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DE60313737T2 - Doppelschichtstromblattantenne mit erweiterter bandbreite - Google Patents

Doppelschichtstromblattantenne mit erweiterter bandbreite Download PDF

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DE60313737T2
DE60313737T2 DE60313737T DE60313737T DE60313737T2 DE 60313737 T2 DE60313737 T2 DE 60313737T2 DE 60313737 T DE60313737 T DE 60313737T DE 60313737 T DE60313737 T DE 60313737T DE 60313737 T2 DE60313737 T2 DE 60313737T2
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Germany
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antenna elements
antenna
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elements
grid
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James Joseph Palm Bay RAWNICK
Timothy E. Palm Bay Durham
Charles W. Palm Bay KULISAN
William F. Melbourne CROSWELL
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Harris Corp
Original Assignee
Harris Corp
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Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet von Feld- bzw. Arrayantennen und im Besonderen Feldantennen mit extrem breiter Bandbreite.
  • BESCHREIBUNG DES VERWANDTEN STANDS DER TECHNIK
  • Phasengesteuerte Feldantennensysteme sind in der Antennentechnik gut bekannt. Derartige Antennen bestehen allgemein aus einer Mehrzahl von Abstrahlelementen, die bezüglich einer relativen Phase und Amplitude individuell steuerbar sind. Das Antennenmuster des Felds bzw. Arrays wird wahlweise durch die Geometrie der individuellen Elemente und der ausgewählten Phasen/Amplituden-Beziehungen unter den Elementen bestimmt. Typische Abstrahlelemente für solche Antennensysteme können aus Dipolen, Schlitzen oder jeglicher anderer geeigneter Anordnung bestehen.
  • In den letzten Jahren ist eine Vielzahl von neuen planaren bzw. ebenen Antennenelementen entwickelt worden, welche für eine Verwendung in Feldanwendungen geeignet sind. Ein Beispiel eines solchen Elements ist in US 6,512,487 an Munk et al., betitelt "Wideband Phased Array Antenna and Associated Methods" (nachfolgend "Munk" genannt) offenbart. Munk offenbart ebenes Antennenabstrahlelement, das außergewöhnliche Breitbandmerkmale aufweist. Um eine außergewöhnlich breite Bandbreite zu erlangen, macht Munk Gebrauch von kapazitiver Kopplung zwischen entgegengesetzten Enden von benachbarten Dipolantennenelementen. Bandbreiten der Größenordnung von 9-zu-1 sind mit dem Antennenelement in der Ausgestaltung nach Munk et al. erreichbar. Eine Analyse hat die Möglichkeit gezeigt, durch eine zusätzliche Abstimmung Bandbreiten von 10-zu-1 zu erreichen. Jedoch scheint dies die mit dieser speziellen Ausgestaltung erreichbare Grenze zu sein. Obwohl das Antennenelement nach Munk et al. eine sehr breite Bandbreite für eine phasengesteuerte Feldantenne aufweist, besteht ein anhaltenden Bedarf an und ein Wunsch nach phasengesteuerten Feldantennen, die noch breitere Bandbreiten aufweisen, welche 10-zu-1 überschreiten.
  • Bisherige Bemühungen, die Bandbreite einer phasengesteuerten Feldantenne mit relativ schmaler Bandbreite zu erhöhen, verwenden verschiedene Methoden, einschließlich eines Aufteilens des Frequenzbereichs in mehrere Bänder. US 5,485,167 an Wong et al. betrifft beispielsweise eine phasengesteuerte Mehrfrequenz-Feldantenne, die mehrfach geschichtete Dipolfelder verwendet. Bei Wong et al. werden verschiedene Schichten von Dipolpaarfeldern bereitgestellt, von denen jedes auf ein anderes Frequenzband abgestimmt ist. Die Schichten sind relativ zueinander entlang der Sende/Empfangs-Richtung gestapelt, wobei das Feld mit der höchsten Frequenz vor dem Feld mit der nächstniedrigeren Frequenz angeordnet ist usw. Bei Wong et al. ist ein Hochfrequenz-Masseschirm, bestehend aus parallelen Drähten, die in einem Raster angeordnet sind, zwischen dem Dipolfeld des hohen Bandes und einem Dipolfeld mit niedrigem Band angeordnet.
  • Wongs Mehrfachschichtansatz hat einen Nachteil. Herkömmliche Dipolfelder, wie in Wong et al. beschrieben, weisen eine relativ niedrige Bandbreite auf, sodass das Nettoergebnis solcher Anordnungen noch immer kein ausreichend breitbandiges Feld bereitstellen kann. Dementsprechend besteht ein anhaltender Bedarf an Verbesserungen bei Breitbandfeldantennen, die eine Bandbreite aufweisen, welche 10-zu-1 überschreitet.
  • US 3,771,158 offenbart eine Antennenstruktur, die daran angepasst ist, über mehr als einem Funkfrequenzband zu arbeiten, und zwar mittels Bereitstellens einer ersten und einer zweiten Antenne in einer integralen Antennenstruktur. Die erste Antenne ist eine ebene Feldantenne mit geschlitztem Wellenleiter zum Betrieb in einem Frequenzband. Die zweite Antenne ist eine Schleifenantenne, die in einem zweiten Frequenzband arbeitet, wobei die erste Antenne als ihre Masseplatte dient. Die Polarisation der der zweiten Antenne zugehörigen Strahlung verläuft orthogonal zur Polarisation der Strahlung, die der ebenen Feldantenne mit geschlitztem Wellenleiter zugehörig ist. Die zweite Antenne kann aus einem Streifenleiter oder Mikrostreifen gebildet sein, wobei der abstrahlende Frontflächenteil der ebenen Feldantenne mit geschlitztem Wellenleiter als eine Masseplatte für den Streifenleiter oder Mikrostreifen dient. Der ebene Abschnitt mit geschlitztem Wellenleiter arbeitet im X-Band (8–12 GHz). Die Schleifenantenne arbeitet im L-Band (8–12 GHz).
  • EP-A-0 521 384 beschreibt eine Mehrfrequenz-Patchantenne mit gestapelten Mikrostreifenleitern, die eine Isolation zwischen den Mehrfachabstrahlelementen und zwischen den Mehrfachspeisungselementen aufweist. Die Isolation wird durch eine Abschirmung bereitgestellt, die um das Speisungselement herum angeordnet ist, die mit einem Abstrahlelement verbunden ist, und zwar mittels auswählenden Verbindens der Referenzoberfläche mit einem weiteren Abstrahlelement. Ein Abstimmungsnetzwerk kann bereitgestellt werden, um Antworteigenschaften und eine Isolation zu verbessern. Die gestapelten Abstrahlelemente können in Form eines Felds angeord net sein, um Verstärkungs- oder Richtwirkungsfähigkeiten zu verbessern. Dieses Dokument offenbart die Präambel von Anspruch 1.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Ein Feld von Abstrahlelementen, welches einen ersten Satz von Antennenelementen in einer Feld- bzw. Arrayanordnung umfasst, und das dazu angeordnet ist, auf einem ersten Band von Frequenzen zu arbeiten, als auch einen zweiten Satz von Antennenelementen in einer Feldanordnung, die dazu angeordnet sind, auf einem zweiten Band von Frequenzen zu arbeiten. Die Antennenelemente können ebene Elemente sein, die einen gestreckten Körperteil und einen Endteil mit vergrößerter Breite aufweisen, der mit einem Ende des gestreckten Körperteils verbunden ist. Die Endteile mit vergrößerter Breite benachbarter Antennenelemente können ineinandergreifende Teile aufweisen, die mit entsprechenden Endteilen von benachbarten Dipolelementen kapazitiv gekoppelt sind.
  • Der erste Satz von Antennenelementen ist in einem ersten ebenen Raster aus beabstandeten Zeilen und Spalten ausgerichtet, und der zweite Satz von Antennenelementen ist in einem zweiten ebenen Raster aus beabstandeten Zeilen und Spalten ausgerichtet, wobei das zweite Raster um einem Winkel relativ zum ersten Raster gedreht sein kann, beispielsweise um 45 Grad.
  • Der erste Satz von Antennenelementen ist unterhalb des zweiten Satzes von Antennenelementen positioniert, wobei der erste Satz als eine effektive Masseplatte für den zweiten Satz wirkt. Das Feld kann dadurch zum Breitbandbetrieb angeordnet sein, das es ein erstes Band von Frequenzen benachbart zum zweiten Band von Frequenzen aufweist. Das Feld kann ein dielektrisches Material, das zwischen der ersten Mehrzahl von Antennenelementen und der zweiten Mehrzahl von Antennenelementen eingefügt ist, umfassen.
  • Das Feld kann ferner einen Satz von ersten Speisungsorganisationsvorrichtungen zum Kommunizieren von Funkfrequenzsignalen zum ersten Satz von Antennenelementen und einen Satz von zweiten Speisungsorganisationsvorrichtungen zum Kommunizieren von Funkfrequenzsignalen zum zweiten Satz von Antennenelementen umfassen. Die ersten und zweiten Speisungsorganisationsvorrichtungen sind in einem gemeinsamen Raster angeordnet und erstrecken sich nach oben in Richtung der Antennenelemente. Ein Satz von Funkfrequenzspeisungen der zweiten Speisungsorganisationsvorrichtungen bilden ein zweites Speisungsorganisationsvorrichtungsras ter, das in das gemeinsame Raster eingefügt ist. Die Funkfrequenzspeisungen der zweiten Speisungsorganisationsvorrichtungen erstrecken sich durch eine Ebene, die ungefähr durch die erste Mehrzahl von Antennenelementen definiert ist, um eine Funkfrequenz zu der zweiten Mehrzahl von Antennenelementen zu kommunizieren. Eine Masseplatte kann unterhalb des ersten Satzes von Antennenelementen positioniert sein, und eine dielektrische Schicht kann zwischen der Masseplatte und der ersten Mehrzahl von Antennenelementen eingefügt sein.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die verschiedenen Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung können unter Bezug auf die folgenden Zeichnungen, in denen gleiche Bezugsziffern gleiche Strukturelemente bezeichnen, besser verstanden werden:
  • 1 zeigt eine Draufsicht auf ein Zweiband-Doppelschichtantennenfeld mit einer Mehrzahl von Hochfrequenzantennenelementen an einer ersten Schicht und mit einer Mehrzahl von Niederfrequenzantennenelementen an einer zweiten Schicht.
  • 2 zeigt eine Querschnittsansicht entlang einer Linie 2-2 des Zweiband-Doppelschichtantennenfelds aus 1.
  • 3 zeigt eine Draufsicht auf eine Mehrzahl an Speisungsorganisationsvorrichtungen, die in der vorliegenden Erfindung ausgeführt sind.
  • 4 zeigt eine vergrößerte Detailansicht des Aufbaus der Speisungsorganisationsvorrichtungen aus 3.
  • 5 zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht der Speisungsorganisationsvorrichtungen aus 3.
  • 6 stellt eine Zeichnung dar, welche ein beispielhaftes Breitbandantennenelement zur Verwendung mit dem Feld aus 1 zeigt.
  • GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • 1 und 2 zeigen ein Zweiband-Doppelschichtantennenfeld 100. 1 zeigt eine Draufsicht auf das Feld bzw. Array. 2 zeigt eine Querschnittsansicht entlang der Linie 2-2 aus 1. Das Feld 100 umfasst eine Mehrzahl von Niederfrequenzantennenelementen 104, die an einer oberen Antennenoberfläche 204 angeordnet sind, und eine Mehrzahl von Hochfrequenzantennenelementen 102, die an einer unteren Antennenoberfläche 202 angeordnet sind. Die untere Antennenoberfläche 202 ist unterhalb der oberen Antennenoberfläche 204 positioniert. (Der Deutlichkeit halber sind die Hochfrequenzelemente 102 in der Draufsicht von 1 gezeigt.) Die Antennenelemente 102 und 104 können an ihren entsprechenden Oberflächen 202 und 204 als ebene Felder angeordnet sein, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf begrenzt, da auch andere Antennenelementanordnungen verwendet werden können.
  • Das Feld 100 kann eine Mehrzahl von Hochfrequenzspeisungsorganisationsvorrichtungen 208 und eine Mehrzahl von Niederfrequenzspeisungsorganisationsvorrichtungen 210 umfassen. Hochfrequenzorganisationsvorrichtungen 208 berühren die Hochfrequenzantennenelemente 102 an Hochfrequenzspeisungspunkten 106. Niederfrequenzorganisationsvorrichtungen 210 berühren die Niederfrequenzantennenelemente 104 an Niederfrequenzspeisungspunkten 108. Die Speisungsorganisationsvorrichtungen 208 und 210 können an einer Oberfläche 212 angebracht sein. Optional kann eine Masseplatte unterhalb der Mehrzahl von Hochfrequenzantennenelementen 102 positioniert sein, und eine dielektrische Schicht kann dazwischen eingefügt sein.
  • Ein Vorteil der vorliegenden Feldanordnung besteht darin, dass die Hochfrequenzelemente 102 als eine effektive Masseplatte unterhalb der Niederfrequenzelemente 104 wirken können, wodurch die Verstärkung des Niederfrequenzantennenfelds erhöht wird, ohne dass die Verwendung einer herkömmlichen Masseplatte notwendig wird. Der Betriebsfrequenzbereich der Masseplatte, die durch die Hochfrequenzelemente 102 gebildet wird, wird zumindest teilweise durch den Abstand 110 zwischen entsprechenden Hochfrequenzelementen 102 bestimmt. Das obere Ende des Frequenzbereichs der effektiven Masseplatte steigt an, wenn der Abstand 110 abnimmt. Die Elemente 102 können eine effektive Masseplatte bereitstellen, die den Frequenzbereich von Gleichstrom bis zu der Frequenz abdeckt, deren Wellenlänge ungefähr das 10-fache des Abstands 110 beträgt.
  • Bei Betrieb wird ein Abbild der Niederfrequenzelemente 104 mittels der effektiven Masseplatte genommen, wobei die effektive Masseplatte als ein Reflektor wirken kann, der die Feldstärke erhöht, die in eine obere Richtung zeigt. Die Feldstärke ist teilweise eine Funktion der Entfernung 214 zwischen der effektiven Masseplatte und der Ebene von Niederfrequenzelementen 104. Die bestimmte ausgewählte Entfernung 214 kann mittels einer Vielzahl von Faktoren bestimmt werden, welche den Betriebsfrequenzbereich der Niederfrequenzelemente 104, den gewünschten Wellenwiderstand des Felds 100 und die dielektrische Konstante des Volumens, welches zwischen der unteren Antennenoberfläche 202 und der oberen Antennenoberfläche 204 definiert ist, umfasst. Es sollte jedoch angemerkt werden, dass einige Entfernungen zu einer destruktiven Interferenz und einer verringerten Feldstärke in Richtung nach oben führen kann, wie dem Fachmann bekannt sein wird.
  • In einer Ausführungsform kann die Entfernung 214 ein Viertel der Wellenlänge der höchsten Betriebsfrequenz betragen, für welche die Niederfrequenzelemente 104 betrieben werden. Dielektrisches Material 206 kann im Volumen, welches zwischen der unteren Antennenoberfläche 202 und der oberen Antennenoberfläche 204 definiert ist, bereitgestellt werden. Wenn dielektrisches Material 206 bereitgestellt wird, kann die Wellenlänge, die für die Viertelwellenlängen-Berechnung verwendet wird, der Wellenlänge der höchsten Betriebsfrequenz entsprechen, da sie sich durch das dielektrische Material 206 ausbreitet. In anderen Ausführungsformen kann die Entfernung 214 bestimmt werden unter Verwendung von Computermodellen und dazu angepasst werden, bestimmte Übertragungs- oder Empfangseigenschaften zu erreichen.
  • Das bestimmte dielektrische Material 206, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist nicht entscheidend, und jedes einer Vielzahl von gemeinhin verwendeten dielektrischen Materialien kann für diesen Zweck verwendet werden, auch wenn ein Dielektrikum mit niedrigem Verlust bevorzugt wird. Ferner kann das Dielektrikum ein Gas, eine Flüssigkeit oder ein Feststoff sein. Ein Dielektrikum mit einer dielektrischen Konstante, die größer als 1 ist, verringert die empfohlene Entfernung zwischen der effektiven Masseplatte und den Niederfrequenzelementen 104 mittels Verkürzens von Funkfrequenzwellenlängen, die sich durch das dielektrische Material 206 ausbreiten. Dies ermöglicht eine größere Kompaktheit des Felds 100.
  • Eine geeignete Klasse von Materialien, die als das dielektrische Material 206 verwendet werden können, wären beispielsweise auf Polytetrafluorethylen (PTFE) basierende Verbundstoffe, wie beispielsweise RT/Duroid®6002 (dielektrische Konstante von 2,94; Dielektrizitätsverlust von 0,009) und RT/Duroid®5880 (dielektrische Konstante von 2,2; Dielektrizitätsverlust von 0,0007). Diese Produkte sind beide über Rogers Microwave Products, Advanced Circuit Materials Division, 100 S. Roosevelt Ave, Chandler, AZ 85226, erhältlich. Die Erfindung ist jedoch in dieser Hinsicht nicht begrenzt.
  • Ein weiterer Vorteil der in 1 und 2 gezeigten Feldanordnung besteht darin, dass zwei Antennenfelder mit zwei getrennten Bändern von Frequenzen so integriert sind, dass sie ein einziges Zweiband- bzw. Doppelband-Feld bilden. Der Frequenzbereich der Hochfrequenzantennenelemente 102 kann benachbart zum Frequenzbereich der Niederfrequenzantennenelemente 104 liegen, sodass der niedrigere Frequenzbereich der Hochfrequenzelemente 102 ungefähr dort beginnt, wo die Antwort der Niederfrequenzantennenelemente 104 abschneidet. Dies stellt ein Antennenfeldsystem mit einer offensichtlich breiteren Bandbreite, als der eines Felds bereit, das von einem einzigen Typ von Antennenelementen gebildet wird. Trotz der Vorteile der vorhergehenden Anordnung wird die Verwendung von herkömmlichen Schmalbandantennenelementen in einem solchen Feld jedoch immer noch zu einer Gesamtbandbreite führen, die etwas begrenzt ist. Insbesondere werden der begrenzte Frequenzbereich der entsprechenden Hochfrequenz- und Niederfrequenz-Antennenelemente, die in jedem Feld verwendet werden, die endgültige kombinierte Bandbreite des Felds begrenzen.
  • Die vorhergehenden Begrenzungen können überwunden werden und weitere Vorteile der Breitbandleistung können erreicht werden durch eine geeignete Auswahl von Antennenelementen. US 6,512,487 an Munk et al., betitelt "Wideband Phased Array Antenna and Associated Methods" ("Munk et al."), offenbart ein solches Dipolantennenelement. Der Einfachheit halber ist eine Ausführungsform dieser Elemente zur Verwendung als Hochfrequenzdipolpaare in 6 gezeigt. Die Dipolpaare können beispielsweise einen gestreckten Körperteil 602 und einen Endteil mit vergrößerter Breite 604, der mit dem Ende des gestreckten Körperteils verbunden ist, aufweisen. Die Endteile mit vergrößerter Breite benachbarter Antennenelemente weisen ineinandergreifende Teile 606 auf. Infolgedessen kann ein Endteil jedes Dipolelements kapazitiv mit einem entsprechenden Endteil eines benachbarten Dipolelements gekoppelt sein. Die im Feld verwendeten Niedenfrequenzelemente sind vorzugsweise von ähnlicher Geometrie und Anordnung wie die in 6 gezeigten, aber entsprechend bemessen, um einen Betrieb in einem niedrigeren Frequenzband aufzunehmen.
  • Bei Verwendung in einem Feld hat sich herausgestellt, dass das Dipolelement nach Munk et al. eine bemerkenswerte Breitbandleistung bereitstellt. Die Breitbandleistung solcher Antennenelemente kann in der vorliegenden Erfindung vorteilhaft verwendet werden. Insbesondere können Hochfrequenzband- und Niederfrequenzbandelemente des in Munk et al. beschriebenen Typs so in einem Feld angeordnet sein, wie hierein mit Bezug auf 1 und 2 beschrieben. Nichtsdestotrotz ist anzumerken, dass die Erfindung nicht dahingehend begrenzt ist. Verschiedene Typen von Antennenelementen können in der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Beispielsweise können auch Antennenelemente, die keine ineinandergreifenden Teile beinhalten, verwendet werden.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform können erste und zweite Sätze von Dipolantennen orthogonal zueinander ausgerichtet sein, um eine Doppelpolarisation bereitzustellen, wie es der Fachmann erkennen würde. Bezüglich 1 kann eine Mehrzahl von Hochfrequenzdipolpaaren 112 an der unteren Antennenoberfläche 202 in einem ersten Raster aus beabstandeten Zeilen und Spalten ausgerichtet sein. Eine Vielzahl von Niederfrequenzdipolpaaren 114 kann an der oberen Antennenoberfläche 204 in einem zweiten Raster aus beabstandeten Zeilen und Spalten ausgerichtet sein, wie ebenfalls in 1 gezeigt. Eine Interferenz zwischen den zwei Antennenschichten kann minimiert werden mittels Drehens des zweiten Rasters, das durch die Niederfrequenzdipolpaare 114 gebildet wird, um einen Winkel von ungefähr 45 Grad relativ zum ersten Raster, das durch die Hochfrequenzdipolpaare 112 gebildet wird. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf einen 45-Grad-Winkel begrenzt, da die Raster in anderen Anordnungen ausgerichtet sein können.
  • Bezüglich 3 sind eine Mehrzahl von Hochfrequenzspeisungsorganisationsvorrichtungen 208 und eine Mehrzahl von Niederfrequenzspeisungsorganisationsvorrichtungen 210 gezeigt, die in einem gemeinsamen Raster 300 organisiert sind. Die Hochfrequenzspeisungsorganisationsvorrichtungen 208 stellen Hochfrequenzfunkfrequenzsignale für die Hochfrequenzantennenelemente 102 bereit, und die Niederfrequenzspeisungsorganisationsvorrichtungen 210 stellen Niederfrequenzfunkfrequenzsignale für die Niederfrequenzantennenelemente 104 bereit. Das in 1 gezeigte Raster der Hochfrequenzantennenelemente 102 korreliert mit dem im 3 gezeigten gemeinsamen Raster der Speisungsorganisationsvorrichtungen. Ferner korreliert das zweite Raster, das durch die Niederfrequenzantennenelemente 104 gebildet wird, und welches an dem gemeinsamen Raster der Speisungsorganisationsvorrichtungen eingefügt ist, mit einem zweiten Raster von Speisungsorganisationsvorrichtungen, das durch die Niederfrequenzspeisungsorganisationsvorrichtungen 210 gebildet wird. (Der Deutlichkeit halber ist der Maßstab der in 1 gezeigten Antennenelemente etwas größer als der Maßstab des in 3 gezeigten Speisungsorganisationsvorrichtungsrasters.)
  • Bezüglich 5 umfasst jede Hochfrequenzspeisungsorganisationsvorrichtung eine Hochfrequenzspeisungsorganisationsvorrichtungsbasis bzw. -sockel 502, Hochfrequenzfunkfrequenzspeisungen 504 und einen Hochfrequenzspeisungsorganisationsvorrichtungskontakt 506. Jede Niederfrequenzspeisungsorganisationsvorrichtung weist eine Niederfrequenzspeisungsorganisationsvorrichtungsbasis bzw. -sockel 512, Niederfrequenzfunkfrequenzspeisungen 514 und einen Niederfrequenzspeisungsorganisationsvorrichtungskontakt 516 auf.
  • Wie aus 1 ersichtlich, sind die Niederfrequenzantennenelemente 104 physisch größer als die Hochfrequenzelemente 102. Deshalb sind die entsprechenden Niederfrequenz-Funkfrequenzspeisungsorganisationsvorrichtungen 210 weiter voneinander beabstandet als die entsprechenden Hochfrequenzspeisungsorganisationsvorrichtungen 208. Nichtsdestotrotz können die Niederfrequenzspeisungsorganisationsvorrichtungssockel 512 die gleichen Montageabmessungen wie die Hochfrequenzspeisungsorganisationsvorrichtungssockel 502 besitzen, was es ermöglicht, dass die Niederfrequenzspeisungsorganisationsvorrichtungen 210 zwischen den Hochfrequenzspeisungsorganisationsvorrichtungen 208 verteilt sind. Hochfrequenzspeisungsorganisationsvorrichtungen 208 und Hochfrequenzantennenelemente 102 können an den Orten weggelassen werden, wo sich Niederfrequenzspeisungsorganisationsvorrichtungen 210 befinden. Dieses Weglassen führt kaum zu einer nachteiligen Auswirkung auf die Leistung des Antennenfelds 100, da es bedeutend mehr Hochfrequenzantennenelemente 102 im Vergleich zu Niederfrequenzelementen 104 gibt. Daher kann eine kleine Anzahl von Hochfrequenzelementen 102 aus dem gemeinsamen Raster mit einer nur kleinen Veränderung der Antennenfeldleistung weggelassen werden.
  • Die Hochfrequenzfunkfrequenzspeisungen 504 sind mit den Hochfrequenzantennenelementen 102 an Hochfrequenzspeisungspunkten 106 verbunden. Die Niederfrequenzfunkfrequenzspeisungen 514 sind mit den Niederfrequenzantennenelementen 104 an Niederfrequenzspeisungspunkten 108 verbunden. Die Hochfrequenzfunkfrequenzspeisungsorganisationsvorrichtungskontakte 506 und die Niederfrequenzfunkfrequenzspeisungsorganisationsvorrichtungskontakte 516 sichern die entsprechenden Verbindungen.
  • 4 stellt eine vergrößerte Detailansicht 400 des Aufbaus der Speisungsorganisationsvorrichtungen 208 und 210 dar. Die Niederfrequenzfunkfrequenzspeisungen 514 können in einem 45 Grad-Winkel relativ zu den Hochfrequenzfunkfrequenzspeisungen 504 angeordnet sein, um das zweite Raster aufzunehmen, das durch die Niederfrequenzdipolpaare 114 gebildet wird, welche in einem 45-Grad-Winkel relativ zum ersten Raster ausgerichtet sind, das durch die Hochfrequenzdipolpaare 112 gebildet wird.
  • Bezüglich 1 und 2 sind die Hochfrequenzfunkfrequenzspeisungen 504 mit den Hochfrequenzantennenelementen 102, die an der unteren Antennenoberfläche 202 angeordnet sind, verbunden. Die Niederfrequenzfunkfrequenzspeisungen 514 können sich durch eine Ebene erstrecken, die ungefähr durch die untere Antennenoberfläche 202 und durch das Dielektrikum 206 definiert wird, um mit den Niederfrequenzantennenelementen 104, die an der oberen Antennenoberfläche 204 angebracht sind, verbunden zu sein.

Claims (11)

  1. Feld (100) von Abstrahlelementen, aufweisend: eine erste Mehrzahl von Antennenelementen (102) in einer Feldanordnung, wobei die erste Mehrzahl von Antennenelementen dazu eingerichtet ist, auf einem ersten Frequenzband zu arbeiten; eine zweite Mehrzahl von Antennenelementen (104) in einer Feldanordnung, wobei die zweite Mehrzahl von Antennenelementen (104) dazu eingerichtet ist, auf einem zweiten Frequenzband zu arbeiten, das im wesentlichen benachbart zu dem ersten Frequenzband liegt, um einen Breitbandbetrieb zu vereinfachen; und wobei die erste Mehrzahl von Antennenelementen (102) unterhalb der zweiten Mehrzahl von Antennenelementen (104) positioniert ist, wobei die erste Mehrzahl von Antennenelementen (102) als eine effektive Masseplatte für die zweite Mehrzahl von Antennenelementen (104) wirkt; und dadurch gekennzeichnet, dass das erste Frequenzband auf höheren Frequenzen liegt als das zweite Frequenzband.
  2. Feld nach Anspruch 1, ferner aufweisend ein dielektrisches Material, das zwischen der ersten Mehrzahl von Antennenelementen und der zweiten Mehrzahl von Antennenelementen eingefügt ist.
  3. Feld nach Anspruch 1, bei dem die erste Mehrzahl von Antennenelementen (102) in einem ersten ebenen Raster aus beabstandeten Zeilen und Spalten ausgerichtet ist und die zweite Mehrzahl von Antennenelementen (104) in einem zweiten ebenen Raster aus beabstandeten Zeilen und Spalten ausgerichtet ist, wobei das zweite Raster unter einem Winkel relativ zum ersten Raster gedreht ist.
  4. Feld nach Anspruch 3, bei dem der Winkel ungefähr 45° beträgt.
  5. Feld nach Anspruch 3, ferner aufweisend einen Satz von ersten Speisungsorganisationsvorrichtungen (208) zum Kommunizieren von Funkfrequenzsignalen zu der ersten Mehrzahl von Antennenelementen (102) und einen Satz von zweiten Speisungsorganisationsvorrichtungen (210) zum Kommunizieren von Funkfrequenzsignalen zu der zweiten Mehrzahl von Antennenelementen (104), wobei die ersten und zweiten Speisungsorganisationsvorrichtungen (208, 210) in einem gemeinsamen Raster angeordnet sind und sich nach oben in Richtung der ersten und zweiten Mehrzahl von Antennenelementen erstrecken, und wobei eine Mehrzahl von Funkfrequenzspeisungen der zweiten Speisungsorganisationsvorrichtungen ein zweites Speisungsorganisationsvorrichtungsraster bilden, das in das gemeinsame Raster eingefügt ist.
  6. Feld nach Anspruch 5, bei dem die Funkfrequenzspeisungen der zweiten Speisungsorganisationsvorrichtungen (210) sich durch eine Ebene erstrecken, die ungefähr durch die erste Mehrzahl von Antennenelementen (102) definiert ist, und bei dem eine dielektrische Schicht zwischen der Masseplatte und der ersten Mehrzahl von Antennenelementen (102) eingefügt ist.
  7. Feld nach Anspruch 1, ferner aufweisend eine Masseplatte, die unterhalb der ersten Mehrzahl von Antennenelementen (102) positioniert ist, und bei dem eine dielektrische Schicht zwischen der Masseplatte und der ersten Mehrzahl von Antennenelementen (102) eingefügt ist.
  8. Feld nach Anspruch 1, bei dem die erste und die zweite Mehrzahl von Antennenelementen (102, 104) ebene Antennenelemente sind.
  9. Feld nach Anspruch 8, bei dem die erste und/oder die zweite Mehrzahl von Antennenelementen (102, 104) aufweist: einen gestreckten Körperteil (602); und einen Endteil mit vergrößerter Breite (604), der mit einem Ende des gestreckten Körperteils (602) verbunden ist.
  10. Feld nach Anspruch 9, bei dem die Endteile mit vergrößerter Breite (604) benachbarter Antennenelemente ineinandergreifende Teile (606) aufweisen.
  11. Feld nach Anspruch 1, bei dem die erste und/oder die zweite Mehrzahl von Antennenelementen (102, 104) benachbarte Dipolantennenelemente aufweist, wobei mindestens ein Endteil jedes Dipolelements mit einem zugehörigen Endteil eines benachbarten Dipolelements kapazitiv gekoppelt ist.
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