DE102012012090A1

DE102012012090A1 - Active antenna system

Info

Publication number: DE102012012090A1
Application number: DE102012012090A
Authority: DE
Inventors: Maximilian Göttl; Carl Fredrik Lindgren
Original assignee: Kathrein Werke KG
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 2012-06-18
Filing date: 2012-06-18
Publication date: 2013-12-19
Also published as: EP2862234A1; CN104364965A; EP2862234B1; CN104364965B; MX340075B; MX2014015381A; WO2013189581A1

Abstract

Ein verbessertes aktives Antennensystem zeichnet sich u. a. durch folgende Merkmale aus: – mit einer ersten für den Sende- und Empfangsbetrieb vorgesehenen Antennengruppe (5), – mit einer zweiten für den Empfangsbetrieb vorgesehenen Antennengruppe (10), – die beiden Antennengruppen (5, 10) sind übereinander angeordnet, und – das Speisenetzwerk (N11, N12) der ersten Antennengruppe (5) weist eine frequenzabhängige, d. h. von einer Sende- und einer Empfangsfrequenz unterschiedliche Amplitudenverteilung auf.An improved active antenna system is u. a. by the following features: - with a first antenna group (5) provided for transmitting and receiving operation, - with a second antenna group (10) provided for receiving operation, - the two antenna groups (5, 10) are arranged one above the other, and - the Feed network (N11, N12) of the first antenna group (5) has a frequency-dependent, d. H. from a transmission and a reception frequency different amplitude distribution.

Description

Mobilfunknetze sind bekanntermaßen so aufgebaut, dass sie sich in eine Vielzahl von einzelnen Mobilfunkzellen gliedern. Die Mobilfunkzellen werden durch die Versorgung eines bestimmten Bereichs mit Funksignalen durch Basisstationen gebildet. Die Basisstationen sind zu diesem zweck mit Antennen ausgestattet, die eine geeignete Richtcharakteristik aufweisen. Üblicherweise werden keulenförmige Richtcharakteristiken verwendet. Die Größe der Zelle und der zu versorgende Bereich können beispielsweise durch unterschiedliche Einstellung eines Absenkwinkels (Down-Tilt) der Richtcharakteristik verändert werden, wofür beispielsweise unterschiedlich einstellbare Phasenschieber in der jeweiligen Antenne verwendet werden. Diese Veränderung kann auch in Abhängigkeit der Anzahl der aktiven Nutzer in einer Zelle vorgenommen werden.Mobile networks are known to be structured so that they are divided into a plurality of individual mobile radio cells. The mobile radio cells are formed by supplying a specific area with radio signals through base stations. The base stations are equipped for this purpose with antennas having a suitable directional characteristic. Usually, club-shaped directional characteristics are used. The size of the cell and the area to be supplied can be changed, for example, by different setting of a lowering angle (down-tilt) of the directional characteristic, for which purpose differently adjustable phase shifters are used in the respective antenna. This change can also be made depending on the number of active users in a cell.

Die Antenne einer derartigen Mobilfunk-Basisstation wird bekanntermaßen als Antennenarray bezeichnet, welches zum Senden und Empfangen verwendet wird. Hierüber wird die Kommunikation mit einem in der betreffenden Zelle befindlichen Mobilfunkteilnehmer abgewickelt, wobei man als Synonym zum Senden (von der Basisstationsseite aus betrachtet) häufig auch von einem Downlink spricht. Die vom Mobilfunkteilnehmer an die Mobilfunkstation übertragenen Daten, die also von dem Antennenarray empfangen werden, werden häufig auch als Uplink bezeichnet.The antenna of such a mobile radio base station is known as an antenna array, which is used for transmission and reception. This is used to handle the communication with a mobile subscriber located in the cell in question, which is also often referred to as a synonym for sending (from the base station side) from a downlink. The data transmitted by the mobile subscriber to the mobile station data that are thus received by the antenna array are often referred to as uplink.

In modernen Mobilfunknetzen besteht dabei ein Ungleichgewicht zwischen dem Uplink- und dem Downlink-Betrieb bezüglich der Datenraten bzw. der jeweils empfangenen Sendeleistung, also zwischen dem Empfangs- und dem Sendebetrieb von der Basisstation aus betrachtet.In modern mobile networks, there is an imbalance between the uplink and the downlink operation with respect to the data rates or the respective received transmission power, that is viewed between the reception and the transmission mode of the base station.

Denn die Basisstationen haben in der Regel Antennen mit einem relativ hohen Antennengewinn und verfügen aufgrund von entsprechenden Leistungsverstärkern über eine relativ hohe Sendeleistung. Von daher kann im Downlink eine relativ hohe Leistung beim Empfänger bereitgestellt werden. Andererseits weisen aber die Mobilfunkgeräte (die sogenannten Handys, Smartphones oder andere Mobilfunkgeräte, beispielsweise mit entsprechenden Sende- und Empfangseinrichtungen ausgestattete Notebooks etc.) Antennen mit nur einem relativ kleinen Antennengewinn sowie eine relativ geringe verfügbare Sendeleistung auf. Dadurch kann im Uplink nur eine relativ geringe Leistung beim Empfänger bereitgestellt werden. Dieses Ungleichgewicht zwischen den Leistungen beim jeweiligen Empfänger im Up- und Downlink wirkt sich insbesondere bei hohen Datenraten negativ aus.Because the base stations usually have antennas with a relatively high antenna gain and have due to corresponding power amplifiers over a relatively high transmission power. Therefore, a relatively high power can be provided to the receiver in the downlink. On the other hand, however, the mobile devices (the so-called cell phones, smart phones or other mobile devices, for example, equipped with appropriate transmitting and receiving devices notebooks, etc.) antennas with only a relatively small antenna gain and a relatively low available transmit power. As a result, only a relatively low power can be provided to the receiver in the uplink. This imbalance between the services at each recipient in the uplink and downlink has a negative effect, especially at high data rates.

Um hier zu gewissen Verbesserungen zu kommen, ist bereits in der Vergangenheit vorgeschlagen worden, den Uplink-Pfad weiter zu optimieren. Versucht worden ist das resultierende vertikale Strahlungsdiagramm für den Uplink-Betrieb (also für den Empfangsbetrieb einer Basisstation) und den Downlink-Betrieb elektrisch unabhängig voneinander einzustellen.In order to come to certain improvements, it has already been proposed in the past to further optimize the uplink path. It has been attempted to electrically adjust the resulting vertical radiation pattern for uplink operation (ie, base station receive mode) and downlink operation.

Dies ist auch dadurch möglich, dass mittlerweile so genannte aktive Antennensysteme mit unterschiedlichen technischen Ausführungen bekannt sind. Allen gemeinsam ist in der Regel, dass ein Teil der Basisstationstechnologie, bevorzugt die Hochfrequenz-Elektronik (HF-Elektronik) zwischenzeitlich in die Antenne integriert wurde. Dies führt zu einer Reihe von Vorteilen, wie beispielsweise einer Energieersparnis, eines geringeren Bedarfs von Kabeln und Schnittstellen, einer Verringerung des Platzbedarfes usw.. Letztlich führt dies auch zu einer optisch ansprechendenderen Gestaltung derartiger Antennenarrays und Basisstationen. Ein technisches Hauptmerkmal ist dabei, dass die einzelnen Antennenstrahler oder Strahlergruppen mit der erwähnten Sende- und Empfangselektronik ausgestattet sind. Dadurch ist es z. B. möglich den Downtilt für den Uplink und für den Downlink separat einzustellen.This is also possible because meanwhile so-called active antenna systems with different technical designs are known. Common to all is in common that part of the base station technology, preferably the high-frequency electronics (RF electronics) has been integrated in the meantime in the antenna. This results in a number of advantages, such as energy savings, less need for cables and interfaces, a reduction in footprint, etc. Ultimately, this also leads to a more visually appealing design of such antenna arrays and base stations. A main technical feature is that the individual antenna radiators or radiator groups are equipped with the mentioned transmitting and receiving electronics. This is z. For example, you can set the downtilt for the uplink and for the downlink separately.

Durch derartige Maßnahmen sollen beispielsweise Kapazitätssteigerungen von beispielsweise 5% bis 20% gegenüber herkömmlichen Lösungen möglich sein.By such measures, for example, capacity increases of, for example, 5% to 20% compared to conventional solutions should be possible.

Allerdings besteht auch ein großes Risiko bezüglich derartiger aktiver Antennen. Der größte Risikofaktor betrifft dabei die am Mast bzw. in der Antenne montierte Elektronik. Denn die Produkte und dabei vor allem auch die Elektronik sollten in der Regel 10 bis 15 Jahre fehlerfrei funktionsfähig bleiben, und dies bei teils widrigsten Umweltbedingungen. Die sogenannte ”meantime between failure” (MTBF), also die Zwischenzeit bis zum Ausfall einer Elektronikeinheit (also ein Maß für die ausfallfreie Zeit), stellt eine wichtige Größe dar, um die erwartete Lebensdauer einer aktiven Antenne beschreiben zu können. Je mehr Elektronik eine aktive Antenne beinhaltet, desto niedriger ist die MTBF.However, there is also a great risk with such active antennas. The biggest risk factor concerns the electronics mounted on the mast or in the antenna. After all, the products and, above all, the electronics should generally remain faultless for 10 to 15 years, and this in some of the most adverse environmental conditions. The so-called "meantime between failure" (MTBF), ie the interval until the failure of an electronics unit (ie a measure of the failure-free time), is an important factor to be able to describe the expected lifetime of an active antenna. The more electronics an active antenna contains, the lower the MTBF.

Herkömmliche Systeme haben üblicherweise eine derartige ausfallfreie Zeit (MTBF) von ca. 50.000 Stunden. Diese Zahl steht in einem deutlichen Widerspruch zu der Forderung, dass derartige Produkte eine ausfallfreie Einsatzdauer von beispielsweise 10 bis 15 Jahren erfüllen sollen. Conventional systems usually have such a failure-free time (MTBF) of about 50,000 hours. This number is in clear contradiction to the requirement that such products should fulfill a failure-free service life of, for example, 10 to 15 years.

Eine Mobilfunkanlage und ein zugehöriges Steuerungssystem ist grundsätzlich aus der WO 03/052866 A1 bekannt geworden. Gemäß dieser Vorveröffentlichung wird beschrieben, wie zwei Antennen mit unterschiedlichen Vertikaldiagrammen im gleichen Sektor der Zelle betrieben werden können. Dabei wird erörtert, dass das Verhältnis der Sendeleistung zwischen den Antennen verändert wird, wodurch die jeweilige Empfangsleistung beim entsprechenden Empfänger optimiert wird.A mobile radio system and an associated control system is basically from the WO 03/052866 A1 known. According to this prior publication, it is described how two antennas with different vertical diagrams can be operated in the same sector of the cell. It is discussed that the ratio of the transmission power between the antennas is changed, whereby the respective receiving power is optimized at the corresponding receiver.

Aus der Fachliteratur ist zu entnehmen, dass es zur Nebenkeulenunterdrückung bei einem Antennenarray sinnvoll ist, den zu äußerst liegenden Strahlern des Antennenarrays weniger Leistung zuzuführen als den mittleren Strahlern. Beschrieben wird dieses Prinzip z. B. in dem Fachbuch ”Antenna Theory third edition” von Constantine A. Balanis im Abschnitt ”6.8.2 Binomial Array”.From the technical literature it can be seen that it is useful for side lobe suppression in an antenna array, the power supply to extreme emitters of the antenna array less power than the central emitters. Described is this principle z. In the textbook "Antenna Theory third edition" by Constantine A. Balanis in the section "6.8.2 Binomial Array".

Gemäß der EP 1 684 378 A1 wird eine Array-Antenne beschrieben, die zwei passive Untergruppen mit mechanischen Phasenschiebern umfasst, die vertikal zueinander angeordnet sind. Die Phasen-Differenz zwischen den beiden Untergruppen kann elektrisch eingestellt werden. Dazu ist für beide Untergruppen des Antennenarrays jeweils eine Phasenschiebereinstell-Baugruppe vorgeordnet, die über ein nachfolgendes separates Verteil-Netzwerk mit den einzelnen Strahlerelementen der beiden Array-Untergruppen verbunden ist.According to the EP 1 684 378 A1 An array antenna is described which comprises two passive subgroups with mechanical phase shifters arranged vertically to one another. The phase difference between the two subgroups can be electrically adjusted. For this purpose, a phase shift adjustment module is arranged upstream of both subgroups of the antenna array, which is connected via a subsequent separate distribution network with the individual radiator elements of the two array subgroups.

Eine konventionelle Antenne mit übereinander angeordneten und gemeinsam über ein Netzwerk gespeisten Strahlern ist aus der WO 2006/071152 A1 als bekannt zu entnehmen.A conventional antenna with superimposed and jointly powered by a network emitters is from the WO 2006/071152 A1 to be known as known.

Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Lösung zu schaffen, die geeignet ist, das bestehende Ungleichgewicht zwischen einem Uplink-Betrieb und einem Downlink-Betrieb einer Mobilfunk-Antennenanlage, also zwischen dem Empfangs- und Sendebetrieb zu verringern oder auszugleichen und damit die durch das bestehende Ungleichgewicht zwischen einem Uplink- und einem Downlink-Betrieb bestehenden Nachteile insgesamt zu verringern.In contrast, it is an object of the present invention to provide an improved solution that is suitable to reduce the existing imbalance between an uplink operation and a downlink operation of a mobile radio antenna system, ie between the receiving and transmitting mode or compensate and thus by to reduce the overall existing imbalance between uplink and downlink operation.

Da auf der Mobilfunk-Nutzerseite, also auf Seiten der eingesetzten Handys, Smartphones oder sonstigen eine mobile Kommunikation ermöglichenden Geräte, aufgrund der dort nur gering zur Verfügung stehenden Energieversorgung sowie des bauartbedingten geringen Antennengewinns vom Grundsatz her nicht mit einer deutlichen Verbesserung zu rechnen ist, setzt die Erfindung an der Basisstationsseite an.As on the mobile phone user side, so on the part of the phones used, smart phones or other devices enabling a mobile communication, due to the there only low available power supply and the design-related low antenna gain in principle not to expect a significant improvement sets the invention at the base station side.

Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen ein Antennenarray zu verwenden, das zumindest eine erste und eine zweite Antennengruppe umfasst.In the context of the invention, it is proposed to use an antenna array comprising at least a first and a second antenna group.

Während die erste Antennengruppe für den Sende- und den Empfangsbetrieb vorgesehen ist, soll die zweite Antennengruppe nur oder vor allem nur für den Empfangsbetrieb verwendet werden. Die Antennengruppen, die jeweils zumindest zwei Antennen-Untergruppen umfassen (wobei jede Antennen-Untergruppe zumindest einen Strahler aufweist), sind übereinander angeordnet.While the first antenna group is provided for the transmitting and the receiving operation, the second antenna group should be used only or above all only for the receiving operation. The antenna groups, each comprising at least two antenna subgroups (each antenna subgroup having at least one radiator) are arranged one above the other.

Über ein Speisenetzwerk können dabei die Phasen und Leistungen für die Antennen-Untergruppen bereitgestellt werden, wozu bevorzugt mechanische Phasenschieber vorgesehen sind.Via a feed network, the phases and powers for the antenna subgroups can be provided, for which purpose mechanical phase shifters are preferably provided.

Um nunmehr eine Verbesserung zwischen dem Uplink- und Downlink-Betrieb zu ermöglichen, schlägt die Erfindung zumindest für die erste Antennengruppe, die für den Sende- und den Empfangsbetrieb vorgesehen ist, eine frequenzabhängige Amplitudenverteilung vor.In order now to enable an improvement between the uplink and downlink operation, the invention proposes a frequency-dependent amplitude distribution at least for the first antenna group which is provided for the transmission and the reception operation.

Unter der Amplitudenverteilung innerhalb eines Antennenarrays wird hier die relative Verteilung der an den verschiedenen einzelnen Antennen-Untergruppen im Sende- oder Empfangsbetrieb anliegenden Signalpegel verstanden. Bei dem Signal handelt es sich vorzugsweise um ein elektrisches in Form einer Spannung, eines Stromes oder einer Leistung. Durch die Angabe eines Pegels in dB wird dies vereinheitlicht. Üblicherweise werden die Signalpegel auf den maximalen im Sende- oder Empfangsbetrieb anliegenden Signalpegel eines der Antennenuntergruppen normiert. Es kann aber auch zweckdienlich sein, die Signalpegel auf den Pegel einer ausgewählten Antennen-Untergruppe im Sende- oder Empfangsbetrieb zu beziehen. Anstelle von Signalpegel wird hier auch nur einfach von einer Amplitude gesprochen, wobei diese der Einfachheit halber relativ angegeben werden.The amplitude distribution within an antenna array is understood here to be the relative distribution of the signal levels present at the various individual antenna subgroups in the transmission or reception mode. The signal is preferably an electrical one in the form of a voltage, a current or a power. This is standardized by specifying a level in dB. Usually, the signal levels are normalized to the maximum signal level of one of the antenna subgroups applied in the transmit or receive mode. However, it may also be useful to relate the signal levels to the level of a selected antenna subset in transmit or receive mode. Instead of signal level is also spoken here simply by an amplitude, which are given relative to simplify the sake of simplicity.

Die Amplitudenverteilung für den Sende- und Empfangsbetrieb der ersten Antennengruppe ist dabei unterschiedlich. Der Unterschied kann vereinfacht ausgedrückt darin liegen, dass die Amplitude der Antennen-Untergruppen von einem höchsten Wert, bevorzugt repräsentiert durch eine mittlere Antennen-Untergruppe, zu den zuäußerst sitzenden Antennen-Untergruppen im Sendebetrieb (Downlink) abnimmt. Des Weiteren gibt es aber auch Anwendungsfälle, bei denen alle Antennen-Untergruppen im Downlink mit der gleichen Amplitude gespeist werden oder nur einzelne Antennen-Untergruppen etwas mehr Leistung bekommen. Die bevorzugte Ausführungsform ist jedoch die erstgenannte. Im Empfangsbetrieb (Uplink) sind demgegenüber jedoch die Amplituden der äußersten oder vorletzten Antennen-Untergruppen der ersten Antennengruppe, bezogen auf eine höchste Amplitude einer dieser Antennen-Untergruppen, verändert. Die Amplituden können gleich der maximalen Amplitude einer der Antennen-Untergruppen sein (also bevorzugt nicht kleiner) oder bevorzugt nur vergleichsweise weniger oder aber auch stärker abfallend als im Sendebetrieb. The amplitude distribution for the transmission and reception operation of the first antenna group is different. In simple terms, the difference may be that the amplitude of the antenna subgroups decreases from a highest value, preferably represented by a central antenna subgroup, to the antenna antenna subgroups in the transmit mode (downlink). Furthermore, there are also applications in which all antenna subgroups in the downlink are fed with the same amplitude or only individual antenna subgroups get a little more power. However, the preferred embodiment is the former. In the receive mode (uplink), however, the amplitudes of the outermost or next to last antenna subgroups of the first antenna group, based on a highest amplitude of one of these antenna subgroups, are changed. The amplitudes may be equal to the maximum amplitude of one of the antenna subgroups (that is, preferably not smaller), or preferably only comparatively less or else more steeply sloping than in the transmit mode.

Geht man davon aus, dass die Amplitude der äußersten oder der vorletzten Antennen-Untergruppe bezogen auf die höchste Amplitude der Antennen-Untergruppe einen Wert A_Rx bei einer Empfangsfrequenz aufweist, und geht man in dem Fall ferner davon aus, dass die Amplitude der äußersten oder vorletzten Antennen-Untergruppe bezogen auf die höchste Amplitude der Antennen-Untergruppe einen Wert A_Tx bei einer Sendefrequenz hat, so soll im Rahmen der Erfindung der Betrag der Differenz zwischen den beiden vorstehend genannten Werten mindestens 0,2 dB multipliziert mit der Anzahl der Antennen-Untergruppen und maximal 5 dB multipliziert mit der Anzahl der Antennen-Untergruppen sein.Assuming that the amplitude of the outermost or the penultimate antenna subgroup in relation to the highest amplitude of the antenna subgroup has a value A _Rx at a reception frequency, and in that case further assuming that the amplitude of the outermost or penultimate antenna subgroup in relation to the highest amplitude of the antenna subgroup has a value A _Tx at a transmitting frequency, the amount of the difference between the two abovementioned values should be at least 0.2 dB multiplied by the number of antenna Subgroups and a maximum of 5 dB multiplied by the number of antenna subgroups.

Durch diese Maßnahme wird vor allem sichergestellt, dass das beschriebene Ungleichgewicht zwischen dem Uplink- und dem Downlink-Betrieb gegenüber herkömmlichen Lösungen deutlich verbessert wird, und dies auch bei stärker gedämpften Nebenkeulen. Gedämpfte Nebenkeulen haben den Vorteil, dass insbesondere die erste Nebenkeule oberhalb der Hauptkeule schwächer in benachbarte Mobilfunkzellen strahlt. Die daraus resultierenden Interferenzen werden so verringert.Above all, this measure ensures that the described imbalance between uplink and downlink operation is significantly improved compared to conventional solutions, and this also applies to more heavily damped side lobes. Damped side lobes have the advantage that in particular the first side lobe above the main lobe radiates weaker into adjacent mobile radio cells. The resulting interference is thus reduced.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können die Signale, die über die beiden Antennengruppen empfangen werden, über Verfahren wie MRC (Maximum Ration Combining) oder ERC (Equal Ratio Combining) oder Verfahren wie IRC (Interference Rejection Combining) oder dergleichen verwendet werden. Die Verarbeitung geschieht in einer Sende- und Empfangseinheit. Bei dem Verfahren handelt es sich dabei um die Kombination von Signalen von einzelnen Antennen oder Gruppen, die für einen Diversitäts-Gewinn bei vorhandener Empfangs-Diversität ausgenutzt werden können. Des Weiteren ist es denkbar die Phasen der Signale, die den beiden Antennengruppen zugeführt werden, innerhalb der Sende- und Empfangseinheit zu verändern. Dadurch kann zum Beispiel für den Empfangsbetrieb ein separater Downtilt im Vergleich zum Sendebetrieb eingestellt werden.In a preferred embodiment of the invention, the signals received over the two antenna arrays may be used via methods such as MRC (Maximum Ration Combining) or ERC (Equal Ratio Combining) or methods such as IRC (Interference Rejection Combining) or the like. The processing takes place in a transmitting and receiving unit. The method is the combination of signals from individual antennas or groups that can be exploited for diversity gain with available reception diversity. Furthermore, it is conceivable to change the phases of the signals which are fed to the two antenna groups within the transmitting and receiving unit. As a result, for example, a separate downtilt can be set for the receive mode in comparison to the transmit mode.

Eine einfache Umsetzung der Erfindung ergibt sich vor allem auch dann, wenn für die frequenzabhängige Amplitudenverteilung im Speisenetzwerk mechanische Phasenschieber verwendet werden.A simple implementation of the invention results above all even if mechanical phase shifters are used for the frequency-dependent amplitude distribution in the feed network.

Für die frequenzabhängige Amplitudenverteilung im Speisenetzwerk können aber auch frequenzabhängige Leistungsteiler eingesetzt werden.However, frequency-dependent power dividers can also be used for the frequency-dependent amplitude distribution in the feed network.

Die neue erfindungsgemäße Architektur des Antennenarrays und dessen Speisung ergibt auch, dass beispielsweise bei einer dualpolarisierten Strahleranordnung pro Polarisation nur ein Sender (Transmitter) und nur zwei Empfänger (Receiver) notwendig sind. Eine dualpolarisierte aktive erfindungsgemäße Antenne kann also z. B. mit nur zwei Remote-Radio-Heads (oder vergleichbaren Komponenten) mit den zugehörigen Elektronik- und Filterkomponenten für zwei integrierte Sendezweige (TX-Zweige) und vier Empfangs-Zweige (RX-Zweige) eines dualpolarisierten Antennenarrays realisiert werden. Würde man eine herkömmliche Architektur verwenden wollen, um nur ansatzweise ähnliche Effekte zu realisieren und umzusetzen, so müsste hierfür eine Elektronik und Filter für mindestens zehn Sendezweige und zwanzig Empfangszweige integriert werden (z. B. bei je fünf Antennen-Untergruppen pro Antennengruppe), um ein nur ansatzweise vergleichbare Resultat zu erzielen. Vor allem auch dadurch, dass im Rahmen der Erfindung im Empfangsbetrieb der Mobilfunkantenne (Uplink bezogen auf die Basisstation) die Signale von zwei Antennenarrays miteinander kombiniert werden, erhält man einen zusätzlichen Antennengewinn von ca. 2,5 bis 3,0 dB mehr als im Downlink (Sendebetrieb), bei dem man nur ein Antennenarray benutzt. Durch die erwähnten modernen Verfahren zur Kombination von Signalen von einzelnen Antennen (beispielsweise MRC, ERC, IRC, etc.) erhält man zusätzlich noch einmal 1,0 bis 3,0 dB. Durch eine derartige neue aktive Antenne erhält man also im Uplink-Betrieb (Empfangsbetrieb) in der Summe eine Leistungsverbesserung um ca. 3,5 bis 6,0 dB gegenüber dem Downlink-Betrieb (Sendebetrieb). Dies führt zu einer eklatanten Verbesserung der Datenraten. Außerdem können die Uplink- und Downlink-Signale auf unterschiedliche Down-Tilt-Werte eingestellt werden, was eine weitere Optimierung der Datenraten ermöglicht. Dies war bisher nur mit sogenannten verteilten aktiven Antennenarchitekturen möglich.The new architecture of the antenna array according to the invention and its supply also shows that, for example, in the case of a dual-polarized radiator arrangement, only one transmitter (transmitter) and only two receivers (receiver) are necessary per polarization. A dual-polarized active antenna according to the invention can thus z. B. with only two remote radio heads (or similar components) with the associated electronics and filter components for two integrated transmission branches (TX branches) and four receiving branches (RX branches) of a dual-polarized antenna array can be realized. If one wanted to use a conventional architecture in order to realize and implement only slightly similar effects, then electronics and filters for at least ten transmission branches and twenty reception branches would have to be integrated (eg with five antenna subgroups per antenna group) to achieve a result that is only slightly comparable. Above all, the fact that within the scope of the invention in the receiving operation of the mobile radio antenna (uplink relative to the base station) the signals of two antenna arrays are combined, one obtains an additional antenna gain of about 2.5 to 3.0 dB more than in the downlink (Transmit mode) using only one antenna array. Due to the mentioned modern methods for combining signals from individual antennas (for example MRC, ERC, IRC, etc.), one additionally obtains 1.0 to 3.0 dB. By such a new active antenna is thus obtained in uplink operation (receive mode) in the sum of a performance improvement of about 3.5 to 6.0 dB compared to the downlink operation (transmission mode). This leads to a blatant improvement in data rates. In addition, the uplink and Downlink signals are set to different down-tilt values, allowing further optimization of the data rates. This was previously only possible with so-called distributed active antenna architectures.

Es wäre aber auch denkbar beide Antennengruppen im Sendebetrieb zu betreiben. So kann zum Beispiel ein intelligentes Verfahren wie MIMO, SIMO oder MISO angewendet werden genauso wie das gemeinsame Betreiben der Antennen im Downlink-Betrieb z. B. für einen höheren Gewinn.It would also be possible to operate both antenna groups in the transmission mode. Thus, for example, an intelligent method such as MIMO, SIMO or MISO can be used as well as the joint operation of the antennas in the downlink mode z. For a higher profit.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen im EinzelnenThe invention will be explained in more detail by means of embodiments with reference to the accompanying drawings. This shows in detail

1 bis 3: drei Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Antennenarrays mit zugehöriger frequenzabhängiger Amplitudenverteilung; 1 to 3 : three embodiments of an inventive antenna array with associated frequency-dependent amplitude distribution;

4 bis 7: vier weitere abgewandelte Ausführungsbei spiele eines erfindungsgemäßen Antennenarrays; 4 to 7 : four further modified Ausführungsbei games of an antenna array according to the invention;

8a: ein Antennenarray nach dem Stand der Technik; 8a an antenna array of the prior art;

8b: eine Speisung des nach dem Stand der Technik gemäß 8a bekannten Antennenarrays, ebenfalls nach dem Stand der Technik; 8b : a supply according to the prior art according to 8a known antenna arrays, also according to the prior art;

9 und 10: zwei weitere abgewandelte Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Antennenarrays; 9 and 10 Two further modified embodiments of an antenna array according to the invention;

11: ein vertikales Strahlungsdiagramm eines Antennenarrays gemäß 8a bei einer Amplitudenverteilung gemäß 8b im Empfangsbetrieb; und 11 FIG. 2: a vertical radiation diagram of an antenna array according to FIG 8a in an amplitude distribution according to 8b in the reception business; and

12: ein vertikales Strahlungsdiagramm eines Antennenarrays gemäß 8a bei einer Amplitudenverteilung gemäß 1 im Empfangsbetrieb. 12 FIG. 2: a vertical radiation diagram of an antenna array according to FIG 8a in an amplitude distribution according to 1 in the reception business.

Nachfolgend wird zunächst auf 8a Bezug genommen, welche in schematischer Darstellung ein Antennenarray 1 zeigt, wie es nach dem Stand der Technik bisher betrieben wurde. Das Antennenarray 1 umfasst beispielsweise zwei übereinander (in der Regel vertikal übereinander) angeordnete Antennengruppen 5, 10. Die untere Antennengruppe 5 wird dabei nachfolgend auch als erste Antennengruppe 5 bezeichnet. Die obere Antennengruppe 10 wird auch als zweite Antennengruppe bezeichnet.Subsequently, first on 8a Reference is made, which is a schematic representation of an antenna array 1 shows how it was operated according to the prior art so far. The antenna array 1 comprises, for example, two antenna groups arranged one above the other (usually vertically one above the other) 5 . 10 , The lower antenna group 5 is also referred to below as the first antenna group 5 designated. The upper antenna group 10 is also referred to as second antenna group.

Jeder der beiden Antennengruppen 5, 10 besteht aus zumindest zwei Antennen-Untergruppen 6 bzw. 11, wobei jede Antennen-Untergruppe zumindest einen Strahler aufweist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel nach dem Stand der Technik umfasst sowohl die erste wie die zweite Antennengruppe 5, 10 jeweils fünf Antennen-Untergruppen 6 bzw. 11, wobei jede der Antennengruppen zumindest einen, d. h. im gezeigten Ausführungsbeispiel jeweils zwei Strahler 7, 12 umfasst. Im gezeigten Ausführungsbeispiel bestehen die Strahler aus dualpolarisierten Strahlern, die bevorzugt jeweils in einem +45° und in einem –45° Winkel gegenüber der Horizontalen oder Vertikalen ausgerichtet sind. Insoweit wird häufig auch von X-polarisierten Strahlern gesprochen, die in zwei senkrecht zueinander stehenden Polarisationsebenen betrieben werden können.Each of the two antenna groups 5 . 10 consists of at least two antenna subgroups 6 respectively. 11 wherein each antenna subgroup comprises at least one radiator. In the illustrated prior art embodiment, both the first and second antenna arrays are included 5 . 10 five antenna subgroups each 6 respectively. 11 , Wherein each of the antenna groups at least one, ie in the embodiment shown in each case two radiators 7 . 12 includes. In the exemplary embodiment shown, the radiators consist of dual-polarized radiators, which are preferably aligned in each case in a + 45 ° and at a -45 ° angle relative to the horizontal or vertical. In that regard, is often spoken of X-polarized radiators, which can be operated in two mutually perpendicular polarization planes.

Jeweils die Strahler, die zu einer gemeinsamen Antennen-Untergruppe gehören, können mit gleicher Phasenlage und/oder Leistung gespeist, obgleich vorzugsweise zwischen jeweils zwei derartigen zu einer Strahler-Untergruppe gehörenden Strahlern noch fest zugeordnete Phasenschieber-Elemente angeordnet sein können, so dass zwei zu einer Antennen-Untergruppe gehörende Strahler mit einem fest vorgegebenen, d. h. in der Regel nicht verstellbaren Phasenunterschied gespeist werden.Each of the radiators, which belong to a common antenna subgroup, can be fed with the same phase position and / or power, although preferably permanently assigned phase shift elements can be arranged between each two such radiators belonging to a radiator subgroup, so that two to an antenna subgroup belonging emitters with a fixed, d. H. usually not adjustable phase difference can be fed.

Die Strahler 7 der ersten Antennegruppe 5 werden sowohl im Sende- wie Empfangsbetrieb eingesetzt, wohingegen die Strahler 12 der zweiten Antennengruppe nur im Empfangsbetrieb verwendet werden.The spotlights 7 the first antenna group 5 are used in both transmit and receive mode, whereas the spotlights 12 the second antenna group are used only in the receiving mode.

In dem erläuterten Beispiel nach dem Stand der Technik gemäß 8a sind also die Strahler 7 und 12 in den Antennengruppen 5, 10 des Antennenarrays über Kabel oder Koaxial-Systeme oder andere Systeme unter Verwendung von Phasenschiebern 15 miteinander verbunden. Das Antennenarray ist in der Regel breitbandig ausgelegt und deckt die Empfangs- und Sendefrequenzen ab. Um eine möglichst gute Nebenkeulen-Unterdrückung (Sidelobe-Supression) zur Interferenz-Reduzierung zu erhalten, werden die Phasenschieber mit einer sogenannten abfallenden Leistungsaufteilung (Power-Tapering) ausgelegt. D. h., die Strahler, die eher in der Mitte oder im mittleren Bereich der jeweiligen Antennengruppe 5, 10 angeordnet sind, erhalten höhere Leistungsanteile als die am äußeren Rand oder benachbart zum äußeren Rand liegenden Strahler 7, 12 oder Antennen-Untergruppen 6, 11 (s. 8b). Damit ergibt sich die in 8b dargestellte Leistungsverteilung, die für den Downlink-Fall optimal sein kann, allerdings für den Uplink-Fall ein Problem darstellt, da sich nunmehr für das Gesamt-Antennenarray im mittleren Bereich X eine niedrigere Leistungsverteilung ergibt, wodurch sich größere Side-Lobes, also größere Nebenkeulen, vor allem in Horizontalausrichtung oder geringfügig darunter ergeben, die ausgesprochen unerwünscht sind, weil sie in benachbarte Zellen strahlen. Die 11 zeigt ein entsprechendes vertikales Strahlungsdiagramm. In 8b ist dabei über der X-Achse die jeweilige Amplitude oder Leistung für die betreffenden Strahler 7, 12 der jeweiligen Antennen-Untergruppe 6, 11 der beiden Antennengruppen 5, 10 dargestellt.In the illustrated example according to the prior art according to 8a So these are the spotlights 7 and 12 in the antenna groups 5 . 10 of the antenna array via cables or coaxial systems or other systems using phase shifters 15 connected with each other. The antenna array is usually designed broadband and covers the reception and transmission frequencies. In order to obtain the best possible side lobe suppression (sidelobe suppression) for interference reduction, the phase shifters are designed with a so-called declining power distribution (power tapering). That is, the spotlights, the rather in the middle or in the middle area of the respective antenna group 5 . 10 are arranged, get higher power components than the outer edge or adjacent to the outer edge radiator 7 . 12 or antenna subgroups 6 . 11 (S. 8b ). This results in the in 8b illustrated power distribution, which may be optimal for the downlink case, but is a problem for the uplink case, since now results for the overall antenna array in the middle region X, a lower power distribution, resulting in larger side praise, ie larger sidelobes , especially in horizontal orientation or slightly below, which are extremely undesirable because they radiate into neighboring cells. The 11 shows a corresponding vertical radiation pattern. In 8b is over the X-axis the respective amplitude or power for the respective radiator 7 . 12 the respective antenna subgroup 6 . 11 of the two antenna groups 5 . 10 shown.

Zur Vermeidung dieser Nachteile wird nachfolgend nunmehr anhand von 1 ein erstes verbessertes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel erläutert. Die bisher gemachten Ausführungen bezüglich der Gestaltung und des Aufbaus des erläuterten Antennenarrays gelten dabei gleichermaßen auch für die nachfolgend im Rahmen der Erfindung verwendeten Antennenarrays, sofern nicht noch weitere Varianten und Abwandlungen vorgesehen sind. Gleiche Bezugszeichen betreffen insoweit auch gleiche Teile und Bestandteile und Komponenten, wie sie bisher anhand von 8a erläutert wurden.To avoid these disadvantages will now be described with reference to 1 a first improved embodiment of the invention explained. The statements made so far with regard to the design and construction of the antenna array explained apply equally to the antenna arrays subsequently used in the context of the invention, unless further variants and modifications are provided. The same reference numerals relate to the same extent also parts and components and components, as previously based on 8a were explained.

Eine erfindungsgemäße Antenne kann dabei beispielsweise im Sendebetrieb in einem Frequenzband von 2110 MHz bis 2155 MHz betrieben werden. Der Empfangsbereich kann beispielsweise zwischen 1710 MHz bzw. 1755 MHz liegen. Die nachfolgend gemachten Ausführungen gelten grundsätzlich für jeden Übertragungsstandard bzw. für jedes zugrunde gelegte Frequenzband insbesondere im Mobilfunkbereich, also beispielsweise für das 900 MHz-Band, dass 1800 MHz oder 1900 MHz-Band, für den UMTS-Mobilfunkstandard (der in verschiedenen Ländern und Regionen in unterschiedlichen Frequenzbereichen, beispielsweise im 1920 MHz bis 2170 MHz-Band abgewickelt wird) und/oder beispielsweise auch für den LTE-Mobilfunkstandard etc. Einschränkungen auf bestimmte Frequenzbereiche gelten insoweit nicht. Es ist lediglich davon auszugehen, dass für den Uplink (Empfangsbetrieb) und den Downlink (Sendebetrieb) versetzt zueinander liegende Frequenzbänder oder Frequenzbereiche vorgesehen sind. Für die nachfolgend noch erläuterten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele erweist es sich ferner als vorteilhaft, wenn die Anzahl der Antennen-Untergruppen 6, 11 wie aber auch die Anzahl der Strahler 7, 12 pro Antennengruppe 5, 10 gleich ist, obwohl auch eine ungleiche Anzahl von Antennen-Untergruppen 6, 11 bzw. von Strahlern 7, 12 vorhanden sein können.An antenna according to the invention can be operated, for example, in the transmission mode in a frequency band from 2110 MHz to 2155 MHz. The reception range can be, for example, between 1710 MHz and 1755 MHz. The statements made below apply in principle to any transmission standard or to any frequency band applied, in particular in the mobile radio field, ie, for example, the 900 MHz band, the 1800 MHz or 1900 MHz band, for the UMTS mobile radio standard (in various countries and regions in different frequency ranges, for example in the 1920 MHz to 2170 MHz band) and / or, for example, for the LTE mobile standard, etc. Restrictions on certain frequency ranges do not apply in this respect. It can only be assumed that frequency bands or frequency ranges offset from one another are provided for the uplink (receive mode) and the downlink (transmit mode). For the exemplary embodiments according to the invention which are explained below, it is also advantageous if the number of antenna subgroups 6 . 11 as well as the number of spotlights 7 . 12 per antenna group 5 . 10 is equal, although also an unequal number of antenna subgroups 6 . 11 or of emitters 7 . 12 can be present.

Die bevorzugt anhand von 8a beschriebenen dualpolarisierten Strahler können auch bei den erfindungsgemäßen Antennenarrays in einer +45° und –45° Ebene polarisiert sein (ohne dass dies eine zwingende Voraussetzung ist). Ferner können sie auch horizontal oder vertikal, rechts- oder linksdrehend, zirkularpolarisiert, elliptisch polarisiert oder auch nur horizontal oder vertikal polarisiert sein. Alle genannten Polarisationen bzw. Polarisationskombinationen können gleichermaßen auch im Rahmen der nachfolgend noch erläuterten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele angewendet werden.The preferred with reference to 8a described dual polarized radiator can also be polarized in the antenna arrays according to the invention in a + 45 ° and -45 ° plane (without this being a mandatory requirement). Furthermore, they can also be horizontal or vertical, right-handed or left-handed, circular-polarized, elliptically polarized or even only horizontally or vertically polarized. All mentioned polarizations or polarization combinations can likewise be used in the context of the exemplary embodiments of the invention which are explained below.

Der Aufbau des erfindungsgemäßen Antennenarrays gemäß 1 entspricht also grundsätzlich jenem, wie er anhand von 8a für den Stand der Technik erläutert wurde. Im Empfangsbetrieb, d. h. also im Uplink-Betrieb, werden für jede der beiden Antennengruppen 5, 10 und für jede Polarisation die entsprechenden Empfangssignale Rx (Uplink) über ein Speisenetzwerk N11 bzw. N12 für die erste Antennengruppe 5 (für Signale, die in der ersten Polarisationsebene bzw. in der zweiten Polarisationsebene übertragen werden) einer Speisestelle Rx1 bzw. Rx2 zugeführt. Die Speisestellen Rx1 und Rx2 dienen dabei auch als Einspeisestellen für die Sendesignale (Downlink), also als Speisestellen Tx1 und Tx2, um hierüber die Signale für die beiden Polarisationen für die erste Antennengruppe 5 in das zugehörige Speisenetzwerk N11 bzw. N12 (polarisationsabhängig) einzuspeisen.The structure of the antenna array according to the invention 1 So in principle corresponds to that, as he said on the basis of 8a has been explained for the prior art. In receive mode, ie in uplink mode, for each of the two antenna groups 5 . 10 and for each polarization, the corresponding received signals Rx (uplink) via a feed network N11 or N12 for the first antenna group 5 (for signals which are transmitted in the first polarization plane or in the second polarization plane) fed to a feed point Rx1 or Rx2. The feed points Rx1 and Rx2 also serve as feed points for the transmit signals (downlink), ie as feed points Tx1 and Tx2, in order to supply the signals for the two polarizations for the first antenna group 5 into the associated supply network N11 or N12 (polarization-dependent) feed.

Für die zweite oder obere Antennengruppe 10 ist ein entsprechendes Speisenetzwerk N21 und N22 für die beiden Polarisationsebenen vorgesehen, wobei hierüber nur Empfangssignale R_x (Uplink) empfangen und in der Regel keine Sendesignale T_x (Downlink) gesendet werden. Sollte ein einfach polarisiertes Antennenarray zum Einsatz kommen, würde natürlich jeweils nur ein entsprechendes Speisenetzwerk für die eine verwendete Polarisation der ersten bzw. zweiten Antennengruppe vorgesehen sein.For the second or upper antenna group 10 a corresponding feed network N21 and N22 is provided for the two polarization planes, whereby only receive signals R _x (uplink) are received and as a rule no transmit signals T _x (downlink) are transmitted. Should a simple polarized antenna array be used, of course, only a corresponding feed network would be provided for each one used for the polarization of the first and second antenna group.

Die erläuterten Antennengruppen 5, 10 werden dabei an eine gemeinsame Sende-Empfangseinheit SE angeschlossen, die beispielsweise aus einem antennennah oder einem in der Antenne (am Antennenmast) montierten Remote-Radio-Head (RRH) besteht oder ein Remote-Radio-Head (RRH) umfassen kann. Es ist auch möglich, dass die Sende-Empfangseinheit zusätzlich als Basisband-Einheit fungiert und entsprechende Verabeitungen vornimmt, insbesondere intelligente Verfahren.The explained antenna groups 5 . 10 be connected to a common transceiver unit SE, which consists for example of a near the antenna or a mounted in the antenna (antenna mast) Remote Radio Head (RRH) or may include a remote radio head (RRH). It is also possible that the transceiver unit additionally acts as a baseband unit and performs appropriate processing, in particular intelligent methods.

Zur Anwendung gelangt nunmehr im Rahmen der Erfindung eine frequenzabhängige Leistungs- oder Amplitudenverteilung für das resultierende Strahlungsdiagramm, d. h. eine unterschiedliche Leistungs- oder Amplitudenverteilung für den Uplink- und den Downlink-Fall. Bei dem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel, wie es anhand von 1 erläutert wird, ist wiederum in 1 links vereinfacht ein Antennarray mit einer ersten oder unteren Antennengruppe 5 und einer dazu oberen (in der Regel vertikal darüber befindlichen) oder zweiten Antennengruppe 10 gezeigt, wobei jede Antennengruppe im gezeigten Ausführungsbeispiel wiederum fünf Antennen-Untergruppen 6, 11 umfasst. Jede der Antennen-Untergruppen weist zumindest einen oder mehrere Strahler 7, 12 auf, wie dies anhand von 8a erläutert wurde. A frequency-dependent power or amplitude distribution for the resulting radiation pattern, ie a different power or amplitude distribution for the uplink and the downlink case, is now used in the context of the invention. In the first embodiment of the invention, as it is based on 1 is explained in turn 1 on the left, an antenna array with a first or lower antenna group simplifies 5 and an upper (usually vertically above it) or second antenna group 10 shown, each antenna group in the embodiment shown again five antenna subgroups 6 . 11 includes. Each of the antenna subgroups has at least one or more radiators 7 . 12 on how this is based on 8a was explained.

Bei den erfindungsgemäßen Darstellungen gemäß den 1 bis 7 sind dabei die erste oder untere Antennengruppe 5 und die obere oder zweite Antennengruppe 10 mit den Antennen-Untergruppen 6, 11 nur vereinfacht dargestellt. Die einzelnen Antennen-Untergruppen sind dabei sowohl für die erste Antennengruppe 5 wie auch für die zweite Antennengruppe 10 jeweils von oben nach unten mit den einzelnen Zuordnungen a1, a2, a3, a4 bzw. a5 fortlaufend gekennzeichnet. Bei diesen Antennen-Untergruppen 6, 11 kann es sich um Ausführungen handeln, bei denen die vorgesehenen Strahler wie erläutert nur einfach polarisiert oder dual polarisiert sind, in Form einer sogenannten X-Polarisation ausgeführt sind etc.. Entsprechend ist der physikalische Aufbau bei dual polarisierten Strahlern durchzuführen, wie dies grundsätzlich anhand von 8a erläutert ist. Im Folgenden wird von daher die Amplitudenverteilung für die einzelnen Strahler der einzelnen Antennen-Untergruppen jeweils nur für eine Polarisation dargestellt. Bei dual polarisierten Antennen gilt dies in der Regel entsprechend für beide Polarisationen, d. h. für die hierüber empfangenen oder gesendeten Signale. Es ist aber auch möglich die erfindungsgemäße Amplitudenverteilung nur auf eine Polarisation anzuwenden oder eine Verwendung von verschiedenen erfindungsgemäßen Amplitudenverteilungen je Polarisation.In the representations according to the invention according to the 1 to 7 are the first or lower antenna group 5 and the upper or second antenna group 10 with the antenna subgroups 6 . 11 only shown in simplified form. The individual antenna subgroups are for both the first antenna group 5 as well as for the second antenna group 10 respectively from top to bottom with the individual assignments a1, a2, a3, a4 and a5 continuously marked. For these antenna subgroups 6 . 11 it may be embodiments in which the intended radiator as explained are only simply polarized or dual polarized, are designed in the form of a so-called X-polarization, etc .. Accordingly, the physical structure of dual polarized radiators perform, as in principle with reference to 8a is explained. In the following, therefore, the amplitude distribution for the individual radiators of the individual antenna subgroups is shown in each case only for one polarization. In the case of dual-polarized antennas, this generally applies correspondingly to both polarizations, ie to the signals received or transmitted via them. However, it is also possible to apply the amplitude distribution according to the invention only to one polarization or a use of different amplitude distributions according to the invention per polarization.

Neben der vereinfachten Darstellung der ersten und zweiten Antennengruppe 5, 10 in 1 linksliegend ist rechts davon nunmehr für jede der Antennen-Untergruppen die Leistungs- oder Amplitudenverteilung dargestellt, und zwar auf einer zugehörigen horizontalen X-Achse. Da im Rahmen der Erfindung für den Empfangsbetrieb (Uplink) der Basisstation bevorzugt nicht nur die erste, sondern die erste und die zweite Antennengruppe 5, 10 eingesetzt wird, ist die Leistungs- und/oder Amplitudenverteilung nicht nur für die erste Antennengruppe 5, sondern auch für die zweite Antennengruppe 10 dargestellt. Rechts davon ist die Leistungs- und/oder Amplitudenverteilung für die erste oder untere Antennengruppe 5 dargestellt, die nur für den Sendebetrieb eingesetzt wird, weshalb nur für die erste Antennengruppe 5 eine entsprechende Amplitudenverteilung für den Sendebetrieb (Tx-Betrieb) vorliegt.In addition to the simplified representation of the first and second antenna group 5 . 10 in 1 On the left side, to the right of this, the power or amplitude distribution is now shown for each of the antenna subgroups, on an associated horizontal X-axis. In the context of the invention, for the reception operation (uplink) of the base station preferably not only the first, but the first and the second antenna group 5 . 10 is used, the power and / or amplitude distribution is not only for the first antenna group 5 but also for the second antenna group 10 shown. To the right of this is the power and / or amplitude distribution for the first or lower antenna group 5 shown, which is used only for the transmission mode, which is why only for the first antenna group 5 a corresponding amplitude distribution for the transmission mode (Tx operation) is present.

Daraus ergibt sich, dass bezüglich der Antennen-Untergruppen 6 der ersten Antennengruppe 5 eine Leistungs- oder Amplitudenverteilung im Empfangsbetrieb vorgesehen ist, die abwechselnd zwischen einer höheren und einer niedrigeren Stufe, also z. B. zwischen 0 dB und –3 dB wechselt. Es handelt sich hierbei um Signalpegelstufen.It follows that with respect to the antenna subgroups 6 the first antenna group 5 a power or amplitude distribution is provided in the receive mode, alternately between a higher and a lower level, ie z. B. between 0 dB and -3 dB changes. These are signal level levels.

Aus diesem Diagramm ist ferner zu ersehen, dass vor allem im mittleren Bereich X nunmehr im Empfangsbetrieb (Uplink) eine gegenüber dem Stand der Technik gemäß 8b nicht mehr relativ abgesenkte Leistungs- oder Amplitudenverteilung vorliegt, sondern eine Amplitudenverteilung mit einer demgegenüber höheren oder größeren relativen Amplitude, so dass vor allem in dem kritischen Uplink-Fall die Side-Lobes (Nebenkeulen) kleiner werden. Das daraus resultierende Strahlungsdiagramm für den Empfangsfall ist in 12 zu sehen. Der Vergleich mit der 11, die ein entsprechendes Diagramm für den angegebenen Stand der Technik zeigt, verdeutlicht den Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung.It can also be seen from this diagram that, especially in the central region X, in the receiving mode (uplink), a comparison with the prior art 8b no longer relatively reduced power or amplitude distribution is present, but an amplitude distribution with a contrast higher or greater relative amplitude, so that especially in the critical uplink case, the side praise (side lobes) are smaller. The resulting radiation pattern for the reception case is in 12 to see. The comparison with the 11 , which shows a corresponding diagram for the indicated prior art, illustrates the advantage of the solution according to the invention.

Um jedoch auch für den Downlink-Fall ein optimales Strahlungsdiagramm zu erzeugen, schlägt die Erfindung ferner vor, dass im Sende- bzw. Downlink-Betrieb nur eine Antennengruppe, im gezeigten Ausführungsbeispiel die untere oder erste Antennengruppe 5 aktiv ist, während die zweite oder obere Antennengruppe 10 für den Downlink-Betrieb unwirksam ist, d. h. keine Signale ausgestrahlt werden. Dabei wird hier ähnlich wie im Stand der Technik ein Power-Tapering durchgeführt, bei welchem also an den mittleren Antennen-Untergruppen 11 und/oder den zugehörigen Strahlern 12 ein höherer relativer Signalpegel anliegt als an den äußeren oder vorletzten Antennen-Untergruppen 11.However, in order to produce an optimal radiation pattern also for the downlink case, the invention also proposes that in transmit or downlink operation only one antenna group, in the exemplary embodiment shown, the lower or first antenna group 5 is active while the second or upper antenna group 10 is ineffective for the downlink operation, ie no signals are broadcast. Here, similar to the state of the art, a power tapering is performed, in which case at the middle antenna subgroups 11 and / or the associated radiators 12 a higher relative signal level is present than at the outer or penultimate antenna subgroups 11 ,

Somit ergibt sich entsprechend der Darstellung gemäß 1 die bevorzugte erfindungsgemäße Lösung (beispielsweise für ein Antennenarray mit einer ersten und zweiten Antennengruppe 5, 10, die jeweils fünf Antenenn-Untergruppen 6, 11 umfasst, und zwar mit einem oder mehreren Strahlern in jeder Antennen-Untergruppe), bei welcher sich für den Empfangsbetrieb für die einzelnen nebeneinander sitzenden Strahler in den Antennengruppen beispielsweise die anhand von 1 in der Mitte gezeigte relative Amplitudenverteilung ergibt. Im Sendebetrieb hingegen – bei welchem nur die erste Antennengruppe und die zugehörigen Strahler aktiv sind – ergibt sich die anhand von 1 auf der rechten Seite wiedergegebene optimale Leistungsverteilung über die Antennen-Untergruppen hinweg, bei der die Strahler der mittleren Antennen-Untergruppe eine sehr viel höhere Leistung oder Amplitude erhalten, als jene Strahler, die in den äußersten oder benachbart zu den äußersten Antennen-Untergruppen 6, 11 angeordnet sind.Thus, as shown in FIG 1 the preferred solution according to the invention (for example for an antenna array with a first and second antenna group 5 . 10 , each five antenna subsets 6 . 11 comprising, with one or more radiators in each antenna subgroup), in which for the reception operation for the individual juxtaposed emitters in the antenna groups, for example, based on 1 in the middle shows relative amplitude distribution. In the transmission mode, however - in which only the first antenna group and the associated radiator are active - results from the basis of 1 on the right hand side, shows optimal power distribution across the antenna subgroups, where the antennae of the central antenna subset receive much higher power or amplitude than those radiating outermost or adjacent to the outermost antenna subgroups 6 . 11 are arranged.

Anhand von 2 ist für ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel gezeigt, wie die relative Leistungs- oder Amplitudenverteilung in einem zur Erfindung gehörenden ersten Empfangsbetrieb eingestellt ist.Based on 2 is shown for a further embodiment according to the invention, as the relative power or amplitude distribution is set in a first receiving operation associated with the invention.

Das Ausführungsbeispiel gemäß 2 unterscheidet sich von jenem gemäß 1 dadurch, dass für die zweite Antennengruppe 10 der zugehörige unterste Strahler 12 oder die zugehörige unterste Antennen-Untergruppe 11, die mit a5 in 2 gekennzeichnet ist und unmittelbar benachbart (oberhalb) zu der mit a1 gekennzeichneten ersten oder obersten Antennen-Untergruppe 6 der ersten oder unteren Antennengruppe 5 zu liegen kommt, bezüglich aller in der zweiten Antennengruppe 10 vorgesehenen Antennen-Untergruppen 11 die höchste Leistung oder Amplitude erhält. Von dieser zuunterst liegenden Antennen-Untergruppe 11 (die wie erwähnt mit a5 in 2 gekennzeichnet ist) nimmt die Leistungs- oder Amplitudenverteilung zur obersten Antennen-Untergruppe 11 (die in 2 mit a1 gekennzeichnet ist) stufenweise ab, beispielsweise um –3 dB je Antennen-Untergruppe. Dadurch nimmt die relative Leistung oder Amplitude von den Strahlern, die zur innersten oder untersten Antennen-Untergruppe 11 gehören zu den Strahlern die zur äußersten oder am höchsten liegenden Antennen-Untergruppe 11 gehören, mit den aus 2 ersichtlichen Amplituden-Schritten ab, nämlich z. B. mit folgenden Schritten (dB)
0/–3/–6/–9/–12
wodurch sich der treppenförmige Verlauf der Leistungs- oder Amplitudenverteilung in der oberen oder zweiten Antennengruppe 10 im Uplink- oder Empfangsbetrieb ergibt. Dieser Verlauf kann auch, wie bei der ersten Antennengruppe, frequenzabhängig sein. Denkbar wäre dieser Fall zum Beispiel, wenn die zweite Antennengruppe ebenfalls unabhängig von einer anderen Antenngruppe im Sendebetrieb arbeiten soll.The embodiment according to 2 differs from that according to 1 in that for the second antenna group 10 the associated lowest radiator 12 or the associated lowest antenna subgroup 11 that with a5 in 2 and immediately adjacent (above) to the first or uppermost antenna subassembly labeled a1 6 the first or lower antenna group 5 comes to rest with respect to all in the second antenna group 10 provided antenna subgroups 11 which receives the highest power or amplitude. From this lowest-lying antenna subgroup 11 (as mentioned with a5 in 2 ), the power or amplitude distribution takes to the top antenna subset 11 (in the 2 labeled a1) gradually, for example by -3 dB per antenna subgroup. This decreases the relative power or amplitude of the emitters to the innermost or lowest antenna subgroup 11 belong to the emitters the outermost or highest antenna subgroup 11 belong, with the 2 apparent amplitude steps from, namely z. Eg with the following steps (dB)
0 / -3 / -6 / -9 / -12
resulting in the staircase shape of the power or amplitude distribution in the upper or second antenna array 10 in uplink or receive mode yields. This course can also be frequency-dependent, as in the case of the first antenna group. This case would be conceivable, for example, if the second antenna group should also operate independently of another antenna group in the transmission mode.

Die Varianten gemäß 1 und 2 sollen nur belegen, dass insbesondere bezüglich der zweiten Antennengruppe 10 in weiten Bereichen eine unterschiedliche Amplitudenverteilung möglich ist, vorzugsweise jedoch eine solche, bei der die Amplitude in der untersten Antennen-Untergruppe 11 der zweiten Antennengruppe 10 der Amplitude in der benachbarten obersten Antennen-Untergruppe 6 der ersten Antennengruppe 5 entspricht. Die angegebenen Amplituden sind auf das Maximum normiert. Im Betrieb werden die Amplituden der Antennengruppen über die Sende-Empfangseinheit SE vorzugsweise so eingestellt, dass beide Antennengruppen mit weitgehend gleicher Amplitude gespeist werden. Äquivalent zum Empfangsfall kann man auch sagen, dass die empfangenen Signale in der Sende-Empfangseinheit SE vorzugsweise gleich gewichtet werden.The variants according to 1 and 2 should only prove that, especially with respect to the second antenna group 10 in wide ranges, a different amplitude distribution is possible, but preferably one in which the amplitude in the lowest antenna subgroup 11 the second antenna group 10 the amplitude in the adjacent uppermost antenna subgroup 6 the first antenna group 5 equivalent. The specified amplitudes are normalized to the maximum. In operation, the amplitudes of the antenna groups via the transceiver unit SE are preferably adjusted so that both antenna groups are fed with substantially the same amplitude. As an equivalent to the reception case, it can also be said that the received signals in the transceiver unit SE are preferably weighted equally.

Anhand von 3 ist eine weitere Abwandlung gezeigt, bei der die Amplitudenverteilung der ersten Antennengruppe 5 für den Empfangsbetrieb (Uplink) von der untersten (äußeren) Antennen-Untergruppe (mit a5 in 3 gekennzeichnet) zur obersten Antennen-Untergruppe 6 (mit a1 in 3 gekennzeichnet) jeweils in Schritten mit 3 dB zunimmt. Auch hier ist die Amplitudenverteilung derart vorgenommen, dass die Amplitude der in diesem Fall zuoberst liegenden Antennen-Untergruppe 6 der ersten Antennengruppe 5 gleich ist mit zu der Amplitude der dazu benachbart liegenden untersten Antennen-Untergruppe 11 der zweiten Antennengruppe 10. Der abgestufte Amplitudenverlauf bezüglich der Antennen-Untergruppen 11 der zweiten Antennengruppe 10 entspricht ansonsten dem Verlauf, wie er anhand des Ausführungsbeispieles 2 erläutert wurde.Based on 3 a further modification is shown in which the amplitude distribution of the first antenna group 5 for the receive operation (uplink) from the lowest (outer) antenna subgroup (with a5 in 3 marked) to the uppermost antenna subgroup 6 (with a1 in 3 labeled) increases in steps of 3 dB each. Again, the amplitude distribution is made such that the amplitude of the uppermost in this case antenna subgroup 6 the first antenna group 5 is equal to the amplitude of the lowermost antenna subgroup adjacent thereto 11 the second antenna group 10 , The graduated amplitude curve with respect to the antenna subgroups 11 the second antenna group 10 otherwise corresponds to the course, as he based on the embodiment 2 was explained.

Im Rahmen der Erfindung ist primär die relative Leistungs- und Amplitudenverteilung zwischen den Antennen-Untergruppen 6 der ersten Antennengruppe 5 für den Empfangsbetrieb zum einen und dem Sendebetrieb zum anderen von Bedeutung. Wichtig ist hier die im Rahmen der Erfindung vorgeschlagene frequenzabhängige Amplitudenverteilung für den Sende- und den Empfangsbetrieb. Die Amplitudenverteilung für die lediglich für den Empfangsbetrieb vorgesehene zweite Antennengruppe 10 kann im Rahmen unterschiedlicher Varianten bevorzugte Werte aufweisen.In the context of the invention is primarily the relative power and amplitude distribution between the antenna subgroups 6 the first antenna group 5 for the receiving operation on the one hand and the transmission mode on the other important. Important here is the proposed in the context of the invention frequency-dependent amplitude distribution for the transmitting and the receiving operation. The amplitude distribution for the intended only for the receiving operation second antenna group 10 can have preferred values in the context of different variants.

Die erfindungsgemäße Lösung ist durch den Betrag der Differenz D = |A_Rx – A_Tx| gekennzeichnet, wobei diese betragsmäßige Differenz D

– mindestens 0,2 dB multipliziert mit der Anzahl Z der Antennen-Untergruppen 6 der ersten Antennengruppe 5 und
– maximal 5,0 dB multipliziert mit der Anzahl Z der Antennen-Untergruppen 6 der ersten Antennengruppe 5 beträgt, wobei
– A_Rx die relative Amplitude der äußeren oder vorletzten Antennen-Untergruppe 6 bezogen auf die höchste Amplitude der Antennen-Untergruppen 6 der ersten Antennengruppe 5 bei einer Empfangsfrequenz und
– A_Tx die relative Amplitude der äußeren oder vorletzten Antennen-Untergruppe 6 bezogen auf die höchste Amplitude der Antennen-Untergruppen 6 der ersten Antennengruppe 5 bei einer Sendefrequenz ist.

The solution according to the invention is by the amount of the difference

D = | A _Rx - A _Tx |

characterized in that this difference in magnitude D

- at least 0.2 dB multiplied by the number Z of antenna subgroups 6 the first antenna group 5 and
- a maximum of 5.0 dB multiplied by the number Z of the antenna subgroups 6 the first antenna group 5 is, where
- A _Rx the relative amplitude of the outer or penultimate antenna subgroup 6 based on the highest amplitude of the antenna subgroups 6 the first antenna group 5 at a reception frequency and
- A _Tx the relative amplitude of the outer or penultimate antenna subgroup 6 based on the highest amplitude of the antenna subgroups 6 the first antenna group 5 at a transmission frequency.

Wenn hier im Folgenden von der Differenz D gesprochen wird, so ist damit, wie oben definiert, der jeweilige Betrag der Differenz gemeint.If the difference D is used in the following, it means, as defined above, the respective amount of the difference.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann aber die Untergrenze für die vorstehend genannte Differenz D auch 0,3 dB multipliziert mit der Anzahl Z der Antennen-Untergruppen 6 der ersten Antennengruppe 5 oder in manchen Fällen bevorzugt auch noch größer als zumindest 0,4 dB multipliziert mit der Anzahl Z der Antennen-Untergruppen 6 der ersten Antennengruppe 5 sein.In a preferred embodiment of the invention, however, the lower limit for the aforementioned difference D may also be 0.3 dB multiplied by the number Z of the antenna subgroups 6 the first antenna group 5 or in some cases preferably even greater than at least 0.4 dB multiplied by the number Z of the antenna subgroups 6 the first antenna group 5 be.

Ebenso kann bevorzugt vorgesehen sein, dass die Obergrenze der in Rede stehenden Differenz D maximal 4,0 dB oder maximal 3,0 dB oder in einigen anderen Fällen sogar maximal 2,5 dB oder sogar für einige Anwendungsfälle 2,0 dB jeweils multipliziert mit der Anzahl Z der Antennen-Untergruppen 6 der ersten Antennengruppe 5 sein.Likewise, it may preferably be provided that the upper limit of the difference in question D is a maximum of 4.0 dB or a maximum of 3.0 dB or in some other cases even a maximum of 2.5 dB or even for some applications 2.0 dB each multiplied by the Number Z of the antenna subgroups 6 the first antenna group 5 be.

Wenn, wie vorstehend und im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen, von ”äußeren” oder ”vorletzten” Antennen-Untergruppen 6 (bzw. 11) gesprochen wird, so ist bei der ”äußeren Antennen-Untergruppe” beispielsweise bei der ersten Antennengruppe 5 bevorzugt die zuunterst (und/oder auch die zuoberst) liegende Antennen-Untergruppe 6 gemeint, die in den beigefügten Ausführungsbeispielen 1 bis 3 mit a5 (bzw. a1) und in den Ausführungsbeispielen 4 bis 7 mit a9 (bzw. a1) gekennzeichnet ist. Es handelt sich also bei der äußeren Antennen-Untergruppe bevorzugt um jene, die auf der zur zweiten oder oberen Antennengruppe 10 vorzugsweise entfernt liegenden Seite der ersten Antennengruppe angeordnet ist. Sofern von der vorletzten Antennen-Untergruppe 6 der ersten Antennengruppe 5 gesprochen wird, handelt es sich um die dazu benachbarte Antennen-Untergruppe, die ebenfalls zur zweiten oder oberen Antennengruppe 10 vorzugsweise entfernt liegt, gegebenenfalls aber auch dazu benachbart (und von daher in den 1 bis 3 mit a4 bzw. a2 und in den 4 bis 7 mit a8 bzw. a2 gekennzeichnet ist).If, as above and in the context of the embodiments, of "outer" or "penultimate" antenna subgroups 6 (respectively. 11 ), the "outer antenna subgroup" is, for example, the first antenna group 5 prefers the lowest (and / or the uppermost) antenna subgroup 6 in the appended embodiments 1 to 3 with a5 (or a1) and in the embodiments 4 to 7 with a9 (or a1) is characterized. Thus, the outer antenna subgroup is preferably those on the second or upper antenna array 10 Preferably, remote side of the first antenna group is arranged. Unless from the penultimate antenna subgroup 6 the first antenna group 5 is spoken, it is the adjacent antenna subgroup, which also to the second or upper antenna group 10 is preferably removed, but possibly also adjacent thereto (and therefore in the 1 to 3 with a4 or a2 and in the 4 to 7 marked with a8 or a2).

Für die vorstehend wiedergegebenen Bedingungen sind die entsprechenden Werte für die erste Antennengruppe für den Sendebetrieb und den Empfangsbetrieb in den 1 bis 3 wiedergebeben.For the conditions given above, the corresponding values for the first antenna group for the transmission mode and the reception mode are in the 1 to 3 wiedergebeben.

Nachfolgend werden anhand der 4 bis 7 einige weitere Beispiele für erfindungsgemäße Lösungen beschrieben, nämlich beispielsweise ein Antennenarray mit einer ersten und zweiten Antennengruppe 5, 10, die jeweils neun Antennen-Untergruppen 6 bzw. 11 umfassen. In den Figuren sind jeweils auf der linken Seite die Antennen-Untergruppen jeweils mit a1 oben beginnend bis a9 unten in jeder Antennengruppe gekennzeichnet. Wie in den anderen Ausführungsbeispielen auch, ist in den Figuren rechts neben dem vereinfacht dargestellten Antennenarray die zugehörige relative Amplituden- oder Leistungsverteilung für die einzelnen Antennen-Untergruppen und/oder für die in den Antennen-Untergruppen vorgesehenen Strahler zunächst für den Empfangsbetrieb und nochmal rechts davon die Amplitudenverteilung für den Sendebetrieb wiedergegeben, der nur über die erste (untere) Antennengruppe 5 abgewickelt wird.The following are based on the 4 to 7 some other examples of solutions according to the invention described, namely, for example, an antenna array with a first and second antenna group 5 . 10 , each with nine antenna subgroups 6 respectively. 11 include. In the figures, each of the antenna subgroups on the left side is labeled a1 at the top beginning to a9 at the bottom of each antenna group. As in the other embodiments, in the figures to the right of the simplified illustrated antenna array, the associated relative amplitude or power distribution for the individual antenna subgroups and / or for the intended in the antenna subunits emitters first for the receiving operation and again right thereof the amplitude distribution for the transmission mode reproduced, the only on the first (lower) antenna group 5 is handled.

4 beschreibt dabei ebenfalls ein unterschiedlich abgestuftes Amplitudenmuster für den Empfangsbetrieb. Dabei erfolgt eine Amplitudenverteilung über drei unterschiedliche Pegelstufen hinweg dergestalt, dass die zuäußerst liegenden Antennen-Untergruppen 6 der ersten Antennengruppe 5 wie aber auch die zuäußerst liegenden Antennen-Untergruppe 11 der zweiten Antennengruppe 10 auf einem gleichen relativen Amplitudenniveau liegen. Die dazu jeweils benachbart liegenden vorletzten Antennen-Untergruppen weisen ebenfalls ein gleiches Amplitudenniveau auf, jedoch um eine –3 dB Stufe niedriger. 4 also describes a differently graduated amplitude pattern for the reception mode. In this case, an amplitude distribution takes place over three different level levels in such a way that the outermost antenna subgroups 6 the first antenna group 5 as well as the outer antenna subgroup 11 the second antenna group 10 are at the same relative amplitude level. The next-to-last penultimate antenna subgroups also have the same amplitude level but lower by -3 dB.

In den Figuren ist dabei für die erste Antennengruppe 5 jeweils die oben wiedergegebene Differenz D angegeben, und zwar einmal bezüglich der äußersten Antennen-Untergruppe und zum anderen bezüglich der vorletzten Antennen-Untergruppe, jeweils bezogen auf die höchste Amplitude bezüglich einer zu dieser ersten Antennengruppe 5 gehörenden Antennen-Untergruppe 6. Die Differenz berechnet sich aus dem relativen Signalpegel, der an der jeweiligen Antennen-Untergruppe im Empfangsfrequenzbereich anliegt und dem relativen Signalpegel der an der jeweiligen Antennen-Untergruppe im Sendefrequenzbereich anliegt. Für diese Differenz ergibt sich einmal ein Wert von 12 dB bzw. 6 dB.In the figures, this is for the first antenna group 5 in each case the above reproduced difference D is given, once with respect to the outermost antenna subgroup and the other with respect to the penultimate antenna subgroup, in each case based on the highest amplitude with respect to a first antenna group to this 5 belonging antenna subgroup 6 , The difference is calculated from the relative signal level applied to the respective antenna subgroup in the reception frequency range and the relative signal level applied to the respective antenna subgroup in the transmission frequency range. This difference results in a value of 12 dB or 6 dB.

Ferner wird noch auf die 5, 6 sowie 7 verwiesen die entsprechende weitere abgewandelte Ausführungsbeispiele zeigen.Furthermore, it is still on the 5 . 6 such as 7 See the corresponding further modified embodiments show.

Die sich anhand der in den 1 bis 7 erläuterten Ausführungsbeispiele ergebenden Werte für die Differenz D, die Relativwerte A_Rx und A_Tx sowie die Grenzwerte, innerhalb derer sich die Differenz D im Rahmen der Erfindung bewegen soll, sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengefasst. Dabei sind für die Ausführungsbeispiele gemäß den 1, 2 und 3 auch die entsprechenden Werte eingetragen, für den Fall, dass die entsprechenden relativen Amplitudenwerte nicht für die jeweils äußere Antennen-Untergruppe, sondern für die vorletzte Antennen-Untergruppe bezogen auf die jeweils höchste Amplitude einer Antennen-Untergruppe berücksichtigt werden. Dazu ist in der nachfolgenden Tabelle in der zweiten Spalte angegeben, ob die Differenz D von der Amplitude einer äußeren Antennen-Untergruppe A/M bezogen auf eine maximale Amplitude oder von der Amplitude einer vorletzten Antennen-Untergruppe V/M bezogen auf die maximale Amplitude in dieser Antennengruppe berücksichtigt wird.Based on the in the 1 to 7 explained values for the difference D, the relative values A _Rx and A _Tx and the limits within which the difference D is to move within the scope of the invention, are summarized in the table below. Here are the embodiments according to the 1 . 2 and 3 also entered the corresponding values, for the case that the corresponding relative amplitude values are not considered for the respective outer antenna subgroup, but for the penultimate antenna subgroup with respect to the highest amplitude of an antenna subgroup. Given in the following table in the second column, whether the difference D of the amplitude of an outer antenna subgroup A / M relative to a maximum amplitude or of the amplitude of a penultimate antenna subgroup V / M with respect to the maximum amplitude in this antenna group is taken into account.

Anhand der 9 und 10 sind weitere Abwandlungen für eine erfindungsgemäße Antenne gezeigt, bei der ebenfalls die erste und zweite Antennengruppe jeweils neun Antennen-Untergruppen 6 bzw. 11 umfassen. Die Amplitudenabstufungen sind bei diesem Ausführungsbeispiel für den Empfangsbetrieb über die Antennen-Untergruppen hinweg wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 7 ausgeführt.Based on 9 and 10 Further modifications are shown for an antenna according to the invention, in which also the first and second antenna group each have nine antenna subgroups 6 respectively. 11 include. The amplitude gradations in this embodiment are for the reception operation across the antenna subgroups as in the embodiment of FIG 7 executed.

Während jedoch, wie bei 7, die erste Antennengruppe 5 im Sendebetrieb über die Antennen-Untergruppen hinweg Signale erhält, deren Signalpegel oder Amplitude von der mittleren Antennen-Untergruppe (die mit a5 gekennzeichnet ist) zu den äußeren Antennengruppen (mit a1 bzw. a9 gekennzeichnet) in gleichen Stufen abnimmt, zeigt das Ausführungsbeispiel gemäß 9 eine Variante, bei der alle Antennen-Untergruppen 6 mit einem gleichen Signalpegel bzw. einer gleichen Amplitude gespeist werden.While, however, as with 7 , the first antenna group 5 In the transmission mode across the antenna subgroups receives signals whose signal level or amplitude from the central antenna subgroup (which is marked with a5) to the outer antenna groups (with a1 and a9 respectively) decreases in equal stages, the embodiment according to FIG 9 a variant in which all antenna subgroups 6 be fed with a same signal level or a same amplitude.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 10 erhalten im Sendebetrieb alle Antennen-Untergruppen 6 der ersten Antennengruppe 5 einen gleichen Signalpegel (werden in der gleichen Amplitude gespeist), wobei lediglich die Antennen-Untergruppen a4 und a6 einen um eine 3 dB Stufe höheren Signalpegel oder höhere Amplitude erhalten. Fig A/M V/M A_rx (dB) A_tx (dB) D (dB) Z Min Max 1 A/M 0 –6 D_1,5 = 6 5 1 25 2 A/M 0 –6 D_1,5 = 6 5 1 25 3 A/M 0 –6 D₁ = 6 5 1 25 3 A/M –12 –6 D = 6 5 1 25 4 A/M 0 –12 D_1,9 = 12 9 1,8 45 4 V/M –3 –9 D_2,8 = 6 9 1,8 45 5 A/M 0 –12 D_1,9 = 12 9 1,8 45 5 V/M –6 –9 D_2,8 = 3 9 1,8 45 6 A/M 0 –12 D_1,9 = 12 9 1,8 45 6 V/M 0 –9 D_2,8 = 9 9 1,8 45 7 A/M 0 –12 D₁ = 12 9 1,8 45 7 V/M –3 –9 D₂ = 6 9 1,8 45 7 V/M –21 –9 D₈ = 12 9 1,8 45 7 A/M –24 –12 D₉ = 12 9 1,8 45 9 V/M –3 0 D₂ = 3 9 1,8 45 9 V/M –21 0 D₈ = 21 9 1,8 45 9 A/M –24 0 D₉ = 24 9 1,8 45 10 A/M 0 –3 D₂ = 3 9 1,8 45 10 V/M –21 –3 D₈ = 18 9 1,8 45 10 A/M –24 –3 D₉ = 21 9 1,8 45 In the embodiment according to 10 receive all antenna subgroups during transmission 6 the first antenna group 5 a same signal level (are fed in the same amplitude), wherein only the antenna subgroups a4 and a6 receive a 3 dB higher signal level or higher amplitude. Fig A / MV / M A _rx (dB) A _tx (dB) D (dB) Z min Max 1 AT THE 0 -6 D _1.5 = 6 5 1 25 2 AT THE 0 -6 D _1.5 = 6 5 1 25 3 AT THE 0 -6 D ₁ = 6 5 1 25 3 AT THE -12 -6 D = 6 5 1 25 4 AT THE 0 -12 D _1,9 = 12 9 1.8 45 4 V / M -3 -9 D _2.8 = 6 9 1.8 45 5 AT THE 0 -12 D _1,9 = 12 9 1.8 45 5 V / M -6 -9 D _2.8 = 3 9 1.8 45 6 AT THE 0 -12 D _1,9 = 12 9 1.8 45 6 V / M 0 -9 D _2.8 = 9 9 1.8 45 7 AT THE 0 -12 D ₁ = 12 9 1.8 45 7 V / M -3 -9 D ₂ = 6 9 1.8 45 7 V / M -21 -9 D ₈ = 12 9 1.8 45 7 AT THE -24 -12 D ₉ = 12 9 1.8 45 9 V / M -3 0 D ₂ = 3 9 1.8 45 9 V / M -21 0 D ₈ = 21 9 1.8 45 9 AT THE -24 0 D ₉ = 24 9 1.8 45 10 AT THE 0 -3 D ₂ = 3 9 1.8 45 10 V / M -21 -3 D ₈ = 18 9 1.8 45 10 AT THE -24 -3 D ₉ = 21 9 1.8 45

Anhand der erläuterten Ausführungsbeispiele wird auch ersichtlich, dass die Leistungs- und Amplitudenverteilung bezüglich der Antennen-Untergruppen 11 der oberen oder zweiten Antennengruppe 10 ebenfalls in weiten Bereichen ganz unterschiedlich gewählt sein kann. Bevorzugt ist die Amplitudenverteilung derart, dass die Amplitude der untersten Antennen-Untergruppe 11, die in unmittelbarer Nachbarschaft zur unteren oder ersten Antennengruppe 5 zu liegen kommt, ein Amplituden- oder Leistungsniveau, also eine Amplitude aufweist, die bevorzugt gleich groß ist wie die Amplitude der obersten Antennen-Untergruppe 6 der ersten Antennengruppe 5, obgleich auch hier gewisse möglichst nicht zu große Amplitudenunterschiede vorgesehen sein können. Bei den erläuterten Ausführungsbeispielen sind jedoch diese Amplitudenniveaus der unmittelbar benachbarten Antennen-Untergruppen der ersten Antennengruppe auf gleichem Niveau, werden also mit der gleichen Amplitude gespeist. Ansonsten kann aber der Amplitudenverlauf über die Antennen-Untergruppen 11 der zweiten Antennengruppe 6 hinweg ebenfalls sehr unterschiedlich gestaltet sein, wie aus den Ausführungsbeispielen zu ersehen ist.It will also be apparent from the illustrated embodiments that the power and amplitude distribution with respect to the antenna subgroups 11 the upper or second antenna group 10 can also be chosen very differently in many areas. Preferably, the amplitude distribution is such that the amplitude of the lowest antenna subgroup 11 in the immediate vicinity of the lower or first antenna group 5 comes to lie, an amplitude or power level, that is, has an amplitude which is preferably the same size as the amplitude of the uppermost antenna subgroup 6 the first antenna group 5 , although here certain possible differences in amplitude should not be too large. In the illustrated embodiments, however, these amplitude levels of the immediately adjacent antenna subgroups of the first antenna array at the same level, so are fed with the same amplitude. Otherwise, however, the amplitude profile over the antenna subgroups 11 the second antenna group 6 Be also designed very different, as can be seen from the embodiments.

Bevorzugt ist allerdings in all diesen Varianten, dass im Empfangsbetrieb, bei welchem beide Antennengruppen 5, 10 eingesetzt werden, die Empfangssignale beider Antennengruppen 5, 10 in der Sende-Empfangseinheit SE, also im Empfänger oder Receiver, beispielsweise in Form eines Remote-Radio-Heads oder dergleichen, über moderne Verfahren wie beispielsweise MRC (Maximum Ration Combining) oder ERC (Equal Ratio Combining) oder ähnliche Verfahren wie IRC oder dergleichen kombiniert werden. Dabei werden die einzelnen Signale in Amplitude und Phase gewichtet und korrigiert und optimal miteinander kombiniert. Somit lässt sich das Resultat auch als kombiniertes Antennenprogramm ausdrücken.However, in all these variants it is preferred that in the receive mode, in which both antenna groups 5 . 10 are used, the received signals of both antenna groups 5 . 10 in the transceiver SE, ie in the receiver or receiver, for example in the form of a remote radio head or the like, via modern methods such as MRC (Maximum Ration Combining) or ERC (Equal Ratio Combining) or similar methods such as IRC or the like be combined. The individual signals are weighted and corrected in amplitude and phase and optimally combined with each other. Thus, the result can also be expressed as a combined antenna program.

Bei den erläuterten Ausführungsbeispielen sind Amplitudenabstufungen von beispielsweise 3 dB zugrunde gelegt worden. Natürlich können hier auch beliebig andere Amplituden-Abstufungen zum Tragen kommen, beispielsweise Abstufungen von 2 dB, 1,5 dB oder sogar in Abstufungen, die von Stufe zu Stufe zumindest teilweise unterschiedliche Werte aufweisen. Die Amplituden-Abstufung zwischen zwei benachbarter Antennen-Untergruppen wird dabei in der Regel einen Wert zwischen 1 dB und 4 dB aufweisen, insbesondere zwischen 2 dB und 3 dB.In the illustrated embodiments, amplitude gradations of, for example, 3 dB have been used. Of course, arbitrary other amplitude gradations can also be used here, for example gradations of 2 dB, 1.5 dB or even in gradations that have at least partially different values from stage to stage. The amplitude gradation between two adjacent antenna subgroups will generally have a value between 1 dB and 4 dB, in particular between 2 dB and 3 dB.

Ferner wird darauf hingewiesen, dass die erwähnten Phasenschieber oder Phasenschieberbaugruppen 15 bevorzugt mechanische Phasenschieber sind, die insbesondere elektrisch einstellbar sind. Somit kann also eine unterschiedliche Absenkung (Downtilt) bezüglich der ersten Antennengruppe 5, aber auch bezüglich der zweiten Antennengruppe 10 vorgenommen werden. Bevorzugt ist die Downtilteinstellung der ersten und zweiten Antennengruppe 5, 10 miteinander gekoppelt. Außerdem ist es möglich über die Sende- und Empfangseinheit den Downtilt im Empfangsfrequenzbereich separat einzustellen bzw. nachzujustieren.It should also be noted that the mentioned phase shifters or phase shifter assemblies 15 are preferably mechanical phase shifter, which are in particular electrically adjustable. Thus, therefore, a different reduction (downtilt) with respect to the first antenna group 5 , but also with respect to the second antenna group 10 be made. Preferably, the Downtilseinstellung the first and second antenna group 5 . 10 coupled together. It is also possible via the transmitting and receiving unit to adjust or readjust the downtilt in the reception frequency range separately.

Die erwähnten Phasenschieber 15 dienen dabei nicht nur zum Verstellen des vertikalen Strahlungsdiagramms, sondern ermöglichen bevorzugt auch eine frequenzabhängige Leistungsverteilung. Mit anderen Worten haben die Phasenschieber für den Sende- oder Downlink-Betrieb (Tx) eine andere Leistungsaufteilung als für den Empfangs- oder Uplink-Betrieb (Rx). Die frequenzabhänige Amplitudenverteilung wird dabei allgemein im Speisenetzwerk N11, N12, N21 bzw. N22 vorgenommen, wobei wie erwähnt die frequenzabhängige Amplitudenverteilung bevorzugt durch die erwähnten Phasenschieber insbesondere in Form der mechanischen Phasenschieber realisiert sein kann. Es ist aber auch möglich die frequenzabhängige Amplitudenverteilung über einen frequenzabhängigen Leistungsteiler oder nur über das entsprechende Speisenetzwerk in Form eines sogenannten verteilten Systems bei dem in bzw. durch Leitungen frequenzabhängige Impedanzen gebildet werden, zu realisieren. Der Phasenschieber ist also nicht für die Erfindung unbedingt notwendig und stellt eine bevorzugte Ausführungsform dar. Ohne Phasenschieber könnte man auch eine Variante dieses Systems mit nichtveränderbarem oder nur bedingt veränderbarem Downtilt (nur im Empfangsfrequenzbereich durch die SE) schaffen.The mentioned phase shifters 15 not only serve to adjust the vertical radiation pattern, but also preferably allow a frequency-dependent power distribution. In other words, the phase shifters for transmit or downlink operation (Tx) have a different power split than for receive or uplink operation (Rx). The frequency-dependent amplitude distribution is in this case carried out generally in the feed network N11, N12, N21 or N22, wherein, as mentioned, the frequency-dependent amplitude distribution can preferably be realized by the mentioned phase shifters, in particular in the form of the mechanical phase shifters. However, it is also possible to realize the frequency-dependent amplitude distribution via a frequency-dependent power divider or only via the corresponding feed network in the form of a so-called distributed system in which frequency-dependent impedances in or through lines are realized. The phase shifter is therefore not absolutely necessary for the invention and represents a preferred embodiment. Without a phase shifter one could also create a variant of this system with unchangeable or only conditionally changeable downtilt (only in the reception frequency range through the SE).

Sowohl für den Uplink- als auch für den Downlink-Betrieb können die Phasenschieber so eingestellt werden, dass die resultierenden elektrischen Strahlungsdiagramme die gleiche vertikale Absenkung (den gleichen elektrischen Downtilt) oder aber auch eine unterschiedliche vertikale Absenkung (elektrischer Downtilt) ermöglichen.For both uplink and downlink operation, the phase shifters can be set so that the resulting electrical radiation patterns allow the same vertical lowering (the same electric downtilt) or a different vertical lowering (electrical downtilt).

Die im Rahmen der Erfindung erläuterte Elektronik ist dabei so ausgelegt, dass zumindest zwei Antennengruppen 5, 10 für den Uplink- oder Empfangsbetrieb und eine Antennengruppe 5 für den Sende- oder Downlinkbetrieb und den Empfangs- oder Uplinkbetrieb vorgesehen sind (oder ein Vielfaches davon). Möglich ist beispielsweise auch, dass für den Uplinkbetrieb weitere Antennengruppen vorgesehen sind, beispielsweise drei Antennengruppen für den Uplinkbetrieb (wobei von den drei Antennengruppen nur eine Antennengruppe zusätzlich auch für den Downlinkbetrieb verwendet wird). The electronics explained in the context of the invention is designed so that at least two antenna groups 5 . 10 for the uplink or receive mode and an antenna group 5 are intended for the transmission or downlink operation and the reception or uplink operation (or a multiple thereof). It is also possible, for example, that further antenna groups are provided for the uplink operation, for example three antenna groups for the uplink operation (of the three antenna groups only one antenna group is additionally used for the downlink operation).

Ferner wird nochmals darauf hingewiesen, dass ebenso Anwendungen denkbar sind, bei denen beide Antennengruppen im Sendebetrieb verwendet werden. So kann insbesondere beispielsweise ein intelligentes Verfahren wie MIMO, SIMO oder MISO angewendet werden, genauso wie das gemeinsame Betreiben der Antennen im Downlink-Betrieb möglich ist, z. B. zur Erzielung eines höheren Antennengewinns. Bei den vorstehend genannten Verfahren MIMO, SIMO oder MISO handelt es sich bekanntermaßen in der Nachrichtentechnik um die Nutzung mehrerer Sende- und Empfangsantennen zur drahtlosen Kommunikation, wobei es sich bei der MIMO-Technik um die Verwendung mehrfacher Sende- und Empfangsantennen, bei der SIMO-Technik um die Verwendung einer Sende- und mehrerer Empfangsantennen und bei der MISO-Technik um eine Übertragung handelt, bei der mehrere Sendeantennen aber nur eine Empfangsantenne eingesetzt werden.Furthermore, it is again pointed out that applications are also conceivable in which both antenna groups are used in the transmission mode. Thus, in particular, for example, an intelligent method such as MIMO, SIMO or MISO be applied, just as the common operation of the antennas in the downlink mode is possible, for. B. to achieve a higher antenna gain. The above-mentioned methods MIMO, SIMO or MISO are known in the telecommunications industry to use multiple transmit and receive antennas for wireless communication, wherein the MIMO technique to the use of multiple transmit and receive antennas, in the SIMO Technique to the use of a transmitting and multiple receiving antennas and the MISO technology is a transmission in which multiple transmit antennas but only one receiving antenna are used.

Die Erfindung ist anhand von Antennenarrays beschrieben worden, die mit sogenannten X-polarisierten Strahlern arbeiten, also dualpolarisierten Strahlern. Wie erwähnt kann es sich aber auch um einfach polarisierte Strahler handeln. Insbesondere bei der Verwendung von dualpolarisierten Strahlern ist es ebenso möglich, dass die erfindungsgemäße Amplitudenverteilung nur auf eine Polarisation angewendet oder aber auch die Verwendung von verschiedenen erfindungsgemäßen Amplitudenverteilungen je Polarisation zum Tragen kommt.The invention has been described with reference to antenna arrays which operate with so-called X-polarized radiators, that is to say dual-polarized radiators. As mentioned, but it can also be simply polarized radiator. In particular, when using dual-polarized radiators, it is also possible that the amplitude distribution of the invention is applied only to one polarization or even the use of different amplitude distributions according to the invention per polarization comes into play.

Schließlich sind aber auch noch völlig andere Ausführungsformen und Betriebsarten mit anderen Pegeldifferenzen möglich. Dazu wird auch noch auf folgende weitere Tabelle verwiesen. n dieser werden weitere Pegeldifferenzen genannt die für den erfindungsgemäßen Betrieb des Antennensystems zweckmäßig sind. In der ersten Spalte werden die jeweiligen Betriebsarten den Figuren entsprechend genannt. Die Spalten A_Rx und A_Tx geben Amplituden wieder, wie sie neben den bereits genannten Ausführungsbeispielen sinnvoll sein können. Die Pegeldifferenzen ergeben sich entsprechend. Ausführungsform gemäß Figur A_Rx/dB A_Tx/dB D/dB 1 0 –2 D_1,5 = 2 1 0 –4 D_1,5 = 4 2 0 –2 D_1,5 = 2 2 0 –4 D_1,5 = 4 3 0 –2 D₁ = 2 3 –4 –2 D₅ = 2 3 0 –4 D₁ = 4 3 –8 –4 D₅ = 4 4 0 –4 D_1,9 = 4 4 0 –8 D_1,9 = 8 4 –1 –4 D_2,8 = 3 4 –2 –8 D_2,8 = 6 5 0 –4 D_1,9 = 4 5 0 –8 D_1,9 = 8 5 –2 –4 D_2,8 = 2 5 –4 –8 D_2,8 = 4 6 0 –4 D_1,9 = 4 6 0 –8 D_1,9 = 8 6 0 –4 D_2,8 = 4 6 0 –8 D_2,8 = 8 7 0 –4 D₁ = 4 7 0 –8 D₁ = 8 7 –1 –3 D₂ = 2 7 –2 –6 D₂ = 4 7 –7 –3 D₈ = 4 7 –14 –6 D₈ = 8 7 –8 –4 D₉ = 4 7 –16 –8 D₉ = 8 9 –1 0 D₂ = 1 9 –2 0 D₂ = 2 9 –7 0 D₈ = 7 9 –14 0 D₈ = 14 9 –8 0 D₉ = 8 9 –16 0 D₉ = 16 10 0 –1 D₁ = 1 10 0 –2 D₁ = 2 10 –7 –1 D₈ = 6 10 –14 –2 D₈ = 12 10 –8 –1 D₉ = 7 10 –16 –2 D₉ = 14 Finally, but also completely different embodiments and modes with different level differences are possible. For this purpose, reference is also made to the following additional table. n these are called further level differences that are useful for the operation of the antenna system according to the invention. In the first column the respective operating modes are named according to the figures. The columns A _Rx and A _{Tx represent} amplitudes, as they may be useful in addition to the already mentioned embodiments. The level differences arise accordingly. Embodiment according to FIG A _Rx / dB A _Tx / dB D / dB 1 0 -2 D _1.5 = 2 1 0 -4 D _1.5 = 4 2 0 -2 D _1.5 = 2 2 0 -4 D _1.5 = 4 3 0 -2 D ₁ = 2 3 -4 -2 D ₅ = 2 3 0 -4 D ₁ = 4 3 -8th -4 D ₅ = 4 4 0 -4 D _1,9 = 4 4 0 -8th D _1,9 = 8 4 -1 -4 D _2.8 = 3 4 -2 -8th D _2.8 = 6 5 0 -4 D _1,9 = 4 5 0 -8th D _1,9 = 8 5 -2 -4 D _2.8 = 2 5 -4 -8th D _2.8 = 4 6 0 -4 D _1,9 = 4 6 0 -8th D _1,9 = 8 6 0 -4 D _2.8 = 4 6 0 -8th D _2.8 = 8 7 0 -4 D ₁ = 4 7 0 -8th D ₁ = 8 7 -1 -3 D ₂ = 2 7 -2 -6 D ₂ = 4 7 -7 -3 D ₈ = 4 7 -14 -6 D ₈ = 8 7 -8th -4 D ₉ = 4 7 -16 -8th D ₉ = 8 9 -1 0 D ₂ = 1 9 -2 0 D ₂ = 2 9 -7 0 D ₈ = 7 9 -14 0 D ₈ = 14 9 -8th 0 D ₉ = 8 9 -16 0 D ₉ = 16 10 0 -1 D ₁ = 1 10 0 -2 D ₁ = 2 10 -7 -1 D ₈ = 6 10 -14 -2 D ₈ = 12 10 -8th -1 D ₉ = 7 10 -16 -2 D ₉ = 14

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 03/052866 A1 [0010]
EP 1684378 A1 [0012]
WO 2006/071152 A1 [0013]

Claims

Active antenna system with the following features: - with a first antenna group intended for transmitting and receiving operation ( 5 ), - with a second antenna group intended for receiving operation ( 10 ), - the two antenna groups ( 5 . 10 ) are arranged one above the other, - each antenna group ( 5 . 10 ) comprises at least two antenna subgroups ( 6 . 11 ) - each antenna subgroup ( 6 . 11 ) comprises at least one radiator ( 7 . 12 ), - the antenna subgroups ( 6 . 11 ) of an antenna group ( 5 . 10 ) are each interconnected via a feed network (N11, N12, N21, N22), - the feed networks (N11, N12, N21, N22) are constructed in such a way that phases and amplitudes for each antenna subgroup ( 6 . 11 ), wherein the feed networks (N11, N12, N21, N22) phase shifters ( 15 ), and - the antenna arrays ( 5 . 10 ) are connected to a common transceiver unit (SE), characterized by the following further features - the feed network (N11, N12) of the first antenna group ( 5 ) has a frequency-dependent amplitude distribution, ie a different amplitude distribution from a transmission frequency and a reception frequency, the transmission network (N11, N12) of the first antenna group (FIG. 5 ) is constructed so that the following condition is met

Z · 0.2 dB ≤ | A _Rx - A _Tx | ≤ Z · 5.0 dB

where A _{Rx is} the amplitude of the outer or next-to-last antenna subgroup ( 6 ) relative to the maximum amplitude of the antenna subgroups ( 6 ) at a reception frequency, - A _Tx the amplitude of the outer or next to last antenna subgroup ( 6 ) relative to the highest amplitude of the antenna subgroups ( 6 ) is at a transmission frequency, and - Z is the number of antenna subgroups ( 6 ) of the first antenna group ( 5 ).

Antenna system according to claim 1, characterized in that the antenna system is designed such that in the receive mode, the first and second antenna group ( 5 . 10 ) is being used.

Antenna system according to claim 1 or 2, characterized in that the antenna system is designed so that in the transmission mode, only the first antenna group ( 5 ) is being used.

Antenna system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the transceiver unit (SE) is constructed so that the over the at least two antenna groups ( 5 . 10 ) are processed by means of an MRC, ERC or IRC method.

Antenna system according to one of claims 1 to 4, characterized in that as a phase shifter ( 15 ) mechanical phase shifters ( 15 ) are provided.

Antenna system according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the feed network (N11, N12, N21, N22) comprises frequency-dependent power dividers.

Antenna system according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the phase shifters ( 15 ) preferably in the form of mechanical phase shifters ( 15 ) to set the beam reduction have a frequency-dependent power division.

Antenna system according to one of claims 1 to 7, characterized in that the antenna system at least three antenna groups ( 5 . 10 ), wherein three antenna groups ( 5 . 10 ) for the receiving operation and an antenna group ( 5 ) are provided for the transmission mode.

Antenna system according to one of Claims 1 to 8, characterized in that the antenna groups ( 5 . 10 ) an equal number of antenna subgroups ( 6 . 11 ) and / or the antenna subgroups ( 6 . 11 ) an equal number of radiators ( 7 . 12 ), in particular in each case two radiators ( 7 . 12 ).

Antenna system according to claim 9, characterized in that the radiators ( 7 . 12 ) of an antenna subgroup ( 6 . 11 ) are fed with a phase difference.

Antenna system according to one of claims 1 to 10, characterized in that the antenna system comprises an electrically adjustable beam lowering device, the phase shifter ( 15 ).

Antenna system according to Claim 13, characterized in that the beam reduction adjustment devices of the antenna groups ( 5 . 10 ) are coupled together.

Antenna system according to one of claims 1 to 12, characterized in that the antenna system via the transmitting and receiving unit (SE) and / or the feed networks (N11, N12, N21, N22) is operable so that the resulting electrical radiation pattern for the reception - And transmit mode (Rx, Tx) is adjustable to a different vertical lowering, in particular by setting the different phase shift and / or a different power distribution between the receiving and transmitting mode (Rx, Tx).

Antenna system according to one of claims 1 to 12, characterized in that the antenna system via the transmitting and receiving unit (SE) and / or the feed networks (N11, N12, N21, N22) is operable so that the resulting electrical radiation pattern for the reception - And transmit mode (Rx, Tx) is adjustable to a same vertical lowering.

Antenna system according to one of claims 1 to 14, characterized in that the second and / or third antenna group ( 10 ) of the first antenna group ( 5 ), in particular that the types of antenna arrays are the same.

Antenna system according to one of claims 1 to 14, characterized in that the antenna system is constructed so that the second antenna group ( 10 ) is also usable in broadcasting mode or is used.

Antenna system according to claim 16, characterized in that the antenna system is constructed so that the transmitting and receiving unit (SE) the antenna groups ( 5 . 10 ) as part of a MIMO, SIMO or MISO process.

Antenna system according to one of Claims 1 to 17, characterized in that the radiators ( 7 . 12 ) of the antenna subgroups ( 6 . 11 ) of the antenna groups ( 5 . 10 ) are dual polarized, in particular linear (+/- 45 °, horizontal or vertical), circular (left, right) or elliptical.

An antenna system according to claim 18, characterized in that the antenna system is constructed so that for each of the two polarizations, a different frequency-dependent power distribution or for each of the two polarizations of the dual-polarized radiator ( 7 . 12 ) a different frequency-dependent power distribution is performed or used.

Antenna system according to one of Claims 1 to 19, characterized in that the antenna system is constructed in such a way that the antenna subgroups ( 6 ) of the first antenna group ( 5 ) are operated in the transmission mode with different power, wherein preferably a middle antenna subgroup ( 6 ) is supplied with the highest amplitude, whereas to the extremely arranged antenna subsets ( 6 ) gradually decrease the amplitudes, whereby the change of the amplitude from the antenna subgroup ( 6 ) to the antenna subgroup ( 65 ) is preferably between 1 dB and 4 dB.

Antenna system according to one of claims 1 to 19, characterized in that the antenna system is constructed so that in the transmission mode of the first antenna array ( 5 ) the antenna subgroups are fed with approximately the same power or amplitude or only individual antenna subgroups ( 6 ) received more power over the remaining antenna subgroups.

Antenna system according to one of claims 1 to 21, characterized in that the antenna system is constructed so that the power or amplitude distribution for the antenna subgroups ( 6 ) of the first antenna group ( 5 ) in the receive mode and / or in the transmit mode to a middle antenna subgroup ( 6 ) or two middle antenna subgroups ( 6 ) is symmetrical and / or that the approximately equal power or amplitude distribution is used.

Antenna system according to one of claims 1 to 21, characterized in that the antenna system is constructed so that in the receiving mode, the immediately adjacent to the second antenna array ( 10 ) provided antenna subgroup ( 6 ) of the first antenna group ( 5 ) is operated with the greatest power or amplitude and that each subsequent antenna subgroup ( 6 ) of the first antenna group ( 5 ) to the outermost antenna subgroup ( 6 ), the second antenna group ( 10 ) farthest away, progressively lower power or amplitude values.

Antenna system according to claim 23, characterized in that the amplitude distribution of the antenna subgroups of the second antenna group is selected at a reception frequency such that the total amplitude distribution of all the antenna subgroups of both antenna groups at a reception frequency substantially corresponds to a course extending from the inner to the outer antenna subgroups, as viewed in the overall antenna system, decreases.

Antenna system according to one of Claims 1 to 22, characterized in that the amplitude distribution with respect to the antenna subgroups ( 6 ) of the first antenna group ( 5 ) of the amplitude distribution of the antenna subgroups ( 11 ) of the second antenna group ( 10 ) corresponds.

Antenna system according to one of Claims 1 to 25, characterized in that the amplitude of the antenna subgroup ( 6 ) of the first antenna group ( 5 ) immediately adjacent to the second antenna group ( 11 ) has a value equal to the amplitude of the lowest antenna subsets ( 11 ) of the second antenna group ( 10 ) corresponds.

Antenna system according to one of Claims 1 to 26, characterized in that the feed network (N11, N12) of the first antenna group ( 5 ) is constructed so that the following condition is satisfied

Z · x dB ≤ | A _Rx - A _Tx | ≤ Z · y dB

where x is 0.3 and / or 0.4 and y is 4.0 or 3.0 or preferably 2.5 or 2.0.