between 1% to 2.6%, for example by 1.4% based on the operating wavelength and in particular an average operating wavelength in the substrate (5).
13. Patchantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 12, da- durch gekennzeichnet, dass die Tiefe oder Länge einer Schiitzausnehmung (115; 115a, 115b, ...) in Schlitzrichtung (15') zwischen 0,8% bis 25%, insbesondere zwischen 1,7% und 10% und vorzugsweise zwischen 2,6% und 5% bezogen auf eine Betriebswellenlänge und insbesondere eine mittlere Betriebswellenlänge im Substrat (5) liegt. 13. patch antenna according to one of claims 1 to 12, da- characterized in that the depth or length of a Schiitzausnehmung (115; 115a, 115b, ...) in the slot direction (15 ') between 0.8% to 25%, in particular between 1.7% and 10% and preferably between 2, 6% and 5% based on an operating wavelength and in particular an average operating wavelength in the substrate (5).
14. Patchantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des zumindest einen Quer- oder Abstimmstegs (17) in Schlitzrichtung (15') zwischen 0,1% bis 18%, insbesondere zwischen 0,1% bis 5% und vorzugsweise zwischen 0,1% bis 1,8% bezogen auf eine Betriebswellenlänge und insbesondere eine mittlere Betriebswellenlänge im Substrat (5) beträgt. 14. patch antenna according to one of claims 1 to 13, characterized in that the width of the at least one transverse or Abstimmstegs (17) in the slot direction (15 ') between 0.1% to 18%, in particular between 0.1% to 5 % and preferably between 0.1% to 1.8% based on an operating wavelength and in particular an average operating wavelength in the substrate (5).
15. Patchantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die gesamte Ausnehmungslänge einer Schlitzausnehmung (15) < 25%, insbesondere 15% oder ^10% bezogen auf eine Betriebswellenlänge und insbe- sondere eine mittlere Betriebswellenlänge im Substrat (5) beträgt . 15. patch antenna according to one of claims 1 to 14, characterized in that the total recess length of a slot recess (15) <25%, in particular 15% or ^ 10% based on an operating wavelength and in particular a mean operating wavelength in the substrate (5) is.
16. Patchantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Schiitzanord- nungen (15) zu der zugehörigen Längs- oder Querseite (13a, 13b) mittig ausgehend angeordnet sind oder vorzugsweise weniger als 5%, insbesondere weniger als 10%, 15%, 20%, 25% und maximal weniger 40% bezogen auf die Kantenlänge des zugehörigen Randabschnitts (13c) versetzt liegend angeordnet sind. 16. patch antenna according to one of claims 1 to 15, characterized in that one or more Schiitzanord- openings (15) to the associated longitudinal or transverse side (13a, 13b) are arranged centrally starting, or preferably less than 5%, in particular less than 10%, 15%, 20%, 25% and a maximum of less than 40% relative to the edge length of the associated edge portion (13c) are arranged offset lying.
17. Abstimmverfahren zur nachträglichen Frequenzabstimmung einer Patchantenne gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16, da- durch gekennzeichnet, dass bezüglich einer oder mehrerer Schiitzausnehmungen (15) zumindest ein dem zugehörigen Randabschnitt (13c) nächstliegender Quer- oder Abstimmsteg (17) durchtrennt und/oder entfernt wird. 17. Tuning method for the subsequent frequency tuning of a patch antenna according to one of claims 1 to 16, characterized characterized in that with respect to one or more Schiitzausnehmungen (15) at least one of the associated edge portion (13c) nearest transverse or Abstimmsteg (17) is severed and / or removed.
18. Abstimmverfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass bezüglich einer Schiit zausnehmung (15) zumindest zwei oder mehrere Quer- oder Abstimmstege (17) durchtrennt und/oder entfernt werden und zwar die jeweils zum zugehörigen Randabschnitt (13c) nächstliegenden Queroder Abstimmstege (17) . 18. Tuning method according to claim 17, characterized in that with respect to a Schiit zausnehmung (15) at least two or more transverse or Abstimmstege (17) severed and / or removed and in each case to the associated edge portion (13c) nearest Queroder Abstimmstege (17 ).
19. Abstimmverfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchtrennen und/oder Entfernen der Quer- oder Abstimmstege (17) manuell und/oder maschinell durchgeführt wird. 19. Tuning method according to claim 17 or 18, characterized in that the severing and / or removal of the transverse or Abstimmstege (17) is carried out manually and / or by machine.
20. Abstimmverfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchtrennen und/oder Entfernen der Quer- oder Abstimmstege (17) symmetrisch an allen zwei oder vier Längs- oder Querseiten (13a, 13b) oder an den zugehörigen Randabschnitten (13c) der Strahlerfläche (7) erfolgt. 20. Tuning method according to one of claims 17 to 19, characterized in that the severing and / or removal of the transverse or Abstimmstege (17) symmetrically on all two or four longitudinal or transverse sides (13 a, 13 b) or at the associated edge portions ( 13c) of the radiator surface (7) takes place.
21. Abstimmverfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchtrennen und/oder Entfernen der Quer- oder Abstimmstege (17) unsymmetrisch an allen zwei oder vier Längs- oder Querseiten (13a, 13b) oder an den zugehörigen Wandabschnitten (13a) der Strah- lerfläche (7) erfolgt. 21. Tuning method according to one of claims 18 to 20, characterized in that the severing and / or removal of the transverse or Abstimmstege (17) asymmetrically on all two or four longitudinal or transverse sides (13 a, 13 b) or on the associated wall sections ( 13a) of the radiator surface (7).
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