DE10136663C1 - Anordnung zur Erzeugung von Nebenstrahlungsdiagrammen bei einer Phased-Array-Antennenanordnung - Google Patents
Anordnung zur Erzeugung von Nebenstrahlungsdiagrammen bei einer Phased-Array-AntennenanordnungInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erzeugung von Nebenstrahlungsdiagrammen, die jeweils zwischen horizontal versetzten Hauptstrahlungsdiagrammen einer Phased-Array-Antennenanordnung angeordnet sind und die zu diesen polarisationsgleich sind, bei einem Funkkommunikationssystem mit mehreren Teilnehmern. Zur Ansteuerung der Phased-Array-Antennenanordnung ist dieser eine Butler-Matrix derart vorgeschaltet, dass zur Erzeugung eines Hauptstrahlungsdiagramms ein Teilnehmersignal an genau einen Eingang der Butler-Matrix geschaltet ist und dass zur Erzeugung eines Nebenstrahlungsdiagramms ein Teilnehmersignal an genau zwei benachbarte Eingänge der Butler-Matrix geschaltet ist.
Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erzeugung von
jeweils zwischen horizontal versetzten
Hauptstrahlungsdiagrammen einer Phased-Array-
Antennenanordnung angeordneten Nebenstrahlungsdiagrammen bei
einem Funkkommunikationssystem mit mehreren Teilnehmern. Zur
Ansteuerung der Phased-Array-Antennenanordnung ist dieser
eine Butler-Matrix derart vorgeschaltet, dass zur Erzeugung
eines auf einen ersten Teilnehmerbereich gerichteten ersten
Hauptstrahlungsdiagramms ein erstes Teilnehmersignal an einen
ersten Eingang der Butler-Matrix geschaltet ist, dass zur
Erzeugung eines auf einen zweiten Teilnehmerbereich
gerichteten, benachbarten zweiten Hauptstrahlungsdiagramms
ein zweites Teilnehmersignal an einen zweiten Eingang der
Butler-Matrix geschaltet ist und dass die beiden
Hauptstrahlungsdiagramme polarisationsgleich zueinander sind.
Es sind Funkkommunikationssysteme bekannt, bei denen mit
Hilfe einer sogenannten "volladaptiven" Antennenanordnung
einzelne Teilnehmer versorgt werden. Dabei wird abhängig vom
Standort eines einzelnen Teilnehmers ein ihm zugeordnetes
Hauptstrahlungsdiagramm erzeugt, das bei einem
Standortwechsel des Teilnehmers nachgeführt wird.
Bedingt durch den großen Ansteuerungsaufwand der
volladaptiven Antenne sind diese Funkkommunikationssysteme
nur mit einem sehr großen Aufwand zu realisieren.
Zur Reduzierung dieses Aufwands kommen
Funkkommunikationssysteme mit adaptiven Antennen zum Einsatz,
bei denen mehrere feststehende, sich teilweise überlappende,
polarisationsgleiche horizontale Hauptstrahlungsdiagramme
definiert sind. Jeder Teilnehmer wird abhängig von seinem
Standort einem Hauptstrahlungsdiagramm zugeordnet. Die
feststehenden Hauptstrahlungsdiagramme sind dabei polarisati
onsgleich zueinander und ergeben eine Versorgungscharakteris
tik mit von einer Referenzfeldstärke abweichenden typischen
Einzügen von 3 dB.
WO 99/56349 beschreibt ein Single-Carrier-Übertragungsver
fahren bei einem TDMA-Funkkommunikationssystem.
Dabei wird während eines ersten Zeitschlitzes ein erster
Teilnehmer A über ein erstes Strahlungsdiagramm mit
Informationen versorgt. Gegen Ende des ersten Zeitschlitzes
wird auf einen zweiten Teilnehmer B ein zweites Strahlungs
diagramm gerichtet, mit dessen Hilfe beim Teilnehmer B gemäß
dem PDC-Standard eine Leistungsmessung durchgeführt wird. Ba
sierend auf dieser Leistungsmessung wird beim darauffolgenden
zweiten Zeitschlitz der Teilnehmer B über ein erstes Strah
lungsdiagramm mit Informationen versorgt, während gegen Ende
des zweiten Zeitschlitzes ein zweites Strahlungsdiagramm auf
einen Teilnehmer C zur Leistungsmessung gerichtet wird.
Aus "Performance Evaluation of Adaptive Antenna Base Stations
in a Commercial Network", Henrik Dam et al. Ericsson Radio
Systems AB, Sweden, VTC'99 (0-7803-5435-4/99, 1999 IEEE) und
aus "Adaptive Base-Station Antenna Arrays", Anders Derneryd,
Björn Johannisson, Ericsson Review No 3, 1999, sind Verfahren
bekannt, die Einzüge der Versorgungscharakteristik durch eine
Erzeugung von zusätzlichen Nebenstrahlungsdiagrammen zwischen
den Hauptstrahlungsdiagrammen verringern, wobei die Neben
strahlungsdiagramme jedoch zu den Hauptstrahlungsdiagrammen
nicht polarisationsgleich sind.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Anord
nung zur Erzeugung von jeweils zwischen horizontal versetzten
Hauptstrahlungsdiagrammen einer Phased-Array-Antennen
anordnung angeordneten Nebenstrahlungsdiagrammen so
auszubilden, dass die Polarisation der Nebenstrahlungsdia
gramme identisch zu der der Hauptstrahlungsdiagramme ist und
dass Einzüge einer Versorgungscharakteristik soweit als mög
lich verringert werden.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des An
spruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung
sind in den Unteransprüchen angegeben.
Anwendungsbeispiele der Erfindung finden sich bei Kommunika
tionssystemen, insbesondere Mobilfunksystemen.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand
der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 Hauptstrahlungsdiagramme und dazu benachbart angeordne
te Nebenstrahlungsdiagramme nach dem Stand der Technik,
Fig. 2 Hauptstrahlungsdiagramme und erfindungsgemäß dazwischen
angeordnete Nebenstrahlungsdiagramme,
Fig. 3 eine Anordnung zur Ansteuerung einer Phased-Array-
Antennenanordnung zur Erzeugung der erfindungsgemäßen
Haupt- bzw. Nebenstrahlungsdiagramme und
Fig. 4 ein Schaltungsbeispiel für eine Ansteuereinrichtung in
einer Anordnung nach Fig. 3.
Fig. 1 zeigt horizontale Hauptstrahlungsdiagramme HS1, HS2,
HS3 und HS4 und dazu benachbart angeordnete
Nebenstrahlungsdiagramme NS12, NS23, NS34 und NS5 gemäß dem
Stand der Technik, die mit Hilfe einer hier nicht
dargestellten adaptiven Antennenanordnung erzeugt werden.
Die Hauptstrahlungsdiagramme HS1 bis HS4 sind
polarisationsgleich, hier beispielsweise +45° polarisiert,
und zueinander horizontal versetzt, wobei jedes einzelne von
ihnen einen räumlichen Bereich versorgt, bzw. die jeweils dem
einzelnen Bereich zugeordneten Teilnehmer versorgt.
Das erste Hauptstrahlungsdiagramm HS1 und das zweite ihm
benachbarte Hauptstrahlungsdiagramm HS2 überlappen sich
typischerweise in einem Punkt P12, der einen Feldstärkeabfall
von 3 dB von einer Referenzfeldstärke EREF kennzeichnet.
Gleiches gilt für die Punkte P23 bzw. P34, die sich
entsprechend aus der Überlappung der Hauptstrahlungsdiagramme
H2, H3 und H4 ergeben.
Mit Hilfe der adaptiven Antennenanordnung werden den
Hauptstrahlungsdiagrammen HS1 bis HS4 benachbarte
Nebenstrahlungsdiagramme NS12, NS23, NS34 und NS5 erzeugt,
die wiederum untereinander polarisationsgleich sind, jedoch
zu den Hauptstrahlungsdiagrammen HS1 bis HS4 nicht
polarisationsgleich sind. Die Polarisation der
Nebenstrahlungsdiagramme NS12 bis NS5 ist hier somit -45°.
Das erste und das zweite Hauptstrahlungsdiagramm HS1 bzw. HS2
überlappen sich beispielsweise mit dem dazwischen
angeordneten Nebenstrahlungsdiagramm NS12 in einem Punkt P1
bzw. P2, die typischerweise einen Feldstärkeabfall von 0,6 dB
von der Referenzfeldstärke EREF kennzeichnen. Gleiches gilt
für die Punkte P3, P4, PS, P6 und P7, die sich aus der
Überlappung der jeweiligen Haupt- und
Nebenstrahlungsdiagrammen HS2 bis HS4 und NS12 bis NS5
ergeben.
Die adaptive Antennenanordnung weist somit eine räumliche
Versorgungscharakteristik mit typischen Einzügen von 0,6 dB
auf, wobei jedoch die Polarisation der an einen Teilnehmer
gesendeten Signale abhängig ist von dessen Standort und damit
von dem ihm jeweilig zugeordneten Haupt- bzw.
Nebenstrahlungsdiagramm.
Ein Signal für einen Teilnehmer, der beispielsweise dem
ersten Hauptstrahlungsdiagramm HS1 zugeordnet ist, wird somit
+45° polarisiert abgestrahlt.
Bewegt sich dieser Teilnehmer und wird er dadurch
beispielsweise dem Nebenstrahlungsdiagramm NS12 zugeordnet,
so ändert sich die Polarisation der für ihn bestimmten
Signale von +45° in -45°.
Fig. 2 zeigt Hauptstrahlungsdiagramme HSD1, HSD2, HSD3 und
HSD4 und erfindungsgemäß dazwischen angeordnete
Nebenstrahlungsdiagramme NSD12, NSD23 und NSD34.
Vergleichend mit Fig. 1 überschneiden sich wieder die
Hauptstrahlungsdiagramme HSD1, HSD2, HSD3 und HSD4 in den
jeweiligen Punkten PD12, PD23 und PD34, die einen
Feldstärkeabfall von typisch 3 dB von einer Referenzfeldstärke
EREF kennzeichnen, und auch die Nebenstrahlungsdiagramme
NSD12, NSD23 und NSD34 überschneiden sich mit den
Hauptstrahlungsdiagrammen HSD1, HSD2, HSD3 und HSD4 jeweils
in den Punkten PD1, PD2, PD3, PD4, PD5 und PD6, die einen
Feldstärkeabfall von typisch 0,6 dB von der Referenzfeldstärke
EREF kennzeichnen.
Erfindungsgemäß sind hier jedoch, vergleichend mit dem
bekannten Stand der Technik, die Hauptstrahlungsdiagramme
HSD1 bis HSD4 polarisationsgleich untereinander und
polarisationsgleich zu den Nebenstrahlungsdiagrammen NSD12
bis NSD34.
Ein Signal für einen Teilnehmer, der beispielsweise dem
Hauptstrahlungsdiagramm HSD1 zugeordnet ist, wird damit immer
gleich polarisiert abgestrahlt, auch wenn der Teilnehmer sich
bewegt und dadurch beispielsweise dem Nebenstrahlungsdiagramm
NSD12 zugeordnet wird.
Fig. 3 zeigt eine Anordnung zur Ansteuerung einer Phased-
Array-Antennenanordnung zur Erzeugung der in Fig. 2 gezeigten
erfindungsgemäßen Haupt- bzw. Nebenstrahlungsdiagramme.
Eine Butlermatrix BM mit vier Eingängen E1, E2, E3 und E4 und
mit vier Ausgängen dient zur Ansteuerung einer Phased-Array-
Antennenanordnung ANT, die aus vier kreuzpolarisierten
Einzelantennen ANT1, ANT2, ANT3 und ANT4 besteht. Jede der
Einzelantennen ANT1, ANT2, ANT3 und ANT4, mit jeweils eigenem
Antenneneingang für jede einzelne dort beinhaltete
Polarisation, beinhaltet ein oder mehrere zusammengeschaltete
+45°-Erregersysteme, die zur Erzeugung eines +45°
polarisierten Strahlungsdiagramms dienen bzw. ebenfalls ein
oder mehrere zusammengeschaltete -45°-Erregersysteme, die zur
Erzeugung eines -45° polarisierten Strahlungsdiagramms
dienen. Die Phased-Array-Antennenanordnung ANT weist somit
acht Eingänge zur Aufnahme von Teilnehmersignalen auf, vier
zur Erzeugung von +45° bzw. vier zur Erzeugung von -45°
polarisierten Strahlungsdiagrammen.
Jeder einzelne Ausgang der Butlermatrix BM ist hier mit genau
einem +45°-Eingang der Phased-Array-Antennenanordnung ANT
verbunden. Jedem einzelnen der vier Eingänge der Butlermatrix
BM ist je ein Combiner CB1, CB2, CB3 bzw. CB4 mit jeweils
vier Eingängen und mit je einem Ausgang derart vorgeschaltet,
dass der Ausgang eines Combiners CB1 bis CB4 mit genau einem
der vier Eingänge E1 bis E4 der Butlermatrix BM verbunden
ist. Jedem der vier Combiner CB1 bis CB4 wiederum ist je eine
Ansteuereinrichtung ANS1, ANS2, ANS3 bzw. ANS4 mit jeweils
vier Ausgängen und mit je einem Eingang derart vorgeschaltet,
dass die jeweils ersten bis vierten Eingänge der vier
Combiner CB1 bis CB4 mit je einem Ausgang der ersten bis
vierten Ansteuereinrichtung ANS1, ANS2, ANS3 bzw. ANS4
verbunden sind.
Jeder der vier Ansteuereinrichtungen ANS1 bis ANS4 ist je
eine Carrier-Unit CU1, CU2, CU3 bzw. CU4 mit je einem Ausgang
derart vorgeschaltet, dass jeder Eingang der
Ansteuereinrichtung ANS1 bis ANS4 mit dem Ausgang genau einer
Carrier-Unit CU1 bis CU4 verbunden ist. Über die Carrier-Unit
CU1 bis CU4 werden Teilnehmersignale an die jeweilige
Ansteuereinrichtung ANS1 bis ANS4 weitergegeben.
Mit Hilfe der hier beschriebenen Anordnung und den
Ansteuereinrichtungen ANS1 bis ANS4 werden
teilnehmerabhängig, wie in Fig. 2 gezeigt, vier
Hauptstrahlungsdiagramme und drei dazwischen angeordnete
Nebenstrahlungsdiagramme erzeugt.
Zur Erzeugung eines Hauptstrahlungsdiagramms HSD1 gelangt
beispielsweise ein erstes Teilnehmersignal TN1 der Carrier-
Unit CU1 über die erste Ansteuereinrichtung ANS1 und über den
ersten Combiner CB1 an genau einen Eingang E1 der
Butlermatrix BM und über diese an die +45°-Eingänge der
Phased-Array-Antennenanordnung ANT. Das Signal TN1 wird
innerhalb der Butlermatrix BM derart aufgeteilt und
phasenverschoben, dass bei dessen Abstrahlung beispielsweise
das aus Fig. 2 bekannte Hauptstrahlungsdiagramm HSD1 entsteht.
Zur Erzeugung des dazu benachbarten Hauptstrahlungsdiagramms
HSD2 gelangt beispielsweise ein zweites Teilnehmersignal TN2
der ersten Carrier-Unit CU1 ebenfalls über die erste
Ansteuereinrichtung ANS1, aber anschließend über den zweiten
Combiner CB2 an genau einen zweiten Eingang E2 der
Butlermatrix BM und über diese an die +45°-Eingänge der
Phased-Array-Antennenanordnung ANT. Das Signal TN2 wird
innerhalb der Butlermatrix BM wieder derart aufgeteilt und
phasenverschoben, dass bei dessen Abstrahlung das aus Fig. 2
bekannte Hauptstrahlungsdiagramm HSD2 entsteht. Die Eingänge
E1 und E2 der Butler-Matrix BM sind dabei benachbart
zueinander.
Zur Erzeugung des zwischen den Hauptstrahlungsdiagrammen HSD1
und HSD2 angeordneten Nebenstrahlungsdiagramms NSD12 gelangt
nun ein drittes Teilnehmersignal TN3, das hier beispielsweise
der zweiten Carrier-Unit CU2 zugeführt ist, über die zweite
Ansteuereinrichtung ANS2 und über den ersten und den zweiten
Combiner CB1 und CB2 phasengleich an die beiden Eingänge E1
und E2.
Gleiches gilt sinngemäß zur erfindungsgemäßen Erzeugung der
weiteren in Fig. 2 dargestellten Hauptstrahlungsdiagramme bzw.
Nebenstrahlungsdiagramme für weitere Teilnehmer von einer der
Carrier-Units CU1 bis CU4 bzw. für deren Zuordnung zu den
Eingängen E1 bis E4 der Butler-Matrix BM.
Jede der Ansteuereinrichtungen ANS1 bis ANS4 ist also derart
ausgeprägt, dass sie, abhängig vom Teilnehmer und dessen
Standort, zur Erzeugung des Haupt- bzw.
Nebenstrahlungsdiagramms das entsprechende Teilnehmersignal
mit Hilfe der Combiner CB1 bis CB4 entweder an nur einen der
Eingänge E1 bis E4 der Butlermatrix BM durchschaltet oder
dass sie das entsprechende Teilnehmersignal phasengleich an
zwei benachbarte Eingänge E1 bis E4 der Butlermatrix BM
durchschaltet.
Bei einem Funkkommunikationssystem, bei dem die einzelnen
Teilnehmersignale zeitlich aufeinanderfolgend in
Zeitschlitzen übertragen werden, wie beispielsweise bei GSM
oder bei UMTS mit TDD, werden die einzelnen Teilnehmersignale
entsprechend ihrer Zeitschlitze mit Hilfe der
Ansteuereinrichtungen ANS1 bis ANS4 an die entsprechenden
Eingänge der Butlermatrix BM durchgeschaltet.
Fig. 4 zeigt ein Schaltungsbeispiel für eine
Ansteuereinrichtung ANS in einer Anordnung nach Fig. 3.
Die Ansteuereinrichtung ANS weist vier Ausgänge A1, A2, A3
und A4 und einen Eingang E1 auf. Die vier Ausgänge A1, A2, A3
und A4 sind über einen gemeinsamen Sternpunkt SP mit dem
Eingang E1 der Ansteuerschaltung ANS verbunden.
An einem dem Eingang E1 zugeordneten Eingangszweig der
Ansteuereinrichtung ANS ist eine über einen ersten
Anschaltpunkt AP1 in einem Querzweig angeordnete
Serienschaltung aus einem Kondensator CE1 und einer auf ein
Ausgleichspotential P0 gelegte, schaltbare Shunt-PIN-Diode
DE1 vorgesehen. An jedem der vom Sternpunkt SP zu den vier
Ausgängen A1, A2, A3 und A4 führenden Ausgangszweig ist
jeweils eine, über je einen zweiten Anschaltpunkt AP2 in
einem Querzweig auf das Ausgleichspotential P0 gelegte,
schaltbare Shunt-PIN-Diode DA1, DA2, DA3 bzw. DA4 vorgesehen.
Der Kondensator CE1 und ein zwischen dem ersten Anschaltpunkt
AP1 und dem Sternpunkt SP vorhandener Leitungsabstand ae1
dienen zur Widerstandsanpassung und werden derart
dimensioniert, dass der Eingang E1 der Ansteuereinrichtung
ANS einen im wesentlichen realen Eingangswiderstand ZE1
aufweist, der typischerweise bei 50 Ω liegt.
Bei jedem der den Ausgängen A1 bis A4 zugeordneten
Ausgangszweige weist der jeweilige zweite Anschaltpunkt AP2
je einen Leitungsabstand aa1, aa2, aa3 bzw. aa4 zum
Sternpunkt SP auf. Der jeweilige Leitungsabstand aa1, aa2,
aa3 bzw. aa4 ist derart dimensioniert, dass bei
durchgeschalteter Shunt-PIN-Diode DA1, DA2, DA3 bzw. DA4 der
entsprechende Ausgang A1, A2, A3 bzw. A4 hochohmig vom
Sternpunkt SP abgetrennt ist. Verwirklicht wird dies dadurch,
dass bei durchgeschalteter Shunt-PIN-Diode DA1, DA2, DA3 bzw.
DA4 das Ausgleichspotential P0 an den entsprechenden zweiten
Anschaltpunkt AP2 gelangt und dieses gewissermaßen als
Kurzschluß über den dazugehörenden Leitungsabstand aa1, aa2,
aa3 bzw. aa4, der typischerweise eine elektrische Länge von
1/4 einer Wellenlänge einer einem Teilnehmer zugeordneten
Trägerfrequenz aufweist, im wesentlichen als Leerlauf am
Sternpunkt SP anliegt.
Der Leitungsabstand ae1 des ersten Anschaltpunktes AP1 zum
Sternpunkt SP beträgt im wesentlichen 1/10 bzw. 1/12 der
Wellenlänge der dem Teilnehmer zugeordneten Trägerfrequenz.
Zur Erzeugung eines in Fig. 2 gezeigten
Hauptstrahlungsdiagramms werden die Shunt-Pin-Diode DE1 im
Eingangszweig und die den jeweiligen Ausgangszweigen
zugeordneten Shunt-PIN-Dioden DA1, DA2, DA3 und DA4 derart
geschaltet, dass drei der Ausgänge A1 bis A4 hochohmig vom
Sternpunkt SP abgetrennt sind. Gleichzeitig sperrt die Shunt-
PIN-Diode DE1 im Eingangszweig, wodurch der Kondensator CE1
bzw. die Serienschaltung keinen Beitrag zu einer
Widerstandstransformation liefert. Hier sind beispielsweise
die Shunt-PIN-Dioden DA2, DA3 und DA4 der jeweiligen
Ausgangszweige durchgeschaltet, während die Shunt-PIN-Dioden
DA1 im ersten Ausgangszweig und die Shunt-PIN-Diode DE1 des
Eingangszweigs sperren. Dadurch gelangt ein Teilnehmersignal
TN11, das am Eingang E1 anliegt, an den ersten Ausgang A1.
Zur Erzeugung eines in Fig. 2 gezeigten
Nebenstrahlungsdiagramms werden hingegen zwei der Ausgänge A1
bis A4 hochohmig vom Sternpunkt SP abgetrennt und
gleichzeitig wird zur Widerstandsanpassung des Sternpunktes
SP die Shunt-PIN-Diode DE1 des Eingangszweigs
durchgeschaltet.
Beispielsweise sind die im dritten und vierten Ausgangszweig
vorgesehenen Shunt-PIN-Dioden DA3 und DA4 durchgeschaltet,
wodurch der dritte und vierte Ausgang A3 und A4 hochohmig vom
Sternpunkt SP abgetrennt sind. Da die in diesem Beispiel im
ersten und zweiten Ausgangszweig vorhandenen Shunt-PIN-Dioden
DA1 und DA2 nicht durchgeschaltet sind, gelangt ein
Teilnehmersignal TN31, das am Eingang E1 anliegt,
gleichphasig sowohl an den ersten Ausgang A1 als auch an den
zweiten Ausgang A2.
Das jeweilige Teilnehmersignal TN11 bzw. TN31 gelangt dann,
wie in Fig. 3 beschrieben, an die entsprechenden Eingänge der
Butler-Matrix.
Zur Erzeugung des Nebenstrahlungsdiagramms liegt hier am
gemeinsamen Sternpunkt SP beispielsweise ein im wesentlichen
realer Widerstand von typisch 25 Ω an. Mittels des
Kondensators CE1 und mit Hilfe einer Transformation über den
Leitungsabstand ae1 wird dieser auf einen im wesentlichen
realen Eingangswiderstand ZE1 von typisch 50 Ω transformiert.
Claims (11)
1. Anordnung zur Erzeugung von Nebenstrahlungsdiagrammen
(NSD12, NSD23, NSD34), die jeweils zwischen horizontal
versetzten Hauptstrahlungsdiagrammen (HSD1, HSD2, HSD3,
HSD4) einer Phased-Array-Antennenanordnung (ANT) angeord
net sind, bei einem Funkkommunikationssystem mit mehreren
Teilnehmern (TN1, TN2, TN3), bei der zur Ansteuerung der
Phased-Array-Antennenanordnung (ANT) dieser eine Butler-
Matrix (BM) derart vorgeschaltet ist,
dass zur Erzeugung eines auf einen ersten Teilnehmerbe reich gerichteten ersten Hauptstrahlungsdiagramms (HSD1) ein erstes Teilnehmersignal (TN1) an einen ersten Eingang (E1) der Butler-Matrix (BM) geschaltet ist, dass zur Er zeugung eines auf einen zweiten Teilnehmerbereich gerich teten benachbarten zweiten Hauptstrahlungsdiagramms (HSD2) ein zweites Teilnehmersignal (TN2) an einen zweiten Ein gang (E2) der Butler-Matrix (BM) geschaltet ist, und dass die beiden Hauptstrahlungsdiagramme (HSD1, HSD2) polarisa tionsgleich zueinander sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass zur Erzeugung eines auf einen dritten Teilnehmerbe reich gerichteten Nebenstrahlungsdiagramms (NSD12), das po larisationsgleich zu den benachbarten Hauptstrahlungsdia grammen (HSD1, HSD2) ist, ein drittes Teilnehmersignal (TN3) phasengleich an den ersten und an den zweiten Eingang (E1, E2) der Butler-Matrix (BM) geschaltet ist.
dass zur Erzeugung eines auf einen ersten Teilnehmerbe reich gerichteten ersten Hauptstrahlungsdiagramms (HSD1) ein erstes Teilnehmersignal (TN1) an einen ersten Eingang (E1) der Butler-Matrix (BM) geschaltet ist, dass zur Er zeugung eines auf einen zweiten Teilnehmerbereich gerich teten benachbarten zweiten Hauptstrahlungsdiagramms (HSD2) ein zweites Teilnehmersignal (TN2) an einen zweiten Ein gang (E2) der Butler-Matrix (BM) geschaltet ist, und dass die beiden Hauptstrahlungsdiagramme (HSD1, HSD2) polarisa tionsgleich zueinander sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass zur Erzeugung eines auf einen dritten Teilnehmerbe reich gerichteten Nebenstrahlungsdiagramms (NSD12), das po larisationsgleich zu den benachbarten Hauptstrahlungsdia grammen (HSD1, HSD2) ist, ein drittes Teilnehmersignal (TN3) phasengleich an den ersten und an den zweiten Eingang (E1, E2) der Butler-Matrix (BM) geschaltet ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
die Butler-Matrix (BM) N Eingänge (E1, E2, E3, E4) und N
Ausgänge aufweist und jeder einzelne Ausgang mit genau ei
nem Eingang der Phased-Array-Antennenanordnung (ANT) ver
bunden ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass die Phased-Array-Antennenanordnung (ANT) N Haupt
strahlungsdiagramme (HSD1, HSD2, HSD3, HSD4) und N-1 je
weils dazwischen angeordnete Nebenstrahlungsdiagramme
(NSD12, NSD23, NSD34) aufweist.
4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
dass jedem der N Eingänge (E1, E2, E3, E4) der Butler-
Matrix (BM) je ein Combiner (CB1, CB2, CB3, CB4) mit N
Eingängen und mit einem Combinerausgang derart vorgeschal
tet ist, dass der Combinerausgang mit genau einem der N
Eingänge (E1, E2, E3, E4) der Butler-Matrix (BM) verbunden
ist.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass
jedem der N Combiner (CB1, CB2, CB3, CB4) je eine Ansteu
ereinrichtung (ANS1, ANS2, ANS3, ANS4) mit N Ausgängen und
mit einem Eingang derart vorgeschaltet ist, dass die je
weils ersten bis N-ten Eingänge der N Combiner mit je ei
nem Ausgang einer ersten bis N-ten Ansteuereinrichtung
(ANS1, ANS2, ANS3, ANS4) verbunden sind.
6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass
jeder der N Ansteuereinrichtungen (ANS1, ANS2, ANS3, ANS4)
je eine Carrier-Unit (CU1, CU2, CU3, CU4) mit einem Aus
gang derart vorgeschaltet ist, dass jeder Eingang der An
steuereinrichtung (ANS1, ANS2, ANS3, ANS4) mit dem Ausgang
genau einer Carrier-Unit (CU1, CU2, CU3, CU4) verbunden
ist, wobei über die Carrier-Unit (CU1, CU2, CU3, CU4) die
Teilnehmersignale von mehreren Teilnehmern (TN1, TN2,
TN3) an die Ansteuereinrichtung (ANS1, ANS2, ANS3, ANS4)
gelangen.
7. Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet,
dass an einem dem Eingang (E1) zugeordneten Eingangs zweig der Ansteuereinrichtung (ANS1, ANS2, ANS3, ANS4) eine über einen ersten Anschaltpunkt (AP1) in einem Querzweig angeordnete Serienschaltung aus einem Konden sator (CE1) und einer auf ein Ausgleichspotential (P0) gelegten, schaltbaren Shunt-PIN-Diode (DE1) vorgesehen ist,
dass an jedem der den N Ausgängen (A1, A2, A3, A4) zuge ordneten Ausgangszweige, die über einen gemeinsamen Sternpunkt (SP) mit dem Eingangszweig der Ansteuerschal tung (ANS1, ANS2, ANS3, ANS4) verbunden sind, eine über einen jeweils zweiten Anschaltpunkt (AP2) in einem Quer zweig auf Ausgleichspotential (P0) gelegte, schaltbare Shunt-PIN-Diode (DA1, DA2, DA3, DA4) vorgesehen ist,
dass der im Querzweig des Eingangszweigs vorgesehene Kondensator (CE1) und ein Leitungsabstand (AE1) vom ers ten Anschaltpunkt (AP1) zum Sternpunkt (SP) derart di mensioniert sind, dass der Eingang (E1) der Ansteuerein richtung (ANS1, ANS2, ANS3, ANS4) einen im wesentlichen realen Widerstand (ZE1) aufweist, und
dass bei jedem der den N Ausgängen (A1, A2, A3, A4) zu geordneten Ausgangszweige ein Leitungsabstand (aa1, aa2, aa3, aa4) des jeweiligen zweiten Anschaltpunkts (AP2) zum Sternpunkt (SP) derart dimensioniert ist, dass, bei durchgeschalteter Shunt-Pin-Diode (DA1, DA2, DA3, DA4) des Ausgangszweigs, der Ausgang (A1, A2, A3, A4) hochoh mig vom Sternpunkt (SP) abgetrennt wird.
dass an einem dem Eingang (E1) zugeordneten Eingangs zweig der Ansteuereinrichtung (ANS1, ANS2, ANS3, ANS4) eine über einen ersten Anschaltpunkt (AP1) in einem Querzweig angeordnete Serienschaltung aus einem Konden sator (CE1) und einer auf ein Ausgleichspotential (P0) gelegten, schaltbaren Shunt-PIN-Diode (DE1) vorgesehen ist,
dass an jedem der den N Ausgängen (A1, A2, A3, A4) zuge ordneten Ausgangszweige, die über einen gemeinsamen Sternpunkt (SP) mit dem Eingangszweig der Ansteuerschal tung (ANS1, ANS2, ANS3, ANS4) verbunden sind, eine über einen jeweils zweiten Anschaltpunkt (AP2) in einem Quer zweig auf Ausgleichspotential (P0) gelegte, schaltbare Shunt-PIN-Diode (DA1, DA2, DA3, DA4) vorgesehen ist,
dass der im Querzweig des Eingangszweigs vorgesehene Kondensator (CE1) und ein Leitungsabstand (AE1) vom ers ten Anschaltpunkt (AP1) zum Sternpunkt (SP) derart di mensioniert sind, dass der Eingang (E1) der Ansteuerein richtung (ANS1, ANS2, ANS3, ANS4) einen im wesentlichen realen Widerstand (ZE1) aufweist, und
dass bei jedem der den N Ausgängen (A1, A2, A3, A4) zu geordneten Ausgangszweige ein Leitungsabstand (aa1, aa2, aa3, aa4) des jeweiligen zweiten Anschaltpunkts (AP2) zum Sternpunkt (SP) derart dimensioniert ist, dass, bei durchgeschalteter Shunt-Pin-Diode (DA1, DA2, DA3, DA4) des Ausgangszweigs, der Ausgang (A1, A2, A3, A4) hochoh mig vom Sternpunkt (SP) abgetrennt wird.
8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass
die Ansteuereinrichtung (ANS1, ANS2, ANS3, ANS4) derart
dimensioniert ist,
dass der Widerstand (ZE1) des Eingangs einen Wert von 50 Ohm aufweist,
dass bei jedem Ausgang (A1, A2, A3, A4) der Leitungsab stand (aa1, aa2, aa3, aa4) des zweiten Anschaltpunkts (AP2) zum Sternpunkt (SP) ein Viertel einer Wellenlänge einer dem Teilnehmer (TN1, TN2, TN3) zugeordneten Trä gerfrequenz ist,
dass beim Eingangszweig der Leitungsabstand (ae1) des ersten Anschaltpunkts (AP1) zum Sternpunkt (SP) ein Zehntel oder ein Zwölftel der Wellenlänge der dem Teil nehmer (TN1, TN2, TN3) zugeordneten Trägerfrequenz ist.
dass der Widerstand (ZE1) des Eingangs einen Wert von 50 Ohm aufweist,
dass bei jedem Ausgang (A1, A2, A3, A4) der Leitungsab stand (aa1, aa2, aa3, aa4) des zweiten Anschaltpunkts (AP2) zum Sternpunkt (SP) ein Viertel einer Wellenlänge einer dem Teilnehmer (TN1, TN2, TN3) zugeordneten Trä gerfrequenz ist,
dass beim Eingangszweig der Leitungsabstand (ae1) des ersten Anschaltpunkts (AP1) zum Sternpunkt (SP) ein Zehntel oder ein Zwölftel der Wellenlänge der dem Teil nehmer (TN1, TN2, TN3) zugeordneten Trägerfrequenz ist.
9. Anordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet,
dass die in den Ausgangszweigen der Ansteuereinrichtung
(ANS1, ANS2, ANS3, ANS4) vorgesehenen Shunt-Pin-Dioden
(DA1, DA2, DA3, DA4) zur Erzeugung des Nebenstrahlungsdia
gramms (NSD12, NSD23, NSD34) derart geschaltet sind, dass
jeweils zwei Shunt-PIN-Dioden (DA1, DA2, DA3, DA4) von be
nachbarten Ausgängen (A1, A2, A3, A4) diese hochohmig vom
Sternpunkt (SP) abtrennen und die verbleibenden Dioden
(DE1, DA1, DA2, DA3, DA4) das Ausgleichspotential (P0)
durchschalten, während zur Erzeugung des Hauptstrahlungs
diagramms (HSD1, HSD2, HSD3, HSD4) die Shunt-PIN-Dioden
(DE1, DA1, DA2, DA3, DA4) derart geschaltet sind, dass die
Shunt-PIN-Diode (DA1, DA2, DA3, DA4) von genau einem Aus
gangszweig und die Shunt-PIN-Diode (DE1) des Eingangs
zweigs hochohmig sperren und die verbleibenden Shunt-PIN-
Dioden (DA1, DA2, DA3, DA4) das Ausgleichspotential (P0)
durchschalten.
10. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, dass das Funkkommunikationssystem
derart ausgebildet ist, dass die Teilnehmersignale (TN1,
TN2, TN3) in Zeitschlitzen übertragen werden und die je
weiligen Teilnehmersignale (TN1, TN2, TN3) entsprechend
ihrer Zeitschlitze durch die Ansteuereinrichtungen (ANS1,
ANS2, ANS3, ANS4) an die entsprechenden Eingänge (E1, E2,
E3, E4) der Butler-Matrix (BM) zur Erzeugung des jeweili
gen Hauptstrahlungsdiagramms (HSD1, HSD2, HSD3, HSD4) o
der Nebenstrahlungsdiagramms (NSD12, NSD23, NSD34) gelan
gen.
11. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, dass die Phased-Array-
Antennenanordnung (ANT) kreuzpolarisierte Einzelantennen
(ANT1, ANT2, ANT3, ANT4) mit im wesentlichen orthogonal
aufeinander stehenden Erregersystemen aufweist, wobei zur
Erzeugung der zwischen den Hauptstrahlungsdiagrammen
(HSD1, HSD2, HSD3, HSD4) angeordneten Nebenstrahlungsdia
gramme (NSD12, NSD23, NSD34) jeweils gleichpolarisierte
Erregersysteme verwendet werden.
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