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    • 专利摘要:
    Eineverbesserte Antennenanordnung zeichnet sich durch folgende Merkmaleaus:- Das passive und elektrisch leitfähige Element besteht aus einemStrahlformungs-Element (25),- das zumindest eine vorgeseheneStrahlformungs-Element (25) ist in zumindest zwei Abschnitt gegliedert,nämlicheinen Tragabschnitt (25a) und einen Wirkabschnitt (25b), welchersich an dem zum Reflektor (1) entfernter liegenden Bereich des Tragabschnittes(25a) an diesen anschließt.
    公开号:DE102004025904A1
    申请号:DE200410025904
    申请日:2004-05-27
    公开日:2005-12-22
    发明作者:Maximilian GÖTTL；Robert Kinker
    申请人:Kathrein SE；
    IPC主号:H01Q1-24
    专利说明:
    [0001] Antenne,insbesondere stationäreMobilfunkantenne nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
    [0002] Antenneninsbesondere in Form von stationärenMobilfunkantennen sind hinlänglichbekannt.
    [0003] Ausder EP 1 082 781 B1 istbeispielsweise ein Antennenarray mit mehreren vertikal übereinanderangeordneten Primärstrahler-Modulenbekannt, die in einer Position, beispielsweise mit vertikaler Ausrichtungstrahlen und empfangen. Die einzelnen Strahlerelement können dabeiaus Dipolstrahlern oder Dipolstrahler-Anordnungen bestehen.
    [0004] Danebensind auch Antennen, insbesondere in Form von Antennenarrays bekannt,die in zwei orthogonal aufeinander stehenden Polarisationsebenensenden und/oder empfangen können.Derartige dual polarisierte Antennen sind beispielsweise aus der DE 198 60 121 A1 bekannt.Bevorzugt sind dabei die beiden senkrecht zueinander stehenden Pola risationsebenenin einem 45°-Winkelgegenüberder Horizontalen (bzw. Vertikalen) gedreht. Häufig wird hierbei auch voneiner sogenannten X-Polarisation oder -Ausrichtung der Strahlerelementegesprochen.
    [0005] Beidiesen Antennen oder Antennenarrays werden bevorzugt ebenfalls wiederumDipolstrahler verwendet, beispielsweise kreuzförmige Dipolstrahler oder auchDipolquadrate. Daneben kommen auch sogenannte Vektordipole in Betracht,wie sie grundsätzlichaus der DE 198 60121 A1 bekannt sind. Es handelt sich bei diesen Dipolstrukturenum eine dualpolarisierte Strahleranordnung, die in elektrischer Hinsichtnach Art eines Kreuzdipols aufgebaut ist und in konstruktiver Hinsichteher einer quadratischen Struktur angenähert ist.
    [0006] Ausgehendvon diesen grundsätzlichbekannten Strahlern und Strahleranordnungen ist es Aufgabe der vorliegendenErfindung, eine verbesserte Antenne, insbesondere in Form einerstationären Antennefür eineBasisstation fürden Mobilfunkbereich zu schaffen, die mit einer Einrichtung zurDurchführungeiner Strahlformung ausgestattet ist. Insbesondere soll es erfindungsgemäß möglich sein,eine verbesserte Formung von Fernfelddiagrammen für derartigeAntennen vornehmen zu können.
    [0007] DieAufgabe wird erfindungsgemäß entsprechenden in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungender Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
    [0008] ImRahmen der vorliegenden Erfindung ist es nunmehr möglich, durcherfindungsgemäß zusätzlich vorgeseheneMaß nahmengezielt eine Verbesserung der Formung von Fernfelddiagrammen anentsprechenden Antennen vorzunehmen.
    [0009] Dabeikann erfindungsgemäß eine Formung desFernfelddiagramms schon bei einem einzelnen Strahler vorgenommenwerden, insbesondere auch bei lediglich einem in einer Polarisationstrahlenden Strahler. Ebenso kann die Erfindung aber auch bei einemdualpolarisierten Strahler oder einer dualpolarisierten Strahleranordnungeingesetzt werden. Die Erfindung ist dabei nicht nur auf eine Einbandantennebeschränkt,sondern kann auch bei einer Dualband- oder allgemein einer Multibandantenneumgesetzt und realisiert werden.
    [0010] Dabeizeichnet sich die vorliegende Erfindung auch dadurch aus, dass diegewünschteerläuterteVerbesserung durch vergleichsweise einfache und kostengünstige Maßnahmenrealisierbar ist. Ferner könnendie die Verbesserung bewirkenden Maßnahmen gezielt eingesetztund vor allem einzelnen Strahlern oder Strahlerelementen zugeordnetwerden.
    [0011] Dabeilassen sich die erfindungsgemäßen Maßnahmennicht nur bei dualpolarisierten Antennen mit Dipolstrahlern, sondernbeispielsweise auch bei Patchantennen verwenden und einsetzen. Grundsätzlich sindBeschränkungenauf bestimmte Strahlerformen nicht gegeben.
    [0012] Dieerfindungsgemäße Lösung zeichnetsich unter anderem dadurch aus, dass ein passives elektrisch leitendesElement vorgesehen ist, welches zumindest mittelbar mit dem elektrischleitenden Reflektor galvanisch verbunden oder kapazitiv gekoppeltist.
    [0013] Daserfindungsgemäße passiveelektrisch leitenden Element, welches zumindest für einen Strahleroder eine Strahleranordnung zusätzlichvorgesehen ist, ist bevorzugt in zumindest zwei Teile gegliedertund umfasst einen Tragabschnitt, der bevorzugt vom Reflektor ausgehtund mit diesem elektrisch verbunden oder kapazitiv gekoppelt unddabei vorzugsweise zumindest mittelbar mechanisch mit dem Reflektorverbunden ist. An der zum Fußpunktdes Tragabschnittes (der in der Nähe des Reflektors bzw. derReflektorebene liegt) abgewandt liegenden Seite des Tragabschnittesist dann ein sogenannter Wirkabschnitt vorgesehen, der bevorzugtin einer parallel zum Reflektor verlaufenden Ebene angeordnet ist. DieserWirkabschnitt kann aber zumindest in einem Winkelbereich von wenigerals ±20°, vorzugsweise wenigerals ±10° abweichendvon der Ausrichtung der Reflektorebene angeordnet sein, also winkligzur Reflektorebene verlaufen.
    [0014] Erfindungsgemäß ist dabeivorgesehen, dass dieser Wirkabschnitt eine Länge von vorzugsweise 0,2 λ bis einschließlich 1,0 λ aufweist,wobei λ derWellenlängein dem zu übertragendenFrequenzbereich bzw. Frequenzband, vorzugsweise der mittleren Wellenlänge deszu übertragendenFrequenzbereiches entspricht. Die Wirkebene selbst kann oberhalboder unterhalb der Strahlerebene des darüber zu beeinflussenden aktivenStrahlers angeordnet sein. Eine Einschränkung ist hier nicht vorgegeben. Allerdingssoll die Längedes Tragabschnittes, der größer istals der Abstand des Wirkabschnittes des passiven elektrisch leitendenElementes zum Reflektor ist, einen maximalen Wert entsprechend dem zweifachender vorstehend genannten Wellenlänge nicht überschreiten.
    [0015] Bevorzugtsollte die Materialstärkebzw. die Quermaßequer zur Erstreckungsrichtung des elektrisch leitenden zusätzlich vorgesehenenStrahlformerelementes kleiner als 0,1 der Betriebs-Wellenlänge, vorzugsweiseder mittleren Betriebs-Wellenlänge deszu beinflussenden Elementes sein.
    [0016] Grundsätzlich sindim Stand der Technik beispielsweise auch aus der WO 01/04991 A1Mobilfunkantennen bekannt, welche Entkopplungselemente umfassen,die stabförmigausgebildet sind und sich im wesentlichen senkrecht zur Reflektorebeneerstrecken. Diese passiven, elektrisch leitenden Kopplungselementesind mit dem Reflektorblech galvanisch verbunden oder an ihrem Fußpunkt kapazitivan dem leitenden Reflektor angekoppelt. Es handelt sich bei diesenElementen jedoch um elektrischen leitende passive Entkopplungseinrichtungen, umeine verbesserte Entkopplung zwischen zwei dual polarisierten Strahlernbzw. Strahlereinrichtungen vorzunehmen.
    [0017] Zielder vorliegenden Erfindung ist es aber nicht, ein Entkoppelelementzur Verbesserung der Entkoppelung zwischen zwei dualpolarisiertenStrahlungsebenen zu gewährleisten,sondern Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, beispielsweise sogarbei einer lediglich in einer einzigen Polarisationsebene strahlendenStrahlereinrichtung das Strahlungsdiagramm wunschgemäß zu verändern undzu formen, insbesondere in Fernfeldbetrachtung. Von daher ist eserfindungsgemäß auch vorgesehen,dass der Wirkabschnitt des erfindungsgemäßen elektrisch leitenden Strahlformungselementeszumindest im wesentlichen oder näherungsweisein der oben erwähnten bevorzugtparallel zur Reflektorebene verlaufenden Wirkebene in Polarisationsrichtungdes zu beeinflussenden Elementes ausgerichtet verläuft. Auchhier könnenAbweichungen von bevorzugt weniger als 20%, insbesondere wenigerals 10% auch noch den erwünschtenerfindungsgemäßen Erfolgherbeiführen.
    [0018] DieErfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabeizeigen im einzelnen:
    [0019] 1:eine schematische perspektivische Darstellung einer Antennenanordnungmit einem Dipolstrahler und einem erfindungsgemäßen Element oder Strahlformungselement;
    [0020] 2:eine schematische Frontansicht längs derPfeildarstellung A in 1;
    [0021] 3:ein zu 1 und 2 abgewandeltes Ausführungsbeispieleines dualpolarisierten Strahlers mit einer entsprechenden erfindungsgemäßen Anordnungvon zwei erfindungsgemäßen Elementenzur Strahldiagramm-Formungfür jedePolarisation;
    [0022] 4:eine entsprechende Darstellung zu 3 mit eineranders ausgebildeten dualpolarisierten Strahleranordnung;
    [0023] 5:eine entsprechende perspektivische Darstellung einer dualpolarisiertenZwei-Band-Antennenanordnungmit der in 4 wiedergegebenen Strahlformungs-Einrichtung;
    [0024] 6:eine schematische Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel gemäß 5;und
    [0025] 7:eine Querschnittsdarstellung quer zur Vertikalausrichtung des Reflektorsin 5 durch das mittlere Strahlerelement und das erfindungsgemäße Strahlformungs-Element.
    [0026] Nachfolgendwird ein erstes Ausführungsbeispieleiner erfindungsgemäßen Antenneunter Bezugnahme auf die 1 und 2 näher erläutert.
    [0027] DieAntenne gemäß 1 und 2 umfassteine Reflektoranordnung bzw. einen Reflektor 1, der leitendist.
    [0028] Zwischenden beiden Längsseitenbereichen 3 istbevorzugt im mittleren Bereich eine Strahleranordnung 5 vorgesehen,die im gezeigten Ausführungsbeispielaus einem einzelnen Strahler 5a besteht. Der einzelne Strahler 5a istin diesem Ausführungsbeispielaus einem dualpolarisierten Dipolstrahler gebildet, der zwei senkrechtstehenden Ebenen strahlt (also sendet oder empfängt).
    [0029] DerReflektor 1 ist zumindest im Bereich der Strahleranordnung 5 imwesentlichen eben gestaltet. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind an den Längsseitenbereichen 3 querzur Reflektorebene verlaufend in Strahlrichtung vorstehende Reflektorstegeoder Wandabschnitte 1' vorgesehen.Diese müssennicht zwingend am äußeren seitlichenEnde des Reflektors 1 angeordnet sein, sondern können auchweiter innen liegend vorgesehen sein. Zudem können zusätzliche Stege oder außen liegendeSeitenbegrenzungsabschnitte angeordnet sein, wie dies beispielsweiseaus den Vorver öffentlichungenWO 99/62138 A1 der US5 710 569 A oder der EP 0 916 169 B1 bekannt ist. Die erwähnten Stege 1' können dabeirechtwinklig zur Reflektorebene, aber auch in einem abweichenden,schrägverlaufenden Winkel ausgerichtet sein.
    [0030] DieerläuterteAntennenanordnung ist in der Regel so aufgestellt, dass der Reflektor 1 ineiner vertikalen Ebene liegend verläuft und dabei die erwähnten imSeitenbereich angeordneten Stege 1' ebenfalls in Vertikalrichtungverlaufen. Abweichend von gezeigten Ausführungsbeispiel könnte derlinear polarisierte Strahler oder die linear polarisierte Strahleranordnungauch anders ausgerichtet sein, z.B. so, dass die Polarisationsebenenicht in einer horizontalen Ebene, sondern davon abweichend in einerandere Ebene liegt, beispielsweise in Vertikalrichtung. In diesemFall würdedann die Strahleranordnung mit dem nachfolgend noch zu erläuterndenAbstrahlformungselement um 90° verdrehtausgerichtet sein, so dass der Dipolstrahler dann parallel zu denseitlich vorgesehenen Stegen 1' verläuft.
    [0031] DerStrahler 5 ist im wesentlichen in bekannter Weise aufgebautund umfasst zwei Dipolhälften 15,die übereine Dipoltrageinrichtung in Form einer Symmetrierung 17 gehaltenist. Im gezeigten Ausführungsbeispielist die Strahleranordnung in einem Feld 19 auf dem Reflektor 1 angeordnet,welches in Draufsicht zumindest näherungsweise quadratisch gestaltetist und einen umlaufenden Steg oder eine umlaufende Wand 21 aufweist.
    [0032] Insbesonderezur Strahlungsdiagramm-Formung vor allem bei Fernfeldbetrachtungwie aber auch zur Verbesserung der Anpassung des aktiven Elementes,also des Strahlers ist nunmehr ein passives elektrisch leitendesElement 25 vorgesehen, welches nachfolgend teilweise auchals Strahlformungselement 25 bezeichnet wird. Dieses Strahlformungselement 25 istim gezeigten Ausführungsbeispielzumindest näherungsweisein zwei Abschnitte gegliedert, nämlicheinen Tragabschnitt 25a und einen sogenannten Wirkabschnitt 25b.Gleichwohl wird angemerkt, dass der Tragabschnitt 25a,der wie der Wirkabschnitt 25b elektrisch leitend ist odermit einer elektrisch leitenden Oberfläche oder teilweise mit einerelektrisch leitenden Oberflächeversehen ist, ebenfalls zur Gesamtwirkung beiträgt, die Wirkung also nichtallein auf den sogenannten Wirkabschnitt 25b ausgelöst wird.
    [0033] DerTragschnitt 25a ist bevorzugt direkt elektrisch galvanischauf dem Reflektor 1 angeordnet und mit diesem elektrischund bevorzugt mechanisch verbunden. Die Anbindung kann aber auchkapazitiv erfolgen, so dass der Tragabschnitt 25a und insbesonderedessen Fußpunkt 25c kapazitivmit dem Reflektor 1 gekoppelt ist. Die mechanisch und/oderelektrisch-galvanische bzw. elektrisch kapazitive Verbindung oderKopplung kann aber mit dem Reflektor 1 auch mittelbar erfolgen,indem eine entsprechende Anbindung über zusätzliche Zwischenelement oder mitdem Fußpunktder Symmetrierung 17 vorgenommen wird. Im gezeigten Ausführungsbeispielist auf dem Reflektor 1 und im Fußpunkt der Symmetrierung 17 umlaufendeine leitende Ringstruktur 29 vorgesehen, an der der Fußabschnittdes Tragabscnitts 25a mechanisch und elektrisch mit angebundenist (oder im Falle der kapazitiven Kopplung hier unter Zwischenschaltungeines Isolators oder Dielektrikums kapazitiv gekoppelt ist).
    [0034] Wieinsbesondere aus der Seitendarstellung gemäß 2 zu ersehenist, schließtsich an einem sogenannten Übergangsbereichoder Übergangspunkt 25d andem obere Ende des Tragabschnittes 25a der sogenannte Wirkabschnitt 25b an,der bevorzugt in einer Wirkebene WE liegt. Diese Wirkebene WE istbevorzugt parallel zur Ebene des Reflektors 1 ausgerichtet,d.h. zumindest parallel zu jenem Reflektorabschnitt im Bereich derStrahler bzw. des Strahlerformungselementes angeordnet sind. Der Wirkabschnitt 25b oderdessen wesentliche oder überwiegendeTeile müssenaber nicht zwingend exakt parallel zu dem betreffenden Reflektorabschnitt oderReflektor 1 ausgerichtet sein. Abweichungen gegenüber dembetreffenden Abschnitt des Reflektors von vorzugsweise weniger als ±20°, insbesondereweniger als ±10° führen nochzu den gewünschten Effekten.
    [0035] Aufgrundder Ausbildung und Anordnung des Tragabschnittes ist die Länge desTragabschnittes von dem unten liegenden Fußpunkt 25c bis in Höhe der Wirkebene,also insbesondere zu dem Übergangsbereich 25d länger alsder Abstand zwischen der Reflektorebene RE und der Wirkebene WE.Der Tragabschnitt 25a soll dabei größer sein als der Abstand derWirkebene WE zur Reflektorebene RE zumindest im Bereich der hierüber zu beeinflussendenStrahleranordnung bzw. im Bereich des Strahlformungselementes 25.Die Längedes Trägers sollaber bevorzugt die zweifache Wellenlänge (2 λ) der zugehörigen Betriebsmitten-Wellenlänge der Strahleranordnung 5 nicht übersteigen,wobei diese Wellenlängedem unteren oder oberen Endes des zu berücksichtigenden Frequenzbandes,vorzugsweise der Wellenlängeim mittleren Frequenzband liegend entsprechen.
    [0036] DieLänge desWirkabschnittes 25b in Richtung der Wirk ebene WE soll bevorzugt0,2 λ biseinschließlich ≤ 1,0 λ, bezogenauf die Betriebs-Wellenlänge(insbesondere die mittlere Betriebs-Wellenlänge eines zu übertragendenFrequenzbandes) entsprechen.
    [0037] DieWirkebene selbst kann sowohl unterhalb, oberhalb als auch in derHöhe desaktiven Strahlerelementes, d.h. der Dipolhälften 15 liegen. Dabeisoll die Wirkebene (insbesondere im Bereich des Wirkabschnittes 25b)in einem Abstand von bevorzugt 0,2 λ bis einschließlich 1,5 λ liegen,wobei λ wiederdie Wellenlängedes zu übertragendenFrequenzbandes, vorzugsweise der mittleren Wellenlänge deszu übertragendenFrequenzbandes entspricht.
    [0038] Ausdem Ausführungsbeispielgemäß den 1 und 2 istauch zu ersehen, dass der Wirkabschnitt 25b kopolar angeordnetist, also in Richtung der Polarisationsebene ausgerichtet liegt.Bevorzugt liegt dabei der Wirkabschnitt 25b nicht nur parallel,sondern in der Polarisationsebene PE der hierüber zu beeinflussenden Strahleranordnung 5. Beidem Ausführungsbeispielgemäß 1 und 2 verbleibtalso die Polarisationsebene PE senkrecht zum Reflektor 1,wobei die Dipolhälften 15 in dieserPolarisationsebene PE liegen und dabei in der bevorzugten Ausführungsformletztlich auch der Tragabschnitt 25a sowie der Wirkabschnitt 25b der Strahlformungselemente 25 zuliegen kommen.
    [0039] Imgezeigten Ausführungsbeispielist auch zu ersehen, dass fürden einzig vorgesehenen Dipolstrahler zwei derartige erfindungsgemäße Strahlformungselemente 25 vorgesehensind, die symmetrisch zu einer senkrecht zum Reflektor 1 sowiesenkrecht zur Polarisationsebene PE sowie durch die Mitte der Strahleranordnung 5 verlaufen.
    [0040] Nachfolgendwird auf ein abgewandeltes Ausführungsbeispielgemäß 3 Bezuggenommen.
    [0041] Beidiesem Ausführungsbeispielhandelt es sich ebenfalls wieder um eine Strahleranordnung 5, diein diesem Ausführungsbeispieljedoch aus zwei einzelnen Dipolstrahlern 5a und 5b besteht,die nach Art eines Dipolkreuzes gestaltet sind. Die beiden senkrechtzueinander ausgerichteten Dipolstrahler sind dabei bevorzugt ineinem Winkel von +45° gegenüber derhorizontalen bzw. vertikalen Ebene verdreht angeordnet, so dassdiese Strahleranordnung zwei in +45° und –45° senkrecht zueinander stehendePolarisationsebenen PE umfasst.
    [0042] Beidieser Anordnung sind nunmehr fürjede Dipolhälfte,d.h. fürjede Polarisationsebene jeweils zwei erfindungsgemäße Strahlformungselemente 25 vorgesehen.
    [0043] DiezugehörigenTragabschnitte 25a liegen dabei bevorzugt wiederum jeweilsin einer der betreffenden Polarisationsebenen der zugehörigen Dipolanordnung.Der sich am oberen Ende des jeweiligen Tragabschnittes 25a anschließende Wirkabschnitt 25b istdabei jeweils zu der Polarisationsebene, in der der zugehörige Tragabschnitt 25a verlaufendangoerdnet ist, jeweils zwei senkrecht stehende Polarisationsebenenverlaufend ausgerichtet, d.h. parallel zu dieser Polarisationsebeneverlaufend ausgerichtet. Die Längen-und Größenverhältnissesind vergleichbar dem Ausführungsbeispielnach 1 und 2. Bei dieser Anordnung verlaufenalso die beiden seitlichen Tragabschnitte 25a von der Reflektorebeneausgehend in Richtung Wirkebene WE auseinander, wobei dann die andem oberen Ende des Tragabschnittes 25a sich anschließenden Wirkabschnitte 25b ineiner gemeinsamen Wirkebene WE liegend wieder aufeinander zu laufenund im gezeigten Ausführungsbeispielin einem geringen Abstand A zueinander enden.
    [0044] In 1 und 2 wieaber auch in 3 kann abweichend vom gezeigtenAusführungsbeispieldie Anordnung auch so sein, dass der Tragabschnitt 25a nichtzwingend in der jeweils zugehörigen PolarisationsebenePE liegt, sondern zwischen seinem Fußpunkt und seinem Übergangsbereichzum zugehörigenWirkabschnitt 25b auch aus dieser Ebene heraus verläuft oderinsgesamt schiefwinklig zur Polarisationsebene angeordnet ist. Abweichungen vonweniger als ±20°, insbesonderevon weniger als ±10° sind dabeimöglich.Entscheidender ist vor allem, dass die Wirkabschnitte 25b jeweilsparallel zu einer zugehörigenPolarisationsebene PE verlaufen (mit Seitenabstand zur Polarisationsebenedes zugehörigenStrahlers liegen), wobei auch hier Abweichungen von weniger als ±20°, insbesondereweniger als ±10° gegenüber derPolarisationsebene möglichsind. Im gleichen Bereich könnensich auch Abweichungen der Wirkebene WE bzw. der Ausrichtung derWirkabschnitte 25b gegenüber der Reflektorebene bewegen,also auch diese Abweichung beträgt wenigerals ±20°, insbesondere ±10°, betragensollen.
    [0045] Anhandvon 4 ist nochmals ein abweichendes Ausführungsbeispielgezeigt, das sich von demjenigen nach 3 dadurchunterscheidet, dass als kreuzförmigpolarisierte Strahleranordnung 5 ein quadratischer Kompaktstrahlerverwendet wird. Es handelt sich hierbei um eine Strahleranordnung,wie sie grundsätzlichaus der DE 198 60121 A1 bekannt ist. Die außen liegenden Eckpunkte derleitenden Struktur könnendabei offen (wie in der DE198 60 121 A1 beschrieben wurde) oder mittels eines Isolatorsoder Dielektrikums oder auch elektrisch leitend geschlossen sein.Es wird hier auf bekannte Lösungenverwiesen. Auch in diesem Fall sind die Polarisationsebenen in einemWinkel von +45° bzw. –45° gegenüber einerHorizontalen oder Vertikalen ausgerichtet. Bei der in elektrischerHinsicht kreuzförmigen Dipol-Strahlerstrukturgemäß 4 handeltes sich um eine Strahleranordnung, die teilweise auch als Vektor-Strahleroder Kreuzvektor-Strahler oder Strahleranordnung bezeichnet wird.
    [0046] Anhandvon 5 bis 7 ist lediglich gezeigt, dassbeispielsweise ein Dualband-Antennenarray, insbesondere für eine stationäre Mobilfunkantenneeine herkömmlicheStrahleranordnung mit Strahlern 115 für ein höheres Frequenzband und Strahleranordnungen 215 zur Übertragungin einem niedrigeren Frequenzband umfassen kann. Die Strahleranordnung 215 zur Übertragungin dem niedrigeren Frequenzband besteht aus jeweils zwei Paarenparallel zueinander angeordneter Dipolen 215' und 215'',die so angeordnet sind, dass ein Dipolquadrat entsteht. In diesenDipolquadraten zentrisch angeordnet sind in diesem Falle die für die Übertragungim höherenFrequenzband vorgesehenen Strahler angeordnet, deren Dipolstrahler-Elementeauf einer zur Reflektorebene RE näheren Ebene liegen als dieDipolelemente 215' und 215'' der im höheren Frequenzband strahlendenStrahlerelemente. Die Strahleranordnung 215 ist zum Sendenund/oder Empfangen in dem niedrigeren Frequenzband vorgesehen (vorzugsweisekann es sich hierbei um ein Frequenzband handeln, mit dem beispielsweisemit halber Frequenz bezogen auf die Frequenz im höheren Frequenzbandgearbeitet wird. Eine Beschränkunghierauf ist aber nicht zwingend notwendig). Sowohl die innen liegendenStrahler 215 wie die außen liegenden Strahler 115 sindso angeordnet und ausgerichtet, dass beide Strahlertypen in zweisenkrecht zueinander stehenden Polarisationsebenen strahlen, die imgezeigten Ausführungsbeispielin einem Winkel von +45° bzw. –45° gegenüber einerHorizontal- oder Vertikalebene ausgerichtet sind.
    [0047] Für die Übertragungim höherenFrequenzband sind dann zwischen den Zentren der beiden Strahleranordnungen 115 aufdem Reflektor 1 noch eine zusätzliche Strahleranordnung 115 angeordnet (insbesonderebei Übertragungin einem doppelt so hohem höherenFrequenzband als dem niedrigem Frequenzband ist somit also die Strahlerfolgeund damit der Strahlerabstand zwischen den Strahlern für das höhere Frequenzbandnur halb so groß wiefür dasnierigere Frequenzband). Wird dabei für die mittlere Strahleranordnung 115,d.h. also fürdie jeweils zwischen zwei fürden niedrigen Frequenzbereich vorgesehene Strahleranordnung 215 liegendeStrahleranordnung 115 jene Strahlformungs-Elemente 25 mitverwendet, wie sie bei dem Ausführungsbeispiel nach 4 beschriebenworden sind, so ergibt sich eine Struktur entsprechend dem Beispielgemäß 5.
    [0048] Ausder entsprechenden Draufsicht gemäß 6 lässt sichersehen, dass die Strahlformungselemente 25 mit dem jeweiligenTragabschnitt 25a und dem sich daran anschließenden Wirkabschnitt 25b in diesemAusführungsbeispielso geformt sind, dass der jeweilige Tragabschnitt 25a demeinen Teil des Trägersoder der Symmetrierung 17 mit einer entsprechenden Dipolanordnungfür diein dem niedrigeren Frequenzband strahlenden Strahleranordnung 115 undder sich dann an den Tragabschnitt 25a anschließenden Wirkabschnitt 25b einerjeweils zugehörigenDipolhälfte 15' einer benachbartenStrahleranordnung 215 entspricht, also vorzugsweise parallel dazuverlaufend ausgerichtet ist. Dabei ist also der Tragabschnitt 25'a im Wesentlichenin gleicher Länge,gleicher Ausrichtung und Steigung parallel zu dem einen Teil desTragabschnittes oder der Symmetrierung 17' und der weitere Tragabschnitt 25''a in entsprechender, in Draufsichtum 90° versetztliegender Ausrichtung und ansonsten gleicher Steigung und ähnlicheroder vergleichbarer Längewie der zugehörigeTeil des Tragabschnittes oder der Symmetrierung 17'' der Strahler 215 angeordnetund positioniert, also auch im gleichen Abstand vom vertikalen Seitenrand 1' des Reflektors 1 bzw.im gleichen Seitenabstand von einem der mittleren senkrecht zur Reflektorebeneverlaufenden Vertikalebene etc. In diesem Ausführungsbeispiel sind also dieWirkabschnitte 25b in einer Wirkebene WE parallel zum Reflektorangeordnet, in der auch die Dipolelemente 15' der für das niedrigere Frequenzbandvorgesehenen Dipolstrahler 215 zu liegen kommen. Auch dieLänge derWirkabschnitte 25b entspricht in etwa der Länge derjeweiligen Dipolhälftefür dasniedrigere Frequenzband oder weicht um weniger als 40%, insbesondereweniger als 30%, weniger als 20% oder sogar weniger als 10% davonab. Schließlichist auch die Anordnung der Wirkabschnitte in Relation zum Reflektorvergleichbar der Anordnung der Dipolhälften der benachbarten Strahlerfür die Übertragungin dem niedrigen Frequenzband. Mit anderen Worten sind die Wirkabschnitteoberhalb des Reflektors so angeordnet, dass beispielsweise die Dipolhälfte 215'' etwa im gleichen Abstand von derbenachbarten Seitenbegrenzung in 1' des Reflektors beginnt und endet,in welchem auch die entsprechend parallele Dipolhälfte 215'' des Strahlerelementes für das höhere Frequenzbandebenfalls beginnt bzw. endet. Entsprechend ist für den jeweils dazu senkrechtstehenden zweiten Wirkabschnitt 25b' entsprechend gleiche Relativlagein Querrichtung des Reflektors angeordnet ist, wie die paralleleDipolhälfte 215' eines benachbartenStrahlers fürdas niedrigere Frequenzband.
    [0049] Hierdurchlassen sich besonders günstige Ergebnisserealisieren, da hierdurch nicht nur eine Formung des Fernfelddiagrammsbei einer, sondern auch bei mehreren Polarisationen möglich istund durch die Verwendung der entsprechenden Strahlformungs-Elemente 25 zudemeine Verbesserung der Isolation zwischen den Polarisationen unddamit eine Verbesserung der Anpassung des jeweils für die höheren Frequenzenaktiven Elementes realisierbar ist.
    权利要求:
    Claims (18)
    [1] Antenne, insbesondere stationäre Mobilfunkantenne mit folgendenMerkmalen – miteinem Reflektor (1), – mit zumindest einem Strahler(15, 115, 215) für einen Betrieb in zumindesteiner Polarisationsebene (PE), – mit zumindest einem passiven,elektrisch leitendem Element, welches mit dem Reflektor (1)zumindest mittelbar elektrisch-galvanisch verbunden oder elektrisch-kapazitivgekoppelt ist, gekennzeichnet durch die folgenden weiteren Merkmale – das passiveund elektrisch leitfähigeElement besteht aus einem Strahlformungs-Element (25), – das zumindesteine vorgesehene Strahlformungs-Element (25) ist in zumindestzwei Abschnitte gegliedert, nämlicheinen Tragabschnitt (25a) und einen Wirkabschnitt (25b),welcher sich an dem zum Reflektor (1) entfernter liegendenBereich des Tragabschnittes (25a) an diesen anschließt, – der Wirkabschnitt(25b) liegt in einer Wirkebene (WE), – die Wirkebene(WE) verläuftzumindest zu jenem Abschnitt des Reflektors (1) im Bereichdes Strahlformungs-Elementes (25) und/oder des darüber zu beeinflussendenStrahlers (15, 115, 215) parallel oder weichtdavon um weniger als ±20° ab, – die Länge desWirkabschnittes (25b) liegt zwischen 0,2 λ bis 1,0 λ, wobei Lambdaeine Wellenlängedes zu übertragendenFrequenzbandes ist, – derWirkabschnitt (25b) oder die Wirkebene (WE) im Bereichdes Wirkabschnittes (25b) weist zum Reflektor (1)einen Abstand auf, der größer odergleich 0,2 λ undkleiner oder gleich 1,5 λ ist,wobei Lambda λ dieWellenlängedes zu übertragendenFrequenzbandes ist, – dieLänge desTragabschnittes (25a) ist kleiner als maximal der zweifachenWellenlänge2 λ deszu übertragendenFrequenzbandes, – derWirkabschnitt (25b) ist parallel zur zugehörigen Polarisationsebene(PE) des hierüberzu beeinflussenden Strahlers (15, 115, 215)ausgerichtet oder weicht davon weniger als ±20° ab, und – die Ausrichtungoder zumindest die wesentliche Ausrichtung des Wirkabschnittes (25b)verläuftparallel zur zugehörigenPolarisation des hierüberzu beeinflussenden Strahlers oder weicht weniger als 20°, insbesondereweniger als 10° davonab.
    [2] Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass die Materialstärkeoder das Querschnittsmaß desTragabschnittes (25a) und/oder des Wirkabschnittes (25b)kleiner 0,1 λ ist,wobei Lambda die Wellenlängedes zu übertragendenFrequenzbandes ist.
    [3] Antenne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,dass der Tragabschnitt (25a) zumindest im Wesentlichenin der Polarisationsebene (PE) der Strahleranordnung liegt.
    [4] Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,dass der Wirkabschnitt (25b) parallel zu dem hierüber zu beeinflussenden Dipol(5, 5a, 115) verläuft oder dazu einen Winkelbildet, der kleiner als 20°
    [5] Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,dass die Längedes Tragabschnittes (25a) größer ist als der Abstand des Wirkabschnittes(25b) zum Reflektor (1).
    [6] Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,dass der Fußpunkt(25c) des Tragabschnittes (25a) sowie sein demReflektor (1) entfernt liegender Übergangsbereich oder Übergangspunkt(25d), an welchem der Wirkabschnitt (25b) beginnt,zumindest näherungsweisein einer Polarisationsebene (PE) des Strahlers (15, 115, 215) liegt.
    [7] Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch qekennzeichnet,dass bei einem linear-polarisierten Strahler (15) das Strahlformungselement (25)mit seinem Tragabschnitt (25a) und seinem Wirkabschnitt(25b) zumindest im Wesentlichen in der Polarisationsebene(PE) des linear-polarisierten Strahlers(15) liegt.
    [8] Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,dass pro Polarisation zumindest zwei Strahlformungs-Elemente (25)vorgesehen sind.
    [9] Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,dass die zumindest pro Polarisation vorgesehenen beiden Strahlformungs-Elemente(25) symmetrisch zu einer senkrecht zur Polarisationsebene(PE) und senkrecht zum Reflektor (1) durch die Mitte deszugehörigenStrahlers (15, 115, 215) verlaufendenSymmetrieebene angeordnet sind.
    [10] Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,dass bei einer dualpolarisierten Strahleranordnung zumindest zwei,vorzugsweise zumindest vier Strahlformungs-Elemente (25) vorgesehensind.
    [11] Antenne nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,dass der Wirkabschnitt (25b) parallel zu einer der beidensenkrecht zueinander stehenden Polarisationsebenen verläuft.
    [12] Antenne nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet,dass der zugehörigeTragabschnitt (25a) in einer Polarisationsebene W (PE)verläuft.
    [13] Antenne nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet,dass der Wirkabschnitt (25b) rechtwinklig oder zumindestnäherungsweise rechtwinkligzu dem ihn tragenden Tragabschnitt (25a) ausgerichtet ist.
    [14] Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet,dass in Draufsicht auf eine Dual- oder Multibandantenne zumindestTeile der Wirkabschnitte (25b) so angeordnet sind, dasssie zumindest näherungsweisein gleichem Seitenabstand zur Seitenbegrenzung (1') des Reflektors(1) wie die zugehörigenparallelen Dipolhälftenbenachbarter Strahlerelemente zur Übertragung in einem niedrigerenFrequenzband liegen.
    [15] Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet,dass die Wirkabschnitte (25b, 25b', 25b'')parallel zur den Dipolhälften(215', 215'') benachbarter Strahler (215)angeordnet sind, die fürdie Übertragungin einem niedrigeren Frequenzband vorgesehen sind.
    [16] Antenne nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet,dass die Wirkabschnitte (25b) in einer Wirkebene (WE) liegen,die der Strahlerebene der Strahler (5) entsprechen, diein einem höheren Frequenzbandstrahlen.
    [17] Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,dass in Draufsicht auf die Antennenanordnung der Wirkabschnitt (25b)in Verlängerungdes zugehörigenTragabschnittes (25a) liegt.
    [18] Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet,dass die Ausrichtung des Wirkabschnittes (25b) kopolarzu dem jeweils aktiven Element, insbesondere in Form eines hierüber zu beeinflussendenStrahlers von der Polarisationsebene (PE) eines Strahlers ausgerichtetist.
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2005-12-22| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2007-09-27| 8364| No opposition during term of opposition|
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    申请号 | 申请日 | 专利标题
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