EP1194982A1 - Antenne - Google Patents

Antenne

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EP1194982A1
EP1194982A1 EP00944010A EP00944010A EP1194982A1 EP 1194982 A1 EP1194982 A1 EP 1194982A1 EP 00944010 A EP00944010 A EP 00944010A EP 00944010 A EP00944010 A EP 00944010A EP 1194982 A1 EP1194982 A1 EP 1194982A1
Authority
EP
European Patent Office
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antenna according
decoupling element
decoupling
radiators
reflector
Prior art date
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EP00944010A
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English (en)
French (fr)
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EP1194982B9 (de
EP1194982B1 (de
Inventor
Max GÖTTL
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Kathrein SE
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Kathrein Werke KG
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Publication date
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Publication of EP1194982A1 publication Critical patent/EP1194982A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1194982B1 publication Critical patent/EP1194982B1/de
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    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
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    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/08—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart the units being spaced along or adjacent to a rectilinear path
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    • H01Q1/525—Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure reducing the coupling between adjacent antennas between emitting and receiving antennas
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    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/16—Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole

Definitions

  • the invention relates to an antenna with at least two powered radiators according to the preamble of claim 1.
  • radiators with at least two, ie with a plurality of supplied radiators it is known that it is important to achieve the highest possible decoupling between the different radiators.
  • a high level of decoupling between the radiators of one polarization and the radiators of the other polarization orthogonal to it is desirable.
  • Such arrays can consist, for example, of several elements in the form of dipoles, slots or planar emitter elements, such as those from EP 0 685 900 AI or from the prior publication "Antennas", Part 2, Bibliographical Institute in Mannheim / Vienna / Zurich, 1970, pages 47 to 50 are known.
  • radiators are usually arranged in front of a reflector. It proves to be disadvantageous that the decoupling, which is good per se, in particular between radiators with orthogonal polarizations, is impaired by the arrangement as an array, in particular by the influences of the reflector.
  • decoupling devices in the form of strips or crosses between the radiators, in particular when the strips are used, these are arranged along the connecting line of two antenna devices of an antenna array which are offset from one another.
  • these strips are not arranged transversely to the connecting direction of two antenna arrangements, but parallel to the connecting line between two adjacent antenna devices.
  • Decoupling elements propose passive strip arrangements that are staggered between two Antenna devices arranged in the manner of an antenna array are provided centrally between them in the direction transverse to the mounting direction of the radiators, or else parallel to the mounting direction and are arranged laterally from the radiators.
  • this arrangement already corresponds to the previously published US Pat. No. 3,541,559, which also proposes to arrange the individual decoupling elements laterally from the individual antennas in the manner of a frame.
  • GB 2 171 257 A also discloses an antenna array which has a plurality of dipoles arranged vertically one above the other, a projecting element being arranged above two dipoles arranged one above the other, which element is intended to improve the decoupling between the dipoles.
  • this antenna array which is known from this publication, is constructed using stripline technology.
  • the object of the present invention is to provide a further improved possibility for decoupling the various radiators in antennas with at least two fed radiators, in particular in antenna arrays and in particular in dual-polarized antenna arrays.
  • the decoupling elements which are preferably rod-shaped, are aligned with a component in the direction of propagation of the electromagnetic waves, that is to say in particular perpendicular to the plane of the reflector plate, at least these components representing a larger value than a component perpendicular to them. If the decoupling elements are in the form of a rod, this means with others
  • the system according to the invention - and this is particularly surprising - has decisive advantages, particularly in the case of dual-polarized antennas, which in particular comprise at least one cross dipole or at least one dipole square. In contrast, those from the
  • GB 2 171 257 A known coupling elements only a dipole arrangement of a polarization, which are also adjacent.
  • two orthogonal polarizations are preferably affected in each case, in which no vertically adjacent radiators, which could be decoupled, are provided.
  • Another difference from the prior art is that dual-polarized antennas use two separate inputs, between which a decoupling (or isolation) must be measurable, while with the improved decoupling, such a decoupling cannot be measured in a deeper arrangement with only one polarization is (since there is only one input).
  • the decoupling elements according to the invention are preferably rod-shaped and / or peg-shaped.
  • the decoupling elements according to the invention can be arranged, for example, between two radiators, for example between two or more vertically polarized or horizontally polarized radiators, in each case in the region of the connecting line of these radiators.
  • the decoupling elements according to the invention which are preferably perpendicular to the reflector plate, can be arranged in the immediate region between the individual dipole halves, for example in a plan view of an bisector of a cross dipole arrangement.
  • one or more of the inventive Coupling elements can be arranged, for example, in the case of a dipole square within the dipole square, and in turn here preferably on an bisector of the dipole square.
  • the rod-shaped decoupling elements according to the invention extend, as stated, with their greatest longitudinal extension or component in the direction of propagation of the magnetic waves and / or perpendicular to the reflector plane.
  • the decoupling elements can have a uniform cross-section or a wide variety of cross-sectional shapes, for example with a round or with regular or irregular n-polygonal, for example square or hexagonal cross-section, etc.
  • the cross section can also vary over the length of the decoupling elements according to the invention. It is also possible that the cross-sectional areas are not rotationally symmetrical, but, for example, have different longitudinal extensions along two intersecting axes that are perpendicular to one another and run parallel to the reflector surface.
  • decoupling elements according to the invention are provided, in particular also at their end opposite the reflector plate, with formations or attachments which also extend transversely to the vertical extension component of the decoupling elements and thus transversely to the direction of propagation of the electromagnetic waves and / or parallel to the level of the reflector sheet can extend.
  • Figure 1 a a schematic plan view of two dipoles arranged offset in the vertical mounting direction with the decoupling element according to the invention located therebetween.
  • Figure 1 b a schematic side view of the embodiment of Figure la along the arrow 2 in Figure 1;
  • Figure 2 a modified embodiment of an antenna in plan view
  • FIG. 3 a further modified exemplary embodiment of the invention using a cross dipole
  • Figure 3a a perspective view of the embodiment of Figure 3;
  • FIG. 3b a top view of the exemplary embodiment according to FIG. 3;
  • Figure 3c a schematic side view of the embodiment shown in Figures 3 to 3b along the arrow 2 in Figure 3;
  • FIG. 5 an antenna according to the invention with two cross dipoles arranged offset from one another;
  • FIG. 6 a further exemplary embodiment of the invention on the basis of two dipole squares arranged offset from one another;
  • Figures 7 to 10 different side representations of different embodiments for a decoupling element.
  • FIGS. 1 a and 1 b in which an antenna 1 with at least two radiators 3 is shown in a schematic plan view, namely from two dipole radiators 3 a, each with two dipole halves 13 ′, which according to the exemplary embodiment according to FIG. 1 are at a suitable distance a reflector 5 or a reflector plate 5 are arranged.
  • the associated symmetries 7 can be seen, by means of which the dipole halves 13 'are held relative to the reflector plate 5.
  • the dipole emitters 3a are with their dipole halves 13 'in Embodiment shown on a mounting line 11 arranged offset from each other.
  • a decoupling element 17 is also arranged perpendicular to the plane of the reflector 5, which in the exemplary embodiment shown consists of a rod-shaped and hexagonal in cross-section, i.e. Decoupling element 17a formed in the manner of a regular hexagon.
  • the decoupling element 17 or 17a formed in this way is conductively connected at its base 21 to the reflector 5, for example galvanically conductively connected or capacitively.
  • the length of the rod-shaped element i.e. its direction of extension parallel to the direction of propagation of the electromagnetic waves of the antenna 1 thus formed, i.e. perpendicular to the reflector 5 is preferably 0.05 to 1 times the wavelength of the frequency range of the antenna to be transmitted.
  • the diameter of the rod-shaped element can also vary widely and is preferably approximately 0.01 to 0.2 times the wavelengths to be transmitted.
  • 2 shows that a corresponding decoupling element 17, 17a can be provided between two radiators different from FIG. 1.
  • FIG. 2 there are two dipole emitters, each sitting in pairs in parallel alignment above and below the decoupling element. This results in a side view according to arrow 2 in FIG. 2, as shown in relation to the exemplary embodiment in FIG. 1b.
  • an antenna 1 which comprises two dipole radiators joined to form a cross dipole 3b.
  • a corresponding decoupling element 17, 17a is arranged in the region of the cross dipole 3b on an angle bisector 27 in the dipole radiator arranged in a cross shape.
  • a dipole square 3c is shown in a corresponding distance in front of a reflector 5, two decoupling elements 17, 17a lying on an bisector 27 in the area of the cross dipole 3c being shown, each in an area between the corner points 29 of the dipole square and the center point 31 of the dipole square.
  • two radiator devices arranged vertically one above the other in the form of two cross-radiators 36 are shown in front of a vertically running reflector 5, a decoupling element 17, 17a according to the invention being shown in the center on the vertical attachment or connecting line 11, which is also parallel again to the direction of propagation of the electromagnetic waves of the radiators, in other words perpendicular to the plane of the reflector 5.
  • two dipole squares 3, 3c shown with reference to FIG. 4 are arranged at a vertical distance along a vertical connection axis 11 in front of a reflector 5, each with two decoupling elements 17, 17a explained within the dipole square according to FIG.
  • a fifth rod-shaped rod perpendicular to the reflector 5 is centered between the two mutually facing corner points 35 of the dipole squares 3c thus formed. shaped decoupling element.
  • the decoupling elements 17, 17a can also be shaped differently in wide areas, in particular also be provided with a different cross section.
  • the cross section of the decoupling elements 17, 17a can, for example, be n-polygonal, round, elliptical, with partially convex and concave successive circumferential sections or else in some other way, the entire longitudinal extent of the decoupling element 17, 17a formed in this way or its extension component being vertical to the reflector 5 and / or parallel to the direction of propagation of the electromagnetic waves of the antenna 1 has a dimension which is greater than the cross-sectional dimension in any transverse direction parallel to the plane of the reflector 5.
  • the cross-sectional shape can be transverse to the direction of extension or parallel to the reflector 5 Vary the length of the decoupling element 17, 17a not only in terms of its extent, but also in terms of its shape.
  • further structural elements may be provided, for example conical or spherical attachments, or asymmetrical attachments, bar-shaped attachments etc., these attachments being a measure parallel to the reflector 5 or have electromagnetic waves transverse to the direction of propagation, which is shorter than the extension component in the direction of propagation of the electromagnetic waves, that is to say perpendicular to the reflector 5.
  • the main direction of extent 25 (FIG. 1 a) of the decoupling element 17 according to the invention is therefore provided in an angular range of more than 45 ° with respect to the plane of the reflector 5 up to preferably 90 °, that is to say perpendicular to the plane of the reflector 5.
  • FIG. 7 shows a cross-sectional illustration of the reflector plane 5 and a decoupling element 17 seated thereon, which, as explained, can also be arranged obliquely, that is to say not perpendicular to the plane of the reflector plate 5.
  • the angle, ie the angle formed by the vertical 41 on the plane of the reflector 5 to the direction of extent 43 of the decoupling element 17, is less than 45 ' , preferably less than 30' or 15 ", preferably just 0".
  • the normal 41 based on the plane of the reflector 5, corresponds in the far field view to the direction of propagation of the electromagnetic waves.
  • FIG. 8 it is shown that the decoupling element can also have different cross-sectional shapes and dimensions in terms of its length.
  • attachments or shoulders 45 can be formed on the coupling element, in particular at the upper end of the decoupling element 17, which also protrude beyond the outside dimension of the part of the decoupling element 17 underneath.
  • Figure 9 for. B. shown a spherical attachment.
  • FIG. 10 indicates a short rod-shaped attachment 45, the maximum transverse extent of which, however, is less than the total height of the decoupling element 17.

Landscapes

  • Aerials With Secondary Devices (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Details Of Aerials (AREA)
  • Support Of Aerials (AREA)

Description

Antenne
Die Erfindung betrifft eine Antenne mit zumindest zwei gespeisten Strahlern nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Bei Antennen mit zumindest zwei, d.h. mit mehreren gespeisten Strahlern, ist es bekanntermaßen wichtig, zwi- sehen den verschiedenen Strahlern eine möglichst hohe Entkopplung zu erzielen. Insbesondere bei dualpolarisierten Strahlern oder Arrays ist eine hohe Entkopplung zwischen den Strahlern der einen Polarisation und den Strahlern der anderen orthogonal dazu stehenden Polarisation erwünscht. Derartige Arrays können beispielsweise aus mehreren Elementen in Form von Dipolen, Schlitzen oder Planarstrahlerelementen bestehen, wie sie beispielsweise aus der EP 0 685 900 AI oder aus der Vorveröffentlichung "Antennen", 2. Teil, bibliographisches Institut in Mann- heim/Wien/Zürich, 1970, Seiten 47 bis 50 bekannt sind. Daraus sind beispielsweise Rundstrahler mit horizontaler Polarisation in Form eines Dipolquadrates oder eines Dipolkreuzes bekannt, welche eine Kopplung zwischen den beiden um 90° räumlich versetzten Systemen aufweisen.
Zur Erhöhung der Richtwirkung werden derartige Strahler üblicherweise vor einem Reflektor angeordnet. Als nachteilig erweist sich dabei, dass die an sich gute Entkopplung insbesondere zwischen Strahlern mit orthogonalen Polarisationen durch die Anordnung als Array, insbesondere durch die Einflüsse des Reflektors verschlechtert wird.
Um diese vorstehend genannten Nachteile zu kompensieren, sind bereits entsprechende Entkopplungselemente vorgeschlagen worden.
Gemäß der vorveröffentlichten DE 196 27 015 AI ist vorgeschlagen worden, zwischen den Strahlern Entkoppeleinrichtungen in Form von Streifen oder Kreuzen anzuordnen, wobei insbesondere bei Verwendung der Streifen diese längs der Verbindungslinie zweier versetzt zueinander abgeordneter Antenneneinrichtungen eines Antennenarrays angeordnet sind. Im Gegensatz zu demgegenüber vorbekannten Lösungen sind diese Streifen nicht quer zur Verbindungsrichtung zweier Antennenanordnungen angeordnet, sondern parallel zur Verbindungslinie zwischen zwei benachbarten Antenneneinrichtungen .
Gemäß der vorveröffentlichten DE 198 21 223 AI werden als
Entkopplungselemente passive Streifenanordnungen vorge- schlagen, die zwischen jeweils zwei versetzt liegenden nach Art eines Antennenarrays angeordneten Antenneneinrichtungen mittig zwischen diesen in Querrichtung zur Anbaurichtung der Strahler verlaufend ausgerichtet vorgesehen sind, oder aber parallel zur Anbaurichtung und dabei seitlich von den Strahlern angeordnet sind. Diese Anordnung entspricht insoweit bereits der vorveröffentlichten US 3,541,559, die ebenfalls vorschlägt, die einzelnen Entkopplungselemente nach Art eines Rahmens seitlich von den einzelnen Antennen anzuordnen.
Aus der GB 2 171 257 A ist ferner ein Antennenarray bekannt, welches mehrere vertikal übereinander angeordnete Dipole aufweist, wobei jeweils über zwei übereinander angeordneten Dipolen ein vorstehendes Element angeordnet ist, welches zur Verbesserung der Entkopplung zwischen den Dipolen dienen soll. Dies aus dieser Druckschrift vorbekannte Antennenarray ist allerdings in Stripleitungs- technik aufgebaut .
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es bei Antennen mit zumindest zwei gespeisten Strahlern, insbesondere bei Antennenarrays und dabei insbesondere bei dualpolarisier- ten Antennenarrays eine nochmals verbesserte Möglichkeit zur Entkopplung der diversen Strahler zu ermöglichen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Es muss als ausgesprochen überraschend bezeichnet werden, dass in völliger Abweichung zum gesamten vorveröffentlichten Stand der Technik nunmehr vorgeschlagen wird, leitende Entkopplungselemente zu verwenden, die sich mit ihrer Haupterstreckungsrichtung, also mit ihrer längsten Ausdehnung in Ausbreitungsrichtung der elektromagnetischen Welle und/oder mit ihrer längsten Ausdehnung senkrecht zu einem Reflektor ausgerichtet sind. Dabei muss die Aus- richtung nicht exakt in Ausbreitungsrichtung der elektromagnetischen Welle bzw. nicht exakt der Senkrechen zur Ebene eines Reflektors entsprechen. Erfindungsgemäß ist lediglich vorgesehen, dass die Entkoppelelemente, die vorzugsweise stabförmig gestaltet sind, mit einer Kompo- nente in Ausbreitungsrichtung der elektromagnetischen Wellen, d.h. insbesondere senkrecht zu Reflektorblechebene verlaufend ausgerichtet sind, wobei zumindest diese Komponenten gegenüber einer senkrecht dazu stehenden Komponente einen größeren Wert darstellen. Bei stabförmiger Ausge- staltung der Entkopplungselemente heißt dies mit anderen
Worten, dass der Winkel zwischen der Längserstreckung der Entkoppelungselemente und einer Senkrechten zur Reflektorblechebene (also zur Ausbreitungsrichtung der elektromagnetischen Wellen) kleiner 45" ist.
Das erfindungsgemäße System - und dies ist besonders überraschend - weist entscheidungserhebliche Vorteile vor allem bei dualpolarisierten Antennen auf, die also insbesondere zumindest ein Kreuzdipol oder zumindest ein Dipolquadrat umfassen. Demgegenüber betreffen die aus der
GB 2 171 257 A bekannten Kopplungselemente nur eine Dipol- anordnung einer Polarisation, die zudem benachbart sind.
Erfindungsgemäß sind also bevorzugt jeweils zwei orthogonal aufeinander stehende Polarisationen betroffen, bei denen keine vertikal nebeneinander liegende Strahler, welche man entkoppeln könnte, vorgesehen sind. Ein weiterer Unterschied zum Stand der Technik besteht darin, dass bei dualpolarisierten Antennen zwei getrennte Eingänge genutzt werden, zwischen denen eine Entkopplung (oder Isolation) messbar sein muss, während bei der verbesserten Entkopplung bei einer tieferen Anordnung mit nur einer Polarisation eine derartige Entkopplung nicht messbar ist (da ja nur ein Eingang vorliegt) .
Wie erwähnt sind die erfindungsgemäßen Entkopplungselemente bevorzugt stab- und/oder zapfenförmig geformt.
Die erfindungsgemäßen Entkopplungselemente können dabei beispielsweise zwischen zwei Strahlern, beispielsweise zwischen zwei oder mehreren vertikal polarisierten oder horizontal polarisierten Strahlern jeweils im Bereich der Verbindungslinie dieser Strahler angeordnet sein.
Bei Kreuzdipolen beispielsweise können die bevorzugt senk- recht auf dem Reflektorblech sitzenden erfindungsgemäßen Entkopplungselemente in dem unmittelbaren Bereich zwischen den einzelnen Dipolhälften angeordnet sein, z.B. in Draufsicht auf einer Winkelhalbierenden einer Kreuzdipolanordnung. Ebenso können ein oder mehrere der erfindungsgemäßen Ent- kopplungselemente beispielsweise bei einem Dipolquadrat innerhalb des Dipolquadrates angeordnet sein, und hierbei wiederum bevorzugt auf einer Winkelhalbierenden des Dipolquadrates .
Die erfindungsgemäßen stabförmigen Entkopplungselemente erstrecken sich wie ausgeführt mit ihrer größten Längserstreckung oder -komponente in Ausbreitungsrichtung der magnetischen Wellen und/oder senkrecht zur Reflektorebene. Dabei können die Entkopplungselemente einen gleichförmigen Querschnitt oder unterschiedlichste Querschnittsformen aufweisen, beispielsweise mit rundem oder mit regelmäßigem oder unregelmäßigem n-polygonalen, beispielsweise quadratischem oder sechseckförmigem Querschnitt etc.
Der Querschnitt kann dabei aber auch über die Länge der erfindungsgemäßen Entkopplungselemente variieren. Ebenso ist es möglich, dass die Querschnittsflächen nicht rotationssymmetrisch sind, sondern beispielsweise unterschied- liehe Längserstreckungen längs zweier senkrecht zueinander stehender und parallel zur Reflektorfläche verlaufende Schnittachsen aufweisen.
Schließlich ist es auch möglich, dass die erfindungsge- mäßen Entkopplungselemente insbesondere auch an ihrem zum Reflektorblech gegenüberliegenden Ende mit Ausformungen oder Aufsätzen versehen sind, die sich auch quer zur vertikalen Erstreckungskomponente der Entkoppelungselemente und damit quer zur Ausbreitungsrichtung der elektromagne- tischen Wellen und/oder parallel zur Ebene des Reflektor- bleches erstrecken können.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbei- spielen näher erläutert . Dabei zeigen im einzelnen
Figur 1 a : eine schematische Draufsicht auf zwei in vertikaler Anbaurichtung versetzt zueinander angeordneten Dipolen mit dazwischen- sitzendem erfindungsgemäßen Entkopplungs- element.
Figur 1 b : eine schematische Seitenansicht des Ausführungsbeispieles nach Figur la längs des Pfeiles 2 in Figur 1 ;
Figur 2 : ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel einer Antenne in Draufsicht;
Figur 3 : ein weiteres abgewandeltes Ausführungsbei- spiel der Erfindung anhand eines Kreuzdipols;
Figur 3a : eine perspektivische Darstellung des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 3;
Figur 3b : eine Draufsicht auf das Ausführungsbei - spiel gemäß Figur 3 ;
Figur 3c : eine schematische Seitenansicht des Aus- führungsbeispiels gemäß den Figuren 3 bis 3b längs des Pfeiles 2 in Figur 3 ;
Figur 4 : ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel der
Erfindung für den Fall eines Dipolquadrates ;
Figur 5 : eine erfindungsgemäße Antenne mit zwei versetzt zueinander angeordneten Kreuzdipolen;
Figur 6 : ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand zweier versetzt zueinander angeordneter Dipolquadrate;
Figuren 7 bis 10: unterschiedliche Seitendarstellungen verschiedener Ausführungsformen für ein Entkopplungselement .
Nachfolgend wird auf Figur la und lb Bezug genommen, in welche in schematischer Draufsicht eine Antenne 1 mit zumindest zwei Strahlern 3 gezeigt ist, nämlich aus zwei Dipolstrahlern 3a mit jeweils zwei Dipolhälften 13', die gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 in entsprechendem geeigneten Abstand vor einem Reflektor 5 oder einem Reflektorblech 5 angeordnet sind. Gemäß der schematischen Seitendarstellung nach Figur lb sind die jeweils zugehörigen Symmetrierungen 7 ersichtlich, worüber die Dipolhälften 13' gegenüber dem Reflektorblech 5 gehalten sind.
Die Dipolstrahler 3a sind mit ihren Dipolhälften 13' im gezeigten Ausführungsbeispiel auf eine Anbaulinie 11 versetzt zueinander angeordnet.
Zwischen den beiden Strahlern 3 ist ein im gezeigten Aus- führungsbeispiel parallel zur Ausbreitungsrichtung der elektromagnetischen Welle (also bei Fernfeldbetrachtung senkrecht zur Betrachtungs- oder Zeichenebene), d.h. gleichzeitig auch senkrecht zur Ebene des Reflektors 5 ein erfindungsgemäßes Entkopplungselement 17 angeordnet, wel- ches im gezeigten Ausführungsbeispiel aus einem stabförmi- gen und im Querschnitt sechseckigen, d.h. nach Art eines regelmäßigen Sechsecks gebildeten Entkopplungselement 17a besteht.
Das so gebildete Entkopplungselement 17 bzw. 17a ist an seinem Fuß 21 mit dem Reflektor 5 leitend verbunden, beispielsweise galvanisch leitend verbunden oder kapazitiv.
Die Länge des stabförmigen Elementes, d.h. seine Erstrec- kungsrichtung parallel zur Ausbreitungsrichtung der elektromagnetischen Wellen der so gebildeten Antenne 1, d.h. senkrecht zum Reflektor 5 beträgt bevorzugt 0,05- bis 1- fache der Wellenlänge des zu übertragenden Frequenzbereiches der Antenne.
Der Durchmesser des stabförmigen Elementes kann ebenfalls in weiten Bereichen differieren und beträgt vorzugsweise ca. das 0,01- bis 0,2 -fache der zu übertragenden Wellenlängen. Anhand von Figur 2 ist gezeigt, dass ein entsprechendes Entkopplungselement 17, 17a zwischen zwei zu Figur 1 unterschiedlichen Strahlern vorgesehen sein kann. Es handelt sich bei Figur 2 um jeweils zwei Dipolstrahler, die jeweils paarweise in Parallelausrichtung oberhalb und unterhalb des Entkopplungselementes sitzen. Es ergibt sich dabei eine Seitenansicht gemäß Pfeil 2 in Figur 2, wie sie bezüglich des Ausführungsbeispieles nach Figur lb wiedergegeben ist.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 sowie den weiteren Figuren 3a bis 3c ist eine Antenne 1 gezeigt, die zwei zu einem Kreuzdipol 3b zusammengefügte Dipolstrahler um- fasst. Auf einer Winkelhalbierenden 27 bei der in Drauf - sieht kreuzförmig angeordneten Dipolstrahler sind im Bereich des Kreuzdipoles 3b liegend jeweils ein entsprechendes Entkopplungselement 17, 17a angeordnet. Es handelt sich hier also um eine dualpolarisierte Antennenanordnung mit einem Kreuzdipol, wobei besonders überraschend ist, dass das Entkopplungsprinzip bereits bei einem derartigen Kreuzdipol funktioniert. Wie bei Kreuzdipolen (oder beispielsweise Dipolquadraten) grundsätzlich bekannt ist, werden also zwei getrennte Eingänge zur Ansteuerung benutzt, zwischen denen eine Entkopplung (oder Isolation) messbar ist, wobei die Verwendung der erfindungsgemäßen Entkopplungseinrichtung auf diesem Wege nachweisbar ist. Dabei ist ferner überraschend, dass das erfindungsgemäße Prinzip der Entkopplungselemente auch dann funktioniert, wenn eine asymmetrische Anordnung verwendet wird, also beispielsweise in den Figuren 3 bis 3c nur eines der bei- den Entkopplungselemente verwendet wird.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 ist in Draufsicht ein Dipolquadrat 3c in entsprechendem Abstand vor einem Reflektor 5 gezeigt, wobei auf einer Winkelhalbierenden 27 im Bereich des Kreuzdipoles 3c liegend zwei Entkopplungselemente 17, 17 a gezeigt sind, die jeweils in einem Bereich zwischen den Eckpunkten 29 des Dipolquadrates und dem Mittelpunkt 31 des Dipolquadrates liegen.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5 sind zwei vertikal übereinander angeordnete Strahlereinrichtungen in Form von zwei Kreuzstrahlern 36 vor einem vertikal verlaufenden Reflektor 5 gezeigt, wobei auf der vertikalen Anbau- oder Verbindungslinie 11 mittig ein erfindungsgemäßes Entkopplungselement 17, 17a gezeigt ist, welches sich ebenfalls wieder parallel zur Ausbreitungsrichtung der elektromagnetischen Wellen der Strahler, mit anderen Worten senkrecht zur Ebene des Reflektors 5 erstreckt.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6 sind zwei anhand von Figur 4 gezeigte Dipolquadrate 3, 3c im Vertikalabstand längs einer Vertikalverbindungsachse 11 vor einem Reflektor 5 angeordnet, und zwar jeweils mit zwei inner- halb des Dipolquadrates entsprechend anhand von Figur 4 erläuterten Entkopplungselementen 17, 17a. Zusätzlich ist längs der vertikalen Verbindungslinie 11 im gezeigten Ausführungsbeispiel mittig zwischen den beiden aufeinander zuweisenden Eckpunkten 35 der so gebildeten Dipolquadrate 3c ein fünftes senkrecht zum Reflektor 5 sitzendes stab- förmiges Entkopplungselement eingezeichnet.
Der grundsätzlich Aufbau der Antenneneinrichtung und die Verwendung von entsprechenden Entkopplungselementen 17, 17a ist für verschiedene Antennentypen beschrieben worden. Es sind hier noch beliebig weitere Abwandlungen von Antennen, d.h. insbesondere andere Antennentypen und der Aufbau und die Anordnung unterschiedlicher Strahler denkbar, bei denen allesamt die erläuterten Entkopplungselemente 17, 17a eingesetzt werden können.
Abweichend von den gezeigten Ausführungsbeispielen können die Entkopplungselemente 17, 17a auch in weiten Bereichen anders geformt sein, insbesondere auch mit einem anderen Querschnitt versehen sein. Der Querschnitt der Entkopplungselemente 17, 17a kann beispielsweise n-polygonal, rund, elliptisch, mit teilweise konvexen und konkaven aufeinanderfolgenden Umfangsabschnitten oder auch in sonstiger Weise ausgebildet sein, wobei die gesamte Längser- Streckung des so gebildeten Entkopplungselementes 17, 17a bzw. dessen Erstreckungskomponente senkrecht zum Reflektor 5 und/oder parallel zur Ausbreitungsrichtung der elektromagnetischen Wellen der Antenne 1 ein Maß aufweist, welches größer ist als das Querschnittsmaß in einer belie- bigen Querrichtung parallel zur Ebene des Reflektors 5. So kann die Querschnittsform quer zur Erstreckungsrichtung oder parallel zum Reflektor 5 über die Länge des Entkopplungselementes 17, 17a nicht nur von dessen Erstreckungs- grδße sondern auch von der Form her variieren. Insbesonde- re kann an dem oben liegenden Ende des Entkopplungselemen- tes 17, 17a, also gegenüberliegend zu seinem auf dem Reflektor 5 sitzenden Fuß 21 noch weitere Strukturelemente vorgesehen sein, beispielsweise kegel- oder kugelförmige Aufsätze, oder unsymmetrische Ansätze, balkenförmige An- sätze etc., wobei diese Ansätze ein Maß in Parallelrichtung zum Reflektor 5 oder quer zur Ausbreitungsrichtung elektromagnetischen Wellen aufweisen, welches kürzer ist, als die Erstreckungskomponente in Ausbreitungsrichtung der elektromagnetischen Wellen, also senkrecht zum Reflektor 5.
Von daher ist die Haupterstreckungsrichtung 25 (Figur la) des erfindungsgemäßen Entkopplungselementes 17 in einem Winkelbereich von mehr als 45° gegenüber der Ebene des Reflektors 5 bis hin zu bevorzugt 90°, also senkrecht zur Ebene des Reflektors 5 verlaufend vorgesehen.
Anhand von Figur 7 werden weitere Variationsmöglichkeiten bzgl . der Entkopplungselemente 17 gezeigt. Figur 7 zeigt dabei eine Querschnittsdarstellung die Reflektorebene 5 und ein darauf sitzendes Entkopplungselement 17, welches wie erläutert auch schräg, also nicht senkrecht zur Ebene des Reflektorbleches 5 angeordnet sein kann. Der Winkel , d.h. der von der Senkrechten 41 auf die Ebene des Reflek- tors 5 zur Erstreckungsrichtung 43 des Entkopplungselements 17 gebildete Winkel ist dabei kleiner als 45', vorzugsweise kleiner als 30' oder 15", bevorzugt eben 0". Die Normale 41, bezogen auf die Ebene des Reflektors 5, entspricht dabei in der Fernfeldbetrachtung der Ausbrei - tungsrichtung der elektromagnetischen Wellen. Anhand von Figur 8 ist gezeigt, dass das Entkopplungs- element auch über seine Längserstreckung in der Höhe unterschiedliche Querschnittsformen und -maße aufweisen kann .
Anhand von Figur 9 ist gezeigt, dass an dem Kopplungselement Auf- oder Ansätze 45 insbesondere am oberen Ende des Entkopplungselements 17 ausgebildet sein können, die zudem auch das Außenmaß des darunter befindlichen Teils des Entkopplungselements 17 überragen. Anhand von Figur 9 ist z. B. ein kugelförmiger Aufsatz gezeigt.
Anhand von Figur 10 ist demgegenüber ein kurzer stabförmi- ger Aufsatz 45 angedeutet, dessen maximale Quererstreckung aber geringer ist als die Gesamthöhe des Entkopplungselements 17.
Weitere beliebige Abwandlungen im Rahmen des Erfindungsgedankens sind insoweit möglich.

Claims

Patentansprüche ;
1. Antenne mit zumindest einem oder mehreren dualpolari- sierten Strahlern (13, 13'), insbesondere in Form zumindest eines Kreuzdipols oder zumindest eines Dipolquadra- tes, und mit zumindest einem zusätzlichen passiven leitenden Kopplungselement (17) , dadurch gekennzeichnet, dass das Entkopplungselement (17) mit seiner engsten Erstreck- ungsrichtung oder zumindest einer Komponente des Entkopplungselementes (17) mit seiner längsten Erstreckungsrich- tung in Ausbreitungsrichtung der elektromagnetischen Wellen und/oder senkrecht zur Ebene des Reflektors (5) ausgerichtet verläuft.
2. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Entkopplungselement (17) an seinem Fuß (21) mit dem
Reflektor (5) galvanisch leitend verbunden ist.
3. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Entkopplungselement (17) an seinem Fuß (21) mit dem Reflektor (5) kapazitiv verbunden ist.
4. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Erstreckungslänge des Entkopplungs - elements (17) bzw. seine Komponente in Ausbreitungsrichtung der elektromagnetischen Wellen bzw. senkrecht zur Ebene des Reflektors (5) größer als das 0,05-fache der Wellenlänge der über die Strahler (3) gesendeten oder empfangenen elektromagnetischen Wellen ist.
5. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Erstreckungslänge des Entkopplungs - elements (17) bzw. seine Komponente in Ausbreitungsrichtung der elektromagnetischen Wellen bzw. senkrecht zur Ebene des Reflektors (5) kleiner als das 1-fache der Wellenlänge der über die Strahler (3) gesendeten oder emp- fangenen elektromagnetischen Wellen ist.
6. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Entkopplungselements (17) größer als das 0,01-fachte der Betriebswellen- länge ist.
7. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Entkopplungselements (17) kleiner als das 0,2-fache der Betriebswellen- länge ist.
8. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser quer zur Erstreckungs- richtung des Entkopplungselements (17) n-polygonal, rund, elliptisch oder unregelmäßig ist.
9. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel ( ) zwischen der Längser- streckung (43) des Entkopplungselements (17) und der Ausbreitungsrichtung (41) der elektromagnetischen Wellen bzw. der Normalen (41) auf die Ebene des Reflektors (5) kleiner 45' ist, vorzugsweise kleiner 30', 15', insbesondere um 0 ' .
10. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Entkopplungselement (17) insbesondere an seinem zum Fuß (21) gegenüberliegenden Ende mit einem An- oder Aufsatz (45) versehen ist, der das Querschnittsmaß des darunter befindlichen Abschnittes des Entkopplungselementes (17) überragt.
11. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der An- oder Aufsatz (45) kugelförmig, nach Art eines Vieleckes, stabförmig, etc. ausgebildet ist .
12. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Entkopplungselement (17) stab- oder streifenförmig oder hohlleiterförmig gebildet ist.
13. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Entkopplungselement (17) zwischen zwei benachbarten Strahlern (3) angeordnet ist .
14. Antenne nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Entkopplungselement (17) auf der Verbindungslinie (11) zwischen zwei benachbarten Strahlern
(3) vorzugsweise mittig dazu angeordnet ist.
15. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Kreuzdipol (3b) oder einem Dipolquadrat (3c) zumindest ein, vorzugsweise zumindest zwei Entkopplungselemente (17) im Bereich des Kreuzdipols oder Dipolquadrates angeordnet sind.
16. Antenne nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine oder die vorzugsweise zumindest zwei Entkopplungselemente (17) auf einer Winkelhalbieren- den zu dem Kreuzdipol (3b) bzw. zu dem Dipolquadrat (3c) angeordnet ist.
17. Antenne nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine, vorzugsweise die zumindest beiden Entkopplungselemente (17) auf der Winkelhalbierenden (27) zwischen dem Mittelpunkt des Strahlers und vor seiner äußeren Begrenzung angeordnet sind.
18. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Strahler (3) aus Strahlern zur
Übertragung von vertikalen Polarisationen, horizontalen Polarisationen, orthogonalen Polarisationen, insbesondere aus Dipolstrahlern oder Patchstrahlern bestehen.
19. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die gesamte Antennenanordnung einschließlich des zumindest einen Kopplungselementes (17) unsymmetrisch ist.
20. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die den dualpolarisierten Antennen zugeordneten zumindest beiden getrennten Eingänge voneinander messbar entkoppelt sind.
21. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass alle Kopplungselemente (17) gleich ausgeführt sind.
22. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein, vorzugsweise mehrere Kopplungselemente (17) bezogen auf die verbleibenden Kopplungselemente (17) unterschiedlich ausgebildet ist bzw. sind.
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