EP1964205B1

EP1964205B1 - Dual polarisierte antenne mit längs- oder querstegen

Info

Publication number: EP1964205B1
Application number: EP06841099A
Authority: EP
Inventors: Michael Boss; Norbert Kreuzer; Maximilian GÖTTL; Jörg LANGENBERG; Jürgen RUMOLD
Original assignee: Kathrein Werke KG
Current assignee: Kathrein SE
Priority date: 2005-12-22
Filing date: 2006-12-21
Publication date: 2009-12-16
Anticipated expiration: 2026-12-21
Also published as: EP1964205A1; KR20080081121A; WO2007076963A1; DE102005061636A1; CN101160692B; KR101308514B1; ES2336259T3; DE502006005698D1; ATE452437T1; CN101160692A

Description

Die Erfindung betrifft eine dual polarisierte Antenne nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Insbesondere die für eine Basisstation einer Mobilfunkanlage vorgesehenen Antennen umfassen üblicherweise einen Reflektor, für welchen in Vertikalrichtung versetzt zueinander liegend eine Vielzahl von Strahlereinrichtungen vorgesehen sind, beispielsweise dual polarisierte Strahler und/oder Patch-Strahler. Diese können beispielsweise in einer oder zwei senkrecht zueinander stehenden Polarisationen strahlen und empfangen. Die Strahlerelemente können dabei zum Empfang lediglich in einem Frequenzband ausgebildet sein. Die Antennenanordnung kann aber auch als Multibandantenne ausgebildet sein, beispielsweise zum Senden und/ oder Empfangen in zwei versetzt zueinander liegenden Frequenzbändern. Auch sogenannte Tribandantennen sowie weitere Frequenzbänder umfassende Mehrbereichsantennen sind bekannt.
Von im Einsatz befindlichen Mobilfunkantennen wird üblicherweise verlangt, dass die Elevation der Hauptstrahlrichtung entweder im Horizont liegt oder leicht abgesenkt ist (beispielsweise bis zu 10°oder 15°). Weiterhin soll die Halbwertsbreite in einem Schnitt in Elevationsrichtung üblicherweise kleiner sein als die Halbwertsbreite in einem Schnitt in Azimut-Richtung. Deshalb ist eine Mobilfunkantenne üblicherweise so installiert und ausgelegt, dass die längste Ausdehnung vertikal verläuft. Übliche Halbwertsbreiten können beispielsweise um die 45°, 65°, 90°, 120° etc. liegen.
Darüber hinaus sind Mobilfunkantennen der heutigen Generation so aufgebaut, dass ihr sogenannter Down-Tilt-Winkel vorzugsweise fernsteuerbar verändert eingestellt werden kann. Mit anderen Worten kann also der Abstrahlwinkel in der Regel nach unten hin in unterschiedlichen Größenordnungen eingestellt werden, wodurch sich die betreffende Mobilfunkzelle ändert, in der eine Ausstrahlung erfolgt.
Eine Ein- und Verstellung von Phasenschiebereinrichtungen mittels einer fernsteuerbaren und nachrüstbaren Steuereinheit ist beispielsweise aus der DE 101 04 564 C1 bekannt geworden.
In vielen Fällen ist es jedoch wünschenswert, eine Strahlformung vorzunehmen. Dies gilt einmal bezüglich der Veränderung der Halbwertsbreite (vor allem in Horizontal- oder Azimut-Richtung und seltener in Vertikal- oder Elevationsrichtung) und zum anderen auch bezüglich der Veränderung der Hauptstrahlrichtung (üblicherweise durch unterschiedliche Einstellung des Down-Tilt-Winkels, gegebenenfalls aber auch durch Veränderung der Hauptstrahlrichtung in AzimutRichtung).
Eine Antennenanordnung mit veränderbarer Strahlformung, insbesonders auch in horizontaler Richtung, ist beispielsweise aus der WO 2005/015600 A1 bekannt. Gemäß dieser vorbekannten Antennen werden Strahler mit variabler Leistungsaufteilung über Phasenschieber und eine Hybrid-Anordnung gespeist, die in zumindest zwei Spalten angeordnet sind. Durch die Leistungsaufteilung kann eine entsprechende Strahlformung mit unterschiedlicher Ausrichtung in Horizontalrichtung bewirkt werden. Allerdings ist die erwähnte Strahlformung hier nur dann möglich, wenn ein Antennenarray mit zumindest zwei Spalten verwendet wird.
Eine alternative Möglichkeit zur Strahlformung ist beispielsweise auch aus der DE 103 36 072 A1 als bekannt zu entnehmen. Dies erfolgt durch Verwendung von mindestens zwei Strahlereinrichtungen, deren Hauptachse in einem Winkel zueinander ausgerichtet sind. Durch ein Netzwerk können die zumindest beiden Strahler mit unterschiedlicher Intensität gespeist werden, wodurch sich in Abhängigkeit davon durch die winklige Anordnung der beiden Hauptkeulen der beiden Strahlereinrichtungen und durch die leistungsabhängige Speisung eine unterschiedliche Ausrichtung der Hauptstrahlerrichtung erzielen lässt.
Schließlich ist eine Möglichkeit zur Erzeugung einer Strahlformung grundsätzlich auch aus der WO 02/05383 A1 bekannt geworden. Durch Verwendung eines Antennenarrays mit zumindest drei Spalten, in denen jeweils zumindest eine Strahlereinrichtung angeordnet ist, kann durch unterschiedliche Speisung der in der Mitte befindlichen Strahlereinrichtung gegenüber den außen liegenden Strahlereinrichtungen eine gewisse Strahlformung bewirkt werden.
Eine weitere Antenneneinrichtung ist beispielsweise aus der US 5 469 181 A bekannt geworden. Die Antenne zeigt einen Reflektor mit vor dem Reflektor angeordneten Dipolstrahlern, die - bei üblicher vertikaler Ausrichtung des Reflektors - dann ebenfalls in Vertikalrichtung ausgerichtet sind. Links und rechts vom Reflektor sind in unterschiedlicher Winkelstellung zum Reflektor verschwenkbare Seitenstege vorgesehen, um das Strahlungsdiagramm durch unterschiedliche Einstellungen der Seitenstege zu beeinflussen.
Eine insoweit weitgehend ähnliche Antenne ist u.a. auch aus der US 2003/0184491 A1 bekannt geworden.
Eine dualpolarisierte direktionale Antenne ist auch aus der EP 0 973 231 A2 bekannt geworden. Vor einem Reflektor sind in vertikaler Anbaurichtung Kreuzdipole angeordnet, deren Polarisationsebene in einem +45° bzw. -45° Winkel ausgerichtet sind. Ferner sind beidseitig der Anbaulinie der Dipolquadrate gegenüberliegend jeweils auf dem Reflektor sitzende im Querschnitt winkelförmige Längsstege vorgesehen, die der Strahlformung dienen. Diese Längsstege können zur Strahlformung jeweils auf die Dipolstrahler zu oder von diesen weg verschoben werden.
Eine gattungsbildende Antenneneinrichtung ist ferner aus der WO 98/36472 A1 bekannt geworden. Diese vorbekannte Antenneneinrichtung besteht aus einer dualpolarisierten Antennenanordnung mit um 90° versetzt zueinander angeordneten Patch-Strahlern, die vor einem Reflektor positioniert sind, wobei an den gegenüberliegenden Längsseiten des Reflektors jeweils sich gegenüber dem Reflektor erhebende erste Längsstege und mit unterschiedlichem Seitenversatz zu den Strahlern zweite Längsstege angeordnet sind. Diese Längsstege können galvanisch mit der Reflektorfläche verbunden oder davon isoliert sein. Diese Stege können in einigen Ausführungsbeispielen rechtwinklig gegenüber der Reflektorebene verlaufend angeordnet sein, sowie davon abweichend in einem schräg verlaufenden Winkel. Dabei kann die Neigungsausrichtung der Längsstege gleich oder unterschiedlich sein. Da die Neigungsausrichtung der Längsstege unterschiedlich sein kann, ist zu vermuten, dass dieser Winkel auch unterschiedlich einstellbar sein kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte dual polarisierte Antenne, insbesondere Mobilfunkantenne zu schaffen, die mittels einfacher technischer Maßnahmen in gewissen Bereichen eine Strahlformung erlaubt, beispielsweise bezüglich einer unterschiedlich einstellbaren Hauptstrahlrichtung und/oder einer unterschiedlichen Halbwertsbreite.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es mit einfachen Mitteln möglich, eine Strahlformung durchzuführen, und zwar bereits bezüglich eines einzelnen Strahlers oder einer einzelnen Strahlergruppe, d.h. vor allem auch bezüglich einer Antenne mit Strahlerelementen, die beispielsweise nur in einer Spalte oder Zeile angeordnet sind.
Eventuell bei der an sich vorteilhaften Strahlformung auftretende Nachteile bedingt durch einen zwischen einem verschwenkbaren Längs- und/oder Quersteg und dem Reflektor gebildeten Schlitz werden im Rahmen der Erfindung dadurch vermieden bzw. verringert, dass ein derartiger Schlitz durch den zusätzlichen Längssteg oder durch den zusätzlichen Quersteg aus Sicht der Strahlereinrichtung quasi abgedeckt oder verdeckt wird.
Die Strahlformung kann bezüglich der Hauptausbreitungsrichtung der Antenne (also Ausrichtung der Hauptkeule) in Vertikal- und/oder Horizontalrichtung durchgeführt werden. Die entsprechende Veränderung der Einstellung der Halbwertsbreite kann ebenfalls in Vertikal- und/oder Horizontalrichtung bewirkt werden.
Dabei kann die Erfindung in ihrer Grundform bezüglich einer einzigen dual polarisierten Strahlereinrichtung, beispielsweise in Form eines dual polarisierten Dipolstrahlers (beispielsweise in Form eines Dipol-Kreuzes, eines Dipol-Quadrates oder in Form eines sogenannten Verktor-Dipols, wie dieser grundsätzlich aus der DE 198 60 121 A1 bekannt ist) oder in Form eines dual polarisierten Patch-Strahlers und/ oder unter Verwendung von beiden vorstehend genannten Strahlertypen, realisiert werden.
Die erwünschten Vorteile zur Lösung der gestellten Aufgabe lassen sich auch bei einem dual polarisierten Strahler bzw. einer dual polarisierten Antenne verwirklichen, deren Strahler, Strahlerelemente oder Strahlergruppen in zwei senkrecht zueinander stehenden Polarisationen strahlen und/ oder empfangen können, die in einem +45° oder -45° Winkel gegenüber der Vertikalen (und damit ebenso gegenüber der Horizontalen) ausgerichtet sind.
Die entsprechenden Strahlformungen sind aber ebenso möglich, wenn beispielsweise die Antenne zumindest zu einer einspaltigen Antenne erweitert wird, bei der beispielsweise mehrere in.Vertikalrichtung übereinander angeordnete Strahlereinrichtungen vorgesehen sind. Ebenso kann die Antenne aber auch so erweitert werden, dass beispielsweise mehrere, nur in Horizontalrichtung nebeneinander angeordnete Strahlereinrichtungen vorgesehen sind. Schließlich kann aber auch ein Antennenarray erfindungsgemäß aufgebaut sein, und zwar mit mehreren, in der Regel vertikal verlaufenden, nebeneinander angeordneten (also in Horizontalrichtung versetzt zueinander liegenden) Spalten in denen jeweils mehrere, also zumindest zwei Strahlereinrichtungen, beispielsweise in Form von dual-polarisierten Dipolstrahlern und/ oder in Form von dual-polarisierten Patch-Strahlern, vorgesehen sind.
Bei der erfindungsgemäßen Antenne wird von ihrer Grundbaueinheit von einer Konfiguration ausgegangen, bei der zumindest ein Strahler oder eine Strahlergruppe vorgesehen ist, und zwar vor einem Reflektor. Der Reflektor weist dabei eine Längs- und eine Querrichtung auf (in der Regel senkrecht zur Längsrichtung stehend) . Üblicherweise sind derartige Antennen so aufgestellt, dass die Längsrichtung parallel läuft zur Vertikalrichtung oder im wesentlichen vertikal ausgerichtet ist, so dass die Querrichtung quasi in Horizontalrichtung zeigt.
Wie an sich bekannt, erheben sich dabei vom Reflektor Längsstege (jeweils links bzw. rechts von der dazwischen befindlichen Strahlereinrichtung versetzt liegende Längsstege), die bei entsprechender vertikaler Ausrichtung dann vertikal oder im wesentlichen vertikal verlaufen. Alternativ und ergänzend können vom Reflektor vorstehend auch Querstege vorgesehen sein (zwischen denen dann ebenfalls wieder der zumindest eine Strahler angeordnet ist), die bei üblicher Ausrichtung der Antenne dann in Horizontalrichtung oder im wesentlichen in Horizontalrichtung verlaufen können. Diese Längs- und Querstege können an den Außenkanten des Reflektors vorgesehen sein, sie können aber auch an anderer Stelle am Reflektor positioniert sein, nämlich von den Außenkanten weg näher auf den zugehörigen Strahler zu versetzt liegen.
Der Strahler selbst ist - wie bereits erwähnt - bevorzugt so ausgerichtet, dass die beiden senkrecht zueinander stehenden Polarisationsebenen in einem Winkel von ±45° gegenüber den Längs- oder Querstegen verlaufend angeordnet sind. Allgemein sollen die Strahler so angeordnet sein, dass sie bevorzugt in einen Winkel von ±45° oder im Wesentlichen von ±45° gegenüber den Längs- und/oder Querstegen verlaufend angeordnet sind.
Die z.B. beiden vorgesehenen gegenüberliegenden Längsstege können gegenüber dem Reflektor in unterschiedlicher Relativlage verschwenkt werden. Alternativ oder zusätzlich sind Querstege vorgesehen, die um Querachsen in unterschiedlicher Relativlage verstellt werden können. Dadurch ist es möglich, dass ein betreffender Längs- und/oder Quersteg so vom Reflektor weg verläuft, dass er einmal eher auf den zugehörigen Strahler zu verlaufend oder in einer anderen Ausrichtlage eher vom Strahler weg verlaufend oder in einer bevorzugt beliebigen Zwischenstellung zwischen diesen Extrempositionen ausgerichtet werden kann.
Wie im gattungsbildenden Stand der Technik auch geht die Erfindung davon aus, dass der zumindest eine oder die vorzugsweise jeweils beiden Längsstege und/oder der zumindest eine oder die vorzugsweise beiden Querstege galvanisch vom eigentlichen Reflektor getrennt sind. Durch die in ihrer Lage veränderbaren Längs- und/oder Querstege kann zwischen dem Längs- bzw. Quersteg und dem angrenzenden Reflektor ein Schlitz entstehen. So können in den Stegen gewisse Ausnehmungen vorgesehen sein, beispielsweise Ausnehmungen im Bereich der Achse oder des Biegebereichs, insbesondere dann, wenn die Achse oder der Biegebereich einen gewissen Abstand vom Reflektor aufweisen. Die elektrische Verbindung zwischen stehenden und bewegten Teilen weist dann die entsprechenden Schlitze oder Lücken auf. Dieser Schlitz führt insbesondere dann, wenn die Dipolstrahler nicht vertikal, sondern horizontal oder mit horizontaler Komponente vor dem Reflektor ausgerichtet sind, also beispielsweise bei dual polarisierten Strahlern, die in einem +45° bzw. -45°-Winkel zur Vertikalen bzw. Horizontalen ausgerichtet sind, zu einer zum Teil unerwünschten Veränderung des Strahlungsdiagrammes. Durch Verwendung der den Schlitzen aus Sicht der Strahler vor- und/oder nachgelagerten zusätzlichen Längs- und/oder Querstege wird nunmehr im Rahmen der Erfindung eine verbessere Diagrammformung gewährleistet, da durch diese Längs- und/oder Querstege quasi der Schlitz abgedeckt bzw. verdeckt wird. Dabei kann zwischen den verschenkbaren Stegen und Schlitz ein "realer Schlitz" vorgesehen sein. Dieser Schlitz kann aber auch dadurch in elektrischer Hinsicht gebildet sein, dass die verschwenkbaren Seiten- und/oder Längsstege beispielsweise über ein Filmscharnier mit dem Reflektor verbunden sind, so dass hier zwischen den verschwenkbaren Stegen und der Reflektorfläche eine elektrisch leitfähige Schicht unterbrochen ist, so dass in diesem Bereich nur dielektrisches Material vorhanden ist.
Die schwenkbaren Teile, insbesondere die Längs- oder Querstege, können zumindest teilweise kapazitiv mit dem Reflektor gekoppelt (beispielsweise über eine kleine Distanz) sein. Eine kapazitive Kopplung kann auch dadurch möglich sein, dass beispielsweise der Reflektor unter Bildung seiner Drehachse mit einem elektrisch-galvanisch verbundenen, drehbaren Innenleiterteil versehen ist, welches in ein entsprechendes, durch ein Dielektrikum getrenntes Außenleiterteil am Reflektor eingreift. Die Länge des Innenleiterteils beträgt dabei bevorzugt ca. λ/4, also ein Viertel der Wellenlänge eines zu übertragenden Frequenzbandes (üblicherweise bevorzugt entsprechend der Mittenfrequenz eines Frequenzbandes). Aber auch andere kapazitive Anwendungen sind denkbar.
In einer bevorzugten Ausführungsform können die jeweils beiden Längs- und/oder Querstege einzeln und/oder unabhängig oder paarweise (gegebenenfalls auch synchron) so angesteuert, insbesondere auch ferngesteuert oder manuell verstellt werden, dass beide beispielsweise gegenüber einer längs verlaufenden Symmetrieachse mehr nach links oder demgegenüber mehr nach rechts ausgerichtet verlaufen. Insbesondere bei Verwendung einer Fernsteuerung kann diese auch nachrüstbar ausgebildet sein.
Schließlich ist es in einer bevorzugten Ausführungsform auch möglich, beispielsweise die Längs- und/oder Querstege so unterschiedlich auszurichten, dass der lichte Abstand zwischen ihnen vergrößert oder verkleinert wird, also bezogen auf den dazwischen sitzenden Strahler die Längs- oder Querstege in Strahlungsrichtung eher divergierend oder eher konvergierend ausgerichtet sind.
Durch das eher parallele Verschwenken nach links und rechts kann die Hauptkeulenrichtung verstellt werden, wohingegen durch entgegengesetztes Verschwenken der Längs- oder Querstege bei eher divergierender Ausrichtung die Halbwertsbreite verringert und bei eher konvergierender Ausrichtung die Halbwertsbreite vergrößert wird. Dies ist nicht nur bei einem Einzelstrahler möglich, sondern auch beispielsweise bei einer Antenne mit Strahlern, die nur in einer Spalte oder nur in einer Reihe angeordnet sind.
Die entsprechende Lageveränderung kann beispielsweise durch Verschwenken der Längs- und/oder der Querstege erfolgen, beispielsweise mittels Schwenkachsen, die bevorzugt am Übergang von der Reflektorebene zu den Längsstegen ausgebildet sind. Diese Schwenkachsen können auch als Biegeachsen geformt sein. Diese Schwenk- oder Biegeachsen können aber auch in einer Teilhöhe der Seitenbegrenzung ausgebildet sein oder in einem Abschnitt des Reflektors liegen, so dass eine Teilfläche des Reflektors mit den Seiten- oder Querbegrenzungen mit verschwenkbar ist.
Schließlich ist es durchaus auch möglich, dass beispielsweise mittels einer Verstelleinrichtung Verformungskräfte, vorzugsweise elastische Verformungskräfte auf den Reflektor und/oder die Längsseiten- oder Querseitenbegrenzung wirken und diese je nach Bedarf je so vorzugsweise elastisch verbiegen, dass sie mit einer Komponente wahlweise unterschiedlich stark auf den zugehörigen Strahler zu oder von diesem weg verlaufen.
Grundsätzlich ist es aus der US 5,710,569 A bekannt, eine Antennenanordnung mit verschiebbaren Seitenstegen zu verwenden. Allerdings offenbart diese Vorveröffentlichung lediglich eine vertikal polarisierte Antenne unter Verwendung von einfachen Dipolstrahlern. Mit anderen Worten liegt also keine dual polarisierte Antennenanordnung vor, die mit zwei senkrecht zueinander stehenden Polarisationen arbeitet.
Zudem ist die Polarisationsebene der einfach polarisierten Strahler gemäß der US 5,710,569 A parallel zu den Seitenstegen ausgerichtet, wohingegen bei der dual polarisierten Antenne gemäß der vorliegenden Erfindung die Polarisationsebenen zumindest im Wesentlichen einen 45° Winkel zu den Seitenbegrenzungen, d.h. zu den Längsstegen aufweisen.
Im Unterschied zu der US 5,710,569 A ist im Rahmen der erfindungsgemäßen Lösung vorgesehen, durch die unterschiedliche Ausrichtung der Längs- und/oder Querbegrenzungen bezüglich eines zugehörigen dual polarisierten Strahlers im Betrieb eine Netzoptimierung bezüglich der Polarisationsentkopplung (co-/cross-polarisation ratio) durchzuführen. Im Rahmen der unterschiedlichen Ausrichtung der Längs- und/ oder Querbegrenzung kann aber auch eine Veränderung des Vor-Rückverhältnisses bewirkt und die Interferenz beeinflusst werden. Schließlich hat die erfindungsgemäße Lösung auch Auswirkung auf den Gewinn der Antenne sowie die Halbwertsbreite. Vor allem lässt sich die Halbwertsbreite bei entsprechend vertikaler Ausrichtung der Antenne in Horizontal- und/oder Vertikalrichtung verändern und auch die Strahlung der Hauptkeule in Elevationsrichtung (also den Down-Tilt-Winkel) wie auch in Azimutrichtung verändern bzw. verstellen. Die erfindungsgemäße, dual polarisierte Antenne zeichnet sich vor allem auch durch die Erhaltung der Polarisations-Entkopplung aus. Sie ermöglicht einen Betrieb mit einer hohen Bandbreite, beispielsweise von 1710 bis 2170 MHz oder 806 bis 960 MHz. Auch in anderen Frequenzbändern ist die Antenne breitbandig. Vor allem lässt sich auch eine hohe Isolation zwischen den Anschlüssen der verschiedenen Polarisationen von beispielsweise 25 dB, 30 dB etc. realisieren. Ein weiterer, wesentlicher Vorteil ist die hohe Intermodulations-Festigkeit für Systeme mit mehreren Trägern oder Breitbandsysteme.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die entsprechende Antennenanordnung so aufgebaut, dass zumindest eine Spalte mit mehreren, in Längsrichtung neben- bzw. übereinander angeordneten Strahlern vorgesehen ist. Weist der Reflektor beispielsweise nur Längsbegrenzungen auf, so können diese auch bei den einzelnen Strahlern oder Strahlertypen in unterschiedlichem Seitenabstand angeordnet sein. Entsprechend kann auch der Reflektor unterschiedlich breit in Querrichtung verlaufend gestaltet sein. Das gleiche gilt bei entsprechender Verwendung lediglich von Querbegrenzungen, wenn die mehreren Strahler in Querrichtung nebeneinander angeordnet sind.
Wenn mehrere Strahler in Längs- und/oder Querrichtung nebeneinander angeordnet sind, werden bevorzugt jeweils nebeneinander liegende paarweise Längs- und/oder Querbegrenzungen verwendet, um nämlich für jeden zugehörigen Strahler oder jedes Strahlerfeld, unahängig von dem benachbarten Strahler oder Strahlerfeld, die gewünschte Strahlformung zu bewirken.
Die Längs- und/oder Querstege sind bevorzugt elektrisch-galvanisch direkt mit dem eigentlichen Reflektor verbunden. Sofern eine elektrisch nicht leitfähige Verschwenk- oder Gelenkanordnung verwendet wird, kann durch eine separate, elektrisch-galvanische Verbindung eine Verbindung zwischen den Längs- oder Seitenstegen und der eigenen Reflektorfläche hergestellt sein. Aber auch eine kapazitive Anbindung an den eigentlichen Reflektor ist bezüglich der Längs- und/ oder Querstege möglich. Die erwähnten Seitenwand-Teile (also die Längs- und/oder Querstege) können zudem untereinander elektrisch verbunden, elektrisch-galvanisch getrennt oder teilweise elektrisch verbunden sein. Ebenso können die entsprechenden Längs- oder Querstege für einen Strahler oder eine Strahleranordnung getrennt ausgebildet und bei Bedarf lediglich teilweise mechanisch verbunden sein. Die Abmessungen der Längs- oder Querstege können bezüglich Länge und Höhe differieren, auch bezüglich ihres Abstandes zum Mittelpunkt eines zugehörigen Strahlers. Die Längs- und Querstege müssen nicht zwangsläufig im Querschnitt gerade verlaufend ausgebildet sein, sondern sie können in weiten Bereichen beliebig profiliert sein, beispielsweise S-, Z- oder L-förmig gestaltet sein. Ferner können die Stege, insbesondere die Seitenstege oder die beweglichen Teile, auch mit sogenannten passiven Schlitzen ausgestattet sein, wie sie grundsätzlich aus der EP 0 916 169 B1 bekannt sind.
Wie bereits erwähnt, können die schwenkbaren Teile mit dem Reflektor mechanisch verbunden sein, beispielsweise über eine bewegbare Struktur, beispielsweise in Form von Federelementen, dünnen leitfähigen Schichten auf einem Folien-Substrat oder unter Verwendung biegsamer Bereiche, beispielsweise einer teilweise flexiblen Leiterplatte. Eine kapazitive oder Leitungs-Kopplung mit dem Reflektor kann beispielsweise über zwei Flächen- bzw. Leitungs-Elementen stattfinden, wobei die Koppeleinrichtung dann ebenfalls wieder bevorzugt eine Länge aufweist, die in etwa λ/4 der betreffenden Betriebswellenlänge (bevorzugt der Mitten-Betriebswellenlänge) entspricht.
Schließlich können die Längs- und/ oder Querstege ganz oder teilweise auch aus geeignetem dielektrischen Material gebildet sein, auch hier ist in weiten Bereichen eine entsprechende Strahlformung möglich.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei zeigen im einzelnen:

Figur 1 :: eine schematische perspektivische Darstellung einer Antenne mit einer Strahlereinrichtung und mit schwenkbaren Längs- und/ oder Querstegen;
Figur 2 :: eine schematische Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel nach Figur 1;
Figur 3a bis 3e :: Querschnittsdarstellungen gemäß der Linie III-III in Figur 2 und Wiedergabe unterschiedlicher Verschwenkmöglichkeiten der Längsstege;
Figur 4a bis 4e :: Querschnittsdarstellungen gemäß der Linie III-III in Figur 2 und Wiedergabe unterschiedlicher Verschwenkmöglichkeiten der Querstege;
Figur 5 :: eine schematische Draufsicht auf die erfindungsgemäße Antenne entsprechend Figur 1 unter Weglassung der Strahleranordnung mit spezifisch gestalteten Längs- und/oder Querstege;
Figur 6 :: eine zu Figur 5 abweichende Ausführungsform;
Figur 7 :: eine schematische auszugsweise Darstellung einer spezifischen Verschwenkmöglichkeit eines Längsstegs gegenüber einem Reflektor;
Figur 7a:: eine leicht abgewandelte Ausführungsform gegenüber der Darstellung gemäß Figur 7;
Figur 7b:: eine zu Figur 7a nochmals leicht abgewandelte Ausführungsform;
Figur 8 :: ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel gemäß Figur 7;
Figur 9 :: eine Längsschnittdarstellung durch die koaxiale, kapazitive Kopplung gemäß Figur 8;
Figur 10 :: eine perspektivische Darstellung einer einspaltigen Antenne mit vier Strahlereinrichtungen mit einer abgewandelten Ausführungsform bezüglich der verschwenkbaren Längs- und/oder Querstege;
Figur 11 :: eine schematische Längsschnittansicht des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 10;
Figuren 12 und 13 :: eine schematische Seitendarstellung vergleichbar Figur 3b und 3d, jedoch mit einer anders angeordneten oder ausgebildeten Verschwenkeinrichtung;
Figur 14 :: ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel in schematischer perspektivischer Darstellung;
Figur 15 :: eine schematische Längsschnittansicht des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 14;
Figur 15a:: eine vergrößerte schematische Darstellung bezüglich einer Abwandlung zu Figur 15, bei der in den Längsstegen Schlitze eingebracht sind, damit bei nach innen verschwenkten Längsstegen diese nicht mit den Querstegen kollidieren;
Figur 16 :: eine schematische Vorderansicht auf ein erfindungsgemäßes Antennenarray mit zwei Spalten und insgesamt acht Strahlereinrichtungen;
Figur 16a:: eine entsprechende Darstellung zu Figur 16, jedoch in schematischer räumlicher Darstellung;
Figur 17 :: eine schematische Vorderansicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Antennenarrays mit vier Strahlereinrichtungen, wobei für die einzelnen Strahlereinrichtungen die Seitenbegrenzungen in unterschiedlichem Seitenabstand zueinander angeordnet sind;
Figur 18 :: eine räumliche Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel nach Figur 17;
Figur 19 :: eine Querschnittsdarstellung einer weiteren Abwandlung, bei der beispielsweise die Längsstege weitere Schwenkachsen aufweisen;
Figur 20 :: ein weiteres Ausführungsbeispiel mit vier jeweils mit Seitenversatz in paralleler Längserstreckung verlaufenden Längsstegen, wobei die inneren Längsstege jeweils verschwenkbar und die äußeren Längsstege fest sind;
Figur 20a:: eine schematische räumliche Darstellung des Ausführungsbeispiels nach Figur 20;
Figur 21 :: ein weiteres Ausführungsbeispiel in schematischer Querschnittsdarstellung vergleichbar jenem nach Figur 20, bei welchem beide auf einer Seite des Strahlers jeweils in paralleler Längsrichtung zueinander verlaufenden Längsstege einzeln und unabhängig voneinander verschwenkbar sind, wobei gemäß Figur 21 der äußere Längssteg nach innen umgelegt ist;
Figur 22 :: eine entsprechende Darstellung zu Figur 21, bei der die inneren Längsstege auf dem Reflektor umgelegt und die äußeren Längsstege vom Reflektor wegragen; und
Figur 23:: eine weitere vergleichbare Darstellung nach Figur 21 und 22, bei welcher die jeweils paarweise benachbarten, in Längsrichtung verlaufenden Längsstege, beispielsweise bei Betrachtung vom Reflektor aus, aufeinander zu verlaufen.

Nachfolgend wird ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf Figur 1 und Figur 2 erläutert, wobei Figur 1 eine schematische perspektivische Darstellung eines ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispieles einer dual polarisierten Antenne zeigt und in Figur 2 eine Vorderansicht auf das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 gezeigt ist. Die erfindungsgemäße Antenne umfasst dabei einen dual polarisierten Strahler und eine dual polarisierte Strahlereinrichtung 1. Dabei wird anhand der Figuren 1 bis 6 zunächst nur der grundsätzliche Aufbau einer Antenne bzw. eines Reflektors mit in unterschiedlicher Ausrichtlage bringbaren Längs- und/oder Querstegen beschrieben, wobei die Anbindung dieser Längs- und/oder Querstege im Sinne der Erfindung erst anhand der Figuren 7 bis 9 erläutert wird.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel besteht die dual polarisierte Strahlereinrichtung 1 aus einem dipolartigen Strahler 1', der in zwei senkrecht zueinander stehenden Ebenen P1 und P2 (die also in einem 90° Winkel zueinander ausgerichtet sind - Figur 2) strahlt, also senden und empfangen kann. Es kann sich dabei beispielsweise um einen kreuzförmigen Dipolstrahler oder um ein Dipolquadrat handeln. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein sogenannten Vektordipol gezeigt, der grundsätzlich aus der DE 198 60 121 A1 bekannt ist.
Die dual polarisierte Strahlereinrichtung 1 ist vor einem Reflektor 3 angeordnet. Bei dem Reflektor 3 handelt es sich in dem gezeigten Ausführungsbeispiel um einen ebenen Reflektor. Der Reflektor selbst kann aber auch eine dreidimensionale Formgebung aufweisen, beispielsweise um zumindest eine Achse zylinderförmig gebogen sein oder beispielsweise einen Teilabschnitt einer kugelförmigen Krümmung etc. aufweisen oder auch mit einer andersartigen Krümmung ausgebildet sein.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel erstreckt sich der Reflektor 3 im wesentlichen in zwei Dimensionen, wodurch eine Längserstreckung 5 und eine Quererstreckung 7 definiert sind. Bei üblicher Aufstellung einer derartigen Antenne würde beispielsweise die Längserstreckung 5 in Vertikalrichtung oder im wesentlichen in Vertikalrichtung verlaufen, so dass die Quererstreckung 7 in Horizontalrichtung oder im wesentlichen in Horizontalrichtung zeigt. Wie aus der zeichnerischen Darstellung gemäß Figur 2 auch zu ersehen ist, sind die beiden senkrecht zueinander stehenden Polarisationsebenen P1 und P2 so ausgerichtet, dass sie in einem Winkel von ±45° gegenüber der Längsrichtung 5 und/ oder der Querrichtung 7 verlaufen oder zumindest näherungsweise so ausgerichtet sind. Bei entsprechender Ausrichtung einer Antenne oder eines Antennenarrays in Vertikal- oder Horizontalrichtung ergibt sich somit eine sogenannte X-Polarisation, bei der die beiden Polarisationsebenen P1 und P2 in einem Winkel von +45° gegenüber der Vertikalen oder Horizontalen ausgerichtet sind.
Im Wesentlichen sind parallel zur Längserstreckung 5 zwei Längsstege 9 vorgesehen, die an der äußeren Begrenzungskante 3' am Reflektor 3 angeordnet sein können. Die Längsstege 9 können aber auch von dieser Kante 3' des Reflektors 3 weg auf die Strahlereinrichtung 1 zu versetzt vor dem Reflektor angeordnet sein. Die Längsstege 9 sind also in Querrichtung versetzt zueinander angeordnet und nehmen dabei die Strahlereinrichtung 1 dazwischen liegend auf.
Die Längsstege 9 erheben sich vor der Ebene des Reflektors, sind also mit zumindest einer Komponente quer oder bevorzugt senkrecht zum Reflektor 3 ausgerichtet, zumindest zu einem Reflektorabschnitt 3a in einem Bereich der Strahlereinrichtung 1 oder im Bereich eines gegebenenfalls vorgegebenen Strahlerfußes (im Fall einer dual polarisierten Strahlereinrichtung 1 beispielsweise am Fußpunkt einer zugehörigen Symmetrierung 1a).
Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind ferner in Querrichtung 7 verlaufend auch zwei Querstege 11 vorgesehen, die in Längsrichtung 5 versetzt zueinander angeordnet sind und dazwischen liegend die dual polarisierte Strahlereinrichtung 1 aufnehmen. Ausbildung und Anordnung der Querstege 11 können vergleichbar zu den Längsstegen 9 sein, müssen dieses aber nicht. Auch die Querstege 11 können am angrenzenden Rand 3' des Reflektors 3 angeordnet oder von diesem weg versetzt und näher an der Strahlereinrichtung 1 angeordnet sein. Auch diese Querstege 11 erheben sich zumindest mit einer Komponente, im gezeigten Ausführungsbeispiel senkrecht zur Ebene des Reflektors 3 oder zu einem entsprechenden Reflektorabschnitt 3a im Bereich der Strahlereinrichtung 1.
Durch den geschilderten Aufbau wird also ein Antennenumfeld, also eine Strahlerumgebung 101 definiert, welche beispielsweise parallel zueinander verlaufende Längslinien 105 und um 90° versetzt liegend ein Paar quer dazu verlaufende Querlinien 107 umfasst, auf welchen die erwähnten Längs- und Querstreben oder Längs- und Querstege 7, 9 angeordnet sind, wobei diese Längs- und Querlinien 105, 107 auch mit dem Rand 3' des Reflektors 3 zusammenfallen können, aber nicht zusammenfallen müssen, sondern beispielsweise zwischen dem Reflektorrand 3' und dem zugehörigen Strahler 1 liegen können, wobei die Längs- und Querlinien 105, 107 bevorzugt parallel zu den Rändern 3' des Reflektors 3 verlaufen. Der Abstand zwischen den Längs- und Querstegen 9, 11, die teilweise nachfolgend auch als Längs- und Querprofile oder Längs- und Querbegrenzungen bzw. Längs- und Querseitenbegrenzungen bezeichnet werden, und der zugehörigen Strahlereinrichtung 1 im Antennenumfeld 101 beträgt vorzugsweise mehr als 0,3 λ und weniger als 1,2 λ, wobei λ eine Wellenlänge des zu übertragenden Frequenzbandes ist, vorzugsweise die mittlere Wellenlänge eines zu übertragenden Frequenzbandes.
Die dual polarisierte Strahlereinrichtung 1 strahlt wie erwähnt in zwei senkrecht zueinander stehenden Polarisationsebenen P1, P2, die im gezeigten Ausführungsbeispiel X-förmig angeordnet sind, d.h. in einem +45° Winkel bzw. -45° Winkel gegenüber den Längs- oder Querstegen 9, 11, sie sind also nicht parallel zu den Längs- und/oder Querstegen ausgerichtet.
In der Darstellung gemäß Figur 3a ist eine Querschnittsdarstellung längs der Linie III - III in Figur 2 wiedergegeben. Daraus ist die grundsätzliche Ausrichtung der Längsstege 9 bezogen auf den verbleibenden Reflektor oder Reflektorabschnitt 3a im Bereich des Strahlers 1 bzw. im Bereich der Symmetrierung 1a, wenn es sich um einen dual polarisierten Dipolstrahler handelt, zu erkennen, d.h. in der üblichen Ausgangsstellung bevorzugt senkrecht zur Ebene des Reflektors. Da in dieser Ausgangsstellung die beiden Längsstege 9 parallel zueinander verlaufen (und dabei senkrecht zum Reflektor 3 ausgerichtet sind), kommen die beiden Längsstege 9 mit einem Längsabstand LA zueinander zu liegen.
Es ist nunmehr jedoch vorgesehen, dass die Längsseitenbegrenzungen 9 vorzugsweise einzeln oder in einer weiteren Ausbildungsform der Erfindung in unterschiedlicher Weise auch gemeinsam verschwenkbar sind.
In Figur 3b ist dabei gezeigt, dass beispielsweise die linke und rechte Seitenbegrenzung 9 in gleicher Verstellrichtung verstellt werden können, im gezeigten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3b in einer entgegen dem Uhrzeigersinn verschwenkten Stellung. Geht man davon aus, dass eine entsprechende Antenne üblicherweise mit der Reflektorebene in Vertikalrichtung oder ansatzweise in Vertikalrichtung aufgestellt wird, so ergibt die Querschnittsdarstellung, dass bei einer derartigen Ausrichtung der Längsstege 9 die Hauptkeulenrichtung nicht mehr senkrecht zur Ebene des Reflektors 3 ausgerichtet ist, sondern in ihrer Azimutrichtung im Uhrzeigersinn nach rechts verschwenkt wird, also entgegengesetzt zur Verschwenkrichtung der linken und rechten Seitenbegrenzung 9. Nur in Spezialfällen (bei einer extremen Abmessung, speziellen Kombinationen, bestimmten Resonanzbedingungen etc.) kann eine Verschwenkung der Hauptkeulenrichtung eventuell in anderer Richtung vorliegen.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3c erfolgt eine Verstellung oder Verschwenkung der Längsstege 5 im Uhrzeigersinn, wodurch die Hauptkeule in entgegengesetzter Richtung verschwenkt wird.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3d sind beide Längsstege von der zugehörigen Strahlereinrichtung weg nach außen verstellt, so dass die Längsstege 9 vom Reflektor aus betrachtet divergierend ausgerichtet sind. Dadurch ist der lichte Abstand LA zwischen den Längsstegen an dem zum Reflektor 1 gegenüberliegenden freien Ende 9' der Längsstege 9 gegenüber der Grundstellung in Figur 3a vergrößert.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3e sind die beiden Längsstege 9 aufeinander zu verschwenkt oder aufeinander zulaufend (konvergierend) ausgerichtet, wodurch der lichte Abstand LA zwischen den oberen Kanten 9' der Längsstege 9 verringert wird. In den beiden zuletzt genannten Fällen kann eine Verringerung oder Aufweitung der Halbwertsbreite der Hauptkeule erzeugt werden.
Die Querstege 11 können z.B. ebenso oder alternativ einzeln oder gemeinsam verstellt werden, wobei in Figur 4a eine Schnittdarstellung gemäß IV-IV in Figur 2 gezeigt ist, bei der die Querstege 11 im wesentlichen senkrecht zur Ebene des Reflektors oder des Reflektorabschnittes im Bereich 3a der Strahlereinrichtung 1 ausgerichtet sind. Dabei können die Querstege ebenfalls wieder gemeinsam in die eine Richtung oder in die andere Richtung verschwenkt werden (Figuren 4b, 4c). Ferner können die Querstege 11 von der Reflektorebene in Strahlerrichtung divergierend oder konvergierend (aufeinander zulaufend) eingestellt werden (Figur 4d, 4e). Genauso kann aber auch nur ein Quersteg entsprechend unterschiedlich ausgerichtet oder verschwenkt werden, wohingegen der andere Quersteg in seiner üblichen Ausgangsposition gemäß Figur 4a verbleibt. Je nach unterschiedlicher Verstellung, ändert sich dabei ebenfalls wieder der lichte Abstand LA zwischen den freien Enden 11' der gemeinsam oder unterschiedlich verschwenkten Querstege 11, so dass der lichte Abstand LA in den Figuren 4a bis 4c gleich bleibt und bei der divergierenden Darstellung gemäß Figur 4d größer wird und bei der konvergierenden Darstellung der Längsstege 11 gemäß Figur 4e kleiner wird.
Es wird grundsätzlich angemerkt, dass die Antenne auch entweder nur mit Längsstegen 9 oder nur mit Querstegen 11 ausgestattet sein kann, je nach dem, ob eine entsprechende Beeinflussung und Strahlformung nur in Quer- oder nur in Längsrichung vorgenommen werden soll. In extremen Situationen kann beispielsweise auch nur ein einziger Längssteg und/oder nur ein einziger Quersteg vorgesehen sein, also eine asymmetrische Anordnung insoweit, als nur an einer Seite ein Längs- oder Quersteg vorgesehen ist und an der gegenüberliegenden Seite kein Steg realisiert ist. Gegebenenfalls kann aber auch nur an einer Längs- oder an einer Querseite ein lageveränderlicher Längs- oder Quersteg vorgesehen sein, wohingegen der gegenüberliegende, auf der anderen Seite der Strahlereinrichtung vorgesehene Längs- oder Quersteg nicht verstellbar ist.
Anhand der Darstellungen gemäß der Figuren 1 bis 4e ist zu ersehen, dass die Längs- und Querstege 9, 11 bereits vor den Eckpunkten 15 (Figuren 1 und 2) enden, die sich entweder als Eckpunkte des Reflektors 3 darstellen, oder die sich als Schnittpunkte der Längs- und Querachsen oder -linien 105, 107 ergeben, die als Verschwenk- oder beispielsweise Biegeachsen oder -linien 17 (Figuren 1 und 2) ausgebildet sein können. Dies bietet den Vorteil, dass beispielsweise sowohl die Längs- als auch die Querstege auf eine Strahlereinrichtung 1 zu verschwenkt werden können, zumindest in einem ausreichenden Verstellbereich, vorzugsweise bis zu einer maximalen Endstellung, in der sie nicht miteinander kollidieren oder sich allenfalls erst in dieser Endstellung in ihren Eckpunkten berühren.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5 sind beispielsweise nur die Querstege 11 trapezförmig gestaltet, so dass bis zum Verlauf der nicht parallelen Seiten 11' an der trapezförmigen Fläche der Querstege die Längsstege 9 ungehindert auf eine Strahlereinrichtung 1 zu verschwenkt werden können. Bei dieser Ausführungsform können also die jeweils anderen Stege, in diesem Ausführungsbeispiel die Längsstege 9 eine Länge aufweisen, die quasi dem Abstand der trapezförmigen Querstege 11 entspricht oder sogar länger ist. Das Ausführungsbeispiel kann aber auch umgekehrt so sein, dass die Längsstege trapezförmig gestaltet sind und die Querstege rechteckförmig und ebenso können alle Längs- und Querstege trapezförmig gestaltet sein oder eine sonstige, nicht rechteckförmige Flächenerstreckung aufweisen. In Figur 5 wie aber auch in der nachfolgenden Figur 6 ist der Einfachheit halber der jeweilige Strahler 1 nicht mit eingezeichnet.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6 ist die Länge der Längsstege 9 zumindest geringfügig kleiner als der lichte Abstand LA zwischen den Querstegen 11, um die Längsstege je nach Wunsch nicht nur nach außen, sondern auch noch nach innen zu auf eine Strahlereinrichtung verschwenken zu können. Dies bietet sich insbesondere dann an, wenn beispielsweise keine Querstege vorgesehen sind, oder die Querstege überhaupt nicht in ihrer Ausrichtung verändert werden oder nur nach außen verschwenkt werden sollen.
Bisher ist lediglich gezeigt worden, dass die Längs- und/ oder Querstege in unterschiedliche Ausrichtlage bringbar sind, beispielsweise durch Verschwenken längs der Linien 105, 107. Diese Längs- und Querlinien können also als Verschwenkachsen 17 ausgebildet sein. Die erwähnten Längs- und Querlinien 105, 107 können aber auch als Biegelinien gestaltet sein, um die entsprechende Positionsveränderung durchzuführen oder eine gewünschte Verstellung nicht nur durchzuführen, sondern auch dauerhaft beizubehalten. Dies kann durch geeignete mechanische oder elektrisch ansteuerbare (fernsteuerbare) Einrichtungen gewährleistet werden. Insoweit wird unter dem Begriff "Verschwenken" auch eine Lageveränderung durch Biegen längs der Biegelinien verstanden, so dass unter dem Begriff "Schwenkachse" auch eine "Biegeachse" verstanden wird.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Figuren 7 bis 9 im Detail erläutert, wie im Rahmen der in der vorliegenden Anmeldung erläuterten Ausführungsbeispiele gemäß den anderen Figuren die Längs- und/oder Querstege oder Teile davon erfindungsgemäß ausgestaltet sind, d.h. insbesondere von dem Reflektor 3 galvanisch getrennt und/oder kapazitiv damit verbunden sind, und wie insbesondere im Bereich der Schwenkachse ein auftretender Schlitz zwischen dem verschwenkbaren Längs- und/oder Quersteg oder einem verschwenkbaren Teil des Längs- oder Quersteges durch einen zusätzlichen Längs- und/oder Quersteg quasi abgedeckt oder verdeckt wird, der auf dem Reflektor sitzt.
Anhand des Ausführungsbeispieles nach Figur 7 ist gezeigt, dass die Längsstege 9 beispielsweise an Schwenkachsen 17 aufgehängt sind, die mit dem eigentlichen Reflektor 1 zumindest mechanisch verbunden sind. Die Schwenkachse 17 kann aus einem Dielektrikum, also nicht-leitenden Material bestehen. Dann könnte eine separate, elektrisch leitfähige Drahtverbindung 19 vorgesehen sein, um die verschwenkbaren Stege mit dem Reflektor 3 elektrisch-galvanisch zu verbinden, wenn dies im Einzelfall abweichend von der Erfindung gewünscht wird.
In Figur 7 ist dabei ein Ausschnitt des Reflektors 3 gezeigt, der beispielsweise nur mit Längsstegen 9 versehen ist. Gezeigt ist nur der eine leicht nach außen aufgeklappte Längssteg 9. Der Reflektor 3 ist beispielsweise an seiner einen Längskante 3' mit leitfähigen Hülsen 17a elektrisch-galvanisch und darüber hinaus mechanisch verbunden, durch die hindurch ein Achskörper 17' hindurch gesteckt verläuft. Dieser Achskörper 17' kann aus dielektrischem Material bestehen. Der verschwenkbare Längssteg 9 ist ebenfalls mit mehreren in Längsrichtung versetzt liegenden Hülsen 17a zumindest mechanisch fest verbunden, durch die ebenfalls hindurch der Achskörper 17' eingesteckt ist. Dadurch wird eine Schwenkachse gebildet, so dass beispielsweise der Längssteg 9 mit der mechanisch fest verbundenen, ihn tragenden Hülse 17b und die so gebildete Achse 17 relativ zum Reflektor 3 verschwenkt werden können. Die erwähnten, als Halterung dienenden Hülsen 17a bzw. 17b können beispielsweise aus elektrisch leitfähigem Material, insbesondere Metall bestehen. In diesem Fall sind sie elektrisch-galvanisch mit dem Reflektor bzw. dem Längssteg 9 verbunden. Wird eine im Rahmen der Erfindung liegende galvanische Trennung gewünscht, wird ein Achskörper 17' aus dielektrischem Material verwendet. Eine elektrisch-galvanische Verbindung könnte in diesem Falle - wenn sie gewünscht werden würde - durch eine separate Leitung 19 hergestellt werden, die beispielsweise an ihren Endpunkten angelötet sein kann, worüber der Seitenlängssteg 9 mit dem Reflektor 3 elektrisch-galvanisch verbunden ist.
Wird ein Achskörper 17 aus elektrisch leitfähigem Material verwendet, so können die als Schwenkeinrichtung dienenden Hülsen 17a, 17b auch aus elektrisch nicht-leitfähigem Material bestehen, wenn, wie im Rahmen der Erfindung gewünscht, eine elektrische Trennung vorgesehen sein soll.
Anhand von Figur 7a ist eine Abweichung und Abwandlung insoweit gezeigt, als hier auf dem Reflektor 3 sitzend noch ein zweiter zur angrenzenden Kante 3' leicht nach innen versetzt liegender Längssteg 9a vorgesehen ist, der im gezeigten Ausführungsbeispiel eine niedrigere Höhe aufweist als der verschwenk- und/oder verstellbare Steg 9, der im gezeigten Ausführungsbeispiel außen liegt. Durch derartige teilweise in ihrer Höhe nur gering dimensionierte zusätzliche (vor allem feststehende) Stege 9a kann der zwischen dem verschwenkbaren Steg 9 und dem Reflektor 3 gebildete Schlitz 18 quasi abgedeckt oder verdeckt werden. Entsprechende nach innen versetzte zweite Querstege 11a können ebenso zu den lageveränderlichen Querstegen 11 vorgesehen sein, dies in den Zeichnungen jedoch nicht näher dargestellt. In Figur 7a ist insoweit lediglich in Klammern neben dem Bezugszeichen 9a das Bezugszeichen 11a und neben dem Bezugszeichen 9 für den Längssteg das Bezugszeichen 11 eingetragen, um anzudeuten, dass die zeichnerische Wiedergabe gemäß Figur 7a gleichermaßen auch für einen zusätzlichen Quersteg 11a vor einem Längssteg 11 analog gilt.
Wie aus der zeichnerischen Darstellung gemäß Figur 7a zu ersehen ist, ist die Höhe des zusätzlichen sich senkrecht zur Ebene des Reflektors 3 erstreckenden Steges 9a bzw. 11a sehr viel kleiner als die Breite des benachbarten verschwenkbaren Längs- oder Quersteges 9, 11. Die Höhe des zusätzlichen Steges sollte insoweit deutlich kleiner als die Breite des benachbarten verschwenkbaren Längs- oder Quersteges 9, 11 sein, damit auch in verkippter Stellung dieses Längs- oder Quersteges die oben liegende Außenkante des verschwenkbaren Steges 9, 11 noch oberhalb der oberen Begrenzungskante des feststehenden Steges 9a bzw. 11a liegt. Zumindest aus Sicht der dipolförmigen Strahlereinrichtung sollte der verschwenkbare Längs- und/oder Quersteg 9, 11 noch wirksam sein, so dass lediglich der Schlitz 18 abgedeckt ist. Von daher ist im gezeigten Ausführungsbeispiel die Höhe des feststehenden Steges 9a, 11a so gewählt, dass er weniger als der Hälfte, insbesondere weniger als 40% oder 30%, insbesondere 25% der Breite des benachbarten verschwenkbaren Steges 9, 11 entspricht. Allgemein ist die Höhe des feststehenden Steges 9a, 11a so gewählt, dass aus Sicht der Dipolstrahler der dahinter liegende Schlitz 18 abgedeckt oder verdeckt ist.
Anhand von Figur 7b ist gezeigt, dass der erwähnte auf dem Reflektor sitzende zusätzliche Längs- und/oder Quersteg 9a, 11a nicht nur aus Sicht der Strahlereinrichtung vor dem verschwenkbaren Längs- und/oder Quersteg 9, 11, sondern auch dahinter angeordnet sein kann. Dieser hinter dem Längs- und/oder Quersteg zusätzlich vorgesehene und sich in geringere Höhe erstreckende Steg ist ebenfalls mit den Bezugszeichen 9a bzw. 11a gekennzeichnet. Schließlich kann auch ein derartiger zusätzlicher Steg 9a bzw. 11a aus Sicht der Strahlereinrichtung sowohl vor als auch nach dem verschwenkbaren Steg 9, 11 angeordnet sein, also beidseitig zu dem verschwenkbaren Steg 9, 11, wie dies in Figur 7b zu ersehen ist.
Die vorstehend genannte Konstruktion mit dem alternativ hinter den verschwenkbaren Stegen angeordneten zusätzlichen auf dem Reflektor festsitzenden Steg 9a bzw. 11a oder einer Umsetzung mit zum Beispiel zwei derartigen zusätzlichen Stegen 9a, 11a, zwischen denen ein verschwenkbarer Steg 9, 11 sitzt, kann bei allen in Rahmen der Erfindung beschriebenen Ausführungsbeispielen und/oder damit zusammenhängenden Varianten verwirklicht sein, ohne dass darauf nochmals im Einzelnen im Text verwiesen wird.
Anhand von Figur 8 ist gezeigt, dass beispielsweise der Reflektor 3 an seiner einen Längskante 3' auf einer Teillänge mit einem elektrisch leitfähigem Zylinder 25 fest verbunden ist, wodurch eine elektrisch-galvanische Verbindung zwischen dem Reflektor 3 und dem Zylinder 25 hergestellt ist. Dieser Zylinder hat im axialen Kern innenliegend ein zylinderförmiges Dielektrikum 27 (vor allem zu ersehen in der Schnittdarstellung gemäß Figur 9). In der inneren Längsausnehmung 29 ist ein elektrisch leitfähiger Innenleiter 31 eingesteckt, über welchen beispielsweise der Längssteg 9 an seinem einen Ende mechanisch gehalten und elektrisch-galvanisch angeschlossen ist. Die Länge des Innenleiters 31 beträgt vorzugsweise λ/4, also bevorzugt bezogen auf die mittlere Frequenz eines übertragenden Freuqenzbandes. Dadurch wird also eine koaxiale, kapazitive Kopplung zwischen Reflektor 3 und Längsssteg 9 realisiert. An der gegenüberliegenden Seite kann die Befestigung entsprechend erfolgen, so dass jeder Steg zumindest über zwei derartige Verschwenkeinrichtungen gehalten ist. Auch die Querstege können so mit dem Reflektor 3 kapazitiv verbunden sein. Durch den Innenleiter 31 der kapazitiven Verbindung wird bei diesem Ausführungsbeispiel dann gleichzeitig die Verschwenkachse 17 gebildet.
Insbesondere kann die Schwenkachse 17 auch als Biegelinie ausgestaltet sein, um die herum durch einen eigenen Mechanismus die Längs- oder die Querstege in ihrer Ausrichtung verstellt oder verschwenkt werden können.
Nachfolgend werden einige weitere Ausführungsbeispiele gezeigt, und zwar anhand eines Antennenarrays mit einer Spalte, innerhalb der beispielsweise in Längsrichtung (oder z.B. in Querrichtung) mehrere Strahler 1 angeordnet sind, in dem gezeigten Ausführungsbeispiel nämlich vier dual polarisierte Strahler 1 in Form eines sogenannten Vektor-Dipols.
Bei einer Querschnittsdarstellung gemäß Figur 10 in perspektivischer Darstellung und in Figur 11 in Seitendarstellung ist gezeigt, dass die Schwenkachse 17 auch in einer Teilhöhe der Längs- oder Querstege vorgesehen sein kann. Bei einer Querschnittsdarstellung nach Figur 11 ist die Schwenk- oder Biegeachse 17 von der Ebene des Reflektors 3 beabstandet vorgesehen.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 12 und 13 ist die Schwenkachse 17 in der eigentlichen Ebene des Reflektors 3 vorgesehen. Daraus ist zu ersehen, wie eine Verschwenkung beispielsweise der Längsstege 9 (aber ebenso auch der Querstege 11) bewerkstelligt werden kann, indem auch die außenliegenden Abschnitte 3" des eigentlichen Reflektors 3 mit verschwenkt werden, da in diesem Ausführungsbeispiel bevorzugt die Längs- oder Querstege 9, 11 mit dem außenliegenden Abschnitt 3" des Reflektors selbst fest verbunden sind.
Abweichend vom gezeigten Ausführungsbeispiel können die Längs- oder Querstege aber nicht nur aus elektrisch-leitfähigem Material, üblicherweise einem Metall oder Metallblech bestehen, sondern beispielsweise auch aus elektrischleitfähigem, beschichtetem Material oder elektrisch-leitfähigem Kunststoffmaterial. Möglich ist auch die Verwendung von dielektrischem Material, insbesondere Material mit besonders hoher Dielektrizitätskonstante, wodurch auch eine Strahlformung im geschilderten Sinne möglich ist.
Anhand von Figur 14 ist nunmehr in perspektivischer Ansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Antenne und in Figur 15 in Längsschnittdarstellung gezeigt. Bei üblicherweise vertikaler Ausrichtung des Reflektors 3 ergibt sich dadurch eine Spaltenanordnung mit vier übereinander angeordneten Strahlereinrichtungen 1.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die um ihre Verschwenkachse verschwenkbaren Längsstege 9, bezogen auf ihre jeweils zugehörige Strahlereinrichtung 1, zusammenhängend als einteilige Längsstege 9 ausgebildet. Die gezeigten Querstege 11 können in dieser Ausführungsform vorgesehen und beispielsweise nicht verstellbar sein. Möglich ist aber auch hier, dass in dieser Ausführungsform die Querstege gemeinsam nach oben oder unten oder zumindest einzelne Querstege nach oben oder unten verschwenkt werden können, um hier insbesondere weitere elektrische Eigenschaften bezüglich der Hauptkeulen-Verstellung in Down-Tilt-Richtung zu bewerkstelligen.
Sind beispielsweise die Querstege 11 nicht verstellbar, wohl aber die durchgängigen Längsstege 9, und zwar nicht nur nach außen, sondern auch nach innen auf die Strahlereinrichtung 1 zu, so kann es empfehlenswert sein, in den Längsstegen Durchbrüche, beispielsweise sogenannte schlitzförmige Durchbrüche oder Ausnehmungen 12 vorzusehen, wie dies aus der vergrößerten Detaildarstellung gemäß Figur 15a zu entnehmen ist. Der linke Längssteg ist dabei nach außen verschwenkt. Der rechte Längssteg 9 ist nach innen verschwenkt, so dass in diesem Fall durch die quer zur Biege- oder Schwenkachse 17 verlaufenden Schlitze Raum geschaffen wird, die dann von den Endbereichen der Querstege durchragt werden können. Dieses Beispiel zeigt, dass selbst in diesem Falle die Querstege bis zur äußeren Begrenzungskante 3' des Reflektors reichen können.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 16 ist ein Antennenarray mit zwei Spalten in schematischer Vorderansicht und in Figur 16a in schematischer perspektivischer Darstellung gezeigt, wobei in jeder Spalte ebenfalls vier Strahlereinrichtungen vorgesehen sind. In diesem Ausführungsbeispiel sind für jede Strahlereinrichtung und jedes zugehörige Strahlerfeld jeweils zwei außenliegende separat verstellbare Längsstege sowei zwei zugehörige Querstege vorgesehen. Somit kommen zwischen zwei horizontal oder vertikal, also zwischen zwei in Längsrichtung oder in Querrichtung versetzt zueinander angeordnete Strahlereinrichtung jeweils zwei Querstege bzw. zwei Längsstege zu liegen, die bezogen auf die zugehörige Strahlereinrichtung unabhängig von der benachbarten Strahlereinrichtung verstellt werden können, um die gewünschte Strahlformung zu bewirken. Bei jeweils zwei in Längsrichtung 5 oder in Querrichtung 7 nebeneinander angeordneten Strahlern 1, 1', d.h. in Längs- oder Querrichtung versetzt zueinander liegenden Strahlerumfeldern oder Strahlerumgebungen 101 kommen somit jeweils zwei zu unterschiedlichen Strahlern gehörende Längs- oder Querstege 9, 11 zueinander zu liegen, und zwar jeweils in einem ausweichenden Abstand A, der ausreichend Platz dafür bietet, diese Längs- oder Querstege auch nach außen hin, also von der jeweiligen Strahlereinrichtung 1 weg zu verstellen.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 17 in Draufsicht und in Figur 18 in schematischer, perspektivischer Darstellung ist gezeigt, dass beispielsweise die Längsstege (dies gilt gleichermaßen aber auch für die Querstege) in unterschiedlichem Seitenabstand von dazugehörigen Strahlereinrichtungen 1 (oder deren Fußpunkt oder Semitrierung 4) angeordnet sein können, so dass der Reflektor 3 zumindest für einige der Strahlereinrichtungen 1 eine unterschiedliche Breite in Querrichtung 7 aufweist. Am Ende der jeweiligen Längsstege 9 können diese über ein kurzes Querverbindungsstück 11a miteinander verbunden sein. Die Längsstege können aber auch offen enden, ohne ein derartiges Verbindungsstück. Die Querverbindungsstücke sollen im Verhältnis zu einer Länge der Längsstrecke so gestaltet sein, dass die Längsstege 9 an ihren Biegelinien bevorzugt nach innen und außen verstellt werden können.
Ferner zeigen Figuren 17 und 18, dass beispielsweise nur für die oberste Strahlereinrichtung zwei Querstege 11 vorgesehen sind, die gegebenenfalls fest angeordnet sind (also unverstellbar) oder ebenfalls wieder gemeinsam oder unabhängig voneinander auf die zugehörige Strahlereinrichtung zulaufend oder von dieser weglaufend in Strahlungsrichtung ausgerichtet sein können.
Die erläuterte Strahlformung erfolgt bei allen beschriebenen Ausführungsbeispielen stets im Nahfeld, also in einem Bereich kleiner X oder zumindest 2 X, 1,5 λ oder kleiner als 1,2 λ, wobei λ wiederum die Wellenlänge aus einem zu übertragenden Frequenzband ist, vorzugsweise die mittlere Wellenlänge.
Bei den erläuterten verschwenkbaren Teilen (Längs- und/oder Querstege) sind diese bevorzugt - wie erläutert - galvanisch mit dem Reflektor 3 verbunden, und zwar über eine biegbare, leitende Struktur, z. B. Federelemente, dünne leitfähige Schicht auf einem Folien-Substrat oder durch biegbare Bereiche beispielsweise einer zumindest teilweise flexiblen Leiterplatte. Die schwenkbaren Teile können aber genauso kapazitiv mit dem Reflektor 3 gekoppelt sein, beispielsweise über eine kleine Distanz. Die kapazitive Kopplung kann dabei ebenfalls wieder unterschiedlich aufgebaut sein, beispielsweise mittels einer koaxialen, kapazitiven Kopplung.
Aus dem geschilderten Ausführungsbeispiel geht hervor, dass ein oder mehrere dual polarisierte Strahler vorgesehen sein können, die aus einer gleichen Bauart oder einer unterschiedlichen Bauart gebildet sind, wobei zumindest immer einer und vorzugsweise zumindest immer zwei paarweise zusammenwirkende Längsstege oder Längsprofile bzw. Querstege oder Querprofile zueinander oder gegeneinander oder parallel zueinander verschwenkt werden können, nacheinander, einzeln oder synchron bewegbar sind, elektrisch verbunden oder nicht-elektrisch leitend zum Reflektor angeordnet sein können, teilweise elektrisch verbunden und teilweise elektrisch nicht verbunden sind. Die Seiten- und Längsstege oder -profile können getrennt voneinander angeordnet oder zumindest teilweise miteinander verbunden sein, zumindest mechanisch oder auch elektrisch-galvanisch miteinander verbunden sein. Die einzelnen Teile sind in Längs-, in Querrichtung und in der Höhe unterschiedlich dimensionierbar und auch die Formgebung der Längs- und/oder Querstege bzw.

profile ist unterschiedlich wählbar, um die gewünschten vorteilhaften Effekte zu erzielen.

In Ergänzung zu den vorausgegangenen Ausführungsbeispielen wird angemerkt, dass beispielsweise die schwenkbaren Seitenwände 9 höher oder auch niedriger sein können als die quer dazu verlaufenden Trenn- oder Querwände 11, wie dies auch aus der Darstellung gemäß Figur 18 zu ersehen ist. Die Trennwände können auch fix gestaltet sein, also unbeweglich. Sind die Querstege 11 vergleichsweise lang, können an den Längsstegen 9 entsprechende Ausnehmungen vorgesehen sein, um diese um ihre Biegeachse verschwenken zu können, wie sich dies vom Prinzip her bereits aus dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6 ergibt.
Abschließend wird noch darauf hingewiesen, dass die in den verschiedenen Beispielen beschriebenen Strahler, insbesondere wenn bei einer Antenne mehrere Strahler vorgesehen sind, diese einzeln angesteuert und betrieben werden können. Genauso können aber auch mehrere Strahler elektrisch zu einer Gruppe zusammengefasst sein. Ein- oder Beschränkungen sind insoweit nicht vorhanden.
Nachfolgend wird auf ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel gemäß Figur 19 Bezug genommen, bei welchem im Querschnitt vergleichbar den Figuren 3a bis 3e (was aber auch genauso für die Querschnittsdarstellung gemäß den Figuren 4a bis 4e gilt) gezeigt ist, dass beispielsweise die Längswände oder Längsstege 9 auch zweigeteilt sein können, nämlich einen ersten Abschnitt 9.1 und einen zweiten Abschnitt 9.2 umfassen, die über eine gemeinsame Biegelinie oder Schwenk- oder Kippachse 17' relativ zueinander verschwenkbar sind. Der dem Reflektor 3 näher liegende Längssteg- oder Längswandabschnitt 9.2 ist dann über die bereits mehrfach erörterte Biegelinie 17 oder die entsprechende Schwenk- oder Kippachse relativ gegenüber dem Reflektor verschwenkbar.
Dieser dem Reflektor näher liegende Teil 9.2 kann ebenso wie an anderen Ausführungsbeispielen erläutert, verbiegbar sein oder beispielsweise entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach Figuren 12 und 13 mit einem Seitenabschnitt des eigentlichen Reflektors mit verschwenkbar, verkippbar oder verbiegbar sein.
Beispielsweise können die vom Reflektor 3 entfernter liegenden Längsstegabschnitte 9.1 entsprechend der Pfeildarstellung 209 um ihre Biege- oder Kippachse 17' ggf. sogar soweit verschwenkbar sein (insgesamt um fast 360°), dass dieser Längsstegabschnitt 9.1 entweder innenliegend oder außenliegend an dem dem Reflektor 3 näher liegenden weiteren Längsstegabschnitt 9.2 anliegt, damit der obere Abschnitt des Längssteges 9 völlig eingeklappt und somit wirkungslos ist.
Auch bei diesen erläuterten Ausführungsbeispielen kann jeweils die Schwenkachse 17, die auch in Form einer Biegeachse gestaltet sein kann, im Rahmen der Erfindung so realisiert sein, dass der Längs- und/oder Quersteg galvanisch vom Reflektor getrennt und/oder kapazitiv mit diesem verbunden ist. Auch in diesem Beispiel soll der anhand der Figur 7a erwähnte zusätzliche Längssteg bzw. Quersteg zur Abschirmung eines Schlitzes 18 vor der Schwenkachse 17 angeordnet sein. Grundsätzlich kann dabei die Schwenkachse 17' gleichermaßen gestaltet sein wie die Schwenkachse 17 am Übergang zum Reflektor, so dass auch hier eine galvanische Trennung und/oder eine kapazitive Kopplung zwischen dem oberen und unteren Längsstegabschnitt 9.1, 9.2 besteht. Auch in diesem Beispiel kann der zugehörige Längs- oder Quersteg 9a bzw. 11a zwischen der Strahlereinrichtung und der äußeren Begrenzungskante 3' so angeordnet sein, dass ein entsprechender Schlitz zwischen dem oberen und unteren Längsseitenabschnitt 9.1 und 9.2 aus Sicht der Strahlereinrichtung quasi abgedeckt oder verdeckt ist.
Wie mehrfach erörtert, können der untere wie aber auch der obere Längsseitenabschnitt 9.1 und 9.2 dabei auch parallel zueinander ausgerichtet sein, nach links oder rechts verschwenkt werden, aufeinander zu verlaufend oder divergierend eingestellt werden oder auch unterschiedlich. Schließlich könnte der dem Reflektor näher liegende Abschnitt 9.2 auch so nach außen verschwenkt werden, dass dieser in der Verlängerung der Ebene des Reflektors 3 liegt. Dadurch würde quasi die Breite (oder Länge) des Reflektors verändert werden, wobei außen dann der Längsseitenabschnitt 9.2 nur noch als alleiniger, beispielsweise senkrecht oder allgemein winklig zum Reflektor ausgerichteter Steg verbleiben würde. Aber auch dieser weitere Abschnitt könnte bis in die Ebene des Reflektors nach außen oder nach innen verschwenkt werden, um dadurch die Reflektorbreite (oder Länge) zu verändern.
Würde der Abschnitt 9.2 nach innen bis auf die Reflektorebene umgelegt werden, so ergäbe sich dadurch ein Längsseitenabschnitt 9.1, der senkrecht zur Reflektorebene oder nach links oder rechts beliebig weit verschwenkt werden könnte.
Die geschilderten Verhältnisse können gleichermaßen auch für die Querstege entsprechend angewandt werden. Schließlich können die Längs- und/oder Querstege nicht nur zwei, sondern auch mehrgeteilt sein, wodurch sich ggf. mehrere, bevorzugt parallel zueinander verlaufende Biege-, Schwenk- oder Kippachsen ergeben.
Ganz grundsätzlich wird angemerkt, dass seitlich neben einem Antennenumfeld 101 nicht nur jeweils eine durchgängige Quer- oder Längswand, also ein durchgängiger Quer- oder Längssteg vorgesehen sein muss, sondern dass hier auch zumindest zwei oder jeweils mehrere Längsstegabschnitte und/ oder Querstegabschnitte vorgesehen sein können, die einzeln in ihrer Ausrichtlage verstellt werden könnten.
In Figur 20 ist eine weitere geringfügige Abwandlung im schematischen Querschnitt und in Figur 20a in schematischer perspektivischer Darstellung wiedergegeben. In diesem Ausführungsbeispiel sind die verschwenkbaren Stege, beispielsweise Längsstege, von der Außenkante 3' des Reflektors nach innen versetzt liegend angeordnet, so dass die entsprechenden Schwenkachsen oder Biegelinien 17 dem eigentlichen Strahler 1, 1' näher liegen. Außenliegend sind feststehende Längs- oder Querstege 309 vorgesehen.
Die Höhen der Außenstege 309 sowie der inneren Längsstege 9 können gleich oder unterschiedlich gewählt werden. Entsprechende Verhältnisse können auch für die Querstege ergänzend oder alternativ vorgesehen sein.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 21 ist in schematischer Querschnittsdarstellung, beispielsweise vergleichbar der Querschnittsdarstellung in Figur 3a, eine entsprechende Anordnung einer Antenne oder eines Antennen Arrays gezeigt, in welchem ebenfalls wieder zwei Längsstege (oder zwei Querstege) an einer Seite des Strahlers im Seitenabstand zueinander vorgesehen sind. In diesem Ausführungsbeispiel ist der dem Strahler näher liegende Steg 9 wie aber auch der entfernter liegende Außensteg 309 jeweils um eine Schwenkachse 17, bevorzugt unbegrenzt verschwenkbar. Beide parallel mit Seitenversatz zueinander angeordneten Längsstege (oder Querstege) können eine beliebige Höhe aufweisen. Bevorzugt ist der Seitenabstand zwischen den jeweils parallelen Längs- oder Querstegen zumindest gleich oder geringer als deren jeweilige Höhe, so dass - wie anhand von Figur 21 gezeigt - der außensitzende Längssteg (oder im Falle von Figur 22 der innenliegende Längssteg) völlig nach innen bzw. nach außen auf dem Reflektor zu umgelegt werden kann. Genauso kann der äußere Längssteg 309 aber auch völlig nach außen umgelegt werden, beispielsweise in der Ebene des Reflektors 3 liegen, wodurch die Reflektorbreite (oder Länge) vergrößert werden kann.
Ergänzend könnte aber auch der innere Längssteg 9 völlig umgelegt werden, so dass praktisch beide Längsstege (oder Querstege) nicht mehr wirksam wären.
Anhand von Figur 22 ist nur gezeigt, dass auch umgekehrt der innere Längssteg für sich alleine umgelegt werden kann, wohingegen der äußere Längssteg in eine beliebige senkrecht oder winklig zur Reflektorebene verlaufende Stellung gebracht werden kann.
Schließlich ist anhand von Figur 23 noch ergänzend gezeigt, dass die jeweils paarweise gegenüberliegend zur Strahlereinrichtung 1 vorgesehenen und vorzugsweise parallel zueinander verlaufenden Stege (Innen- und Außenstege), beispielsweise der innere Längssteg 9 und der äußere Längssteg 309, auch zueinander beliebig verschwenkt werden können, also beispielsweise aufeinander zu laufend (wie in Figur 23 gezeigt) oder voneinander weg laufend oder beide nach links oder nach rechts verschwenkt sein können etc. Es wird insoweit auf die grundsätzlichen Verstellmöglichkeiten der anderen Ausführungsbeispiele verwiesen.
Auch bei den zuletzt erläuterten Ausführungsbeispielen soll im Rahmen der Erfindung die Schwenkachse 17 sowohl für den eher innen wie aber auch für den eher außen liegenden Steg 9, 309 so umgesetzt sein, dass der jeweilige Steg zum Reflektor galvanisch getrennt und/oder kapazitiv mit diesem verbunden ist, wobei aus Sicht der Strahlereinrichtung dem verschwenkbaren Steg vorgelagert ein zusätzlicher Steg 9a oder 11a angeordnet ist. Dieser soll den zwischen dem verschwenkbaren Steg 9 und dem Reflektor gebildeten Schlitz 18 quasi aus Sicht der Strahlereinrichtung abdecken oder verdecken.
Nur der Vollständigkeit halber wird erwähnt, dass vor allem die Verwendung von Doppelstegen entsprechend den Darstellungen nach den Figuren 20 ff. auch dann von Vorteil sein kann, wenn beispielsweise an den weiter außen liegenden Stegen noch Schlitze vorgesehen sind.
Schließlich wird lediglich erwähnt, dass die Strahlereinrichtungen 1, 1' wie bei bekannten Antennentypen betrieben werden können. Die entsprechenden Reflektorgestaltungen können sowohl bei einer Einband-, einer Dualband- wie aber auch bei einer Multibandantenne verwirklicht werden. Werden insbesondere mehrere Strahler verwendet, so können diese elektrisch zu einer Gruppe zusammengefasst sein.

Claims

Dual polarisierte Antenne mit zumindest einer dual polarisierten Strahlereinrichtung (1, 1'), in Form zumindest eines Dipolstrahlers oder zumindest eines Patch-Strahlers, mit folgenden Merkmalen:
- mit einem Reflektor (3),

- der Reflektor (3) weist eine Längsrichtung (5) und eine Querrichtung (7) auf,

- an dem Reflektor (3) sind zumindest zwei in Längsrichtung oder mit ihrer größeren Komponente in Längsrichtung (5) verlaufende Längsstege (9) vorgesehen, die in Querrichtung (7) versetzt zueinander angeordnet sind, wobei die Strahlereinrichtung (1, 1') zwischen den Längsstegen (9) angeordnet ist,
und/oder
an dem Reflektor (3) sind zumindest zwei in Querrichtung oder mit ihrer größeren Komponente in Querrichtung (7) verlaufende Querstege (11) vorgesehen, die in Längsrichtung (5) versetzt zueinander angeordnet sind, wobei die Strahlereinrichtung (1, 1') zwischen den Querstegen (11) angeordnet ist,

- der Reflektor (3) ist von den zumindest zwei Längsstegen (9) und/oder den zumindest zwei Querstegen (11) galvanisch getrennt und/oder kapazitiv mit diesen verbunden,

- aus Sicht der Strahlereinrichtung ist vor oder hinter zumindest einem der Längs- und/oder Querstege (9, 11) zumindest ein zusätzlicher Längs- bzw. Quersteg (9a, 11a) vorgesehen,

- zumindest einer der Längsstege (9) und/oder zumindest einer der Querstege (11) ist direkt oder mittelbar durch Verschwenken um eine Längs- oder Querachse (105, 107) lageveränderlich, und

- der zumindest eine zusätzliche Längs- und/oder der zumindest eine zusätzliche Quersteg (9a, 11a) ist
a) zwischen der Strahlereinrichtung und dem zumindest einen verschwenkbaren Längs- und/oder Quersteg (9, 11) oder

b) von der Strahlereinrichtung aus betrachtet hinter dem zumindest einen verschwenkbaren Längs- und/ oder Quersteg (9, 11)
auf dem Reflektor (3) angeordnet,
gekennzeichnet durch die folgenden weiteren Merkmale:
- zwischen dem Reflektor (3) und dem zumindest einen lageveränderlichen Längssteg (9) und/oder dem zumindest einen lageveränderlichen Quersteg (11) ist ein Schlitz (18) gebildet, und

- durch den zumindest einen zusätzlichen Längssteg (9a) und/oder durch den zumindest einem zusätzlichen Quersteg (11a) ist aus Sicht der Strahlereinrichtung der Schlitz (18) quasi abgedeckt oder verdeckt.
Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Längsstege (9) und/oder zwei Querstege (11) mit der dazwischen befindlichen Strahlereinrichtung (1, 1') vorgesehen sind, und dass bezüglich beider Längstege (9) und/ oder beider Querstege (11) jeweils zumindest ein zusätzlicher Längs- und/oder ein zusätzlicher Quersteg (9a, 11a) vorgesehen ist.
Antenne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Längssteg (9a) oder der zugehörige Quersteg (11a) zur angrenzenden Kante (3') des Reflektors (3) nach innen versetzt liegend angeordnet ist.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Längssteg (9a) und/oder der zusätzliche Quersteg (11a) eine niedrigere Höhe aufweist als der dazu außen oder innen liegende verschwenk- und/oder biegbare Längssteg (9) bzw. Quersteg (11) oder der zusätzliche Längssteg (9a) und/oder der zusätzliche Quersteg (11a) eine Höhe aufweist, die niedriger ist als die Breite oder Höhe des benachbarten verschwenkbaren Längs- und/oder Quersteges (9, 11), wobei die Höhe des zusätzlichen Längs- und/oder Quersteges (9a, 11a) vorzugsweise weniger als 50%, insbesondere weniger als 40% oder 30% der Breite des benachbarten Längs- oder Quersteges (9, 11) beträgt.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Paar und vorzugsweise zumindest ein bezüglich einer Strahlereinrichtung (1, 1') vorgesehenes Paar von Längs- und/oder Querstegen (9, 11) in gleicher Richtung verschwenkbar sind.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Paar und vorzugsweise zumindest ein bezüglich einer Strahlereinrichtung (1, 1') vorgesehenes Paar von Längs- und/oder Querstegen (9, 11) aufeinander zu verschwenkbar sind.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Paar und vorzugsweise zumindest ein bezüglich einer Strahlereinrichtung (1, 1') vorgesehenes Paar von Längs- und/oder Querstegen (9, 11) voneinander weg verschwenkbar sind.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Biege- oder Schwenkachse (17) parallel zu den Längsstegen (9) verläuft.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachse (17) parallel zu den Querstegen (11) verläuft.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei bezüglich einer Strahlereinrichtung (1, 1') zusammenwirkende Längsstege (9) und/ oder Querstege (11) so aufeinander zu schwenkbar sind, dass der lichte Abstand (LA) der gegenüber dem Reflektor (3) entfernt liegenden Enden (9', 11') der Längs- und/oder Querstege (9, 11) größer ist als in einer Grundstellung, in der die Längs- und/oder Querstege (9, 11) senkrecht zur Ebene des Reflektors (3) oder zu einem Reflektorbereich (3a) in unmittelbarer Nähe der Strahlereinrichtung (1, 1') ausgerichtet sind.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei bezüglich einer Strahlereinrichtung (1, 1') zusammenwirkende Längsstege (9) und/ oder Querstege (11) so voneinander weg schwenkbar sind, dass der lichte Abstand (LA) der gegenüber dem Reflektor (3) entfernt liegenden Enden (9', 11') der Längs- und/oder Querstege (9, 11) kleiner ist als in einer Grundstellung, in der die Längs- und/oder Querstege (9, 11) senkrecht zur Ebene des Reflektors (3) oder zu einem Reflektorbereich (3a) in unmittelbarer Nähe der Strahlereinrichtung (1, 1') ausgerichtet sind.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachse (17) in einer Teilhöhe im Abstand zur Ebene des Reflektors (3) angeordnet ist, vorzugsweise parallel zur Ebene des Reflektors (3) oder eines Reflektorbereiches (3a) in Nähe der Strahlereinrichtung (1, 1').
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachse (17) zu den Längs- und/ oder Querstegen (9, 11) versetzt liegt, vorzugsweise in der Ebene des Reflektors (3).
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Reflektorabschnitt (3") mit dem zugehörigen Längs- und/oder Quersteg (9, 11) um die Schwenkachse (17) verschwenkbar ist.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Längsmaß der Längsstege (9) dem Längsmaß der Querstege (11) entspricht.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die beidseitig zu einer Strahleranordnung (1, 1') vorgesehenen Längsstege (9) und Querstege (11) ein Strahlerumfeld bzw. eine Strahlerumgebung (101) bilden, wobei der zugehörige Reflektor (3) von der zugehörigen Strahlereinrichtung (1, 1') aus betrachtet über die Längsstege (9) und/oder Querstege (11) übersteht.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Längs- und/oder Querstege (9, 11) größer ist als der Abstand zwischen den Zentren zweier benachbarter Strahlereinrichtungen (1, 1').
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Längs- und/oder Querstege (9, 11) in Seitenansicht rechteckförmig oder trapezförmig oder n-polygonal oder diesen Formen angenähert ausgebildet sind.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Längs- und/oder Querstege (9, 11) kürzer ist als der lichte Abstand zwischen zwei zu einer Strahlereinrichtung (1, 1') gehörenden Querstegen (11) bzw. Längsstegen (9).
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Längsstege oder die Querstege (9, 11) unterbrochen sind und in den dadurch gebildeten Abstandsraum zwischen zwei Längs- oder Querstegen (9, 11) die Quer- oder Längsstege (11, 9) hindurch verlaufen.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass in Längs- und/oder Querrichtung (5, 7) zumindest zwei und vorzugsweise mehrere Strahlereinrichtungen (1, 1') im Abstand zueinander unter Bildung eines einspaltigen oder eines einzeiligen oder vorzugsweise unter Bildung eines mehrere Spalten und Zeilen umfassenden Antennenarrays angeordnet sind.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige Längsstege (9) oder zumindest einige Querstege (11) bezüglich einer mehrere Strahlereinrichtungen (1, 1') umfassenden Antenne in einer Länge vorgesehen sind, die größer ist als der Abstand zwischen den Zentren zweier benachbarter Strahlereinrichtungen (1, 1').
Antenne nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen zwei bezüglich einer Strahlereinrichtung (1, 1') zugehörigen Längs- und/oder Querstegen (9, 11) bezüglich verschiedener Strahlereinrichtungen (1, 1') einer Antenne unterschiedlich ist.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in einigen Längs- und/oder Querstegen (9, 11) vorzugsweise parallel zum Reflektor (3) oder vorzugsweise parallel zu einem Reflektorbereich (3a) in der Nähe der zugehörigen Strahlereinrichtung (1, 1') verlaufende Schlitze, insbesondere passive Schlitze vorgesehen sind.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige der Längs- und/oder Querstege (9, 11) kapazitiv mit dem Reflektor (3) verbunden sind.
Antenne nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die kapazitive Ankopplung zumindest eines Längs- und/oder Quersteges (9, 11) mittels einer koaxialen, kapazitiven Kopplung dergestalt erfolgt, dass der Reflektor (3) oder ein Längs-/Quersteg (9, 11) mit einer elektrisch leitenden Außenhülse verbunden ist, und dass der zugehörige Längs-oder Quersteg (9, 11) bzw. der Reflektor (3) mit einem davon beabstandeten Innenleiter (31) elektrisch-galvanisch verbunden ist, wobei der Innenleiter (31) über ein im Inneren des koaxialen Außenleiters vorgesehenes Dielektrikum (29) gehalten ist.
Antenne nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die kapazitive, koaxiale Kopplung eine Länge λ/4 aufweist,
wobei λ eine Wellenlänge eines zu übertragenden Frequenzbandes darstellt, vorzugsweise die mittlere Wellenlänge des zu übertragenden Frequenzbandes.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Längs- und/oder ein Quersteg (9, 11) über einen dielektrischen, eine Verschwenkachse (17) bildenden Schwenkkörper mechanisch mit dem Reflektor (3) verbunden ist.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Längs- und/oder Querstege (9, 11) zumindest teilweise leitfähig sind und/oder zumindest teilweise aus dielektrischem Material bestehen.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Längs- und/oder Querstege (9, 11) oder zumindest ein Teil der Längs- und/oder Querstege (9, 11) im Querschnitt profiliert sind, vorzugsweise ein S-, ein Z- oder ein L-förmiges Profil aufweisen.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die schwenkbaren Teile der Antenne, insbesondere die Längs- und/oder Querstege (9, 11) Federelemente, dünne leitfähige Schichten, vorzugsweise auf einem Folien-Substrat oder teilweise flexible Leiterplatten oder Leiterplattenabschnitte aufweisen oder umfassen.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass zumindestens mehrere Längsstege (9) bezüglich einer bestimmten Strahlereinrichtung (1, 1') und/ oder zumindestens einige Querstege (11) bezüglich unterschiedlicher Strahlereinrichtungen (1, 1') miteinander mechanisch, vorzugsweise elektrisch gekoppelt sind.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellung manuell oder mittels einer Betätigungs- oder Steuerungseinrichtung durchführbar ist.
Antenne nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Lageveränderung der Längs- und/oder Querstege (9, 11) vorzugsweise fernsteuerbar ist.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Längssteg (9) und/oder zumindest ein Quersteg (11) über seine gesamte Erstreckungslänge unterschiedliche Höhen aufweist oder zumindest zu einem weiteren Längs- und/oder Quersteg (9, 11) eine abweichende Höhe aufweist.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Längs- und/oder Querstege (9, 11) zumindest zweigeteilt sind, vorzugsweise in deren Längsrichtung, wodurch zumindest zwei Längssteg-Abschnitte (9.1, 9.2) oder zwei Quersteg-Abschnitte entstehen, die um zumindest eine zwischen ihnen vorgesehene Biege- oder Schwenkachse 17' relativ zueinander und um eine weitere Biege- oder Schwenkachse 17 gegenüber dem Reflektor (3) lageveränderlich sind.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass der Längssteg (9) und/oder der Quersteg (11) bis auf die Ebene des Reflektors (3) umlegbar ist, wobei durch die an der Außenbegrenzung (3') des Reflektors (3) angeordnete Biege- und/oder Schwenkachse (17) bei nach außen verschwenktem Längs- und/oder Quersteg (9, 11) die Fläche des Reflektors (3) vergrößert wird.
Antenne nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der dem Reflektor (3) näherliegende Abschnitt (9.2) des Längs- oder Quersteges (9, 11) bis auf die Ebene des Reflektors (3) nach innen oder in Verlängerung nach außen umlegbar ist.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass in Längs- und/oder in Querrichtung (5, 7) zumindest zwei mit Seitenversatz zueinander angeordnete Längsstege (9, 309) und/oder Querstege (11) vorgesehen sind, von denen zumindest der innere oder der äußere Längssteg (9, 309) und/oder der innere oder äußere Quersteg (11) um eine Schwenkachse oder in sich verbiegbar oder verschwenkbar ist.
Antenne nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils beide mit Seitenversatz auf einer Seite der Strahlereinrichtung (1, 1') vorgesehenen Längsstege (9, 309) und/oder Querstege (11) um eine Biegelinie oder Schwenkachse (17) oder in sich verbiegbar und/oder verschwenkbar sind, und zwar derart, dass die Längsstege (9, 309) und/ oder die Querstege (11) parallel zueinander, aufeinander zu oder voneinander weg verlaufend bis in die Ebene des Reflektors (3) umgelegt sind.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 40 dadurch gekennzeichnet, dass in den Längs- und/oder Querstegen (9, 11) Ausnehmungen oder Schlitze (12) eingebracht sind, die so dimensioniert sind, dass bei entsprechender Verschwenkung der Längs- oder Querstege (9, 11) in Richtung Strahlereinrichtung (1, 1') und damit auf die quer dazu verlaufenden Quer- und/oder Längsstege (9, 11) diese mit ihrem betreffenden Endabschnitt in diese Ausnehmungen oder Schlitze (12) zumindest teilsweise eintauchen bzw. durchragen.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 41, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachse (17, 17') als scharnier- oder gelenkförmige Kippachse oder als Biegeachse ausgebildet ist, um die herum ein Längs- und/oder Quersteg (5, 7) verschwenkbar ist.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 42, dadurch gekennzeichnet, dass die Polarisationsebenen der Strahlereinrichtung (1) in einem Winkel von +45° bzw. -45° zur Längs- oder Querrichtung des Reflektors (3) ausgerichtet sind. Strahlereinrichtung quasi abgedeckt oder verdeckt ist.