Die Erfindung betrifft eine mehrschichtige Antennenanordnung insbesondere nach planarer Bauart nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine gattungsbildende mehrschichtige Antenne ist aus der DE 10 2006 027 694 B3 bekannt geworden.

Die aus dieser Veröffentlichung bekannte mehrschichtige Antenne planarer Bauart umfasst eine elektrisch leitende Massefläche, eine leitende Strahlungsfläche (die im paral- lelen Abstand zur Massefläche angeordnet ist) sowie einen dielektrischen Träger, der zwischen der Massenfläche und der Strahlungsfläche sandwichartig vorgesehen ist. Oberhalb der Strahlungsfläche ist eine Trageinrichtung angeordnet, auf der ein elektrisch leitfähiges Patchelement positioniert ist. Die Trageinrichtung für das Patchelement weist eine Dicke oder Höhe auf, die kleiner ist als die Dicke oder Höhe des Patchelementes .

Das Patchelement selbst kann als Volumenkörper, also als Vollmaterial ausgebildet sein. Möglich ist auch, dass das Patchelement aus einer Metallplatte oder einem Metallblech besteht, welches beispielsweise durch Schneiden oder Stanzen mit umlaufenden und vom dielektrischen Träger weg verlaufenden Stegen, Rändern oder dergleichen versehen ist.

Eine derartige Antenne eignet sich insbesondere als Kraftfahrzeug-Antenne, beispielsweise auch für die SDARS-Dien- ste. Dazu kann eine derartige Patch-Antenne neben weiteren Antennenstrahlern für andere Dienste auf einer gemeinsamen Sockelanordnung angeordnet sein.

Eine derartige Antennenanordnung mit mehreren Antennen, die sich unter einer gemeinsamen Haube befinden, ist bei- spielsweise aus der EP 1 616 367 Bl bekannt.

Gemäß der vorstehend genannten Vorveröffentlichung ist eine Multifunktionsantenne bekannt, die einen Sockel aufweist, auf welchem vier unterschiedliche Antennen in Längsrichtung versetzt zueinander angeordnet und mittels einer alle Antennen überdeckenden Haube abgedeckt sind. Es handelt sich hierbei nur um ein Beispiel einer Antennenanordnung, bei welcher vier unterschiedliche Antennen verwendet werden. In vielen Fällen werden davon abweichend aber auch Antennenanordnungen benötigt, die beispielsweise nur eine Antenneneinrichtung für den SDARS-Dienst und beispielsweise eine weitere Patch-Antenne zur Ermittlung der Geoposition benötigen, also eine Antenne, die häufig auch kurz als GPS-Antenne bezeichnet wird, unabhängig davon, auf welchem Prinzip sie basieren und/oder von welchem Betreiber derartige Systeme zur Verfügung gestellt werden (bekannt sind das sogenannte GPS-Ortungssystem, das Galileo-System etc.). Eine verbesserte und gegenüber früheren Antennen überlegene Patch-Antenne insbesondere zum Empfang von SDARS-Diensten oder vergleichbaren über Satellit und/oder parallel dazu auch terrestrisch ausgestrahlten Diensten ist aus der eingangs genannten gattungsbildenden DE 10 2006 027 694 B3 bekannt geworden .

Patch-Antennen-Anordnungen mit mehreren übereinander angeordneten Strahlungsflächen sind ebenfalls bekannt. Dabei wird üblicherweise eine Patch-Fläche über der anderen angeordnet, und zwar jeweils unter Zwischenfügung eines Substrates. Dadurch lassen sich auch Antennen realisieren, die in unterschiedlichen Frequenzbändern arbeiten. Derartige Antennenanordnungen sind beispielsweise aus der DE 10 2004 035 064 Al, US 7,253,770 B2 , US 6,850,191 Bl oder aus der Vorveröffentlichung Pigaglio, O. ; Raveu, N.; Pascal, O., "Design of multi-frequency band Circularly Po- larized Stacked Microstrip patch Antenna, " IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium, 5-11 Juli 2008, DOI 10.1109/APS.2008.4619109 als bekannt zu entnehmen, wobei beispielsweise bei der zuletzt genannten "Stacked Patch-Antenna" mehrere plattenförmige Substrat-Ebenen mit darauf ausgebildeten leitfähigen Patch-Flächen übereinander angeordnet sind.

Aus der US 2008/0218418 Al ist beispielsweise eine gehäu- seförmige Antennenanordnung mit einem leitfähigen Außengehäuse bekannt geworden, welche mit Substrat im Inneren befüllt und auf der Oberseite mit einem parasitären Patch versehen ist. Unterhalb dieses parasitären Patches ist im Substrat eingebettet eine aktiv betriebene Patchfläche vorgesehen, wobei zwischen diesem aktiven Patch und der auf der Oberseite des Substrates vorgesehenen parasitären Patch gegebenfalls noch eine weitere, dazwischenliegende Patchfläche ausgebildet sein kann.

Dass Antennenanordnungen mit einem aktiven Patch und einem darüber befindlichen parasitären Patch grundsätzlich bekannt sind, auch im Zusammenhang mit der Verbindung eines so genannten "Horns", ergibt sich beispielsweise aus der weiteren Vorveröffentlichung Nasimuddin,- Esselle, K.P.; Verma, A. K.; "Wideband High-Gain Circularly Polarized Stacked Microstrip Antennas With an Optimized C-Type Feed and a Short Hörn, " IEEE Transactions on Antennas and Pro- pagation, Feb. 2008, Bd. 56, Nr. 2,578-581.

Unabhängig von diesen vorbekannten Ausführungen kann und muss jedoch angemerkt werden, dass eine grundsätzlich verbesserte und gegenüber früheren Antennen überlegene Patch- Antenne insbesondere zum Empfang von SDARS-Diensten oder vergleichbaren über Satellit und/oder parallel dazu auch terrestrisch ausgestrahlten Diensten aus der eingangs genannten gattungsbildenden DE 10 2006 027 694 B3 bekannt ist.

Soll eine derartige Patch-Antenne beispielsweise mit einer weiteren für den GPS-Dienst vorgesehenen Patch-Antenne verwendet werden, so ergibt sich grundsätzlich ein Aufbau, wie er aus Figur 1 in schematischer vertikaler Querschnittsdarstellung zu ersehen ist.

In Figur 1 ist eine Antenne mit einem unten liegenden in der Regel elektrisch leitfähigen und in Figur 1 nur schematisch angedeuteten Sockel S gezeigt, der von einer für elektromagnetische Strahlung durchlässigen Haube H überdeckt ist, wodurch die im Inneren der Haube H befindlichen Antennen geschützt sind.

In schetnatischer Querschnittsdarstellung ist dabei eine verbesserte mehrschichtige Antenne A gezeigt, die einen Aufbau aufweist, wie er beispielsweise durch die eingangs genannte DE 10 2006 027 694 B3 bekannt ist, die der WO 2007/144104 Al entspricht.

Zusätzlich ist bei der aus Figur 1 in horizontalem Verti- kaischnitt vereinfacht wiedergegebenen Antennenanordnung üblicherweise bei Anbringung an einem Fahrzeug in Fahrtrichtung vorlaufend eine zweite Antenne B vorgesehen, nämlich eine übliche Patch-Antenne, die eine unten liegende Massefläche M, vertikal darüber beabstandet eine aktive Patchfläche R und dazwischen ein dielektrisches Substrat D umfasst. Diese Patch-Antenne wird - wie bekannt - durch eine Speiseleitung L gespeist, die über eine Bohrung von unten her durch die Massefläche M und das Substrat D bis zur Patchfläche R führt und dort galvanisch an der Patch- fläche R angeschlossen ist. Das Substrat D besteht dabei bevorzugt aus Keramik, einem Stoff mit hoher Dielektrizitätskonstante .

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nunmehr, eine derartige Antennenanordnung, gegebenenfalls als Grundtyp unter Verwendung weiterer Antennen für weitere Dienste (beispielsweise Mobilfunkdienste in verschiedenen Frequenzbereichen etc.) zu verbessern.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Im Rahmen der Erfindung wird eine überraschende Lösung geschaffen, bei der eine zu der Antennenanordnung gemäß Figur 1 vergleichbare Antennenanordnung geschaffen wird, die gegenüber dem Beispiel gemäß Figur 1 aber sehr viel kom- pakter aufgebaut ist.

Im Rahmen der erfindungsgemäßen Lösung wird vorgeschlagen, dass bei der Antenne in einem oberhalb der Strahlungsfläche einer ersten oder primären Patchantenne im Abstand da- zu angeordneten (passiven oder parasitären) leitfähigen Patchelement, welches zumindest abschnittsweise mit einem umlaufenden und von der Strahlungsfläche der Antenne A weg gerichtet verlaufenden Rand oder Wandung versehen ist, die in Figur 1 gezeigte zusätzliche Patch-Antenne B angeordnet wird.

Mit anderen Worten sitzt die zusätzliche, beispielsweise für die GPS-Dienste vorgesehene zweite oder sekundäre Patch-Antenne in dem boxenförmig oder boxenähnlich ge- stalteten parasitären Patchelement, welches gegenüber der zuerst genannten Antenne A oberhalb der zugehörigen Strahlungsfläche angeordnet ist.

Die weitere Patch-Antenne kann in dieses boxenförmige oder boxenähnliche Patchelement mit einer Teilhöhe eintauchen. Es kann mit seiner Oberseite über den umlaufenden Rand des boxenförmigen oder boxenähnlichen Patchelements der ersten Antenne überstehen.

Möglich ist aber auch, dass der zumindest abschnittsweise umlaufende Rand des parasitären Patchelements der ersten Patch-Antenne oberhalb der Oberfläche der weiteren Patch- Antenne endet, somit die zusätzliche Patch-Antenne voll- ständig in den Aufnähmeräum des mit einem umlaufendenden Rand oder mit umlaufenden Randabschnitten versehenen Patchelementes eintaucht.

Die weitere - insbesondere für GPS-Dienste vorgesehene - Patch-Antenne kann dabei unter Zwischenschaltung einer isolierenden Schicht auf dem parasitären boxenförmigen oder boxenähnlichen Patchelement der ersten Patch-Antenne ruhen und/oder befestigt werden.

Möglich ist auch, dass die weitere, insbesondere für GPS- Dienste vorgesehene Patch-Antenne nicht mit einer eigenen Massefläche versehen ist, sondern das Substrat direkt auf dem parasitären boxenförmigen oder boxenähnlichen Patch- element der ersten Patch-Antenne aufliegt, so dass das parasitäre Patchelement der ersten Patch-Antenne gleichzeitig auch die Massefläche der weiteren Patch-Antenne bildet.

Schließlich hat sich im Rahmen der Erfindung gezeigt, dass das parasitäre zumindest abschnittsweise mit einem umlaufenden Rand oder einer umlaufenden Wandung ausgebildete Patchelement auf der Unterseite und/oder an den umlaufenden Randseiten der weiteren Patch-Antenne ausgebildet sein kann. Somit ist das oben erwähnte boxenförmige oder boxenähnliche Patchelement als separates Bauteil überhaupt nicht vorgesehen, d.h. ganz oder teilweise nicht als separates Bauteil vorgesehen, sondern die entsprechenden elektrisch leitfähigen Abschnitte des sogenannten boxenförmi- gen oder boxenähnlichen Patchelementes sind ganz oder teilweise als metallisierte Schichten auf den entsprechenden Abschnitten der weiteren Patchantenne ausgebildet. In diesem Fall kann das parasitäre Patchelement der primären Antenne ganz oder teilweise aus einer metallisierten Schicht auf der Unterseite und/oder auf den umlaufenden Seitenwänden der weiteren Patch-Antenne gebildet sein. Diese Schritte können bereits bei der Herstellung der weiteren Patch-Antenne realisiert werden, und zwar ähnlich wie bei der Herstellung der Patch-Antenne selbst, wenn auf dem Substrat einer derartigen Patch-Antenne in Senderichtung liegend eine elektrisch leitfähig Patchfläche und auf der gegenüberliegenden Seite eine elektrisch leitfähige Massefläche in Form von Metallisierungen auf der Ober- und Unterseite des Substrates der Patch-Antenne aufgebracht werden. In diesem Fall würde also das im Stand der Technik oberhalb einer Strahlungsfläche einer Patch-Antenne vor- gesehene parasitäre weitere boxenförmige oder boxenähnliche Patchelement als physikalisch selbständiges Element entfallen.

Die erwähnten Metallisierungen auf der Patch-Antenne, auf deren Unterseite und/oder auf einer oder mehreren der umlaufenden Seitenflächen muss nicht vollständig umlaufend ausgebildet sein, sondern kann in Umlaufrichtung Unterbrechungen aufweisen, beispielsweise an den Eckbereichen, kann unterschiedlich hoch sein, kann sogar von der unten liegenden Massefläche oder dem unten liegenden parasitären Patchelement galvanisch getrennt sein. Die erwähnten Metallisierungen an den Seitenflächen können sogar bis auf die Oberseite der weiteren Patch-Antenne reichen, sollten aber dort galvanisch getrennt sein von dem aktiven ge- speisten Antennen-Patch der weiteren Antenne.

Die Formgebung insbesondere der weiteren Patch-Antenne, d.h. vor allem die Formgebung des Substrates, der unteren Massefläche, die gleichzeitig auch die Fläche des parasitären Patchelementes der ersten Patch-Antenne sein kann, wie aber auch der auf der Sende-/Empfangsseite vorgesehenen aktiven Patchfläche tnuss nicht zwangsläufig quadra- tisch oder rechteckig sein. Diese Fläche kann n-polygonal ausgestaltet und sogar weitere von einer regelmäßigen eckigen Form abweichende Formgebungen aufweisen. Schließlich müssen auch die Seitenwände des Substrates der zusätzlichen Patch-Antenne und/oder die dort zumindest ab- schnittsweise vorgesehenen und sich von der ersten Patch- Antenne weg erstreckenden Seitenwände oder Seitenflächen nicht zwingend parallel zur Axialrichtung der Patch-Antenne ausgebildet sein (also senkrecht zu den diversen Masse- und/oder Patchflächen) , sondern können abgerundete Kanten, abgewinkelte Kanten etc. aufweisen. Beschränkungen sind auch insoweit nicht gegeben.

Gegenüber der nach dem Stand der Technik und anhand von Figur 1 beschriebenen vorbekannten Lösung lässt sich im Rahmen der Erfindung eine deutliche Verringerung des Platzbedarfes für die erfindungsgemäße Antennenkombination erzielen. Die verringerte Gesamtgröße ist vor allem für Fahrzeugdach-Antennensysteme von Bedeutung, die ein kritisches Design aufweisen, bei dem aufgrund der vom Fahrzeug- hersteiler vorgegebenen Design-Angaben für die Gestaltung der Außenumhüllung der Antenne in der Regel nur wenig Platzbedarf zur Verfügung steht.

Dabei ist umso überraschender, dass die an sich guten elektrischen Eigenschaften einer entsprechenden Kraftfahrzeugantenne gemäß der vorbekannten DE 10 2006 027 694 B3 nicht nur weiter beibehalten, sondern sogar noch verbessert werden konnten, und dies obgleich der benötigte Bau- räum verringert wurde. Dies ist nicht naheliegend, da in das vorgesehene Patch-Element eine weitere Antenne eingefügt wird. Dies ist auch deshalb umso überraschender, da dieses Antennensystem zum Empfang der SDARS-Dienste ge- eignet sein soll und die entsprechenden Antennenkonstruk- tionen zum Empfang dieser Dienste sehr kritisch bewertet werden müssen, da die Antennen nicht die entsprechenden gewünschten guten Empfangseigenschaften aufweisen.

Im Rahmen der Erfindung werden auch die Eigenschaften der oberen GPS-Antenne nicht negativ beeinflusst. Auch dies ist überraschend. Zudem lässt sich im Rahmen der Erfindung die obere GPS-Antenne auch größer gestalten, d.h. gegebenenfalls sogar so groß wie die darunter befindliche SDARS- Patchfläche. Dies ist ein weiterer wesentlicher Unterschied zum Stand der Technik, da hier immer die obere Patchantenne kleiner als die untere war und sein musste. Durch die Vergrößerung der GPS-Patchantenne wird auch eine deutliche Verbesserung zum Empfang dieses Dienstes sicher- gestellt. Im Rahmen der Erfindung ist sogar eine bevorzugte Ausführungsform möglich, in der die obere Patchantenne bzw. der obere dielektrische Träger größer ist als das darunter befindliche SDARS-Patch. Dies führt letztlich sogar zu einer Verbesserung der Eigenschaften des SDARS- Patches.

Zudem lässt sich im Rahmen der Erfindung eine Gesamtantenne mit zwei Patch-Strahlern realisieren, die im Rahmen einer Serienproduktion in einem vorgelagerten Schritt komplett zusammengebaut werden und dann als Einheit auf einem Antennen-Chassis oder einem Antennensockel montiert werden kann. Dies hat gegenüber dem Produktionsablauf bei der Herstellung einer herkömmlichen Antennenanordnung nach dem Stand der Technik (wie anhand von Figur 1 geschildert) deutliche Vorteile.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen im Einzelnen:

Figur 1: eine schematische Querschnittsdarstellung durch eine Antenne wie sie insbesondere auf dem Dach eines Kraftfahrzeuges an- bringbar ist unter Verwendung einer ersten, nach dem Stand der Technik bekannten Patch-Antenne und einer daneben sitzenden weiteren Patch-Antenne für andere Dienste;

Figur 2: eine Querschnittsdarstellung durch eine erfindungsgemäße Antennenanordnung unter Verwendung einer ersten (primären) und einer zweiten (sekundären) Patch-Antenne;

Figur 3: eine schematische Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 unter zusätzlicher Darstellung der sich unter einem oberen (parasitären) Patchelement befindlichen wesentlichen Bauteile der ers- ten Patch-Antenne;

Figur 4: eine schematische räumliche Darstellung der erfindungsgemäßen Patch-Antennenanordnung mit den beiden einzelnen Patch-Anten- nen;

Figur 5: eine entsprechende Darstellung zu Figur 4, jedoch ohne die zweite Patch-Antenne,- Figur 6: eine Querschnittsdarstellung vergleichbar der Querschnittsdarstellung gemäß Figur 2 bezüglich eines abgewandelten Ausführungs- beispiels;

Figur 7: eine weitere Querschnittsdarstellung vergleichbar der Darstellungen gemäß Figuren 2 oder 6 bezüglich eines nochmals abgewandelten Ausführungsbeispieles;

Figur 8: eine räumliche Darstellung der erfindungsgemäßen Antennenanordnung mit den beiden Patch-Antennen bezüglich der in Figur 7 im Vertikalschnitt gezeigten Antenne;

Figur 9: eine weitere Modifikation bezüglich der in

Figur 8 räumlich wiedergegebenen erfindungsgemäßen Patch-Antennenanordnung;

Figur 10: eine weitere Modifikation zu Figur 9 in räumlicher Darstellung;

Figur 11: eine weitere Modifikation zu den in den

Figuren 9 und 10 wiedergegebenen räumli- chen Darstellungen;

Figur 12 : eine weitere Abwandlung insbesondere zu dem in Figur 8 gezeigten Ausführungsbeispiel in räumlicher Wiedergabe;

Figur 13: ein weiteres abgewandeltes Ausführungsbeispiel in Querschnittsdarstellung zur Verdeutlichung unterschiedlicher Substrat- querschnitte für die weitere Patch-Antenne;

Figur 14: ein insbesondere zu Figur 4 bzw. Figur 8 abweichendes Ausführungsbeispiel, bei welchem die parasitäre Patchanordnung teilweise boxenförmig oder boxenähnlich gestaltet ist und zum Teil metallisierte (elektrisch leitfähige) Schichten, bei- spielsweise an den Umfangs- bzw. Seitenwänden der weiteren Patch-Antenne, ausgebildet sind; und

Figur 15: ein weiteres abgewandeltes Ausführungsbei- spiel, bei dem das boxenförmige oder boxenähnliche elektrisch leitfähige Patchelement beispielsweise an zwei gegenüberliegenden Eckbereichen weggelassen ist, obgleich die weitere Patch-Antenne in die- sen Eckbereichen über das parasitäre

Patchelement übersteht.

Nachfolgend wird zunächst auf das Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 2 bis 5 Bezug genommen, in denen eine Patch-Antenne gezeigt ist, die längs einer axialen Achse Z übereinander angeordnete Flächen und Schichten aufweist. Ein derartiges Patchelement ist vom Grundsatz her aus der DE 10 2006 027 694 B3 bekannt, auf deren Offenbarungsgehalt in vollem Umfange Bezug genommen wird. Allerdings weist das aus der DE 10 2006 027 694 B3 bekannte Patchelement keine zusätzliche Patch-Antenne auf.

Aus der schematischen Querschnittsdarstellung gemäß Figur 2 ist zu ersehen, dass die Patch-Antenne A auf ihrer sogenannten Unter- oder Anbauseite 1 eine elektrisch leitfähige Massefläche 3 aufweist. Auf der Massefläche 3 bzw. mit Seitenversatz dazu angeordnet ist ein dielektrischer Trä- ger 5, der üblicherweise in Draufsicht eine Außenkontur 5 ¹ aufweist, die der Außenkontur 3 ¹ der Massefläche 3 entspricht. Dieser dielektrische Träger 5 kann aber auch größer oder kleiner dimensioniert und/oder mit zur Außenkontur 3' der Massefläche 3 abweichender Außenkontur 5' ver- sehen sein. Allgemein kann die Außenkontur 3 ¹ der Massefläche n-polygonal sein und/oder sogar mit kurvigen Abschnitten versehen oder kurvig gestaltet sein, obgleich dies unüblich ist.

Der dielektrische Träger 5 mit seiner Oberseite 5a und seiner Unterseite 5b weist eine ausreichende Höhe oder Dicke auf, die in der Regel einem Vielfachen der Dicke der Massenfläche 3 entspricht. Im Gegensatz zur Massefläche 3, die näherungsweise lediglich aus einer zweidimensionalen Fläche besteht, ist der dielektrische Träger 5 also als dreidimensionaler Körper mit ausreichender Höhe und Dicke gestaltet.

Abweichend vom dielektrischen Körper 5 kann auch ein an- dersartiges Dielektrikum oder ein andersartiger Dielektrikum-Aufbau vorgesehen sein, auch unter Verwendung von Luft oder mit einer Schicht von Luft neben einem weiteren dielektrischen Körper. Bei Verwendung von Luft als Dielektrikum muss dann natürlich eine entsprechende Trägerein- richtung beispielsweise mit Stelzen, Bolzen, Säulen etc. vorgesehen sein, um die weiteren darüber befindlichen und nachfolgend noch erläuterten Teile der Patch-Antenne zu tragen und zu halten. Auf der zur Unterseite 5b gegenüberliegenden Oberseite 5a ist eine elektrisch leitfähige Strahlungsfläche 7 ausgebildet, die ebenfalls wieder näherungsweise als zweidimensionale Fläche verstanden werden kann. Diese Strahlungs- fläche 7 wird über eine Speiseleitung 9 elektrisch gespeist und angeregt, die bevorzugt in Querrichtung, insbesondere senkrecht zur Strahlungsfläche 7 von unten her durch den Sockel (Chassis) S, die Massefläche 3 und durch den dielektrischen Träger 5 in einer entsprechenden Boh- rung oder einem entsprechenden Kanal 5c verläuft.

Von einer in der Regel unten liegenden Anschlussstelle 11, an welcher ein nicht näher gezeigtes Koaxialkabel angeschlossen werden kann, ist dann der Innenleiter des nicht gezeigten Koaxialkabels mit der Speiseleitung 9 elektrisch-galvanisch und damit mit der Strahlungsfläche 7 verbunden. Der Außenleiter des nicht gezeigten Koaxialkabels ist mit der unten liegenden Massefläche 3 elektrischgalvanisch verbunden. Anstelle der angeschlossenen Koaxi- alleitung kann auch eine Microstrip-Leitung verwendet und entsprechend angeschlossen werden.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 ff. ist eine Patch-Antenne beschrieben, die ein Dielektrikum 5 und eine in Draufsicht quadratische Form aufweist. Diese Form oder die entsprechende Kontur oder Umrisslinie 5 ' kann aber auch von der quadratischen Form abweichen und allgemein eine n-polygonale Form aufweisen. Obgleich unüblich, können sogar kurvige Außenbegrenzungen vorgesehen sein.

Die auf dem Dielektrikum 5 sitzende Strahlungsfläche 7 kann eine gleiche Kontur oder Umrisslinie 7 ' aufweisen wie das darunter befindliche Dielektrikum 5. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Grundform ebenfalls der Umrisslinie 5 ' des Dielektrikums 5 angepasst und quadratisch gebildet, weist aber an zwei gegenüberliegenden Ecken Abflachungen 7" auf (nur in der Draufsicht gemäß Figur 3 dargestellt) , die quasi durch Weglassen eines gleichschenklig rechtwinkligen Dreiecks gebildet sind. Allgemein kann also auch die Umrisslinie 7 ' eine n-polygonale Umrisslinie oder Kontur darstellen oder sogar mit einer kurvigen Außenbegrenzung 7 ¹ versehen sein.

Die erwähnte Massefläche 3 wie aber auch die Strahlungsfläche 7 werden teilweise als "zweidimensionale" Fläche bezeichnet, da deren Dicke so gering ist, dass sie quasi nicht als "Volumenkörper" bezeichnet werden können. Die Dicke der Massefläche 3 und der Strahlungsfläche 7 liegt üblicherweise unter 1 mm, d.h. in der Regel unter 0,5 mm, insbesondere unter 0,25 mm, 0,20 mm, 0,10 mm.

Die bisher erläuterte Patch-Antenne kann beispielsweise aus einer handelsüblichen Patch-Antenne bestehen, vorzugsweise aus einer sogenannten Keramik-Patch-Antenne mit einer dielektrischen Trägerschicht 5 aus einem Keramikmaterial. Entsprechend der weiteren Schilderung ergibt sich, dass über die bisher erläuterte Patch-Antenne hinaus ge- hend eine Patch-Antenne im Sinne einer Stacked-Patch-Antenne A weiter ausgebildet ist, bei der oberhalb der oberen Strahlungsfläche 7 (bevorzugt senkrecht zur Strahlungsfläche 7 im Abstand dazu parallel versetzt liegend) zusätzlich ein parasitäres Patchelement 13 vorgesehen ist. Dieses parasitäre Patchelement 13 ist so gestaltet, dass es gegenüber der erwähnten Massefläche 3 und der Strahlungsfläche 7 eine dreidimensionale Struktur mit dazu unterschiedlicher, d.h. größerer Höhe oder Dicke im Gegen- satz zur Massefläche 3 oder Strahlungsfläche 7 aufweist.

Bevorzugt wird eine Trageinrichtung 19 (insbesondere eine dieelektrische Trageinrichtung) mit einer Dicke oder Höhe 17 verwendet, worüber das parasitäre Patchelement 13 gehalten und getragen wird. Diese dielektrische Trageinrichtung 19 besteht bevorzugt aus einer Haft- oder Montageschicht 19', die beispielsweise als sogenannte doppelseitig klebende Haft- und Montageschicht 19' ausgebildet sein kann. Es können hierzu handelsübliche doppelseitig klebende Klebebänder oder doppelseitig klebende Schaumbänder, Klebepads oder dergleichen verwendet werden, die eine entsprechende, vorstehend genannte Dicke aufweisen. Dies eröffnet die einfache Möglichkeit, hierüber das erwähnte Patchelement 13 auf der Oberseite einer handelsüblichen Patch-Antenne, insbesondere einer handelsüblichen Keramik- Patch-Antenne zu befestigen und zu montieren.

Die so geschilderte Stacked-Patch-Antenne A ist auf einem in Figur 2 lediglich als Linie angedeuteten Chassis S positioniert, also auf einem Sockel, der auch mit dem Bezugszeichen 20 ergänzend gekennzeichnet ist. Dieser Sockel kann beispielsweise das Basis Basis-Chassis 20 für eine Kraftfahrzeug-Antenne darstellen, auf welchem die erfin- dungsgemäße Antenne gegebenenfalls neben weiteren Antennen für andere Dienste eingebaut sein kann. Die erfindungs- gemäße Stacked-Patch-Antenne A kann beispielsweise insbesondere als Antenne für den Empfang von Satelliten- oder terrestrischen Signalen, beispielsweise des sogenannten SDARS-Dienstes, verwendet werden. Einschränkungen für die Verwendung auch für andere Dienste sind jedoch nicht gegeben. Das Patchelement 13 kann beispielsweise aus einem elektrisch leitfähigen, nach oben hin offenen boxenförmigen Metallkörper mit entsprechender Längs- und Quererstreckung und ausreichender Höhe bestehen.

Wie aus der räumlichen Darstellung gemäß Figur 4 und 5 ersichtlich ist, kann dieses Patchelement 13 eine recht- eckförmige oder quadratische Struktur mit entsprechendem Umriss 53 ' aufweisen, ohne auf diese Formgebung beschränkt zu sein. In Figur 4 ist dabei das obere Patchelement 13 in Draufsicht rechteckförmig oder quadratisch gezeigt, einschließlich der umlaufenden Ränder oder Wände, auf die nachfolgend noch eingegangen wird. Gemäß der Draufsicht in Figur 3 ist angedeutet, dass das parasitäre Patchelement 13 auch eine davon abweichende Formgebung aufweisen kann, beispielsweise eine n-polygonale Form. Dazu ist in Figur 3 gezeigt, dass das Patchelement 13 beispielsweise an zwei gegenüberliegenden Eckpunkten mit Abflachungen 13" versehen sein kann, die beispielsweise benachbart zu den Abfla- chungen 7" der obenliegenden aktiven Strahlerfläche 7 der Patch-Antenne A liegen.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Patchelement 13 eine Längserstreckung und eine Quererstreckung auf, die zum einen größer ist als die Längs- und Quererstreckung der Strahlungsfläche 7 und/oder zum anderen auch größer ist als die Längs- und Querstreckung des dielektrischen Trägers 5 und/oder der darunter befindlichen Massefläche 3.

Wie aus den Figuren zu ersehen ist, umfasst das auf der Trägereinrichtung 19 sitzende oder daran befestigte nach Art einer nach oben hin offenen Box gestaltete parasitäre Patchelement 13 eine Basis- oder Zentralfläche 53", welche im gezeigten Ausführungsbeispiel mit einem umlaufenden Rand oder einem umlaufenden Steg 53d (allgemein also einer entsprechenden Erhebung 53d) versehen ist, der sich von der Ebene der auch zur Massefläche parallelen Basisfläche 53" quer, insbesondere senkrecht erhebt. Ein derartiges Patchelement 13 kann beispielsweise durch Schneiden und Kanten aus einem elektrisch leitfähigen Metallblech hergestellt werden, wobei die umlaufenden Stege 53d in den Eckbereichen miteinander elektrisch/galvanisch beispielsweise durch Löten verbunden sein können (wobei ferner im Zentralabschnitt 53" auch noch Ausnehmungen vorgesehen sein können, worauf nachfolgend nicht weiter eingegangen wird) .

Oberhalb dieses sekundären Patchelementes 13 befindet sich - wie in den weiteren Figuren gezeigt ist - eine zweite Patch-Antenne B. Die Dimensionierung der zweiten Patch- Antenne B ist bezüglich ihrer Länge und Breite derart, dass deren Maße z.B. zumindest geringfügig kleiner sind als die freie innere Längs- und Quererstreckung zwischen den umlaufenden Stegen 53d des parasitären Patchelementes 13. Dies eröffnet nämlich die Möglichkeit, dass die Patch- Antenne B in unterschiedlichem Maße in den Innenraum 53a des Patchelementes 13 eintauchen kann. Mit anderen Worten kommt das zuunterst liegende Niveau, d.h. die unterste Begrenzungsebene 101 im Innenraum 53a des parasitären Patchelementes 13 zu liegen, also unterhalb der oberen Begrenzungsebene 53c, die durch die obere umlaufende Kante der Stege, Ränder oder Außenwände 53d des parasitären Patches vorgegeben ist .

Die zweite Patch-Antenne B umfasst ebenfalls wiederum ein Substrat (dielektrischer Körper) 105 mit einer Oberseite 105a und einer Unterseite 105b, wobei in Sende-/Empfangs- richtung (also zur Patch-Antenne A abgewandt) liegend die aktive Strahlungsfläche 107 der zweiten oder sekundären Patch-Antenne B als elektrisch leitfähige Fläche auf der Oberseite 105a des Substrates 105 ausgebildet und der Patch-Antenne A zugewandt liegend (also auf der Unterseite 105b) die zugehörige zweite Massefläche 103 der zweiten Patch-Antenne B vorgesehen ist.

Aus den Zeichnungen ist zu entnehmen, dass quer und insbesondere senkrecht zu den Patch-Strahler-Flächen (also in axialer Z-Richtung der gesamten Antennenanordnung) ein weiterer Kanal oder eine weitere Bohrung 105c vorgesehen ist. Dieser Kanal verläuft durch das Chassis 20, durch die erste oder primäre Patch-Antenne A (also durch deren Massefläche, den dielektrischen Körper und die oben liegende Strahlungsfläche) , durch die sich daran anschließende Trageinrichtung 19 sowie das parasitäre Patchelement 13, durch eine darauf gegebenenfalls folgende Tragschicht für die zweite Patch-Antenne B sowie durch die zweite zur Patch-Antenne B gehörende Massefläche 103 und durch den dielektrischen Träger 105 bis zur oben liegenden zweiten Strahlungsfläche 107, d.h. der zweiten Strahlungsfläche 107 der zweiten Patch-Antenne B.

An der Unterseite des Chassis 20 befindet sich ein koaxialer Anschluss, so dass über eine im Kanal verlaufende Speiseleitung 109 die Strahlungsfläche 107 gespeist wird. Der Außenleiter einer koaxialen AnschlussIeitung wird am Anschluss mit der Massefläche 3 galvanisch verbunden. Auch in diesem Ausführungsbeispiel kann natürlich anstelle einer koaxialen Anschlussleitung eine Microstrip-An- Schlussleitung vorgesehen sein.

In den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen ist die Höhe 115 der zweiten Patch-Antenne B (einschließlich einer gegebenenfalls auf der Unterseite der Massefläche 103 benachbart zur Oberseite des parasitären Patchelementes 13 befindlichen Trag- und/oder Befestigungs- und/oder Klebeschicht 111) größer als die Höhe 117, d.h. größer als die umlaufenden Ränder 53d des parasitären Patchelementes 13. Die Höhe des Patchelementes kann aber auch genauso hoch sein wie die umlaufenden Ränder 53d des parasitären Patchelementes 13.

Anhand von Figur 6 ist gezeigt, dass die umlaufenden Rän- der 53d des parasitären Patchelementes 13 sogar höher sein können als die Höhe der zweiten Patch-Antenne B, so dass die zweite Patch-Antenne B völlig im Innenraum 53a des parasitären Patchelementes 13 eintaucht. Im Übrigen zeigt Figur 6 im Gegensatz zu Figur 2, dass die zur Z-Achse verlaufende Längs- und Quererstreckung der weiteren Patch- Antenne B größer bemessen ist und den Innenraum des parasitären Patchelementes 13 zumindest fast völlig ausfüllen kann.

Anhand der Schnittdarstellung gemäß Figur 7 ist gezeigt, dass das parasitäre Patchelement 13 (welches zur Strahlformung der Patch-Antenne A dient) nunmehr direkt mit der zweiten Patch-Antenne B verbunden ist. Das zur ersten oder primären Patch-Antenne A gehörende obere Patchelement 13 kann beispielsweise aus einer metallisierten Schicht 253 bestehen, die unmittelbar auf der Oberfläche der zweiten Patch-Antenne B gebildet ist. Das Aufbringen dieser metallisierten Schicht kann bereits bei der Herstellung der zweiten Patch-Antenne B durchgeführt werden, ähnlich wie die Patchfläche oder die Massefläche oder die Metallisierung auf der Ober- oder Unterseite der zweiten Patch-Antenne B während deren Herstellung entsprechend aufgebracht werden kann. Somit ist das parasitäre Patchelement 13 als physikalisch selbständiges Element nicht mehr vorhanden, sondern fester Bestandteil der zweiten Patch-Antenne B.

Anhand von Figur 7 und 8 ist dabei zu ersehen, dass sogar auf die separate untere Massefläche 103 der zweiten Patch- Antenne B verzichtet worden ist, so dass die metallisierte Schicht 253 auf der Unterseite 105b des dielektrischen Trägers 105 als Schicht 253d die Massefläche 103 der zweiten Patch-Antenne B ersetzt und/oder bildet und gleich- zeitig diese metallisierte Schicht 253 auch das parasitäre Patchelement 13 bildet. In diesem Ausführungsbeispiel ist dabei die metallisierte Schicht 253 zumindest in einer Teilhöhe auch auf den umlaufenden Rändern 105d, also auf den Außenflächen 105d der zweiten Patch-Antenne B ausge- bildet und bedecken dort den dielektrischen Träger 105. Dabei ist die an dem dielektrischen Träger 105 der zweiten Patch-Antenne B auf der Unterseite 105b ausgebildete untere Schicht 253b mit den an den Außenumfangsflächen zumindest in einer Teilhöhe vorgesehenen metallisierten Schichten 253d ganz oder zumindest abschnittsweise galvanisch verbunden.

Aus der Darstellung gemäß Figur 9 ist zu ersehen, dass die an den Außenseiten 105d des zweiten dielektrischen Trägers 105, also an der zweiten Patch-Antenne B in Umlaufrichtung ausgebildeten Metallisierungen 253 nicht stets die gleiche Höhe aufweisen müssen. Es ist zu ersehen, dass beispielsweise die an dem einen umlaufenden Rand 105d ausgebildete metallisierte Schicht 253d Ausnehmungen 253' aufweist, so dass eine metallisierte Schicht mit geringerer Höhe zurückbleibt, wohingegen auf der in Figur 9 rechts liegenden Außenseite 105d auf dem dielektrischen Träger 105 eine metallisierte Schicht 253d ausgebildet ist, die bis zur Oberseite 105a des Substrates 105 reicht.

Bei der Variante gemäß Figur 10 ist gezeigt, dass die umlaufende metallisierte Schicht 253d nicht völlig um- laufend ausgebildet sein muss, sondern dass die einzelnen metallisierten Schichten 253d an den umlaufenden Rändern 105d des dielektrischen Trägers 105 Unterbrechungen 253" aufweisen können, die bis zum Niveau der Unterseite 105b am dielektrischen Träger 105 ausgebildet sind. Diese Un- terbrechungen oder Ausnehmungen 253" sind bei der Variante gemäß Figur 10 in den Eckbereichen des Substrates vorgesehen.

Einer anhand von Figur 11 gezeigten weiteren Variante ist zu entnehmen, dass die am dielektrischen Träger 105 ausgebildeten umlaufenden metallisierten Schichten 253d sogar von der auf der Unterseite 105a des dielektrischen Trägers 105 ausgebildeten metallisierten Schicht 253b durch einen Trennungsabschnitt 253e getrennt sind, d.h. in diesem Ausführungsbeispiel galvanisch getrennt sind. An den Eckbereichen des Substrats sind in diesem Ausführungsbeispiel die metallisierten Schichten 253d umlaufend galvanisch verbunden.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Figur 12 ist zu ersehen, dass sich die metallisierte Schichten 253 nicht nur an der Unterseite 105b und an den umlaufenden Rand- oder Außenflächen 105d, sondern sogar vom äußeren Rand 105d ausgehend sich über ein gewisses Maß auf der Oberseite 105a des dielektrischen Trägers 105 erstrecken, allerdings im Abstand vor der oberen Strahlungsfläche 107 der zweiten Patch-Antenne B enden, so dass hier eine galvanische Tren- nung zwischen der auf der Oberseite 105a des Substrats 105 vorgesehenen Strahlungsfläche 107 zu den Metallisierungen 253 gegeben ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird hier die auf der Oberseite 105a des Substrats 105 ausgebildete elektrisch leitfähige Schicht 253a mit den elek- trisch leitfähigen Schichten 105d am Außenumfang des Substrats 105 galvanisch verbunden.

Anhand der Querschnittsdarstellung von Figur 13 soll gezeigt werden, dass auch der dielektrische Träger 105 der zweiten Patch-Antenne B im Vertikalquerschnitt (senkrecht zu den einzelnen Strahlungsflächen) nicht zwingend eine rechteckige Form aufweisen muss, sondern Abschrägungen 305 an der Ober- und Unterseite oder kurvige Elemente an dem Substrat 105 ausgebildet sein können. Bei entsprechend angebrachten metallisierten Schichten 253 sind diese Schichten der entsprechenden Außenkontur des Substrates folgend ausgebildet.

Der Vollständigkeit halber soll noch erwähnt werden, dass auch der dielektrische Träger 5, die dazu gehörende unten liegende Massefläche 3 und die oben gegenüberliegend zur Massefläche befindliche Strahlungsfläche 7 der ersten Patch-Antenne A ebenso wie der dielektrische Träger 105 der zweiten Patch-Antenne B und die gegebenenfalls vor- gesehene Massefläche 103 wie auch die zugehörige Strahlungsfläche 107 nicht zwingend eine quadratische oder rechteckförmige Gestaltung aufweisen müssen, sondern ganz allgemein n-polygonal oder sogar mit kurvigen Randflächen versehen sein können. Anhand der gezeigten Ausführungsbei- spiele, insbesondere Bezug nehmend auf Figur 3 ist zu ersehen, dass beispielsweise die Strahlungsfläche 7 an zwei diagonal gegenüberliegenden Eckbereichen mit Abflachungen 7" (also an der ersten Patch-Antenne A ausgebildet) versehen ist, wohingegen bei entsprechenden an zwei diagonal gegenüberliegenden Eckbereichen ausgebildete Abflachungen 107" auch bezüglich der Strahlerfläche 107 an der zweiten Patch-Antenne B ausgebildet sein können. Diese beiden Abflachungen 107" der zweiten Patch-Antenne B sind um 90' zu den Abflachungen 107" an der ersten Patch-Antenne A liegend ausgebildet. Ebenso kann sogar abweichend zu Figur 2 und 4 das parasitäre Patchelement beispielsweise mit gegenüberliegenden Abflachungen 13" (wie in Figur 3 ge- zeigt) versehen sein. Es können auch die dielektrischen Träger 5 bzw. 105 ebenfalls mit nicht regelmäßigen Außenkonturen, insbesondere gegenüberliegenden Abflachungen unter Vermeidung entsprechender Eckenbereiche ausgebildet sein.

Nachfolgend wir noch auf ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäß Figur 14 Bezug genommen, welches letztlich ein Ausführungsbeispiel wiedergibt, welches als Kombination des Ausführungsbeispieles nach Figur 4 und gemäß Figur 11 beschrieben werden kann.

Denn aus dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 14 ist zu ersehen, dass eine obere parasitäre Patchanordnung 13 vorgesehen ist, ähnlich, wie sie anhand von Figur 4 und den anderen Ausführungsbeispielen beschrieben ist. Darüber hinaus weist aber die weitere Patch-Antenne B an ihren umlaufenden Seitenwänden, d.h. an ihren Außenumfangsflächen 105d metallisierende Abschnitte, also Metallisierun- gen 253d auf, die sich in diesem Ausführungsbeispiel nur in einer Teilhöhe erstrecken (aber auch in der gesamten Höhe der weiteren Patch-Antenne B ausgebildet sein können) . Im gezeigten Ausführungsbeispiel erstrecken sich dabei die Metallisierungen 253d in einer Höhe, die bei exakt seitlicher Betrachtung zumindest in einer Teilhöhe über den umlaufenden Rand 13 ' der oberen Patchanordnung 13 übersteht aber auch darunter enden. Auch diese Metallisierung 253d kann über die Umfangsflache hinweg Abschnitte mit unterschiedlicher Höhe aufweisen, mit Unterbrechungen, teilweise mit Verbindungen zu einer auf der Unterseite der weiteren Patch-Antenne B ausgebildeten Metallisierung etc. Weitergehende Einschränkungen sind also hier ebenfalls nicht gegeben.

Anhand von Figur 15 ist gezeigt, dass beispielsweise die in Rede stehende parasitäre Patchanordnung 13 beispielsweise an zwei gegenüberliegenden Eckbereichen mit Abflachungen, Ausnehmungen oder sogenannten Weglassungen 13" versehen sein kann, wie dies bereits in Figur 3 in Draufsicht angedeutet und in Figur 15 in einer dreidimensionalen Wiedergabe dargestellt ist. Mit anderen Worten sind in diesem Ausführungsbeispiel auch die umlaufenden Ränder, Wände oder Stege 53d an diesen Eckbereichen mit den AbfIa- chungen 13" unterbrochen, wobei die in diesem boxenförmi- gen oder boxenähnlichen parasitären Patchelement 13 befindliche weitere Patch-Antenne B an diesen Eckbereichen über die so geschaffenen Öffnungsbereiche 13a zwischen zwei benachbarten Randabschnitten 53d nach außen vorstehen kann, so dass der umlaufende Rand 105d der weiteren Pat- chantenne B sichtbar wird.