EP1082781B1 - Antenna array with several vertically superposed primary radiator modules - Google Patents

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EP1082781B1
EP1082781B1 EP19990926351 EP99926351A EP1082781B1 EP 1082781 B1 EP1082781 B1 EP 1082781B1 EP 19990926351 EP19990926351 EP 19990926351 EP 99926351 A EP99926351 A EP 99926351A EP 1082781 B1 EP1082781 B1 EP 1082781B1
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modules
primary radiator
antenna array
radiators
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    • H01Q21/29Combinations of different interacting antenna units for giving a desired directional characteristic

Abstract

An improved antenna array comprises at least two vertically superposed primary radiator modules (1, 3) located in front of a reflector (5), and is characterised as follows: At least one first primary radiator module (1) of a first type and at least one second primary radiator module (3) of a second type are provided, these being vertically superposed at a distance; the primary radiator module(s) (1) of the first type has/have a different horizontal half-value width to the primary radiator module(s) (3) of the second type, so that it is possible to obtain a different horizontal total half-width value of the whole antenna; and the primary radiator module(s) (1) of the first type have a different constructional configuration to the primary radiator module(s) (3) of the second type.

Description

Die Erfindung betrifft ein Antennenarray mit mehreren vertikal übereinander angeordneten Primärstrahler-Modulen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. The invention relates to an antenna array having a plurality of vertically superposed primary radiator modules according to the preamble of claim 1.

Antennenarrays mit vertikal übereinander angeordneten Primärstrahlern als solche sind bekannt. Antenna arrays with vertically stacked radiating elements as such are known. Im Falle von dual polarisierten Antennen können diese übereinander angeordneten Primärstrahler zwei orthogonale Polarisationen abstrahlen oder empfangen. In the case of dual-polarized antennas these superposed primary radiator capable of radiating two orthogonal polarizations or received. Des weiteren können diese Primärstrahler, welche zu einem Array angeordnet werden, auch als Primärstrahler-Module bezeichnet werden. Furthermore, these primary radiators which are arranged in an array, are also referred to as a primary radiator modules. Derartige Module können beispielsweise aus einfachen Dipolen, Schlitzen, Planarstrahlerelementen oder sogenannten Patchstrahlern bestehen, wie sie beispielsweise aus der EP 0 685 900 A1 oder aus der Vorveröffentlichung "Antennen, 2. Teil, Bibliographisches Institut, Manheim/ Wien/Zürich, 1970, S. 47 bis 50" bekannt sind. Such modules may, for example, simple dipoles, slots, planar radiating or so-called patch radiators consist, as described for example in EP 0685900 A1 or from the prior publication "Antennas, 2nd part, Bibliographisches Institute, Manheim / Vienna / Zurich, 1970, p 47 to 50 are known. " Bei den Dipolanordnungen werden bevorzugt kreuzförmig angeordnete Dipole (Kreuzdipole) oder Doppeldipolanordnungen, welche in der Draufsicht eine quadratische Struktur aufweisen (Dipolquadrat) verwendet. In the preferred cruciform dipole arranged dipoles (crossed dipoles) or Doppeldipolanordnungen having a square structure in plan view are (dipole square) were used.

Dual polarisierte Antennen sind ferner beispielsweise auch aus der WO 98/01923 bekannt. Dual polarized antennas are further for example, from WO 98/01923 known.

Bei dem erwähnten Stand der Technik werden jeweils Primärstrahler-Module mit gleicher Strahlungscharakteristik zu Arrays zusammengefaßt. In the aforementioned prior art primary radiator modules are combined with the same radiation characteristic for each array. Demgegenüber wird die Zusammenschaltung von Antennen mit unterschiedlicher Strahlungscharakteristik eingesetzt, um verschiedene Gebiete zu versorgen. In contrast, the interconnection of antennas is used with different radiation characteristics in order to provide different areas. Hierbei wird bewußt der Nachteil in Kauf genommen, daß in dem Überlappungsbereich beider Strahlungsdiagramme eine undefinierte Phasenlage vorliegt, welche wechselweise zur Auslöschung oder additiven Überlagerung führt. Here, the disadvantage is accepted aware that in the overlapping region of the two radiation patterns an undefined phase relationship is present, which alternately leads to the extinction or additive superposition. Das daraus resultierende Strahlungsdiagramm im Überlappungsbereich ist dabei nicht bekannt. The resulting radiation pattern in the overlap area is not known.

Schließlich sind auch Mehrbereichsantennen bekannt, bei denen verschiedene Primärstrahler für verschiedene Frequenzbereiche zusammengeschaltet werden, mit dem Ziel der Frequenzbereichserweiterung der Antenne. Finally, multi-range antennas are known in which various primary radiator for different frequency ranges are connected together, with the aim of widening the frequency range of the antenna. Hier wirkt jedoch jeder Strahler bei einer anderen Frequenz. Here, however, each radiator operates at a different frequency.

Schließlich ist auch die Zusammenschaltung von unterschiedlichen Primärstrahlern mit kontinuierlich verlaufender Größenausdehnung zum Zwecke der Frequenzbereichserweiterung (beispielsweise logarithmische Antennen oder Leckwellantennen) bekannt. Finally, the interconnection of different primary radiators with continuously extending size expansion for the purpose of frequency extension (for example, logarithmic antennas or leakage wave antenna) is known.

Insbesondere im Mobilfunkbereich ist es ein Erfordernis, die Antennen so zu konzipieren und einzustellen, daß ihr Strahlungsdiagramm einer gewünschten vorgegebenen Halbwertsbreite entspricht. In particular, in mobile communications, there is a requirement to design the antenna so and set so that its radiation diagram of a desired predetermined half-value width. Die Einstellung der horizontalen Halbwertsbreite von linearen, vertikal gestockten Arrays, welche der typischen Ausführung von derartigen Basisstations-Antennen für den Mobilfunk entsprechen, erfolgt dabei entsprechend den bekannten Mitteln und Maßnahmen durch die Wahl der Halbwertsbreite der Primärstrahler und durch die entsprechende Abstimmung mit dem Reflektor. The adjustment of the horizontal half-value width of linear, vertical bushhammered arrays that correspond to the typical embodiment of such base station antennas for mobile communications, is carried out according to the known means and measures by the choice of the half width of the primary radiator and by the corresponding coordination with the reflector. Hierbei werden wiederum Primärstrahler mit gleicher Ausführung verwendet. Here again primary radiators are used with the same design.

Nachteilig an den bisher bekannten Ausführungen ist, daß eine undefinierte Phasenlage der Primärstrahler vorliegt und weiterhin eine definierte Zusammenschaltung von unterschiedlichen Primärstrahlern zu Arrays zum Zwecke der definierten Beeinflussung der Strahlungscharakteristik ua aus dieser Schwierigkeit heraus nicht bekannt ist. A disadvantage of the previously known versions that an undefined phase position of the primary radiator is present and is still unknown, a defined interconnection of different primary radiators to arrays for the purpose of influencing the radiation characteristics defined among others out of this difficulty out.

Ausgehend von dem zuletzt genannten Stand der Technik liegt von daher der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Antennenarray zu schaffen, welches zumindest zwei vertikal übereinander angeordnete Primärstrahler-Module umfaßt, und bei welchem mit vergleichsweise einfachen Mitteln eine verbesserte Realisierung einer gewünschten horizontalen Halbwertsbreite des Antennenarrays möglich ist. Starting from the last-mentioned prior art, the object is therefore the present invention seeks to provide an antenna array which comprises at least two vertically superposed primary radiator modules, and wherein with comparatively simple means an improved implementation of a desired horizontal half-value width of the antenna array possible is.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend den im Anspruch 1 bzw. 2 angegebenen Merkmalen gelöst. The object is achieved according to the features specified in claim 1 or 2 features. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims.

Es muß als überaus überraschend bezeichnet werden, daß es durch die erfindungsgemäße Lösung möglich ist, durch entsprechende Auswahl unterschiedlicher Primärstrahler-Module eine Abstimmung der Halbwertsbreite eines derartigen Antennenarrays vorzunehmen. It must be regarded as extremely surprising that it is possible by the inventive solution to carry out a tuning of the half-value width of such an antenna array by appropriate selection of different primary radiator modules. Hervorzuheben ist auch, daß dabei eine Zusammenschaltung mit definierter Phasenlage durch entsprechende Auslegung des Speisenetzwerkes möglich ist. These is also possible that this interconnection with a defined phase position is possible by appropriate design of the feed network.

Überraschend ist weiterhin, daß die erfindungsgemäße Kombination der Module zur Optimierung des Vertikaldiagrammes, beispielsweise zur gezielten Verringerung der Nebenzipfel, angewendet werden kann. It is further surprising that the inventive combination of the modules to optimize the vertical chart, for example for the targeted reduction of the side lobe can be applied. Erfindungsgemäß wird dies dadurch ermöglicht, daß die zumindest beiden verwendeten Primärstrahler-Module unterschiedliche horizontale und vertikale Halbwertsbreiten besitzen. this is made possible in accordance with the invention that the primary radiator modules at least two used have different horizontal and vertical half-value widths. Durch Zusammenschaltung dieser zumindest beiden verschiedenen Primärstrahler-Module zu einem linearen, vertikal gestocken Array wird die Einstellung der horizontalen Halbwertsbreite der Gesamtantenne ermöglicht. By interconnecting said at least two different primary radiator modules in a linear, vertical array gestocken the adjustment of the horizontal half-value width of the overall antenna is made possible.

Die erfindungsgemäßen Antennen können unter Verwendung von Primärstrahler-Modulen aufgebaut werden, die aus Doppeldipolen und Einzeldipolen bestehen. The antennas of the invention can be constructed using primary radiator modules, which consist of double dipoles and single dipoles.

Die Erfindung ist genauso bei dual polarisierten Antennen anwendbar, die beispielsweise mit einer +/- 45° Polarisationsausrichtung arbeiten (sogenannte X-Arrays). The invention is equally applicable to dual-polarized antennas operating for example with a +/- 45 ° polarization orientation (so-called X-arrays).

Wird beispielsweise eine Kombination aus drei Einzeldipolen mit einer typischen Halbwertsbreite von 90 °und drei Doppeldipolen mit einer typischen Halbwertsbreite von 65° entsprechend der Erfindung vertikal übereinander angeordnet (mit anderen Worten also zu einem sogenannten linearen, vertikal gestockten Antennenarray zusammengefügt), so ergibt sich dadurch eine resultierende horizontale Halbwertsbreite von ca. 75°. For example, if a combination of three single dipoles, with a typical half-width of 90 ° and three double dipoles having a typical half-width of 65 ° in accordance with the invention arranged vertically above one another (that is assembled with other words a so-called linear, vertical bushhammered antenna array), as this results in a resultant horizontal half-value width of approximately 75 °.

Im Falle von dual polarisierten Antennen mit beispielsweise +/-45° Polarisationsausrichtung kann durch eine derartige Kombination von Kreuzdipolen (horizontale Halbwertsbreite von beispielsweise ca. 85°) und Dipolquadraten (mit einer horizontalen Halbwertsbreite von beispielsweise ca. 65°) eine resultierende horizontale Halbwertsbreite von ca. 75° erzeugt und genutzt werden. In the case of dual-polarized antennas with, for example, +/- 45 ° polarization alignment by such a combination of crossed dipoles (horizontal half-value width of, for example, about 85 °) and dipole squares can (having a horizontal half-value width of, for example, about 65 °), a resultant horizontal half-value width of produced about 75 ° and used.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen dabei die unterschiedlichen Gruppen von Primärstrahler-Modulen deutlich unterschiedliche horizontale Halbwertsbreiten auf, die sich also mehr als 5°, insbesondere mehr als 10°, 15° oder 20° voneinander unterscheiden. In a preferred embodiment of the invention thereby, the different groups of primary radiator modules at markedly different horizontal half-value widths, that is, more than 5 °, in particular more than 10 °, 15 ° or 20 ° different from each other.

Ebenso möglich ist es aber auch, daß die erfindungsgemäßen Antennenarrays unter Verwendung von Primärstrahlern in Form von Patchstrahlern mit deutlich unterschiedlicher Halbwertsbreite gebildet werden. Also possible but it is also that the antenna array to the invention are formed using primary radiators in the form of patch antenna elements with significantly different half-width.

Die Primärstrahler können in einer bevorzugte Ausführungsform der Erfindung aus dual polarisierten Strahlern bestehen. The primary radiator can be made in a preferred embodiment of the invention of dual-polarized antenna elements. Die Primärstrahler können aus Dipolquadraten und Kreuzdipolen gebildet sein. The primary radiator may be formed of dipole squares and crossed dipoles.

Die erfindungsgemäße Antenne kann zum Senden oder Empfangen in unterschiedlichsten Frequenzbereichen eingesetzt werden. The inventive antenna can be used for transmitting or receiving in various frequency ranges. Üblicherweise im Mobilfunkbereich wird eine derartige Antenne in einem Frequenzbandbereich von 1,71 bis 1,90 GHz betrieben, also bei einer Mittenfrequenz von ca. 1,80 GHz. Conventionally in mobile communications, such an antenna is operated in a frequency band range from 1.71 to 1.90 GHz, so at a center frequency of about 1.80 GHz.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeipielen näher erläutert. The invention is explained in more detail below with reference to exemplary Beipielen. Dabei zeigen im einzelnen: Case, in detail:

Figur 1 : Figure 1:
eine schematische perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Antennenarrays; a schematic perspective view of an antenna array according to the invention;
Figur 2 : Figure 2:
eine Seitenansicht auf das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1; a side view of the embodiment of Figure 1;
Figur 3 : Figure 3:
eine schematische perspektivische Ansicht eines abgewandelten erfindungsgemäßen Antennenarrays in Form von Linearstrahlern; is a schematic perspective view of a modified antenna array according to the invention in the form of linear lamps;
Figur 4 : Figure 4:
eine Seitenansicht des Ausführungsbeispieles gemäß Figur 3; a side view of the embodiment of Figure 3; und and
Figur 5 : Figure 5:
eine schematische perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Antennenarrays in Form eines Patchstrahlers. a schematic perspective view of an antenna array according to the invention in the form of a patch antenna.

In den Figuren 1 und 2 ist in schematischer perspektivischer Draufsicht bzw. in horizontaler Seitenansicht ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Antennenarrays mit mehreren vertikal übereinander angeordneten Primärstrahler-Modulen gezeigt, wobei dieses Antennenarray nachfolgend teilweise auch als lineares, vertikal gestocktes Antennenarray bezeichnet wird. In Figures 1 and 2 in a schematic perspective plan view and in horizontal side view of a first embodiment of an antenna array according to the invention with a plurality of vertically superposed primary radiator modules is shown, this antenna array is hereinafter sometimes referred to as a linear, vertical Spalted antenna array.

Dieses Antennenarray umfaßt also Strahlermodule 1 und 3, die vor einem, im gezeigten Ausführungsbeispiel rechteckförmig geformten Reflektor 5 angeordnet sind, der mit seiner größeren Längserstreckung in Vertikalrichtung ausgerichtet ist. Thus, this antenna array comprises radiating element modules 1 and 3, the front of a, rectangular-shaped in the embodiment shown the reflector 5 are arranged, which is aligned with its greater longitudinal extent in the vertical direction.

Der Reflektor ist leitend. The reflector is conductive. Auf der Rückseite des Reflektors kann sich ein Speisenetzwerk befinden, worüber das erste wie auch das zweite Strahlermodul elektrisch angeschlossen sind. On the back of the reflector, a feed network may be located, what the first and also the second radiator module are electrically connected. In der Regel ist dazu ein gemeinsames Speisenetzwerk vorgesehen, worüber die erste und zweite Gruppe der Strahlermodule 1, 3 mit einer definierten Leistung und Phase zur Ausformung der vertikalen Strahlungscharakteristik gespeist werden. In general, a common feed network is provided for this purpose, via which the first and second groups of emitter modules 1, 3 can be supplied with a defined power and phase for forming the vertical radiation pattern. Dabei übernimmt hierbei das Speisenetzwerk zusätzlich auch den Ausgleich bezüglich der unterschiedlichen Phasenlage der verschiedenen Primärstrahler-Module. In this case, the feed network in addition also takes over the balance regarding the different phasing of the various primary radiator modules. Das erste Strahlermodul 1 besteht dabei aus mehreren Dipolen 1a, nämlich im gezeigten Ausführungsbeispiel aus vier Dipolen 1a, die nach Art eines Dipolquadrates angeordnet sind. The first radiating element module 1 consists of a plurality of dipoles 1a, namely, in the illustrated embodiment of four dipoles 1a, which are arranged in the manner of a dipole square. Die Dipole 1a werden über eine sogenannte Symmetrierung 7 gegenüber dem Reflektor oder einer dahinter befindlichen Platine mechanisch gehalten und über das erwähnte Speisenetzwerk elektrisch kontaktiert, also gespeist. The dipoles 1a are mechanically supported on a so-called balancing 7 relative to the reflector or a circuit board located behind and electrically contacted via said feed network, so fed.

Sowohl die zur ersten wie zur zweiten Gruppe gehörenden Primärstrahler-Module, also die Strahlermodule 1 und 3, sind so konzipiert, daß die Länge der Dipolelemente in etwa gleich ist und auf den gewünschten Frequenzbereich abgestimmt ist. Both belonging to the first group as the second primary radiator modules, that is, the radiating element modules 1 and 3 are so designed that the length of the dipole elements is about the same and is tuned to the desired frequency range. Durch die orthogonale Ausrichtung der Dipolelemente 1a (für das erste Strahlermodul 1) bzw. 3a (für das zweite Strahlermodul 3, worauf nachfolgend noch eingegangen wird) wird in bekannter Weise eine dual polarisierte Antenne (kurz auch X-polarisierte Antenne genannt) geschaffen, bei der die Dipole 1a und 3a jeweils in einem Winkel von +45° und -45° gegenüber der Vertikalen (bzw. gleichermaßen gegenüber der Horizontalen) ausgerichtet sind. (Which will be discussed below for the second radiating element module 3) is (in short also referred to as X-polarized antenna) in known manner, a dual polarized antenna created by the orthogonal orientation of the dipole elements 1a (the first radiator module 1) or 3a, wherein of the dipoles 1a and 3a are each at an angle of + 45 ° and -45 ° relative to the vertical (or equally with respect to the horizontal) orientation.

Das Reflektorblech selbst weist in horizontaler Abstrahlrichtung jeweils einen, im gezeigten Ausführungsbeispiel sich senkrecht von der Ebene des Reflektorbleches 5 in einer gewissen Höhe erhebenden Reflektorrand 6 auf, wodurch das Abstrahlungsdiagramm in vorteilhafter Weise mit beeinflußt werden kann. The reflector plate itself has in the horizontal direction of radiation a respective, vertically rising in the embodiment shown from the plane of the reflector plate 5 at a certain height reflector edge 6, whereby the radiation diagram can be influenced in an advantageous manner.

Versetzt zwischen den nach Art eines Dipolquadrates gebildeten Strahlermodulen 1 befinden sich nunmehr Strahlermodule 3. Diese zweiten Strahlermodule 3 sind im gezeigten Ausführungsbeispiel nicht als Dipolquadrate, sondern in Form eines Kreuzdipoles gebildet. Offset between the formed in the manner of a dipole square radiating element modules 1 are now radiator modules 3. These second radiating element modules 3 are formed in the embodiment shown not as a dipole squares, but in the form of a Kreuzdipoles. Die beiden orthogonal aufeinander stehenden Dipole 3a werden ebenfalls wieder, wie die ihnen zugeordnete Symmetrierung 9, gegenüber dem Reflektor oder einer dahinter befindlichen Platine mechanisch abgestützt und elektrisch gespeist. The two mutually orthogonal dipoles 3a also how their associated balancing 9, with respect to the reflector or a circuit board located behind mechanically supported and electrically powered.

Der Vertikalabstand zwischen zwei benachbarten Strahlermodulen 1 und 3 entspricht immer dem halben Abstand zwischen zwei Strahlermodulen 1 bzw. zwei Strahlermodulen 3. Mit anderen Worten ist immer ein Strahlermodul der einen Gruppe mittig zwischen dem Vertikalabstand zweier Strahlermodule der anderen Gruppe angeordnet. The vertical distance between two adjacent radiating element modules 1 and 3 always corresponds to half the distance between two radiating element modules 1 and two radiating element modules 3. In other words, is always a radiator module of the one group arranged centrally between the vertical distance between two radiator modules of the other group.

Beide Gruppen von Strahlermodulen 1 und 3 werden durch ein gemeinsames Speisenetzwerk mit einer definierten Leistung und Phase zur Ausformung der vertikalen Strahlungscharakteristik gespeist. Both groups of radiating element modules 1 and 3 are fed by a common feed network with a defined power and phase for forming the vertical radiation pattern. Mit anderen Worten werden beide Strahlermodule in einem gleichen Frequenzbereich betrieben. In other words, both radiator modules are operated in a same frequency range. Bei Verwendung von Dipolelementen, beispielsweise in Form von Kreuzdipolen, Dipolquadraten etc., weisen also die Dipole wie gewohnt in etwa gleiche Länge auf. When using dipole elements, for example in the form of crossed dipoles, dipole squares, etc., and therefore have the dipoles as usual on approximately the same length.

Wie es sich insbesondere auch aus der Seitenansicht gemäß Figur 2 ergibt, müssen die einzelnen Dipolelemente 1a, 3a nicht in einer gleichen gemeinsamen Höhe liegen. As apparent in particular from the side view according to FIG 2, the individual dipole elements 1a, 3a do not have to lie in a same common height. Bevorzugt beträgt der Abstand zwischen der Ebene des Reflektors 5 und der Ebene der Dipole 1a bzw. 3a nicht mehr als eine Wellenlänge und nicht weniger als 1/20 der Wellenlänge. Preferably, the distance between the plane of reflector 5 and the plane of the dipoles is 1a or 3a is not more than one wavelength, and not less than 1/20 of the wavelength. Besonders günstige Bereiche ergeben sich dann, wenn der Abstand zwischen dem Reflektor 5 und der Ebene der Dipolelemente 1a, 3a nicht mehr als 40% der Wellenlänge, vorzugsweise nicht mehr als 30% der Wellenlänge beträgt. Particularly favorable areas are then obtained when the distance between the reflector 5 and the plane of the dipole elements 1a, 3a not more than 40% of the wavelength, preferably not more than 30% of the wavelength.

Unter der Wellenlänge ist die Betriebswellenlänge zu verstehen, bezogen auf die Betriebsfrequenz bzw. den Frequenzbandbereich der Antenne, in der dieser betrieben wird. Of the wavelength, the operating wavelength is to be understood, based on the operating frequency or the frequency band region in which it is operated the antenna. Im gezeigten Ausführungsbeispiel würde die Antenne in einem Bereich von 1,71 GHz bis ca. 1,90 GHz betrieben werden, also eine Mittenfrequenz von ca. 1,80 GHz aufweisen. In the illustrated embodiment, the antenna would be operated in a range of 1.71 GHz to about 1.90 GHz, ie have a center frequency of about 1.80 GHz. Derartige Antennen werden im Mobilfunkbereich eingesetzt. Such antennas are used in mobile communications. Als günstige untere Grenzwerte ergeben sich für den in Rede stehenden Abstand zwischen den Dipolen und der Ebene des Reflektors Werte, die 10% oder mehr, insbesondere 20% oder 1/4 der Wellenlänge (Betriebswellenlänge) betragen sollen. As a favorable lower limit values ​​are obtained for the distance in question between the dipoles and the plane of the reflector values ​​to be 10% or more, particularly 20% or 1/4 of the wavelength (operating wavelength). Dabei müssen die Dipole 1a nicht in der gleichen Abstandsebene gegenüber dem Reflektor 5 wie die Dipole 3a liegen, wie es sich auch aus Figur 2 ergibt. The dipoles 1a do not lie in the same pitch plane relative to the reflector 5 as the dipoles 3a, as it is also clear from FIG. 2

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 1 und 2 ist auch ersichtlich, daß die die Dipole tragenden Symmetrierungen 7 beispielsweise für das Dipolquadrat, wie aber auch die die Dipole 3a tragenden Symmetrierungen 9 für die zweite Gruppe der Primärstrahler-Module nicht senkrecht zur Reflektorebene, sondern schräg zu dieser verlaufen können. In the embodiment according to FIGS 1 and 2 it is also seen that the dipoles bearing baluns 7, for example for the dipole square, as well as the dipoles 3a bearing baluns 9 for the second group of the primary radiator modules not perpendicular to the reflector plane, but at an angle may extend to this. Gerade auch dadurch kann der Abstand der Dipolelemente zur Ebene des Reflektors 5 kleiner als 1/4 der Wellenlänge sein, beispielsweise weniger als 0,2 der Wellenlänge betragen. Especially characterized the distance of the dipole elements to the plane of the reflector 5 may be smaller than 1/4 of the wavelength, for example, be less than 0.2 of the wavelength. Es können aber auch noch andere Halterungen für die Dipole vorgesehen sein, die nicht gleichzeitig für die Symmetrierungen arbeiten müssen. but it can also be provided other supports for the dipoles do not have to work simultaneously for the baluns.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel besteht also das lineare, vertikal gestockte Antennenarray aus jeweils zwei Paaren von Antennenmodulen 1 und 3, wobei die Antennenmodule 1 aus Dipolquadraten und die Antennenmodule 3 aus Kreuzdipolen gebildet sind. In the illustrated exemplary embodiment, there is a linear, vertical bushhammered antenna array by two pairs of antenna modules 1 and 3, wherein the antenna modules 1 of dipole squares, and the antenna modules 3 are formed of crossed dipoles.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel einer dual polarisierten Antenne mit beispielsweise +/- 45° Polarisationsausrichtung führt die Kombination der Strahlermodule 1 in Form von Kreuzdipolen mit einer horizontalen Halbwertsbreite von beispielsweise ca. 85° mit den Strahlermodulen 3 in Form der erwähnten Dipolquadrate mit einer horizontalen Halbwertsbreite von ca. 65° zu einer resultierenden horizontalen Halbwertsbreite der gesamten dual polarisierten Antenne von ca. 75°. In the illustrated embodiment of a dual polarized antenna with, for example +/- 45 ° polarization orientation, the combination of the radiating element modules 1 in the form of crossed dipoles leads to a horizontal half-value width for example of approximately 85 ° with the radiating element modules 3 in the form of the aforementioned dipole squares with a horizontal half-value width of about 65 ° to a resultant horizontal half-value width of the entire dual-polarized antenna of approximately 75 °.

Nachfolgend wird auf ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 3 und 4 Bezug genommen, bei welchem die erste und zweite Gruppe der Strahlermodule nicht aus +/-45° dual polarisierten Primärstrahler-Modulen 1, 3, sondern aus linear polarisierten Strahlermodulen 1, 3 besteht. Subsequently, wherein the first and second groups of emitter modules is made to a modified embodiment according to Figures 3 and 4, does not consist of +/- 45 ° dual-polarized primary radiator modules 1, 3, but from linearly polarized radiating element modules 1; 3.

Die Strahlermodule 1 bestehen dabei aus in vertikaler Richtung ausgerichteten Dipolen 1a, die in Horizontalrichtung mit Seitenversatz doppelt nebeneinander angeordnet sind. The radiating element modules 1 consist of vertically aligned dipoles 1a, which are arranged in the horizontal direction with a lateral offset double side by side.

Zwischen zwei jeweils so gebildeten doppelten, einfach polarisierten Primärstrahler-Modulen 1 sind dazwischenliegend jeweils linear polarisierte Strahlermodule 3 angeordnet, die jeweils aus einem vertikal ausgerichteten Dipol 3a bestehen. Between two thus formed in each case double, single-polarized primary radiator modules 1 are each linearly polarized antenna modules 3 are disposed therebetween, each consisting of a vertically oriented dipole 3a.

Ferner sind aus Figur 3 auch wieder die Symmetrierungen 7 für die Strahlermodule 1 und die Symmetrierungen 9 für die Strahlermodule 3 ersichtlich. Further, the balancing elements 7 for the radiating element modules 1 and the baluns 9 for the radiator modules 3 of Figure 3 are again visible.

Anhand dieses Ausführungsbeispieles gemäß den Figuren 3 und 4 ist auch ersichtlich, daß auch der Aufbau der Antenne zu einer Horizontalebene symmetrisch ist, dh die Anzahl der Strahlermodule 3 ungeradzahlig ist (in diesem Ausführungsbeispiel aus drei Modulen bestehend), wohingegen die Strahlermodule 1 in den dazwischenliegenden Abständen nur zweimal vorkommen. On the basis of this embodiment according to the figures 3 and 4 can also be seen that even the construction of the antenna is symmetrical about a horizontal plane, ie the number of radiator modules 3 is an odd number (in this embodiment, three modules consisting), whereas the radiator modules 1 intermediate in the intervals occur only twice.

Anhand des Ausführungsbeispieles gemäß Figur 5 ist eine Abwandlung für Patchstrahler gezeigt, die ebenfalls wieder über entsprechende Halterungen 7 bzw. 9 fixiert sind. On the basis of the embodiment according to FIG 5 shows a modification of patch antenna is shown, which are also fixed again via respective supports 7 and 9 respectively.

Die Strahlermodule 1 bestehen dabei aus doppelt vorgesehenen und horizontal mit Seitenversatz nebeneinander angeordneten Patchstrahlern, wohingegen die zur zweiten Gruppe gehörenden Patchstrahler nur einfach vorgesehen sind. The radiating element modules 1 consist of double horizontal and provided with a lateral offset patch radiators arranged side by side, whereas the members of the second group patch antenna are only simply provided. Auch ansonsten ist der Aufbau des so gebildeten Antennenarrays vergleichbar mit den vorausgegangenen Ausführungsbeispielen, wobei der Abstand zwischen der Ebene des Reflektors 5 und der Ebene der Patchstrahler-Elemente bekanntermaßen geringer ist. Also otherwise the structure of the antenna array thus formed is similar to the previous embodiments, wherein the distance between the plane of reflector 5 and the plane of the patch antenna elements is known to be lower.

Wie aus den Ausführungsbeispielen ersichtlich ist, können entweder gleich viele Primärstrahler-Module 1 des ersten Typs und Primärstrahler-Module 3 des zweiten Typs vorgesehen sein, oder es kann sich diese Anzahl bevorzugt um eins unterscheiden, wodurch ein symmetrischer Antennenaufbau auch zu einer Horizontalebene gebildet wird. As is apparent from the embodiments, either the same number of primary radiator modules 1 of the first type and primary radiator modules 3 of the second type may be provided, or can preferably distinguish this number by one, whereby a symmetric antenna structure is also formed to a horizontal plane ,

Claims (12)

  1. Antenna array comprising at least two radiator modules or radiators (1, 3) arranged vertically one above the other, which are located in front of a reflector (5) and are fed by a preferably common feed network with a defined power and phase, characterized by the following features
    at least one first primary radiator module or one first radiator (1) of a first type and at least one second primary radiator module or one second radiator (3) of a second type are provided, which are arranged at a distance vertically one above the other,
    the at least one or the plurality of primary radiator module or modules or the at least one first radiator (1) of the first type has or have a different horizontal half-value width to the at least one or the plurality of primary radiator module or modules or the at least one second radiator (3) of the second type, as a result of which the overall antenna can have an overall horizontal half-value width which is different to this, and
    the at least one or the plurality of primary radiator module or modules or the at least one first radiator (1) of the first type has or have a different physical design to the at least one or the plurality of primary radiator module or modules or the at least one second radiator (3) of the second type.
  2. Antenna array with at least a first and at least a second radiator (1, 3) which are arranged vertically one above the other in front of a reflector (5) and emit in the same direction, characterized by the following features
    the first radiator (1) has a different design to the second radiator (3),
    the first radiator (1) has a different horizontal half-value width to the second radiator (3), and
    when the first radiator (1) and the second radiator (3) are being operated together, they form an overall half-value width which is different to both the half-value width of the first radiator (1) and to the half-value width of the second radiator (3) when being operated on their own.
  3. Antenna array according to Claim 1 or 2, characterized in that the half-value widths of the primary radiator modules or of the first and second radiators (1, 3) differ from one another by at least 10°, preferably by at least 20°, 25° or 30°.
  4. Antenna array according to Claim 1, 2 or 3, characterized in that a plurality of first primary radiator modules or first radiators (1) and a plurality of second primary radiator modules or second radiators (3) are provided, which are arranged alternately vertically one above the other.
  5. Antenna array according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the at least one first primary radiator module or the at least one first radiator (1) and the at least one second primary radiator module or the at least one second radiator (3) are linear polarized antennas.
  6. Antenna array according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the at least one first primary radiator module or the at least one first radiator (1) is or are composed of double dipoles, and the at least one second primary radiator module or the at least one second radiator (3) is or are composed of single dipoles.
  7. Antenna array according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the at least one first and the at least one second primary radiator module and the at least one first and the at least one second radiator (1, 3) comprise dual-polarized antennas.
  8. Antenna array according to one of Claims 1 to 7, characterized in that, in the case of a dual-polarized antenna module, the first primary radiator modules or first radiators (1) comprise dipole squares (1a), and the second primary radiator modules or the second radiators (3) comprise cross-dipoles (3a).
  9. Antenna array according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the first and second primary radiator modules or first and second radiators (1, 3) comprise patch radiators.
  10. Antenna array according to one of Claims 1 to 8, characterized in that the first primary radiator modules or radiators (1) comprise dipoles (1a, 3a), and the second primary radiator modules or radiators (3) comprise patch radiators.
  11. Antenna array according to one of Claims 1 to 10, characterized in that the antenna array comprises a combination of radiators, which have more than two different types, whose designs differ.
  12. Antenna array according to one of Claims 1 to 11, characterized in that the number of first primary radiator modules or radiators (1) is even, and the number of second primary radiator modules or radiators (3) is odd, or vice versa.
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