Die
Erfindung betrifft eine Antenne, insbesondere eine Mobilfunkantenne,
zum Betrieb in wenigstens zwei Frequenzbändern.The
The invention relates to an antenna, in particular a mobile radio antenna,
for operation in at least two frequency bands.
Aus
dem Stand der Technik sind Mehrbereichsantennen bekannt, welche
es ermöglichen,
in wenigstens zwei unterschiedlichen Frequenzbereichen Strahlung
zu empfangen bzw. zu senden. Beispielsweise zeigt die Druckschrift DE 198 23 749 A1 eine
dualpolarisierte Mehrbereichsantenne, welche erste und zweite Strahler
umfasst. Die ersten und zweiten Strahler strahlen in unterschiedlichen
Frequenzbereichen und umfassen dualpolarisierte Dipolstrahler, die
auf einem Reflektor angeordnet sind und in Polarisationen strahlen,
die um +45° und –45° zur Vertikalen
ausgerichtet sind. Bei der in dieser Druckschrift gezeigten Mehrbereichsantenne
umfassen die ersten Strahler Kreuzdipole, welche in einem oberen
Frequenzband strahlen. Die Strahler im unteren Frequenzband sind
Dipolquadrate, wobei in jedem Dipolquadrat ein Kreuzdipol angeordnet
ist. Durch entsprechende Formgebung des Reflektors können die
Strahlungseigenschaften der ersten und zweiten Strahler verändert werden,
wobei es jedoch nicht möglich
ist, die Strahlungscharakteristika für das obere und untere Frequenzband
gleichzeitig zu optimieren.Multi-range antennas are known from the prior art, which make it possible to receive or transmit radiation in at least two different frequency ranges. For example, the document shows DE 198 23 749 A1 a dual polarized multigrade antenna comprising first and second radiators. The first and second radiators radiate in different frequency ranges and comprise dual polarized dipole radiators arranged on a reflector and radiating in polarizations oriented at + 45 ° and -45 ° to the vertical. In the multigrade antenna shown in this document, the first radiators comprise cross dipoles that radiate in an upper frequency band. The radiators in the lower frequency band are dipole squares, wherein in each dipole square a cross dipole is arranged. By appropriate shaping of the reflector, the radiation properties of the first and second radiators can be changed, but it is not possible to simultaneously optimize the radiation characteristics for the upper and lower frequency band.
In
der vorstehend genannten Vorveröffentlichung DE 198 23 749 A1 ist
dabei festgehalten, dass der Abstand zwischen den Dipolen entsprechend
der ihnen zugeordneten frequenzabhängigen Wellenlänge gegenüber dem
Reflektor in der Regel nicht größer sein
soll als λ,
vorzugsweise nicht größer als λ/2. Der untere
Wert für
den Abstand zwischen den Dipolelementen und dem Reflektor soll nicht
kleiner als λ/16
sein, vorzugsweise nicht kleiner als λ/8.In the aforementioned prior publication DE 198 23 749 A1 is noted that the distance between the dipoles according to their associated frequency-dependent wavelength with respect to the reflector should not be greater than λ, preferably not greater than λ / 2 in the rule. The lower value for the distance between the dipole elements and the reflector should not be smaller than λ / 16, preferably not smaller than λ / 8.
Eine
tulpenförmige
Gestaltung eines Dipolstrahlers ist auch aus der WO 03/065505 A1
bekannt geworden. Der Abstand der stabförmigen Strahlereinrichtungen
zur Ebene des Reflektors soll gemäß dieser Vorveröffentlichung
etwa 1/8 bis 1/4 einer Betriebswellenlänge λ entsprechen, also einem Bereich,
in dem die entsprechenden Dipolstrahler üblicherweise vor dem Reflektor
angeordnet sind.A
tulip-shaped
Design of a dipole radiator is also known from WO 03/065505 A1
known. The distance of the rod-shaped radiator devices
to the plane of the reflector should according to this prior publication
about 1/8 to 1/4 of an operating wavelength λ, ie an area,
in which the corresponding dipole radiators usually in front of the reflector
are arranged.
Ein
gattungsbildender Stand der Technik ist aus der DE 100 64 129 A1 bekannt
geworden. Diese Vorveröffentlichung
beschreibt ein Dualband-Antennenarray mit ersten und zweiten Dipolstrahlern,
wobei die ersten Dipolstrahler in einem hohen Frequenzband und die
zweiten Dipolstrahler in einem niedrigen Frequenzband strahlen.
Die Strahler für das
höhere
Frequenzband sind mit der halben Abstandfolge angeordnet, so dass
jeweils ein Strahler für
das niedriere Frequenzband inmitten einer nach Art eines Dipolquadrates
ausgebildeten Strahleranordnung für das niedrigere Frequenzband
angeordnet ist, und zwischen jeweils zwei Strahlern für das niedrigere
Frequenzband dann noch ein weiterer Strahler für das höhere Frequenzband positioniert
ist.A generic state of the art is from the DE 100 64 129 A1 known. This prior publication describes a dual band antenna array having first and second dipole radiators, wherein the first dipole radiators radiate in a high frequency band and the second dipole radiators in a low frequency band. The radiators for the higher frequency band are arranged with half the spacing, so that in each case a radiator for the lower frequency band is arranged in the midst of a trained dipole square radiator arrangement for the lower frequency band, and then between two radiators for the lower frequency band yet another Spotlight is positioned for the higher frequency band.
Wie üblich weisen
die Dipolstrahler eine Axialerstreckung oder -höhe auf, die üblicherweise λ/4 entspricht.
Alle Strahler sind dabei direkt auf dem Reflektor positioniert und
verankert.As usual
the dipole radiators an axial extent or height, which usually corresponds to λ / 4.
All emitters are positioned directly on the reflector and
anchored.
Aufgabe
der Erfindung ist es deshalb, eine in mehreren Frequenzbändern arbeitende
Antenne zu schaffen, welche in jedem Frequenzband verbesserte Strahlungseigenschaften
ermöglicht.task
Therefore, the invention is one operating in multiple frequency bands
Antenna, which has improved radiation characteristics in each frequency band
allows.
Diese
Aufgabe wird durch die Antenne gemäß dem unabhängigen Anspruch gelöst. Weiterbildungen
der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen
definiert.These
The object is achieved by the antenna according to the independent claim. further developments
of the invention are in the dependent
claims
Are defined.
Die
erfindungsgemäße Antenne
umfasst eine Mehrzahl von Strahlern, die vor einem elektrisch leitenden
und vorzugsweise metallischen Reflektor angeordnet sind, der eine
ebene Fläche
umfasst, welche die Reflektorebene bildet. Die Strahler umfassen
jeweils eine oder mehrere Strahlungskanten und/oder ein oder mehrere
stabförmige
Elemente, die die wesentlichen Teile der Dipolstrahler darstellen und
nachfolgend teilweise auch als Strahler- oder Dipolstrahlerstruktur
bezeichnet werden. Die Strahler liegen ferner jeweils in einer Strahlungsebene,
in der Strahlungskanten und/oder die stabförmigen Elemente des Strahlers
angeordnet sind, wobei jede Strahlungsebene im Wesentlichen parallel
zur Reflektorebene ist oder höchstens
in einem Winkel von ±5° gegenüber der
Reflektorebene geneigt ist. Um in wenigstens zwei Frequenzbändern zu
strahlen, sind erste und zweite Strahler vorgesehen, wobei einer oder
mehrere der ersten Strahler in einer gemeinsamen ersten Strahlungsebene
und einer oder mehrere der zweiten Strahler in einer gemeinsamen
zweiten Strahlungsebene liegen und in unterschiedlichen Frequenzbändern strahlen.
Die ersten Strahler werden hierbei in einem oberen Frequenzband
und die zweiten Strahler in einem unteren Frequenzband betrieben.
Die erfindungsgemäße Antenne
zeichnet sich dadurch aus, dass der Abstand der ersten Strahlungsebene
von der Reflektorebene wenigstens 90% und höchstens 150% des Abstands der
zweiten Strahlungsebene von der Reflektorebene beträgt.The
antenna according to the invention
includes a plurality of radiators, in front of an electrically conductive
and preferably metallic reflector are arranged, the one
flat surface
includes, which forms the reflector plane. The radiators include
one or more radiation edges and / or one or more
rod-shaped
Elements that represent the essential parts of the dipole radiators and
in the following partly also as radiator or dipole radiator structure
be designated. The radiators are also each in a radiating plane,
in the radiation edges and / or the rod-shaped elements of the radiator
are arranged, each radiating plane substantially parallel
to the reflector plane is or at most
at an angle of ± 5 ° with respect to
Reflector plane is inclined. To in at least two frequency bands too
radiate, first and second radiators are provided, one or
a plurality of the first radiators in a common first radiating plane
and one or more of the second radiators in a common
lie second radiating plane and radiate in different frequency bands.
The first emitters are here in an upper frequency band
and the second radiators operated in a lower frequency band.
The antenna according to the invention
is characterized by the fact that the distance of the first radiation plane
from the reflector plane at least 90% and at most 150% of the distance of
second radiating plane from the reflector plane.
Dadurch,
dass der Abstand der ersten, im oberen Frequenzband arbeitenden
Strahler an den Abstand der zweiten Strahler angenähert ist
bzw. größer als
dieser ist, wird eine verbesserte Strahlungscharakteristik insbesondere
für den
Strahler für das
obere Frequenzband erreicht.The fact that the distance of the first, working in the upper frequency band radiator is approximated to the distance of the second radiator or is greater than this, an improved radiation characteristic, in particular for the radiator for reached the upper frequency band.
Um
die ersten, im oberen Frequenzband arbeitenden Strahler von der
Reflektorebene zu beabstanden, werden erfindungsgemäß Podeste
verwendet, welche mit dem Reflektor verbunden sind und vorzugsweise
zumindest teilweise elektrisch leitend sind. Auf jedem Podest ist
dabei ein erster Strahler angeordnet. Das Podest kann dabei als
Plattform oder auch als Hilfsreflektor bezeichnet werden, welcher
eine Längs-
und Quererstreckung in Längs-
und Querrichtung parallel zum Reflektor aufweist, die größer ist
als der Querschnitt des Sockels oder der Symmetrierung des zugehörigen Dipolstrahlers.Around
the first, working in the upper frequency band emitters of the
Distance reflector level, according to the invention Podeste
used, which are connected to the reflector and preferably
at least partially electrically conductive. On every pedestal is
while a first radiator arranged. The pedestal can as
Platform or also referred to as an auxiliary reflector, which
a longitudinal
and transverse extension in longitudinal
and transverse direction parallel to the reflector, which is larger
as the cross section of the base or the symmetrization of the associated dipole radiator.
Die
Podeste weisen an ihrer Oberseite eine zumindest teilweise elektrisch
leitende und vorzugsweise metallische Podestoberseite auf, auf der
jeweils ein erster Strahler positioniert ist.The
Podiums have on their top one at least partially electrically
conductive and preferably metallic podium top, on the
in each case a first radiator is positioned.
Durch
die erfindungsgemäße Lösung lässt sich
eine extrem kompakte Bauweise realisieren. Schließlich ergeben
sich durch die erfindungsgemäße Lösung weitere
Gestaltungs möglichkeiten
für das Strahlungsdiagramm,
also für
die Strahlungsdiagramm-Formung, und dabei insbesondere für das obere
Frequenzband. So lässt
sich im Rahmen der Erfindung dadurch besonders günstig auch die Halbwertsbreite
verändern,
das Vor-/Rück-Verhältnis verbessern
sowie eine verbesserte Nebenkeulen-Dämpfung realisieren.By
the solution according to the invention can be
to realize an extremely compact design. Finally surrendered
further by the inventive solution
Design possibilities
for the radiation diagram,
So for
the radiation pattern shaping, and in particular for the upper
Frequency band. So lets
in the context of the invention characterized particularly favorable and the half-width
change,
improve the fore / aft ratio
as well as an improved sidelobe damping realize.
In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung sind die erste und die zweite Strahlungsebene im Wesentlichen
im gleichen Abstand von der Reflektorebene beabstandet.In
a preferred embodiment
of the invention, the first and second radiating planes are substantially
spaced at the same distance from the reflector plane.
Vorzugsweise
weisen die Podeste an ihrer Oberseite eine elektrisch leitende und
vorzugsweise metallische Podestoberseite oder Plattform auf, auf der
jeweils ein erster Strahler positioniert ist.Preferably
have the pedestals on their top an electrically conductive and
preferably metallic podium top or platform on which
in each case a first radiator is positioned.
Schließlich können an
den Begrenzungskanten des Podestes, also bevorzugt am oberen Niveau des
Podestes, auf welchem der zugehörige
Strahler über
seinen Sockel gehalten ist, in Umfangsrichtung versetzt liegend
sog. Lappen oder lappenförmige
Erweiterungen vorgesehen sein. Diese können in einem beliebigen Winkel,
beispielsweise in einem Winkel von 20°, gegenüber der Senkrechten nach oben und
schräg
nach außen
verlaufend ausgestellt sein. Diese Lappen können aber auch als in der Ebene
mit der Podestfläche
liegende, also mit anderen Worten parallel zur Reflektorebene liegende,
die Podestfläche
quasi erweiternde, nach außen
vorstehende Lappen ausgebildet sein. Ebenso können die Lappen auch nach unten
abgewinkelt sein. Mit anderen Worten können die Lappen in beliebigen
Winkelstellungen von 0°,
beispielsweise um +10°,
gegenüber
der von der Reflektorebene weg gerichteten Vertikalen bis zu 180°, beispielsweise
170°, gegenüber der
Vertikalen winkelig aufge stellt sein. Schließlich können die Lappen nur an den
Seitenwandabschnitten am Podest im Abstand voneinander vorgesehen
sein, so dass in Eckbereichen zwischen zwei benachbart liegenden
Lappen ein offener Winkelbereich zurückbleibt. Genauso können die
Lappen aber auch als umlaufende Begrenzung oder Wand auf dem Podest ausgebildet
sein, über
die sich der zugehörige
Strahler nach oben hin erhebt. Schließlich kann aber auf die Lappen
insgesamt verzichtet werden.Finally, you can
the boundary edges of the pedestal, so preferably at the upper level of
Podestes on which the corresponding
Spotlight over
its base is held, offset in the circumferential direction
So-called rag or flap-shaped
Extensions may be provided. These can be at any angle,
for example, at an angle of 20 °, with respect to the vertical upwards and
aslant
outward
be exhibited progressively. These lobes can also be considered in the plane
with the pedestal
lying, in other words lying parallel to the reflector plane,
the pedestal area
expanding to the outside
be formed protruding lobes. Likewise, the rags can also be down
be angled. In other words, the lobes can be in any
Angular positions of 0 °,
for example by + 10 °,
across from
the directed away from the reflector plane vertical up to 180 °, for example
170 °, opposite the
Be vertical upright. Finally, the rag can only on the
Sidewall sections on the pedestal at a distance from each other
be such that in corner areas between two adjacent lying
Lobe remains an open angle range. So can the
Lobe but also designed as a circumferential boundary or wall on the pedestal
be over
which is the associated one
Spotlight rises upwards. Finally, but can on the rag
altogether be waived.
Bevorzugt
weisen die Lappen – wenn
sie vorgesehen sind – spezifische
Längen-
und Quermaße auf,
um eine Optimierung zu erzielen. Der auf dem Podest stehende Strahler
kann mit seinem Sockel auf der Oberseite des Podestes oder der durch
das Podest gebildeten Plattform montiert sein. Podest und Sockel
des zugehörigen
Strahlers können
aber auch einteilig ausgebildet sein, wobei in entsprechender Höhe dann
die seitlich über
den Sockel vorstehende leitende oder metallische Fläche vorgesehen
ist, die als Podestoberseite, Plateau oder Hilfsreflektor bezeichnet
werden kann.Prefers
have the rag - if
they are intended - specific
linear
and cross-overs,
to achieve an optimization. The spotlight standing on the pedestal
Can with his pedestal on the top of the pedestal or through
the platform formed platform to be mounted. Pedestal and pedestal
of the associated
Spotlights can
but also be formed in one piece, in an appropriate amount then
the side over
provided the base projecting conductive or metallic surface
which is referred to as podium top, plateau or auxiliary reflector
can be.
In
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung sind in Draufsicht auf dem Reflektor ein oder mehrere
erste Strahler jeweils im Wesentlichen mittig innerhalb eines zweiten
Strahlers angeordnet. Vorzugsweise sind ferner in Draufsicht auf
den Reflektor ein oder mehrere erste Strahler jeweils im Wesentlichen
mittig zwischen benachbarten zweiten Strahlern angeordnet. Die Anordnung
in Draufsicht entspricht somit im Wesentlichen der in der Druckschrift DE 198 23 749 A1 gezeigten
Anordnung.In a further embodiment of the invention, one or more first radiators are each arranged substantially centrally in a second radiator in plan view of the reflector. Preferably, in plan view of the reflector, one or more first radiators are each arranged substantially centrally between adjacent second radiators. The arrangement in plan view thus substantially corresponds to that in the document DE 198 23 749 A1 shown arrangement.
Neben
der ersten und der zweiten Strahlungsebene können ferner weitere Strahlungsebenen existieren,
in denen die Strahlungskanten und/oder die stabförmigen Elemente von ersten
und/oder von zweiten Strahlern angeordnet sind. Auf diese Weise kann
das Strahlungsfeld der Antenne weiter angepasst werden.Next
the first and second radiating planes may further have other radiating planes,
in which the radiation edges and / or the rod-shaped elements of the first
and / or arranged by second radiators. This way you can
the radiation field of the antenna be further adjusted.
Ein
oder mehrere zweite Strahler können beispielsweise
aus vier Dipolen gebildete, dualpolarisierte Dipolquadrate sein,
wie sie z.B. in der bereits erwähnten DE 198 23 749 A1 gezeigt
sind. Die zweiten Strahler können
insbesondere auch kelchförmige,
dualpolarisierte Strahler sein, welche am entfernt vom Reflektor
liegenden Ende Strahlungskanten oder stabförmige Elemente aufweisen. Insbesondere können die
zweiten Strahler jede Ausführungsform annehmen,
die in der Druckschrift WO 03/065505 A1 beschrieben ist. Vorzugsweise
umfassen die kelchförmigen
Strahler eine Mehrzahl von vollflächigen Flächenelementen, welche schräg und/oder
senkrecht zur Reflektorebene verlaufen und deren entfernt von der
Reflektorebene liegende Begrenzungskante eine Strahlungskante ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist in Draufsicht
auf dem Reflektor in einem oder mehreren der Dipolquadrate und/oder
kelchförmigen
Strahler jeweils ein erster Strahler angeordnet.One or more second emitters may be, for example, dual-polarized dipole squares formed from four dipoles, as described, for example, in the already mentioned DE 198 23 749 A1 are shown. The second radiators may in particular also be cup-shaped, dual-polarized radiators, which have radiation edges or rod-shaped elements at the end remote from the reflector. In particular, the second radiators can adopt any embodiment described in document WO 03/065505 A1. The cup-shaped radiators preferably comprise a plurality of surface area elements which extend obliquely and / or perpendicular to the reflector plane and whose boundary edge remote from the reflector plane is a radiation edge. In another be In a preferred embodiment, a first radiator is arranged in plan view of the reflector in one or more of the dipole squares and / or spherical radiators.
Ein
oder mehrere erste Strahler sind vorzugsweise dualpolarisierte Kreuzdipole
und/oder Vektordipolstrahler. Kreuzdipole sind beispielsweise in
der DE 198 23 749
A1 gezeigt und der Aufbau von Vektordipolstrahlern ist
aus der Druckschrift DE
198 60 121 A1 bekannt.One or more first radiators are preferably dual polarized cross dipoles and / or vector dipole radiators. Cross dipoles are for example in the DE 198 23 749 A1 and the structure of vector dipole radiators is from the document DE 198 60 121 A1 known.
In
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung weist der Reflektor Seitenwände auf, die in Längsrichtung
des Reflektors verlaufen und sich schräg und/oder senkrecht aus der
Reflektorebene erstrecken, wobei zwischen den Seitenwänden die Mehrzahl
von Strahlern angeordnet ist.In
a further embodiment
According to the invention, the reflector has side walls which extend in the longitudinal direction
of the reflector and extend obliquely and / or vertically from the
Reflect reflector plane, wherein between the side walls, the plurality
arranged by emitters.
Wie üblich können mögliche Seitenwände auf
dem Reflektor (die außen
liegend oder etwas nach innen versetzt liegend vorgesehen sind)
in entsprechender Höhe
und winkeliger Ausrichtung vorgesehen sein, um hierüber das
Strahlungsdiagramm mit zu formen.As usual, possible side walls can open
the reflector (the outside
lying or slightly offset inwardly are provided)
in appropriate height
and angled alignment to be able to do this
Shaping radiation diagram with.
In
einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Antenne ist die Mittenfrequenz
des unteren Frequenzbandes im Wesentlichen halb so groß wie die
Mittenfrequenz des oberen Frequenzbandes. Ferner sind vorzugsweise
eine Vielzahl von ersten und zweiten Strahlern in Längsrichtung
des Reflektors angeordnet, wobei oberhalb jedes zweiten Strahlers
im Wesentlichen mittig ein erster Strahler und zwischen jedem Paar
von benachbarten zweiten Strahlern jeweils im Wesentlichen mittig
ein erster Strahler angeordnet ist.In
A further embodiment of the antenna according to the invention is the center frequency
the lower frequency band is substantially half the size of the
Center frequency of the upper frequency band. Further, they are preferably
a plurality of first and second radiators in the longitudinal direction
of the reflector, wherein above each second radiator
essentially centrally a first radiator and between each pair
each of adjacent second radiators substantially centered
a first radiator is arranged.
In
einer weiteren Ausführungsform
sind alle ersten Strahler in der ersten Strahlungsebene und alle
zweiten Strahler in der zweiten Strahlungsebene angeordnet.In
a further embodiment
are all first emitters in the first radiating plane and all
second radiator arranged in the second radiation plane.
Die
erfindungsgemäße Antenne
ist vorzugsweise eine Mobilfunkantenne, deren Frequenzbänder insbesondere
im GSM-, im CDMA- und/oder beispielsweise im UMTS-Mobilfunkfrequenzbereich
liegen.The
antenna according to the invention
is preferably a mobile radio antenna whose frequency bands in particular
in the GSM, in the CDMA and / or for example in the UMTS mobile radio frequency range
lie.
Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Figuren
detailliert beschrieben.embodiments
The invention will be described below with reference to the attached figures
described in detail.
Es
zeigen:It
demonstrate:
1:
eine Draufsicht auf einen Ausschnitt einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antenne; 1 a plan view of a section of an embodiment of the antenna according to the invention;
2:
eine Schnittansicht entlang der Linie I-I der 1; 2 a sectional view taken along the line II of 1 ;
3:
eine Seitenansicht des in 2 gezeigten
Podestes mit darauf angeordnetem Strahler; 3 : a side view of the in 2 shown pedestal with arranged thereon radiator;
4:
eine Draufsicht auf einen Ausschnitt einer zweiten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Antenne; 4 a plan view of a detail of a second embodiment of the antenna according to the invention;
5:
eine Schnittansicht entlang der Linie II-II der 4; 5 a sectional view taken along the line II-II of 4 ;
6:
eine nicht geschnittene Seitenansicht der Antenne gemäß 5; 6 a non-cut side view of the antenna according to 5 ;
7:
eine Draufsicht auf einen Ausschnitt einer dritten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Antenne; 7 a top view of a section of a third embodiment of the antenna according to the invention;
8:
eine Schnittansicht entlang der Linie III-III der 7; und 8th a sectional view taken along the line III-III of 7 ; and
9:
eine nicht geschnittene Seitenansicht der Antenne gemäß 8. 9 a non-cut side view of the antenna according to 8th ,
1 zeigt
in Draufsicht einen Ausschnitt eines Reflektorbleches 1,
welcher nachfolgend kurz als Reflektor 1 bezeichnet wird,
welches sich in X-Richtung erstreckt. Üblicherweise entspricht die
X-Längsrichtung
der Vertikalrichtung der Antenne. Der Reflektor umfasst einen im
Wesentlichen ebenen Reflektorboden 1a, der die Reflektorebene
E bildet. Das Reflektorblech umfasst ferner zwei in Längs- oder Vertikalrichtung
X verlaufende Seitenwände 1b,
welche sich von der Ebene E des Reflektors senkrecht oder im Winkel
dazu verlaufend erheben und den Reflektor am Außenrand begrenzen können, genauso aber
auch vom Außenrand
weiter nach innen versetzt liegend angeordnet sein können. Auf
diesem Reflektor 1 sind in 1 zwei Typen
von Strahlern angeordnet. Der erste Strahlertyp besteht aus einem
Dipolstrahler 2 in Form eines Vektordipolstrahlers. Von diesem
Typ sind in 1 drei Strahler gezeigt, welche
in gleichen Abständen
in Längsrichtung
X nebeneinander angeordnet sind und in einem oberen Frequenzband,
beispielsweise im Bereich von 1.700 MHz bis 2.500 MHz strahlen.
Der Aufbau und die Funktionsweise von Vektordipolstrahlern ist hinlänglich aus
dem Stand der Technik bekannt und insbesondere in der Druckschrift DE 198 60 121 A1 beschrieben,
auf deren Offenbarungsgehalt in vollem Umfang Bezug genommen wird
und zum Inhalt dieser Anmeldung gemacht wird. 1 shows a plan view of a section of a reflector sheet 1 , which hereinafter briefly as a reflector 1 is designated, which extends in the X direction. Usually, the X-length direction corresponds to the vertical direction of the antenna. The reflector comprises a substantially planar reflector base 1a , which forms the reflector plane E. The reflector plate further comprises two extending in the longitudinal or vertical direction X side walls 1b which can rise perpendicularly or at an angle to it from the plane E of the reflector and limit the reflector at the outer edge, but can also be arranged lying offset from the outer edge further inwards. On this reflector 1 are in 1 two types of spotlights arranged. The first radiator type consists of a dipole radiator 2 in the form of a vector dipole radiator. Of this type are in 1 three radiators are shown, which are arranged at equal intervals in the longitudinal direction X side by side and radiate in an upper frequency band, for example in the range of 1700 MHz to 2500 MHz. The structure and operation of vector dipole radiators is well known in the art and in particular in the document DE 198 60 121 A1 , the disclosure of which is incorporated herein by reference in its entirety and incorporated herein by reference.
Die
Vektordipolstrahler umfassen jeweils einen sich senkrecht zur Reflektorebene
E erstreckenden Sockel 2a, der wiederum aus einer Symmetrierung 2b besteht,
die dadurch gebildet ist, dass in den Sockel 2a von oben
in Richtung Reflektorebene E verlaufende und in der Regel zum Reflektor 1 senkrecht
ausgerichtete Axialschnitte, z.B. mit einer Länge von λ/4, eingebracht sind, die von
der Reflektorebene entfernt liegend mit den Strahler oder Strahlerelementen
elektrisch leitend verbunden sind. Die Axial schnitte 2e reichen
dabei bis fast auf die Reflektorebene E, also bis zu einem sog.
Sockelboden 2f (2). Von daher beträgt der Abstand
zwischen den Dipolelementen und der Ebene des Reflektors ungefähr λ/4 in diesem
Ausführungsbeispiel.
Am oberen Ende jeder Symmetrierung 2b sind zwei senkrecht
aufeinander stehende und parallel zur Reflektorebene E verlaufende
Leitungen 2c vorgesehen, wobei an jedem vorderen Ende der
Leitungen 2c Halbdipol-Komponenten 2d angeordnet
sind, die senkrecht auf der jeweiligen Leitung stehen und ebenfalls
parallel zur Reflektorebene E verlaufen. Der Vektordipolstrahler
ist in elektrischer Hinsicht wie ein Kreuzdipol aufgebaut, der jeweils
aus zwei senkrecht zueinander stehenden Dipolhälften besteht, die in der ersten
Polarisationsebene P1 bzw. P2 strahlen (1). Eine
derartige in elektrischer Hinsicht eine Dipolhälfte bildende Strahlerstruktur
ist bei dem Vektordipol in konstruktiver Hinsicht jeweils aus zwei senkrecht
zueinander ausgerichteten Halbdipol-Komponenten 2d gebildet, wobei
die Verschaltung der Enden der zu den jeweiligen Dipolhälften führenden
symmetrischen oder im Wesentlichen oder annähernd symmetrischen Leitungen
derart erfolgt, dass immer die entsprechenden Leitungshälften der
benachbarten, senkrecht aufeinander stehenden Dipolhälften elektrisch
verbunden sind. Die elektrische Einspeisung der jeweils diametral
gegenüberliegenden
Dipolhälften
erfolgt für
eine erste Polarisation und eine dazu orthogonale zweite Polarisation entkoppelt.
Die Vektordipolstrahler bilden somit in konstruktiver Hinsicht ein
Dipolquadrat, strahlen jedoch in elektrischer Hinsicht in einer
+45°-Polarisation P1 bzw. –45°-Polarisation
P2.The vector dipole radiators each comprise a base extending perpendicular to the reflector plane E. 2a which in turn results from a symmetrization 2 B which is formed by that in the socket 2a from above in the direction of the reflector plane E extending and usually to the reflector 1 vertically aligned axial sections, for example, with a length of λ / 4, are introduced, which are remote from the reflector plane lying electrically connected to the radiator or radiator elements. The axial cuts 2e extend almost to the reflector level E, so up to a so-called basement floor 2f ( 2 ). Therefore, the distance between the dipole elements and the plane of the reflector is about λ / 4 in this embodiment. At the top of each symmetry 2 B are two perpendicular to each other and parallel to the reflector plane E extending lines 2c provided, wherein at each front end of the lines 2c Half-dipole components 2d are arranged, which are perpendicular to the respective line and also parallel to the reflector plane E extend. The vector dipole radiator is constructed in electrical terms like a crossed dipole, each consisting of two mutually perpendicular dipole halves, which radiate in the first polarization plane P1 or P2 ( 1 ). Such a radiator structure which forms a dipole half in electrical terms is formed constructively in the vector dipole in each case from two half-dipole components 2d oriented perpendicularly to one another, wherein the interconnection of the ends of the symmetrical or essentially or approximately symmetrical lines leading to the respective dipole halves takes place in such a manner, that always the corresponding line halves of the adjacent, mutually perpendicular dipole halves are electrically connected. The electrical supply of each diametrically opposite dipole halves is decoupled for a first polarization and a second polarization orthogonal thereto. The vector dipole radiators thus constructively form a dipole square, but radiate electrically in a + 45 ° polarization P1 or -45 ° polarization P2.
Die
beim Strahler 2 gezeigten Dipole oder Halbdipol-Komponenten
bilden letztlich die Dipolstruktur, deren Strahler elemente allgemein
als Strahlerstruktur 102 bezeichnet werden, die das Strahlungsdiagramm
dieses Strahlertyps im Wesentlichen prägen und beeinflussen.The at the spotlight 2 shown dipoles or semi-dipole components ultimately form the dipole structure whose radiator elements generally as a radiator structure 102 are designated, which essentially shape and influence the radiation pattern of this type of radiator.
Als
zweiter Typ von Dipolstrahler wird ein zweiter Strahler in der Form
eines dualpolarisierten, kelchförmigen
Dipolstrahlers 3 verwendet. Dieser zweite Dipolstrahler
ist ebenfalls hinlänglich
aus dem Stand der Technik bekannt und wird insbesondere in der WO
03/065505 A1 beschrieben, auf deren Offenbarung in vollem Umfang
Bezug genommen wird und zum Inhalt dieser Anmeldung gemacht wird.
Der kelchförmige
Dipolstrahler 3 umfasst im gezeigten Ausführungsbeispiel
vier vollflächige
Flächenelemente 3a,
wobei die entfernt von dem Reflektorboden 1a liegenden
Begrenzungskanten 3f (s. 2) der Flächenelemente
die Dipolstrahlelemente oder die für das Strahlungsdiagramm wesentliche
Strahlerstruktur 103 insbesondere durch deren Strahlerstrukturoberseite
bilden. Die Flächenelemente 3a werden
elektrisch an vier Anspeisstellen 3b angespeist, wobei
die Anspeisung an den Anspeisstellen zumindest näherungsweise gleichphasig und
näherungsweise
symmetrisch erfolgt. Hierdurch wird ermöglicht, dass der Dipolstrahler 3 – analog
zu den Dipolstrahlern 2 – in der +45°-Polarisation
P1 und der –45°-Polarisation
P2 strahlt. Wie aus der WO 03/065505 A1 zu entnehmen ist, erfolgt
aber die Einspeisung an den Einspeisstellen 3b jeweils
so, dass jeweils der Außenleiter
mit dem einen Ende eines entsprechenden Strahlerelementes 3a und
der Innenleiter mit dem angegrenzenden Ende eines benachbarten um
90° verdreht
ausgerichteten Strahlerelementes 3a elektrisch verbunden
wird. Zwischen zwei derartigen erläuterten Strahlerelementen verläuft dann
auch ein aus der vorstehend genannten Vorveröffentlichung als bekannt zu
entnehmender Spalt oder Schlitz 3g, der bis zu einem unten
liegenden Sockelabschnitt benachbart zur Reflektorebene E verläuft.The second type of dipole radiator is a second radiator in the form of a dual polarized, cup-shaped dipole radiator 3 used. This second dipole radiator is likewise sufficiently known from the prior art and is described in particular in WO 03/065505 A1, to the disclosure of which reference is made in its entirety and made to the content of this application. The cup-shaped dipole radiator 3 includes in the embodiment shown four full surface elements 3a which is remote from the reflector bottom 1a lying boundary edges 3f (S. 2 ) of the surface elements, the Dipolstrahlelemente or essential for the radiation pattern radiator structure 103 in particular by their radiator structure top side form. The surface elements 3a become electrically at four Anspeisstellen 3b fed, the feed to the Anspeisstellen at least approximately in-phase and approximately symmetrical. This will allow the dipole radiator 3 - analogous to the dipole radiators 2 - radiates in the + 45 ° polarization P1 and the -45 ° polarization P2. As can be seen from WO 03/065505 A1, but the feed takes place at the feed points 3b in each case so that in each case the outer conductor with the one end of a corresponding radiating element 3a and the inner conductor with the adjoining end of a neighboring 90 ° twisted radiating element 3a is electrically connected. Between two such described radiator elements then runs from the above-mentioned prior publication as known to be taken gap or slot 3g which extends to a lower base portion adjacent to the reflector plane E.
Die
einzelnen Flächenelemente 3a des Strahlers 3 sind
trapezförmig
ausgestaltet und verlaufen im Wesentlichen schräg aus dem Reflektorboden 1a.
Die schräg
aus dem Reflektorboden herauslaufenden Ränder der Flächenelemente 3a weisen ferner
Abkantungen 3c auf, wobei zwischen benachbarten Abkantungen
ein Spalt gebildet ist. Durch diese Formgebung und Anordnung der
Flächenelemente
wird die kelchförmige
Form des Dipolstrahlers 3 erreicht. Es sei hierbei angemerkt,
dass in der erfindungsgemäßen Antenne
auch andere Arten von kelchförmigen
Dipolstrahlern verwendet werden können. Insbesondere müssen die
Flächenelemente 3a nicht
vollflächig
ausgebildet sein, sondern können eine
aus mehreren Stäben
gebildete Rahmenstruktur aufweisen. Insbesondere sind alle Dipolstrahlerformen,
die in der zuvor erwähnten
Anmeldung WO 03/065505 A1 beschrieben wurden, zur Verwendung in
der vorliegenden Erfindung denkbar.The individual surface elements 3a the spotlight 3 are designed trapezoidal and extend substantially obliquely from the reflector base 1a , The obliquely running out of the reflector bottom edges of the surface elements 3a also have bends 3c on, wherein between adjacent folds a gap is formed. This shape and arrangement of the surface elements is the cup-shaped shape of the dipole radiator 3 reached. It should be noted that other types of cup-shaped dipole radiators can be used in the antenna according to the invention. In particular, the surface elements must 3a not be formed over the entire surface, but may have a frame structure formed of a plurality of rods. In particular, all dipole radiator molds described in the aforementioned application WO 03/065505 A1 are conceivable for use in the present invention.
Der
zweite Strahler 3 strahlt in einem unteren Frequenzband,
dessen Mittenfrequenz im Wesentlichen die Hälfte der Mittenfrequenz des
ersten Strahlers 2 beträgt,
also beispielsweise im 900 MHz-Band strahlen kann, also im Bereich
von 800 MHz bis z.B. 1.000 MHz.The second spotlight 3 radiates in a lower frequency band whose center frequency is substantially half the center frequency of the first radiator 2 is, so for example in the 900 MHz band can radiate, ie in the range of 800 MHz to eg 1000 MHz.
Bei
dem anhand von 1 und 2 gezeigten
Ausführungsbeispiel
sind neben den drei für das
höhere
Frequenzband gezeigten Strahler 2 mit der zugehörigen Strahlerstruktur 102 ein
Strahler 3 mit der zugehörigen Strahlerstruktur 103 für das niedrigere
Frequenzband gezeigt. Der mittlere Strahler 2 für das höhere Frequenzband
ist dabei in Drauf sicht mittig innerhalb des kelchförmigen zweiten
Strahlers 3 angeordnet, wobei dieser Strahler 2 auf
einem Podest 4 angeordnet ist, so dass sich die Ebene der
Leitungen 2c und vor allem die Halbdipol-Komponenten 2d und
damit die Strahlerelemente oder Strahlerstruktur 102 im
gezeigten Ausführungsbeispiel
oberhalb des oberen Randes des kelchförmigen Strahlers 3 befinden,
was nachfolgend noch näher
in Bezug auf 2 erläutert wird. Das Podest 4 besteht
vorzugsweise aus elektrisch leitendem Material oder ist zumindest
mit einer leitenden Oberschicht versehen. Das Podest weist also
eine Oberseite auf, die parallel zur Reflektorebene oder zumindest
im Wesentlichen parallel zur Reflektorebene E ausgerichtet ist.
Die Podestoberseite 4f bildet damit ein Plateau 4f,
welches nachfolgend teilweise auch als Hilfsreflektor 4f bezeichnet
wird. Die Größe des Hilfsreflektors 4f ist größer als
der Sockelquerschnitt. Wie aus den Zeichnungen zu ersehen, ist im
gezeigten Ausführungsbeispiel
die Podestoberseite im Wesentlichen rechteckförmig oder quadratisch gebildet,
wobei in den Eckenbereichen Ausnehmungen vorgesehen sein können (wie
sich auch aus der Draufsicht gemäß 1 ergibt).
Die Längserstreckung
der Podestoberseite oder des Plateaus 4f weist dabei ein
Längsmaß in X-
oder Vertikalrichtung des Reflektors 1 auf, welches zumindest λ/4 und maximal λ entspricht,
wobei der kleinste Wert von λ der
Wellenlänge
bei der unteren Bandgrenze (untere Frequenz) des oberen Frequenzbandes
entspricht. Der größte Wert
für λ entspricht
jenem Wert bei der oberen Bandgrenze (höchste Frequenz) bezüglich des
oberen übertragenen
Frequenzbandes. Entsprechend ist die Dimensionierung in Quererstreckung
quer zur X- oder Vertikalrichtung des Reflektors und gewählt. Ein
bevorzugter Wert für
die untere Längs-
oder Quererstreckung für
den Durchmesser der Plateauoberfläche beträgt beispielsweise λ/4 bei einer
Frequenz von 2,5 GHz.In the case of 1 and 2 shown embodiment are in addition to the three radiators shown for the higher frequency band 2 with the associated radiator structure 102 a spotlight 3 with the associated radiator structure 103 shown for the lower frequency band. The middle spotlight 2 for the higher frequency band is in plan view centered within the cup-shaped second radiator 3 arranged, this radiator 2 on a butt least 4 is arranged so that the plane of the lines 2c and especially the semi-dipole components 2d and thus the radiator elements or radiator structure 102 in the embodiment shown above the upper edge of the cup-shaped radiator 3 What is more detail below 2 is explained. The pedestal 4 is preferably made of electrically conductive material or at least provided with a conductive top layer. The pedestal thus has an upper side, which is aligned parallel to the reflector plane or at least substantially parallel to the reflector plane E. The podium top 4f thus forms a plateau 4f , which partly also as an auxiliary reflector 4f referred to as. The size of the auxiliary reflector 4f is larger than the socket cross section. As can be seen from the drawings, in the illustrated embodiment, the podium top side is formed substantially rectangular or square, which may be provided in the corner regions recesses (as well as from the top view 1 results). The length of the podium top or plateau 4f has a longitudinal dimension in the X or vertical direction of the reflector 1 which corresponds to at least λ / 4 and at most λ, wherein the smallest value of λ corresponds to the wavelength at the lower band limit (lower frequency) of the upper frequency band. The largest value of λ corresponds to that value at the upper band limit (highest frequency) with respect to the upper transmitted frequency band. Accordingly, the dimensioning in transverse extent transverse to the X or vertical direction of the reflector and is selected. A preferred value for the lower longitudinal or transverse extent for the diameter of the plateau surface is, for example, λ / 4 at a frequency of 2.5 GHz.
Wie
aus den Zeichnungen auch hervorgeht, entspricht das Maß für die Längserstreckung
in X- oder in Y-Richtung der Podestoberseite in etwa der Höhe des Podestes über der
Ebene des Reflektors.As
also apparent from the drawings, corresponds to the measure of the longitudinal extent
in X- or Y-direction of the podium top about the height of the pedestal above the
Level of the reflector.
Wie
aus den Zeichnungen auch hervorgeht, sind an den Begrenzungsseiten
oder Kanten 4g der Podestoberseite 4f oder des
Plateaus 4f sog. Lappen 4a vorgesehen, auf die
später
noch umfassender eingegangen wird. Es kann aber bereits an dieser
Stelle betont werden, dass die Podestoberseite 4f unterschiedliche
Formen aufweisen kann, beispielsweise quadratisch, rechteckförmig, allgemein
n-polygonal oder auch kurvig, d.h. rund etc., sein kann, wobei die Podestfläche jeweils
größer dimensioniert
ist als der Sockelquerschnitt des entsprechenden Strahlers.As is apparent from the drawings, are on the boundary sides or edges 4g the podium top 4f or the plateau 4f so-called rag 4a which will be discussed in more detail later. But it can already be emphasized at this point that the podium top 4f may have different shapes, for example, square, rectangular, generally n-polygonal or curved, ie, round, etc., may be, wherein the pedestal is each dimensioned larger than the base cross-section of the corresponding radiator.
2 zeigt
eine Schnittansicht entlang der Linie I-I der 1.
Aus 2 wird nochmals detailliert der Aufbau des kelchförmigen Strahlers 3 sowie des
darin angeordneten Podestes 4 ersichtlich. Man erkennt
insbesondere, dass die einzelnen Flächenelemente 3a aus
einem unteren, schräg
nach oben verlaufenden Abschnitt 3d bestehen, an dessen
oberen Ende sich ein senkrecht zur Reflektorebene E verlaufender
Abschnitt 3e anschließt,
der an oberen Begrenzungskanten 3f endet, welche die Dipolstrahlelemente
des Strahlers 3 bilden. Ferner wird ersichtlich, dass das
Podest 4 nach unten spitz zulaufende Seitenwände 4b aufweist
und im Inneren hohl ist. Mittig auf dem Podest ist der Vektordipolstrahler 2 angeordnet
und aus dem Podest erstrecken sich ferner die schräg nach oben
verlaufenden Lappen 4a. 2 shows a sectional view taken along the line II of 1 , Out 2 is again detailed the structure of the cup-shaped radiator 3 and the pedestal arranged therein 4 seen. It can be seen in particular that the individual surface elements 3a from a lower, obliquely upward section 3d consist, at its upper end a perpendicular to the reflector plane E extending section 3e connects to the upper boundary edges 3f which ends the dipole beam elements of the radiator 3 form. It also becomes apparent that the pedestal 4 down to tapered side walls 4b has and is hollow inside. In the middle of the pedestal is the vector dipole radiator 2 arranged and from the pedestal also extend the obliquely upwardly extending tabs 4a ,
Durch
die Verwendung des Podestes wird erreicht, dass die Halbdipol-Komponenten
eines auf dem Podest angeordneten Vektordipolstrahlers 2 in einer
ersten Strahlungsebene S1 liegen, welche in der Nähe der Strahlungsebene
S2 liegt, die durch die Begrenzungskanten 3f des kelchförmigen Strahlers 3 gebildet
ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel
liegt die Ebene S1 höher
als die Ebene S2. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Ebene S1
im Wesentlichen genauso hoch wie die Ebene S2 liegt bzw. auch etwas
unterhalb der Ebene S2 angeordnet ist. Insbesondere liegt der Abstand
der Ebene S1 in einem Bereich von zwischen 75% und 150% des Abstands
der Ebene S2 von der Reflektorebene E. Diese Untergrenze kann aber
auch bei 80%, 90%, 100% oder gar 110% liegen. Die entsprechende
Obergrenze kann ebenso bei 140%, 130% oder 120% liegen. In 2 ist
ferner eine dritte Strahlungsebene S3 eingezeichnet, in der die
Dipole des linken und rechten Vektordipolstrahlers 2 liegen.
Die Ebene S3 liegt wesentlich niedriger als die Ebenen S1 und S2,
da sich die linken und rechten Strahler 2 nicht auf einem
Podest befinden. Es ist jedoch auch denkbar, dass die linken und
rechten Strahler 2 auch auf einem entsprechenden Podest 4 angeordnet
sind, wie nachfolgend noch näher
beschrieben wird. Aus 2 ist dabei auch zu ersehen,
dass die Podestoberseite in einem zumindest geringfügig größerem Abstand
gegenüber
der Ebene E des Reflektors liegt als die Ebene S3, in der die Dipolelemente
des auf dem Reflektor sitzenden Dipolstrahlers für das höhere Frequenzband zu liegen
kommen. Mit anderen Worten ist also der Abstand zwischen der Plateauhöhe und der
Ebene E des Reflektors vergleichbar oder zumindest geringfügig größer als
der Abstand der Dipolstrahler der Strahlereinrichtung 2 gegenüber der
Plateauoberseite bzw. der Ebene E des Reflektors im Falle der Strahlereinrichtung 102,
die direkt auf dem Reflektor sitzt.By using the pedestal, it is achieved that the semi-dipole components of a vector dipole radiator arranged on the pedestal 2 lie in a first radiating plane S1, which lies in the vicinity of the radiating plane S2 passing through the boundary edges 3f the cup-shaped radiator 3 is formed. In the exemplary embodiment shown, the plane S1 is higher than the plane S2. However, it is also conceivable that the plane S1 is substantially the same height as the plane S2 or is also arranged slightly below the plane S2. In particular, the distance of the plane S1 is in a range of between 75% and 150% of the distance of the plane S2 from the reflector plane E. This lower limit can also be 80%, 90%, 100% or even 110%. The corresponding upper limit may also be 140%, 130% or 120%. In 2 Furthermore, a third radiation plane S3 is shown, in which the dipoles of the left and right vector dipole radiators 2 lie. The plane S3 is much lower than the levels S1 and S2, since the left and right radiators 2 not on a pedestal. However, it is also conceivable that the left and right spotlights 2 also on a corresponding pedestal 4 are arranged, as will be described in more detail below. Out 2 It can also be seen that the top of the podium is at an at least slightly greater distance from the plane E of the reflector than the plane S3, in which the dipole elements of the seated on the reflector Dipolstrahlers come to rest for the higher frequency band. In other words, therefore, the distance between the plateau height and the plane E of the reflector is comparable or at least slightly greater than the distance of the dipole radiator of the radiator device 2 opposite the plateau top or the plane E of the reflector in the case of the radiator device 102 which sits directly on the reflector.
Durch
die Verwendung eines Podestes, mit dem ein Dipolstrahler 2,
der in einem oberen Frequenzband strahlt, von der Reflektorebene
E beabstandet wird, kann in vorteilhafter Weise das Strahlungsverhalten,
insbesondere die Halbwertsbreite der Strahlung im oberen Frequenzband,
beeinflusst werden. Durch entsprechende Formgebung des Podestes 4 kann
dieses ferner als zweiter Reflektor für die auf dem Podest befindlichen
Strahler fungieren, wodurch das Strahlungsverhalten weiterhin positiv beeinflusst
werden kann.By using a pedestal with a dipole radiator 2 which radiates in an upper frequency band, is spaced from the reflector plane E, the radiation behavior, in particular the half-value width of the radiation in the upper frequency band, can be influenced in an advantageous manner. By appropriate shaping of the pedestal 4 this can also be used as a second reflector for the spotlights on the pedestal act, which can continue to positively influence the radiation behavior.
Der
auf dem Podest 4 in Draufsicht mittig in dem Strahler 3 für das niedrige
Frequenzband angeordnete Strahler 2 für das höhere Frequenzband ist bezüglich seiner
Strahlerelemente, Strahlerelementoberseite oder allgemein seiner
Strahlerstruktur 102 in einer solchen Höhe gegenüber der Reflektorebene E zumindest
im Bereich dieses Strahlers angeordnet, welche größer als
0,4 λ beträgt, wobei λ die mittlere Wellenlänge für die Mittenfrequenz
des für
den höheren
Frequenzbandbereiches vorgesehenen Strahlers 2 ist. Diese
untere Grenze kann aber auch bei 0,6 λ, 0,8 λ, 1,0 λ oder beispielsweise 1,2 λ oder mehr
liegen. Andererseits sollte der Abstand gegenüber der Reflektorebene E auch
nicht größer als
2 λ betragen, wobei
diese Obergrenze aber auch bei 1,8 λ, 1,6 λ oder 1,4 λ liegen kann. λ ist wieder
auf die Mittenfrequenz des oberen Frequenzbandes bezogen.The one on the pedestal 4 in plan view in the center of the radiator 3 for the low frequency band arranged radiator 2 for the higher frequency band is with respect to its radiator elements, radiator element top or generally its radiator structure 102 arranged at such a height relative to the reflector plane E at least in the region of this radiator, which is greater than 0.4 λ, where λ is the mean wavelength for the center frequency of the radiator provided for the higher frequency band range 2 is. However, this lower limit may also be 0.6 λ, 0.8 λ, 1.0 λ or for example 1.2 λ or more. On the other hand, the distance from the reflector plane E should not be greater than 2 λ, but this upper limit can also be at 1.8 λ, 1.6 λ or 1.4 λ. λ is again related to the center frequency of the upper frequency band.
3 zeigt
nochmals eine seitliche Detailansicht des in 2 gezeigten
Podestes 4 mit darauf angeordnetem Vektordipolstrahler 2.
Aus 3 wird insbesondere ersichtlich, dass das Podest 4 eine
geschlossene Struktur mit vier Seitenwänden 4b aufweist,
wobei sich von dem Niveau der Podestoberseite 4d ausgehend
die bereits erwähnten
vier Lappen 4a im gezeigten Ausführungsbeispiel schräg nach oben
und außen
erstreckend verlaufen. Auf der oberen Podest- oder Plateauebene
ist dann der Strahler 2 mit seinem Sockel montiert. 3 again shows a side detail view of in 2 shown podium 4 with arranged vector dipole radiator 2 , Out 3 will be particularly apparent that the pedestal 4 a closed structure with four side walls 4b which is different from the level of the podium top 4d starting from the already mentioned four lobes 4a extend obliquely upwardly and outwardly extending in the embodiment shown. On the upper platform or plateau level is then the spotlight 2 mounted with its socket.
Dabei
ist aus 3 vor allem in Zusammenschau
auch mit den 1 und 2 zu ersehen, dass
das Podest in Draufsicht eine etwa quadratische Struktur aufweist,
dessen seitliche Begrenzungen parallel zu den Halbdipol-Komponenten
des Vektordipols 2 liegen. Die von diesen Seitenabständen des
Podestes nach oben sich erhebenden Seitenwände (Lappen) 4b verlaufen
im gezeigten Ausführungsbeispiel
nicht senkrecht zur Ebene des Podestes und damit auch nicht senkrecht
zur Reflektorebene E, sondern sind in einem Winkel nach außen verlaufend
aufgestellt. Dieser Winkel beträgt
vorzugsweise mehr als 10° und
vorzugsweise weniger als 40°.
Insbesondere liegt dieser Winkel α um
20° (2)
bezüglich
der Vertikalen. Im Übrigen
sind die Seitenwände 4a auch
nicht umlaufend geschlossen, sondern in den Eckbereichen offen,
wie sich insbesondere aus der Draufsicht gemäß 1 ergibt.It is off 3 especially in synopsis with the 1 and 2 It can be seen that the pedestal in plan view has an approximately square structure whose lateral boundaries parallel to the Halbdipol components of the vector dipole 2 lie. The side walls (lobes) rising from these side distances of the pedestal 4b do not run perpendicular to the plane of the pedestal and thus not perpendicular to the reflector plane E in the illustrated embodiment, but are set at an angle to the outside running. This angle is preferably more than 10 ° and preferably less than 40 °. In particular, this angle α is about 20 ° ( 2 ) with respect to the vertical. Incidentally, the side walls 4a not closed circumferentially, but open in the corners, as shown in particular from the top view 1 results.
Dieser
Winkel α kann
aber auch beliebige andere Werte annehmen, so dass die Lappen oder die
lappenförmigen
Erweiterungen 4a sogar in der Ebene der Podestoberseite
bzw. des dadurch gebildeten Plateaus 4f liegen können und
so nach Art einer Hilfsreflektorerweiterung interpretiert werden können. Darüber hinaus
können
diese Lappen 4a bezogen auf die Podestoberseite 4f sogar
nach unten abgewinkelt sein, um beispielsweise fast bis zu einer senkrechten
Abwinkelung. Mit anderen Worten kann der Winkel zwischen den Lappen 4a und
einer zur Reflektorebene E parallelen Ebene zwischen ±85° oder ±80° und 0° variieren,
in der die Lappen parallel zur Reflektorebene ausgerichtet sind.However, this angle α can also assume any other values, so that the lobes or the flap-shaped extensions 4a even in the plane of the platform top or the plateau formed thereby 4f lie and can be interpreted as a kind of auxiliary reflector extension. In addition, these rags can 4a based on the podium top 4f even angled down, for example, almost to a vertical angle. In other words, the angle between the lobes 4a and a parallel to the reflector plane E level between ± 85 ° or ± 80 ° and 0 ° vary, in which the lobes are aligned parallel to the reflector plane.
Die
Längserstreckung
der Lappen ausgehend vom Podest 4 zu ihrem freien Ende
hin beträgt bevorzugt λ/10 bis λ, wobei der
kleinste Wert von λ der
Wellenlänge
bei der oberen Bandgrenze (höchste
Frequenz) des oberen übertragenen
Frequenzbandes entspricht und der maximale Wert von λ der Wellenlänge bei
der unteren Bandgrenze (niedrigste Frequenz) des zu übertragenden
oberen Frequenzbandes entspricht. Die gleiche Dimensionierung gilt auch
bezüglich
der Quererstreckung der Lappen, wobei diese Werte bevorzugte Werte
wiedergeben.The length of the lobes starting from the pedestal 4 to its free end is preferably λ / 10 to λ, wherein the smallest value of λ corresponds to the wavelength at the upper band limit (highest frequency) of the upper transmitted frequency band and the maximum value of λ to the wavelength at the lower band limit (lowest frequency) corresponds to the upper frequency band to be transmitted. The same dimensioning also applies to the transverse extent of the lobes, these values representing preferred values.
Die
Lappen sind bevorzugt auf jedem Podest symmetrisch ausgebildet und
ausgerichtet. Gewisse Unsymmetrien können aber manchmal von Vorteil sein,
was ihre winkelige Ausrichtung verglichen mit einem anderen Lappen
auf einem Podest oder ihrer Dimensionierung betrifft. Schließlich können aber auch
die Lappen insgesamt weggelassen oder zu einer umlaufenden Begrenzungs-
oder Seitenwand 4b geschlossen sein.The flaps are preferably symmetrically formed and aligned on each pedestal. However, certain imbalances can sometimes be beneficial in terms of their angular orientation as compared to another lobe on a pedestal or its sizing. Finally, however, the lobes omitted altogether or to a circumferential boundary or side wall 4b be closed.
4 zeigt
eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antenne. In
der Ausführungsform
der 4 werden die gleichen Strahler 2 und 3 wie
in 1 verwendet und die Strahler sind in Draufsicht
auch genauso wie in der Ausführungsform
der 1 angeordnet. Im Unterschied zur Ausführungsform
der 1 sind jedoch auch die linken und rechten ersten
Strahler auf einem Podest angeordnet, wobei dieses Podest eine geschlossene,
im Wesentlichen rechteckförmige
Podestfläche 4c mit
einer entsprechenden die Podestfläche einrahmenden und umlaufenden
Begrenzung 4d aufweist. Das Podest, auf dem der mittlere
Strahler 2 angeordnet ist, entspricht weiterhin dem Podest, das
auch in der Ausführungsform
der 1 verwendet wird. 4 shows a plan view of a second embodiment of the antenna according to the invention. In the embodiment of the 4 become the same emitters 2 and 3 as in 1 used and the radiators are in plan view just as well as in the embodiment of 1 arranged. In contrast to the embodiment of 1 However, the left and right first spotlights are arranged on a pedestal, this pedestal a closed, substantially rectangular pedestal 4c with a corresponding the podium surface framing and circumferential boundary 4d having. The pedestal on which the middle spotlight 2 is arranged, further corresponds to the pedestal, which is also in the embodiment of 1 is used.
5 zeigt
eine Schnittansicht entlang der Linie II-II der 4.
Man erkennt insbesondere, dass die linken und rechten Podeste identisch
sind und eine andere Form aufweisen als das mittlere Podest. Die
linken und rechten Podeste bilden im Wesentlichen einen Turm mit
schräg
nach oben verlaufenden Seitenwänden,
wobei an der Oberseite des Turms die Podestplattform mit der umlaufenden
geschlossenen Seitenwandbegrenzung 4c ausgebildet ist. Darüber hinaus
weisen die linken und rechten Aufnahmen erhöhte Podeste 4 auf,
auf denen jeweils ein erster Strahler 2 positioniert ist.
Die linken und rechten Podeste weisen – analog zum mittleren Podest – im unteren
Bereich einen Hohlraum auf, der durch spitz zulaufende Seitenwände 4b begrenzt
wird. Im Unterschied zur Ausführungsform
der 1 gibt es in der Ausführungsform der 5 nur
zwei Strahlungsebenen S1 und S2, wobei alle drei ersten Strahler 2 in
der ersten Strahlungsebene S1 angeordnet sind. Die Anordnung kann
von 5 abweichend auch so gewählt sein, dass die Podesthöhe der außen liegenden
Strahlerelemente oder Strahlerstrukturen 102 beispielsweise
geringfügig
niedriger oder höher
liegen als die Strahlerelemente oder Strahlerstruktur 102 des
Strahlers 2, der mittig in dem Strahler 3 angeordnet
ist, so dass die Strahlerebene S3 für die nicht innerhalb der Strahler
für das
niedrige Frequenzband angeordneten Strahler 2 abweicht
von der Strahlerebene S1. 5 shows a sectional view taken along the line II-II of 4 , It can be seen in particular that the left and right pedestals are identical and have a different shape than the middle pedestal. The left and right pedestals essentially form a tower with obliquely upwardly extending side walls, at the top of the tower, the platform platform with the circumferential closed sidewall boundary 4c is trained. In addition, the left and right shots have elevated pedestals 4 on each of which a first emitter 2 is positioned. The left and right podiums have - analogous to the middle podium - at the bottom of a cavity on, by tapered side walls 4b is limited. In contrast to the embodiment of 1 there is in the embodiment of 5 only two radiation levels S1 and S2, with all three first radiators 2 are arranged in the first radiation plane S1. The arrangement can be of 5 deviating also be chosen so that the pedestal height of the outer radiator elements or radiator structures 102 For example, are slightly lower or higher than the radiator elements or radiator structure 102 the spotlight 2 , which is centered in the spotlight 3 is arranged, so that the radiating plane S3 for the non-disposed within the radiator for the low frequency band radiators 2 differs from the radiator plane S1.
6 zeigt
die gleiche Seitenansicht wie 5, wobei die
Seitenansicht der 6 jedoch nicht geschnitten ist.
Man erkennt hierbei insbesondere, dass die linken und rechten Podeste
schräg verlaufende,
geschlossene Seitenwände
aufweisen, so dass sie einen seitlich, d.h. in Umfangsrichtung geschlossenen,
nach oben hin offenen Turm bilden, auf dessem Plateau oder Podestfläche 4d der
entsprechende Strahler angeordnet ist. 6 shows the same side view as 5 , where the side view of 6 however not cut. It can be seen here in particular that the left and right platforms have inclined, closed side walls, so that they form a laterally open, ie in the circumferential direction, open towards the top tower, on its plateau or platform surface 4d the corresponding radiator is arranged.
7 zeigt
eine Draufsicht auf eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antenne. Die
Antenne der 7 unterscheidet sich von der Antenne
der 1 dadurch, dass eine andere Art von zweitem Strahler
verwendet wird. Ansonsten entspricht die Ausführungsform der 7 der
Ausführungsform
der 1, so dass auf eine detaillierte Beschreibung
verzichtet wird. 7 shows a plan view of a third embodiment of the antenna according to the invention. The antenna of the 7 differs from the antenna of the 1 in that a different type of second radiator is used. Otherwise, the embodiment corresponds to 7 the embodiment of the 1 so that a detailed description is omitted.
In 7 wird
statt eines kelchförmigen Strahlers 3 ein
Dipolquadrat 3' verwendet,
das vier, aus jeweils zwei Dipolhälften 3a' bestehende
stabförmige
Dipole umfasst. Die einzelnen Dipole verlaufen hierbei in einem
45°-Winkel
zu den Seitenwänden 1b des
Reflektors 1. Auf diese Weise strahlt das Dipolquadrat – analog
zum kelchförmigen
Strahler der 1 – in der +45°-Polarisation
P1 und der –45° -Polarisation
P2. Der Aufbau von Strahlern in Form von Dipolquadraten ist seit
langem aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielhaft wird auf
die Druckschrift DE
198 23 749 A1 verwiesen, welche durch diesen Verweis mit
ihrem gesamten Offenbarungsinhalt zum Teil dieser Anmeldung gemacht
wird.In 7 is used instead of a cup-shaped radiator 3 a dipole square 3 ' used four, each made up of two dipole halves 3a ' existing rod-shaped dipoles comprises. The individual dipoles run at a 45 ° angle to the side walls 1b of the reflector 1 , In this way, the dipole square radiates - analogous to the cup-shaped radiator of 1 In the + 45 ° polarization P1 and the -45 ° polarization P2. The construction of radiators in the form of dipole squares has long been known from the prior art. As an example, the publication DE 198 23 749 A1 which is made part of this application by this reference with its entire disclosure content.
8 zeigt
eine entlang der Linie III-III geschnittene Seitenansicht der 7.
Man erkennt, dass – analog
wie in 2 – drei
unterschiedliche Strahlungsebenen S1, S2 und S3 vorliegen. In der untersten
Strahlungsebene S3 sind die linken und rechten ersten Strahler 2 angeordnet.
In der Strahlungsebene S2, die höher
als die Strahlungsebene S3 liegt, befinden sich die Dipole des Dipolstrahlers 3.
In der obersten Strahlungsebene S1 liegen die Dipole des Strahlers 2,
der auf dem Podest 4 angeordnet ist. Man erkennt in 8,
dass der Abstand zwischen den Strahlungsebenen S1 und S2 deutlich
größer ist
als in der Ausführungsform
gemäß der 2. Es
sei hierbei angemerkt, dass es in der Ausführungsform der 8 auch
möglich
ist, dass die linken und rechten ersten Strahler ebenfalls auf einem
Podest positioniert werden, so dass sie auch in der Strahlungsebene
S1 liegen. Hierbei kann das gleiche Podest verwendet werden, das
in 5 für
den linken und rechten ersten Strahler verwendet wird, wobei die
Höhe des
Podests jedoch an die Höhe
der Ebene S1 in 8 anzupassen ist. 8th shows a section along the line III-III cut side view of 7 , One recognizes that - analogously as in 2 - Three different radiation levels S1, S2 and S3 are present. In the lowest radiating plane S3, the left and right first radiators 2 arranged. In the radiation plane S2, which is higher than the radiation plane S3, are the dipoles of the dipole radiator 3 , In the uppermost radiation plane S1 are the dipoles of the radiator 2 on the podium 4 is arranged. One recognizes in 8th in that the distance between the radiation planes S1 and S2 is significantly greater than in the embodiment according to FIG 2 , It should be noted here that in the embodiment of the 8th It is also possible that the left and right first emitters are also positioned on a pedestal, so that they are also in the radiation plane S1. Here, the same pedestal can be used in 5 is used for the left and right first emitters, however, the height of the pedestal to the height of the plane S1 in 8th to adapt.
9 zeigt
eine nicht geschnittene Seitenansicht analog zu 8.
Man erkennt in dieser Figur, dass das mittlere Podest 4 identisch
mit dem in 3 gezeigten Podest ist. Aber
auch hier können
die Podeste für
die außen
liegenden Strahler 102 in der Höhe geringfügig so ausgebildet sein, dass
die Strahlerhöhe
S3 an der Strahlerhöhe
S1 gegenüber
der Reflektorebene E zumindest geringfügig voneinander abweichen. 9 shows a non-cut side view analogous to 8th , One recognizes in this figure that the middle pedestal 4 identical to the one in 3 shown podium is. But here too, the podiums for the outside spotlights 102 be slightly formed in height so that the radiator height S3 at the radiator height S1 with respect to the reflector plane E at least slightly different from each other.
Abweichend
von den gezeigten Ausführungsbeispielen
können
auch die Strahler 2 für
das höhere
Frequenzband nicht als Vektordipole, sondern beispielsweise als
Dipolquadrate (ähnlich
dem Strahlertyp in dem Ausführungsbeispiel
nach 7 bis 9) oder in Form von Dipolkreuzen
gestaltet sein. Einschränkungen
auf die Verwendung von bestimmten Dipolstrahlern oder Dipolstrahlerformen gibt
es von daher nicht.Notwithstanding the embodiments shown, the emitters can also 2 for the higher frequency band not as vector dipoles, but for example as dipole squares (similar to the radiator type in the embodiment of 7 to 9 ) or in the form of dipole crosses. Therefore, there are no limitations on the use of certain dipole radiators or dipole radiators.
Die
erläuterten
Strahlungsebenen S1, S2 und S3 sind grundsätzlich parallel zur Reflektorebene
E ausgerichtet. Im Einzelfall könnten
aber die Strahlerelemente oder Strahler strukturen 102, 103 möglicherweise
auch in einem Winkel von weniger als ±5° gegenüber dieser Ebene abweichen
und geneigt sein. Von daher könnten
gegebenenfalls auch zumindest in einer Teillänge des Reflektors die Strahlerebenen
S1, S2 und S3 in einem derartigen Winkel von weniger als ±5° gegenüber der
Reflektorebene abweichen.The explained radiation planes S1, S2 and S3 are basically aligned parallel to the reflector plane E. In individual cases, but could the radiator elements or radiators structures 102 . 103 may also deviate and tilt at an angle of less than ± 5 ° with respect to this plane. Therefore, if appropriate, at least in a partial length of the reflector, the radiator planes S1, S2 and S3 could deviate at an angle of less than ± 5 ° with respect to the reflector plane.
Es
wird stets darauf Bezug genommen, dass die erläuterten Abstände zwischen
den Strahlungsebenen und damit die Abstände zwischen den Strahlerelemente
und der Strahlerstruktur 102, 103 zumindest im
Bereich der betreffenden Strahler 2, 3, 3' die erläuterten
Abstände
aufweisen. Denn grundsätzlich kann
auch eine Antennenanordnung verwendet werden, die aus mehreren Reflektorabschnitten
besteht, die beispielsweise in Umfangsrichtung in einem Winkelbereich
zueinander gekantete Reflektorabschnitte aufweisen, um die darauf
sitzenden Strahlerelemente in unterschiedlichen Azimutwinkeln abstrahlen
zu lassen.It is always referred to that the explained distances between the radiation planes and thus the distances between the radiator elements and the radiator structure 102 . 103 at least in the area of the relevant radiator 2 . 3 . 3 ' have the explained distances. In principle, it is also possible to use an antenna arrangement which consists of a plurality of reflector sections which, for example, have reflector sections folded over one another in an angular range in the circumferential direction in order to radiate the radiating elements seated thereon at different azimuth angles.