Das Anwendungsgebiet der Erfindung bezieht sich vordergrün- dig auf den Mobilfunkbereich und hier insbesondere auf die E-und D-Netze. Hier bildet der Planarstrahler eine optima- le Antennenkomponente bzw. Ersatzkomponente räumlich ausge- dehnter Gewinnantennen mit der Montagemöglichkeit sowohl im Freiraum als auch im Innenraum stationärer und mobiler Ob- jekte. Weitergehend bezieht sich der Anwendungsbereich auf allgemeine Innenraumanwendung, indem die Strahlerkomponente eine raumlich abgesetzte Komponente vom jeweiliaen Endaerat bildet.

Bekannte Antennenlösungen für den Bereich der Mobilfunkan- wendungen beruhen auf Linearantennenkonzeptionen in Form von Monopol-oder Dipolanordnungen in verkürzter oder un- verkürzter Ausführung. Diese Linearantennen sind sowohl als extern montierbare Antennen als auch als unmittelbar mit dem Endgerät gekoppelte Komponenten bekannt, sowie mit un- terschiedlichem Richtfaktor und Wirkungsgrad behaftet. Be- kannte Flachantennenlösungen beruhen auf flächenhaft ange- ordneten, dipolahnlichen'Konfigurationen bzw. flächenhaften Resonatoranordnungen unter Verwendung elektrisch verkürzen- der Strukturträger, wobei die Geometrie für den Fall unver- kürzter Anordnungen ausschließlich die Wellenlangenabhan- gigkeit widerspiegelt und somit eine Miniaturisierung aus- schließt, sowie die Mittels der verwendeten dielektrischen Strukturträger in Abhängigkeit vom Suszeptibilitätsprofil verkürzten Anordnung mit der resultierenden Reduzierung des Wirkungsgrads einhergehen. Gleichfalls bedingt die Verwen- dung dielektrischer Strukturträger die Erhöhung der Her- stellungskosten. Die elektrischen sowie Gebrauchseigen- schaften bekannter Antennenlösungen schließen die Erlangung der Ziele der vorliegenden Erfindung aus, so daß mit der vorliegenden Erfindung die für die benannten Anwendungsfäl- le einsetzbare Technik über dem bekannten Stand der Technik erweitert wird.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine miniaturisierte und flächenhafte Strahlerkomponente mit der Eigenschaft der Erzeugbarkeit einer linear polarisierten und räumlich gerichteten Sektorstrahlung sowohl in der Azi- mutal-als auch in der Elevationsebene bereitzustellen, bei der die Nutzstrahlung fast ausschließlich innerhalb einer Raumhemisphäre vorzugsweise in den Spektralbereichen zwi- schen 890 MHz und 960 MHz bzw. 1710 MHz und 1890 MHz liegt.

Diese Aufgabe wird gemäß des kennzeichnenden Teils des An- spruchs 1 erfinderisch gelöst. Die Planarantenne ist vor- teilhaft in den Fällen anwendbar, in denen der rückwärtig zur Antennenapparatur gelegene Raum strahlungsfrei bzw. strahlungsarm gehalten und damit die elektromagnetische Strahlungsbelastung des Nutzers minimiert werden soll. Dar- über hinausgehend bildet die erfindungsgemäße Planarantenne ein Basismodul für Kurz-oder Mittelstreckenübertragungssy- steme für Kommunikations-, Sensor-oder sicherheitstechni- sche Anwendungen. Bei dem erfindungsgemäßen Planarstrahler sind die leitfähigen Schichten.. als selbsttragende dünne Platten vorzugsweise metallische Platten oder Folien ausge- bildet, wodurch ein relativ teuerer dielektrischer, den ge- samten Zwischenraum zwischen den beiden leitfähigen Schich- ten ausfullenden, Strukturträger nicht mehr benötigt wird.

Durch die Strukturträger beim Stand der Technik wurde be- dingt durch die abweichende Dielektrizitätszahl des Struk- turträgermaterials von der des evakuierten Raumes eine geo- metrische Verkürzung der Planarantenne erreicht. Dies wird bei der erfindungsgemäßen Planarantenne mittels der ver- teilten kapazitiven und verlustminimierenden Strukturele- mente erzielt.

Wie bereits oben angeführt, lassen sich die Schwingungsbe- dingungen des Planarstrahlers vorteilhaft mit den in der zweiten Schicht befindlichen Aussparungen, welche Blenden bilden, beeinflussen. Die Blenden bilden in diesem Zusam- menhang implementierte Kapazitäten mit verteilten Parame- tern, die in dieser Form die Wellenleitergeometrie elek- trisch verlängern bzw. die Möglichkeit der geometrischen Miniaturisierung bieten. Die Anordnung der Blenden ist hierbei symmetrisch gewählt, da die Symmetriebedingung die Voraussetzung für die Erhaltung der Vorzugspolarisation des elektrischen Feldvektors darstellt. Hierbei ist mittels der Blendenposition die Möglichkeit der Änderung der Schwin- gungsrichtung der durch die Blenden primär beeinflußten Feldvektoren und damit der durch Superposition entstehenden resultierenden Feldprofile gegeben. Der Ort der Blendenein- bringung sowie abhängigerweise die Blendenkontur bestimmen den Grad, die Beeinflussung der Leitungsströme sowie den damit verbundenen elektrischen bzw. magnetischen Feldkompo- nenten. Insofern entscheiden Blendenposition und-kontur primär über die Anhebung oder Absenkung der kapazitiven bzw. induktiven Komponenten innerhalb der Blindkomponenten- bilanz. Da die eingebrachten Blenden grundsätzlich die kom- plexen Wellenleitereigenschaften beeinflussen, ist hiermit neben der Änderung der spektralen Schwingungsbedingung die Möglichkeit der Beeinflussung der spektralen Bandbreite des angeregten Schwingungstyps gegeben. Die Fläche jeder Blende kann dabei entweder kreisförmig, elliptisch, rechteckig, quadratisch, dreieckig, hexagonal oder unregelmäßig sein..

Die optimale Form der Blenden und deren Anordnung läßt sich wiederum meist nur durch Simulationsversuche empirisch feststellen.

Die Anregung bzw. Speisung der elektromagnetisch resonanz- schwingenden Anordnung erfolgt mittels einer koaxialen Wel- lenleitung, wobei der Innenleitung der Wellenleitung mit der zweiten Schicht und der Außenleiter der Wellenleitung mit der ersten Schicht leitend verbunden ist und der Innen- leiter durch eine Blende innerhalb der ersten Schicht axialsymmetrisch zur Blendenberandung und ohne galvanischer Verbindung zu dieser angeordnet ist.

Die Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnungen im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen : Figur 1 : Eine Draufsicht auf eine erste Ausfüh- rungsform der erfindungsgemäßen Planar- antenne ; Figur 2 : Eine Seitenansicht auf die Planaranten- ne gemäß Figur 1 ; Figuren 3a bis 3c : Abstandhalter aus dielektrischem Mate- rial für die Planarantenne gemäß der Figuren 1 bis 2 ; Figur 4 und 5 : Erste und zweite elektrisch leitende Schicht der Planarantenne gemäß der Fi- guren 1 und 2 ; Figur 6 : Innenleiter mit dielektrischer Buchse ; Figuren 7 und 8 : Weitere Ausführungsformen der erfin- dungsgemäßen Planarantenne ; Figur 9 : Seitliche Ansicht der Planarantenne ge- mäß Figur 8 ; Figuren 10 bis 13 : Einzeldarstellungen der Elemente der Planarantenne gemäß der Figuren 8 und 9 ; Figuren 14 bis 16 : Weitere Ausführungsformen der erfin- dungsgemäßen Planarantenne.

Die Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungs- gemäßen Planarantenne, bei der zwei elektrisch leitfähige Platten 1 und 2 übereinander flächenparallel angeordnet sind. Die beiden leitfähigen Platten 1 und 2 haben eine kreisförmige Berandung, wobei die Platte 1 einen Durchmes- ser von 146 mm und die Platte 2 einen Durchmesser von 130 mm hat. Der Abstand der beiden Platten zueinander beträgt 10 mm. Die beiden Platten 1 und 2 werden mittels der die- lektrischen Scheiben 5 und 6, welche im Detail in den Figu- ren 3a bis 3c dargestellt sind, auf Abstand gehalten. Wie aus der Figur 3b ersichtlich, sind an den flachen Seiten der Scheiben 5 und 6 Vorsprünge 5a bzw. 6a angeformt, wel- che durch Aussparungen la und 2a der Platten 1 und 2, wie sie in den Figuren 4 und 5 dargestellt sind, durchgreifen.

Bei der Montage werden diese Vorsprünge 5a, 6a, wie Nieten mittels Wärmezufuhr und Druck abgeflacht, so daß eine dau- erhafte Verbindung der beiden Platten 1 und 2 gewährleistet ist. Der Durchmesser der beiden Scheiben 5 und 6 beträgt 50 mm. Die Scheiben 5 und 6 bestehen vorzugsweise aus Polycar- bonat. Die beiden Platten 1 und 2 sind zentrisch übereinan- der angeordnet. Auf der einen Achse 4 sind die beiden Scheiben 5 und 6 im gleichen Abstand zum Mittelpunkt der Platten 1 und 2 angeordnet. Auf der selben Achse 4 ist der Einspeise-bzw. Auskopplungspunkt 7 angeordnet. Die galva- nische Kopplung des Innenleiters des koppelnden koaxialen Wellenleiters 9 erfolgt mit der leitfähigen Platte 2 im Punkt 7. Hierbei wird der Innenleiter 11 gemäß der Abbil- dung 6 mittels einer dielektrischen Buchse 10 vorzugsweise PTFE-Buchse, zentrisch durch die Blendenöffnung lb der Platte 1 geführt. Der Außenleiter des signalkoppelnden koa- xialen Wellenleiters 9 wird mit der flächenparallel zur Platte 2 angeordneten leitfähigen Platte 1 in unmittelbarer Umgebung der Blende lb gekoppelt.

Innerhalb der leitfähigen Platte 2 sind sechs äquidistant und über den Durchmesser der Platte 2 symmetrisch positio- nierte Blenden 8 mit kreisförmiger Berandung und gleichen Blendendurchmessern angeordnet, deren Mittelpunkte jeweils auf der Symmetrielinie 3 angeordnet sind.

Aus der Figur 1 ist ersichtlich, daß der Innenleiter 11 auch durch die Scheibe 5 greift. Hierzu hat die Scheibe 5 eine zylinderförmige Aussparung 5b. Der Innenleiter 11 hat einen Vorsprung lla, welcher durch die Blende 2b der Platte 2 durchgreift und mit dieser leitfähig verbunden, insbeson- dere verlötet ist. Der Außendurchmesser der Buchse 10 ist gleich dem Innendurchmesser der Blende lb der Platte 1. Der Innendurchmesser der Buchse 10 ist gleich dem Außendurch- messer des Innenleiters 11. Der Abstand der beiden Mittel- punkte der Scheiben 5 und 6 vom Mittelpunkt der Platten 1 und 2 beträgt 37,5 mm. Der Abstand vom Einkoppelpunkt 7 zum Mittelpunkt der Platten 1 und 2 beträgt 13 mm. Der Durch- messer der Blendenöffnungen 8 beträgt jeweils 15 mm. Der Abstand der Mittelpunkte der Blendenöffnungen 8 zueinander jeweils 17 mm. Der Strahler gemäß der Figuren 1 bis 6 ist speziell für einen Frequenzbereich zwischen 890 MHz und 960 MHz ausgelegt.

Die Figur 7 zeigt eine Abwandlung der Planarantenne gemäß der Figuren 1 bis 6, bei der die dielektrische Scheibe 6 durch eine quadratische dielektrische Platte 6, der Dicke 10 mm, ersetzt worden ist..

Die Figur 8 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfin- dungsgemäßen Planarantenne, wobei die Planarantenne für ei- nen Frequenzbereich zwischen 1710 MHz und 1890 MHz dimen- sioniert ist. Diese Planarantenne besitzt ebenfalls wieder zwei metallische Platten 101 und 102, die flächenparallel zueinander angeordnet sind, wobei die metallische Platte 101 eine kreisförmige und die metallische Platte 102 eine quadratische Platte ist. Die beiden Platten werden mittels Abstandhalter 111 in einem Abstand von 8 mm zueinander ge- halten. Die quadratische Platte befindet sich zentrisch auf der kreisförmigen Platte 101. Die Abstandhalter bzw. Di- stanzbuchsen 111 greifen mit ihren Vorsprüngen llla durch die kreisförmigen Aussparungen 101a, 102a der Platten 101 und 102. Die galvanische Kopplung des Innenleiters 113 des koppelnden koaxialen Wellenleiters 109 erfolgt mit der leitfähigen Platte 102 im Punkt 107. Hierbei wird der In- nenleiter gemäß der Figur 12 mittels einer dielektrischen Buchse 110, vorzugsweise PTFE-Buchse, zentrisch zwischen den leitfähigen Platten 101 und 102 sowie durch die Blende 101b innerhalb der leitfähigen Platte 101 geführt, wobei die dielektrische Buchse 110 über einer definierten Länge mit einer leitfähigen Buchse 112 definierten Durchmesser- verhältnisses, die einseitig mit der leitfähigen Platte 101 galvanisch verbunden ist, geschlossen ist. Der Außenleiter des signalkoppelnden koaxialen Wellenleiters 109 wird mit der flächenparallel zur Platte 102 angeordneten leitfähigen Platte 101 in unmittelbarer Umgebung der Blende 101b gekop- pelt.

Die Distanzbuchsen 111 sind : an den Orten 101a angeordnet.

Eine Distanzbuchse 111 befindet sich auf der Symmetrieachse 104 in einem Abstand von 25 mm zum Mittelpunkt der Plana- rantenne. Der Abstand zwischen Mittelpunkt der Planaranten- ne und Einspeisepunkt 107 beträgt 12 mm. Die beiden anderen Distanzbuchsen 111 befinden sich in einem Abstand von 24 mm zur Symmetrieachse 103 und in einem Abstand von 25 mm zur Symmetrieachse 104. Die näherungsweise quadratische Platte 102 hat eine Ausdehnung von 69 mm parallel zur Symmetrie- achse 104 und eine Ausdehnung von 70 mm entlang der Symme- trielinie 103. Der Innenleiter 113 hat eine gesamte Länge von 10,5 mm, wobei der Vorsprung 113a eine Länge von 1 mm aufweist. Der Durchmesser des Innenleiters 113 beträgt 1,3 mm. Die Buchse 110 hat eine Länge von 8 mm und einen Außen- durchmesser von 4,1 mm. Der Innendurchmesser beträgt, wie der Außendurchmesser des Innenleiters 1,3 mm. Die leitfähi- ge Buchse 112 hat eine gesamte Länge von 5, 7 mm, wobei der Abschnitt mit kleinerem Außendurchmesser eine Länge von 0,7 mm hat. Der äußere Durchmesser beträgt 5,0 bzw. 8 mm. Der Innendurchmesser der leitfähigen Buchse 112 beträgt 4,1 mm.

Er umschließt die dielektrische Buchse 110. Die Distanz- buchsen 111 werden wie Nietelemente mit den Platten 101 und 102 verbunden, wobei deren Vorsprünge llla unter Wärmeein- fluß breit bzw. flach gedrückt wird.

Bei allen Ausführungsformen der Planarantenne ist es jedoch auch möglich, die die leitfähigen Schichten bildenden Plat- ten und die Abstandhalter miteinander zu verschrauben.

Die Figuren 14 bis 16 zeigen weitere mögliche Ausführungs- formen der erfindungsgemäßen Planarantenne, wobei diese nicht speziell für eine bestimmte Frequenz ausgelegt sind, sondern lediglich verschiedenen Varianten bezüglich der Be- randungsformen der Platten sowie Blenden und Distanzschei- ben aufzeigen sollen.

So zeigt die Figur 14 zwei flächenparallel zueinander ange- ordnete kreisförmige Platten 201 und 202, welche mittels einer Hexagonaldistanzscheibe 205'und einer dreieckförmigen Distanzscheibe 306 auf Abstand gehalten werden. Die Platte 202 hat sechs Blenden 208a und 208b, wobei zwei quadrati- sche Blenden 208a und vier kreisförmige Blenden 308b vorge- sehen sind.

Die Figur 15 zeigt eine weitere Planarantenne, bei der sechs kreisförmige Blenden 308 auf der Symmetrielinie 303 angeordnet sind. Die beiden Platten 301 und 302 werden mit- tels drei Distanzelementen 305 und 306 auf Abstand gehal- ten, wobei die Distanzelemente 306 auf Winkelhalbierenden zwischen den Achsen 303 und 304 in einem bestimmten Abstand zum Mittelpunkt der Platten 301 und 302 angeordnet sind.

Die Durchmesser der Distanzelemente 305 und 306 weichen in dieser Ausführungsform voneinander ab.

Die Figur 16 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Ausfüh- rungsform der Planarantenne, bei der die Grundplatte 401 eine pentagonale Berandung und die Platte 402 eine kreis- förmige Berandung aufweist. Es sind lediglich vier Blenden 408a und 408b vorgesehen, wobei diese unterschiedliche Be- randungsformen aufweisen. Die Distanzelemente 405 und 406 weisen wiederum voneinander unterschiedliche Berandungsfor- men auf.