DE69734172T2

DE69734172T2 - Multisektorenantenne

Info

Publication number: DE69734172T2
Application number: DE69734172T
Authority: DE
Inventors: Tomohiro Yokohama-shi Seki; Kazuhiro Yokosuka-shi Uehara; Kenichi Miura-gun Kagoshima
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1996-04-15
Filing date: 1997-04-11
Publication date: 2006-06-29
Anticipated expiration: 2017-04-12
Also published as: EP0802579B1; JP3456507B2; DE69734172D1; JPH09284045A; EP0802579A3; EP0802579A2; US5912646A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Antenne für ein drahtloses Kommunikationssystem, insbesondere auf eine Multisektorenantenne mit einer Vielzahl von Elementantennen, so daß ein einziger Strahl in einer gewünschten Richtung abgestrahlt wird und die Richtung des Strahls durch Auswahl einer der Elementantennen umgeschaltet werden kann.
11 stellt eine Draufsicht auf eine bekannte Multisektorenantenne dar, wie sie in der Patentanmeldung WO 95/25409 dargestellt ist, in der die Bezugszahlen 1a bis 1f jeweils eine Elementantenne und 2a bis 2f jeweils einen durch eine entsprechende Elementantenne abgestrahlten Strahl bezeichnen. Bezeichnet man bei der bekannten Multisektorenantenne nach 11 die Anzahl der Elementantennen mit N (bei der Ausführungsform nach 11 ist N = 6), dann gilt für den Außendurchmesser D der Multisektorenantenne oder die größte Länge D der Multisektorenantenne in einer horizontalen Ebene die nachstehende Gleichung, wobei d die horizontale Länge jeder Elementantenne ist und der Überkreuzungspegel –3 dB beträgt. D = d/(sin(180°/N)) (1)
Die Anzahl N ist gewöhnlich gleich oder größer als 3.
Es sei darauf hingewiesen, daß nach Gleichung (1) der Außendurchmesser D zunimmt, wenn die Anzahl N der Elementantennen zunimmt.
Die bekannte Multisektorenantenne nach 11 hat daher den Nachteil, daß der Außendurchmesser D sehr groß ist, wenn die Anzahl N der Sektoren (oder Elementantennen) groß ist.
Die US 3 430 242 offenbart ein Abtastantennensystem mit wenigstens einer Übertragungslinse, die auf beiden Seiten eine Vielzahl von Elementantennen auf einer zellularen Struktur hat.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die Nachteile und Beschränkungen einer bekannten Multisektorenantenne durch Schaffung einer neuen und verbesserten Multisektorenantenne zu vermeiden.
Ferner ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Multisektorenantenne mit kleinen Abmessungen anzugeben.
Es ist ebenfalls Aufgabe der Erfindung, eine Multisektorenantenne anzugeben, bei der der Außendurchmesser D unabhängig von der Anzahl N der Elementantennen ist.
Die vorliegende Erfindung ist im Anspruch 1 definiert.
Die obigen und weitere Aufgaben werden durch eine Multisektorenantenne zur Abstrahlung eines einzigen Strahls in einer gewünschten Richtung gelöst, die eine Vielzahl von Elementantennen aufweist, die jeweils eine andere Richtwirkung in einer horizontalen Ebene haben, bei der jede Elementantenne eben ist, jede Elementantenne in einer vertikalen Ebene abgeordnet ist, wenigstens eine der Elementantennen in einer anderen Höhe als die der anderen Elementantennen angeordnet ist und eine vertikale Achse (V) der Sektorenantenne so definiert ist, daß die Elementantennen achsensymmetrisch in bezug auf die erwähnte Achse angeordnet sind.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die erwähnten und anderen Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung der Zeichnungen verständlicher.
1 stellt den Aufbau eines Beispiels einer Multisektorenantenne dar,
2 stellt zwei Querschnitte der Multisektorenantenne nach 1 dar,
3 stellt den Aufbau eines weiteren Beispiels einer Multisektorenantenne dar,
4 stellt zwei Querschnitte der Multisektorenantenne nach 3 dar,
5 stellt den Aufbau eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Multisektorenantenne dar,
6 stellt eine Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Multisektorenantenne dar,
7 stellt den Aufbau eines weiteren Beispiels einer Multisektorenantenne dar,
8 stellt ein Ausführungsbeispiel einer Elementantenne dar, die bei dem Ausführungsbeispiel nach 7 benutzt wird,
9 stellt den Aufbau eines weiteren Beispiels einer Multisektorenantenne dar,
10 stellt ein Ausführungsbeispiel einer Elementantenne einer erfindungsgemäßen Multisektorenantenne dar, und
11 stellt den Aufbau einer bekannten Multisektorenantenne dar.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Nach vorliegender Erfindung hat eine Sektorantenne eine Vielzahl von Elementantennen, die jeweils eine zugehörige Richtwirkung in einer horizontalen Ebene haben, zur Abstrahlung eines einzigen Strahls in einer gewünschten Richtung. Eine Elementantenne ist eben oder als flache Scheibe geformt. Eine Elementantenne ist als Microstrip-Antenne realisiert oder eine Dipol-Antenne, die auf einem flachen Substrat angebracht ist.
10 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Elementantenne, die als Microstrip-Antenne ausgebildet ist. In der Figur ist mit 30 ein dielektrisches Substrat, mit 32 ein Erdleiter auf einer Oberfläche des Substrats 30, mit 34 ein Antennenflicken auf der anderen Oberfläche des Substrats 30 und mit 36 eine Stromzuleitung zur Stromversorgung des Antennenflickens 34 bezeichnet. Die Größe des Antennenflickens 34 und des Substrats 30 wird durch die benutzte Frequenz und die gewünschte Strahlbreite bestimmt. Der Aufbau einer Microstrip-Antenne selbst ist herkömmlich. Bei vorliegender Beschreibung ist angenommen, daß eine Elementantenne in einer vertikalen Ebene angeordnet ist und die horizontale Länge der Elementantenne d ist.
1 stellt den Aufbau eines Beispiels einer Multisektorenantenne in perspektivischer Ansicht dar, der von einem Radom (Schutzhaube oder Antennenkuppel) abgedeckt ist. In der Figur ist der Radom durch eine gestrichelte Linie dargestellt, während die sich innerhalb des Radoms befindenden Bauteile in durchgehenden Linien dargestellt, um die Erläuterung zu vereinfachen. Ähnliche Linien werden bei den anderen Ausführungsformen benutzt.
In 1 ist mit 1a bis 1f jeweils eine Elementantenne mit einer horizontalen Länge d, mit 2a bis 2f jeweils ein Strahl der zugehörigen Elementantenne, mit 10 ein zylindrischer Radom und mit 12 ein Sektorumschaltkreis bezeichnet. Es sei darauf hingewiesen, daß jeweils nur von derjenigen Elementantenne einer der Strahlen 2a bis 2f abgestrahlt wird, auf die umgeschaltet worden ist.
1 stellt ein Beispiel mit sechs Sektoren dar, so daß sechs Elementantennen 1a bis 1f sechs horizontale Richtwirkungen in einer horizontalen Ebene durch sechs Strahlen ergeben. Die Richtwirkungen der Elementantennen sind unterschiedlich. Alle Elementantennen sind in vertikaler Ebene so angeordnet, daß wenigstens eine der Elementantennen in einer anderen Höhe als die anderen Elementantennen liegt. Bei dem Beispiel nach 1 sind die Elementantennen in vertikaler Richtung gestapelt, so daß jede Elementantenne in einer anderen Höhe als die anderen angeordnet ist und keine Elementantenne eine andere Elementantenne in vertikaler Richtung überlappt. Vorzugsweise fällt eine Mittellinie einer Ebene jeder Elementantenne mit einer Mittellinie des Radoms zusammen, so daß der Außendurchmesser D der Multisektorenantenne minimiert ist. Mit anderen Worten, es ist eine vertikale Achse V der Multisektorenantenne definiert, und die Elementantennen sind achsensymmetrisch in bezug auf die Achse V angeordnet.
Der Radom 10 ist zylindrisch und deckt die sechs Elementantennen ab. Die vertikale Achse des Radoms 10 fällt mit der vertikalen Achse V der Multisektorenantenne zusammen. Der Innendurchmesser des Radoms ist mit d bezeichnet und gleicht der horizontalen Länge jeder Elementantenne. Der Radom dient nicht nur zur Abstützung der Elementantennen, sondern auch zum Schutz der Antennen gegen Regen und/oder unmittelbare Berührung der Antenne durch einen Menschen. Der Radom ist aus einem dielektrischen Material hergestellt, das aus der Gruppe der Materialien Teflon, Polyethylen, FRP und/oder ABS ausgewählt ist.
In dem Radom ist ein Sektorumschaltkreis 12 angeordnet und mit den Elementantennen 1a bis 1f über eine Stromzuleitung und mit einem externen Funk-Sendeempfänger verbunden, so daß er eine der Elementantennen zur Umschaltung der Strahlrichtung auswählt. Der Sektorumschaltkreis ist beispielsweise als Halbleiterschalter ausgebildet, z.B. als PIN-Diode und/oder FET. Die Stromzuleitung ist als Koaxialkabel, Microstrip-Leitung und/oder Wellenleiter ausgebildet.
2 stellt zwei Beispiele von Querschnitten der Multisektorantenne nach 1 dar. 2(a) stellt als Beispiel einen kreisförmigen Querschnitt des Radoms und 2(b) als Beispiel einen hexagonalen Querschnitt des Radoms dar.
Gleiche Bezugszahlen in 2 stellen gleiche Bauteile wie die in 1 dargestellten dar, und mit 11 ist ein hexagonaler Radom bezeichnet.
Es sei darauf hingewiesen, daß die beiden Elementantennen 1a und 1d, 1b und 1e sowie 1c und 1f jedes Elementantennenpaares Rücken an Rücken (mit ihren Rückseiten einander zugekehrt) angeordnet sind, so daß die beiden Elementantennen jedes Paares entgegengesetzte Richtwirkung (180°) haben, und die Draufsicht ist in 2 dargestellt.
Nach 2 fällt die Mittelachse jeder Elementantenne mit der Mittelachse der anderen Elementantennen zusammen, so daß der Außendurchmesser D so kurz wie möglich ist.
3 stellt ein weiteres Beispiel einer Multisektorenantenne in perspektivischer Ansicht dar.
In 3 sind mit den Bezugszahlen 3a bis 3c Paare aus Elementantennen bezeichnet, wobei 3a ein Paar aus Elementantennen 1a und 1d, 3b ein Paar aus Elementantennen 1b und 1e und 3c ein Paar aus Elementantennen 1c und 1f bezeichnet. Mit 2a bis 2f ist jeweils ein von den Elementantennen 1a bis 1f erzeugter Strahl bezeichnet.
3 stellt als Beispiel sechs Elementantennen dar, die jeweils eine horizontale Länge d₁ und eine andere Richtwirkung in einer horizontalen Ebene haben. Die Elementantennen jedes Paares sind Rücken an Rücken mit einem Zwischenraum w angeordnet, so daß die erste Elementantenne eines Paares eine Richtwirkung hat, die zu der des zweiten Elements des Paares (um 180°) entgegengesetzt gerichtet ist. Der Zwischenraum w ist sehr viel kleiner als die Länge d. Die drei Paare (3a, 3b, 3c) aus Elementantennen sind in drei verschiedenen Höhen angeordnet, so daß die Mitte eines Paares aus Elementantennen in einer vertikalen Ebene liegt und mit der Mitte eines anderen Paares aus Elementantennen zusammenfällt. Eine zu jeder Elementantenne führende Stromzuleitung kann durch einen Rückraum mit der Breite w hinter einer Elementantenne hindurchgehen. Der Durchmesser der Sektorenantenne in 3 ist klein, da die Mitte jedes Paares mit der Mitte eines anderen Paares zusammenfällt.
Der zylindrische Radom 10 mit dem Innendurchmesser (d₁ ² + w²)^1/2 deckt drei Paare aus Elementantennen ab. Der Aufbau und das Material des Radoms gleichen denen des Radoms nach 1.
Auch bei dem Beispiel nach 3 ist eine vertikale Mittelachse V definiert, und die Elementantennen sind achsensymmetrisch in Bezug auf die Achse V angeordnet.
Der Sektorumschaltkreis 12 ist ebenfalls mit jeder Elementantenne über eine Stromzuleitung verbunden, so daß eine der Elementantennen durch ein elektrisches Signal ausgewählt wird, das von einem Funk-Senderempfänger zugeführt wird, so daß die gewünschte Strahlrichtung er zielt wird. Der in 3 dargestellte Sektorumschaltkreis ähnelt dem in 1 dargestellten.
4 stellt einen Querschnitt der Multisektorenantenne nach 3 dar. 4(a) stellt als Beispiel einen kreisförmigen Radom und 4(b) einen hexagonalen Radom dar. Die Bauteile nach 4 sind mit den gleichen Bezugszeichen wie die in 3 oder 2 dargestellten bezeichnet.
5 stellt ein Ausführungsbeispiel der Multisektorenantennen gemäß vorliegender Erfindung in perspektivischer Ansicht dar. Die in 5 dargestellten Bauteile sind mit den gleichen Bezugszeichen 1a, 1b, 1d, 1e, 2a, 2b, 2d, 2e, 10 und 12 wie die gleichen Bauteile bezeichnet, die in den 3 und 4 dargestellt sind. Mit 1g und 1h sind Elementantennen, mit 2g ein durch die Elementantenne 1g erzeugter Strahl und mit 3d ein Paar aus den Elementantennen 1g und 1h bezeichnet.
Nach 5 haben vier Elementantennen (1a, 1d, 1b, 1e) die horizontale Länge d₁ und die anderen beiden Elementantennen (1g, 1h) die horizontale Länge d₂, wobei d₂ < d₁ ist. Die Fläche S(= Kd₁d₂) jeder Elementantenne gleicht der aller anderen Elementantennen, so daß der maximale Antennengewinn jeder Elementantenne bei allen Elementantennen gleich ist, wobei K eine Konstante ist, die durch den gewünschten Antennengewinn definiert ist.
Die Elementantennen 1a, 1d des ersten Paares (3a) haben jeweils die horizontale Länge d₁ und sind Rücken an Rücken mit einem Zwischenraum w angeordnet, so daß ihre Richtwirkung in horizontaler Ebene entgegengesetzt ist, und das zweite Paar (3b) hat eine ähnlichen Aufbau wie das erste Paar. Die Elementantennen (1h, 1g) des drit ten Paares (3d) haben die horizontale Länge d₂ und sind Rücken an Rücken mit dem Zwischenraum w angeordnet, so daß ihre Richtwirkung in horizontaler Ebene entgegengesetzt ist. Die drei Paare 3a, 3b und 3d sind in drei verschiedenen Höhen angeordnet, so daß die Mitte jedes Paares mit der Mitte eines anderen Paares zusammenfällt, d.h. die vertikale Mittelachse V der Sektorenantenne so definiert ist, daß die Elementantennen achsensymmetrisch in bezug auf die vertikale Mittelachse V angeordnet sind. Der Durchmesser der Multisektorenantenne ist klein, da die Mitten aller Paare zusammenfallen.
Der Radom 10 mit dem kreisförmigen Querschnitt hat den Innendurchmesser (d₁ ² + w²)^1/2, so daß der Radom drei Paare aus Elementantennen abdeckt.
Der Sektorumschaltkreis 12 ist mit den Elementantennen 1a, 1b, 1d, 1e, 1g und 1h über eine Stromzuleitung verbunden, so daß einer der Strahlen in Abhängigkeit von dem elektrischen Signal des (nicht dargestellten) Funk-Senderempfängers ausgewählt wird.
Die Elementantennen nach 5 haben die horizontale Länge d₁ und d₂ und die vertikale Länge Kd₂ und Kd₁, so daß die Fläche S aller Elementantennen oder der maximale Antennengewinn bei allen Elementantennen der gleiche ist. Der Zwischenraum w ist viel kleiner als die Länge d₁ oder d₂.
6 stellt eine Draufsicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Multisektorenantenne dar. In dieser Figur bezeichnen die Bezugszeichen wieder gleiche Bauteile wie die in 5, und mit 13 ist ein rechteckiger Querschnitt eines zylindrischen Radoms dargestellt.
Das Merkmal der Multisektorenantenne nach 6 besteht darin, daß das Verhältnis d₁ und d₂ im Vergleich zu dem nach 5 groß ist und der Winkel zwischen den Paaren 3a und 3b von dem nach 5 abweicht. Daher ist der Querschnitt der Multisektorenantenne nach 5 rechteckig. Das Ausführungsbeispiel nach 6 hat den Vorteil, daß die Antenne an einem Ort befestigt werden kann, wo es nicht möglich ist, einen Radom mit kreisförmigem Querschnitt oder einen Radom mit einem Querschnitt in Form eines regelmäßigen Polygons zu befestigen.
7 stellt eine perspektivische Ansicht eines weiteren Beispiels einer Multisektorenantenne dar. In dieser Figur bezeichnen die Bezugszeichen 14a und 14f jeweils eine Hochfrequenzschaltung. In der Figur sind nur die Hochfrequenzschaltungen 14a und 14f dargestellt, obwohl alle Elementantennen 1a bis 1f jeweils eine zugehörige Hochfrequenzschaltung haben, da hinter jeder Strahlrichtung eine Hochfrequenzschaltung liegt und in der Figur, bis auf die Hochfrequenzschaltungen 14a und 14f, nicht sichtbar ist. Die anderen Bezugszeichen in 7 bezeichnen die gleichen Bauteile wie bei den vorhergehenden Ausführungsformen.
Der Aufbau der Multisektorenantenne nach 7 ist der gleiche wie der der Multisektorenantenne nach 1, bis auf eine Hochfrequenzschaltung, die einen Verstärker, einen Mischkreis, einen Sende-Empfangs-Umschaltkreis und/oder eine Filterschaltung auf einer Elementantenne oder auf einem Substrat aufweist, auf dem eine Elementantenne angebracht ist. Das eine Ende der Hoch frequenzschaltung ist mit einer Elementantenne und das andere Ende der Hochfrequenzschaltung mit einem Sektorumschaltkreis verbunden.
Die Hochfrequenzschaltung ist als monolithische integrierte Mikrowellen/Millimeterwellen-Schaltung (MMIC) oder als integrierte Mikrowellen/Millimeterwellen-Schaltung (MIC) oder als integrierte Hybridschaltung (HIC) ausgebildet.
8 stellt eine Elementantenne dar, an der eine Hochfrequenzschaltung angebracht ist, wie sie bei dem Ausführungsbeispiel nach 7 benutzt wird.
8, 8(a) stellt eine Unteransicht der Elementantenne, 8(b) einen Querschnitt von 8(a) und 8(c) ein Schaltbild der Hochfrequenzschaltung dar.
In 8 ist mit 40 ein ebenes oder flaches, scheibenförmiges, dielektrisches Substrat und mit 42 ein leitender Flicken, der auf der Oberfläche des Substrats 40 angebracht ist, bezeichnet. Der Flicken 42 wirkt als Antenne, und die Größe des Flickens wird durch die Betriebsfrequenz und den gewünschten Antennengewinn bestimmt. Mit 44 ist ein Erdleiter bezeichnet, der auf der anderen Oberfläche des Substrats angebracht ist. Das Substrat 40, der Flicken 42 und der Erdleiter 44 bilden eine Microstrip-Antenne. Mit 46 ist eine auf dem Erdleiter 44 angebrachte Hochfrequenzschaltung und mit 48 eine Stromzuleitung zum Verbinden der Hochfrequenzschaltung 46 mit einem Sektorumschaltkreis bezeichnet. Mit 50 ist eine Stromzuleitung zum Verbinden eines Ausgangs der Hochfrequenzschaltung 46 mit der Microstrip-Antenne über ein Filter 52 bezeichnet. Die Stromzuleitungen 48 und 50 bilden eine weitere Microstrip-Leitung mit dem Erdleiter 44 und einem weiteren dielektrischen Substrat 50, das auf dem Erdleiter 44 angebracht ist. Die Stromzuleitung 50 versorgt den Antennenflicken 52 über ein Loch im Erdleiter 44. Das Filter 52, das induktive und kapazitive Komponenten aufweist, ist auf dem Substrat 40 angebracht.
8(c) zeigt ein Schaltbild der Hochfrequenzschaltung 40 mit einem Schalter 46a, der mit einem Sektorumschaltkreis durch eine Stromzuleitung 48 verbunden ist, mit einem Sender 46b und einem Empfänger 46c, die mit dem Schalter 46a verbunden sind, und einem weiteren Schalter 46d, der mit dem Sender und dem Empfänger verbunden ist. Die Schalter 46a und 46d arbeiten gleichzeitig, so daß entweder der Sender oder der Empfänger gewählt wird. Der Ausgang des Schalters 46d ist mit dem Antennenflicken 42 über das Filter 52 verbunden, das unerwünschte Harmonische entfernt.
Wenn die Multisektorenantenne der vorhergehenden Ausführungsbeispiele (1, 3, 5 und 6) in einem Empfänger benutzt wird, wird die Rauschzahl des Empfängers um einige dB verschlechtert, weil ein Sektorumschaltkreis Einfügungsverluste von einigen wenigen dB aufweist. Bei dem Ausführungsbeispiel nach 7, das eine Hochfrequenzschaltung zwischen einer Elementantenne und einem Sektorumschaltkreis aufweist, wird die Rauschzahl eines Empfängers im wesentlichen durch die Rauschzahl der Hochfrequenzschaltung bestimmt, und daher addiert sich die Rauschzahl (einige dB) der Hochfrequenzschaltung nicht zur Rauschzahl des Empfängers.
Wenn dagegen die herkömmliche Multisektorenantenne in einem Sender benutzt wird, wird die Ausgangsleistung des Senders um einige dB verringert, da ein Sektorum schaltkreis Einfügungsverluste von einigen dB aufweist. Daher hat der Sender bei der herkömmlichen Multisektorenantenne eine um einige dB höhere Ausgangsleistung, um die Einfügungsverluste auszugleichen. Bei der Multisektorenantenne nach vorliegender Erfindung, die eine Hochfrequenzschaltung zwischen einer Elementantenne und einem Sektorumschaltkreis aufweist und die Hochfrequenzschaltung unmittelbar mit der Elementantenne verbunden ist, ist kein Verstärker mit hoher Ausgangsleistung zum Ausgleichen von Einfügungsverlusten, die durch die Hochfrequenzschaltung bewirkt werden, erforderlich.
9 stellt einige Abwandlungen der erfindungsgemäßen Multisektorenantenne dar.
Bei der Abwandlung nach 9(a) sind wenigstens drei Elementantennen in Form eines gleichseitigen Dreiecks gleich hoch angeordnet, so daß der Schwerpunkt des Dreiecks auf der vertikalen Mittelachse V der Sektorantenne liegt.
Bei der Abwandlung nach 9(b) sind wenigstens vier Elementantennen in Form eines Quadrats in gleicher Höhe angeordnet, so daß alle Elementantennen achsensymmetrisch in bezug auf die vertikale Mittelachse V der Sektorantenne angeordnet sind.
Bei allen vorherigen Ausführungsformen oder Beispielen sind die Elementantennen vorzugsweise in gleichen Winkelabständen angeordnet, um 360° in Richtung einer horizontalen Ebene abzudecken. Wenn beispielsweise eine Anzahl N von Elementantennen verwendet wird, ist der Winkelabstand 360°/N. Wenn der Antennengewinn oder die horizontale Länge der Elementantennen dagegen unter schiedlich ist, kann der Winkelabstand der Elementantennen vom Antennengewinn jeder Elementantenne abhängen.
Für den Fachmann sind viele Abwandlungen möglich. Obwohl beispielsweise bei einer Ausführungsform sechs Elementantennen und ein Radom mit einem kreisförmigen, regelmäßig hexagonalen oder rechteckigen Querschnitt angegeben wurde, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. So ist bei vorliegender Erfindung irgendeine Anzahl von Elementantennen und irgendeine Querschnittsform des Radoms möglich. Ferner kann jede Elementantenne eine Vielzahl von Microstrip-Antennen oder eine Vielzahl von Dipolantennen aufweisen, obwohl die Ausführungsbeispiele zeigen, daß jede Elementantenne nur eine Microstrip-Antenne aufweist.
Wie vorstehen beschrieben wurde, sind die Elementantennen bei der vorliegenden Erfindung in vertikaler Richtung übereinander angeordnet (gestapelt), so daß die Querschnittsfläche der Multisektorenantenne im Vergleich zu der einer bekannten Multisektorenantenne klein ist.
Die vorliegende Multisektorenantenne kann in einem kleinen tragbaren Terminal, einem kleinen tragbaren Senderempfänger und/oder einem kleinen tragbaren Informationsverarbeitungsterminal verwendet werden.
Wenn an einer Elementantenne eine Hochfrequenzschaltung befestigt ist, die direkt mit der Hochfrequenzschaltung verbunden ist, wird die Rauschzahl eines Empfängers verringert, so daß ein Sender mit geringerer Ausgangsleistung möglich ist.
Aus Vorstehendem ist ersichtlich, daß eine neue und verbesserte Multisektorenantenne erfunden wurde. Es versteht sich jedoch, daß die offenbarten Ausführungsbeispiele lediglich illustrativ sind und den Schutzumfang der Erfindung nicht einschränken sollen. Um den Schutzumfang der Erfindung zu bestimmen, sollte daher auf die beiliegenden Ansprüche und nicht auf die Beschreibung Bezug genommen werden.

Claims

Multisektorenantenne zum Abstrahlen eines einzigen Strahls in einer gewünschten Richtung (2a, 2b, ...), mit einer Vielzahl von Elementantennen (1a, 1b, ...), die jeweils eine andere Richtwirkung in einer horizontalen Ebene haben, wobei jede Elementantenne (1a, 1b, ...) eben ist, jede Elementantenne (1a, 1b, ...) in einer vertikalen Ebene angeordnet ist, wenigstens eine der Elementantennen in einer anderen Höhe als die anderen Elementantennen angeordnet ist, so daß sie sich nicht mit den anderen Elementantennen bei Betrachtung in senkrechter Richtung zu der vertikalen Richtung überlappt, eine vertikale Achse (V) der Multisektorenantenne so definiert ist, daß die Elementantennen (1a, 1b, ...) achsensymmetrisch in bezug auf die erwähnte Achse (V) angeordnet sind, die beiden Elementantennen (1a, 1d) wenigstens eines ersten Paares (3a) der Elementantennen in der gleichen Höhe Rücken an Rücken mit einem Zwischenraum (w) angeordnet sind, so daß eine erste Elementantenne (1a) des Paares (3a) eine zu der zweiten Elementantenne (1d) des Paares (3a) entgegenge setzte Richtwirkung hat und die anderen Elementantennen in einer anderen Höhe als das erste Paar (3a) der Elementantennen angeordnet sind, die beiden Elementantennen (1b, 1e) eines zweiten Paares (3b) der Elementantennen in der gleichen Höhe Rücken an Rücken, jedoch in einer anderen Höhe als das erste Paar (3a) aus Elementantennen (1a, 1d) angeordnet sind, so daß eine erste Elementantenne (1b) des zweiten Paares (3b) eine zu der der zweiten Elementantenne des zweiten Paares (3b) entgegengesetzte Richtwirkung hat und die horizontale Länge (d₁) des ersten Paares (3a) aus Elementantennen von der horizontalen Länge (d₂) des zweiten Paares (3b) aus Elementantennen abweicht und das Verhältnis der horizontalen Länge (d₁) des ersten Paares (3a) aus Elementantennen (1a, 1d) zur horizontalen Länge (d₂) des zweiten Paares (3b) aus Elementantennen (1b, 1e) umgekehrt zu dem Verhältnis der vertikalen Länge des ersten Paares (3a) aus Elementantennen (1a, 1d) zur vertikalen Länge des zweiten Paares (3b) aus Elementantennen (1b, 1e) ist.
Multisektorenantenne nach Anspruch 1, die ferner einen zylindrischen Radom (10) mit der gleichen vertikalen Achse (V) aufweist, der alle Elementantennen (1a, 1b, ...) abdeckt.
Multisektorenantenne nach Anspruch 1, bei der alle Elementantennen (1a, 1b, ...) in vertikalen Ebenen angeordnet sind, die die erwähnte vertikale Achse (V) aufweisen, und einen vorbestimmten Winkelabstand haben.
Multisektorenantenne nach Anspruch 2, bei der der horizontale Querschnitt des Radoms (10) kreisförmig ist.
Multisektorenantenne nach Anspruch 2, bei der der horizontale Querschnitt des Radoms (10) polygonal ist.
Multisektorenantenne nach Anspruch 1, die ferner einen Sektorumschaltkreis (12) zum Auswählen einer der Elementantennen (1a, 1b, ...) in Abhängigkeit von einem externen Signal aufweist.
Multisektorenantenne nach Anspruch 1, bei der wenigstens eine der Elementantennen (1a, 1b, ...) eine zugehörige Hochfrequenzschaltung (46) auf dem gleichen Substrat (40) wie das der Elementantenne hat.
Multisektorenantenne nach Anspruch 1, bei der eine Elementantenne (1a, 1b, ...) wenigstens eine Microstrip-Antenne (40, 42, 44) aufweist.
Multisektorenantenne nach Anspruch 1, bei der eine Elementantenne eine Microstrip-Antenne mit einem dielektrischen Substrat (40), einem Erdleiter (44) auf der einen Oberfläche des Substrats (40) und einem Antennenflicken (42) auf der anderen Oberfläche des Substrats (40) aufweist und eine Hochfrequenzschaltung (46) auf dem Erdleiter (44) auf einer anderen Seite als die des Antennenflickens (42) aufgebracht ist.