DE102016006875A1

DE102016006875A1 - Transceiver system

Info

Publication number: DE102016006875A1
Application number: DE102016006875.2A
Authority: DE
Inventors: Andreas Vollmer; Maximilian Göttl; Dan Fleancu
Original assignee: Kathrein Werke KG
Current assignee: Kathrein SE
Priority date: 2016-06-06
Filing date: 2016-06-06
Publication date: 2017-12-07

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Transceiver-System mit einer Mobilfunk-Einheit und einer dielektrischen Struktur, wobei die dielektrische Struktur in einer Hauptabstrahlrichtung einer Antenne der Mobilfunk-Einheit angeordnet ist, wobei die Mobilfunk-Einheit über ihre Antenne mit einer Mobilfunk-Basisstation kommunizieren kann, wobei die dielektrische Struktur in einer Gebäudeöffnung und/oder an einem Gebäude anordenbar ist und von der Mobilfunk-Basisstation ausgestrahlte Mobilfunk-Signale auf die Antenne der Mobilfunk-Einheit bündelt.The present invention relates to a transceiver system having a mobile radio unit and a dielectric structure, wherein the dielectric structure is arranged in a main emission direction of an antenna of the mobile radio unit, wherein the mobile radio unit can communicate with a mobile radio base station via its antenna, wherein the dielectric structure can be arranged in a building opening and / or on a building and bundles mobile radio signals emitted by the mobile radio base station onto the antenna of the mobile radio unit.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Transceiver-System mit einer Mobilfunk-Einheit und einer dielektrischen Struktur, wobei die dielektrische Struktur in einer Hauptabstrahlrichtung einer Antenne der Mobilfunk-Einheit angeordnet ist.The present invention relates to a transceiver system having a mobile radio unit and a dielectric structure, wherein the dielectric structure is arranged in a main emission direction of an antenna of the mobile radio unit.

Dabei ist aus der US 2009/0315794 A1 eine Basisstation bekannt, deren Antenne mit einer dielektrischen Struktur ausgestattet ist. Die dielektrische Struktur bildet eine Linse für Millimeterwellen, und erzeugt einen divergierenden Strahl in einer ersten Ebene und einen nicht-divergierenden Strahl in einer zweiten Ebene.It is from the US 2009/0315794 A1 a base station is known, the antenna is equipped with a dielectric structure. The dielectric structure forms a millimeter wave lens and produces a diverging beam in a first plane and a non-diverging beam in a second plane.

Eine weitere Anwendung einer dielektrischen Struktur ist aus der JP 07099407 A bekannt. Dabei wird eine dielektrische Struktur auf der Glasscheibe eines Fahrzeugs wie beispielsweise eine Autos oder Zuges angeordnet, um die von einem innerhalb des Fahrzeugs angeordneten Sender oder Empfänger ausgesandten oder empfangenen Signale unabhängiger von der Ausrichtung des Fahrzeugs relativ zu einem Ziel bzw. einer Quelle der Strahlung zu machen.Another application of a dielectric structure is out of the JP 07099407 A known. A dielectric structure is disposed on the glass panel of a vehicle, such as a car or train, to control the signals emitted or received by a transmitter or receiver disposed within the vehicle more independently of the orientation of the vehicle relative to a target or source of radiation do.

Aus DE 197 37 254 C1 ist der Einsatz einer dielektrischen Struktur auf dem Fenster eines Gebäudes bekannt, um die Signale eines Fernseh-Satelliten auf eine innerhalb des Gebäudes angeordnete Satelliten-Heimfernseh-Empfangsanlage zu richten.Out DE 197 37 254 C1 For example, the use of a dielectric structure on the window of a building is known to direct the signals of a television satellite to a satellite home television receiving system located within the building.

CN 1170878 A zeigt eine dielektrische Linse für Millimeterwellen und ein Verfahren zu deren Herstellung. Der Artikel „3D Printed Dielectric Fresnel Lens”, Shiyu Zhang, EuCap 2016, 1570229644 , zeigt die Herstellung einer Fresnel-Linse durch 3-D Drucken. US 2013/0076581 zeigt diverse Ausgestaltungen von Fresnel-Linsen. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Transceiver-System zur Verfügung zu stellen. CN 1170878 A shows a dielectric lens for millimeter waves and a method for their preparation. Of the Article "3D Printed Dielectric Fresnel Lens", Shiyu Zhang, EuCap 2016, 1570229644 shows the fabrication of a Fresnel lens by 3-D printing. US 2013/0076581 shows various embodiments of Fresnel lenses. The object of the present invention is to provide an improved transceiver system.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Transceiver-System gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved by a transceiver system according to claim 1. Preferred embodiments of the present invention are the subject of the dependent claims.

Die vorliegende Erfindung umfasst ein Transceiver-System mit einer Mobilfunk-Einheit und einer dielektrischen Struktur, wobei die dielektrische Struktur in der Hauptabstrahlrichtung einer Antenne der Mobilfunk-Einheit angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist die Mobilfunk-Einheit so ausgestaltet, dass sie über ihr Antenne mit einer Mobilfunk-Basisstation kommunizieren kann, wobei die dielektrische Struktur in einer Gebäudeöffnung und/oder an einem Gebäude anordenbar ist und von der Mobilfunk-Basisstation ausgesandte Mobilfunk-Signale auf die Antenne der Mobilfunk-Einheit bündelt. Insbesondere kann die Mobilfunk-Einheit dabei eine bidirektionale Kommunikation mit der Mobilfunk-Basisstation erlauben.The present invention comprises a transceiver system with a mobile radio unit and a dielectric structure, wherein the dielectric structure is arranged in the main emission direction of an antenna of the mobile radio unit. According to the invention, the mobile radio unit is designed such that it can communicate with a mobile radio base station via its antenna, wherein the dielectric structure can be arranged in a building opening and / or on a building and mobile radio signals emitted by the mobile radio base station are transmitted to the antenna the mobile unit bundles. In particular, the mobile radio unit can thereby permit bidirectional communication with the mobile radio base station.

Durch die erfindungsgemäße Bündelung der von der Mobilfunk-Basisstation ausgesandten Mobilfunk-Signale auf die Antenne der Mobilfunkeinheit werden die Empfangseigenschaften der Mobilfunkeinheit des erfindungsgemäßen Transceiver-Systems verbessert. Die Bündelung der von der Mobilfunk-Basisstation ausgesandten Mobilfunksignale erfolgt dabei zumindest in einer Ebene, und bevorzugt in zwei orthogonal aufeinander stehenden Ebenen.The inventive bundling of the mobile radio base station transmitted mobile radio signals to the antenna of the mobile radio unit, the reception characteristics of the mobile radio unit of the transceiver system according to the invention are improved. The bundling of the mobile radio signals emitted by the mobile radio base station takes place at least in one plane, and preferably in two mutually orthogonal planes.

Das Transceiver-System gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst bevorzugt einen Umsetzer, welcher die Signale der Mobilfunkeinheit zur bidirektionalen Kommunikation mit Endgeräten und/oder Netzwerkkomponenten in einen anderen Frequenzbereich und/oder in ein anderes Übertragungsprotokoll umsetzt. Bei dem erfindungsgemäßen Transceiver-System handelt es sich bei dieser Ausführungsform nicht um ein Endgerät, sondern um eine Komponente eines Mobilfunksystems, welche die Kommunikation zwischen der Basisstation und Endgeräten und/oder Netzwerkkomponenten als Relay bzw. Repeater vermittelt. Durch die Umsetzung der Kommunikation in einen anderen Frequenzeberich und/oder in ein anderes Übertragungsprotokoll kann dabei die Versorgung innerhalb eine Gebäudes erheblich verbessert werden.The transceiver system according to the present invention preferably comprises a converter, which converts the signals of the mobile radio unit for bidirectional communication with terminals and / or network components into a different frequency range and / or into a different transmission protocol. The inventive transceiver system in this embodiment is not a terminal, but a component of a mobile radio system, which mediates the communication between the base station and terminals and / or network components as a relay or repeater. By implementing the communication in another frequency area and / or in another transmission protocol, the supply within a building can be significantly improved.

Die Mobilfunkeinheit kann stationär am Gebäude anordenbar sein. Dies erlaubt eine feste Ausrichtung der Mobilfunkeinheit auf die Basisstation und umgekehrt, und damit eine besonders effektive Ausnutzung der erfindungsgemäßen dielektrischen Struktur.The mobile radio unit can be arranged stationarily on the building. This allows a fixed orientation of the mobile radio unit to the base station and vice versa, and thus a particularly effective utilization of the dielectric structure according to the invention.

Bevorzugt ist die dielektrische Struktur so ausgestaltet, dass sie von der Antenne der Mobilfunkeinheit zur Basisstation ausgestrahlte Mobilfunksignale ohne Streuung passieren lässt und/oder bündelt. Die dielektrische Struktur verbessert damit nicht nur die Empfangseigenschaften des erfindungsgemäßen Transceiver-Systems. Vielmehr verbessert es auch die Sendeigenschaften, oder lässt diese doch zumindest unberührt.Preferably, the dielectric structure is designed such that it allows mobile radio signals emitted by the antenna of the mobile radio unit to pass to the base station without scattering and / or bundles. The dielectric structure thus not only improves the reception characteristics of the transceiver system according to the invention. Rather, it also improves the transmission properties, or at least leaves them untouched.

Bevorzugt ist die dielektrische Struktur zumindest in einem Teilbereich so ausgestaltet, das sie in eine erste Richtung ausgetauschte Signale auf die Antenne der Mobilfunkeinheit bündelt. Insbesondere kann die dielektrische Struktur in Sichtverbindung und/oder Hauptabstrahlrichtung von der Mobilfunkbasisstation ausgestrahlte Signale auf die Antenne der Mobilfunk-Einheit bündeln.Preferably, the dielectric structure is configured, at least in a partial area, in such a way that it bundles signals exchanged in a first direction onto the antenna of the mobile radio unit. In particular, the dielectric structure in the line of sight and / or main emission direction of the mobile radio base station emitted signals to the antenna of the mobile unit bundle.

In einer möglichen Ausführungsform kann die dielektrische Struktur über ihre gesamte Erstreckung in erster Richtung, insbesondere in Sichtverbindung und/oder Hauptabstrahlrichtung der Mobilfunk-Basisstation ausgetauschte Signale auf die Antenne der Mobilfunk-Einheit bündeln und bevorzugt auf die erste Richtung, insbesondere die Sichtverbindung mit der Mobilfunk-Basisstation und/oder Hauptabstrahlrichtung der Mobilfunk-Basisstation optimiert sein.In one possible embodiment, the dielectric structure may extend over its entire extent in the first direction, in particular in line of sight and / or Hauptabstrahlrichtung the mobile base station exchange signals to the antenna of the mobile unit bundle and preferably be optimized in the first direction, in particular the line-of-sight with the mobile base station and / or Hauptabstrahlrichtung the mobile base station ,

In einer alternativen Ausführungsform kann die dielektrische Struktur einen ersten und einen zweiten Bereich mit unterschiedlichen optischen Eigenschaften aufweisen.In an alternative embodiment, the dielectric structure may include first and second regions having different optical properties.

Bevorzugt ist in diesem Fall der erste Bereich so ausgestaltet, dass er in einer ersten Richtung, insbesondere in Sichtverbindung und/oder Hauptabstrahlrichtung der Mobilfunk-Basisstation ausgetauschte Signale auf die Antenne der Mobilfunk-Einheit bündelt, während bevorzugt der zweite Bereich in einer zweiten Richtung, insbesondere über Mehrwegeausbreitung zwischen Mobilfunk-Einheit und Mobilfunk-Basisstation ausgetauschte Signale auf die Antenne der Mobilfunk-Einheit bündelt.In this case, the first area is preferably configured such that it bundles signals exchanged in a first direction, in particular in the line of sight and / or main emission direction of the mobile radio base station, to the antenna of the mobile radio unit, while preferably the second area in a second direction, in particular via multipath propagation between the mobile unit and mobile base station exchanged signals to the antenna of the mobile unit bundles.

Insbesondere kann der erste Bereich auf die erste Richtung, insbesondere die Sichtverbindung mit der Mobilfunk-Basisstation und/oder Hauptabstrahlrichtung der Mobilfunk-Basisstation optimiert sein und der zweite Bereich bevorzugt auf die zweite Richtung, insbesondere auf Mehrwegeausbreitung zwischen Mobilfunk-Einheit und Mobilfunk-Basisstation optimiert sein.In particular, the first area can be optimized for the first direction, in particular the line-of-sight connection with the mobile radio base station and / or main emission direction of the mobile radio base station, and the second area is preferably optimized for the second direction, in particular for multipath propagation between mobile radio unit and mobile radio base station be.

Bevorzugt ist die Hauptabstrahlrichtung der Antenne der Mobilfunkeinheit auf den ersten Bereich gerichtet ist.Preferably, the main radiation direction of the antenna of the mobile radio unit is directed to the first area.

Durch diese Aufteilung der dielektrischen Struktur in zwei Bereiche kann der erste Bereiche so ausgestaltet werden, dass er die Mobilfunk-Signale, welche von der Basisstation auf direktem Weg zur Mobilfunk-Einheit übertragen werden, auf die Antenne der Mobilfunk-Einheit bündelt. In gleicher Weise werden die von der Antenne der Mobilfunk-Einheit auf direktem Weg zur Basisstation übertragenen Signale auf diese gebündelt. Der zweite Bereich dient dagegen zur Bündelung der von der Mobilfunk-Basisstation über mindestens eine Reflexion zur Antenne der Mobilfunk-Einheit ausgestrahlten Signale.By this division of the dielectric structure into two areas, the first area can be configured such that it bundles the mobile radio signals, which are transmitted from the base station directly to the mobile radio unit, to the antenna of the mobile radio unit. In the same way, the signals transmitted by the antenna of the mobile radio unit directly to the base station are bundled onto them. By contrast, the second area serves to bundle the signals emitted by the mobile radio base station via at least one reflection to the antenna of the mobile radio unit.

Bevorzugt ist das Transceiver-System so ausgestaltet, dass mindestens 35% der von der Mobilfunk-Einheit ausgestrahlten Leistung durch die dielektrische Struktur und weiter bevorzugt durch den ersten Bereich hindurch geht. Bevorzugt gehen mindestens 50% der von der Mobilfunk-Einheit ausgestrahlten Leistung, weiter bevorzugt mindestens 75%, weiter bevorzugt mindestens 90% der von der Mobilfunk-Einheit ausgestrahlten Leistung durch die dielektrische Struktur und weiter bevorzugt durch den ersten Bereich hindurch.Preferably, the transceiver system is configured such that at least 35% of the power radiated by the mobile unit passes through the dielectric structure and more preferably through the first region. At least 50% of the power radiated by the mobile radio unit, more preferably at least 75%, more preferably at least 90% of the power radiated by the mobile radio unit, preferably pass through the dielectric structure and more preferably through the first range.

Der erste Bereich kann einen Innenbereich und der zweite Bereich ein Außenbereich der dielektrischen Struktur bilden und/oder in diesem angeordnet sein. Insbesondere kann der zweite Bereich den ersten Bereich dabei in zumindest einer Ebene umgeben. Besonders bevorzugt umgibt der zweite Bereich den ersten Bereich über den gesamten Umfang des ersten Bereiches. Der zweite Bereich kann aus mehreren separaten Abschnitten bestehen, welche in einem Außenbereich der dielektrischen Struktur angeordnet sind.The first region may form an inner region and the second region may form an outer region of the dielectric structure and / or be arranged therein. In particular, the second region may surround the first region in at least one plane. Particularly preferably, the second region surrounds the first region over the entire circumference of the first region. The second region may consist of a plurality of separate sections, which are arranged in an outer region of the dielectric structure.

Der erste und/oder der zweite Bereich weist bevorzugt eine Erstreckung in zumindest einer Richtung der durch die dielektrische Struktur gebildeten Plattenebene von weniger als 30 cm, bevorzugt von weniger als 20 cm, weiter bevorzugt von weniger als 10 cm auf. Weiter bevorzugt weist der erste Bereich eine maximale Erstreckung von weniger als 30 cm, bevorzugt von weniger als 20 cm, weiter bevorzugt von weniger als 10 cm auf.The first and / or the second region preferably has an extension in at least one direction of the plate plane formed by the dielectric structure of less than 30 cm, preferably less than 20 cm, more preferably less than 10 cm. More preferably, the first region has a maximum extension of less than 30 cm, preferably less than 20 cm, more preferably less than 10 cm.

Der zweite Bereich kann mindestens 50% der Gesamtfläche der dielektrischen Struktur einnehmen. Weiter bevorzugt nimmt der zweite Bereich mindestens 70%, weiter bevorzugt mindestens 85% der Gesamtfläche der dielektrischen Struktur ein. Durch den relativ großen zweiten Bereich werden die Empfangseigenschaften bei Mehrwegeausbreitung verbessert. Alternativ kann der erste Bereich mindestens 50% der Gesamtfläche der dielektrischen Struktur einnehmen. Weiter bevorzugt nimmt der erste Bereich mindestens 70%, weiter bevorzugt mindestens 85% der Gesamtfläche der dielektrischen Struktur ein. Durch den relativ großen ersten Bereich wird die Abstrahlung in Sichtkontakt verbessert.The second region may occupy at least 50% of the total area of the dielectric structure. More preferably, the second region occupies at least 70%, more preferably at least 85%, of the total area of the dielectric structure. Due to the relatively large second area, the reception properties in multipath propagation are improved. Alternatively, the first region may occupy at least 50% of the total area of the dielectric structure. More preferably, the first region occupies at least 70%, more preferably at least 85%, of the total area of the dielectric structure. Due to the relatively large first area, the radiation in visual contact is improved.

Bevorzugt beträgt der Abstand zwischen der dielektrischen Struktur und der Antenne der Mobilfunk-Einheit zwischen 0 mm und 300 mm. Bevorzugt beträgt dieser Abstand zwischen 5 mm und 200 mm, weiter bevorzugt zwischen 30 mm und 150 mm. Hierdurch lässt sich eine sehr kompakte Anordnung erreichen.Preferably, the distance between the dielectric structure and the antenna of the mobile unit is between 0 mm and 300 mm. This distance is preferably between 5 mm and 200 mm, more preferably between 30 mm and 150 mm. This makes it possible to achieve a very compact arrangement.

Die erfindungsgemäße dielektrische Struktur kann aus einer oder mehreren dielektrischen Platten bestehen. Bevorzugt weisen diese eine oder mehrere dielektrischen Platten ein Relief auf, welches die Linseneigenschaften der dielektrischen Struktur erzeugt. Alternativ kann die dielektrische Struktur Bereiche mit unterschiedlicher relativer Permittivität aufweist, z. B. Ringe oder Schichten mit einer unterschiedlichen Dichte. Weiterhin kann die dielektrische Struktur mindestens einen dielektrischen Körper mit einem Index-Gradienten aufweisen, z. B. einen dielektrischen Körper wie Quader oder Zylinder. Bevorzugt ist die dielektrische Struktur und/oder der erste Bereich und/oder zweite Bereich als Fresnel-Linse ausgeführt.The dielectric structure according to the invention may consist of one or more dielectric plates. Preferably, these one or more dielectric plates have a relief which produces the lens properties of the dielectric structure. Alternatively, the dielectric structure may include regions of different relative permittivity, e.g. As rings or layers with a different density. Furthermore, the dielectric structure may include at least one dielectric body having an index gradient, e.g. B. a dielectric body such as cuboid or cylinder. Preferably, the dielectric structure and / or the first region and / or second region is designed as a Fresnel lens.

Alternativ oder zusätzlich kann die dielektrische Struktur eine maximale Dicke zwischen 2 mm und 40 mm aufweisen, bevorzugt zwischen 4 mm und 20 mm. Insbesondere können die ein oder mehreren dielektrischen Platten, aus welchen die dielektrische Struktur gebildet ist, eine maximale Dicke zwischen 2 mm und 40 mm, bevorzugt zwischen 4 mm und 20 mm aufweisen.Alternatively or additionally, the dielectric structure may have a maximum thickness between 2 mm and 40 mm, preferably between 4 mm and 20 mm. In particular, the one or more dielectric plates from which the dielectric structure is formed may have a maximum thickness between 2 mm and 40 mm, preferably between 4 mm and 20 mm.

Weiterhin alternativ oder zusätzlich kann die dielektrische Struktur eine maximale Erstreckung von weniger als 100 cm, bevorzugt von weniger als 50 cm, weiter bevorzugt von weniger als 30 cm aufweisen. Insbesondere kann der Durchmesser bzw. die Diagonale der dielektrischen Struktur weniger als 100 cm, bevorzugt weniger als 50 cm und weiter bevorzugt weniger als 30 cm betragen.Further alternatively or additionally, the dielectric structure may have a maximum extension of less than 100 cm, preferably less than 50 cm, more preferably less than 30 cm. In particular, the diameter or the diagonal of the dielectric structure may be less than 100 cm, preferably less than 50 cm and more preferably less than 30 cm.

Bevorzugt ist die dielektrische Struktur an einem Fenster und/oder einer Fassadenplatte eines Gebäudes anordenbar bzw. angeordnet. Dabei ist eine Anordnung der dielektrischen Struktur an der Außenseite eines Fensters und/oder einer Fassadenplatte denkbar, eine Anordnung an der Innenseite des Fensters und/oder der Fassadenplatte, und eine teilweise Anordnung auf der Außenseite und eine teilweise Anordnung an der Innenseite. Bei der Fassadenplatte kann es sich dabei insbesondere um eine Glasplatte einer Glasfassade handeln.Preferably, the dielectric structure can be arranged or arranged on a window and / or a facade panel of a building. An arrangement of the dielectric structure on the outside of a window and / or a facade panel is conceivable, an arrangement on the inside of the window and / or the facade panel, and a partial arrangement on the outside and a partial arrangement on the inside. The façade panel may in particular be a glass panel of a glass façade.

Die dielektrische Struktur kann erfindungsgemäß zunächst aus einem beliebigen dielektrischen Material bestehen. In einer möglichen Ausführungsform kann die dielektrische Struktur aus dem gleichen Material oder einem Material mit den gleichen dielektrischen Eigenschaften bestehen wie das Fenster und/oder die Fassadenplatte. Beispielsweise kann die dielektrische Struktur aus Glas bestehen.The dielectric structure according to the invention may initially consist of any desired dielectric material. In one possible embodiment, the dielectric structure may consist of the same material or a material having the same dielectric properties as the window and / or the facade panel. For example, the dielectric structure may be made of glass.

In einer möglichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bilden die Mobilfunkeinheit und der Umsetzer eine Baueinheit. Dies erlaubt eine besonders einfache Montage.In one possible embodiment of the present invention, the mobile radio unit and the converter form a structural unit. This allows a particularly simple installation.

Bevorzugt weist die Baueinheit weiterhin eine Stromversorgung auf. Bei der Stromversorgung kann es sich insbesondere um einen Netzteil handeln.Preferably, the assembly further comprises a power supply. The power supply may in particular be a power supply.

Die Baueinheit ist bevorzugt an einer Gebäudeöffnung und/oder an einem Gebäude anordenbar, insbesondere an einen Fenster und/oder einer Fassadenplatte eines Gebäudes. Bevorzugt weist die Baueinheit hierfür entsprechende Befestigungselemente auf.The structural unit can preferably be arranged on a building opening and / or on a building, in particular on a window and / or a facade panel of a building. Preferably, the structural unit has corresponding fastening elements for this purpose.

Die erfindungsgemäße Baueinheit kann ein Gehäuse aufweisen, welches die Mobilfunk-Einheit, den Umsetzer und gegebenenfalls die Stromversorgung umgibt. Das Gehäuse kann zu einer Seite, insbesondere zur Seite, auf welcher die dielektrische Struktur angeordnet wird, offen sein. Es ist jedoch ebenfalls denkbar, diese Seite des Gehäuses durch eine dielektrische Platte abzuschließen.The structural unit according to the invention may have a housing which surrounds the mobile radio unit, the converter and optionally the power supply. The housing may be open to a side, in particular to the side, on which the dielectric structure is arranged. However, it is also conceivable to complete this side of the housing by a dielectric plate.

Bevorzugt ist das Gehäuse so ausgestaltet, dass es den Bereich zwischen der Antenne der Mobilfunkeinheit und dem Fenster und/oder der Fassadenplatte, an welcher die Baueinheit angeordnet wird, umgibt. Hierdurch wird verhindert, dass die Signale in diesen Bereich beispielsweise durch das seitliche Einführen von Gegenständen blockiert werden. Alternativ oder zusätzlich kann das Gehäuse Befestigungselemente zur Befestigung mit dem Fenster und/oder der Fassadenplatte aufweisen. Die Befestigung ist beispielsweise durch Kleben und/oder Schrauben denkbar.Preferably, the housing is designed such that it surrounds the area between the antenna of the mobile radio unit and the window and / or the facade panel on which the structural unit is arranged. This prevents that the signals are blocked in this area, for example by the lateral insertion of objects. Alternatively or additionally, the housing may have fastening elements for fastening to the window and / or the facade panel. The attachment is conceivable, for example by gluing and / or screws.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann die Baueinheit weiterhin die dielektrische Struktur des Transceiver-Systems umfassen. Hierdurch können die Mobilfunk-Einheit, der Umsetzer und die dielektrische Struktur als Baueinheit in der Gebäudeöffnung und/oder an dem Gebäude montiert werden. In diesem Fall weist die Baueinheit bevorzugt eine Verstellanordnung auf, durch welche die Relativposition zwischen der Antenne der Mobilfunk-Einheit und der dielektrischen Struktur verstellbar ist. Dies erlaubt eine relative Ausrichtung zwischen der Antenne der Mobilfunk-Einheit, der dielektrischen Struktur und einer Basisstation.In one possible embodiment of the present invention, the assembly may further comprise the dielectric structure of the transceiver system. As a result, the mobile radio unit, the converter and the dielectric structure can be mounted as a unit in the building opening and / or on the building. In this case, the assembly preferably has an adjustment arrangement, by means of which the relative position between the antenna of the mobile radio unit and the dielectric structure is adjustable. This allows relative alignment between the mobile unit antenna, the dielectric structure and a base station.

In einer alternativen Ausführungsform können die dielektrische Struktur und die Baueinheit dagegen separate Elemente bilden. Insbesondere kann in diesem Fall die dielektrische Struktur auf der der Baueinheit gegenüberliegenden Seite des Fensters und/oder der Fassadenplatte angeordnet werden. Die relative Ausrichtung zwischen der Antenne der Mobilfunk-Einheit, der dielektrischen Struktur und der Basisstation erfolgt dann durch die relative Positionierung der Baueinheit und der dielektrischen Struktur zum Fenster bzw. zur Fassadenplatte.In an alternative embodiment, however, the dielectric structure and the assembly may form separate elements. In particular, in this case, the dielectric structure can be arranged on the side of the window opposite to the structural unit and / or the facade panel. The relative alignment between the antenna of the mobile radio unit, the dielectric structure and the base station then takes place by the relative positioning of the unit and the dielectric structure to the window or to the facade panel.

Die Hauptabstrahlrichtung der Antenne der Mobilfunk-Einheit ist bevorzugt mechanisch und/oder elektronisch einstellbar. Die Einstellbarkeit der Hauptabstrahlrichtung der Antenne erlaubt eine Ausrichtung der Antenne auf die Basisstation. Bevorzugt weist das Receiver-System hierfür eine Einstellvorrichtung auf. Bevorzugt ist diese elektronisch ausgeführt und stellt die Hauptabstrahlrichtung der Antenne der Mobilfunk-Einheit auf einen vorgebbaren Wert ein. Bevorzugt weist die Einstellvorrichtung hierfür eine Eingabeeinheit und/oder einen Kommunikationsanschluss auf, über welche die gewünschte Hauptabstrahlrichtung vorgebbar ist.The main radiation direction of the antenna of the mobile radio unit is preferably mechanically and / or electronically adjustable. The adjustability of the main emission direction of the antenna allows the antenna to be aligned with the base station. The receiver system preferably has an adjustment device for this purpose. This is preferably carried out electronically and sets the Hauptabstrahlrichtung the antenna of the mobile unit to a predetermined value. Preferably, the adjustment device for this purpose has an input unit and / or a Communication port on which the desired main radiation is predetermined.

Besonders bevorzugt ist die Hauptabstrahlrichtung in zwei orthogonalen Ebenen einstellbar. Bevorzugt ist die Hauptabstrahlrichtung der Antenne der Mobilfunkeinheit in einer und weiter bevorzugt in zwei orthogonalen Ebenen in einem Verstellbereich von mindestens 20° einstellbar, weiter bevorzugt in einem Verstellbereich von mindestens 30°.Particularly preferably, the main emission direction is adjustable in two orthogonal planes. The main radiation direction of the antenna of the mobile radio unit is preferably adjustable in one and more preferably in two orthogonal planes in an adjustment range of at least 20 °, more preferably in an adjustment range of at least 30 °.

Die erfindungsgemäße Antenne der Mobilfunkeinheit kann als Gruppenantenne ausgebildet sein. Insbesondere kann die Antenne der Mobilfunk-Einheit als eine Gruppenantenne mit mehreren Spalten und Reihen, insbesondere mit mehr als drei Spalten und drei Reihen ausgestaltet werden. Diese Ausgestaltung als Gruppenantenne erlaubt bevorzugt eine elektronische Verstellung der Hauptabstrahlrichtung.The antenna of the mobile radio unit according to the invention can be designed as a group antenna. In particular, the antenna of the mobile radio unit can be configured as a group antenna with a plurality of columns and rows, in particular with more than three columns and three rows. This embodiment as a group antenna preferably allows an electronic adjustment of the main emission direction.

Alternativ oder zusätzlich beträgt die Halbwertsbreite der Antenne der Mobilfunk-Einheit weniger als 20° in mindestens einer Ebene und bevorzugt in zwei orthogonalen Ebenen. Besonders bevorzugt beträgt die Halbwertsbreite weniger als 10° in mindestens einer Ebene und bevorzugt in zwei orthogonalen Ebenen.Alternatively or additionally, the half-width of the antenna of the mobile radio unit is less than 20 ° in at least one plane and preferably in two orthogonal planes. Particularly preferably, the half-width is less than 10 ° in at least one plane and preferably in two orthogonal planes.

Bevorzugt ist die Mobilfunkeinheit so ausgestaltet, dass sie über Mobilfunksignale in einem Frequenzbereich zwischen 3 GHz und 300 GHz, insbesondere in einem Frequenzbereich zwischen 20 GHz und 60 GHz mit der Basisstation kommuniziert. Insbesondere kann die Mobilfunkeinheit hierdurch in einem 5G-Mobilfunksystem eingesetzt werden.Preferably, the mobile radio unit is designed such that it communicates with the base station via mobile radio signals in a frequency range between 3 GHz and 300 GHz, in particular in a frequency range between 20 GHz and 60 GHz. In particular, the mobile radio unit can thereby be used in a 5G mobile radio system.

Alternativ oder zusätzlich kann der Umsetzer eine Kommunikation mit Endgeräten und/oder Netzwerkkomponenten über drahtlose Signale in einen Frequenzbereich zwischen 0,3 GHz und 6 GHz ermöglichen, bevorzugt in einen Frequenzbereich zwischen 0,6 GHz und 2,8 GHz und/oder 5 GHz bis 6 GHz. Solche drahtlosen Signale haben erhebliche bessere Ausbereitungseigenschaften in Gebäuden, und werden insbesondere erheblich weniger absorbiert als Mobilfunksignale in höheren Frequenzbereichen.Alternatively or additionally, the converter can enable communication with terminals and / or network components via wireless signals in a frequency range between 0.3 GHz and 6 GHz, preferably in a frequency range between 0.6 GHz and 2.8 GHz and / or 5 GHz to 6 GHz. Such wireless signals have significantly better conditioning properties in buildings, and in particular are significantly less absorbed than mobile signals in higher frequency ranges.

Der Umsetzer kann eine drahtgebundene Kommunikation und/oder eine lokale drahtlose Kommunikation und/oder eine Mobilfunkkommunikation mit Endgeräten und/oder Netzwerkkomponenten ermöglichen. Als Endgeräte sind sowohl Mobilfunkgeräte, insbesondere Smartphones, als auch Computer und/oder Haushaltsgeräte denkbar. Der Umsetzer kann zur Kommunikation mit den Endgeräten und/oder Netzwerkkomponenten ein oder mehrere der folgenden Kommunikationsstandards unterstützen: LAN, RAN, WLAN, WIFI, BLUETOOTH, GSM, UMTS, LTE.The converter may enable wired communication and / or local wireless communication and / or mobile radio communication with terminals and / or network components. As terminals both mobile devices, especially smartphones, as well as computers and / or appliances are conceivable. The converter may support one or more of the following communication standards for communication with the terminals and / or network components: LAN, RAN, WLAN, WIFI, BLUETOOTH, GSM, UMTS, LTE.

Neben dem erfindungsgemäßen Transceiver-System umfasst die vorliegende Erfindung weiterhin ein Kommunikationssystem mit einer Basisstation und einem Transceiver-System, wie es oben beschrieben wurde. Die dielektrische Struktur ist dabei so in Hauptabstrahlrichtung der Antenne der Mobilfunkeinheit angeordnet, dass sie von der Mobilfunk-Basisstation ausgestrahlte Mobilfunksignale auf die Antenne der Mobilfunkeinheit bündelt. Bevorzugt ist die dielektrische Struktur in einer Gebäudeöffnung und/oder an einem Gebäude angeordnet.In addition to the inventive transceiver system, the present invention further includes a communication system having a base station and a transceiver system as described above. The dielectric structure is arranged in the main emission direction of the antenna of the mobile radio unit such that it bundles mobile radio signals emitted by the mobile radio base station onto the antenna of the mobile radio unit. Preferably, the dielectric structure is arranged in a building opening and / or on a building.

Bevorzugt sind die Hauptabstrahlrichtung der Antenne der Mobilfunkeinheit und die Hauptabstrahlrichtung eines Kanals der Basisstation so ausgerichtet, dass sich die Antenne der Mobilfunkeinheit im Bereich der Halbwertsbreite des Strahlungsdiagramms des Kanals der Basisstation und die Antenne der Basisstation im Bereich der Halbwertsbreite des Strahlungsdiagramms der Antenne der Mobilfunk-Einheit befinden. Bevorzugt sind hierfür sowohl die Hauptabstrahlrichtung der Antenne der Mobilfunkeinheit, als auch die Hauptabstrahlrichtung eines Kanals der Basisstation räumlich einstellbar.Preferably, the main radiation direction of the antenna of the mobile radio unit and the main radiation direction of a channel of the base station are aligned such that the antenna of the mobile radio unit in the range of the half-width of the radiation pattern of the channel of the base station and the antenna of the base station in the range of the half-width of the radiation pattern of the antenna of the mobile Unit are located. Both the main emission direction of the antenna of the mobile radio unit and the main emission direction of a channel of the base station are spatially adjustable for this purpose.

Bevorzugt ist das Kommunikationssystem so ausgestaltet, wie dies oben im Hinblick auf das erfindungsgemäße Transceiver-System näher beschrieben wurde.Preferably, the communication system is configured as described above with regard to the inventive transceiver system.

Die vorliegende Erfindung umfasst weiterhin ein Verfahren zur Montage und/oder zum Betrieb eines Kommunikationssystems mit einer Basisstation und einem Transceiver-System, wobei das Transceiver-System eine Mobilfunkt-Einheit und eine dielektrische Struktur aufweist, wobei die dielektrische Struktur in einer Hauptabstrahlrichtung einer Antenne der Mobilfunk-Einheit angeordnet wird. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass die Mobilfunk-Einheit über ihre Antenne mit einer Mobilfunk-Basisstation kommuniziert, wobei zwischen der Antenne der Mobilfunk-Einheit und der Basisstation die dielektrische Struktur so angeordnet wird, dass die dielektrische Struktur von der Mobilfunkbasisstation ausgestrahlte Mobilfunksignale auf die Antenne der Mobilfunk-Einheit bündelt. Die dielektrische Struktur ist bevorzugt so ausgestaltet und wird so angeordnet, dass von der Antenne der Mobilfunk-Einheit zur Basisstation ausgestrahlte Mobilfunksignale ohne Streuung passieren können oder von der dielektrischen Struktur gebündelt werden.The present invention further includes a method of assembling and / or operating a communication system having a base station and a transceiver system, the transceiver system having a mobile unit and a dielectric structure, the dielectric structure being in a main emission direction of an antenna Mobile unit is arranged. According to the invention, it is provided that the mobile radio unit communicates via its antenna with a mobile radio base station, the dielectric structure being arranged between the antenna of the mobile radio unit and the base station such that the dielectric structure radiates mobile radio signals emitted by the mobile radio base station to the antenna the mobile unit bundles. The dielectric structure is preferably configured and arranged so that mobile radio signals radiated from the antenna of the mobile radio unit to the base station can pass without scattering or are bundled by the dielectric structure.

Bevorzugt wir die dielektrische Struktur in einer Gebäudeöffnung und/oder an einem Gebäude angeordnet.Preferably, we arranged the dielectric structure in a building opening and / or on a building.

Bevorzugt wird im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens die Hauptabstrahlrichtung der Antenne der Mobilfunkeinheit auf die Basisstation ausgerichtet. Dies kann insbesondere durch elektrische und/oder mechanische Veränderung der Hauptabstrahlrichtung der Antenne der Mobilfunk-Einheit erfolgen. In the context of the method according to the invention, the main emission direction of the antenna of the mobile radio unit is preferably aligned with the base station. This can be done in particular by electrical and / or mechanical change of the main emission of the antenna of the mobile unit.

Alternativ oder zusätzlich kann die Position der dielektrischen Struktur und/oder die Hauptabstrahlrichtung der Antenne der Mobilfunkeinheit so gewählt werden, dass die Hauptabstrahlrichtung der Antenne der Mobilfunkeinheit auf die dielektrische Struktur gerichtet ist. Bevorzugt ist die Hauptabstrahlrichtung dabei auf einen Innenbereich der dielektrischen Struktur gerichtet.Alternatively or additionally, the position of the dielectric structure and / or the main emission direction of the antenna of the mobile radio unit can be selected such that the main emission direction of the antenna of the mobile radio unit is directed onto the dielectric structure. In this case, the main emission direction is preferably directed to an inner region of the dielectric structure.

Weiterhin alternativ oder zusätzlich kann die Hauptabstrahlrichtung mindestens eines Kanals der Basisstation so ausgerichtet werden, dass sich die Antenne der Mobilfunk-Einheit im Bereich der Halbwertsbreite befindet.As an alternative or in addition, the main radiation direction of at least one channel of the base station can be aligned so that the antenna of the mobile radio unit is in the range of the half-width.

Bevorzugt weist der Kanal der Basisstation dabei eine Halbwertsbreite von weniger als 15° auf, weiterhin bevorzugt von weniger als 10°, weiterhin bevorzugt von weniger als 5°. Hierdurch ergibt sich eine relativ genaue Ausrichtung des Kanals der Basisstation auf die Antenne der Mobilfunkeinheit.The channel of the base station preferably has a half-width of less than 15 °, furthermore preferably less than 10 °, furthermore preferably less than 5 °. This results in a relatively accurate alignment of the channel of the base station to the antenna of the mobile unit.

Bevorzugt weist das Transceiver-System einen Umsetzer aus, welcher die Signale der Mobilfunk-Einheit zur bidirektionalen Kommunikation mit Endgeräten und/oder Netzwerkkomponenten in einen anderen Frequenzbereich und/oder in ein anderes Übertragungsprotokoll umsetzt. Hierdurch ergibt sich wiederum eine verbesserte Reichweite innerhalb von Gebäuden.Preferably, the transceiver system comprises a converter, which converts the signals of the mobile radio unit for bidirectional communication with terminals and / or network components in another frequency range and / or in another transmission protocol. This in turn results in an improved range within buildings.

Bevorzugt wird das Verfahren so durchgeführt, wie dies oben bereits näher im Hinblick auf das erfindungsgemäße Transceiver-System bzw. das erfindungsgemäße Kommunikationssystem näher beschrieben wurde.Preferably, the method is carried out as described above in more detail with regard to the inventive transceiver system or the communication system according to the invention.

Bevorzugt handelt es sich erfindungsgemäß um ein Verfahren zur Montage und/oder zum Betrieb eines Kommunikationssystem, wie es oben beschrieben wurde, bzw. eines Kommunikationssystems mit einer Basisstation und einem Transceiver-System, wie es oben näher dargestellt wurde.Preferably, the invention relates to a method for assembling and / or operating a communication system, as described above, or a communication system with a base station and a transceiver system, as has been described in more detail above.

Die vorliegende Erfindung wird nun anhand von Zeichnungen und Ausführungsbeispielen näher dargestellt: Dabei zeigen:The present invention will now be described in more detail with reference to drawings and exemplary embodiments, in which:

1: Eine Prinzipdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, bei welchem die gesamte dielektrische Struktur auf die Bündelung der in Sichtverbindung ausgetauschten Signale optimiert ist, 1 FIG. 2 is a schematic diagram of a first embodiment of the present invention in which the entire dielectric structure is optimized for convergence of the switched-mode signals;

2: eine Prinzipdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, bei welchem die dielektrische Struktur einen Innenbereich, welcher auf die Sichtverbindung mit der Mobilfunk-Basisstation optimiert ist, und einen zweiten Bereich, welcher auf Mehrwegeausbreitung zwischen Mobilfunk-Einheit und Mobilfunk-Basisstation optimiert ist, aufweist, 2 : A schematic diagram of a second embodiment of the present invention, in which the dielectric structure has an indoor area, which is optimized for the line-of-sight connection with the mobile radio base station, and a second area, which is optimized for multipath propagation between the mobile radio unit and mobile radio base station .

3: ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen dielektrischen Struktur mit einem Innen- und einen Außenbereich, wobei die zu deren Dimensionierung eingesetzte Breite des Strahlungsdiagramms der Basisstation und des Transceiver-Systems schematisch dargestellt sind, 3 FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a dielectric structure according to the invention with an inner area and an outer area, wherein the width of the radiation pattern of the base station and of the transceiver system used for the dimensioning thereof are shown schematically, FIG.

4: Dimensionierungsbeispiele für den Innen- und Außenbereich der dielektrischen Struktur, 4 : Dimensioning Examples for the Interior and Exterior of the Dielectric Structure,

5: ein Diagramm, welches den Durchmesser des Innenbereichs in Abhängigkeit von dem Strahlungsdiagramm des Transceiver-Systems sowie dem Abstand zwischen Antenne und dielektrischer Struktur zeigt, 5 FIG. 2: a diagram showing the diameter of the inner region as a function of the radiation diagram of the transceiver system and the distance between antenna and dielectric structure, FIG.

6a: ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Transceiver-Systems mit einer symmetrischen dielektrischen Struktur, 6a FIG. 4: an exemplary embodiment of a transceiver system according to the invention with a symmetrical dielectric structure, FIG.

6b: ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Transceiver-Systems mit einer asymmetrischen dielektrischen Struktur, 6b FIG. 4: an exemplary embodiment of a transceiver system according to the invention with an asymmetric dielectric structure, FIG.

7: ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Transceiver-Systems, welches neben der Mobilfunk-Einheit weiterhin einen Umsetzer umfasst, 7 A further exemplary embodiment of a transceiver system according to the invention, which further comprises a converter in addition to the mobile radio unit,

8: drei alternative Ausführungsbeispiele eines Transceiver-Systems mit unterschiedlichen Anordnungen des Innenbereichs und des Außenbereichs der dielektrischen Struktur relativ zu eine Fensterscheibe und/oder Fassadenplatte, 8th FIG. 3 shows three alternative embodiments of a transceiver system with different arrangements of the inner area and the outer area of the dielectric structure relative to a window pane and / or facade panel, FIG.

9: eine erste Versuchsanordnung zur Untersuchung des Effekts der vorliegenden Erfindung, 9 : a first experimental arrangement for investigating the effect of the present invention,

10: zwei Diagramme, welche das E-Feld gemäß der Versuchsanordnung in 9 zeigen, 10 Two diagrams showing the E-field according to the experimental setup in 9 demonstrate,

11: eine zweite Versuchsanordnung zur Untersuchung des Effekts der vorliegenden Erfindung, 11 a second experimental arrangement for investigating the effect of the present invention,

12: zwei Diagramme, welche das E-Feld gemäß der Versuchsanordnung in 11 zeigen, 12 Two diagrams showing the E-field according to the experimental setup in 11 demonstrate,

13: eine dritte Versuchsanordnung zur Untersuchung des Effekts der Vorliegenden Erfindung, 13 a third experimental arrangement for investigating the effect of the present invention,

14: zwei Diagramme, welche das E-Feld gemäß der Versuchsanordnung in 13 zeigen, 14 Two diagrams showing the E-field according to the experimental setup in 13 demonstrate,

15: ein Strahlungsdiagramm des in 2 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiels bei Abstrahlung durch die Basisstation, 15 : a radiation diagram of the in 2 shown second embodiment when irradiated by the base station,

16: ein Strahlungsdiagramm des in 2 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiels bei Abstrahlung durch die Antenne der Mobilfunk-Einheit eines erfindungsgemäßen Transceiver-Systems und 16 : a radiation diagram of the in 2 shown second embodiment when irradiated by the antenna of the mobile unit of a transceiver system according to the invention and

17: eine Versuchsanordnung mit einem Vergleichsbeispiel, zwei Varianten des in 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiels und einer Variante des in 2 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung, 17 a test arrangement with a comparative example, two variants of in 1 shown first embodiment and a variant of in 2 shown second embodiment according to the present invention,

18: ein Diagramm, welches das E-Feld gemäß der Versuchsanordnung in 17 zeigt, 18 : a diagram showing the E-field according to the experimental setup in 17 shows,

19: eine Versuchsanordnung mit einer Variante des in 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiels und einer Variante des in 2 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiels, sowie Strahlungsdiagramme der Versuchsanordnung, und 19 : a test arrangement with a variant of in 1 shown first embodiment and a variant of in 2 shown second embodiment, and radiation patterns of the experimental arrangement, and

20: eine Versuchsanordnung mit einer Variante des in 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiels und einem Tilt der Mobilfunk-Basisstation, sowie ein Strahlungsdiagramme der Versuchsanordnung, 20 : a test arrangement with a variant of in 1 shown first embodiment and a tilt of the mobile radio base station, and a radiation pattern of the experimental arrangement,

21: mehrere Ausführungsbeispiele für erfindungsgemäß einsetzbare dielektrische Strukturen gemäß dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel, 21 : Several exemplary embodiments of dielectric structures which can be used according to the invention in accordance with the method of FIG 1 shown embodiment,

22: ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäß einsetzbare dielektrische Struktur gemäß dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel. 22 FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a dielectric structure that can be used according to the invention in accordance with the invention 2 shown embodiment.

1 und 2 zeigen den Grundaufbau eines ersten und eines zweiten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung. Links ist jeweils die Antenne P2 einer Mobilfunk-Einheit des erfindungsgemäßen Transceiver-Systems gezeigt, rechts die Antenne P1 einer Mobilfunk-Basisstation, mit welcher die Mobilfunk-Einheit bidirektional kommuniziert. Zwischen den Antennen P1 und P2 ist die dielektrische Struktur 4 so angeordnet, dass die Verbindungslinie 50 zwischen den beiden Antennen die dielektrische Struktur 4 schneidet. Im Ausführungsbeispiel ist die dielektrische Struktur 4 auf einer Fensterscheibe 3 angeordnet, welche wiederrum in einer nicht gezeigten Gebäudeöffnung angeordnet ist. Alternativ könnte die dielektrische Struktur 4 beispielsweise auch an einer Fassadenplatte eines Gebäudes angeordnet sein. 1 and 2 show the basic structure of a first and a second embodiment according to the present invention. On the left, in each case, the antenna P2 of a mobile radio unit of the transceiver system according to the invention is shown; on the right, the antenna P1 of a mobile radio base station, with which the mobile radio unit communicates bidirectionally. Between the antennas P1 and P2 is the dielectric structure 4 arranged so that the connecting line 50 between the two antennas, the dielectric structure 4 cuts. In the exemplary embodiment, the dielectric structure 4 on a windowpane 3 arranged, which in turn is arranged in a building opening, not shown. Alternatively, the dielectric structure could 4 for example, be arranged on a facade panel of a building.

1 zeigt den Strahlengang zwischen der von der Antenne P1 der Basisstation und der Antenne P2 der Mobilfunk-Einheit für ein erstes Ausführungsbeispiel, bei welchem die dielektrische Struktur für die in direkter Sichtverbindung (LOS) zwischen den beiden Antennen ausgetauschten Signale eine bündelnde Wirkung hat. 1 shows the optical path between that of the antenna P1 of the base station and the antenna P2 of the mobile radio unit for a first embodiment, in which the dielectric structure for the signals exchanged in direct line of sight (LOS) between the two antennas has a concentrating effect.

Dabei ist mit 5 der Strahlungsverlauf zwischen der Antenne P1 und der dielektrischen Struktur dargestellt. Aufgrund des üblicherweise sehr hohen, in 1 nicht maßstabsgetreu wiedergegebenen Abstandes L_BS zwischen der Antenne P1 und dielektrischen Struktur 4 weist die von der Antenne P1 der Basisstation ausgesandten Strahlung im Bereich der dielektrischen Struktur 4 im Wesentlichen eine ebene Wellenfront auf. Diese ebene Welle trifft auf die dielektrische Struktur 4, und wird durch diese auf die Antenne P2 der Mobilfunk-Einheit des Transceiver-Systems gebündelt. Diese Bündelung erfolgt zumindest in einer, bevorzugt jedoch in zwei orthogonal aufeinander stehenden Ebenen. Die gebündelte Strahlung ist mit dem Bezugszeichen 6 eingezeichnet.It is with 5 the radiation pattern between the antenna P1 and the dielectric structure is shown. Due to the usually very high, in 1 not to scale reproduced distance L _BS between the antenna P1 and dielectric structure 4 indicates the radiation emitted by the antenna P1 of the base station in the region of the dielectric structure 4 essentially a flat wave front. This plane wave meets the dielectric structure 4 , and is bundled by this on the antenna P2 of the mobile unit of the transceiver system. This bundling occurs at least in one, but preferably in two mutually orthogonal planes. The bundled radiation is denoted by the reference numeral 6 located.

Die dielektrische Struktur wirkt daher für die von der Antenne P1 der Mobilfunk-Basisstation ausgesandten Strahlung wie eine Sammellinse. Im Ausführungsbeispiel erfolgt die Bündelung durch eine unterschiedliche Ablenkung der eingestrahlten ebenen Welle in unterschiedlichen Bereichen der dielektrischen Struktur. Die dielektrische Struktur muss dabei nicht notwendigerweise einen exakten Fokuspunkt haben, sondern kann wie in 1 im Ausführungsbeispiel dargestellt auch durch eine nur ungefähre Überlagerung mehrerer Strahlungsabschnitte auf den Bereich der Antenne P2 der Mobilfunkeinheit arbeiten.The dielectric structure therefore acts as a convergent lens for the radiation emitted by the antenna P1 of the mobile radio base station. In the exemplary embodiment, the bundling takes place by means of a different deflection of the incident plane wave in different regions of the dielectric structure. The dielectric structure does not necessarily have to have an exact focal point, but can, as in 1 In the exemplary embodiment also shown by an approximate superposition of several radiation sections on the area of the antenna P2 of the mobile unit work.

In umgekehrte Richtung hat die dielektrische Struktur die gleiche Wirkung, und bündelt die von der Antenne P2 der Mobilfunkeinheit ausgesandte, divergierende Strahlung 6 in eine im wesentlichen ebene Welle 5.In the opposite direction, the dielectric structure has the same effect, and concentrates the diverging radiation emitted by the antenna P2 of the mobile unit 6 in a substantially plane wave 5 ,

Bei dem in 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel ist die dielektrische Struktur 4 über ihre gesamte Fläche auf die die Sichtverbindung mit der Mobilfunk-Basisstation optimiert, d. h. sie bildet über ihre gesamte Erstreckung eine Sammellinse für eine aus nur einer Richtung eingehende Strahlung.At the in 1 The first embodiment shown is the dielectric structure 4 over its entire surface on the visual communication with the mobile radio base station optimized, ie it forms over its entire extent a converging lens for a incoming radiation from only one direction.

2 zeigt den Strahlungsverlauf bei einem zweiten Ausführungsbeispiel, bei welchem die dielektrische Struktur einen ersten Bereich 10 und einen zweiten Bereich 20 mit unterschiedlichen optischen Eigenschaften aufweist. Dabei hat der erste Bereich 10 für die in direkter Sichtverbindung (LOS) zwischen den beiden Antennen ausgetauschten Signale eine bündelnde Wirkung, und entspricht in seiner Wirkungsweise der in 1 eingesetzten dielektrischen Struktur. Der zweite Bereich 11 ist dagegen für die Mehrwegeausbreitung zwischen Mobilfunk-Einheit und Mobilfunk-Basisstation optimiert. In 2 sind dabei zwei Pfade P n und P n + 1 eingezeichnet, auf welchen die Strahlung 9 bzw. 9' zwischen der dielektrischen Struktur und der Basisstation nicht auf einem direkten Weg, sondern durch Reflexion bspw. an Gebäude oder anderen Objekten. Der zweite Bereich 11 der Dielektrischen Struktur bietet damit die Möglichkeit, die Mobilfunk-Einheit auf die Umgebung (genauer einem Übertragungskanal mit Mehrwegeausbreitung) anzupassen, z. B. auf Mehrwegeausbreitung, welche durch Reflexionen an Objekte/Gebäude entstehen. Bei dem ersten Bereich 10 handelt es sich bevorzugt um einen Innenbereich, bei dem zweiten Bereich 11 bevorzugt um einen Außenbereich der dielektrischen Struktur. Bevorzugt umfassen der erste Bereich 10 und der zweite Bereich 11 jeweils mindestens einen Linsenabschnitt, wobei die optischen Achsen der Linsenabschnitte einen Winkel ungleich null zueinander einschließen. 2 shows the radiation pattern in a second embodiment, wherein the dielectric structure, a first region 10 and a second area 20 having different optical properties. It has the first area 10 for the signals exchanged in direct line of sight (LOS) between the two antennas a bundling effect, and corresponds in its mode of action to the in 1 used dielectric structure. The second area 11 is, on the other hand, optimized for multipath propagation between the mobile radio unit and the mobile radio base station. In 2 are two paths P n and P n + 1 located on which the radiation 9 respectively. 9 ' between the dielectric structure and the base station not on a direct path, but by reflection, for example, on buildings or other objects. The second area 11 The dielectric structure thus offers the possibility of adapting the mobile radio unit to the environment (more precisely to a transmission channel with multipath propagation), e.g. B. on multipath propagation, which arise from reflections to objects / buildings. At the first area 10 it is preferably an interior area, in the second area 11 preferably around an outer area of the dielectric structure. Preferably, the first region comprises 10 and the second area 11 each at least one lens section, wherein the optical axes of the lens sections enclose an angle not equal to zero.

Die dielektrische Struktur 4 ist in den in 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel als eine dielektrische Platte ausgeführt, welche über ihre Erstreckung ein Relief aufweist, durch welches die Transmissionseigenschaften der dielektrischen Struktur und insbesondere deren Bündelwirkung erzeugt werden. Die dielektrische Struktur 4 kann zudem ungewünschte (interne) Reflexionen an dem Fenster 3 vermindern, und auch hierdurch zu einer verbesserten Transmission der jeweiligen Strahlung beitragen. Solche Brechungs- und Reflexionseffekte im Fenster sind in 1 und 2 der Einfachheit halber jedoch nicht näher dargestellt worden.The dielectric structure 4 is in the in 1 and 2 illustrated embodiment as a dielectric plate having over its extent a relief, through which the transmission properties of the dielectric structure and in particular their bundling effect are generated. The dielectric structure 4 can also cause unwanted (internal) reflections on the window 3 reduce, and thereby contribute to an improved transmission of the respective radiation. Such refraction and reflection effects in the window are in 1 and 2 for the sake of simplicity, however, have not been shown in detail.

Im Ausführungsbeispiel beträgt der Abstand L_UE zwischen der Antenne P2 der Mobilfunk-Einheit des Transceiver-Systems und der dielektrischen Struktur 4 zwischen 0 mm und 200 mm. Der Abstand L_BS zwischen der dielektrischen Struktur 4 und der Antenne P1 der Mobilfunk-Basisstation beträgt im Ausführungsbeispiel zwischen 500 mm und 5 km.In the exemplary embodiment, the distance L _UE between the antenna P2 is the mobile radio unit of the transceiver system and the dielectric structure 4 between 0 mm and 200 mm. The distance L _BS between the dielectric structure 4 and the antenna P1 of the mobile radio base station is in the embodiment between 500 mm and 5 km.

Die Hauptabstrahlrichtung der Antenne P2 der Mobilfunk-Einheit des erfindungsgemäßen Transceiver-Systems ist im Ausführungsbeispiel mechanisch und/oder elektrisch einstellbar. Die Einstellbarkeit ist dabei bevorzugt in zwei orthogonal zueinander stehenden Ebenen gegeben, so dass die Hauptabstrahlrichtung der Antenne P2 der Mobilfunk-Einheit auf die Antenne P1 der Basisstation ausgerichtet werden kann. Insbesondre erfolgt die Einstellung dabei so, dass sich die Antenne P1 der Mobilfunk-Basisstation im Bereich der Halbwertsbreite des Strahlungsdiagramms der Antenne P2 der Mobilfunk-Einheit befindet.The main radiation direction of the antenna P2 of the mobile radio unit of the transceiver system according to the invention is mechanically and / or electrically adjustable in the exemplary embodiment. The adjustability is preferably given in two mutually orthogonal planes, so that the main emission of the antenna P2 of the mobile unit can be aligned with the antenna P1 of the base station. In particular, the setting takes place in such a way that the antenna P1 of the mobile radio base station is in the range of the half-width of the radiation pattern of the antenna P2 of the mobile radio unit.

Weiterhin kann im Ausführungsbeispiel auch die Hauptabstrahlrichtung mindestens eines Kanals der Antenne P1 der Basisstation, welcher zur Kommunikation mit der Mobilfunk-Einheit genutzt wird, einstellbar sein. Auch hier ist die Einstellbarkeit bevorzugt in zwei zueinander orthogonalen Richtungen gegeben. Hierdurch kann die Hauptabstrahlrichtung dieses Kanals auf die Antenne P2 der Mobilfunk-Basisstation ausgerichtet werden. Insbesondere erfolgt die Ausrichtung dabei so, dass sich die Antenne P2 der Mobilfunk-Einheit im Bereich der Halbwertsbreite des Strahlungsdiagramms des entsprechenden Kanals der Mobilfunk-Basisstation befindet.Furthermore, in the exemplary embodiment, the main radiation direction of at least one channel of the antenna P1 of the base station, which is used for communication with the mobile radio unit, be adjustable. Again, the adjustability is preferably given in two mutually orthogonal directions. As a result, the main emission direction of this channel can be aligned with the antenna P2 of the mobile radio base station. In particular, the alignment takes place in such a way that the antenna P2 of the mobile radio unit is in the range of the half-width of the radiation pattern of the corresponding channel of the mobile radio base station.

Durch die gegenseitige Ausrichtung der Strahlungsdiagramme aufeinander wird im Wesentlichen eine Richtungsfunkstrecke bereitgestellt, mit welcher die Mobilfunk-Basisstation und die Mobilfunk-Einheit des erfindungsgemäßen Transceiver-Systems miteinander kommunizieren. Die Einrichtung einer solchen Richtfunkstrecke ist dadurch möglich, dass nicht nur die Mobilfunkbasisstation stationär angeordnet wird, sondern üblicherweise auch das erfindungsgemäße Transceiver-System mit der Mobilfunk-Einheit. Insbesondere kann das Transceiver-System dabei stationär am Gebäude, und insbesondere an der Fensterscheibe bzw. der Fassadenplatte angeordnet werden. Die Einstellung der Hauptabstrahlrichtung der Antenne P2 der Mobilfunkeinheit des Transceiver-System kann bspw. durch eine Einstelleinheit des Transceiver-Systems erfolgen. Insbesondere kann über diese Einstelleinheit eine gewünschte Hauptabstrahlrichtung vorgebbar sein. Weiterhin kann das Transceiver-System eine Steuerung zur automatischen Ausrichtung der Hauptabstrahlrichtung der Antenne P2 der Mobilfunkeinheit des Transceiver-System auf die Antenne der Mobilfunkbasisstation aufweisen oder an eine solche anschließbar sein. Bevorzugt wertet diese die Stärke der von der Basisstation zu dem Transceiver-System übertragenen Signale aus und stellt die Hauptabstrahlrichtung entsprechend ein.Due to the mutual alignment of the radiation patterns, a directional radio link is essentially provided with which the mobile radio base station and the mobile radio unit of the transceiver system according to the invention communicate with one another. The establishment of such a radio link is possible in that not only the mobile base station is stationarily arranged, but usually also the inventive transceiver system with the mobile unit. In particular, the transceiver system can be arranged stationary on the building, and in particular on the window pane or facade panel. The setting of the main emission direction of the antenna P2 of the mobile radio unit of the transceiver system can be done, for example, by a setting unit of the transceiver system. In particular, a desired main emission direction can be predefinable via this setting unit. Furthermore, the transceiver system may include or be connectable to a controller for automatically aligning the main emission direction of the antenna P2 of the mobile radio unit of the transceiver system with the antenna of the mobile radio base station. It preferably evaluates the strength of the signals transmitted by the base station to the transceiver system and adjusts the main emission direction accordingly.

Üblicherweise ist die Leistungsverteilung der von der Antenne P1 der Basisstation ausgehenden Strahlung über die Fläche der dielektrischen Struktur 4 eine andere als die Leistungsverteilung der von der Antenne P2 der Mobilfunk-Einheit ausgehenden Strahlung. Dies ist insbesondere durch die unterschiedlichen Abstände L_BS und L_UE der jeweiligen Antennen zur dielektrischen Struktur begründet und gegebenenfalls auch durch die unterschiedlichen Antennendiagramme und insbesondere unterschiedlichen Öffnungswinkel dieser Antennendiagramme.Usually, the power distribution of the radiation emanating from the antenna P1 of the base station is over the area of the dielectric structure 4 other than the power distribution of the emanating from the antenna P2 of the mobile unit radiation. This is due in particular to the different distances L _BS and L _{UE of} the respective antennas to the dielectric structure and possibly also to the different antenna patterns and in particular different aperture angles of these antenna diagrams.

Aufgrund des kleineren Abstands L_UE zwischen der Antenne P2 der Mobilfunk-Einheit und der dielektrischen Struktur 4 und ggf. dem relativ kleinen Öffnungswinkel kann die Leistung, welche von der Mobilfunk-Einheit auf die dielektrische Struktur 4 abgestrahlt wird, auf einen Innenbereich 10 der dielektrischen Struktur konzentriert werden. Beispielsweise können Abstand, Öffnungswinkel und Dimensionierung des Innenbereiches so gewählt werden, dass mindestens 50% der Leistung, welche von der Antenne P2 der Mobilfunk-Einheit abgestrahlt wird, auf den Innenbereich 10 trifft. Dies entspricht einer Situation, bei welcher ein 3 dB-Öffnungswinkel der Antenne für die Berechnung der Größe des Innenbereiches zugrunde gelegt wird. In möglichen alternativen Ausführungsformen kann die Dimensionierung auch so erfolgen, dass mindestens 75% und/oder mindestens 90% der Leistung der Antenne P2 auf den Innenbereich 10 treffen. Dies spricht einer Zugrundelegung eines 6 dB-Öffnungswinkels bzw. eines 10 dB-Öffnungswinkels für die Dimensionierung des Innenbereichs 10. Aufgrund des üblicherweise relativ hohen Abstandes L_BS der Antenne P1 der Mobilfunk-Basisstation von der dielektrischen Struktur 4 ist das Antennendiagramm der Mobilfunk-Basisstation im Bereich der dielektrischen Struktur üblicherweise erheblich breiter als das Antennendiagramm der Antenne P2 der Mobilfunk-Einheit. Daher befindet sich die gesamte dielektrische Struktur 4 innerhalb der Halbwertsbreite des Antennendiagramms der Mobilfunk-Basisstation.Due to the smaller distance L _UE between the antenna P2 of the mobile unit and the dielectric structure 4 and possibly the relatively small aperture angle, the power, which from the mobile radio unit to the dielectric structure 4 is emitted to an interior area 10 the dielectric structure are concentrated. For example, the distance, opening angle and dimensioning of the inner area can be selected so that at least 50% of the power emitted by the antenna P2 of the mobile radio unit is directed to the inner area 10 meets. This corresponds to a situation in which a 3 dB opening angle of the antenna is used for the calculation of the size of the interior area. In possible alternative embodiments, the dimensioning can also be such that at least 75% and / or at least 90% of the power of the antenna P2 to the interior 10 to meet. This is based on a 6 dB opening angle or a 10 dB opening angle for dimensioning the interior area 10 , Due to the usually relatively high distance L _{BS of} the antenna P1 of the mobile radio base station from the dielectric structure 4 the antenna diagram of the mobile radio base station in the region of the dielectric structure is usually considerably wider than the antenna diagram of the antenna P2 of the mobile radio unit. Therefore, the entire dielectric structure is located 4 within the half-width of the antenna diagram of the mobile radio base station.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann daher der Außenbereich 11 der dielektrischen Struktur zur Ausrichtung und/oder Bündelung der von der Basisstation ausgehenden Strahlung 9, 9' auf die Antenne P2 der Mobilfunk-Einheit bei einer Mehrwege-Ausbreitung genutzt und bevorzugt hierauf optimiert werden. Der Innenbereich, auf welchen der Hauptteil der von der Antenne P2 der Mobilfunk-Einheit trifft, kann dagegen für die Transmission und/oder Bündelung der in Sichtverbindung zwischen den beiden Antennen ausgetauschten Strahlung 8 genutzt und bevorzugt hierfür optimiert werden.According to the present invention, therefore, the outdoor area 11 the dielectric structure for aligning and / or focusing the radiation emanating from the base station 9 . 9 ' be used on the antenna P2 of the mobile unit in a multipath propagation and preferably optimized to this. On the other hand, the interior area on which the main part of the antenna P2 of the mobile radio unit meets can transmit and / or bundle the radiation which is in visual contact between the two antennas 8th used and preferably optimized for this purpose.

Durch die Aufteilung in den Innenbereich 10 und den Außenbereich 11 können für die Ausgestaltung des Reliefs im Innenbereich und im Außenbereich unterschiedliche Optimierungsziele eingesetzt werden. Der Außenbereich 11 hat dabei nur einen geringen Einfluss auf die von der Mobilfunk-Einheit ausgestrahlte Strahlung. Umgekehrt trifft auf den Innenbereich 10 ebenfalls von der Basisstation ausgestrahlte Strahlung und wird auf die Antenne P2 der Mobilfunk-Einheit gebündelt.By dividing it into the interior 10 and the outdoor area 11 Different optimization goals can be used for the design of the relief indoors and outdoors. The outdoor area 11 has only a small influence on the radiated from the mobile unit radiation. The reverse applies to the interior 10 also emitted by the base station radiation and is focused on the antenna P2 of the mobile unit.

Durch die relative Dimensionierung des Außenbereiches 11 und des Innenbereiches 10 kann die Bedeutung der in Sichtverbindung und der in Mehrwegeausbreitung ausgetauschten Strahlung zueinander eingestellt werden.Due to the relative dimensioning of the outside area 11 and the interior 10 For example, the meaning of the visible and the multipath propagated radiation can be adjusted to each other.

In einer möglichen Ausführungsform kann hierfür die Fläche des Außenbereiches 11 mindestens so groß wie die Fläche des Innenbereiches 10 gewählt werden, weiter bevorzugt mindestens doppelt und weiter bevorzugt mindestens 4 mal so groß. Alternativ kann die Fläche des Innenbereiches 10 mindestens so groß wie die Fläche des Außenbereiches 11 gewählt werden, weiter bevorzugt mindestens doppelt und weiter bevorzugt mindestens 4 mal so groß.In one possible embodiment, this may be the area of the outside area 11 at least as large as the area of the interior 10 be selected, more preferably at least twice and more preferably at least 4 times as large. Alternatively, the area of the interior 10 at least as large as the area of the outside area 11 be selected, more preferably at least twice and more preferably at least 4 times as large.

Bei dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel umgibt der Außenbereich 11 den Innenbereich 10 über den gesamten Umfang des Innenbereiches. Ein solches Ausführungsbeispiel wird insbesondere dann gewählt, wenn die Antenne P1 der Mobilfunk-Einheit ein in zwei orthogonale Richtungen fokussiertes Abstrahlungsdiagramm hat. Ist das Abstrahlungsdiagramm dagegen nur in einer Ebene fokussiert, und in einer zweiten orthogonalen Ebene breiter, so kann sich der Innenbereich entlang der zweiten Ebene über die ganze Breite der dielektrischen Struktur erstrecken, und nur in der ersten Ebene durch den Außenbereich umgeben sein.At the in 3 the embodiment shown surrounds the outdoor area 11 the interior 10 over the entire circumference of the interior. Such an embodiment is chosen in particular when the antenna P1 of the mobile radio unit has a radiation pattern focused in two orthogonal directions. Conversely, if the radiation pattern is focused only in one plane and wider in a second orthogonal plane, the interior region may extend along the second plane over the entire width of the dielectric structure and be surrounded by the exterior region only in the first plane.

Mögliche Dimensionierungen des Innenbereichs und Außenbereiches werden nun anhand der 4 und 5, welche auf die Darstellung in 3 Bezug nehmen, näher dargestellt. Mit dem Winkel Θ_BS/UE ist jeweils der vertikale Öffnungswinkel des Antennendiagramms der Basisstation bzw. der Mobilfunk-Einheit des erfindungsgemäßen Transceiver-Systems bezeichnet. Entsprechende Berechnungen sind in gleicher Weise für den horizontalen Öffnungswinkel der entsprechenden Antennendiagramme möglich. Bei dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel entspricht der vertikale Öffnungswinkel jeweils dem horizontalen Öffnungswinkel. Wie oben dargestellt ist die vorliegende Erfindung jedoch nicht auf solche Ausführungsbeispiele beschränkt.Possible dimensions of the interior and exterior are now based on the 4 and 5 pointing to the representation in 3 Make reference, shown in more detail. The angle Θ _{BS / UE} respectively denotes the vertical opening angle of the antenna diagram of the base station or the mobile radio unit of the transceiver system according to the invention. Corresponding calculations are possible in the same way for the horizontal opening angle of the corresponding antenna diagrams. At the in 3 In the embodiment shown, the vertical opening angle corresponds in each case to the horizontal opening angle. However, as indicated above, the present invention is not limited to such embodiments.

Mit D_UE/BS ist jeweils die Erstreckung des Innenbereiches 10 bzw. des Außenbereiches 11 in vertikale bzw. in horizontale Richtung gemeint. Im Ausführungsbeispiel in 3 ist die Erstreckung in horizontale und vertikale Richtung wiederum identisch, wobei die vorliegende Erfindung nicht auf ein solches Ausführungsbeispiel beschränkt ist.With D _{UE / BS} is in each case the extension of the inner area 10 or the outdoor area 11 in vertical or in horizontal direction. In the embodiment in 3 the extent in horizontal and vertical direction is again identical, and the present invention is not limited to such an embodiment.

In 4 ist links eine Schemazeichnung der zur Berechnung der Abhängigkeit zwischen Abstand L, Erstreckung D und Öffnungswinkel Θ herangezogenen geometrischen Struktur und die hierfür eingesetzte Formel: D = 2·(L/cotan(Θ/2)) gezeigt. Diese Formel wird bevorzugt für die Dimensionierung des Innenbereichs eingesetzt, und könnte im Prinzip auch für die Dimensionierung des Außenbereichs eingesetzt werden.In 4 left is a schematic drawing of the geometric structure used to calculate the dependence between distance L, extension D and opening angle Θ and the formula used for this purpose: D = 2 · (L / cotan (Θ / 2)) shown. This formula is preferably used for interior dimensioning, and could in principle also be used for the dimensioning of the outdoor area.

Als Öffnungswinkel kann typischerweise der 3 dB-Öffnungswinkel des Antennendiagramms eingesetzt werden, d. h. der Winkel, bis zu welchem der maximale Gewinn im Antennendiagramm um 3 dB abnimmt. Dies bedeutet, dass 3 dB bzw. 50% der abgestrahlten Leistung in dem entsprechenden Bereich mit der Erstreckung D landen. Alternativ könnte zur Berechnung beispielsweise auch ein 6 dB-Öffnungswinkel bzw. ein 10 dB-Öffnungswinkel eingesetzt werden, so dass entsprechend 75% der Antennenstrahlung bzw. 90% der Antennenstrahlung in einen Bereich mit Durchmesser D landen. Durch die Wahl des Öffnungswinkels bei der Berechnung der Erstreckung D des Innenbereichs kann die Leistung, welche auf den Außenbereich 11 trifft, und damit der Einfluss von Mehrwegeausbreitung auf die von der Antenne P2 der Mobilfunk-Einheit zur Mobilfunk-Basisstation ausgesandten Strahlung eingestellt werden.The opening angle can typically be the 3 dB opening angle of the antenna diagram, ie the angle up to which the maximum gain in the antenna diagram decreases by 3 dB. This means that 3 dB or 50% of the radiated power will end up in the corresponding area with the extent D. Alternatively, for example, a 6 dB opening angle or a 10 dB opening angle could also be used for the calculation, so that correspondingly 75% of the antenna radiation or 90% of the antenna radiation end up in a region with a diameter D. By choosing the opening angle in the calculation of the extension D of the inner area, the power, which is on the outside 11 meets, and thus the influence of multipath propagation on the radiation emitted by the antenna P2 of the mobile unit to the mobile radio base station radiation can be adjusted.

Rechts in 4 sind Beispiele für die Dimensionierung des Innenbereiches sowie des Außenbereiches bei unterschiedlichen Öffnungswinkeln Θ und teilweise unterschiedlichen Abständen L dargestellt. Bevorzugt weist der Innenbereich 10 dabei eine Erstreckung D in zumindest eine Richtung zwischen 5 mm und 200 mm auf, bevorzugt zwischen 4,5 mm und 18,5 mm. Eine solche Dimensionierung ergibt sich, wenn man von einer Halbwertsbreite von 5° für das Antennendiagramm der Mobilfunk-Einheit des Transceiver-Systems, und einem Abstand zwischen der Antenne der Mobilfunk-Einheit des Transceiver-Systems und der dielektrischen Struktur zwischen 50 mm und 200 mm ausgeht.Right in 4 Examples of the dimensioning of the inner area and the outer area at different opening angles Θ and partially different distances L are shown. Preferably, the interior area 10 in this case an extension D in at least one direction between 5 mm and 200 mm, preferably between 4.5 mm and 18.5 mm. Such a dimensioning results when one of a half width of 5 ° for the antenna diagram of the mobile unit of the transceiver system, and a distance between the antenna of the mobile unit of the transceiver system and the dielectric structure between 50 mm and 200 mm emanates.

Wie die Dimensionierungsbeispiele in 4 zeigen, könnte die gleiche Dimensionierungsregel zwar auch für die Dimensionierung des Außenbereiches herangezogen werden. Hierdurch würde aufgrund des hohen Abstandes zwischen der dielektrischen Struktur und der Basisstation die dielektrische Struktur jedoch sehr groß. Für einen 3 dB-Öffnungswinkel von 7° und einen Abstand von 100 m müsste die dielektrische Struktur bereits 25 m Durchmesser haben, wenn tatsächlich 3 dB der Leistung der Basisstation auf die dielektrische Struktur fallen sollen.Like the sizing examples in 4 Although the same dimensioning rule could also be used for the dimensioning of the outdoor area. However, this would make the dielectric structure very large due to the large distance between the dielectric structure and the base station. For a 3 dB aperture angle of 7 ° and a distance of 100 m, the dielectric structure would already have to be 25 m in diameter if in fact 3 dB of the power of the base station should fall on the dielectric structure.

Soll der Außenbereich die gesamte Halbwertsbreite des Antennendiagramms der Basisstation abdecken, ergibt sich bereits für eine Halbwertsbreite von 5° und einem Abstand von 1 m ein Durchmesser von 90 mm und mehr. Der Außenbereich wird daher bevorzugt so groß gewählt, wie dies die spezifische Anwendung erlaubt. Bevorzugt weist der Außenbereich jedoch bei Übertragungskanälen mit Mehrwegeausbreitung und/oder Mehrfachreflexionen eine größere Fläche auf als der Innenbereich.If the outdoor area covers the entire half-width of the antenna diagram of the base station, results already for a half-width of 5 ° and a distance of 1 m, a diameter of 90 mm and more. The outdoor area is therefore preferably chosen as large as the specific application allows. However, in the case of transmission channels with multipath propagation and / or multiple reflections, the outside area preferably has a larger area than the interior area.

Insbesondere kann der Außenbereich kleiner gewählt werden, als in der obigen Dimensionierungsregel vorgesehen, so dass nur ein geringerer Anteil der von der Basisstation ausgesandten Strahlung auf die dielektrische Struktur fällt. Umso wichtiger ist in diesem Fall die erfindungsgemäßen durch die dielektrische Struktur gegebene Bündelung. Weiterhin wird bevorzugt der Öffnungswinkel des entsprechenden Kanals der Basisstation möglichst klein gewählt.In particular, the outer area can be selected smaller than provided in the above dimensioning rule, so that only a minor portion of the radiation emitted by the base station falls on the dielectric structure. All the more important in this case is the bundling according to the invention given by the dielectric structure. Furthermore, the opening angle of the corresponding channel of the base station is preferably selected as small as possible.

Der Öffnungswinkel des Kanals der Mobilfunk-Basisstation, welcher zur Kommunikation mit dem erfindungsgemäßen Transceiver-System eingesetzt wird, ist bevorzugt kleiner als der Öffnungswinkel der Antenne P2 der Mobilfunk-Einheit. Der Kanal der Mobilfunk-Basisstation weist bevorzugt einen 3 dB-Öffnungswinkel zwischen 2° und 20°, weiter bevorzugt zwischen 3° und 10° auf.The opening angle of the channel of the mobile radio base station, which is used for communication with the transceiver system according to the invention, is preferably smaller than the opening angle of the antenna P2 of the mobile radio unit. The channel of the mobile radio base station preferably has a 3 dB opening angle between 2 ° and 20 °, more preferably between 3 ° and 10 °.

In 5 ist noch einmal die Abhängigkeit der Erstreckung D von dem Abstand L für unterschiedliche Öffnungswinkel Θ gezeigt, hier im Hinblick auf die Antenne der Mobilfunk-Einheit und die Dimensionierung des Innenbereiches. In 5 sind dabei die Erstreckung D für Öffnungswinkel, insbesondere 3 dB-Öffnungswinkel, zwischen 5° und 60° gezeigt, und für Abstände zwischen 0 mm und 200 mm. Wie das Diagramm in 5 zeigt, ergeben sich dabei selbst für maximalen Öffnungswinkel und maximalen Abstand lediglich eine Erstreckung D von weniger als 250 mm. Im Hinblick auf die Dimensionierung des Innenbereiches kann der Öffnungswinkel der Antenne der Mobilfunk-Einheit daher im Prinzip relativ groß gewählt werden. Kleine Öffnungswinkel haben hier jedoch einen Vorteil im Hinblick auf die Leistung, welche tatsächlich bei der Basisstation ankommt, da die Antenne der Mobilfunk-Einheit des Transceiver-Systems bei kleinen Öffnungswinkeln stärker auf die Mobilfunk-Basisstation fokussiert ist.In 5 is once again the dependence of the extension D of the distance L for different opening angle Θ shown here with respect to the antenna of the mobile unit and the dimensioning of the interior. In 5 In this case, the extension D for the opening angle, in particular 3 dB opening angle, between 5 ° and 60 ° are shown, and for distances between 0 mm and 200 mm. Like the diagram in 5 shows, arise even for maximum opening angle and maximum distance only an extent D of less than 250 mm. With regard to the dimensioning of the inner region of the opening angle of the antenna of the mobile unit can therefore be chosen relatively large in principle. However, small aperture angles have an advantage in terms of performance, which actually arrives at the base station, since the antenna of the mobile unit of the transceiver system is more focused on the mobile base station at small opening angles.

Die Antenne P2 der Mobilfunk-Einheit weist bevorzugt einen Öffnungswinkel zwischen 2° und 30° auf, weiter bevorzugt zwischen 3° und 10°.The antenna P2 of the mobile radio unit preferably has an opening angle between 2 ° and 30 °, more preferably between 3 ° and 10 °.

Die oben dargestellte Dimensionierung für den Innenbereich oder für den Außenbereich kann auch für die Dimensionierung der gesamten dielektrischen Struktur herangezogen werden. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die dielektrische Struktur gemäß 1 ausgestaltet ist und keinen Außenbereich aufweist.The dimensioning for indoor or outdoor use shown above can also be used for the dimensioning of the entire dielectric structure. This is the case in particular if the dielectric structure according to FIG 1 is designed and has no outdoor area.

6a und 6b zeigen zwei unterschiedliche Ausführungsbeispiele für die dielektrische Struktur 4. Bei dem in 6a gezeigten Ausführungsbeispiel einer dielektrischen Struktur 4 ist das Relief symmetrisch bezüglich mindestens einer Richtung ausgeführt. Im Ausführungsbeispiel ist das Relief symmetrisch bezüglich der horizontalen Richtung ausgeführt, und insbesondere spiegelsymmetrisch bezüglich einer Normalen 12 durch die Mitte der dielektrischen Struktur. Eine solche symmetrische Struktur kann beispielsweise eingesetzt werden, wenn der Winkel α zwischen der Verbindungslinie 50 zwischen der Antenne P1 der Basisstation und der Antenne P2 der Mobilfunkeinheit und der Normalen 12 zu der Haupterstreckungsebene der dielektrischen Struktur kleiner als 20° ist. Zwar ergibt sich durch die schräg einfallende Strahlung eine Verschiebung des Maximums der einfallenden Strahlung gegenüber der Normalen 12 durch den Mittelpunkt der dielektrischen Struktur 4 auch auf Seiten der Antenne P2 der Mobilfunk-Einheit. Diese Verschiebung ist jedoch zum einen durch den relativ geringen Abstand üblicherweise nicht allzu groß. Weiterhin kann dieser Verschiebung dadurch Rechnung getragen werden, dass die Antenne P2 der Mobilfunk-Einheit gegenüber dem Mittelpunkt der dielektrischen Struktur 4 um einen Abstand A verschoben wird und hierdurch im Maximum der einfallenden Strahlung angeordnet werden kann. Entsprechende Überlegungen gelten auch für die Ausgestaltung in horizontale Richtung. 6a and 6b show two different embodiments of the dielectric structure 4 , At the in 6a shown embodiment of a dielectric structure 4 the relief is symmetrical with respect to at least one direction. In the exemplary embodiment, the relief is executed symmetrically with respect to the horizontal direction, and in particular mirror-symmetric with respect to a normal 12 through the middle of the dielectric structure. Such a symmetrical structure can be used, for example, when the angle α between the connecting line 50 between the antenna P1 of the base station and the antenna P2 of the mobile unit and the normal 12 to the main extension plane of the dielectric structure is less than 20 °. Although the obliquely incident radiation results in a shift of the maximum of the incident radiation relative to the normal 12 through the center of the dielectric structure 4 also on the part of the antenna P2 of the mobile unit. However, this shift is usually not too big due to the relatively small distance. Furthermore, this shift can be accommodated by the fact that the antenna P2 of the mobile radio unit is opposite the center of the dielectric structure 4 is shifted by a distance A and thereby can be arranged in the maximum of the incident radiation. Corresponding considerations also apply to the embodiment in the horizontal direction.

In 6b ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt, bei welchem die dielektrische Struktur 4 ein asymmetrisches Relief aufweist. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der Winkel α' zwischen der Verbindungslinie 50 zwischen der Antenne P1 der Basisstation und der Antenne P2 der Mobilfunk-Einheit und der Normalen 12 auf der Haupterstreckungsebene der dielektrischen Struktur 4 größer als 10°, weiter bevorzugt größer als 20° ist. Insbesondere können durch eine solche asymmetrische Struktur die Bündelungseigenschaften auch bei solchen großen Winkeln verbessert werden. Der Verschiebung des Maximums gegenüber der Normalen 12 durch den Mittelpunkt der dielektrischen Struktur 4 kann wiederrum durch eine Verschiebung der Antenne P2 der Mobilfunk-Einheit um den Abstand A von dieser Linie Rechnung getragen werden. Auch dies kann sowohl für die horizontale, als auch für die vertikale Richtung vorgenommen werden.In 6b a further embodiment is shown in which the dielectric structure 4 has an asymmetrical relief. This is particularly advantageous if the angle α 'between the connecting line 50 between the antenna P1 of the base station and the antenna P2 of the mobile unit and the normal 12 on the main extension plane of the dielectric structure 4 greater than 10 °, more preferably greater than 20 °. In particular, such an asymmetrical structure can improve the bundling properties even at such large angles. The shift of the maximum over the normal 12 through the center of the dielectric structure 4 can in turn be accommodated by a shift of the antenna P2 of the mobile unit by the distance A from this line. This can also be done for both the horizontal and the vertical direction.

In 7 ist nun ein konkretes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Transceiver-Systems mit einer Mobilfunk-Einheit 23 gezeigt. Die Mobilfunk-Einheit 23 umfasst die Antenne P2, über welche die Mobilfunk-Einheit bidirektional mit der Basisstation 22 bzw. der Antenne P1 der Basisstation 22 kommuniziert.In 7 is now a concrete embodiment of a transceiver system according to the invention with a mobile unit 23 shown. The mobile unit 23 includes the antenna P2, via which the mobile radio unit bidirectionally with the base station 22 or the antenna P1 of the base station 22 communicated.

Die Mobilfunk-Einheit 23 kommuniziert mit der Basisstation bevorzugt in einem Frequenzbereich zwischen 3 GHz und 300 GHz, weiter bevorzugt in einem Frequenzbereich zwischen 3 GHz und 60 GHz, weiter bevorzugt in einem Frequenzbereich zwischen 20 GHz und 35 GHz, und insbesondere über einen 5G-Mobilfunkstandard. Bei so hohen Frequenzen unterliegen die Mobilfunk-Signale einer sehr hohen Absorption. Die erfindungsgemäße dielektrische Struktur sorgt nun für einen erheblich verbesserten Empfang der Mobilfunk-Einheit.The mobile unit 23 preferably communicates with the base station in a frequency range between 3 GHz and 300 GHz, more preferably in a frequency range between 3 GHz and 60 GHz, more preferably in a frequency range between 20 GHz and 35 GHz, and in particular via a 5G mobile radio standard. At such high frequencies, the mobile signals are subject to a very high absorption. The dielectric structure according to the invention now ensures a considerably improved reception of the mobile radio unit.

Wie in 7 weiter dargestellt, wird das erfindungsgemäße Transceiver-System an einem Gebäude 20, und insbesondere im Bereich einer Gebäudeöffnung 21 angeordnet. Insbesondere wird das Transceiver-System dabei an einer Fensterscheibe und/oder Fassadenplatte 3 angeordnet. Die Anordnung am Gebäude oder in der Gebäudeöffnung ist bevorzugt stationär. Weiter werden die jeweiligen Strahlungsdiagramme der Antenne P2 der Mobilfunk-Einheit 23 und des Kanals der Antenne P1 der Basisstation 22 aufeinander ausgerichtet, wie dies bereits oben näher dargestellt wurde.As in 7 further illustrated, the inventive transceiver system is on a building 20 , and in particular in the area of a building opening 21 arranged. In particular, the transceiver system is attached to a window pane and / or facade panel 3 arranged. The arrangement on the building or in the building opening is preferably stationary. Further, the respective radiation patterns of the antenna P2 become the mobile unit 23 and the channel of the antenna P1 of the base station 22 aligned as shown in detail above.

7 zeigt lediglich der Einfachheit halber eine Verbindungslinie zwischen den jeweiligen Antennen, welche senkrecht auf der Scheibe 3 bzw. der dielektrischen Struktur 4 steht. Selbstverständlich ist auch eine Ausrichtung schräg zur Fensterscheibe 3 bzw. zur dielektrischen Struktur 4 möglich, und wird sogar den Regelfall darstellen. Bevorzugt wird das Transceiver-System jedoch so am Gebäude montiert, dass der Winkel zur Normalen auf die Fensterscheibe möglichst klein bleibt, um die Verluste durch Reflexionen an der Fensterscheibe zu verringern. 7 For the sake of simplicity, FIG. 1 shows a connecting line between the respective antennas, which is perpendicular to the pane 3 or the dielectric structure 4 stands. Of course, an orientation at an angle to the window pane 3 or to the dielectric structure 4 possible, and will even be the norm. Preferably, however, the transceiver system is mounted on the building so that the angle to the normal to the window pane remains as small as possible in order to reduce the losses due to reflections on the window pane.

Im Ausführungsbeispiel umfasst das Transceiver-System weiterhin einen Umsetzer 24, welcher die durch die Mobilfunk-Einheit 23 vermittelte Kommunikation mit der Mobilfunk-Basisstation 22 in einen anderen Frequenzbereich und/oder in ein anderes Kommunikationsprotokoll umwandelt. Das Transceiver-System hat dabei eine reine Relay-Funktion, und vermittelt die Kommunikation zwischen Endgeräten und/oder Netzwerkkomponenten, welche innerhalb des Gebäudes angeordnet sind, und der Mobilfunk-Basisstation 22.In the exemplary embodiment, the transceiver system further comprises a converter 24 which is through the mobile unit 23 mediated communication with the mobile radio base station 22 converts to another frequency range and / or to another communication protocol. The transceiver system has a pure relay function, and mediates the communication between terminals and / or network components, which are arranged within the building, and the mobile radio base station 22 ,

Der Umsetzer kann drahtgebunden, beispielsweise über eine LAN-Schnittstelle 26, und/oder drahtlos mit den Endgeräten und/oder Netzwerkkomponenten kommunizieren. Die drahtlose Kommunikation kann in einem möglichen Ausführungsbeispiel über Mobilfunk-Signale erfolgen, jedoch bevorzugt in einem niedrigeren Frequenzbereich und/oder einem anderen Mobilfunk-Protokoll. Beispielsweise kann die Kommunikation des Umsetzers mit den Endgeräten und/oder Netzwerkkomponenten 27 über GSM, UMTS und/oder LTE-A erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann die Kommunikation mit Endgeräten und/oder Netzwerkkomponenten 27 auch über eine Nahfeld-Kommunikation drahtlos erfolgen, beispielsweise über WLAN, WIFI und/oder BLUETOOTH.The converter can be wired, for example via a LAN interface 26 , and / or communicate wirelessly with the terminals and / or network components. In one possible embodiment, the wireless communication can take place via mobile radio signals, but preferably in a lower frequency range and / or another mobile radio protocol. For example, the communication of the converter with the terminals and / or network components 27 via GSM, UMTS and / or LTE-A. Alternatively or additionally, the communication with terminals and / or network components 27 also be carried out wirelessly via a near-field communication, for example via WLAN, WIFI and / or BLUETOOTH.

Der Umsetzer 24 kann mehrere Schnittstellen aufweisen, insbesondere sowohl drahtgebundene als auch drahtlose Schnittstellen zu den Endgeräten und/oder Netzwerkkomponenten 27. Im Ausführungsbeispiel ist eine LAN-Schnittstelle und eine WLAN-Schnittstelle vorgesehen.The converter 24 can have multiple interfaces, in particular both wired and wireless interfaces to the Terminals and / or network components 27 , In the exemplary embodiment, a LAN interface and a WLAN interface is provided.

Der Umsetzer kann so ausgelegt sein, dass er die Kommunikation mit einer Mehrzahl von Endgeräten und/oder Netzwerkkomponenten 27 ermöglicht. Durch die Anordnung des erfindungsgemäßen Transceiver-Systems in einer Gebäudeöffnung bzw. im Bereich der Außenhaut des Gehäuses wird die Kommunikation mit der Basisstation gegenüber einer unmittelbaren Kommunikation mit den weiter im Gebäude angeordneten Endgeräten und/oder Netzwerkkomponenten erheblich verbessert. Zudem sorgt die erfindungsgemäße dielektrische Struktur für eine Verbesserung der Verbindungsqualität zwischen Basisstation und Mobilfunk-Einheit 23 des Transceivers. Durch die Verwendung eines anderen Frequenzbereich und/oder Übertragungsprotokolls durch den Umsetzer kann die Kommunikation innerhalb des Gebäudes in einem Frequenzbereich und/oder mit einem Übertragungsprotokoll erfolgen, welches eine bessere Reichweite innerhalb des Gebäudes aufweist als der Frequenzbereich und/oder das Übertragungsprotokoll, mit welchem die Mobilfunk-Einheit 23 und die Basisstation 22 kommunizieren.The converter may be arranged to communicate with a plurality of terminals and / or network components 27 allows. By arranging the transceiver system according to the invention in a building opening or in the region of the outer skin of the housing, the communication with the base station is considerably improved compared to an immediate communication with the terminals and / or network components further in the building. In addition, the dielectric structure according to the invention provides for an improvement in the connection quality between the base station and the mobile radio unit 23 of the transceiver. By using a different frequency range and / or transmission protocol by the converter, the communication within the building may be in a frequency range and / or transmission protocol that has a better range within the building than the frequency range and / or transmission protocol with which the mobile unit 23 and the base station 22 communicate.

Bei dem in 7 dargestellten Ausführungsbeispiel bilden die Mobilfunk-Einheit 23 und der Umsetzer 24 eine Baueinheit, welche gemeinsam montiert werden kann. Die Baueinheit umfasst bevorzugt weiterhin eine Stromversorgung, insbesondere ein Netzteil zur Stromversorgung der Mobilfunk-Einheit 23 und des Umsetzers 24 über das öffentliche Stromnetz. Bevorzugt ist auch das Netzteil in die Baueinheit integriert.At the in 7 illustrated embodiment form the mobile unit 23 and the translator 24 a structural unit which can be mounted together. The assembly preferably further includes a power supply, in particular a power supply for powering the mobile unit 23 and the converter 24 via the public electricity grid. Preferably, the power supply is integrated into the unit.

Die Baueinheit kann an dem Fenster 3 befestigt werden, und weist hierfür bevorzugt Befestigungselemente 30 auf. Beispielsweise ist eine Verklebung mit dem Fenster denkbar. Im Ausführungsbeispiel weist die Baueinheit weiterhin ein Gehäuse 29 auf, welches die Antenne 23 und den Umsetzer 24 umgibt. Das Gehäuse umgibt bevorzugt auch den Raum zwischen der Antenne P2 der Mobilfunk-Einheit 23 und der Fensterscheibe 3, an welcher die Baueinheit angeordnet ist. Das Gehäuse 29 kann dabei zur Fensterscheibe 3 hin offen sein, oder in diesen Bereich eine dielektrische Gehäuseplatte aufweisen.The unit may be on the window 3 be fastened, and preferably has fastening elements for this purpose 30 on. For example, a bond with the window is conceivable. In the exemplary embodiment, the assembly further comprises a housing 29 on which the antenna 23 and the translator 24 surrounds. The housing preferably also surrounds the space between the antenna P2 of the mobile radio unit 23 and the windowpane 3 on which the structural unit is arranged. The housing 29 can do this to the windowpane 3 open, or in this area have a dielectric housing plate.

Bei dem in 7 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die gesamte dielektrische Struktur 4 auf der Außenseite des Fensters 3 angeordnet, während die Antenne P2 der Mobilfunk-Einheit 23 und im Ausführungsbeispiel die gesamte Baueinheit 28 auf der Innenseite der Fensterscheibe 3 angeordnet ist. Eine solche Anordnung der dielektrischen Struktur 4 auf der Außenseite kann im Hinblick auf das Reflexionsverhalten der Fensterscheibe 3 Vorteile mit sich bringen.At the in 7 the embodiment shown is the entire dielectric structure 4 on the outside of the window 3 arranged while the antenna P2 of the mobile unit 23 and in the embodiment, the entire unit 28 on the inside of the windowpane 3 is arranged. Such an arrangement of the dielectric structure 4 On the outside, with regard to the reflective behavior of the windowpane 3 Benefits.

Es sind jedoch auch alternative Ausgestaltungen denkbar, welche in 8 näher dargestellt sind. Bei der links in 8 dargestellten Variante ist der Innenbereich 10 der dielektrischen Struktur auf der Innenseite der Fensterscheibe 3 angeordnet, der Außenbereich 11 dagegen auf der Außenseite. Bei der rechts in 8 dargestellten Variante ist die Anordnung genau umgekehrt, d. h. der Innenbereich 10 ist auf der Außenseite der Fensterscheibe 3 angeordnet, der Außenbereich 10 auf der Innenseite.However, alternative embodiments are conceivable, which in 8th are shown in more detail. At the left in 8th illustrated variant is the interior 10 the dielectric structure on the inside of the windowpane 3 arranged, the outdoor area 11 against it on the outside. At the right in 8th illustrated variant, the arrangement is exactly the opposite, ie the interior 10 is on the outside of the windowpane 3 arranged, the outdoor area 10 on the inside.

Bei dem in der Mitte in 8 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die gesamte dielektrische Struktur auf der Innenseite der Fensterscheibe 3 angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass die dielektrische Struktur vor Witterungseinflüssen geschützt ist. Weiterhin kann die dielektrische Struktur bei diesem Ausführungsbeispiel Teil der Baueinheit 28 sein. Bevorzugt sind bei diesem Ausführungsbeispiel die dielektrische Struktur 4 und/oder die Antenne P2 relativ zueinander verstellbar. Hierfür ist schematisch eine Verstell-Einheit 31 dargestellt. Die Verstellbarkeit erlaubt bevorzugt eine Verstellung der Position der Antenne P2 relativ zur Normalen durch den Mittelpunkt der dielektrischen Struktur, um bei einem schrägen Einfallswinkel der jeweiligen Strahlung die Antenne P2 im Maximum der von der Antenne P1 der Mobilfunk-Basisstation ausgestrahlten Strahlung anordnen zu können, und/oder um sicher zu stellen, dass die von der Antenne P2 mit einem schrägen Winkel ausgestrahlte Strahlung auf den Innenbereich 10 gerichtet ist.In the middle in 8th illustrated embodiment, the entire dielectric structure on the inside of the window pane 3 arranged. This has the advantage that the dielectric structure is protected from the weather. Furthermore, the dielectric structure in this embodiment part of the assembly 28 be. In this exemplary embodiment, the dielectric structure is preferred 4 and / or the antenna P2 relative to each other adjustable. This is schematically an adjustment unit 31 shown. The adjustability preferably permits an adjustment of the position of the antenna P2 relative to the normal through the center of the dielectric structure, in order to be able to arrange the antenna P2 in the maximum of the radiation emitted by the antenna P1 of the mobile radio base station at an oblique angle of incidence of the respective radiation, and / or to ensure that the radiated by the antenna P2 at an oblique angle radiation to the interior 10 is directed.

Bei den in 7 und 8 gezeigten Ausführungsbeispielen weist die dielektrische Struktur 4 einen Innenbereich 10 und einen Außenbereich 11 auf. Die in 7 und 8 gezeigten Ausführungsbeispiele sind in einer ansonsten identischen Ausführung jedoch auch mit beliebigen anderen Ausgestaltungen der dielektrischen Struktur 4 denkbar, beispielsweise mit einer dielektrischen Struktur, wie sie in 1 dargestellt wurde. Diese kann insbesondere entweder komplett auf der Außenseite oder komplett auf der Innenseite des Fensters und/oder der Fassadenplatte angeordnet werden.At the in 7 and 8th shown embodiments, the dielectric structure 4 an interior area 10 and an outdoor area 11 on. In the 7 and 8th However, embodiments shown in an otherwise identical embodiment but with any other configurations of the dielectric structure 4 conceivable, for example, with a dielectric structure, as in 1 was presented. This can be arranged in particular either completely on the outside or completely on the inside of the window and / or the facade panel.

9 bis 20 zeigen Messanordnungen und entsprechende, aufgrund von Simulationen erstellte Messdiagramme, welche den vorteilhaften Effekt des Einsatzes einer erfindungsgemäßen dielektrischen Struktur 4 bzw. 4' zeigen. 9 to 20 show measuring arrangements and corresponding, created on the basis of simulations measurement diagrams, which show the advantageous effect of the use of a dielectric structure according to the invention 4 respectively. 4 ' demonstrate.

9 zeigt oben eine Messanordnung, bei welcher die Fensterscheibe 3 zwei Glasscheiben mit einer Dicke von jeweils 4 mm, welche in einen Abstand vom 6 mm zueinander angeordnet sind, aufweist. Die Antenne P2 der Mobilfunk-Einheit ist in einem Abstand L_UE von 120 mm von der dielektrischen Struktur angeordnet, die Antenne P1 der Basisstation in einem Abstand L_BS von 470 mm. 9 shows above a measuring arrangement in which the window pane 3 two glass sheets each having a thickness of 4 mm, which are arranged at a distance of 6 mm from each other. The antenna P2 of the mobile unit is in a distance L _UE of 120 mm from the dielectric structure arranged, the antenna P1 of the base station at a distance L _BS of 470 mm.

Die Antenne P2 ist im Ausführungsbeispiel eine Gruppenantenne mit einer Mehrzahl von vertikal übereinander angeordneten Einzelstrahlern, und erzeugt daher ein Strahlungsdiagramm mit einem kleineren Öffnungswinkle in vertikaler Ebene, und einem größeren Öffnungswinkel in horizontaler Ebene. Es könnte jedoch auch eine Antenne eingesetzt werden, welche aus mehreren Spalten und Reihen an Strahlern aufgebaut ist und daher sowohl in horizontaler, als auch in vertikaler Ebene den gleichen und/oder einen engen Öffnungswinkel aufweist.In the exemplary embodiment, the antenna P2 is a group antenna with a plurality of individual radiators arranged vertically one above the other, and therefore generates a radiation pattern with a smaller vertical opening angle and a larger horizontal plane opening angle. However, it could also be used an antenna which is composed of several columns and rows of radiators and therefore both in the horizontal and in the vertical plane has the same and / or a narrow opening angle.

Bei dem in 9 links unten dargestellten Ausführungsbeispiel 006 ist eine dielektrische Struktur 4'' vorgesehen. Der Außenbereich der dielektrischen Struktur weist eine Größe von 120 mm × 120 mm auf. Der Innenbereich weist eine Größe von 60 mm × 60 mm auf, und nimmt daher einen Viertel der Gesamtgröße der dielektrischen Struktur ein. Die maximale Dicke der dielektrischen Struktur beträgt 12 mm. Das rechts dargestellte Vergleichsbeispiel 000 verzichtet dagegen auf eine dielektrische Struktur.At the in 9 Embodiment 006 shown on the bottom left is a dielectric structure 4 '' intended. The outer area of the dielectric structure has a size of 120 mm × 120 mm. The inner area has a size of 60 mm × 60 mm, and therefore occupies one quarter of the total size of the dielectric structure. The maximum thickness of the dielectric structure is 12 mm. By contrast, Comparative Example 000 shown on the right dispenses with a dielectric structure.

In 10 sind zwei Diagramme gezeigt, welche die Größe des E-Felds in Abhängigkeit von der Position L auf der in 9 eingezeichneten Verbindungslinie zwischen den beiden Antennen P2 und P1 wiedergeben. Die Antenne P2 der Mobilfunkeinheit ist dabei jeweils bei ca. L = 180 mm angeordnet, die Antenne P1 der Mobilfunk-Basisstation bei ca. L = 800 mm. Die Außenseiten der Fensterscheibe sind bei L = 288 mm und L = 302 mm angeordnet und 10 ebenfalls dargestellt.In 10 Two diagrams are shown showing the size of the E-field as a function of the position L on the in 9 plotted connecting line between the two antennas P2 and P1 play. The antenna P2 of the mobile radio unit is in each case arranged at approximately L = 180 mm, the antenna P1 of the mobile radio base station at approximately L = 800 mm. The outer sides of the window pane are arranged at L = 288 mm and L = 302 mm and 10 also shown.

Oben in 10 ist die Größe des E-Feldes für die Strahlung von der Mobilfunk-Basisstation dargestellt, und zwar mit durchgezogener Linie für das erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel 006 in 9, und in gepunkteter Linie für das Vergleichsbeispiel 000 in 9, bei welchen auf eine dielektrische Struktur verzichtet wurde. Es ist deutlich zu erkennen, dass das E-Feld im Bereich zwischen der Fensterscheibe und der Antenne P2 der Mobilfunk-Einheit erheblich größer ist, wenn erfindungsgemäß eine dielektrische Struktur eingesetzt wird.Top in 10 the magnitude of the E-field for the radiation from the mobile radio base station is shown, with a solid line for the inventive embodiment 006 in FIG 9 , and in dotted line for Comparative Example 000 in FIG 9 in which was dispensed with a dielectric structure. It can be clearly seen that the E field in the region between the window pane and the antenna P2 of the mobile radio unit is considerably larger if a dielectric structure is used according to the invention.

Unten in 10 ist die Größe des E-Feldes für die von der Antenne P2 der Mobilfunk-Einheit ausgestrahlten Signale dargestellt. Zumindest in einem Nahfeldbereich zu der Fensterscheibe ist auch hier das E-Feld bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform 006 gegenüber dem Vergleichsbeispiel 000 deutlich erhöht, wobei die Erhöhung jedoch mit zunehmenden Abstand geringer wird. Zumindest ergibt sich jedoch auch für das Fernfeld keine Verschlechterung der Abstrahlungscharakteristik für die Mobilfunk-Einheit durch den Einsatz der dielektrischen Struktur.Down in 10 is the size of the E-field for the radiated from the antenna P2 of the mobile unit signals. At least in a near field region to the window pane, the E field in the embodiment 006 according to the invention is also significantly increased compared to the comparative example 000, but the increase becomes smaller with increasing distance. At least, however, there is no deterioration of the radiation characteristic for the mobile radio unit due to the use of the dielectric structure even for the far field.

11 zeigt einen weiteren Versuchsaufbau, welcher im Hinblick auf die jeweiligen Abmessungen und Abstände dem in 9 gezeigten Versuchsaufbau entspricht. Als dielektrische Struktur 4''' wurde nun eine Struktur gewählt, welche sowohl in horizontaler, als auch in vertikaler Ebene spiegelsymmetrisch ausgeführt ist. Bei dem Ausführungsbeispiel links unten in 11 (1H_2H) wurden sowohl die Antenne P1_H der Basisstation, als auch die Antenne P2_H der Mobilfunk-Basisstation als horizontal ausgerichtete Reihenantenne, bei dem rechts dargestellten Ausführungsbeispiel (1V_2V) jeweils als vertikal ausgerichtete Spaltenantennen P1_V bzw. P2_V ausgeführt. 11 shows a further experimental design, which with respect to the respective dimensions and distances in the 9 shown test setup corresponds. As a dielectric structure 4 ''' Now, a structure has been chosen which is mirror-symmetrical both in the horizontal and in the vertical plane. In the embodiment below left in 11 (1H_2H), both the antenna P1 _{H of} the base station, and the antenna P2 _{H of} the mobile radio base station as a horizontally oriented series antenna, in the embodiment shown right (1V_2V) respectively as vertically aligned column antennas P1 _V and P2 _V executed.

In 12 werden wiederrum Diagramme der Größe des E-Feldes in Abhängigkeit von der Position L gezeigt, welche in ihrem Aufbau den Diagrammen in 10 entsprechen. Die beiden in 11 gezeigten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele sind wiederum mit durchgezogener Linie gezeigt, die in 11 nicht dargestellten Vergleichsbeispiele ohne eine dielektrische Struktur gepunktet. Die Ergebnisse entsprechen sowohl für die vertikale, als auch für die horizontale Polarisation den bereits in 10 gezeigten Ergebnissen.In 12 In turn, diagrams of the size of the E-field as a function of the position L are shown, which in their structure correspond to the diagrams in FIG 10 correspond. The two in 11 embodiments of the invention shown are again shown by a solid line in 11 Comparative examples not shown dotted without a dielectric structure. The results are similar to those for both vertical and horizontal polarization 10 shown results.

In 13 ist ein weiterer Versuchsaufbau dargestellt, wobei oben das Vergleichsbeispiel 000 und unten das erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel 001 dargestellt sind. Die relativen Positionen entsprechen dabei wieder den in 9 und 11 dargestellten Anordnungen, wobei wiederrum eine in vertikaler und horizontaler Ebene spiegelsymmetrische dielektrische Struktur 4'' eingesetzt wird.In 13 is a further experimental design shown, wherein above the Comparative Example 000 and below the embodiment 001 according to the invention are shown. The relative positions correspond again to the in 9 and 11 arrangements shown, in turn, a mirror-symmetrical in vertical and horizontal plane dielectric structure 4 '' is used.

14 zeigt die Größe des E-Feldes in Abhängigkeit von der Position L für die von der Antenne P1 der Mobilfunk-Basisstation ausgestrahlte Strahlung in einem Bereich hinter der Fensterscheibe 3. Oben ist die Größe des E-Feldes eingezeichnet, wenn man von einem Einzelstrahler als Quelle ausgeht, welcher in einem Abstand von nur 500 mm von der Fensterscheibe 3 entfernt angeordnet ist. Unten ist die Größe des E-Feldes dagegen für ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei welchem von einer ebenen Welle für die Strahlung der Basisstation ausgegangen wird, d. h. für einen Fall, in welchem ein erheblich größerer Abstand vorliegt. 14 shows the size of the E-field as a function of the position L for the radiated by the antenna P1 of the mobile radio base station radiation in an area behind the window pane 3 , At the top, the size of the E-field is plotted, assuming a single emitter as the source, which is at a distance of only 500 mm from the windowpane 3 is arranged remotely. In contrast, the size of the E-field is shown below for an exemplary embodiment in which a plane wave is assumed for the radiation of the base station, ie for a case in which there is a considerably greater distance.

In beiden Fällen zeigt sich, dass zumindest über den Großteil der Positionen L das E-Feld für das erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele 001 deutlich höher liegt als für das Vergleichsbeispiel 000. Dies gilt sowohl für den Absolutwert, als auch für die Feldverteilung in X- und Y-Richtung, d. h. die Feldanteile orthogonal zur Ausbreitung in Z-Richtung.In both cases, it can be seen that at least over the majority of the positions L, the E field for the exemplary embodiments 001 according to the invention is markedly higher than for the comparative example 000. This applies both to the absolute value and to the field distribution in X and Y modes. Direction, d. H. the field components orthogonal to the propagation in the Z direction.

In 15 ist die Stärke des E-Feldes der von der Antenne P1 der Basisstation ausgesandten Strahlung dargestellt, und zwar für das in 2 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel mit einer dielektrischen Struktur 4' mit einem Innenbereich 10 und einem Außenbereich 11. Wie in dem Diagramm deutlich zu erkennen, weist die dielektrische Struktur zum einen eine Bündelwirkung für die in Sichtverbindung LOS ausgetauschte Strahlung 8 auf. Zum anderen sind zwei bevorzugte, in einem gewissen Winkel hierzu verlaufende Abstrahlrichtungen für an Objekten P n und P n + 1 reflektierte Strahlen 9 und 9' vorgesehen. Dies wird durch die unterschiedliche Optimierung des Innenbereiches 10 und des Außenbereichs 11 erreicht. In 15 is shown the strength of the E-field of the radiation emitted by the antenna P1 of the base station, for the in 2 illustrated second embodiment with a dielectric structure 4 ' with an interior area 10 and an outdoor area 11 , As can be clearly seen in the diagram, the dielectric structure has, on the one hand, a bundling effect for the radiation which is in visual contact LOS 8th on. On the other hand, two preferred, at a certain angle thereto extending radiating directions for objects P n and P n + 1 reflected rays 9 and 9 ' intended. This is due to the different optimization of the interior 10 and the outdoor area 11 reached.

16 zeigt die Größe des E-Felds der von der Antenne P2 der Mobilfunk-Einheit abgesandten Strahlung für die in 15 dargestellte Ausführungsform. Auch hier zeigt sich, dass die dielektrische Struktur 4 zumindest im Nahfeld einen erheblichen Einfluss auf die von der Mobilfunk-Einheit zur Basisstation ausgesandte Strahlung hat, und im Hinblick auf das Fernfeld zumindest keine negativen Auswirkungen aufweist. Wie in dem Diagramm zu erkennen, weist die dielektrische Struktur auch hier eine Bündelwirkung für die in Sichtverbindung LOS ausgetauschte Strahlung 8 auf. Zum anderen sind zwei bevorzugte, in einem gewissen Winkel hierzu verlaufende Abstrahlrichtungen für an Objekten P n und P n + 1 reflektierte Strahlen 9 und 9' vorgesehen. Dies ist wiederum auf die unterschiedliche Optimierung des Innenbereiches 10 und des Außenbereichs 11 zurück zu führen. Da im vorliegenden Ausführungsbeispiel die dielektrische Struktur nicht wesentlich größer ist als die Apertur der Antenne P2, hat der Außenbereich 11 auch auf die von der von der Mobilfunk-Einheit ausgestrahlten Signale erhebliche Auswirkungen. 16 shows the size of the E-field emitted by the antenna P2 of the mobile unit radiation for the in 15 illustrated embodiment. Again, it shows that the dielectric structure 4 at least in the near field has a significant impact on the emitted from the mobile unit to the base station radiation, and has at least no negative effects in terms of the far field. As can be seen in the diagram, the dielectric structure also has a bundling effect here for the light which is in visual contact LOS 8th on. On the other hand, two preferred, at a certain angle thereto extending radiating directions for objects P n and P n + 1 reflected rays 9 and 9 ' intended. This in turn is due to the different optimization of the interior 10 and the outdoor area 11 to lead back. In the present embodiment, since the dielectric structure is not substantially larger than the aperture of the antenna P2, the outside area has 11 also have a significant impact on the signals emitted by the mobile unit.

17 zeigt eine Versuchsanordnung mit einer bei L = 800 mm angeordneten Antenne der Mobilfunk-Basisstation, wobei für die Strahlung der Mobilfunk-Basisstation für die Simulation jedoch von einer ebenen Welle ausgegangen wird. 17 shows a test arrangement with a arranged at L = 800 mm antenna of the mobile radio base station, but for the radiation of the mobile radio base station for the simulation is assumed by a plane wave.

Die Fensterscheibe 3 ist wieder zwischen L = 288 mm und L 0 302 mm angeordnet. Weiterhin sind ein Vergleichsbeispiel 000 und drei erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele 001, 002 und 003 gezeigt. Bei den Ausführungsbeispielen 001 und 002 wird jeweils eine dielektrische Struktur 4 gemäß dem in 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel eingesetzt, bei welchem die gesamte dielektrische Struktur als eine Sammellinse für die in Sichtkontakt ausgetauschte Strahlung wirkt. Die beiden eingesetzten dielektrischen Strukturen unterscheiden sich lediglich im Hinblick auf die Stärke der Bündelwirkung. Bei dem Ausführungsbeispiel 003 wird dagegen eine dielektrische Struktur 4''' gemäß dem in 2 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel eingesetzt, d. h. mit einem Innenbereich 10 und einem Außenbereich 11.The window glass 3 is again arranged between L = 288 mm and L 0 302 mm. Furthermore, a comparative example 000 and three embodiments according to the invention 001, 002 and 003 are shown. In the embodiments 001 and 002, a dielectric structure is respectively formed 4 according to the in 1 shown used in the first embodiment, in which the entire dielectric structure acts as a converging lens for the exchanged visible radiation. The two dielectric structures used differ only in terms of the strength of the bundling effect. On the other hand, in the embodiment 003, a dielectric structure becomes 4 ''' according to the in 2 shown used second embodiment, ie with an inner region 10 and an outdoor area 11 ,

18 zeigt die Stärke des E-Feldes für das in 17 gezeigte Vergleichsbeispiel 000 und die drei in 17 gezeigten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele 001, 002 und 003 bei Abstrahlung durch die Antenne P1 der Mobilfunk-Basisstation im Bereich hinter der dielektrischen Struktur. Da der Versuchsaufbau nur in Sichtkontakt ausgetauschte Strahlung berücksichtigt, ist das E-Feld für die beiden Ausführungsbeispiele 001 und 002 am größten, wobei lediglich der Abstand des Maximums zur dielektrischen Struktur unterschiedlich groß ist. Das Ausführungsbeispiel 003 hat gegenüber dem Vergleichsbeispiel 000 jedoch immer noch eine erhebliche Erhöhung des E-Feldes zur Folge. Die Antenne der Mobilfunk-Einheit wird bevorzugt jeweils im Bereich des maximalen E-Feld-Wertes angeordnet. 18 shows the strength of the E field for the in 17 Comparative Example 000 shown and the three in 17 shown inventive embodiments 001, 002 and 003 when irradiated by the antenna P1 of the mobile radio base station in the area behind the dielectric structure. Since the experimental setup takes into account radiation exchanged only in visual contact, the E field is the largest for the two embodiments 001 and 002, with only the distance of the maximum to the dielectric structure being different. However, the embodiment 003 still has a considerable increase in the E-field compared to the comparative example 000. The antenna of the mobile radio unit is preferably arranged in each case in the region of the maximum E-field value.

19 zeigt eine Versuchsanordnung für die in 17 gezeigten Ausführungsbeispiele 002 und 003, wiederum mit einer Anregung durch eine ebene Welle, und die sich ergebenden E-Felder im Diagramm. Dabei ist gut die stärkere Bündelungswirkung für die in Sichtkontakt ausgetauschte Strahlung 8 bei dem Ausführungsbeispiel 002 gemäß 1 zu sehen, sowie die Bündelungswirkung für zusätzliche Abstrahl- bzw. Einstrahlrichtungen 9 und 9' bei dem Ausführungsbeispiel 003 gemäß 2. 19 shows a test arrangement for in 17 shown embodiments 002 and 003, again with an excitation by a plane wave, and the resulting E-fields in the diagram. It is good the stronger bundling effect for the exchanged in visual contact radiation 8th in the embodiment 002 according to 1 to see, as well as the bundling effect for additional radiation or Einstrahlrichtungen 9 and 9 ' in the embodiment 003 according to 2 ,

20 zeigt eine Versuchsanordnung für das in 17 gezeigte Ausführungsbeispiele 002, wiederum mit einer Anregung durch eine von der Mobilfunk-Basisstation ausgehende ebene Welle, und das sich ergebende E-Feld im Diagramm. Hier weist die ebene Welle 7 jedoch einen Winkel α von 15° zur Erstreckungsebene der dielektrischen Struktur auf. Dies entspricht einem Tilt des Kanals der Mobilfunkbasisstation von 15° zur Normalen 12 auf die dielektrische Struktur. 20 shows a test arrangement for in 17 shown embodiments 002, again with an excitation by an outgoing from the mobile radio base station plane wave, and the resulting E-field in the diagram. Here is the plane wave 7 but at an angle α of 15 ° to the plane of extent of the dielectric structure. This corresponds to a tilt of the channel of the mobile radio base station of 15 ° to the normal 12 on the dielectric structure.

Das Diagramm zeigt deutlich, dass sich hierdurch auch auf der Seite der Mobilfunk-Einheit ein Winkel zwischen dem Maximum der in Sichtkontakt übertragenen Strahlung 8 und der Normalen 12 ergibt. Dies führt im Abstand der Antenne P2 der Mobilfunk-Einheit zu einer Verschiebung A des Maximums der einfallenden Strahlung gegenüber dem Mittelpunkt der dielektrischen Struktur. Dies wird bevorzugt durch eine entsprechend verschobene Anordnung der Antenne der Mobilfunk-Einheit relativ zur dielektrischen Struktur ausgeglichen, so dass sich die Antenne der Mobilfunk-Einheit im Maximum befindet.The diagram clearly shows that this also causes an angle between the maximum of the radiation transmitted in visual contact on the mobile unit side 8th and the normal 12 results. This results in the distance of the antenna P2 of the mobile unit to a shift A of the maximum of the incident radiation with respect to the center of the dielectric structure. This is preferably compensated by a correspondingly displaced arrangement of the antenna of the mobile radio unit relative to the dielectric structure, so that the antenna of the mobile radio unit is at the maximum.

Die oben dargestellten Simulationsergebnisse wurden jeweils für eine Frequenz von 28 GHz vorgenommen. In 15 und 16 sowie 18 bis 20 ist dabei jeweils das E-Feld in der XZ-Schnittebene dargestellt, d. h. in einer Ebene senkrecht zur Verbindungsachse zwischen den Antennen P1 und P2.The simulation results presented above were each made for a frequency of 28 GHz. In 15 and 16 such as 18 to 20 In this case, in each case the E-field is shown in the XZ-sectional plane, ie in a plane perpendicular to the Connecting axis between the antennas P1 and P2.

Die vorliegende Erfindung trägt der Tatsache Rechnung, dass die Verluste bei der Wellenausbreitung und Materialdurchdringung mit steigender Frequenz zunehmen. Solche Verluste entstehen z. B. durch Reflexion, Beugung, Brechung, Streuung und Absorption, wobei insbesondere die Verluste durch Absorption für Übertragungsfrequenzen im Bereich von mehr als 3 GHz stark zunehmen. Erfindungsgemäß wird daher die Verbindung zwischen einer außerhalb eines Gebäudes angeordneten Basisstation, sowie einem Innerhalb des Gebäudes angeordneten Transceiver-System verbessert, indem am Gebäude und/oder in einer Gebäudeöffnung, insbesondere an einer Fensterscheibe oder eine Fassadenplatte, eine zwischen den jeweiligen Antennen angeordnete dielektrische Struktur vorgesehen wird.The present invention addresses the fact that losses in wave propagation and material penetration increase with increasing frequency. Such losses arise z. As by reflection, diffraction, refraction, scattering and absorption, in particular, the loss by absorption for transmission frequencies in the range of more than 3 GHz increase sharply. According to the invention, therefore, the connection between a base station arranged outside a building and a transceiver system arranged inside the building is improved by providing a dielectric structure arranged between the respective antennas on the building and / or in a building opening, in particular on a window pane or façade panel is provided.

Die dielektrische Struktur ist dabei so ausgeführt, dass sie die von der Basisstation zum Transceiver-System ausgesandte, in Sichtverbindung übertragene Strahlung zumindest in einem Teilbereich ihrer Erstreckung bündelt und in die andere Richtung, d. h. vom Transceiver-System zur Basisstation, die Strahlung zumindest durchlässt und gegebenenfalls ebenfalls bündelt.The dielectric structure is designed in such a way that it concentrates the radiation transmitted in visual communication from the base station to the transceiver system, at least in a partial region of its extension, and in the other direction, ie. H. from the transceiver system to the base station, which at least transmits radiation and possibly also bundles.

Gegebenenfalls kann ein weiterer Teilbereich der dielektrischen Struktur zur Verbesserung der Übertragung über eine Mehrwege-Ausbreitung herangezogen werden. Dabei kann der Einfluss der Mehrwege-Ausbreitung für die beiden Übertragungsrichtungen unterschiedlich groß gewählt werden.Optionally, another portion of the dielectric structure may be used to enhance transmission over multipath propagation. In this case, the influence of multipath propagation for the two directions of transmission can be chosen to be different.

In einem möglichen Ausführungsbeispiel wird dies dadurch erreicht, dass die über den Winkel unterschiedliche Leistungsverteilung der von der Basisstation bzw. der Transceiver-Einheit auf die dielektrische Struktur einfallenden Strahlung berücksichtigt wird. Dies ist darin begründet, dass die Basisstation und das Transceiver-System unterschiedliche Antennendiagramme und/oder Abstände zur dielektrischen Struktur haben. Dies wird im Design der dielektrischen Struktur mit berücksichtig.In one possible embodiment, this is achieved by taking into account the different power distribution over the angle of the radiation incident on the dielectric structure from the base station or the transceiver unit. This is because the base station and the transceiver system have different antenna patterns and / or distances to the dielectric structure. This is taken into account in the design of the dielectric structure.

In einer möglichen Ausführungsform kann die dielektrische Struktur in einen Innenbereich und einen Außenbereich eingeteilt werden. Der Innenbereich kann auf die Sichtverbindung mit der Mobilfunk-Basisstation optimiert sein, der zweite Bereich auf Mehrwegeausbreitung zwischen Mobilfunk-Einheit und Mobilfunk-Basisstation.In one possible embodiment, the dielectric structure may be divided into an interior area and an exterior area. The indoor area can be optimized for the line-of-sight connection with the mobile radio base station, the second area for multipath propagation between the mobile radio unit and the mobile radio base station.

Alternativ kann auch die gesamte dielektrische Struktur zur Bündelung der in Sichtverbindung übertragenen Signale herangezogen werden.Alternatively, the entire dielectric structure can also be used to bundle the signals transmitted in line-of-sight connection.

Die dielektrische Struktur stellt eine Linse für die jeweils ausgestrahlte Strahlung dar, kann dabei jedoch eine nahezu beliebige Form haben. Bevorzugt sind die dielektrischen Strukturen zumindest bezüglich einer Ebene, weiter bevorzugt bezüglich von zwei orthogonal aufeinander stehenden Ebenen symmetrisch ausgeführt.The dielectric structure is a lens for the radiation emitted in each case, but may have an almost arbitrary shape. Preferably, the dielectric structures are embodied symmetrically at least with respect to a plane, more preferably with respect to two orthogonal planes.

Die endgültige Form hängt bevorzugt vom Abstand und den Antennendiagrammen sowie von Materialparametern ab. Die dielektrische Struktur kann bspw. gleiche oder ähnliche Materialeigenschaften wie das Fenster bzw. die Gebäudeplatte aufweisen, auf welcher sie aufgebracht ist. Dies ist jedoch keine Voraussetzung.The final shape preferably depends on the distance and the antenna diagrams as well as material parameters. The dielectric structure may, for example, have the same or similar material properties as the window or the building panel on which it is applied. This is not a requirement.

Die Ausgestaltung der dielektrischen Struktur hängt üblicherweise auch davon ab, ob die Antennendiagramme der Mobilfunk-Einheit des Transceiver-Systems und/der Basisstation in der vertikalen und horizontalen Ebene die gleichen oder unterschiedliche Öffnungswinkel bzw. Halbwertsbreiten haben. Weiterhin ist es wie oben bereits dargestellt denkbar, die dielektrische Struktur zur Verwendung mit schräg einfallender Strahlung durch eine asymmetrische Ausführung zu optimieren.The configuration of the dielectric structure usually also depends on whether the antenna diagrams of the mobile radio unit of the transceiver system and / or the base station in the vertical and horizontal plane have the same or different opening angles or half-widths. Furthermore, as already illustrated above, it is conceivable to optimize the dielectric structure for use with obliquely incident radiation by an asymmetrical design.

Mögliche Ausführungsbeispiele einer dielektrischen Struktur für das in 1 dargestellte erste Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Transceiver-Systems sind in 21 dargestellt. Die jeweiligen Linsen sind dabei so ausgelegt, dass Sie für eine aus einer Richtung einstrahlende ebene Welle nur einen Fokuspunkt bzw. Fokusbereich aufweisen.Possible embodiments of a dielectric structure for the in 1 illustrated first embodiment of a transceiver system according to the invention are in 21 shown. The respective lenses are designed in such a way that they only have one focal point or focus area for a plane wave radiating from one direction.

Bei dem Ausführungsbeispiel A handelt es sich um eine Sammellinse mit einer durchgehenden gebogenen Fläche, insbesondere um eine sphärische Linse. Bei dem Ausführungsbeispiel B handelt es sich um eine Fresnel-Linse, bei welcher die einzelnen Fresnel-Bereiche durch ein Relief in der Oberfläche der Linse gebildet werden. Bei dem Ausführungsbeispiel C handelt es sich um eine Fresnel-Linse, bei welcher die einzelnen Fresnel-Bereiche durch Körper mit einem Index-Gradienten gebildet werden. Bei dem Ausführungsbeispiel D handelt es sich um eine Sammel-Linse, welche aus mehreren konzentrischen Ringen mit unterschiedlicher Dichte besteht, wobei bevorzugt die unterschiedliche Dichte durch eine unterschiedliche Materialverdichtung des eingesetzten Material erzeugt wird, bspw. im 3-D Druck.In the embodiment A is a converging lens with a continuous curved surface, in particular a spherical lens. Embodiment B is a Fresnel lens in which the individual Fresnel regions are formed by a relief in the surface of the lens. Embodiment C is a Fresnel lens in which the individual Fresnel regions are formed by bodies having an index gradient. In the embodiment D is a collection lens, which consists of several concentric rings with different density, wherein preferably the different density is generated by a different material compression of the material used, for example. In 3-D printing.

Ein mögliches Ausführungsbeispiel einer dielektrischen Struktur für das in 2 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Transceiver-Systems ist in 22 dargestellt. Die Linse ist dabei so ausgelegt, dass sie aus unterschiedlichen Richtungen 60, 61 und 62 einstrahlende ebene Wellen auf einen gemeinsamen Fokusbereich 63 fokussiert. Hierfür weist sie einen ersten Bereich 10 auf, welcher für die Sichtverbindung genutzt wird, und einen in zwei Abschnitte 64 und 65 aufgeteilten zweiten Bereich 11, welcher für die Mehrwegeausbreitung genutzt wird. Im Ausführungsbeispiel umfassen der erste Bereich 10 und der zweite Bereich 11 jeweils mindestens einen Linsenabschnitt mit unterschiedlich ausgerichteter optischer Achse. Die beiden Abschnitte 64 und 65 des zweiten Bereiches sind dabei im Außenbereich des ersten Bereiches 10 angeordnet. Im Ausführungsbeispiel sind die Linsenabschnitte als sphärische Linsen ausgeführt. Auch hier wäre jedoch der Einsatz von Fresnel-Linsen denkbar.A possible embodiment of a dielectric structure for the in 2 illustrated second embodiment of a transceiver system according to the invention is in 22 shown. The lens is designed to be from different directions 60 . 61 and 62 radiating plane waves on a common focus area 63 focused. For this purpose, it has a first area 10 on, which is used for the line of sight, and one in two sections 64 and 65 split second area 11 , which is used for multipath propagation. In the exemplary embodiment, the first area comprises 10 and the second area 11 in each case at least one lens section with differently aligned optical axis. The two sections 64 and 65 of the second area are in the outer area of the first area 10 arranged. In the exemplary embodiment, the lens sections are designed as spherical lenses. Again, however, the use of Fresnel lenses would be conceivable.

Je nach Frequenzanordnung ist durch die vorliegende Erfindung ein Übertragungsgewinn von 3 dB und mehr denkbar, wie anhand der oben dargestellten Simulationen ersichtlich ist. Für weiter innerhalb des Gebäudes angeordnete Endgeräte ist durch das in einem Bereich des Fensters bzw. der Außenhaut des Gehäuses angeordnete, als Relay bzw. Repeater arbeitende Transceiver-System gemäß der vorliegenden Erfindung eine noch erheblich größere Verbesserung der Verbindungsqualität gegeben.Depending on the frequency arrangement, a transmission gain of 3 dB and more is conceivable by the present invention, as can be seen from the simulations presented above. For arranged further inside the building terminals is provided by the arranged in a region of the window or the outer skin of the housing, working as a relay or repeater transceiver system according to the present invention, a much greater improvement in the connection quality.

Dies gilt insbesondere dann, wenn weiterhin ein Umsetzer eingesetzt wird, welcher für die Kommunikation innerhalb des Gebäudes mit den Endgeräten und/oder Netzwerkkomponenten einen anderen Frequenzbereich und/oder ein anderes Übertragungsprotokoll nutzt, als für die Kommunikation zwischen der Mobilfunk-Einheit des Transceiver-Systems und der Basisstation.This applies in particular if, furthermore, a converter is used which uses a different frequency range and / or a different transmission protocol for communication within the building with the terminals and / or network components than for the communication between the mobile radio unit of the transceiver system and the base station.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 2009/0315794 A1 [0002] US 2009/0315794 A1 [0002]
JP 07099407 A [0003] JP 07099407 A [0003]
DE 19737254 C1 [0004] DE 19737254 C1 [0004]
CN 1170878 A [0005] CN 1170878 A [0005]
US 2013/0076581 [0005] US 2013/0076581 [0005]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

Artikel „3D Printed Dielectric Fresnel Lens”, Shiyu Zhang, EuCap 2016, 1570229644 [0005] Article "3D Printed Dielectric Fresnel Lens", Shiyu Zhang, EuCap 2016, 1570229644 [0005]

Claims

Transceiver-System mit einer Mobilfunk-Einheit und einer dielektrischen Struktur, wobei die dielektrische Struktur in einer Hauptabstrahlrichtung einer Antenne der Mobilfunk-Einheit angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Mobilfunk-Einheit über ihre Antenne mit einer Mobilfunk-Basisstation kommunizieren kann, wobei die dielektrische Struktur in einer Gebäudeöffnung und/oder an einem Gebäude anordenbar ist und von der Mobilfunk-Basisstation ausgestrahlte Mobilfunk-Signale auf die Antenne der Mobilfunk-Einheit bündelt.Transceiver system comprising a mobile radio unit and a dielectric structure, wherein the dielectric structure is arranged in a main radiation direction of an antenna of the mobile radio unit, characterized in that the mobile radio unit can communicate with a mobile radio base station via its antenna, wherein the dielectric structure can be arranged in a building opening and / or on a building and bundles mobile radio signals emitted by the mobile radio base station onto the antenna of the mobile radio unit.

Transceiver-System nach Anspruch 1, mit einem Umsetzer, welcher die Signale der Mobilfunk-Einheit zur bidirektionalen Kommunikation mit Endgeräten und/oder Netzwerkkomponenten in einen anderen Frequenzbereich und/oder in ein anderes Übertragungsprotokoll umsetzt, und/oder wobei die Mobilfunk-Einheit stationär am Gebäude anordenbar ist.Transceiver system according to claim 1, comprising a converter, which converts the signals of the mobile radio unit for bidirectional communication with terminals and / or network components in a different frequency range and / or in another transmission protocol, and / or wherein the mobile radio unit stationary at Building is arrangeable.

Transceiver-System nach Anspruch 1 oder 2, wobei die dielektrische Struktur von der Antenne der Mobilfunk-Einheit zur Basisstation ausgestrahlte Mobilfunk-Signale ohne Streuung passieren lässt und/oder bündelt, wobei die dielektrische Struktur bevorzugt zumindest in einem Teilbereich in einer ersten Richtung, insbesondere in Sichtverbindung und/oder in einer Hauptabstrahlrichtung der Mobilfunk-Basisstation ausgetauschte Signale auf die Antenne der Mobilfunk-Einheit bündelt, wobei die dielektrische Struktur über ihre gesamte Erstreckung in einer ersten Richtung, insbesondere in Sichtverbindung und/oder in einer Hauptabstrahlrichtung der Mobilfunk-Basisstation ausgetauschte Signale auf die Antenne der Mobilfunk-Einheit bündelt und bevorzugt auf die erste Richtung optimiert ist, oder einen ersten und einen zweiten Bereich mit unterschiedlichen optischen Eigenschaften aufweist, wobei der erste Bereich bevorzugt in einer ersten Richtung, insbesondere in Sichtverbindung und/oder in einer Hauptabstrahlrichtung der Mobilfunk-Basisstation ausgetauschte Signale bündelt und wobei bevorzugt der zweite Bereich in mindestens einer zweiten Richtung, insbesondere über Mehrwegeausbreitung zwischen Mobilfunk-Einheit und Mobilfunk-Basisstation ausgetauschte Signale auf die Antenne der Mobilfunk-Einheit bündelt, wobei der erste Bereich bevorzugt auf die erste Richtung, insbesondere die Sichtverbindung mit der Mobilfunk-Basisstation optimiert ist und der zweite Bereich bevorzugt auf die zweite Richtung, insbesondere die Mehrwegeausbreitung zwischen Mobilfunk-Einheit und Mobilfunk-Basisstation optimiert ist, und/oder wobei bevorzugt auf den ersten Bereich die Hauptabstrahlrichtung der Antenne der Mobilfunk-Einheit gerichtet ist.Transceiver system according to claim 1 or 2, wherein the dielectric structure from the antenna of the mobile radio unit to the base station passes and radiates mobile signals without scattering, wherein the dielectric structure preferably at least in a partial area in a first direction, in particular in line of sight and / or bundled in a main emission direction of the mobile radio base station exchanged signals to the antenna of the mobile unit, wherein the dielectric structure over its entire extent in a first direction , in particular in visual communication and / or in a main radiation direction of the mobile radio base station bundles signals to the antenna of the mobile unit and is preferably optimized in the first direction, or has a first and a second region with different optical properties, wherein the first region preferably in a first direction, in particular in line of sight and / or bundled in a main emission direction of the mobile radio base station exchanged signals and preferably wherein the second region in at least one second direction, in particular via multipath propagation between Mobilf Unk unit and mobile base station bundles exchanged signals to the antenna of the mobile unit, wherein the first area is preferably optimized in the first direction, in particular the line-of-sight with the mobile radio base station and the second area preferably in the second direction, in particular the Multipath propagation between the mobile radio unit and the mobile radio base station is optimized, and / or wherein the main radiation direction of the antenna of the mobile radio unit is preferably directed to the first area.

Transceiver-System nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei mindestens 30%, weiter bevorzugt mindestens 50% der von der Mobilfunk-Einheit ausgestrahlten Leistung durch die dielektrische Struktur und weiter bevorzugt durch den ersten Bereich hindurch geht und/oder wobei der erste Bereich einen Innenbereich und der zweite Bereich einen Außenbereich der dielektrischen Struktur bildet und/oder in diesem angeordnet ist und/oder wobei der zweite Bereich mindestens 50%, weiter bevorzugt mindestens 70%, weiter bevorzugt mindestens 85% der Gesamtfläche der dielektrischen Struktur einnimmt, oder wobei der erste Bereich mindestens 50%, bevorzugt mindestens 70%, weiter bevorzugt mindestens 85% der Gesamtfläche der dielektrischen Struktur einnimmt, und/oder wobei der erste und/oder der zweite Bereich eine Erstreckung in zumindest einer Richtung von weniger als 30 cm, bevorzugt von weniger als 20 cm, weiter bevorzugt von weniger als 10 cm aufweist.Transceiver system according to one of the preceding claims, wherein at least 30%, more preferably at least 50% of the radiated by the mobile unit power through the dielectric structure and more preferably passes through the first region and / or wherein the first region forms an inner region and the second region forms an outer region of the dielectric structure and / or wherein the second region is at least 50%, more preferably at least 70%, more preferably at least 85% of the total area of the dielectric structure or wherein the first region occupies at least 50%, preferably at least 70%, more preferably at least 85% of the total area of the dielectric structure, and / or wherein the first and / or the second region has an extension in at least one direction of less than 30 cm, preferably less than 20 cm, more preferably less than 10 cm.

Transceiver-System nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Abstand zwischen der dielektrischen Struktur und der Antenne der Mobilfunk-Einheit zwischen 0 mm und 300 mm beträgt, bevorzugt zwischen 5 mm und 200 mm, weiter bevorzugt zwischen 30 mm und 150 mm, und/oder wobei die dielektrische Struktur aus einer oder mehreren dielektrischen Platten besteht, welche bevorzugt ein Relief aufweisen, und/oder wobei die dielektrische Struktur Bereiche mit unterschiedlicher relativer Permittivität aufweist, z. B. Ringe oder Schichten mit einer unterschiedlichen Dichte und/oder wobei die dielektrische Struktur mindestens einen dielektrischen Körper mit einem Index-Gradienten aufweist, z. B. einen dielektrische Körper wie Quader oder Zylinder, und/oder wobei die dielektrische Struktur und insbesondere die eine oder mehreren dielektrischen Platten eine maximale Dicke zwischen 2 mm und 40 mm, bevorzugt zwischen 4 mm und 20 mm aufweist, und/oder wobei die dielektrische Struktur eine maximale Erstreckung von weniger als 100 cm, bevorzugt von weniger als 50 cm, weiter bevorzugt von weniger als 30 cm aufweist.Transceiver system according to one of the preceding claims, wherein the distance between the dielectric structure and the antenna of the mobile unit is between 0 mm and 300 mm, preferably between 5 mm and 200 mm, more preferably between 30 mm and 150 mm, and / or wherein the dielectric structure consists of one or more dielectric plates, which preferably have a relief, and / or wherein the dielectric structure has regions with different relative permittivity, e.g. As rings or layers with a different density and / or wherein the dielectric structure has at least one dielectric body with an index gradient, for. As a dielectric body such as cuboid or cylinder, and / or wherein the dielectric structure and in particular the one or more dielectric plates has a maximum thickness between 2 mm and 40 mm, preferably between 4 mm and 20 mm, and / or wherein the dielectric Structure has a maximum extension of less than 100 cm, preferably less than 50 cm, more preferably less than 30 cm.

Transceiver-System nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die dielektrische Struktur an einem Fenster und/oder einer Fassadenplatte eines Gebäudes anordenbar ist, insbesondere an der Außenseite und/oder Innenseite des Fensters und/oder der Fassadenplatte.Transceiver system according to one of the preceding claims, wherein the dielectric structure can be arranged on a window and / or a facade panel of a building, in particular on the outside and / or inside of the window and / or the facade panel.

Transceiver-System nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Mobilfunk-Einheit und der Umsetzer eine Baueinheit bilden, wobei die Baueinheit bevorzugt weiterhin eine Stromversorgung aufweist, insbesondere ein Netzteil, und/oder wobei die Baueinheit bevorzugt in einer Gebäudeöffnung und/oder an einem Gebäude anordenbar ist, insbesondere an einem Fenster und/oder einer Fassadenplatte eines Gebäudes, und/oder wobei die Baueinheit bevorzugt ein Gehäuse aufweist, welches die Baueinheit und den Bereich zwischen der Antenne der Mobilfunk-Einheit und dem Fenster und/oder der Fassadenplatte umgibt und/oder Befestigungselemente zur Befestigung mit dem Fenster und/oder der Fassadenplatte umfasst.Transceiver system according to one of the preceding claims, wherein the mobile radio unit and the converter form a structural unit, wherein the structural unit preferably further comprises a power supply, in particular a power supply, and / or wherein the structural unit preferably in a building opening and / or on a building can be arranged, in particular on a window and / or a Facade panel of a building, and / or wherein the assembly preferably has a housing which surrounds the assembly and the area between the antenna of the mobile unit and the window and / or the facade panel and / or fasteners for attachment to the window and / or the Includes facade panel.

Transceiver-System nach Anspruch 7, wobei die Baueinheit weiterhin die dielektrische Struktur umfasst, so dass die Mobilfunk-Einheit, der Umsetzer und die dielektrische Struktur als Baueinheit in der Gebäudeöffnung und/oder dem Gebäude montierbar sind, wobei die Baueinheit bevorzugt eine Verstellanordnung umfasst, durch welche die Relativposition zwischen der Antenne der Mobilfunk-Einheit und der dielektrischen Struktur verstellbar ist.Transceiver system according to claim 7, wherein the assembly further comprises the dielectric structure, so that the mobile radio unit, the converter and the dielectric structure are mountable as a structural unit in the building opening and / or the building, wherein the structural unit preferably comprises an adjustment arrangement, by which the relative position between the antenna of the mobile radio unit and the dielectric structure is adjustable.

Transceiver-System nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Hauptabstrahlrichtung der Antenne der Mobilfunk-Einheit mechanisch und/oder elektronisch einstellbar ist, insbesondere in zwei orthogonalen Ebenen einstellbar ist, wobei die Hauptabstrahlrichtung der Antenne der Mobilfunk-Einheit bevorzugt in einer und weiter bevorzugt in zwei orthogonalen Ebenen in einem Verstellbereich von mindestens 20°, weiter bevorzugt von mindestens 30° einstellbar ist.Transceiver system according to one of the preceding claims, wherein the main emission of the antenna of the mobile unit is mechanically and / or electronically adjustable, in particular in two orthogonal planes is adjustable, the main emission of the antenna of the mobile unit preferably in one and more preferably in two orthogonal planes in an adjustment of at least 20 °, more preferably at least 30 ° is adjustable.

Transceiver-System nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Antenne der Mobilfunk-Einheit als eine Gruppenantenne ausgestaltet ist, insbesondere eine Gruppenantenne mit mehrere Spalten und Reihen, insbesondere mehr als 3 Spalten und Reihen, und/oder eine Halbwertsbreite von weniger als 20°, weiter bevorzugt von weniger als 10° in mindestens einer Ebene und bevorzugt in zwei orthogonalen Ebenen aufweist.Transceiver system according to one of the preceding claims, wherein the antenna of the mobile radio unit is designed as a group antenna, in particular a group antenna having a plurality of columns and rows, in particular more than 3 columns and rows, and / or a half width of less than 20 °, more preferably of less than 10 ° in at least one plane and preferably in two orthogonal planes.

Transceiver-System nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Mobilfunk-Einheit über Mobilfunk-Signale in einem Frequenzbereich von 3 GHz bis 300 GHz, insbesondere in einem Frequenzbereich von 20 GHz bis 60 GHz mit der Basisstation kommuniziert, und/oder wobei der Umsetzer eine Kommunikation mit Endgeräten und/oder Netzwerkkomponenten über drahtlose Signale in einem Frequenzbereich zwischen 0,3 GHz und 6 GHz ermöglicht, und/oder wobei der Umsetzer eine drahtgebundene Kommunikation und/oder eine lokale drahtlose Kommunikation und/oder eine Mobilfunk-Kommunikation mit Endgeräten und/oder Netzwerkkomponenten ermöglicht, und/oder wobei der Umsetzer zur Kommunikation mit Endgeräten und/oder Netzwerkkomponenten einen oder mehrere der folgenden Kommunikationsstandards unterstützt: LAN, RAN, WLAN, WIFI, BLUETOOTH, GSM, UMTS, LTE.Transceiver system according to one of the preceding claims, wherein the mobile unit communicates via mobile radio signals in a frequency range of 3 GHz to 300 GHz, in particular in a frequency range of 20 GHz to 60 GHz with the base station, and / or wherein the converter a Communication with terminals and / or network components via wireless signals in a frequency range between 0.3 GHz and 6 GHz, and / or wherein the converter has a wired communication and / or a local wireless communication and / or a mobile radio communication with terminals and / or network components, and / or wherein the converter for communicating with terminals and / or network components supports one or more of the following communication standards: LAN, RAN, WLAN, WIFI, BLUETOOTH, GSM, UMTS, LTE.

Kommunikationssystem mit einer Basisstation und einem Transceiver-System nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei bevorzugt die Hauptabstrahlrichtung der Antenne der Mobilfunkeinheit und die Hauptabstrahlrichtung eines Kanals der Basisstation so ausgerichtet sind, dass sich die Antenne der Mobilfunkeinheit im Bereich der Halbwertsbreite des Strahlungsdiagramms des Kanals der Basisstation und die Antenne der Basisstation im Bereich der Halbwertsbreite des Strahlungsdiagramms der Antenne der Mobilfunk-Einheit befinden.Communication system comprising a base station and a transceiver system according to one of the preceding claims, wherein preferably the main emission of the antenna of the mobile unit and the main emission of a channel of the base station are aligned so that the antenna of the mobile unit in the range of the half width of the radiation pattern of the channel of the base station and the antenna of the base station are in the range of the half width of the radiation pattern of the antenna of the mobile radio unit.

Verfahren zur Montage und/oder zum Betrieb eines Kommunikationssystems mit einer Basisstation und einem Transceiver-System, insbesondere eines Kommunikationssystems nach Anspruch 12, wobei das Transceiver-System eine Mobilfunk-Einheit und eine dielektrische Struktur aufweist, wobei die dielektrische Struktur in einer Hauptabstrahlrichtung einer Antenne der Mobilfunk-Einheit angeordnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Mobilfunk-Einheit über ihre Antenne mit einer Mobilfunk-Basisstation kommuniziert, wobei zwischen der Antenne der Mobilfunk-Einheit und der Basisstation die dielektrische Struktur so angeordnet wird, insbesondere in einer Gebäudeöffnung und/oder an einem Gebäude, wobei die dielektrische Struktur von der Mobilfunk-Basisstation ausgestrahlte Mobilfunk-Signale auf die Antenne der Mobilfunk-Einheit bündelt und bevorzugt von der Antenne der Mobilfunk-Einheit zur Basisstation ausgestrahlte Mobilfunk-Signale ohne Streuung passieren lässt und/oder bündelt.A method for assembling and / or operating a communication system having a base station and a transceiver system, in particular a communication system according to claim 12, wherein the transceiver system comprises a mobile unit and a dielectric structure, wherein the dielectric structure in a main radiation direction of an antenna the mobile radio unit is arranged, characterized in that the mobile radio unit communicates via its antenna with a mobile radio base station, wherein between the antenna of the mobile radio unit and the base station, the dielectric structure is arranged, in particular in a building opening and / or on a building, wherein the dielectric structure bundles mobile radio signals emitted by the mobile radio base station onto the antenna of the mobile radio unit and preferably passes and / or bundles mobile radio signals radiated from the antenna of the mobile radio unit to the base station without scattering.

Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Hauptabstrahlrichtung der Antenne der Mobilfunk-Einheit auf die Basisstation ausgerichtet wird und/oder die Position der dielektrischen Struktur und/oder Hauptabstrahlrichtung der Antenne der Mobilfunk-Einheit so gewählt wird, dass die Hauptabstrahlrichtung der Antenne der Mobilfunk-Einheit auf die dielektrische Struktur und bevorzugt einen Innenbereich der dielektrischen Struktur gerichtet ist, und/oder wobei die Hauptabstrahlrichtung mindestens eines Kanales der Basisstation so ausgerichtet wird, dass sich die Antenne der Mobilfunk-Einheit im Bereich der Halbwertsbreite befindet.A method according to claim 13, wherein the main radiation direction of the antenna of the mobile radio unit is aligned with the base station and / or the position of the dielectric structure and / or main radiation direction of the antenna of the mobile radio unit is chosen such that the main radiation direction of the antenna of the mobile radio unit is directed to the dielectric structure and preferably an inner region of the dielectric structure, and / or wherein the main radiation direction of at least one channel of the base station is aligned so that the antenna of the mobile radio unit is in the range of the half width.

Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, wobei das Transceiver-System einen Umsetzer aufweist, welcher die Signale der Mobilfunk-Einheit zur bidirektionalen Kommunikation mit Endgeräten und/oder Netzwerkkomponenten in einen anderen Frequenzbereich und/oder in ein anderes Übertragungsprotokoll umsetzt.The method of claim 13 or 14, wherein the transceiver system comprises a converter, which converts the signals of the mobile unit for bidirectional communication with terminals and / or network components in a different frequency range and / or in another transmission protocol.