Planare Antennen - Stiftung HAMFU

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Planare Antennen - Vorlesung Informationstechnik und Armee 1996/1997 (ETH Zürich)HAMFU History6-11SSFIP Antennen können typisch eine Bandbreite von 6 - 1 3 % und einen Gewinn von6-8 dB erreichen. Mehrschichtige SSFIP können Bandbreiten über 33 % erreichen [2].Die obigen Beispiele zeigen, dass die elektrischen Eigenschaften von Mikrostreifenantennenverbessert werden können, um sie so gut wie konventionelle Antennen zumachen. Der Preis dafür ist eine mehrschichtige Struktur und eine theoretischeStudie, die schnell sehr komplex wird [9].Weitere PlanarantennenEs gibt weitere Planarantennen, die sich nicht auf das Mikrostreifenleitungkonzeptgründen. Eine erste Familie ist die der Schlitzantennen, mit oder ohne Grundebene(Fig. 12), wo die Strahlung durch eine Oeffnung in einer leitenden Ebene erfolgt.Diese Antennen sind elektrisch gesehen dual zu gedruckten Antennen und habensomit ähnliche elektromagnetische Eigenschaften. Ein Vorteil dieser Antennen ist,dass sie keine Oberflächenwellen abstrahlen und somit auch für Höchstfrequenzenanwendbar sind [10],Fig. 12 . Schlitzantenne (gefalteter Dipol auf Grundebene)Eine weitere Familie von Planarantennen ist die der breitbandingen Antennen, wiegedruckte Spiral- oder Logperiodische Antennen, oder gedruckte Vivaldiantennen[11]. Diese Antennen haben meistens ähnliche Eigenschaften wie ihre nichtgedruckten Vorbilder.GruppenantennenPlanarantennen sind ideale Kandidaten für das Basiselement einer Gruppenantenne:- das Herstellungsverfahren, ob serigraphisch oder photolithographisch, ist gleicheinfach für eine Gruppenantenne wie für ein einzelnes Element;- die Möglichkeit, die Speisungsleiter und die Strahler auf verschiedene Ebenen zudrucken, ergibt viele Kombinationsmöglichkeiten und erleichtert die Konzeption;© HAMFU - www.hamfu.ch Seite 11
Planare Antennen - Vorlesung Informationstechnik und Armee 1996/1997 (ETH Zürich)HAMFU History6-12- die Möglichkeit, mehrschichtig zu arbeiten, erlaubt die Herstellung von planarenaktiven Gruppenantennen;- die theoretische Studie einer planaren Gruppenantenne ist nicht viel komplexer alsdie einer einzelnen Planarantenne [12].Passive Gruppenantennen können entweder seriell oder parallel erregt werden (Fig.13). Die serielle Speisung besteht nur aus Leitungen (keine Koppler oder Splitter) undist sehr einfach und kompakt im Design. Doch die Leitersektionen zwischen denStrahlern bringen eine frequenzabhängige Phasenverschiebung ein, so dass Gruppenantennenmit serieller Speisung eher schmalbanding sind. Diese Art Speisungwird meistens nur bei konventionellen Mikrostreifenantennen benutzt.•[][][][][][][]E h0 -EHE hB - 1SerielleSpeisungParallele SpeisungFig. 13 . Seriell und parallel erregteGruppenantennenEine parallele Speisung braucht mehr Platz und besteht aus Koppler undLeistungssplitter neben den Leitungen. Sie können aber breitbanding sein undwerden deshalb bei mehrschichtigen Planarantennen gebraucht.Ein Beispiel einer 4x16 SSFIP Gruppenantenne wird auf Fig. 14 gezeigt. Unten siehtman die Speisungsschicht, oben die Schlitze in der Grundebene und die viereckigenStrahler. Der Gewinn dieser Antenne ist 23 dB, die Bandbreite (SWR = 2) 21 %; dasStrahlungsdiagramm ist in Fig. 15 abgebildet.n : ; i u J : I . i . i i D i ) i : : | i• I . L U E i L : ' I : i l - : r i l - i l i : i l : i l i : i l i : i : ] : i i l l i i - : ii i i : : i i l l i i : : i i l l i i ::i l . : I i l - i ) : i l i : i ) : i l i i D i l i : i l : : ) : : i . : i l i : i i : i l i : i l i :i l i ; i l : i l : ; i l i : i l i i l ' . : i l : i l i : i l i : i l i : i l i : i i : i l i : i : : i l i : i l i :© HAMFU - www.hamfu.ch Seite 12
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