DE10359623A1 - Mobile antenna arrangement for a base station - Google Patents
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Abstract
Eine verbesserte Mobilfunk-Antennenanordnung für eine Basisstation zeichnet sich durch folgende Merkmale aus: DOLLAR A - Innerhalb des Radoms (3) ist eine in Längs- und/oder Vertikalrichtung verlaufende Schwenkachse oder Schwenkeinrichtung (21) vorgesehen, DOLLAR A - an der Schwenkeinrichtung oder Schwenkachse (21) ist der Reflektor (13) zumindest mittelbar gehalten und montiert, DOLLAR A - der Innenraum (3') des Radoms (3) ist so bemessen, dass über die innerhalb des Radoms (3) befindliche Schwenkeinrichtung oder Schwenkachse (21) der innerhalb des Radoms (3) befindliche Reflektor (13) und die vorgesehenen Strahler (15) in Azimutrichtung relativ zum Radom (3) verschwenkbar sind.An improved mobile radio antenna arrangement for a base station is characterized by the following features: DOLLAR A - Within the radome (3) is provided in the longitudinal and / or vertical direction pivot axis or pivoting device (21), DOLLAR A - on the pivoting device or pivot axis (21) the reflector (13) is held and mounted at least indirectly, DOLLAR A - the interior (3 ') of the radome (3) is dimensioned so that via the pivoting device or pivot axis (21) located within the radome (3) inside the radome (3) located reflector (13) and the intended radiator (15) in the azimuthal direction relative to the radome (3) are pivotable.
Description
Die Erfindung betrifft eine Mobilfunk-Antennenanordnung für eine Basisstation nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The The invention relates to a mobile radio antenna arrangement for a base station according to the preamble of claim 1.
Antennen
und Antennenarrays, insbesondere als stationäre Antennenanordnungen für die Basisstation
im Mobilfunkbereich, sind hinlänglich
bekannt. Entsprechende Antennenkonstruktionen sind beispielsweise
in der
Derartige Antennenkonstruktionen umfassen in der Regel einen vertikal angeordneten Reflektor, der an seinen beiden links und rechts gegenüberliegenden Seiten mit vertikal verlaufenden Stegen oder Randabschnitten versehen sein kann, die sich aus der Reflektorebene in der Regel nach vorne erheben. Da in der Regel mehr als eine Strahleranordnung vorgesehen ist, sind diese mit Vertikalversatz übereinander angeordnet.such Antenna designs typically include a vertically arranged one Reflector, which is opposite to its two left and right Pages with vertical webs or edge sections provided which can be from the reflector level usually forward rise. As a rule, more than one radiator arrangement is provided is, these are arranged one above the other with vertical offset.
Es kann sich dabei um einfach polarisierte, in der Regel um dualpolarisierte Strahlereinrichtungen handeln, die in zwei orthogonal zueinander stehenden Polarisationsebenen strahlen und empfangen können. Bevorzugt sind dabei die Strahler und Strahlergruppen so angeordnet, dass die beiden senkrecht zueinander stehenden Polarisationsebenen in einem Winkel von plus 45° bzw. minus 45° gegenüber der Horizontalen (und damit gegenüber der Vertikalen) ausgerichtet sind.It may be simply polarized, usually dual polarized Radiating devices act in two orthogonal to each other can radiate and receive stationary polarization planes. Prefers are the emitters and emitter groups arranged so that the two mutually perpendicular polarization planes in an angle of plus 45 ° or minus 45 ° to the horizontal (and with that the vertical).
Ebenso sind Antennen und Antennenarrays bekannt, die einfach oder dualpolarisiert nicht nur in einem Frequenzband, sondern insbesondere in zwei Frequenzbändern (oder mehr) senden und/oder empfangen können. Man spricht hier auch von Dualband-Antennen oder Mehrbereichs-Antennen.As well Antennas and antenna arrays are known which are single or dual polarized not just in one frequency band, but especially in two frequency bands (or more) can send and / or received. One also speaks here of dual-band or multi-range antennas.
Schließlich sind auch noch Antennenarrays bekannt, bei denen mehrere Strahler nicht nur in Vertikalrichtung übereinander (quasi nur in einer Spalte eines Antennenarrays) angeordnet sind, sondern bei welchen zumindest zwei oder noch mehrere vertikal verlaufende und horizontal nebeneinander positionierte Spalten vorgesehen sind, wobei die jeweils in einer Spalte übereinander angeordneten Strahler oder Strahlergruppen in der Regel gemeinsam gespeist werden.Finally are Also known antenna arrays in which multiple emitters not only in vertical direction one above the other (almost only in one column of an antenna array) are arranged, but in which at least two or more vertically extending and horizontally juxtaposed columns are provided, wherein each arranged in a column radiators or Emitter groups are usually fed together.
Wie erwähnt, können dabei die Strahler aus Dipolstrahlern bestehen, d. h. aus Einzeldipolen, beispielsweise aus kreuzförmig zusammengefügten Dipolpaaren oder aus Dipolen, die ein Dipolquadrat bilden. Auch dipolquadratähnliche Strahler sind verwendbar, die sich in elektrischer Hinsicht wie Kreuzstrahler verhalten. Derartige, auch als Vektorstrahler bezeichnete Dipolstrukturen sind beispiels weise aus der erwähnten WO 00/39894 bekannt. Darüber hinaus können aber auch Patch-Strahler verwendet werden, wie sie beispielsweise aus der WO 02/50990 A2 bekannt sind.As mentioned, can while the radiators consist of dipole radiators, d. H. from single dipoles, for example, from cruciform joined Dipole pairs or dipoles forming a dipole square. Also dipolquadratähnliche Emitters are usable, which in electrical regard how Cross impulses behave. Such, also referred to as a vector radiator Dipole structures are known, for example, from the cited WO 00/39894. About that can out but also patch emitters are used, as they are for example from WO 02/50990 A2 are known.
Alle diese Antennen oder Antennenarrays haben in Abhängigkeit der Gestaltung der Strahlerelemente, der Anzahl der in Vertikalrichtung verwendeten Strahler und ggf. der mehreren in Horizontalrichtung versetzt zueinander angeordneten Strahler eine ganz bestimmte Hauptstrahlrichtung, die in der Regel senkrecht zur Reflektorebene ausgerichtet ist.All These antennas or antenna arrays have a function of the design of the Radiator elements, the number of vertical direction used Emitter and possibly the more offset in the horizontal direction to each other arranged spotlights a very specific main beam direction, the usually aligned perpendicular to the reflector plane.
Da insbesondere im Mobilfunkbereich jeder Basisstations-Antenne eine bestimmte Zelle zugeordnet ist, in welcher die Mobilfunk-Kommunikation über die betreffende Basisstations-Antenne abgewickelt wird, soll die Größe der betreffenden Zelle ggf. unterschiedlich einstellbar sein. Dazu ist bereits bekannt, für derartige Antennen vorzusehen, dass die Hauptstrahlrichtung mit einem unterschiedlichen Absenkwinkel, also mit einem sogenannten unterschiedlichen down-tilt-Winkel einstellbar ist. Dieser down-tilt-Winkel kann theoretisch durch mechanisches Verschwenken der gesamten Antennenanordnung erfolgen, so dass die gesamte Antenneneinrichtung mit der sie tragenden Halterung, dem Reflektorblech, den darauf frontseitig angeordneten Strahlern und dem die Antennenanordnung umgebenden Radom um eine Horizontalachse manuell oder motorisch so verschwenkt werden, dass die Hauptstrahlrichtung weniger oder mehr stark abgesenkt wird.There especially in the mobile sector each base station antenna a specific Cell is assigned, in which the mobile communication over the base station antenna is handled, the size of the relevant If necessary, the cell can be set differently. It is already known for such Antennas provide that the main beam direction with a different Absenkwinkel, so with a so-called different down-tilt angle is adjustable. This down-tilt angle can theoretically be due to mechanical Pivoting the entire antenna arrangement done so that the entire antenna device with the support carrying it, the Reflector plate, the front mounted spotlights and the radome surrounding the antenna arrangement about a horizontal axis be pivoted manually or by motor so that the main beam direction is lowered less or more severely.
Gemäß einer jetzigen Generation von entsprechenden Antenneneinrichtungen erfolgt die unterschiedliche Einstellung des down-tilt-Winkels elektrisch durch unterschiedliche Phasenansteuerung. Durch unterschiedliche Phasenansteuerung der vertikal übereinander angeordneten Strahler und Strahlergruppen kann ein entsprechend unterschiedlicher down-tilt-Winkel ohne jede mechanische Verschwenkbewegung allein durch die elektrische Phasenansteuerung eingestellt werden.According to one current generation of corresponding antenna devices takes place the different setting of the down-tilt angle electrically by different phase control. By different Phase control of the vertical one above the other arranged radiator and radiator groups can be a corresponding different down-tilt angle without any mechanical pivoting movement be adjusted solely by the electrical phase control.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, mit einfachsten Mitteln die Einstellbarkeit der Hauptstrahlrichtung bei entsprechender Antennenanordnung und insbesondere Antennenarrays zu verbessern, die als stationäre Antenneneinrichtung für den Mobilfunkbereich eingesetzt werden können.task The present invention is, with the simplest means adjustability the main beam direction with appropriate antenna arrangement and In particular, to improve antenna arrays as a stationary antenna device for the mobile sector can be used.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.The object is achieved according to the features specified in claim 1. Advantageous embodiments of the invention are given in the subclaims.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine einfache Möglichkeit geschaffen, für eine Antenne mit zumindest einem vor einem Reflektor angebrachten Strahler eine in Horizontalebene unterschiedliche Ausrichtung der Hauptstrahlrichtung einstellen zu können.According to the present Invention becomes an easy option created for an antenna with at least one mounted in front of a reflector Spotlight a different in horizontal plane orientation of the Main beam direction to adjust.
Grundsätzlich ist es bereits bekannt gewesen, bei zumindest zweispaltigen Antennenarrays einen Weg vorzusehen, um die Hauptstrahlrichtung in Horizontalebene, also in Azimutrichtung unterschiedlich einzustellen. Auch dies kann durch unterschiedliche Phasenansteuerung der in Horizontalrichtung versetzt liegenden Strahler und Strahlergruppen erfolgen. Bei einem einspaltigen Antennenarray jedoch ist dies nicht möglich.Basically it has already been known in at least two-column antenna arrays provide a path to the main beam direction in the horizontal plane, thus set differently in the azimuth direction. This too can by different phase control offset in the horizontal direction lying radiator and radiator groups made. In a single column Antenna array, however, this is not possible.
Grundsätzlich könnte daran gedacht werden, eine gesamte Antennenanordnung einschließlich eines Antennenmastes zu drehen. Dann müssten aber auch die in der Regel an der unteren Seite in das Radominnere hineinführende oder an der Unterseite des Radoms an einem Halteflansch angeschlossenen Kabel mitbewegt werden. Ein Verdrehen wäre dann aber beispielsweise in keinem Fall mehr möglich, wenn ein entsprechendes Antennengehäuse, d. h. das sogenannte Radom an einer Gehäusewand oder einem rückwärtigen wandförmigen Träger befestigt wäre.Basically it could be an entire antenna array including one Antenna mast to turn. Then you would have to but also usually at the bottom in the Radominnere in leading or at the bottom of the radome connected to a retaining flange Cables are moved. A twisting would be but then for example no longer possible, if a corresponding antenna housing, d. H. the so-called radome on a housing wall or attached to a rear wall-shaped support would.
Erfindungsgemäß ist nunmehr vorgesehen, dass trotz der Verschwenkbewegung um eine Längs- und/oder Vertikalachse gemäß der vorliegenden Erfindung im Wesentlichen nur der Reflektor und die davor befindliche eine oder die mehreren Strahler und Strahlergruppen verschwenkt werden, allerdings nicht das Radom selbst, das die gesamte Antennenanordnung einschießlich Reflektor umgibt. Somit ist also eine in Längs- oder Vertikalrichtung verlaufende und im Inneren des Radoms vorgesehene Schwenkachse vorgesehen, um nur die für den Empfang und das Senden benötigten elektrischen Teile der Antenne zu verschwenken (nämlich Reflektor und Strahler), ohne dass das Radom verschwenkt wird. Somit weist das Radom einen ausreichend großen Innenraum auf. Das Radom selbst kann wie bei herkömmlichen Antennenanordnungen auch beispielsweise an einem stabförmigen Pfosten montiert sein, genauso aber auch an einer Wand eines Hauses oder dergleichen, da das Radom selbst auch bei Horizontalverschwenken der Hauptempfangsrichtung der Antennenanordnung nicht mit verschwenkt wird.According to the invention is now provided that despite the pivoting movement about a longitudinal and / or Vertical axis according to the present Invention essentially only the reflector and the front one or more radiators and radiator groups pivoted but not the radome itself, that is the entire antenna array einschießlich Reflector surrounds. Thus, therefore, one in the longitudinal or vertical direction extending and provided inside the radome pivot axis provided just for the needed to receive and send to pivot electrical parts of the antenna (namely reflector and spotlights) without the radome being pivoted. Thus, points the radome is big enough Interior on. The radome itself can be like traditional ones Antenna arrangements also, for example, on a rod-shaped post be mounted, as well as on a wall of a house or like, since the radome itself swiveling in horizontal the main receiving direction of the antenna arrangement is not pivoted with becomes.
Bei dieser Konstruktion bleiben alle Anschlüsse geschützt, da die an der Unterseite am Radom üblicherweise ausge bildeten elektrischen Anschlüsse für die Speisekabel stationär fest angeordnet sind und nicht mit verschwenkt werden müssen.at This construction keeps all connections protected, as those at the bottom at the radom usually out formed electrical connections for the supply cable stationary fixed are and do not have to be pivoted with.
Die Verschwenkung in die Azimutrichtung kann grundsätzlich manuell erfolgen. Bevorzugt erfolgt sie jedoch motorisch.The Pivoting in the azimuth direction can always be done manually. Prefers However, it is motorized.
Unabhängig von der manuellen oder motorischen Verstellung um eine Vertikalachse zur unterschiedlichen Einstellung der Hauptstrahlrichtung in Azimutrichtung, kann daneben zusätzlich auch eine unterschiedliche Einstellmöglichkeit zur Veränderung der Hauptstrahlrichtung in Elevationsrichtung vorgesehen sein. Mit anderen Worten kann zusätzlich der down-tilt-Winkel unterschiedlich einstellbar sein, bevorzugt elektrisch durch unterschiedliche Phasenansteuerung der unterschiedlich übereinander angeordneten Strahler oder Strahlergruppen, wie dies nach dem Stand der Technik bekannt ist.Independent of the manual or motorized adjustment about a vertical axis for different adjustment of the main beam direction in the azimuth direction, may also be in addition also a different adjustment for changing the Main beam direction to be provided in the elevation direction. With others In addition, words can the down-tilt angle can be set differently, preferably electrically by different phase control of different superimposed arranged radiator or radiator groups, as in the state the technique is known.
Es
ist zwar grundsätzlich
aus der WO 02/27863 A1 sowie aus der
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei zeigen im Einzelnen:The The invention will be explained in more detail with reference to embodiments. there show in detail:
In
An
der Unterseite der Antennenanordnung
In
einem Ausführungsbeispiel
gemäß
Innerhalb
des Radoms
Dies
ist nachfolgend schematisch anhand der
In
Bei
dem Ausführungsbeispiel
gemäß
Bei
dem Ausführungsbeispiel
gemäß
Die
entsprechenden Antennenarrays können dabei
nur zum Senden und/oder Empfangen in einem Band oder aber auch als
Dualbandantennen oder allgemein Mehrbereichs-Antennen ausgebildet
sein. In der schematischen Draufsicht gemäß
Bei
dem Ausführungsbeispiel
gemäß
Bei
dem Ausführungsbeispiel
gemäß
Aus den vorstehend genannten Schilderungen ergibt sich, dass die erfindungsgemäße Antenne alle bekannten unterschiedlichen Strahlertypen verwenden kann, ohne dass die Erfindung auf die Verwendung eines bestimmten Strahlertypes eingeschränkt ist.Out The above-mentioned descriptions show that the antenna according to the invention all known different types of radiators can use without the invention to the use of a particular radiator type limited is.
Dabei
ist anhand von
Anhand
von
Aus
der horizontalen Querschnittsdarstellung gemäß
An
der gemäß der Pfeildarstellung
Im
gezeigten Ausführungsbeispiel
ist ferner zu sehen, dass vor dem Reflektorebene ein Strahler bzw.
eine Strahlergruppe
Eine
derartige Antenne kann so aufgebaut sein, dass lediglich ein Strahler
und lediglich eine Strahlergruppe gemäß einem der Ausführungsbeispiele
nach
Der
Innenraum
In
Bei
dem Ausführungsbeispiel
gemäß
Auch
in diesem Ausführungsbeispiel
kann das Antennenarray von seiner neutralen Mittelstellung gemäß
Erfolgt
die Verschwenkung motorisch, so ist bevorzugt der elektrisch oder
mittels Funk ansteuerbare und über
eine geeignete Energieversorgung betreibbare Elektromotor
Neben
der erläuterten
Verstelleinrichtung der Antenne im Rahmen einer Verschwenkbewegung
um ihre Verschwenkachse
In
Alle
drei Antennenarrays sind um ein gemeinsames Zentrum
Unter Umständen kann das Radom eine von einer Hohlzylinderform abweichende Querschnittsform aufweisen.Under circumstances For example, the radome may have a cross-sectional shape different from a hollow cylindrical shape exhibit.
Abweichend
vom gezeigten Ausführungsbeispiel
nach
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