DE69925788T2

DE69925788T2 - Phasenabstimmbares Antennenspeisenetzwerk

Info

Publication number: DE69925788T2
Application number: DE69925788T
Authority: DE
Inventors: Karl Georg New York Hampel
Original assignee: Lucent Technologies Inc
Current assignee: Nokia of America Corp
Priority date: 1998-09-04
Filing date: 1999-08-23
Publication date: 2006-05-18
Anticipated expiration: 2019-08-24
Also published as: US6097267A; CA2279750C; JP2000091832A; EP0984508A2; EP0984508B1; KR20000022905A; DE69925788D1; EP0984508A3; CA2279750A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Telekommunikation. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein phasenabgleichbares Antennenspeisenetzwerk.
Stand der Technik
Auf dem Gebiet der drahtlosen Kommunikation hat ein explosives Wachstum stattgefunden. Vor ein paar Jahren war der Anblick einer in ein Mobiltelefon sprechenden Person eine Rarität, während dies heute eine alltägliche Erscheinung ist. Kommunikation über Mobiltelefone wird durch drahtlose Kommunikationssysteme unterstützt. Solche Systeme versorgen ein bestimmtes geographisches Gebiet, das in eine Anzahl von "Zellen" genannten räumlich getrennten Bereichen aufgeteilt ist. Jede Zelle weist gewöhnlich eine unregelmäßige Form auf (obwohl sie als Sechseck idealisiert ist), die von der Geländetopographie anhängig ist. Typischerweise enthält jede Zelle eine Basisstation, die unter anderen Einrichtungen Empfangs- und Sendeantennen umfaßt, die die Basisstation zum Kommunizieren mit den drahtlosen Endgeräten (z.B. Mobiltelefonen) in dieser Zelle benutzt. Jede Antenne ist durch ihre einzelne Antennencharakteristik gekennzeichnet, die den Signal-Versorgungsbereich und damit den Umfang und die Form der Zelle bestimmt.
Aufgrund momentaner geographischer Veränderungen im Kommunikationsverkehr ist es zeitweilig wünschenswert, den geographischen Versorgungsbereich einer bestimmten Basisstation zu ändern. Dies kann durch dynamische Einstellung der Antennencharakteristik erreicht werden. Die Vorteile einer solchen dynamischen Einstellung müssen jedoch gegen die entsprechenden Realisierungskosten abgewogen werden. Um wettbewerbsfähig zu sein, muß diese Technik daher kostengünstig, klein und zuverlässig sein.
Für Basisstationsantennen werden typischerweise Flachantennen benutzt. Die Flachantenne besteht aus mehreren strahlenden Antennenelementen. Die Antennencharakteristiken werden durch die gemeinschaftliche Handlung aller Strahlungselemente in der Antennengruppe bestimmt. Gewöhnlich ist die Antennencharakteristik durch eine Hauptkeule und Nebenkeulen gekennzeichnet. In den meisten Fällen ist es wünschenswert, eine sehr schmale, auch ein "Antennenstrahl" genannte Hauptkeule in einer oder beiden Winkeldimensionen zu besitzen. Der Vorteil davon besteht darin, daß der Antennenstrahl sehr gerichtet ist und die Winkel-Leistungsdichte in der Hauptkeule sehr hoch ist. Die Verbesserung der Hauptkeulen-Leistungsdichte bei schrumpfender Strahlbreite wird auch "Antennengewinn" genannt. Dabei bestimmt die Anzahl von Antennengruppenelementen in jeder physikalischen Dimension und ihre Beabstandung den maximal erreichbaren Gewinn.
Um eine große Vielfalt von Antennencharakteristiken für eine gegebene Antennengruppe zu erhalten, müssen sowohl Signalamplitude als auch Signalphase jedes einzelnen Antennenelements abgleichbar sein. Bei wirklichen Anwendungen sind jedoch nur wenige grundlegende Strahldiagrammänderungen von Bedeutung. Dadurch verringert sich die Menge an steuerbaren Parametern bedeutsam. In den meisten Fällen genügt es, die Winkelposition der Hauptkeule zu steuern ("Strahlsteuerung"). Bei einer Anzahl von Anwendungen ist es auch wünschenswert, die Strahlbreite der Hauptkeule zu steuern ("Strahlbreitenänderung").
Der Strahl einer Antennengruppe kann dadurch gesteuert werden, daß man nur die Signalphase aller Strahlungselemente abgleicht. Wenn die Strahlungselemente gleich beabstandet sind, wird die Winkelposition der Hauptkeule durch aufeinanderfolgendes Erhöhen oder Verringern der Signalphase von einem Strahlungselement zum nächsten verschoben. Wenn alle Elemente gleiche Signalphase aufweisen, liegt die Strahlposition im rechten Winkel zum Antennenfeld. Dies nennt man die Ziellinienrichtung. Um den Strahl um einen Winkel a von seiner Ziellinienposition ab zu steuern, ist die aufeinanderfolgende Phasenzunahme von Element zu Element Δφ gegeben durch: Δφ = 2π·(l/λ)·sin(α) (1)wobei l der Elementenabstand und λ die Freiraumwellenlänge des übertragenen oder empfangenen Signals ist.
Eine Strahlbreitenveränderung wird durch Teilen der Antennengruppe in zwei Hälften ("Teilgruppen") und Steuern des Strahls jeder Teilgruppe in einer entgegengesetzten Richtung erreicht. Die Signalphase nimmt damit nacheinander von der Mitte der gesamten Gruppe zu beiden Enden hin zu bzw. ab. Durch dieses Verfahren wird der Strahl aufgeweitet, wenn es in hinreichendem Maß angewandt wird. Auch führt es zu Welligkeit in der Hauptkeule. Bei den meisten Anwendungen sind jedoch diese Wellen ohne Bedeutung und dieses Verfahren ist daher zufriedenstellend. Die beiden Verfahren, Strahlsteuerung und Strahlbreitenveränderung lassen sich leicht überlagern.
Die Implementierung von Strahlsteuerung und Strahlbreitenveränderung in einer Antennengruppe ist von der besonderen Art benutzten Speisenetzwerks abhängig. Es gibt zwei grundlegend unterschiedliche Arten von Speisenetzwerken: das korporative Speisenetzwerk und das Reihen-Speisenetzwerk.
Für ein korporatives Speisenetzwerk erfordern die oben erwähnten Strahlformungsfähigkeiten einen getrennten Phasenschieber in jedem Zweig, der zu einem Strahlungselement führt. Da Strahlsteuerung eine progressive Erhöhung der Phasenverschiebung von Element zu Element erfordert, nimmt der Abgleichbereich pro Phasenschieber mit der Anzahl von Gruppenelementen zu. Für eine n-Element-Antennengruppe ist ein maximaler Abgleichbereich von (n–1)·Δφ oder mindestens 360 Grad für das letzte Element erforderlich. Für die meisten Anwendungen ist dies undurchführbar groß.
Für ein Reihen-Speisenetzwerk können die Phasenschieber in den Hauptzweig des Netzwerks implementiert werden. Das zum nten Element gehende Signal durchläuft daher (n–1) Phasenschieber. Dies hat den Vorteil, daß jeder Phasenschieber einen Abgleichbereich von nur Δφ aufweisen muß. Alle Phasenschieber können daher dieselbe Konstruktion aufweisen.
Bei einem solchen Reihen-Speisenetzwerk sind die Phasenschieber mit den signalseitigen Zweigen über zusätzliche Übertragungsleitungsabschnitte mit entsprechender elektrischer Länge β verbunden. Diese zusätzliche Phase β summiert sich ebenfalls progressiv von Element zu Element. In den meisten Fällen ist das Speisenetzwerk so ausgelegt, daß β zu Mehrfachen von 2π wird und β daher belanglos ist. Wenn sich β von Mehrfachen von 2π unterscheidet, kann eine Feineinstellung in den Seitenzweigen durchgeführt werden, die zu den Antennenelementen führen.
Ein Problem bei Reihen-Speisenetzwerken besteht darin, daß die Strahlposition frequenzabhängig ist. Der Grund dafür besteht darin, daß die Signalphase zwischen Elementen β + Δφ aufgrund von Phasenschieber (Δφ) und blanker Signalleitung (β) proportional zur Signalfrequenz zunimmt. Ändern der Signalfrequenz hat daher dieselbe Wirkung wie Steuern des Strahls durch ändern von Δφ. Dadurch wird die Bandbreite einer Reihenspeisung begrenzt, die durch die maximal tolerierbare Veränderung der Strahlposition von ihrem Zielwert gegeben ist. Bei einer Antennengruppe mit 5 Elementen mit Beabstandung von 0,7 λ beispielsweise führt eine Frequenzänderung von 6% zu einer Strahlneigung von 5 Grad.
Dieses Problem läßt sich beseitigen, wenn ein Reihen-Speisenetzwerk in der Mitte der Antennengruppe gespeist wird. Strahlsteuerung erfordert eine Phasen-Zunahme pro Phasenschieber in einer Gruppenhälfte und eine Phasen-Abnahme in der anderen Gruppenhälfte. Eine Frequenzveränderung df führt nunmehr zu einer Phasenzunahme oder -abnahme von β + Δφ in beiden Teilgruppen, d.h. einer Strahlsteuerung beider Teilgruppen in entgegengesetzter Richtung. Dadurch wird die Strahlposition nicht beeinflußt, da die beiden Neigungseffekte einander aufheben. Der Frequenzgang der Antennengruppe ist daher viel besser.
Phasenabgleichbare Reihennetzwerke scheinen die zutreffende Lösung zur Implementierung von Strahlsteuerungs- und Strahlbreitenänderungsfähigkeiten in einer Antennengruppe zu bieten. Die Realisation weist jedoch ihre eigenen Nachteile auf, die diese Lösung vollständig unattraktiv machen können. Insbesondere wird die begrenzte Leistung bestimmter Netzwerkschaltungen aufgrund der periodischen Wiederholung in der Antennengruppe sehr verstärkt und wenn sie so beabstandet sind, daß ein Resonanzzustand besteht. Bei einem festen Reihennetzwerk kann dieser Resonanzzustand dadurch vermieden werden, daß man die richtige Phase zwischen den in Frage kommenden wiederholten Schaltungen wählt. Bei einem einstellbaren Reihennetzwerk wird dieser Resonanzzustand durch das Erfordernis des Phasenabgleichs zwischen Elementen unvermeidbar, da die Phase zwischen Elementen Änderungen über einen weiten Bereich unterliegt.
Weiterhin ist die problematischste Netzwerkschaltung der Phasenschieber selbst, da es schwierig ist, ihn ausreichend über einen weiten Abgleichbereich anzupassen. 1a und 1d zeigen ein Beispiel einer abgleichbaren Reihenspeisung mit 5 Elementen und ihrer Leistungsminderung aufgrund der implementierten Phasenschieber. Die Rückflußdämpfung des Phasenschiebers ist auf –21 dB (2 GHz) eingestellt worden, was als gute Anpassung angesehen wird (eine Ersatzschaltung ist in 1b dargestellt). Die Rückflußdämpfung der Antennengruppe ist jedoch aufgrund des unvermeidbaren Resonanzzustandes um 10 dB schlimmer für bestimmte Phasenschieberpositionen und ist daher unannehmbar.
Um ein phasenabgleichbares Speisenetzwerk zu konstruieren, das Antennenstrahlsteuerung und Strahlbreitenveränderung bei genügender Leistung mit annehmbaren Kosten zuläßt, muß eine Hauptkonstruktion ohne die Nachteile des Standes der Technik gefunden werden.
In US-A-4 348 681 ist eine Verteilungseinrichtung für eine phasengesteuerte Gruppenantenne mit einer Übertragungsleitung mit Kopplungen offenbart, um die Antennenelemente in Reihe zu speisen. Antireziproke Phasenschieber werden in Reihe mit der Leitung zwischen Kopplungen geschaltet, um vorher nicht zur Verfügung stehende Merkmale einschließlich von Zwangsspeisung einer schwenkbaren Gruppenantenne, Ablenken des Strahls eines Stehwellensystems und Ablenken des Strahls eines Wanderwellensystems durch die Ziellinie hindurch bereitzustellen. Es ist eine reihengespeiste Antennengruppe dargestellt einschließlich von Kopplungen, die die Verteilungseinrichtung mit Antennenelementen verbinden. Zwischen jedem Paar benachbarter Kopplungen befindliche Phasenschieber sind in Reihe mit der Verteilungseinrichtung geschaltet.
Kurze Beschreibung der Erfindung
Ein phasenabgleichbares Antennenspeisenetzwerk gemäß der Erfindung entspricht dem Anspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen entsprechen den abhängigen Ansprüchen.
Die vorliegende Erfindung ist eine Vorrichtung, die ein phasenabgleichbares Antennenspeisenetzwerk bereitstellt, das Strahlsteuerung und Strahlbreitenveränderung mit einfacher Betätigung, zu niedrigen Kosten und mit einer hohen HF-Leistung zuläßt. Die Vorrichtung bietet eine Reihenspeisung, bei der Signalleistungsteiler und Phasenschieber alternativ in Reihe angeordnet sind. Jeder Phasenschieber besteht aus Reflexions-Phasenschieberelementen, die in Verbindung mit einer Trennvorrichtung arbeiten. Dadurch wird der kritische Resonanzzustand zwischen periodisch abgeglichenen Phasenschiebern über den gesamten Abgleichbereich vermieden, da die Trennvorrichtungen leicht angepaßt und/oder mit nichtresonanter Beabstandung ausgerichtet werden können. Die Haupt-Speiseleitungsverbindungen weisen die gleiche Impedanz auf und ermöglichen damit die Nutzung der gleichen Phasenschieberkonstruktion für das gesamte phasenabgleichbare Antennenspeisenetzwerk. Darüberhinaus kann für die Phasenschieber ein gemeinsamer Antriebsmechanismus benutzt werden, um den Antennenstrahl zu steuern. Aufteilen der Antennengruppe in zwei Teilgruppen mit einzelnen gemeinsamen Antriebsmechanismus erlaubt weiterhin Strahlbreitenveränderung durch Steuern der Strahlen beider Teilgruppen in entgegengesetzter Richtung. Weiterhin ist die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung zu symmetrischen Reihennetzwerkkonstruktionen kompatibel, die einen besseren Frequenzgang aufweisen.
Bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung benutzt ein Reihen-Speisenetzwerk einen Phasenschieber zum Verschieben eines sich durch eine Übertragungsleitung fortpflanzenden Signals durch Verschieben eines leitfähigen Strukturelements zwischen einer akiven Leitung und einer Erdebene der Übertragungsleitung. Das leitfähige Strukturelement ist kapazitiv an entweder die aktive Leitung und/oder die Erdebene angekoppelt und bildet einen kapazitiven Nebenschluß, der einen bedeutenden Teil des Signals reflektiert. Der übrige Teil des Signals wird an einem abgeschlossenen Ende der Übertragungsleitung reflektiert und ergibt im wesentlichen keinen Signalverlust. Diese beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet Konformität mit hohen Leistungspegeln, hoher Linearität und niedrigem Einfügungsverlust. Bedeutsamerweise ist die Herstellung kostengünstig aufgrund der Verwendung allgemein verfügbarer Materialien. Hohe elektrische und mechanische Stabilität ist eingebaut, um Schutz gegen zyklische Temperaturbeanspruchung, Feuchtigkeit und Korrosion zu bieten.
Vorteilhafterweise wird durch alle diese Merkmale die vorliegende Erfindung für die Implementierung in Flachantennen attraktiv gemacht, besonders als eine kostengünstige Lösung, die hohen Leistungspegeln entspricht. Bedeutsamerweise sind mit der vorliegenden Erfindung eine hohe HF-Leistung und einfache gemeinsame Antriebsmechanismen möglich. Für einen gegebenen Phasenschieber-Abgleichbereich kann ein großer Strahlsteuerungsbereich und große Strahlbreitenveränderung erreicht werden. Die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist eine flexible und dabei leistungsfähige Lösung zur Bereitstellung eines phasenabgleichbaren Antennennetzwerks mit Strahlsteuerungs- und Strahlbreitenveränderungsfähigkeiten.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ein vollständigeres Verständnis der vorliegenden Erfindung kann aus Betrachtung der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen erhalten werden, in denen:
1 ein Reihen-Speisenetzwerk für eine phasenabgleichbare Antenne für 5 Antennenelemente zeigt.
1b die Ersatzschaltung eines Phasenschiebers mit einem Reflexionspunkt in der Mitte, der durch eine Reihenkapazität dargestellt ist, zeigt, wobei der Phasenschieber im Sendemodus betrieben wird.
1c die Ersatzschaltung eines Phasenschiebers mit einem Reflexionspunkt in der Mitte, der durch eine Reihenkapazität dargestellt wird, zeigt, wobei der Phasenschieberim Reflexionsmodus betrieben wird.
1d die Rückflußdämpfung eines einzigen Phasenschiebers (1b) und das Reihen-Speisenetzwerk der 1a zeigt,
2a einen beispielhaften Phasenschieber zeigt, der mit 2 Reflexionswellenphasenschieberelementen und einer 3-dB-Rückwärtskopplerschaltung arbeitet.
2b einen beispielhaften Reflexionswellenphasenschieber zeigt, der mit zwei Reflexionswellenphasenschieberelementen und einer Quadratur-Hybridschaltung arbeitet.
3 die Rückflußdämpfung der Reihenspeisung der 1a unter Verwendung der beispielhaften Konfiguration von Reflexionswellenphasenschieberelementen in Verbindung mit einer perfekt angepaßten 3-dB-Kopplervorrichtung zeigt.
4a die Rückflußdämpfung eines beispielhaften Phasenschiebers unter Verwendung einer beliebigen Art von Reflexionswellenphasenschieberelementen in Verbindung mit einer perfekt angepaßten Quadratur-Hybridvorrichtung zeigt.
4b die Rückflußdämpfung der Reihenspeisung der 1a unter Verwendung der beispielhaften Konfiguration von Reflexionswellenphasenschieberelementen in Verbindung mit einer perfekt angepaßten Quadratur-Hybridvorrichtung zeigt und wobei die Quadratur-Hybridvorrichtungen außer Resonanz ausgerichtet sind.
5a eine beispielhafte Reihenspeisung unter Verwendung von 2 gemeinsamen Antriebsmechanismen für alle Phasenschieber zur Strahlsteuerung und Strahlbreitenveränderung zeigt.
5b eine beispielhafte symmetrische Reihenspeisung unter Verwendung von 2 einzelnen gemeinsamen Antriebsmechanismen für alle Phasenschieber in jeder Teilgruppe zwecks Strahlsteuerung und Strahlbreitenveränderung zeigt.
6a eine beispielhafte Ausführungsform eines Reflexionswellenphasenschieberelements für luftgelagerte Streifenleitungsstrukturen (Querschnitte) zeigt.
6a eine End-Querschnittsansicht eines Reflexionswellenphasenschieberelements in einer luftgelagerten Streifenleitung gemäß der vorliegenden Erfindung ist,
6b eine seitliche Querschnittsansicht des in 6a gezeigten Phasenschiebers ist,
6c eine beispielhafte Implementierung und einen mechanischen Antrieb des Reflexionswellenphasenschieberelements der 6a zeigt.
6d eine bespielhafte Ausführungsform eines Reflexionswellenphasenschieberelements für symmetrische koplanare Wellenleiterstrukturen (Querschnitt) zeigt.
7 ein beispielhaftes phasenabgleichbares Antennenspeisenetzwerk mit einem Phasenschieber unter Verwendung von Quadratur-Hybriden mit einem gemeinsamen Schlittenantriebsmechanismus für jede Teilgruppe zeigt.
8a einen beispielhaften einzelnen gleichförmigen Schlittenantriebsmechanismus für jede Teilgruppe zeigt.
8b einen beispielhaften Phasenschieber-Antriebsmechanismus mit einzelnen Schlitten zeigt, die starr gekoppelt sind.
9 ein beispielhaftes phasenabgleichbares Antennenspeisenetzwerk mit einem Phasenschieber unter Verwendung von 3-dB-Rückwärtskopplern mit einem gemeinsamen Schlittenantriebsmechanismus für jede Teilgruppe zeigt.
10 ein beispielhaftes phasenabgleichbares Antennenspeisenetzwerk mit einem Phasenschieber unter Verwendung von 3-dB-Rückwärtskopplern mit einem gemeinsamen Schlittenantriebsmechanismus für die gesamte Antennengruppe zeigt.
Ausführliche Beschreibung
Die nachfolgende Beschreibung soll einem Fachmann ermöglichen, die Erfindung herzustellen und zu verwenden und wird im Zusammenhang mit einer bestimmten Anwendung und ihren Erfordernissen bereitgestellt. Zahlreiche Abänderungen und alternative Ausführungsformen der Erfindung können dem Fachmann angesichts der Beschreibung offenbar sein.
1a zeigt ein typisches Beispiel eines Antennen-Reihennetzwerks mit 5 Phasenschiebern, die 5 Antennenelemente antreiben. Eine solche Antennengruppe könnte beispielsweise eine Teilgruppe einer symmetrisch gespeisten Antennengruppe mit 10 oder 11 Elementen sein. Der sich ergebende Antennenstrahl einer solchen Antennengruppe hat den höchstmöglichen Gewinn, wenn die Phase zwischen aufeinanderfolgenden Ausgängen die gleiche ist. Dies tritt vorteilhafterweise dann ein, wenn sich die Phasenschieber alle an derselben Stelle befinden. Um den Antennenstrahl von diesem Punkt aus zu steuern, müssen dann alle Phasenschieber in die gleiche Richtung und um den gleichen Betrag verschoben werden.
Typischerweise sind für eine solche symmetrische Antennengruppe benutzte Phasenschieber Phasenschieber im Übertragungsmodus. Sie bestehen aus einer Übertragungsleitung mit zwei Anschlüssen für Signaleingang und Signalausgang, wobei die Gesamtphase eines sich vom Eingang zum Ausgang fortpflanzenden Signals entweder durch Ändern der Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Leitung oder ihrer Länge geändert wird. Diese allgemein bekannten Verfahren besitzen den Nachteil, daß sie nicht in absoluter Vollkommenheit realisiert werden können, d.h. diese Vorrichtungen besitzen alle Rückflußdämpfung von nicht Null. Phasenverschiebung durch Ändern der Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Übertragungsleitung wird beispielsweise durch Ändern der Dielektrizitätskonstante bzw. der Permeabilität des Übertragungsleitungsmediums erreicht. Dadurch wird auch die Leitungsimpedanz beeinflußt und damit mindestens eine Reflexionsstelle eingeführt. Auf der teleskopartigen Verlängerung einer Koaxialleitung beruhende Wellendehner-Phasenschieber erfordern einen oder mehrere Gleitkontakte, die Herstellungstoleranzen, Alterung, Korrosion usw. unterliegen und daher eine Fehlanpassung einführen können.
Bei einer einzigen Phasenschiebervorrichtung ist dieser Mangel an Vollkommenheit gewöhnlich duldbar. Wenn sie jedoch in einem Reihen-Speisenetzwerk realisiert ist, verschlechtert sich die Gesamtleistung in einem viel größeren Maß. Ein Grund dafür ist, daß die Reihenausrichtung mit gleicher Abstandsphase einen periodischen Resonanzzustand zwischen den Fehlanpassungsstellen der Phasenschieber erzeugen kann, wodurch die gesamte Rückflußdämpfung der Antennengruppe bedeutend erhöht wird. Wenn die Phasenschieberpositionen verstimmt sind, verlangt eine erforderliche Strahlneigung Einfügung oder Ausräumung zwischen diesen Fehlanpassungsstellen, was wiederum die Antennengruppe in einen Resonanzzustand treibt. Das bedeutet, daß die Antennengruppe nur für bestimmte Phasenschieberpositionen, aber nicht über einen weiten Steuerungsbereich angepaßt werden kann.
Die Leistung einer solchen Antennengruppe des Standes der Technik (siehe 1a) wurde mit Phasenschiebern im Übertragungsmodus simuliert, die eine Impedanzfehlanpassung in der Mitte aufweisen (1b). Diese Impedanzfehlanpassung in der Mitte wurde durch Zufügung einer Reihenkapazität zwischen zwei Übertragungsleitungsabschnitten mit veränderlicher elektrischer Länge simuliert. Eine solche Situation würde für einen Wellendehner-Phasenschieber mit etwas unvollkommenem Gleitkontakt typisch sein. 1c zeigt die Rückflußdämpfung dieses Phasenschiebers und von der Antennengruppe mit 5 Elementen. Während der Phasenschieber ausgezeichnete Leistung mit einer Rückflußdämpfung von nur S11 = –21 dB bei 2 GHz zeigt (VSWR = 1,2), erreicht die Antennengruppe Rückflußdämpfungswerte nahe bei –11 dB, was bei den meisten Anwendungen unannehmbar ist. Um eine solche Antennengruppenverschlechterung zu vermeiden, muß die Phasenschieberleistung bedeutend verbessert werden. Dies ist in vielen Fällen technisch nicht realisierbar oder zu kostspielig.
Die Konstruktion der vorliegenden Erfindung erlaubt eine ausgezeichnete Antennengruppenleistung und benutzt dabei standardmäßige billige Phasenverschiebungs verfahren. Für die vorliegende Erfindung wird eine Phasenschieberkonstruktion benutzt, die aus mit einer Trennvorrichtung verbundenen Reflexionswellenphasenschieberelementen besteht. Die Elemente weisen nur einen Anschluß für eingehende und reflektierte, d.h. phasenverschobene Signale auf. Die Trennvorrichtung dient zum Trennen beider Komponenten. Die Vorrichtung kann wie in 2a gezeigt als 3-dB-Rückwärtskoppler, einen Quadratur-Hybrid wie in 2b gezeigt, ein Zirkulator oder eine sonstige Vorrichtung, die die gleiche Funktion bereitstellen kann, ausgelegt werden. Wenn sie mit einem Zirkulator realisiert wird, ist nur ein Phasenschieberelement erforderlich, ansonsten werden zwei Phasenschieberelemente benötigt, um die gleiche Phasenverschiebung bereitzustellen.
Bezug nehmend auf 2a benutzt eine Vorrichtung 200 zwei Reflexionswellenphasenschieber mit einem Rückwärtskoppler. Ein 3-dB-Rückwärtskoppler 205 ist als eine Vorrichtung mit 4 Anschlüssen dargestellt. In der FIG. werden zwei Anschlüsse des 3-dB-Rückwärtskopplers 205 für das Eingangssignal und das Ausgangssignal benutzt. Sie sind als 210 und 215 bezeichnet. Die Impedanz an beiden Anschlüssen ist gleich der Impedanz der Verbindungsabschnitte Z₀. Die anderen zwei Anschlüsse 225 und 240 sind mit Reflexionswellenphasenschiebern 245 bzw. 230 verbunden. Um eine gute Leistung zu garantieren, müssen beide Reflexionswellenphasenschieber 230 und 245 gemeinsam betrieben werden. Die Phase, auf die sie eingestellt sind, sollte im Idealfall die gleiche sein.
In der 2b benutzt eine Vorrichtung 250 zwei Reflexionswellenphasenschieber mit einem Quadratur-Hybrid (QHD). Ein QHD 255 ist als eine Vorrichtung mit 4 Anschlüssen dargestellt. In der FIG. werden zwei Anschlüsse des QHD 255 für das Eingangssignal und das Ausgangssignal benutzt. Diese sind für QHD 255 als 260 und 265 bezeichnet. Die Impedanz an beiden Anschlüssen ist gleich der Impedanz der Verbindungsabschnitte Z₀. Die anderen Anschlüsse 270–275 sind mit jeweiligen Reflexionswellenphasenschiebern 280–285 verbunden. In Verbindung mit einem QHD werden daher zwei Reflexionswellenphasenschieber benötigt. Um gute Leistung zu garantieren, müssen beide Phasenschieber mit einem Eingang gemeinsam betrieben werden. Im Idealfall sollte wiederum die Phase, auf die sie eingestellt sind, die gleiche sein.
Da jedes Phasenschieberelement in der Antennengruppe im Reflexionsmodus arbeitet, addieren sich wie dargestellt die Rückflußdämpfung und das Ausgangssignal kohärent und es geht keine Signalleistung verloren. Es können daher sehr einfache und billige Phasenverschiebungsverfahren angewandt werden. Jede Fehlanpassung intern oder am Anschluß des Reflexionswellenphasenschieberelements verringert nur den Phasenverschiebungsbereich, was gewöhnlich belanglos ist.
In Verbindung mit der Trennvorrichtung wird der Phasenschieber zu einer Vorrichtung mit zwei Anschlüssen und unterliegt daher Rückflußdämpfung. Diese Rückflußdämpfung beruht jedoch vollständig auf der Unvollkommenheit der Trennvorrichtung. Da die Trennvorrichtung eine grundlegend einfache Konstruktion aufweist, die für alle Phasenschieberpositionen fest bleibt, kann sie leicht in den anfänglichen Konstruktionsstufen ohne Erhöhung der Herstellungskosten fein abgestimmt und optimiert werden. Eine übrigbleibende Fehlanpassung dieser Trennvorrichtung kann weiterhin durch nichtresonante Beabstandung in der Antennengruppe minimiert werden. Diese nichtresonante Beabstandung wird durch die Position der Phasenschieber nicht beeinflußt, da sie nicht die Phase zwischen den Trennvorrichtungen ändern. Es kann daher ausgezeichnete Antennengruppenleistung durch Verwendung von kostengünstigen Reflexionswellenphasenschieberelementen in Verbindung mit Trennvorrichtungen in nichtresonanter Beabstandung in der Antennengruppe erreicht werden.
Beispielsweise zeigt die 3 die Leistung einer Antennengruppe mit 5 Elementen (ähnlich der 1a) mit auf den zwei Reflexionswellenphasenschieberelementen beruhenden Phasenschiebern und der in 2a gezeigten 3-dB-Rückwärtskopplerkonfiguration. Für diese Simulation wurde der unvollkommene Phasenschieber der 1c für jedes Reflexionswellenphasenschieberelement benutzt. Die Antennengruppensimulation zeigt eine sehr niedrige Rückflußdämpfung (S11 < –20 dB) über eine weite Bandbreite (30%).
Wenn anstatt des 3-dB-Rückwärtskopplers ein Quadratur-Hybrid gewählt wird, weist jeder Phasenschieber aufgrund der Beschaffenheit des Quadratur-Hybrids eine geringere Bandbreite auf. 4a zeigt die Rückflußdämpfung einer solchen Phasenschiebervorrichtung. Die bei S11 < 20 dB gemessene Bandbreite beträgt nur 5%. Für die meisten Anwendungen ist jedoch diese Bandbreite groß genug. Um weitere Bandbreitenverringerung in der Antennengruppe zu vermeiden, müssen die QHD abseits des Resonanzpunkts plaziert werden, d.h. die Phase zwischen QHD muß 90° + (n·180°) betragen. In diesem Fall wird die (in 4b gezeigte) Gruppenbandbreite zur gleichen wie die eines einzigen QHD-Phasenschiebers. Dadurch ist bewiesen, daß die unvollkommene Leistung einer beliebigen Trennvorrichtung nicht eine verschlechterte Gruppenleistung ergibt, wenn eine nichtresonante Beabstandung gewählt wird.
Wenn ein Reihen-Speisenetzwerk mit ausreichender Leistung realisiert ist, können weitere den Reihenspeisungen innewohnende Vorteile implementiert werden. Beispielsweise erfordert Strahlsteuerung, daß alle Phasenschieber auf die gleiche Phase eingestellt werden. Dadurch wird die Verwendung einer gemeinsamen Betätigung aller Phasenschieber ermöglicht. Für spannungsgesteuerte Phasenschieber muß beispielsweise allen Phasenschiebern nur eine Spannung zugeführt werden. Wenn mechanisch angetriebene Phasenschieber benutzt werden, können sie gemeinsam über eine starre Verbindung angetrieben werden. Dadurch werden Kosten und der Logistikaufwand für die Strahlsteuerung erspart, die für ein korporatives Speisenetzwerk notwendig sind. Wenn auch Strahlbreitenveränderung erforderlich ist, kann die Antennengruppe in zwei Teilgruppen geteilt werden und ein gemeinsames Betätigungsglied kann alle Phasenschieber in jeder Teilgruppe antreiben.
Insbesondere ist unter Bezugnahme auf 5a eine Reihenspeisung für eine Antennengruppe mit 5 Elementen 300 dargestellt. Die Antennengruppe 300 enthält Phasenschieber 305 und Leistungsteiler 310, die abwechselnd in Reihe angeordnet sind und durch Verbindungsabschnitte 315 verbunden sind. Phasenschieber 305 enthalten weiterhin Reflexionswellenphasenschieberelemente 320, die an Trennvorrichtungen 330 angekoppelt sind. Ein Eingangssignal wird einem Leistungsteiler 310 zugeführt, der wiederum ein Ausgangssignal an ein Antennenelement 340 und an eine Hauptspeiseleitung 350 abgibt. Ein gemeinsamer Antriebsmechanismus 360 ist an jedes der Reflexionswellenphasenschieberelemente 320 angekoppelt. Wenn nur Strahlsteuerung erforderlich ist, können alle Reflexionswellenphasenschieberelemente 320 gemeinschaftlich angetrieben werden. Wenn auch Strahlbreitenveränderung erwünscht ist, können Reflexionswellenphasenschieberelemente 320 in eine untere Teilgruppe und eine obere Teilgruppe aufgeteilt und jede Teilgruppe unabhängig angetrieben werden.
Nunmehr auf 5b Bezug nehmend ist dort eine Reihenspeisung für eine symmetrische Antennengruppe mit 5 Elementen 400 dargestellt. Die Antennengruppe 400 enthält Phasenschieber 405 und Leistungsteiler 410, die abwechselnd in Reihe angeordnet und durch Verbindungsabschnitte 415 verbunden sind. Die Phasenschieber enthalten weiterhin Reflexionswellenphasenschieberelemente 420, die an Trennvorrichtungen 430 angekoppelt sind. Bei dieser Ausführungsform wird ein Eingangssignal einem mittigen Leistungsteiler 406 zugeführt, der wiederum ein Ausgangssignal an einen Reflexionswellenphasenschieber 405 (besonders die Trennvorrichtung 430) und an einen weiteren Leistungsteiler 410 abgibt. Zum Strahlsteuern der Antennengruppe 400 müssen die obere und untere Teilgruppe in entgegengesetzten Richtungen angesteuert werden. Bei vielen Konstruktionen kann dies noch wie unten aufgeführt mit einem einzigen gemeinschaftlichen Antriebsmechanismus 460 erreicht werden.
Die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist nicht auf irgendwelchen bestimmten Typ von Reflexionswellenphasenschieber oder Trennvorrichtung beschränkt. Eine bevorzugte Ausführungsform der Reihenspeisungsimplementierung beruht auf einer mechanisch gesteuerten Antennengruppe mit außergewöhnlicher HF-Leistung, Konformität mit hohen Leistungspegeln, hoher mechanischer Stabilität und niedrigen Herstellungskosten. Diese Implementierung kann mit jeder luftgelagerten oder teilweise luftgelagerten Quasi-TEM-Übertragungsleitung realisiert werden. Vorteilhafterweise werden jedoch luftgelagerte Streifenleitungs- oder koplanare Wellenleitungsstrukturen benutzt.
Eine bevorzugte Ausführungsform eines Reflexionswellenphasenschieberelements besteht aus einem Übertragunsleitungsabschnitt, der durch einen offenen Kreis oder durch einen Kurzschluß abgeschlossen wird, und einem oder mehreren metallischen oder leitfähigen Strukturelementen oder "Schlitten". Diese Schlitten besitzen keinen elektrischen Kontakt mit entweder einer aktiven Leitung oder Erde. Sie bilden jedoch einen kapazitiven Nebenschluß zwischen der aktiven Leitung und Erde, was eine Reflexion eines Hauptteils des Signals ergibt. Der Rest des Signals wird von dem Abschluß am Leitungsende reflektiert. Die Schlitten können entlang der Leitung gleiten, was ihre Reflexionsebene und damit die Phase des gesamten reflektierten Signals verschiebt.
Bezug nehmend auf 6a und 6b ist ein Reflexionswellenphasenschieber 600 gemäß der Erfindung in End- und Seitenquerschnittansichten dargestellt. Der Reflexionswellenphasenschieber 600 enthält eine luftgelagerte aktive Leitung 605 und Masseebenen 610 und 615. Die Schlitten 620 und 630 sind zwischen der aktiven Leitung 605 und der Masseebene 610 bzw. der aktiven Leitung 605 und der Masseebene 615 eingesetzt. Der Abschluß wird durch einen elektrischen Kurzschluß 640 implementiert. Bei Konstruktionen mit einem elektrischen offenen Kreis am Ende der akiven Leitung 605 können die Schlitten 620 und 630 über das Leitungsende hinaus geschoben werden. Die Implementierung mit luftgelagerter Streifenleitung besitzt den zusätzlichen Vorteil, daß die benutzten Schlitten so konstruiert sein können, daß sie den größten Teil des Luftspalts über eine bedeutsame Länge der Leitung anfüllen. Je kleiner der übrige Luftspalt desto größer die Reflexion an den Schlitten.
Implementierung eines gemeinschaftlichen Antriebsmechanismusses bezüglich der 6a und 6b ist in der 6c dargestellt. Bezug nehmend auf 6c kann eine gemeinsame starre Verbindung 650 durch Schlitze in eine der Masseebenen implementiert werden. Diese mechanische Durchführung wird natürlich in ausreichendem Abstand von der aktiven Leitung plaziert. Es kann vorteilhaft sein, diese Verbindung nicht leitfähig zu machen, um Signalstreuung zu vermeiden, da die Schlitten das aktive Signal führen. Vorteilhafterweise kann die gemeinsame starre Verbindung 650 zum Antreiben der Schlitten benutzt werden und kann zur Fernsteuerung an einem Schrittmotor angebracht sein.
Eine weitere beispielhafte Ausführungsform eines Reflexionswellenphasenschieberelements ist in der 6d dargestellt. Eine koplanare Wellenleitervorrichtung 660 weist Erdungen 665, Platte 675 und zwei über die gemeinsame Verbindung 690 zusammengekoppelte Schlitten 680 und 685 auf. Für koplanare Wellenleiterstrukturen können die Schlitten dünne Metallplatten sein, die über der Leitung schweben. Der Einfluß des kapazitiven Nebenschlusses ist jedoch typischerweise für koplanare Wellenleiterstrukturen geringer als für luftgelagerte Streifenleitungen, da sich der größte Teil der elektrischen Feldlinien des koplanaren Wellenleitermodus innerhalb der Platte erstrecken.
Die Länge und Zusammensetzung der leitfähigen Strukturelemente oder Schlitten beeinflussen auch die Gesamtleistung. Wenn die Länge der Schlitten rund 1/4 der geleiteten Wellenlänge beträgt, addieren sich die Reflexion an beiden Schnittstellen zwischen luftgelagerter Leitung und schlittengelagerter Leitung kohärent und die gesamte Signalreflexion an den Schlitten ist maximal. Die Schlitten selbst sind Strukturelemente beliebiger Materialien mit einer genügend hohen Leitfähigkeit. Beispielsweise ist Aluminium ein perfektes Schlittenmaterial, das leichte Bearbeitung erlaubt, leichtgewichtig ist und eine hohe Leitfähigkeit aufweist. Wie schon angeführt, gleiten die Schlitten zwischen der Masseebeene und der Schaltungsplatte. Um elektrischen Kontakt mit entweder Masse oder aktiver Leitung zu vermeiden, können die Schlitten mit einer dünnen Schicht von Isoliermaterial beschichtet sein. Aluminiumschlitten können beispielsweise hartbeschichtet sein (Schichtstärke von rund 2 tausendstel Zoll), was eine Oberfläche ergibt, die isoliert, leicht schmierend wirkt und mechanisch stabil gegen Kratzer ist. Da die Dielektrizitätskonstante dieser Beschichtung höher als 1 ist, wird die Kapazität C_tot weiter gesteigert, wodurch sich der Abstimmbereich erhöht.
Im Ergebnis weist der Reflexionswellenphasenschieber der vorliegenden Erfindung folgende Vorteile auf: hohes Leistungsvermögen, hochlinearer Gang bezüglich des HF-Feldes, geringer Einfügungsverlust aufgrund luftgelagerter Leitungstechnik, hohe mechanische Stabilität gegen Korrosion und Alterung, da keine Gleitkontakte benutzt werden, geringe Bewegungskräfte und niedrige Herstellungskosten. Bei Implementierung mit der Antennengruppe der vorliegenden Erfindung erlaubt er weiterhin eine einfache Integrierung in Antennengruppenauslegungen und einfache Integrierung eines gemeinschaftlichen Antriebsmechanismus.
In der verbleibenden Beschreibung sind mehrere Ausführungsformen von Reihen-Antennengruppen dargestellt, die Reflexionswellenphasenschieber benutzen. Alle sind symmetrisch gespeiste Antennengruppen mit 5 Elementen wie in der 5b dargestellt. 7 zeigt eine auf QHD basierende Implementierung und 9 zeigt die gleiche Antennengruppe mit 3-dB-Rückwärtskopplern. In diesen Antennengruppen sind Reflexionswellenphasenschieberelemente, Trennvorrichtungen, Leistungsteiler und Impedanzwandler alle in das gleiche Layout eingebettet. Die gesamte Struktur ist daher sehr kompakt und billig herzustellen. 8 zeigt die Implementierung eines gemeinschaftlichen mechanischen Antriebsmechanismus für alle Reflexionswellenphasenschieberelemente in jeder Teilgruppe. Dies kann entweder durch einen gemeinsamen Schlitten für die gesamte Teilgruppe oder durch mehrere Schlitten, die starr verbunden sind, realisiert werden. Diese zwei Antennengruppen erlauben Strahlsteuerung und Strahlbreitenveränderung über einen breiten Winkelbereich. Wenn nur Strahlsteuerung erforderlich ist und daher ein einziger gemeinschaftlicher Antriebsmechanismus wünschenswert ist, kann ein Entwurf wie in 10 dargestellt gewählt werden. Hier ist eine Teilgruppe umgedreht, so daß die Schlittenbewegung zur Strahlsteuerung die gleiche für beide Teilgruppen ist. Die beiden gemeinsamen Schlitten können daher über eine starre Verbindung wie in 8b gezeigt verbunden sein.
Besonders auf 7 Bezug nehmend ist ein beispielhaftes phasenabgleichbares Antennenspeisenetzwerk mit einer symmetrischen Reihenkonfiguration dargestellt. Das Eingangssignal 780 wird einem mittigen Signalleistungsteiler 782 zum Speisen einer ersten Teilgruppe und einer zweiten Teilgruppe zugeführt. Reflexionswellenphasenschieber 720 und 730 werden hier in Verbindung mit Quadratur-Hybriden (QHD) 700 benutzt. Die Phasenschieber sind abwechselnd mit (aus reaktiven T- und 90°-Transformatoren bestehenden) Signalleistungsteilern 784 angeordnet und an Verbindungsabschnitte 786 angekoppelt. Das Signal wird durch die Phasenschieber- und Signalleistungsteileranschlüsse 788 den (nicht gezeigten) Antennenstrahlungselementen zugeführt. Für jede Teilgruppe wird eine gemeinsame Schlittenstruktur 775 und 785 benutzt.
8a und 8b zeigen zwei Ausführungsformen der Schlitten als Antriebsmechanismen für die Phasenschieber. In der 8a wird ein einziger gleichförmiger Schlitten 800 als der Antriebsmechanismus benutzt. In der 8b werden einzelne Schlitten 851–853 gemeinschaftlich durch Verbinden der einzelnen Schlitten mit einem starren Kopplungsmechanismus 860 angetrieben. Durch diese parallele Ausrichtung und den gemeinschaftlichen Antriebsmechanismus werden wiederum die mechanischen Anforderungen gemildert, da nur zwei gemeinsame Schlitten unabhängig zu bewegen sind. Wenn Strahlsteuerung erforderlich ist, werden beide starren Verbindungen jeder Teilgruppe in die entgegengesetzte Richtung verschoben. Um die Strahlbreite zu verändern, werden die starren Verbindungen in die gleiche Richtung verschoben.
9 zeigt die Ausführungsform der 7, nur mit Verwendung von 3-dB-Rückwärtskopplern als Isoliervorrichtungen. Eine Antennengruppe 900 weist eine erste Teilgruppe 901, eine zweite Teilgruppe 910 und einen mittigen Leistungsteiler 902 in einer symmetrischen Speiseanordnung auf. Jede Teilgruppe enthält zu (nicht gezeigten) Antennenelementen führende Anschlüsse 905, Verbindungsabschnitte 906 (916), Leistungsteiler 907 (917) bzw. Reflexionswellenphasenschieber 940 (950). Für jede Teilgruppe wird eine gemeinsame Schlittenstruktur 920 und 930 benutzt.
Wenn nur Strahlsteuerung gewünscht wird, können beide Antriebsmechanismen miteinander verkoppelt werden und es wird nur ein Betätigungsglied benötigt. Dies erfordert eine geringe Neuausrichtung beider Teilgruppen zueinander, so daß Phasenabnahme in einer Teilgruppe mit Phasenzunahme in der anderen Teilgruppe einhergeht. Nunmehr auf 10 Bezug nehmend ist ein beispielhaftes phasenabgleichbares Antennenspeisenetzwerk gezeigt, das einen Phasenschieber mit 3-dB-Rückwärtskopplern umfaßt und einen gemeinsamen Schlittenantriebsmechanismus für die Antennengruppe 1000 benutzt. Die Antennengruppe 1000 weist einen mittigen Leistungsteiler 1010, Verbindungsabschnitte 1015, Signalleistungsteiler 1020, Phasenschieber 1030, gemeinsame Schlitten 1040 und 1045, zu (nicht gezeigten) Antennenelementen führende Anschlüsse 1060 und Rückwärtskoppler 1070 auf. Hier wird eine erste Teilgruppe 1080 bezüglich einer zweiten Teilgruppe 1085 umgedreht, so daß die Schlittenbewegung zur Strahlsteuerung die gleiche für beide Teilgruppen ist. Die beiden gemeinsamen Schlitten 1040 und 1045 sind wie in
8b gezeigt über eine starre Verbindung verbunden. So können die gemeinsamen Schlitten 1040 und 1045, wenn sie durch ein einziges Betätigungsglied gesteuert werden, die erste Teilgruppe 1080 bzw. zweite Teilgruppe 1085 antreiben. Dieser Antrieb ergibt eine Phasenzunahme in einer Teilgruppe und eine gleiche Phasenabnahme in der anderen Teilgruppe. Implementierung dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfordert weiterhin einen symmtrischen Gang der Reflexionswellenphasenschieber bezüglich ihrer Mittenpcsition (Δφ = 0). Dies kann dadurch erreicht werden, daß die Phasenschieber mit einem Kurzschluß-Abschluß benutzt werden.
Es versteht sich, daß hier besonders dargestellte und beschriebene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nur beispielhaft sind und daß ein gewöhnlicher Fachmann alternative Ausführungsformen unter Verwendung unterschiedlicher Konfigurationen und funktionsmäßig gleichwertiger Komponenten ausführen kann.

Claims

Phasenabgleichbares Antennespeisenetzwerk (300, 400) mit folgendem: einer Mehrzahl von Phasenschiebern (305, 405); und einer Mehrzahl von abwechselnd in Reihe mit der Mehrzahl von Phasenschiebern angeordneten Signalleistungsteilern (310, 410), die jeweils ein Signal an mindestens zwei Netzwerkelemente abgeben; dadurch gekennzeichnet, daß jeder Phasenschieber aus mindestens einem Reflexions-Phasenschieber (320, 420, 600) und einer Trennvorrichtung (330, 430) besteht, wobei die Trennvorrichtung ein Eingangssignal und ein reflektiertes Signal für den Reflexions-Phasenschieber auseinandertrennt.
Phasenabgleichbares Antennespeisenetzwerk nach Anspruch 1, weiterhin mit einer Mehrzahl von Verbindungsabschnitten (315, 415), die die Signalleistungsteiler und die Signalschieber zusammenkoppeln, wobei jeder Verbindungsabschnitt im wesentlichen die gleiche Impedanz aufweist.
Phasenabgleichbares Antennespeisenetzwerk nach Anspruch 1, wobei mindestens ein Netzwerkelement ein aus einer Gruppe ausgewähltes ist, die aus Phasenschiebern (305, 405), Signalleistungsteilern (310, 410) und Antennenelementen (340, 440) besteht.
Phasenabgleichbares Antennespeisenetzwerk nach Anspruch 1, weiterhin mit einem ersten gemeinsamen Antriebsmechanismus (850, 851, 920) zum Antreiben einer ersten Menge der Mehrzahl von Phasenschiebern (940); und einem zweiten gemeinsamen Antriebsmechanismus (853, 854, 930) zum Antreiben einer zweiten Menge der Mehrzahl von Phasenschiebern (950).
Phasenabgleichbares Antennespeisenetzwerk nach Anspruch 4, wobei der erste gemeinsame Antriebsmechanismus und der zweite gemeinsame Antriebsmechanismus gekoppelt sind.
Phasenabgleichbares Antennespeisenetzwerk nach Anspruch 1, wobei der Reflexions-Phasenschieber ein Signal über eine Übertragungsleitung empfängt, die mindestens eine aktive Leitung (605) und mindestens eine Erde (610, 615) aufweist, die im wesentlichen parallel und beabstandet zueinander angeordnet sind, wobei die Übertragungsleitung einen Abschluß (640) an einem Ende aufweist, wobei der Reflexions-Phasenschieber mindestens ein leitfähiges Strukturelement (620, 630) zum Gleiten entlang der Übertragungsleitung und kapazitivem Ankoppeln an mindestens eine der mindestens einem aktiven Leitung und die mindestens eine Erde aufweist, wobei das mindestens eine leitfähige Strukturelement als kapazitiver Nebenschluß wirkt und einen bedeutenden Teil des Eingangssignals reflektiert.
Phasenabgleichbares Antennespeisenetzwerk nach Anspruch 1 oder Anspruch 6, wobei die Übertragungsleitung eine aus der Gruppe ausgewählte ist, die luftgelagerte Streifenleitungsvorrichtungen (600), leiterplattengelagerte Streifenleitungsvorrichtungen, luftgelagerte Mikrostreifenvorrichtungen, leiterplattengelagerte Mikrostreifenvorrichtungen und coplanare Wellenleitungsvorrichtungen (660) umfaßt.
Phasenabgleichbares Antennespeisenetzwerk nach Anspruch 1 oder Anspruch 6, wobei die Trennvorrichtung eine aus einer Gruppe ausgewählte ist, die aus Zirkulatoren, Rückkopplern (205) und Quadratur-Hybridvorrichtungen (255) besteht.
Phasenabgleichbares Antennespeisenetzwerk nach Anspruch 1 oder Anspruch 8, weiterhin mit einem gemeinschaftlichen Antriebsmechanismus (360, 460) zum Antreiben von mehr als einem der Mehrzahl von Phasenschiebern.
Phasenabgleichbares Antennespeisenetzwerk nach Anspruch 6, wobei Bewegung des mindestens einen leitfähigen Strukturelements entlang der Übertragungsleitung eine Reflexionsebene bewegt und eine Phasenverschiebung des Signals verursacht.
Phasenabgleichbares Antennespeisenetzwerk nach Anspruch 6, wobei das mindestens eine leitfähige Strukturelement keinen elektrischen Kontakt mit der mindestens einen aktiven Leitung und der mindestens einen Erde aufweist und einen bedeutsamen Lückenanteil zwischen der mindestens einen aktiven Leitung und der mindestens einen Erde anfüllt.
Phasenabgleichbares Antennespeisenetzwerk nach Anspruch 6, wobei die örtliche Kapazität der Übertragungsleitung am kapazitiven Nebenschluß gesteigert wird, wobei der kapazitive Nebenschluß als Stoßstelle wirkt, um den bedeutsamen Teil des Signals zu reflektieren.
Phasenabgleichbares Antennespeisenetzwerk nach Anspruch 6, wobei das mindestens eine leitfähige Strukturelement die Kapazität der Übertragungsleitung über eine bedeutsame Leitungslänge hinwegreduziert und einen Übertragungsleitungsabschnitt mit niedrigerer Impedanz bildet, der bezüglich des Übertragungsleitungsabschnitts Reflexion an beiden Impedanzstufen verursacht.
Phasenabgleichbares Antennespeisenetzwerk nach Anspruch 6, wobei der Abschluß ein aus der Gruppe ausgewählter ist, die einen elektrischen Kurzschluß und einen elektrischen offenen Kreis umfaßt.
Phasenabgleichbares Antennespeisenetzwerk nach Anspruch 1, wobei die Phasenschieber spannungsgetrieben sind.
Phasenabgleichbares Antennespeisenetzwerk nach Anspruch 1, wobei die Phasenschieber mechanisch oder elektromechanisch angetrieben werden können.
Phasenabgleichbares Antennespeisenetzwerk nach Anspruch 4, wobei der erste gemeinsame Antriebsmechanismus (1040) und der zweite gemeinsame Antriebsmechanismus (1045) sich in derselben Richtung bewegen.
Phasenabgleichbares Antennespeisenetzwerk nach Anspruch 4, wobei der erste gemeinsame Antriebsmechanismus (850, 851) und der zweite gemeinsame Antriebsmechanismus (853, 854) sich in einer unterschiedlichen Richtung bewegen.
Phasenabgleichbares Antennespeisenetzwerk nach Anspruch 1, wobei die Mehrzahl von Phasenschiebern und die Mehrzahl von Signalleistungsteilern für eine symmetrische Speisung angeordnet sind.