CN105409059A

CN105409059A - 宽频带天线阵列

Info

Publication number: CN105409059A
Application number: CN201480041515.4A
Authority: CN
Inventors: M·格特尔
Original assignee: Kathrein Werke KG
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB; Ericsson AB
Priority date: 2013-07-24
Filing date: 2014-06-26
Publication date: 2016-03-16
Anticipated expiration: 2034-06-26
Also published as: US20160172757A1; DE102013012305A1; CN105409059B; US9991594B2; EP3025395A1; EP3025395B1; WO2015010760A1

Abstract

本发明涉及一种改善的天线阵列，其此外具有如下的特征：在至少两个天线列(5；5a、5b)中分别设置至少一个附加辐射器(21；21a、21b)，所述至少两个附加辐射器(21；21a、21b)这样设置，使得所述至少两个附加辐射器(21；21a、21b)的中心(21ˊa、21ˊb)间隔开水平的侧向间距(b)设置，该侧向间距小于所述两个天线列(5；5a、5b)中的辐射器组(9)或辐射器(11)的中心(9ˊ、11ˊ)之间的侧向间距(a)，在相应的天线列(5；5a、5b)中的宽频带辐射器(11；11a、11b)与所述至少一个附加辐射器(21；21a、21b)一起被共同馈电，并且设有分配网络(N；Na、Nb)，所述分配网络用于所述至少一个具有所述至少一个所属的辐射器(11；11a、11b)的辐射器组(9；9a、9b)，所述分配网络具有用于所述至少一个所属的附加辐射器(21；21a、21b)的所属的滤波器功能(F)，所述附加辐射器相对于宽频带辐射器在较高的子频带中辐射。

Description

宽频带天线阵列

技术领域

本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分所述的宽频带天线阵列。

背景技术

天线阵列例如使用在移动无线电基站中。其用于发射和接收，亦即用于开展与多个在所涉及的图像无线电蜂窝中停留的用户的通讯。天线可以为此具有合适的方向特性。移动无线电蜂窝的大小此外可以通过下倾角(向下倾斜)的不同调整而在其方向特性方面被改变和/或调整。

形成类别的天线阵列例如具有两个天线列(Antennenspalt)，其通常沿竖直方向或主要沿竖直方向定向地延伸并且沿水平方向并排地设置。在天线阵列的范围内可以设置其他的这样的天线列对。

通常多个辐射器组沿竖直方向间隔开相叠地处于每个天线列中，其中，每个辐射器组包括至少一个辐射器。

在此可以涉及单偏振的、双偏振的或圆偏振的辐射器。辐射器本身在此通常安装在反射器之前。可以使用最为不同的辐射器和辐射器类型、例如偶极辐射器，如其原则上由DE19722742A或DE19627015A所已知的。偶极辐射器在此可以具有简单的偶极结构或包括交叉偶极或偶极方阵。特别是在这里也已知所谓的矢量偶极，如其例如由WO00/39894A1或WO2004/100315A1所已知的。出于完整性，作为其它可能的示例也应该提到贴片辐射器，其可以单偏振或双偏振地辐射。此外要说明，提到的原理对于所有辐射器类型都可使用，所述辐射器类型用于组天线，因此亦即例如对于介电的辐射器、孔径辐射器、狭缝辐射器等在这里不存在限制。

但在现有技术中在此也已知单频带天线以及双频带天线或多频带天线。这样的双频带天线经常在所谓的900MHz和1800MHz或1900MHz的频带工作，亦即例如一方面在大约800MHz至1000MHz的频率范围内并且另一方面在1700MHz至2200MHz的频率范围内工作。为此于是设置辐射器，其例如一方面在900MHz的较低的频带中辐射，并且附加地设置辐射器，其在较高的频带、例如1800MHz或1900MHz的频带中辐射。

但在最新的研发范围内现在也可能提供所谓的宽频带的辐射器，其尤其是在高频的范围内使用，亦即例如在超过1700MHz直至例如2700MHz的范围内。

因此在此涉及宽频带的高频辐射器，其可以在宽的连续的频带中发射和/或接收。

因此具有例如两个天线列的这样的现代天线阵列的相对的带宽在此为大致直至50％。如果使用例如宽频带的天线阵列，其在1710MHz至2690MHz的范围内或例如在698MHz至960MHz的范围内可运行，则可以利用这样的宽频带的辐射器覆盖连续的频率范围，所述频率范围例如在最先提到的情况中可以覆盖1100MHz的频谱并且在后来所述的情况中可以覆盖829MHz的频谱。

因此在利用在至少两个或更多个天线列中的这样的辐射器、辐射器设备和/或辐射器组可以在使用这样的宽频带的辐射器的情况下实现移动无线电中的高得多的数据传输率。当在各个天线列中的各个辐射器、辐射器设备和/或辐射器组通常在两个彼此垂直的偏振平面中运行时，则这更适用，其中这些偏振平面优选相对于水平线或竖直线以+45°或-45°的角度定向，亦即在这两个彼此正交定向的偏振平面中发射和/或接收亦或右旋或左旋地圆偏振或椭圆偏振。

为了可以取得尽可能高的数据传输率，此外重要的是，将干扰在这里尽可能保持小。这要求，在天线阵列的辐射特性的范围内本身出现的旁瓣尽可能被抑制。

发明内容

因此本发明的任务是，提供一种改善的天线装置、即尤其是用于移动无线电的改善的天线阵列，其通过在大的频率范围内对干扰的旁瓣的高的抑制而具有改善的辐射特性。

本发明按照在权利要求1中给出的特征来解决。本发明有利的设计在从属权利要求中给出。

作为完全出人意外必须指出的是，利用相对简单的器件在非常宽频带的天线阵列中(其具有例如超过25％和更多的相对带宽)也可以通过对不希望的旁瓣的改善的衰减和抑制而达到改善的辐射特性。

现在已证明，抑制不希望的旁瓣还要求，在这样的宽频带的天线的各天线列之间的列间距必须改善。

在这里尤其是在所述的宽频带的天线阵列中存在问题，即，在天线阵列的两个相邻的列之间的列间距固定地预定，更确切地说是通过整个天线装置的机械构造和机械结构而固定地预定。不利在此的是，尽管存在固定预定的机械列间距，在各个列中设置辐射器或辐射器组之间的电气列间距随着上升的频率而增加。该增加特别是在宽频带的辐射器中构成逐步变大的问题。

按照本发明，通过以如下方式优化列间距能实现用于抑制旁瓣的改善，即，附加辐射器设置在所述至少两个以固定的机械列间距设置的天线列中，即分别设置至少一个附加辐射器，其仅针对宽频带的频谱中的较高的频带或子频带运行。该仅在整个的宽频带频谱的较高的频谱或子频谱中运行的附加辐射器或附加辐射器组彼此间隔开与如下辐射器间距或列间距相比而言较小的(对于较高的频率适配的)列间距设置，各个辐射器和辐射器组在天线阵列的各个天线列中在其他情况下间隔开所述辐射器间距或列间距设置。用于高频带或子带或用于较高的频率范围或频率部分范围的这些附加辐射器在此通过滤波器馈电，所述滤波器用作高通滤波器。换句话说，宽频带的、本身在天线阵列中设置在天线列中的辐射器或辐射器组以及在所涉及的天线列中设置的附加辐射器在与此相对高频的子频谱中被共同馈电，必要时中间连接移相设备或移相环节，以用于调整不同的向下倾角。用于附加辐射器的提到的滤波器用作高通滤波器并且也只在具有可相应调整的或预定的功率分配的较高频率时集成用于较高频率的附加辐射器。这在本发明的范围内导致，在用于宽频带的辐射器的机械辐射器间距固定时，在完整的频带上实现较恒定的电气辐射器间距，亦即对于整个的宽频带的频谱中的不同频率不那么强烈地变化，由此显著减少不希望的旁瓣。在此在本发明的范围内，两个天线列之间的机械列间距例如可以处于波长的0.2至1.5之间，其中相应的波长参考中间频率和相应辐射器的中心，所述辐射器覆盖整个的宽频带的频率范围。该区域优选处于0.4至0.8波长之间。

宽频带的辐射器是如下辐射器，其具有如提到的25％和更多的相对带宽，优选至少35％、40％或甚至45％的相对带宽。完全可能并且可设想的是直至50％和更多的相对带宽。

本发明特别是适合于高频的宽频带的天线阵列。亦即本发明优选可以在大约1700MHz以上的范围内使用。但本发明也可能在与此相对显著较低的频率范围内实现，例如在694MHz至960MHz、尤其是790MHz至960MHz的频带中。

在此，在本发明的一种特别优选的实施形式此外规定，仅在高的子频带中运行的高频的附加辐射器的馈电可以不同地预选或调整，尤其是相对于宽频带的基础辐射器。这样所有辐射器可以以相同的功率馈电。但也可能的是，例如在高的子频带中辐射的附加辐射器以如其余的基础辐射器两倍那样高的功率馈电。由此也能够预定和产生不同的电气列间距。

天线阵列不仅可以构成用于发射运行而且可以构成用于接收运行。在此，各个辐射器和辐射器组可以仅设置用于发射运行，并且其他辐射器和辐射器组可以仅设置用于接收运行。分别用于发射运行以及用于接收运行而设置的辐射器或辐射器组可以相同地构造亦或也不同地构造。关于天线列的使用的数量也适用这点。

虽然原则上也由DE102007060083A1已知多列-多频带-天线阵列，其例如具有两个列。但该在先公开不涉及抑制具有例如超过25％、尤其是例如超过30％或甚至超过40％的相对带宽的宽频带的天线设备的旁瓣，而是在这里涉及双频带或多频带天线装置，其中用于较低的频带的辐射器设备以对于该频带适合的列间距设置，而对于较高的频带设置的附加辐射器和辐射器设备以对于该频带较合适的狭窄的水平间距设置。所述布置结构在此为这样，使得用于较高的频带的辐射器以用于较低的频带的辐射器的两倍高的数量设置，因为例如在较低的频带中的辐射器在900MHz的频带中并且用于较高的频带的辐射器例如在1800MHz的频带中发射和/或接收，在该在先公开中对此明确指出。为此在较高的或较低的频带中的辐射器也单独馈电。

最后也由WO2004/051796A1已知两列的天线阵列，其构造为单频带阵列。在每个列中沿竖直方向相叠地设置辐射器、例如双偏振的辐射器。列间距、亦即在两个相邻的列之间的辐射器或辐射器组之间的间距应该按照该在先公开关于中间的工作波长为大约λ/2，其中所述列间距原则上可以处于工作波长、优选中间的工作波长的0.25λ至1.0λ的范围内。为了在这样的单频带天线阵列中必要时将辐射器或辐射器组的水平的半值宽度下降到75°以下的值，规定例如分别至少一个与天线组中的所有其余的辐射器共同馈电的辐射器不是在同一个天线组中共同与其他被馈电的辐射器、而是在相应其他的天线列中定位。因此在这里也涉及另外的构造形式。

附图说明

以下借助实施例进一步阐述本发明。在此详细示出：

图1示出包括两个天线列的按照本发明的天线阵列的第一实施例的俯视图；

图2示出沿竖直方向延伸的天线阵列的示意的水平侧视图；

图3示出基于按照图1至2的实施例的示图，以用于说明按照本发明的实施例的作用方式；

图4示出对应于图2的示图连同还附加地标绘的滤波器，所述滤波器优选以带通滤波器的形式，以用于仅在较高的子频带中对在每个天线列中设置的附加辐射器馈电；

图5示出按照本发明的包括用于发射和接收运行的分开的辐射器的扩展的实施例；

图6示出相对于图5轻微改动的实施例；

图7a示出用于两对天线列(四个天线列)的相对于图1至4扩展的实施例；

图7b示出相对于图7a改动的关于四列的天线阵列的实施例；

图8a示出关于包括相应四个相叠设置的宽频带辐射器和相应多个附加辐射器的四列天线阵列的改动的实施例；

图8b示出相对于图8a改动的实施例，其中附加辐射器只设置在所述两个中间的天线列中；

图8c示出相对于图8a改动的关于仅两列的天线阵列的实施例；

图9示出一种改动的实施例，其中各个天线组的相互电连接相对于其他实施例不同地设计；以及

图10示出具有两列的天线阵列的另一个实施例，所述天线阵列包括在每个列中分别设置各两个辐射器、一个滤波装置和一个附加辐射器的四个天线组，其中，这些辐射器此外还通过移相器在其下倾角度方面可不同地调整。

具体实施方式

在图1中以示意性俯视图阐述本发明的第一实施例。在图1中示出的移动无线电天线1以天线阵列1'的形式例如包括两个天线列5、5a、5b，所述天线列通常沿竖直方向或主要沿竖直方向定向地延伸。在此移动无线电天线1例如可以也相对于竖直线或多或少轻微倾斜地定向。附加地通常设置移相设备，以便不只在机械方面固定地预定下倾角度，而且以便在需要地通过改变移相器元件可以不同并且借此可变地调整所述角度。在这里可以参阅已知的解决方案。

这样的天线阵列1'通常具有反射器7，所述反射器按照天线阵列的优选的竖直定向于是竖直地或至少大致竖直地延伸。然后在该反射器7之前设置在图1中示出的辐射器或辐射器组。

在示出的实施例中，在左边的但也在右边的天线列5、即5a、5b中分别间隔开竖直间距地相叠地设置辐射器组9，所述辐射器组由至少一个辐射器11组成或具有至少一个辐射器11。在示出的实施例中，在两个天线列5中分别设置两个辐射器组9，所述辐射器组分别包含一个辐射器11，所述辐射器例如可以构成为单偏振的或双偏振的辐射器。优选使用所谓的矢量辐射器，所述矢量辐射器可双偏振地运行。这样的矢量辐射器例如由在先公开WO00/39894A1或WO2004/190315A1已知。所述矢量辐射器可以在俯视图中至少大致或基本具有方形的形状，其中，在方形的形状中延伸的辐射器元件或辐射器面相对于反射器7间隔开间距A地设置并且通过相应的天线底座和/或对称部13通常电流式或电容式地锚定在反射器上(图2)。反射器可以在此也由印刷电路板组成，所述印刷电路板可以以金属镀层形式的相应的导电层来覆盖。

图2在此可看出按照图1的天线阵列的示意性侧视图。在此也可得出，天线列或反射器7可以由相对于反射器平面7'突出的板条15包围或界定，所述板条垂直于或倾斜于反射器平面7'定向。这样的板条也可以构成为在所述两个示出的天线列5a和5b之间的分离板条15'。同样也可以设置处于上方以及处于下方的、水平界定天线列的板条17。

此外由图1和2可看出，辐射器组或辐射器9、11在每个天线列5中沿竖直的安装方向19间隔开预定的竖直间距彼此设置，尤其是亦即辐射器组9的中心9'或辐射器11的中心11'。在此，中心9'、11'居中地定位在相应的天线列5中，但这优选不是强制的。

由图1也看出，所述两个天线列的宽度B一样大。此外由图1可得出，在所述两个天线列5a、5b之间的在中间的竖直平面中延伸的板条15'同时形成垂直于反射器平面7'定向的对称平面SE，所述两个天线列5a、5b关于所述对称平面构成和设置，更确切地说是包括宽频带的辐射器11和/或宽频带的辐射器组9并且还有接着还阐述的附加辐射器21。在此不过已经在此处说明，辐射器组9和/或设置在辐射器组中的一个或多个辐射器11(但也如以下还讨论的附加辐射器21)不总是可以强制地设置在共同的等高线上。在彼此存在相应的间距的情况下，它们仍然可以沿竖直方向位错地定位在相应的天线列中。

以下参考图3，其中相应的辐射器组和/或宽频带的辐射器类似于前述的实施例标绘(然而未示出各个天线列或其边界)。图3仅用于，更好地说明所述作用方式。由此可看出，辐射器组9或辐射器11的中心9'、11'关于分别在相邻的天线列中设置的辐射器间隔开间距a地定位，亦即在天线列的竖直定向的情况下间隔开水平的间距a彼此定位，所述间距优选处于0.25λ至1.0λ之间，例如关于中间的工作波长在λ/2附近。接着从所述两个相邻的天线列5中的辐射器组9或辐射器11的中心之间的水平间距a出发，即使辐射器组或辐射器的中心不是精确地定位在相同的等高线上、而是以不同的高度位置定位。

如果从如下事实出发，即，提到的宽频带的辐射器11例如应该在1710MHz至2690MHz的频率范围内辐射，则可以作为列间距、即作为两个相邻的天线列中的两个辐射器或辐射器组之间的中心的间距而选择值

a＝85mm，

其在图3中标绘。如普遍常见的，该值处于0.25λ至1.0λ的优选范围内。

如果在此考察该通过移动无线电天线的机械设计而预定的列间距(在两个相邻的天线列5之间的辐射器组9或辐射器11的中心之间的水平间距a)，则得出后续的值：

在不同的频率情况下的列间距85mm：

由此可看出，在这样的宽频带的辐射器11中不可以达到优化的列间距，因为其在大的频率范围上强烈改变。换句话说，关于波长λ的对于辐射图表重要的相对列间距由于天线的非常大的带宽而变化。

在此，此外从如下事实出发，即，在图1或3中示出的设置在左边的天线列5a中的辐射器11被共同馈电，同样在右边的天线列5b中设置的辐射器11同样被共同馈电、更确切地说是分别对于每个偏振被共同馈电(其中各个相叠地定位的辐射器或辐射器组也通过相环节和能可变地调整的相环节、如移相器在其相位方面尽管存在共同的馈电还可以是能不同地调整的，以便可以调整不同的下倾角)。

现在为了减少不希望的旁瓣按照本发明规定，对应于同样单偏振、双偏振、圆偏振或椭圆偏振的辐射器11，为每个天线列5插入至少一个附加辐射器21、即21a或21b，其同样单偏振、双偏振、圆偏振或椭圆偏振。

第一天线列5a中的附加辐射器21a也与第一天线列5a中的其他的宽频带辐射器11被共同馈电，并且在第二天线列5b中的其他的附加辐射器21b与在那里设置在第二天线列5b中的宽频带辐射器11被共同馈电。但这些附加辐射器21a或21b应该仅在优选宽频带的频率范围(频带)的较高的部分频率范围或部分频带中发射和/或接收，部分地也称为宽频带的基础辐射器11的辐射器11也应该在所述宽频带的频率范围内发射和/或接收。换句话说，这些附加辐射器21、亦即所谓的附加辐射器21应该在低频率时不被馈电。这些附加辐射器21分别彼此间间隔开较狭窄的间距、尤其是水平间距b(其中b给出相应的附加辐射器21a和21b的中心21'a和21'b之间的间距)设置，其中，其中一个附加辐射器21配置给左边的天线列5a或在那里定位而第二附加辐射器21配置给右边的天线列5b或在那里定位。

该间距b例如可以具有70mm至30mm的值。在示出的实施例中例如从值b＝50mm出发。

这些在每个列中与在那里设置的辐射器11共同馈电的附加辐射器21现在引起两个列的相位中心朝附加辐射器21的方向移动，即分别向内彼此靠拢。因此如其原则上借助图4描绘的相应的情况又在按照图3的示图中给出，其中在图3中为了达到较好的明了性而未示出各个天线列。造成的相位中心在所以阐述的实施例中于是处于在图3中虚线标绘的线ResPh上，其中，该间距在图3中以c表示。因此该间距c通过在分别相邻的天线列5中的辐射器11或辐射器组9的中心之间的几何间距、相应的辐射器11和附加辐射器21的数量以及相应的辐射器11或附加辐射器21的功率来确定。

用于各个辐射器的附加地可不同实施的或可不同预定的或可调整的功率对造成的相位中心的影响例如由以下表得出：

在最高的频率情况下包括附加辐射器的相位中心的间距：

因此由此可看出，关于附加辐射器21相对于宽频带辐射器11的馈电的不同功率分配也同样有助于在示出的实施例中两列的天线阵列的电气半值宽度的变化。这样例如宽频带的辐射器11并且还有附加辐射器21可以以相同的功率或相同的幅值馈电。例如也可能的是，附加辐射器相对于宽频带辐射器以较高的功率或较高的幅值供电，例如以两倍那样大的功率馈电。相对于宽频带辐射器关于附加辐射器以低的功率或低的幅值的馈电也是可能的。不过这时关于减少天线列之间的有效电气列间距的希望效果同样较低，这通常是不希望的。

因此为了通过使用所阐述的附加辐射器21引起旁瓣抑制，彼此独立地在相应的天线列5a或5b中将滤波器功能或滤波器F连接于这些附加辐射器21的上游，如其原则上在图4中所示出的。在此滤波器F分别作为高通滤波器或带通滤波器或作为用于较深的频率的带阻滤波器起作用并且以希望的功率分配集成用于较高的频率的附加辐射器。由此能够在用于宽频带辐射器的固定预定的机械辐射器间距a的情况下在整个频带上实现较恒定的电气辐射器间距并且因此在所述频带上生成较恒定的较小的旁瓣，其得出较好的干扰减少并且因此产生较高的数据传输率。

尤其是用于在相比于通过宽频带辐射器11发射和/或接收的宽频带的频带而更高的频带或更高的子频带中为附加辐射器21馈电的滤波器功能F、即尤其是提到的滤波器F优选是配电网或分配网络N的部分，其中分配网络Na设置用于共同馈电的宽频带辐射器11a和所述至少一个所属的附加辐射器21a并且分配网络Nb设置用于共同馈电的宽频带辐射器11b和所述至少一个所属的附加辐射器21b。在此可以对于每个分配网络Na和Nb的每个上述提到的宽频带的辐射器和附加辐射器的组针对相应的偏振将优选双偏振的辐射器又分开地构成。在这里参阅已知的和通常的方法和解决方案。

提到的宽频带的辐射器11、即11a和11b是宽频带辐射器，其可以以优选多于25％、尤其是多于30％、35％、40％或甚至多于45％(在极端情况中甚至多于50％)的相对带宽发射和/或接收。正是在这样的宽频带的辐射器中存在不希望的旁瓣形成问题，其产生或影响在本发明的范围内应该被避免或在其作用方面显著减少。

如果例如在所阐述的实施例中从如下事实出发，即，在第一和第二天线列5a、5b中的宽频带辐射器11a、11b分别在1710MHz至2690MHz的频带中辐射，则通过连接于附加辐射器21上游的滤波器组F保证，这些附加辐射器21a或21b只在例如2300MHz至2690MHz的子频带中(或例如只在2500MHz至2690MHz的子频带中)辐射、即发射和/或接收。在此在每个天线列5中的辐射器9'与平面的配置的唯一的或多个附加辐射器21被共同馈电，其中通过优选以带通滤波器形式的所提到的滤波器F，在发射和/或接收运行中仅将较高的子频带配置给相应的附加辐射器21。但尽管存在共同的馈电，但于是可以在各个相叠地设置的辐射器11或辐射器组9之间设置相位调整环节、尤其是可变的相位调整环节，以便尽管存在辐射器的共同的馈电在相应的天线组中还尤其是可以调整不同的下倾角。

由所述情况可得出，通过附加辐射器发射的频率范围以中间频率f_H辐射，该中间频率高于关于通过宽频带辐射器11辐射或接收的宽频带的频率范围的中间频率f_T。在示出的实施例中，在此以较高的中间频率f_H辐射的子频带与以相对于此较低的中间频率f_H辐射的宽频带的总频带重叠。

借助图5示出一种变型，其中在左边的和右边的天线列5a、5b中分别设置包括各一个辐射器11的四个辐射器组9，更确切地说是同样如在前述的实施例中，在辐射器组9或辐射器11的相邻的中心9'或11'之间彼此间隔开规则的竖直间距v。对于两个上面的辐射器组9以及对于两个下面的辐射器组9(其在示出的实施例分别仅包括双偏振的辐射器11)，分别优选居中地在它们之间并且在相应相邻的天线列上位错地设置附加辐射器21、即21a或21b，所述附加辐射器在高频的子频带中发射和/或接收。

在此天线装置在该实施例中为这样，使得在天线列5的两个上面的区域或半部105a中的辐射器或辐射器组11、9设置用于发射运行TX并且在天线列5的两个下面的区域或半部105b中的辐射器和辐射器组11、9设置用于接收运行RX。在其他方面，对于整个天线阵列的每个半部的辐射器，如借助图1至4所阐述地构造，其中在天线列5中用于发射运行的辐射器11总是与相应在那里设置的、所述至少一个或所述多个附加辐射器21对于每个偏振地被共同馈电。

借助图6相对于图5在这里进行如下变型，在这里只在用于发射运行Tx的上面的半部105a中为了改变天线列或辐射器的中心之间的有效的水平间距而设置提到的且阐述的附加辐射器21。关于图6中在下面的区域中、即在下面的半部105b中在所述两个天线列5a、5b中设置的宽频带辐射器11(或包括宽频带辐射器11的辐射器组9)用于接收运行Rx而没有在天线列中设置其他的附加辐射器21。

借助图7a仅阐述，按照图1和2的实施例在这里也可以加倍，即，相应两对各两个天线列5a、5b并排沿水平方向扩展地设置。

在按照图7b的变型中，包括所述两个天线列的按照本发明的移动无线电天线根据按照图1至图4的构造居中地构成和设置，其中，相应在外面还设置附加的天线列5'或5"，所述天线列以常规的方式(如也在现有技术中)没有附加辐射器21地运行。

图8a现在示出以扩展的形式的实施例，其中例如设置两对沿水平方向并排设置的天线列5a、5b。

在该实施例中，在每个天线列中四个辐射器组9沿竖直方向以角间隔开(eckdistant)的布置结构相叠地设置。即使在该变型中，每个辐射器组9也只具有一个辐射器11、优选双偏振的辐射器，例如以按照现有技术已知的矢量偶极的形式。

分别在两个(在所属的共同的反射器之前)相叠地设置的辐射器或辐射器组11、9之间分别优选居中地在其间并且朝向相应相邻的天线列5偏移地设置附加辐射器21。因此在n个相叠地设置的辐射器或辐射器组11、9的情况下，在每个天线列5中设置n-1个附加辐射器21。在其他方面，关于所述两个在图8a中示出的左边的天线列5a和5b和所属的辐射器的机械构造以及电气作用方式以及关于在图8a中示出的处于右边的两个天线列5a和5b连同在那里设置的宽频带的辐射器11和附加辐射器21的电气作用方式类似于借助图1至4所述的实施例。

图8b示出相对于图8a的相应的变型，类似于相对于图7a的图7b的变型。因此，在这里在描绘的构造中只关于所述两个中间的天线列相应附加地设置所提到的附加辐射器21。

在图8c中类似于图8a再次给出相应的构造，其中，在该实施例中天线阵列仅包括两个天线列5，更确切地说是包括n-1个彼此间隔开、沿安装线19定位的辐射器或辐射器组11、9和在相应的安装线19'中在每个天线列中定位的附加辐射器21，其中，所述两个安装线19、19'和借此这些附加辐射器21的中心彼此间隔开较狭窄的间距b设置，亦即不对称于中心纵向平面地设置在相应的天线列中。

借助图9仅示出，用于每个天线列的相应的附加辐射器21的馈电也可以相反于前述的实施例进行。在按照图9的变型中，辐射器11和辐射器组9的电气相互连接或附加辐射器21的定位不同。因为在该实施例中规定，与在图9中处于左边的(左边的天线列5a)一起设置的宽频带辐射器11连同附加辐射器21a、如也在其他实施例中那样被共同馈电，然而其中该共同馈电的附加辐射器21a定位在另外的天线列中、即在天线列5b中(其中滤波装置保证，附加辐射器只可以在整个宽频带的频率范围的部分频率范围内发射和/或接收，其未被标绘)。相同的情况反之适用于在图9中处于左边的附加辐射器21b，所述附加辐射器安装在左边的天线列5a中，虽然其与安装在右边的天线列5b中的宽频带辐射器一起被共同馈电。

通过在所述两个天线列5、5a、5b中的附加辐射器21之间的借助图9阐述的造成的大的侧向位错而引起相位中心的相应大的偏移。

最后还参考按照图10的实施例。

在这里涉及天线阵列1'，优选用于移动无线电天线1，其中在所述两个设置的天线列5、5a、5b中分别沿安装方向19彼此间隔开相同的间距地设置四个辐射器组9。借助该示例示出，每个所述辐射器组9例如可以具有多于一个辐射器11。在按照图11的示出的实施例中，每个辐射器组9例如具有两个辐射器11，所述辐射器分别共同并且在此等相位地馈电(但其中也可以在每个辐射器组中设置三个或还更多的辐射器亦或可以将其只设置在辐射器组的一部分中并且在该情况中属于辐射器组9的附加辐射器可以不只沿垂直的安装方向相叠地而是在需要时也还附加地水平并排地安装在一个共同的天线列中)。

在示出的实施例中，对于每个所述辐射器组9设置一个附加辐射器21，所述附加辐射器在中间连接滤波器F的情况下同样与属于分别相同的辐射器组9的辐射器11被共同馈电，亦即在这里同样等相位地馈电，只要还不设置附加的移相环节的话。

此外借助图10也表示，通过移相设备25、例如双移相器25a，每个沿竖直方向位错的辐射器组9可以以不同的相位馈电。换句话说，因此所有辐射器11和附加辐射器21在每个天线列中对于每个偏振被共同馈电，但这不排除，对于不同的沿竖直方向相叠地定位的辐射器或辐射器组，能分别调整不同的相位。在这里参阅用于调整下倾角的已知的解决方案，例如参阅在先公开EP1208614B1。

在使用移相器25、即25b的情况下，相应的构造也可以对于第二天线列5、5b将相位按照用于在那里设置的辐射器11和附加辐射器21而不同地调整。

因此在该实施例中附加于按照本发明的解决方案可以调整可变的辐射下倾(Strahlabsenkung)。

因此原则上能够在阐述的本发明的范围内相对于常规的解决方案显著改善单个图表并且借此也显著改善多样性和MimO应用。附加辐射器的使用导致辐射图表的较恒定的实现，尤其是通过希望的旁瓣抑制，如其在其他情况下在按照现有技术的解决方案中所出现的那样。附加辐射器21的定位的侧向位错(其中，相应的、在天线列中确定的附加辐射器21相应与其他辐射器或辐射器组11、9相比彼此间隔开较紧密的间距b设置)引起“波束成形”运行中显著的改善，即基站这样操控所述两个天线列5、5a、5b，使得在水平平面中也达到可变的辐射偏转或半值宽度的改变。

概括地，本发明特别的特征以及优选的变型可以包括如下特征和/或范围，即：

-提到的天线阵列可以包括两个列或多个列、优选分别具有两个列的布置结构。

-天线阵列具有用于宽频带范围的宽频带辐射器和用于相对于此较高的并且通常较窄的频率范围的辐射器，所述频率范围重叠、部分地重叠或不齐平地(bündig)重叠。

-天线阵列包含一个或多个滤波器，其中，所设置的尤其是用于附加辐射器的滤波器集成在具有相应的滤波器功能的分配网络中。

-提到的滤波器可以以高通滤波器或带阻滤波器、带通滤波器的形式或借助其他适合的措施构成，以便选择或抑制希望的频率。

-天线列之间的机械列间距可以关于宽频带辐射器的中间频率或中心例如是0.2至1.5波长，其覆盖尤其是以整个宽频带的频率范围的形式的宽频带的频率范围。相应的列间距可以因此优选处于0.4至0.8波长。

-在提到的分配网络中，辐射器可以以相同的功率分配或以不相等的功率分配来供电和/或运行。

-借助分配网络和/或滤波器功能，宽频带辐射器可以以相同的功率分配馈电或运行，并且用于较高的频带或较高的子频带的附加辐射器以相同的或较高的功率馈电或运行。

-提到的分配网络可以构成为印刷电路板。

-分配网络也可以以线缆和滤波器实施。

-分配网络可以同样以混合的结构方式在使用印刷电路板的情况下并且在使用线缆的情况下实施。

-天线阵列可以单独并且分开地实施地具有用于发射运行(Tx)和用于接收运行(Rx)的宽频带辐射器和/或附加辐射器。

-天线阵列可以不仅为发射运行(Tx)而且为了接收运行(Rx)而相同或不同地实施。

-天线阵列可以为了发射运行(Tx)和接收运行(Rx)具有不同的数量或相同的数量的列。

-天线阵列具有优选双偏振的辐射器，所述辐射器按照X偏振的型式构成和/或定位，从而偏振平面以+45°或-45°的角度相对于水平线或竖直线定位。

-附加辐射器不仅在水平平面中引起辐射图表的改善，而且也引起竖直的辐射图表的按照频率的调整。

Claims

1.天线阵列，尤其是用于移动无线电的天线阵列，其具有如下特征：

-包括至少一对天线列(5；5a、5b)，所述天线列沿竖直方向或主要沿竖直方向延伸地定向并且沿水平方向并排地定位，

-在至少两个天线列(5；5a、5b)中分别设置有至少一个包括至少一个辐射器(11)的辐射器组(9)，所述辐射器单偏振、双偏振或圆偏振或椭圆偏振地发射和/或接收，

-所述至少一个辐射器(11；11a、11b)构成为宽频带辐射器(11；11a、11b)，使得其能够以≥25％的相对带宽来发射和/或接收HF信号，

其特征在于如下的其他特征：

-至少两个天线列(5；5a、5b)中分别设置有至少一个附加辐射器(21；21a、21b)，

-所述至少两个附加辐射器(21；21a、21b)设置为使得所述至少两个附加辐射器(21；21a、21b)的中心(21'a、21'b)间隔开水平的侧向间距(b)地设置，该侧向间距小于在所述两个天线列(5；5a、5b)的辐射器组(9)或辐射器(11)的中心(9'、11')之间的侧向间距(a)，

-在相应的天线列(5；5a、5b)中的宽频带辐射器(11；11a、11b)与所述至少一个附加辐射器(21；21a、21b)一起被共同馈电，并且

-设有分配网络(N；Na、Nb)，所述分配网络用于所述至少一个具有所述至少一个所属的辐射器(11；11a、11b)的辐射器组(9；9a、9b)，所述分配网络具有用于所述至少一个所属的附加辐射器(21；21a、21b)的所属的滤波器功能(F)，所述分配网络设计为使得所述至少一个宽频带辐射器(11；11a、11b)在宽频带的频率范围内发射和/或接收，更确切地说是以如下中间频率(f_T)发射和/或接收，所述中间频率低于相对于此较高的通过相应的附加辐射器(21；21a、21b)所发射或接收的具有中间频率(f_H)的频带或子频带。

2.按照权利要求1所述的天线阵列，其特征在于，滤波器(F)构成为高通滤波器、带阻滤波器或带通滤波器。

3.按照权利要求1或2所述的天线阵列，其特征在于，尤其是以高通滤波器、带阻滤波器或带通滤波器的形式的滤波器功能(F)具有用于将辐射器阻抗与馈电网络相适配的适配电路。

4.按照权利要求1至3之一所述的天线阵列，其特征在于，分配网络(N；Na、Nb)构造为使得关于所述至少一个附加辐射器(21；21a、21b)或所述多个附加辐射器(21；21a、21b)的幅值分布对于上面的频率范围或部分频率范围均匀地与宽频带辐射器(11；11a、11b)关于整个的频率范围的幅值分布相适配。

5.按照权利要求1至3之一所述的天线阵列，其特征在于，分配网络(N；Na、Nb)构造为使得在每个天线列(5a、5b)中的所述至少一个附加辐射器(21；21a、21b)与宽频带辐射器(11；11a、11b)相比以较高的幅值或功率馈电或运行。

6.按照权利要求1至3之一所述的天线阵列，其特征在于，分配网络(N；Na、Nb)构造为使得在每个天线列(5a、5b)中的所述至少一个附加辐射器(21；21a、21b)以与宽频带辐射器(11；11a、11b)相比较小的或相同的幅值或功率馈电或运行。

7.按照权利要求1至6之一所述的天线阵列，其特征在于，在所述至少两个天线列(5；5a、5b)中的宽频带辐射器(11；11a、11b)以相同的高度位置或沿竖直方向彼此错开地设置。

8.按照权利要求1至7之一所述的天线阵列，其特征在于，在两个相邻的天线列(5；5a、5b)的中心之间的机械列间距(a)关于用于整个频率范围的宽频带辐射器(11；11a、11b)的中间频率为0.2λ至1.2λ、优选0.4λ至0.8λ。

9.按照权利要求1至8之一所述的天线阵列，其特征在于，宽频带辐射器(11；11a、11b)构造为使得其能够在1650MHz至2900MHz的频带中、尤其是在1710MHz至2690MHz的频带中发射和/或接收。

10.按照权利要求1至8之一所述的天线阵列，其特征在于，附加辐射器(21；21a、21b)构造为使得其能够在2300MHz至2600MHz的频带中发射和/或接收。

11.按照权利要求1至8之一所述的天线阵列，其特征在于，宽频带辐射器(11；11a、11b)构造为使得其能够在698MHz至960MHz的频带中、尤其是790MHz至960MHz或880MHz至960MHz的频带中发射和/或接收。

12.按照权利要求1至11之一所述的天线阵列，其特征在于，宽频带辐射器(11；11a、11b)构成为使得其能以大于25％、尤其是大于30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％的相对带宽或优选以大于100％或至少直至100％的相对带宽运行。

13.按照权利要求1至12之一所述的天线阵列，其特征在于，分配网络(N；Na、Nb)构成在印刷电路板上。

14.按照权利要求1至13之一所述的天线阵列，其特征在于，分配网络(N；Na、Nb)借助线缆和滤波器构成。

15.按照权利要求1至14之一所述的天线阵列，其特征在于，天线阵列包括辐射器组(9)和辐射器(11)，所述辐射器组和辐射器对于发射和接收运行(Tx、Rx)而构成为相同、不同和/或分开的。

16.按照权利要求1至15之一所述的天线阵列，其特征在于，具有较高的中间频率(f_H)的通过附加辐射器(21；21a、21b)接收的和/或发射的较高的频带与具有相对于此较低的中间频率(f_T)的宽频带的频带完全或仅部分地重叠或者彼此分开并且尤其是彼此错开。

17.按照权利要求1至16之一所述的天线阵列，其特征在于，分配网络(N；Na、Nb)具有可调整的移相器(25；25a、25b)。