DE10119930A1

DE10119930A1 - System antenna module with azimuthal omnidirectional radiation pattern comprises folded metal film with segmented slot-like structure

Info

Publication number: DE10119930A1
Application number: DE10119930A
Authority: DE
Inventors: Lutz Rothe
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-04-23
Filing date: 2001-04-23
Publication date: 2002-10-24

Abstract

A conductive plate or film (1) is arranged parallel to a glass mounting plane. The film may have a rectangular edge, and is provided with a segmented slot-like structure. By folding the film along the longer side, geometrically adjacent partial planes are formed. A coaxial waveguide is provided for exciting the antennas.

Description

Aim of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht in der Konfigurierung einer extrem miniaturisierten und in erster Linie flächenhaft ausgedehnten Antennenkomponente mit der Eigenschaft der Erzeugbarkeit einer linear vertikal polarisierten Rundstrahlung in der Azimutalebene sowie einer Sektorstrahlung in der Elevationsebene vorzugsweise in den dualbandigen Spektralbereichen zwischen 890 MHz und 960 MHz bzw. 1710 MHz und 1880 MHz oder zwischen 824 MHz und 894 MHz bzw. 1850 MHz und 1990 MHz. Gleichfalls soll mit der gegenständlichen Erfindung eine leistungsfähige Substitutionslösung für Linearantennen entwickelt werden, die einen unauffälligen oder tarnbaren Funksende- und Empfangsbetrieb sowohl in Frei- als auch in Innenräumen gestattet und in diesem Zusammenhang eine besondere Eignung für die effektive Objekt- bzw. Gebäude-Innenversorgung aufweist. Ein weiteres Ziel besteht in der Konfigurierung eines miniaturisierten Strahlersystems mit der besonderen Eignung als Systemantennenmodul, welches sich innerhalb beliebiger dielektrischer Containments zur Aufnahme funktechnischer Systeme, insbesondere funktechnischer Sende- und Empfangssysteme, in unmittelbarer räumlicher Nähe des Funksende- und/oder Funkempfangssystems implementieren läßt und sowohl auf leitfähigem als auch auf nichtleitfähigem Untergrund montierbar und betreibbar ist.The aim of the invention is to configure an extreme miniaturized and primarily extensive Antenna component with the property of the producibility of a linear vertically polarized omnidirectional radiation in the azimuth plane and one Sector radiation in the elevation plane preferably in the dual band Spectral ranges between 890 MHz and 960 MHz or 1710 MHz and 1880 MHz or between 824 MHz and 894 MHz or 1850 MHz and 1990 MHz. Likewise, the present invention is intended to be a powerful one Substitution solution for linear antennas are developed, the one inconspicuous or camouflaged radio transmission and reception both in free as well as indoors and in this context a special one Suitability for effective object or building interior supply. On Another goal is to configure a miniaturized Radiator system with the special suitability as a system antenna module, which can be accommodated within any dielectric containment radio systems, in particular radio transmission and Receiving systems, in the immediate vicinity of the radio transmission and / or Radio receiving system can be implemented and on both conductive and can be installed and operated on non-conductive surfaces.

Im weiteren verfolgt die Erfindung das Ziel der unmittelbaren Montagemöglich keit des Planarstrahlers auf beliebigen leitfähigen oder nichtleitfähigen Objektträgern sowie dielektrischen Raum- oder Objektbegrenzungen mittels beliebiger oder universell verfügbarer Haft- bzw. Befestigungsmittel, so daß auf der Basis der erfindungsgemäßen Strahleranordnung die Möglichkeit einer schnellen und unaufwendigen Errichtung von drahtlosen Signalübertragungsstrecken mit beliebigem Komplexitätsgrad bzw. beliebigem Verzweigungsgrad ohne dem Erfordernis der strahlungsseitigen Richtungssensibilität gegeben ist.Furthermore, the invention pursues the goal of immediate assembly possible Planar emitter on any conductive or non-conductive Slides and dielectric space or object boundaries by means of any or universally available adhesive or fastening means, so that on the possibility of a based on the radiator arrangement according to the invention quick and easy installation of wireless Signal transmission links with any degree of complexity or any Degree of branching without the requirement of the radiation side Direction sensitivity is given.

Das Ziel der Erfindung besteht weiterhin darin, die für die Konfigurierung des Planarstrahlers erforderlichen dielektrischen Strukturträger durch Verwendung ausschließlich elektrisch leitfähiger und selbsttragender dünner Platten, vorzugsweise metallischer Platten oder Folien, zu ersetzen und die durch die Verwendung dielektrischer Basismaterialien mit einer vom evakuierten Raum abweichenden Dielektrizitätszahl bedingte geometrische Verkürzung mittels verteilter kapazitiver und verlustminimaler Strukturelemente zu erwirken.The aim of the invention is also to configure the Planar emitter required dielectric structure support through use only electrically conductive and self-supporting thin plates, preferably metallic plates or foils to replace and by the Use of dielectric base materials with one from the evacuated room deviating dielectric constant by means of geometric shortening distributed capacitive and loss-minimizing structural elements.

Darüber hinausgehend besteht das erfindungsgemäße Ziel in der Erhöhung der spektralen Bandbreite gegenüber den unter Verwendung dielektrischer Basis materialien mit einer vom evakuierten Raum abweichenden Dielektrizitätszahl konfigurierbaren und bekannten Lösungen sowie in der Optimierung der technologischen und aufwandsseitigen Basis.In addition, the aim of the invention is to increase the spectral bandwidth versus using dielectric basis materials with a dielectric constant that differs from the evacuated space configurable and known solutions as well as in the optimization of technological and expenditure-based basis.

Field of application of the invention

Das Anwendungsgebiet der Erfindung bezieht sich vordergründig auf den Mobilfunkbereich innerhalb des GSM-Netzes und des DCS-Netzes bzw. des AMPS-Netzes und des PCS-Netzes sowie auf Bündelfunkanwendungen. Hierbei bildet der Planarstrahler eine optionale Antennenkomponente bzw. Ersatzkomponente linearer Gewinnantennen mit der Montagemöglichkeit sowohl im Freiraum als auch im Innenraum stationärer, portabler und mobiler Objekte sowie im Innenraum vollständig oder partiell dielektrischer Containments funktechnischer Sende- und/oder Empfangssysteme. Weitergehend bezieht sich der Anwendungsbereich auf allgemeine Innenraumanwendungen, indem die Strahlerkomponente eine räumlich abgesetzte Komponente vom jeweiligen Endgerät bildet.The field of application of the invention relates primarily to the Cellular area within the GSM network and the DCS network or the AMPS network and the PCS network as well as on trunked radio applications. The planar emitter forms an optional antenna component or Replacement component of linear gain antennas with the mounting option both in the open space and in the interior more stationary, portable and mobile Objects as well as completely or partially dielectric in the interior Containments of radio transmission and / or reception systems. The scope of application also relates to general Indoor applications by adding a spatial component separate component forms from the respective terminal.

Die Strahlerkomponente ist vorteilhaft in den Fällen anwendbar, in denen das Antennensystem schnell und unaufwendig mit der Option der mechanisch schnellen und unaufwendigen Lösbarkeit zu montieren ist. Darüber hinausgehend bildet die erfindungsgemäße Strahlerkomponente ein Basismodul für Kurz- oder Mittelstreckenübertragungssysteme für kommunikations-, sensor- oder sicherheitstechnische Anwendungen.The radiator component can be used advantageously in cases where the Antenna system fast and inexpensive with the option of mechanical is quick and easy to assemble. About that the radiator component according to the invention also forms a basic module for short or medium-range transmission systems for communication, sensor or security applications.

Characteristic of the known prior art

Bekannte Antennenlösungen für den Bereich der Mobilfunkanwendungen be ruhen auf Linearantennenkonzeptionen in Form von Monopol- oder Dipolan ordnungen in verkürzter oder unverkürzter Ausführung. Diese Linearantennen sind sowohl als extern montierbare Antennen als auch als unmittelbar mit dem Endgerät gekoppelte Komponenten bekannt sowie mit unterschiedlichem Richt faktor und Wirkungsgrad behaftet. Bekannte Flachantennenlösungen beruhen auf flächenhaft angeordneten, dipolähnlichen Konfigurationen bzw. flächenhaften Resonatoranordnungen unter Verwendung elektrisch verkürzender Strukturträger, wobei die Geometrie für den Fall unverkürzter Anordnungen ausschließlich die Wellenlängenabhängigkeit widerspiegelt und somit eine Miniaturisierung ausschließt sowie die mittels der verwendeten dielektrischen Strukturträger in Abhängigkeit vom Suszeptibilitätsprofil verkürzten Anordnungen mit der resultierenden Reduzierung des Wirkungsgrades einhergehen. Gleichfalls bedingt die Verwendung dielektrischer Strukturträger die Erhöhung des Kosteneintrages.Known antenna solutions for the field of mobile radio applications are based on linear antenna designs in the form of monopole or dipole orders in a shortened or unabridged version. These linear antennas are both as externally mountable antennas and as directly with the Terminal-coupled components known and with different direction factor and efficiency. Known flat antenna solutions are based on flat, dipole-like configurations or areal resonator arrangements using electrical Shortening structure support, the geometry being shorter in the case Arrangements reflect only the wavelength dependence and thus excludes miniaturization and that by means of the used dielectric structure support depending on the susceptibility profile shortened arrangements with the resulting reduction in Efficiency go hand in hand. The use also requires dielectric structure support the increase in cost entry.

Bekannte Miniaturlösungen auf der Basis unsymmetrischer Wellenleiterresona toren in Microstriptechnik beruhen auf der Kombination leitfähiger Folien und dielektrischer Belastungselemente, wobei sich derartige Lösungen technologisch sehr aufwendig gestalten. Diese Kombinationslösungen sind darüber hinausgehend mit dem Nachteil der spektralen Schmalbandigkeit behaftet.Known miniature solutions based on asymmetrical waveguide resonance Doors in microstrip technology are based on the combination of conductive foils and dielectric loading elements, such solutions design technologically very complex. These combination solutions are furthermore with the disadvantage of spectral narrowband afflicted.

Die elektrischen sowie Gebrauchseigenschaften bekannter Antennenlösungen schließen die Erlangung der Ziele der gegenständlichen Erfindung aus, so daß mit der gegenständlichen Erfindung die für die benannten Anwendungsfelder einsetzbare Technik gegenüber dem bekannten Stand der Technik erweitert wird.The electrical and usage properties of known antenna solutions preclude the achievement of the objectives of the subject invention, so that with the subject invention for the named fields of application usable technology expanded compared to the known prior art becomes.

Presentation of the nature of the invention

Die erfindungsgemäße Aufgabe besteht in der Konfigurierung eines extrem miniaturisierten und flächenhaften Strahlersystems mit der Eigenschaft der Erzeugbarkeit einer linear vertikal polarisierten Rundstrahlung in der Azimutalebene sowie einer Sektorstrahlung in der Elevationsebene vorzugsweise in den Spektralbereichen zwischen 890 MHz und 960 MHz bzw. 1710 MHz und 1880 MHz sowie zwischen 824 MHz und 894 MHz bzw. zwischen 1850 MHz und 1990 MHz.The object of the invention is to configure an extreme miniaturized and extensive spotlight system with the property of Generability of a linearly vertically polarized omnidirectional radiation in the Azimuthal plane and a sector radiation in the elevation plane preferably in the spectral ranges between 890 MHz and 960 MHz or 1710 MHz and 1880 MHz and between 824 MHz and 894 MHz or between 1850 MHz and 1990 MHz.

Die erfindungsgemäße Aufgabe besteht hierbei weiterhin darin, die Systemkon zeption bzw. -dimensionierung unter Berücksichtigung bzw. unter Einschluß universeller dielektrischer Montage- bzw. Befestigungsebenen, vorzugsweise elektrisch leitfähiger oder nichtleitfähiger Montageebenen, auszulegen. Die diesem Fall zuzuordnende Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, indem eine leitfähige Platte oder Folie (1); vorzugsweise bestehend aus Aluminium, Kupfer oder Messing, in einem definierten Abstand flächenparallel zu einer systemkomplementären dielektrischen, vorzugsweise kunststoff- oder glasförmigen, Montageebene angeordnet wird, wobei die leitfähige Platte oder Folie (1) mit einer kreisförmigen, elliptischen, quadratischen, rechteckigen, dreieckigen, pentagonalen, hexagonalen oder beliebigen, vorzugsweise rechteckförmigen Berandung, ausgebildet und mit einer segmentierten schlitzförmigen Struktur (2) versehen wird, wobei die segmentierte schlitzförmige Struktur aus den Segmenten (2.1), (2.2), . . . (2.n) mit n = 1, 2, . . ., gleicher oder ungleicher Segmentlänge bzw. Segmentausdehnung und/oder Segmentbreite mit zueinander identischer oder nichtidentischer sowie paralleler oder nichtparalleler sowie geradlinig oder ungeradlinig verlaufender Schlitzachse, vorzugsweise zueinander parallel und geradlinig verlaufender Schlitzachse, synthetisiert wird. Erfindungsgemäß wird die Fläche der elektrisch leitfähigen Ebene zur Aufnahme der segmentierten, schlitzförmigen Struktur vergrößert, indem die vorzugsweise rechteckförmig berandete leitfähige Ebene (1) mit vorzugsweise parallel zur Längsseite verlaufenden Achsen der Schlitzstruktursegmente entlang der Längs- oder Schmalseite, vorzugsweise entlang der Längsseite, ein- oder mehrfach, vorzugsweise zweifach, gefaltet wird und somit m + 1, mit m = 1, 2, 3, . . . (m - Anzahl der Faltungslinien) elektrisch leitfähige sowie elektrisch leitfähig miteinander verbundene Partialebenen (1.k) mit k = 1, 2, 3, . . ., vorzugsweise die Partialebenen (1.1), (1.2), (1.3), gebildet werden. Die Anlage bzw. Positionierung der Faltungslinien erfolgt hierbei in der Weise, dass resultierende Schnittpunkte der Faltungslinien untereinander ausgeschlossen werden. Hierdurch besteht insbesondere für den Fall der begrenzten Flächenverfügbarkeit in einer der orthogonal zueinander verlaufenden Raumebenen, vorzugsweise in einer der vertikal verlaufenden Raumebenen, die Möglichkeit der Optimierung der Achsendistanzen zueinander parallel oder in einem beliebigen Winkel, vorzugsweise zueinander parallel oder rechtwinklig, verlaufender Schlitzstruktursegmente und/oder -ebenen und damit der definierten Steuerung der Strahlerkopplung bzw. der resultierenden Aperturbelegung, deren Belegungszustand auf der Basis einer definiert berandeten leitfähigen Ebene sowohl durch die Schlitzstrukturgeometrie und Struktursegmentierung als auch durch die Achsenführung und damit die Quellenverteilung bestimmt wird. Unabhängig von jeglichen räumlichen Randbedingungen bzw. räumlichen Beschränkungen und damit der Notwendigkeit der Optimierung der Strahlerausführung, -berandung bzw. - geometrie besteht über die definierte Faltung der schlitzstrukturtragenden elektrisch leitfähigen Ebene bzw. die definierte Anordnung der segmentierten Schlitzstruktur innerhalb leitfähig miteinander verbundener, jedoch zueinander in einer definierten Winkelbeziehung angeordneter Partialebenen die Möglichkeit der gezielten Steuerung der resultierenden Aperturbelegung und damit des spektralen Streuverhaltens bzw. der elektromagnetischen Schwingungsbedingung sowie der Strahlungscharakteristik des Schlitzstrahlersystems. In gleicher Weise besteht die Möglichkeit der Steuerung des Quellenverhaltens des Strahlersystems bzw. der Apertursynthese über die Kopplung des leitfähigen Partialebenen (1.k), d. h. der Auslegung der leitfähigen Verbindungen zwischen den Partialebenen (1.n), vorzugsweise den Partialebenen (1.1), (1.2), (1.3), indem die galvanische Verbindung der in einem definierten Winkel zueinander angeordneten Partialebenen (1.k) entlang ihrer Faltungslinien längengesamtheitlich oder definiert längenpartialisiert miteinander galvanisch verbunden werden, wobei für den Fall der definierten längenpartiellen galvanischen Verbindung der Partialebenen (1.k) entlang der jeweiligen Faltungslinien eine zusätzliche Steuerungsgröße durch die geometrische Gestaltung der entlang der Faltungslinien synthetisierten Schlitzelemente gebildet wird.The object of the invention is further here to design the system conception or dimensioning, taking into account or including universal dielectric mounting or mounting levels, preferably electrically conductive or non-conductive mounting levels. The object assigned to this case is achieved according to the invention in that a conductive plate or film ( 1 ); preferably consisting of aluminum, copper or brass, at a defined distance parallel to a system-complementary dielectric, preferably plastic or glass-shaped, assembly plane, the conductive plate or foil ( 1 ) having a circular, elliptical, square, rectangular, triangular, Pentagonal, hexagonal or any, preferably rectangular edge, is formed and provided with a segmented slit-shaped structure ( 2 ), the segmented slit-shaped structure consisting of the segments ( 2.1 ), ( 2.2 ) ,. , , (2.n) with n = 1, 2,. , ., the same or different segment length or segment extension and / or segment width with mutually identical or non-identical as well as parallel or non-parallel as well as rectilinear or non-rectilinear slit axis, preferably mutually parallel and rectilinear slit axis, is synthesized. According to the invention, the area of the electrically conductive plane for accommodating the segmented, slit-shaped structure is increased by the preferably rectangular-edged conductive plane ( 1 ) having axes of the slit structure segments running preferably parallel to the long side along the long or narrow side, preferably along the long side. or folded several times, preferably twice, and thus m + 1, with m = 1, 2, 3,. , , (m - number of fold lines) electrically conductive and electrically conductive interconnected partial planes (1.k) with k = 1, 2, 3,. , ., preferably the partial planes ( 1.1 ), ( 1.2 ), ( 1.3 ). The folding lines are created or positioned in such a way that resulting intersection points of the folding lines with one another are excluded. In this way, in particular in the case of limited area availability in one of the orthogonally extending room planes, preferably in one of the vertically running room planes, there is the possibility of optimizing the axis distances parallel to one another or at any angle, preferably parallel to one another or at right angles, slotted structure segments and / or -levels and thus the defined control of the radiator coupling or the resulting aperture assignment, the occupancy state of which is determined on the basis of a defined bordered conductive level both by the slot structure geometry and structure segmentation and by the axis guidance and thus the source distribution. Regardless of any spatial boundary conditions or spatial restrictions and thus the need to optimize the radiator design, edge or geometry, there is the defined folding of the slot structure-bearing electrically conductive plane or the defined arrangement of the segmented slot structure within, but connected to one another in a conductive manner a defined angular relationship of arranged partial planes, the possibility of targeted control of the resulting aperture assignment and thus the spectral scattering behavior or the electromagnetic oscillation condition as well as the radiation characteristics of the slot radiator system. In the same way, there is the possibility of controlling the source behavior of the radiator system or aperture synthesis by coupling the conductive partial planes (1.k), ie the design of the conductive connections between the partial planes (1.n), preferably the partial planes ( 1.1 ), ( 1.2 ), ( 1.3 ), in that the galvanic connection of the partial planes (1.k) arranged at a defined angle to each other along their folding lines are galvanically connected to each other along their entire length or in a defined partial lengthwise manner, whereby in the case of the defined longitudinal partial galvanic connection of the partial planes (1 .k) an additional control variable is formed along the respective folding lines by the geometric design of the slot elements synthesized along the folding lines.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird weiterhin dadurch gelöst, indem die Schlitzstruktur (2) mit einem oder mehreren kapazitiven Belastungselementen versetzt wird, die dadurch synthetisiert werden, daß die jeweiligen die Schlitzstruktur (2) begrenzenden leitfähigen Flächen punktuell bzw. ortsselektiv sowie vorzugsweise flächenparallel mit jeweils einer leitfähigen Platte oder Folie beliebiger Berandung, vorzugsweise kreisförmiger Berandung, sowie einer dielektrischen Platte oder Folie beliebiger Berandung, vorzugsweise kreisförmiger Berandung, zueinander gleicher oder ungleicher Abmessungen, vorzugsweise ungleicher Abmessungen, besetzt werden, wobei die Größe der jeweiligen reaktiven Belastung durch die Geometrie und Materialeigenschaften der leitfähigen Platte oder Folie, die Geometrie und Suszeptibilitätseigenschaften der dielektrischen Platte oder Folie sowie deren Position bezüglich der Schlitzstruktur (2) bestimmt wird.The object according to the invention is further achieved in that the slot structure ( 2 ) is displaced with one or more capacitive loading elements which are synthesized in that the respective conductive surfaces delimiting the slot structure ( 2 ) are selectively or locally selective and preferably parallel to the surface, each with a conductive one Plate or film of any boundary, preferably circular, as well as a dielectric plate or film of any boundary, preferably circular, of identical or unequal dimensions, preferably unequal dimensions, are occupied, the size of the respective reactive load due to the geometry and material properties of the conductive Plate or film, the geometry and susceptibility properties of the dielectric plate or film and their position with respect to the slot structure ( 2 ) is determined.

Die Anregung bzw. Speisung der elektromagnetisch resonant schwingenden Anordnung erfolgt mittels einer koaxialen Wellenleitung, indem der Außenleiter eines koaxialen Wellenleiters leitfähig sowie unter einem gegenseitigen Winkelversatz von 90 +/- 20 Winkelgrad zwischen den Achsen der Schlitzstruktur (2) und des koaxialen Wellenleiters mit der schlitzstrukturbegrenzenden leitfähigen Platte oder Folie (1) in der Weise verbunden wird, daß die Begrenzung der Schlitzstruktur (2) bzw. eines Schlitzstruktursegmentes (2.n) die axiale Begrenzungsebene des Außenleiters des koaxialen Wellenleiters bildet. Der über die Begrenzungsebene des koaxialen Außenleiters axial verlängerte Innenleiter des anregenden koaxialen Wellenleiters wird in einem Winkel von 90 +/- 20 Winkelgrad bezüglich der Achse der Schlitzstruktur (2) über die Schlitzstruktur (2) bzw. über ein Schlitzstruktursegment (2.n) geführt und galvanisch mit der komplementären leitfähigen Schlitzstrukturbegrenzung der leitfähigen Platte oder Folie (1) leitfähig gekoppelt. Die Positionierung der Kopplungsebene zwischen koaxialem Wellenleiter und Schlitzstruktur (2) bzw. Schlitzstruktursegment (2.n) erfolgt bezüglich der axialen Ortsabhängigkeit der Schlitzstruktur (2) bzw. des Schlitzstruktursegmentes (2.n) unter Abbildung der axialen Impedanzabhängigkeit.The electromagnetic resonant oscillating arrangement is excited or fed by means of a coaxial waveguide, in that the outer conductor of a coaxial waveguide is conductive and at a mutual angular offset of 90 +/- 20 degrees between the axes of the slot structure ( 2 ) and the coaxial waveguide with the slot structure delimiting Conductive plate or film ( 1 ) is connected in such a way that the boundary of the slot structure ( 2 ) or a slot structure segment (2.n) forms the axial boundary plane of the outer conductor of the coaxial waveguide. The inner conductor of the exciting coaxial waveguide, which is axially elongated over the boundary plane of the coaxial outer conductor, is guided at an angle of 90 +/- 20 degrees with respect to the axis of the slot structure ( 2 ) over the slot structure ( 2 ) or over a slot structure segment (2.n) and electrically coupled to the complementary conductive slot structure limitation of the conductive plate or foil ( 1 ). The coupling plane is positioned between the coaxial waveguide and the slot structure ( 2 ) or slot structure segment (2.n) with respect to the axial location dependency of the slot structure ( 2 ) or the slot structure segment (2.n), depicting the axial impedance dependency.

Die Anordnung wird geometrieseitig für den Resonanzfall dimensioniert, wobei die der Apertur vorgeordnete dielektrische Container- oder Montageebene bzw. dielektrische Container- oder Montageschicht, die hierbei durch die entsprechende Strahlercontainerung oder auch anderweitige dielektrische Körperebenen vergegenständlicht wird, in ihrer elektromagnetischen, primär kapazitiven Wirkung mittels einer induktiven Verstimmung der resonanten Wellenleiterstruktur äquivalenten Grades berücksichtigt wird. The arrangement is dimensioned on the geometry side for the resonance case, whereby the dielectric container or assembly level upstream of the aperture or dielectric container or assembly layer, which here by the corresponding radiator container or other dielectric Body levels are objectified, in their electromagnetic, primary capacitive effect by inductive detuning of the resonant Equivalent degree waveguide structure is taken into account.

In gleicher Weise wird die primär kapazitive Wirkung leitfähiger und orthogonal zur Strahlerfläche angeordneter Montageebenen mittels einer kompensierenden induktiven Verstimmung berücksichtigt.In the same way, the primary capacitive effect becomes more conductive and mounting planes arranged orthogonally to the radiator surface by means of a compensating inductive detuning is taken into account.

embodiment

Die gegenständliche Erfindung soll mittels eines ersten Ausführungsbeispiels für den Frequenzbereich 824 MHz bis 894 MHz sowie 1850 MHz bis 1990 MHz näher erläutert werden.The subject invention is intended to be based on a first exemplary embodiment for the frequency range 824 MHz to 894 MHz and 1850 MHz to 1990 MHz are explained in more detail.

Gemäß der Abb. 1 wird eine leitfähige metallische Platte oder Folie (1) mit rechteckförmiger Berandung, vorzugsweise bestehend aus Kupfer, Aluminium oder Messing, mit einer Schlitzstruktur (2), bestehend aus den Schlitzstruktursegmenten (2.1) bis (2.3) versehen, wobei die Achsen der Schlitzstruktursegmente (2.1) und (2.3) parallel zueinander angeordnet werden und die Achsen der Schlitzstruktursegmente (2.1) und (2.2) bzw. (2.2) und (2.3) jeweils einen Winkel von 90 Winkelgrad einschließen. Gemäß der Abb. 2 wird die leitfähige Platte oder Folie (1) zweifach mit parallel zu den Längsseiten der leitfähigen Platte oder Folie (1) verlaufenden Faltungslinien gefaltet, so dass die durch die Faltungslinien geometrisch begrenzten und längengesamtheitlich galvanisch miteinander verbundenen sowie zueinander rechtwinklig angeordneten Partialebenen (1.1), (1.2), (1.3) gebildet werden.According to Fig. 1, a conductive metallic plate or foil ( 1 ) with a rectangular edge, preferably consisting of copper, aluminum or brass, is provided with a slot structure ( 2 ) consisting of the slot structure segments ( 2.1 ) to ( 2.3 ), the Axes of the slot structure segments ( 2.1 ) and ( 2.3 ) are arranged parallel to each other and the axes of the slot structure segments ( 2.1 ) and ( 2.2 ) or ( 2.2 ) and ( 2.3 ) each enclose an angle of 90 degrees. According to Fig. 2, the conductive plate or film ( 1 ) is folded twice with fold lines running parallel to the long sides of the conductive plate or film ( 1 ), so that the partial planes geometrically delimited by the fold lines and overall galvanically connected to one another and arranged at right angles to one another ( 1.1 ), ( 1.2 ), ( 1.3 ).

Die Anregung der Anordnung erfolgt mittels einer koaxialen Wellenleitung, indem der Außenleiter des koaxialen Wellenleiters leitfähig sowie unter einem gegenseitigen Winkelversatz von 90 Winkelgrad zwischen den Achsen des Schlitzstruktursegmentes (2.1) und des koaxialen Wellenleiters mit der leit fähigen Platte oder Folie (1) in der Weise verbunden wird, daß die achsenparallele Begrenzung des Schlitzstruktursegmentes (2.1) die axiale Begrenzungsebene des Außenleiters des anregenden koaxialen Wellenleiters bildet. Der Innenleiter des koaxialen Wellenleiters wird axial verlängert und bezüglich der Achse des Schlitzstruktursegmentes (2.1) transversal über das Schlitzstruktursegment (2.1) geführt und galvanisch im Punkt (3) mit der komplementären Schlitzstrukturbegrenzung des Schlitzstruktursegmentes (2.1) gemäß der Abb. 1 in der den Punkt (3) schneidenden Transversalebene bezüglich der Achse des Schlitzstruktursegmentes (2.1) gekoppelt.The arrangement is excited by means of a coaxial waveguide, in that the outer conductor of the coaxial waveguide is conductive and at a mutual angular offset of 90 degrees between the axes of the slot structure segment ( 2.1 ) and the coaxial waveguide with the conductive plate or foil ( 1 ) in the manner is connected that the axis-parallel boundary of the slot structure segment ( 2.1 ) forms the axial boundary plane of the outer conductor of the exciting coaxial waveguide. The inner conductor of the coaxial waveguide is extended axially and guided with respect to the axis of the slot structure segment (2.1) transversely across the slot structure segment (2.1) and electrically in item (3) with the complementary slot structure limiting the slot structure segment (2.1) according to the Figure 1 in the point. ( 3 ) intersecting transverse plane with respect to the axis of the slot structure segment ( 2.1 ) coupled.

Die gegenständliche Erfindung soll mittels eines zweiten Ausführungsbeispiels für den Frequenzbereich 890 MHz bis 960 MHz erläutert werden.The subject invention is intended to be based on a second exemplary embodiment for the frequency range 890 MHz to 960 MHz are explained.

Gemäß der Abb. 3 wird eine leitfähige metallische Platte oder Folie (1) mit rechteckförmiger Berandung, vorzugsweise bestehend aus Kupfer, Aluminium oder Messing, mit einer Schlitzstruktur (2), bestehend aus einem geradlinig und parallel zu den Längsseiten der leitfähigen Platte oder Folie (1) verlaufenden Schlitzabschnitt, versehen. Die Strahlerstruktur wird berührungsfrei und distanzhomogen sowie mit horizontal verlaufender Schlitzstrukturachse über einer dielektrischen Ebene, bestehend aus Polyvinylchlorid mit einer Materialdicke von 4.8 mm, montiert, wobei die dielektrische Ebene als Bestandteil des Containments eines GSM- Notruftelefons in Form einer Notrufsäule gleichzeitig die Montageebene des Strahlersystems bildet.According to Fig. 3, a conductive metallic plate or foil ( 1 ) with a rectangular edge, preferably consisting of copper, aluminum or brass, with a slot structure ( 2 ) consisting of a straight line and parallel to the long sides of the conductive plate or foil ( 1 ) extending slot section. The radiator structure is installed in a contact-free and distance-homogeneous manner and with a horizontally running slot structure axis over a dielectric level consisting of polyvinyl chloride with a material thickness of 4.8 mm, whereby the dielectric level as part of the containment of a GSM emergency telephone in the form of an emergency call column also forms the mounting level of the radiator system ,

Claims

1. System antenna module with an azimuthal omnidirectional radiation pattern, consisting of an arrangement of geometrically defined dielectric and conductive layers, characterized in that
a conductive plate or film ( 1 ) is arranged at a defined distance parallel to a system-complementary dielectric, preferably glass, mounting plane, the conductive plate or film ( 1 ) having a circular, elliptical, square, rectangular, triangular, pentagonal, hexagonal or arbitrarily designed, preferably rectangular, border is formed;
the conductive plate or film ( 1 ) is provided with a segmented slit-shaped structure, the segmented slit-shaped structure consisting of the segments ( 2.1 ), ( 2.2 ) ,. , , (2.n) with n = 1, 2,. , ., the same or different segment length or segment extension and / or segment width is synthesized with mutually identical or non-identical as well as parallel or non-parallel as well as linear or non-linear slot axis;
the conductive plate or film ( 1 ) with preferably rectangular edges and preferably parallel to the long sides of the conductive plate or film ( 1 ) axes of the slot structure segments (2.n) along the long or narrow sides, preferably along the long sides, or folded several times, preferably twice;
by folding the conductive plate or film ( 1 ) along the long or narrow sides or along any fold line positioned on the surface of the conductive plate or film ( 1 ), preferably along the long sides of the preferably rectangular-edged conductive plate or film ( 1 ) , m + 1 geometrically limited and conductive partial planes (1.k) with k = 1, 2, 3,. , ., preferably three partial planes ( 1.1 ), ( 1.2 ), ( 1.3 ), are formed, where m = 1, 2, 3,. , , shows the number of fold lines and the fold lines have no intersections with each other;
the conductive plate or film ( 1 ) is folded in such a way that the partial planes formed by the folding are arranged at any angle, preferably at right angles, to one another;
the conductive plate or film ( 1 ) is length-defined along the fold lines or structured in the form of a slit in part;
the slot structure ( 2 ) is offset with one or more capacitive loading elements, which are synthesized in that the respective conductive surfaces delimiting the slot structure ( 2 ) selectively or locally and preferably parallel to the surface, each with a conductive plate or film of any type of boundary, preferably circular boundary , mutually identical or unequal dimensions, preferably unequal dimensions, are occupied;
the excitation or feeding of the electromagnetic resonant oscillating arrangement by means of a coaxial waveguide takes place by the outer conductor of a coaxial waveguide being conductive and at a mutual angular offset of 90 +/- 20 degrees between the axes of the slot structure ( 2 ) and the coaxial waveguide with the slot structure-bounding conductive plate or foil ( 1 ) is connected in such a way that the boundary of the slot structure ( 2 ) or a slot structure segment (2.n) forms the axial boundary plane of the outer conductor of the coaxial waveguide;
the axially elongated inner conductor over the boundary plane of the coaxial outer conductor at an angle of 90 +/- 20 degrees with respect to the axis of the slot structure ( 2 ) over the slot structure ( 2 ) or via a slot structure segment (2.n) and galvanically with the complementary conductive slot structure limitation of the conductive plate or film ( 1 ) is coupled.

2. System antenna module with azimuthal omnidirectional pattern Claim 1, characterized in that the excitation by means of any Waveguide types, such as microslot, microstrip, coplanar, triplate or Hollow waveguide takes place.