EP1194982B1 - Antenna - Google Patents
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- EP1194982B1 EP1194982B1 EP00944010A EP00944010A EP1194982B1 EP 1194982 B1 EP1194982 B1 EP 1194982B1 EP 00944010 A EP00944010 A EP 00944010A EP 00944010 A EP00944010 A EP 00944010A EP 1194982 B1 EP1194982 B1 EP 1194982B1
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- decoupling element
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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 fed emitters according to the preamble of the claim 1.
- an antenna array is also known, which several vertically stacked Having dipoles, wherein each of two superimposed arranged dipoles arranged a protruding element which is to improve the decoupling between the Should serve dipoles.
- This prior art antenna array is However, constructed in stripline or triplate technology. In addition, it has no reflector. Only a shield is provided for the triplate structure. But above all, it is in this known Antenna array not around a dual polarized antenna array, but an arrangement in which only one Polarization can be received or sent.
- Object of the present invention is in antennas with at least one powered dual polarized radiator (i.e., for example, an antenna having at least two dipole radiators, which are arranged dual polarized), in particular in dual polarized antenna arrays a further improved Possibility to decouple the various spotlights to enable.
- at least one powered dual polarized radiator i.e., for example, an antenna having at least two dipole radiators, which are arranged dual polarized
- conductive Decoupling elements to be used which coincide with their Main extension direction, so with their longest extent parallel to the propagation direction of the electromagnetic Wave in far-field viewing (i.e., parallel to the main beam direction of a single radiator, the adjacent is arranged to the decoupling element on the reflector) and / or with its longest extent perpendicular to one Reflector are aligned (i.e., at least perpendicular to Reflector in the region of the foot of the decoupling element).
- the alignment does not have to be exactly in the direction of propagation the electromagnetic wave or not exactly correspond to the depression to the plane of a reflector.
- the decoupling elements which are preferably designed rod-shaped, with a component in the propagation direction of the electromagnetic Waves, i. in particular perpendicular to Reflector plate plane are aligned, wherein at least these components opposite one perpendicular to it standing component is larger.
- the decoupling elements is called this with others Words, that the angle between the longitudinal extension a decoupling element and a perpendicular to Reflector plate plane (ie at least one vertical perpendicular to the reflector plate plane in the area of the foot of the Decoupling element) or the angle between the longitudinal extension a decoupling element and the Hauptausbreitungsraum an electromagnetic wave of a adjacent is less than 45 °.
- the Decoupling element either electrically galvanic or capacitively connected to the reflector.
- the inventive system - and this is particularly surprising - has decisive advantages dual polarized antennas, that is in particular at least one crossed dipole or at least one dipole square include.
- dual polarized antennas that is in particular at least one crossed dipole or at least one dipole square include.
- those from GB 2,171,257 A known decoupling only a dipole arrangement a polarization that are also adjacent.
- the decoupling elements according to the invention are preferably rod-shaped and / or cone-shaped.
- the decoupling elements according to the invention can thereby for example, between two radiators, for example between two or more vertically polarized or horizontally polarized radiators each in the range of Connecting line of these emitters be arranged.
- the preferred perpendicular on the reflector sheet sitting inventive Decoupling elements in the immediate area between the individual dipole halves, e.g. in plan view on an angle bisector of a Wiendipolan ever.
- one or more of the decoupling elements according to the invention for example, at a dipole square be located within the dipole square, and hereby again preferably on an angle bisector of the dipole square.
- the rod-shaped decoupling elements according to the invention extend as stated with their greatest longitudinal extent or component in the direction of propagation of magnetic waves and / or perpendicular to the reflector plane.
- the decoupling elements can be uniform Cross section or different cross-sectional shapes have, for example, with round or regular or irregular n-polygonal, for example square or hexagonal section, etc.
- the cross section can also be over the length of vary according to the invention decoupling elements.
- the cross-sectional areas are not rotationally symmetric are, but different, for example Longitudinal directions along two perpendicular to each other standing and parallel to the reflector surface extending Have cutting axes.
- the invention Decoupling elements in particular also at their for Reflector plate opposite end with formations or essays that are also transverse to the vertical Extension component of the decoupling elements and thus across the propagation direction of the electromagnetic Waves and / or parallel to the plane of the reflector sheet can extend.
- FIGS. 1a and 1b in FIG which in a schematic plan view of an antenna 1 with at least two radiators 3 is shown, namely two Dipole radiators 3a, each with two dipole halves 13 ', the according to the embodiment of Figure 1 in corresponding suitable distance in front of a reflector 5 or a Reflector plate 5 are arranged.
- the schematic Page representation of Figure 1b are the respectively associated Symmetries 7 can be seen, about which the dipole halves 13 'are held opposite the reflector plate 5.
- the dipole radiators 3a are with their dipole halves 13 'in shown embodiment is offset to a cultivation line 11 arranged to each other.
- Decoupling element 17 is arranged, which in the illustrated embodiment of a rod-shaped and hexagonal in cross-section, i. like one regular hexagon formed decoupling element 17a exists.
- the decoupling element 17 or 17a thus formed is on his foot 21 conductively connected to the reflector 5, for example electrically connected or capacitive.
- the length of the rod-shaped element i. its extension direction parallel to the propagation direction of the electromagnetic Waves of the thus formed antenna 1, i. perpendicular to the reflector 5 is preferably 0.05 to 1 times the wavelength of the frequency range to be transmitted the antenna.
- the diameter of the rod-shaped element can also differ widely and is preferably about 0.01 to 0.2 times the wavelengths to be transmitted.
- FIGS. 3a to 3c show an antenna 1 which has two comprises dipole radiators joined together to form a crossed dipole 3b.
- Cross-shaped dipole radiators are in the range of the cross dipole 3b lying respectively a corresponding one Decoupling element 17, 17a arranged.
- cross dipoles or for example Dipole squares
- two separate inputs are used to control, between which a decoupling (or isolation) is measurable, wherein the use of the invention Decoupling device is detectable in this way.
- inventive Principle of decoupling elements works well even then if an asymmetric arrangement is used, ie For example, in the figures 3 to 3c, only one of the two Decoupling elements is used.
- FIG. 4 is a plan view a dipole square 3c at a corresponding distance before a reflector 5 shown, wherein on an angle bisector 27 lying in the region of the cross dipoles 3c two Decoupling elements 17, 17 a are shown, each in an area between the vertices 29 of the dipole square and the center 31 of the dipole square.
- two are vertical superimposed radiator devices in the form of two cross radiators 36 in front of a vertically extending Reflector 5 shown, wherein on the vertical cultivation or Connecting line 11 in the middle of an inventive decoupling element 17, 17a, which is also shown again parallel to the propagation direction of the electromagnetic Waves of the spotlights, in other words vertical extends to the plane of the reflector 5.
- the decoupling elements 17, 17a in wide areas be shaped differently, especially with another Cross section be provided.
- the cross-section of the decoupling elements 17, 17a may be, for example, n-polygonal, round, elliptical, with partly convex and concave successive peripheral sections or in other Be formed manner, wherein the entire longitudinal extent of the decoupling element 17, 17a thus formed or its extension component perpendicular to the reflector 5 and / or parallel to the propagation direction of the electromagnetic Waves of the antenna 1 has a degree, which is greater than the cross-sectional dimension in any one Transverse direction parallel to the plane of the reflector 5.
- the main extension direction 25 (FIG. 1a) is of the decoupling element 17 according to the invention in one Angular range of more than 45 ° relative to the plane of the Reflector 5 up to preferably 90 °, ie perpendicular to Level of the reflector 5 extending provided.
- Figure 7 shows while a cross-sectional representation of the reflector plane. 5 and a decoupling element 17 seated thereon, which as explained also obliquely, so not perpendicular to the plane of the reflector sheet 5 can be arranged.
- the angle ⁇ i.e. that of the vertical 41 to the plane of the reflector 5 to the extension direction 43 of the decoupling element 17 formed angle ⁇ is less than 45 °, preferably less than 30 ° or 15 °, preferably just 0 °.
- the normal 41 with respect to the plane of the reflector 5, corresponds to the propagation direction in the far field view the electromagnetic waves.
- the decoupling element also different over its longitudinal extent in height Have cross-sectional shapes and dimensions can.
- FIG. 10 shows a short rod-shaped one Attachment 45 indicated, whose maximum transverse extent but less than the total height of the decoupling element 17th
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Antenne mit zumindest zwei gespeisten Strahlern nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to an antenna with at least two fed emitters according to the preamble of the claim 1.
Bei Antennen mit zumindest zwei, d.h. mit mehreren gespeisten
Strahlern, ist es bekanntermaßen wichtig, zwischen
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 A1 oder aus der Vorveröffentlichung
"Antennen", 2. Teil, bibliographisches Institut in Mannheim/Wien/Zürich,
1970, Seiten 47 bis 50 bekannt sind. For antennas with at least two, i. fed with several
Spotlights, it is known to be important between
the different emitters as high as possible
To achieve decoupling. Especially with dual-polarized
Emitters or arrays is a high decoupling between
the emitters of one polarization and the emitters
the other orthogonal polarization
he wishes. Such arrays can be made, for example
several elements in the form of dipoles, slots or
Planar radiator elements exist, as for example
from EP 0 685 900 A1 or from the prior publication
"Antennas",
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.These are, for example, omnidirectional with horizontal Polarization in the form of a dipole square or a Dipolkreuzes known which a coupling between the have two systems offset by 90 ° spatially.
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.To increase the directivity such spotlights usually arranged in front of a reflector. As a disadvantage proves that the good decoupling especially between radiators with orthogonal polarizations by the arrangement as an array, in particular by the influences of the reflector is deteriorated.
Um diese vorstehend genannten Nachteile zu kompensieren, sind bereits entsprechende Entkopplungselemente vorgeschlagen worden.To compensate for these disadvantages, are already proposed corresponding decoupling elements Service.
Aus der DE 198 29 714 A1 ist eine zweifach polarisierte Dipolantenne, eine sogenannte Bügelschleifen-Dipolantenne, mit einer integrierten Einspeisung über eine frei liegende Leitung als bekannt zu entnehmen, welche zwischen zwei übereinander angeordneten dualpolarisierten Einzelstrahlern in der Mitte sitzend eine sogenannte Trenneinrichtung in Form eines Trennbaumes umfasst. Dieses nachfolgend auch als Entkopplungselement bezeichnete Trennelement weist eine maximale Ausdehnung parallel zum Reflektor auf. Die gesamte Anordnung sitzt auf zwei sogenannten Abstandsisolatoren, mit welchen das Trennelement auf dem Reflektor befestigt ist.From DE 198 29 714 A1 is a doubly polarized Dipole antenna, a so-called bow loop dipole antenna, with an integrated feed over an exposed one Line as known, which between two superimposed dual-polarized individual radiators sitting in the middle of a so-called separating device in the form of a dividing tree. This also below designated as decoupling element separating element has a maximum extent parallel to the reflector. The entire arrangement sits on two so-called distance insulators, with which the separating element on the reflector is attached.
Gemäß der vorveröffentlichten DE 196 27 015 A1 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.According to the previously published DE 196 27 015 A1 is proposed been, between the radiators decouplers to arrange in the form of stripes or crosses, in particular when using the strips, these longitudinally the connecting line of two offset from each other Antenna devices of an antenna array arranged are. In contrast to previously known solutions these strips are not transverse to the direction of connection two antenna arrays arranged, but in parallel to the connecting line between two adjacent antenna devices.
Gemäß der vorveröffentlichten DE 198 21 223 A1 werden als Entkopplungselemente passive Streifenanordnungen vorgeschlagen, 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.According to the previously published DE 198 21 223 A1 be as Decoupling elements passive strip arrangements proposed which are offset between two each, arranged in the manner of an antenna array antenna devices centrally between these in the transverse direction to the Attachment direction of the radiator aligned aligned provided are, or parallel to the cultivation direction and are arranged laterally from the radiators. These Arrangement corresponds in this respect already the pre-published US 3,541,559, which also suggests the individual Decoupling elements in the manner of a frame laterally to arrange from the individual antennas.
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. Dieses vorbekannte Antennenarray ist
allerdings in Streifenleitungs- bzw. Triplatetechnik aufgebaut.
Zudem weist es keinen Reflektor auf. Lediglich
eine Schirmung ist für die Triplate-Struktur vorgesehen.
Vor allem aber handelt es sich bei diesem vorbekannten
Antennenarray nicht um ein dualpolarisiertes Antennenarray,
sondern um eine Anordnung, bei welcher nur eine
Polarisation empfangen oder gesendet werden kann.From
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es bei Antennen mit zumindest einem gespeisten dualpolarisierten Strahler (d.h. z.B. einer Antenne mit zumindest zwei Dipolstrahlern, die dualpolarisiert angeordnet sind), insbesondere bei dualpolarisierten Antennenarrays eine nochmals verbesserte Möglichkeit zur Entkopplung der diversen Strahler zu ermöglichen.Object of the present invention is in antennas with at least one powered dual polarized radiator (i.e., for example, an antenna having at least two dipole radiators, which are arranged dual polarized), in particular in dual polarized antenna arrays a further improved Possibility to decouple the various spotlights to enable.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.The object is according to the invention in the claim 1 specified characteristics solved. Advantageous embodiments The invention are specified in the subclaims.
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 parallel zur Ausbreitungsrichtung der elektromagnetischen Welle in Fernfeldbetrachtung (d.h. parallel zur Hauptstrahlrichtung eines Einzelstrahlers, der benachbart zum Entkopplungselement am Reflektor angeordnet ist) und/oder mit ihrer längsten Ausdehnung senkrecht zu einem Reflektor ausgerichtet sind (d.h. zumindest senkrecht zum Reflektor im Bereich des Fußes des Entkopplungselementes). Dabei muss die Ausrichtung nicht exakt in Ausbreitungsrichtung der elektromagnetischen Welle bzw. nicht exakt der Senkrechen zur Ebene eines Reflektors entsprechen. It must be described as extremely surprising that in complete deviation from the entire pre-published Prior art is now proposed, conductive Decoupling elements to be used, which coincide with their Main extension direction, so with their longest extent parallel to the propagation direction of the electromagnetic Wave in far-field viewing (i.e., parallel to the main beam direction of a single radiator, the adjacent is arranged to the decoupling element on the reflector) and / or with its longest extent perpendicular to one Reflector are aligned (i.e., at least perpendicular to Reflector in the region of the foot of the decoupling element). The alignment does not have to be exactly in the direction of propagation the electromagnetic wave or not exactly correspond to the depression to the plane of a reflector.
Erfindungsgemäß ist lediglich vorgesehen, dass die Entkoppelelemente, die vorzugsweise stabförmig gestaltet sind, mit einer Komponente in Ausbreitungsrichtung der elektromagnetischen Wellen, d.h. insbesondere senkrecht zu Reflektorblechebene verlaufend ausgerichtet sind, wobei zumindest diese Komponenten gegenüber einer senkrecht dazu stehenden Komponente größer ist. Bei stabförmiger Ausgestaltung der Entkopplungselemente heißt dies mit anderen Worten, dass der Winkel zwischen der Längserstreckung eines Entkoppelungselementes und einer Senkrechten zur Reflektorblechebene (also zumindest einer Senkrechten senkrecht zur Reflektorblechebene im Bereich des Fußes des Entkopplungselementes) oder der Winkel zwischen der Längserstreckung eines Entkopplungselementes und der Hauptausbreitungsrichtung einer elektromagnetischen Welle eines benachbarten kleiner 45° ist.According to the invention, it is merely provided that the decoupling elements, which are preferably designed rod-shaped, with a component in the propagation direction of the electromagnetic Waves, i. in particular perpendicular to Reflector plate plane are aligned, wherein at least these components opposite one perpendicular to it standing component is larger. In rod-shaped design The decoupling elements is called this with others Words, that the angle between the longitudinal extension a decoupling element and a perpendicular to Reflector plate plane (ie at least one vertical perpendicular to the reflector plate plane in the area of the foot of the Decoupling element) or the angle between the longitudinal extension a decoupling element and the Hauptausbreitungsrichtung an electromagnetic wave of a adjacent is less than 45 °.
Dabei ist erfindungsgemäß ferner vorgesehen, dass das Entkopplungselement entweder elektrisch galvanisch oder kapazitiv mit dem Reflektor verbunden ist.It is further provided according to the invention that the Decoupling element either electrically galvanic or capacitively connected to the reflector.
Das erfindungsgemäße System - und dies ist besonders überraschend - weist entscheidungserhebliche Vorteile 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 Entkopplungselemente nur eine Dipolanordnung einer Polarisation, die zudem benachbart sind.The inventive system - and this is particularly surprising - has decisive advantages dual polarized antennas, that is in particular at least one crossed dipole or at least one dipole square include. In contrast, those from GB 2,171,257 A known decoupling only a dipole arrangement a polarization that are also adjacent.
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 einfacheren Anordnung mit nur einer Polarisation eine derartige Entkopplung nicht messbar ist (da ja nur ein Eingang vorliegt).Another difference from the prior art exists in that dual-polarized antennas have two separate ones Inputs are used, between which a decoupling (or isolation) must be measurable while at the improved Decoupling in a simpler arrangement with only one polarization such a decoupling not measurable (since there is only one input).
Wie erwähnt sind die erfindungsgemäßen Entkopplungselemente bevorzugt stab- und/oder zapfenförmig geformt.As mentioned, the decoupling elements according to the invention are preferably rod-shaped and / or cone-shaped.
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.The decoupling elements according to the invention can thereby for example, between two radiators, for example between two or more vertically polarized or horizontally polarized radiators each in the range of Connecting line of these emitters be arranged.
Bei Kreuzdipolen beispielsweise können die bevorzugt senkrecht 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.In cross dipoles, for example, the preferred perpendicular on the reflector sheet sitting inventive Decoupling elements in the immediate area between the individual dipole halves, e.g. in plan view on an angle bisector of a Kreuzdipolanordnung.
Ebenso können ein oder mehrere der erfindungsgemäßen Entkopplungselemente beispielsweise bei einem Dipolquadrat innerhalb des Dipolquadrates angeordnet sein, und hierbei wiederum bevorzugt auf einer Winkelhalbierenden des Dipolquadrates.Likewise, one or more of the decoupling elements according to the invention for example, at a dipole square be located within the dipole square, and hereby again preferably on an angle bisector of the dipole square.
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. The rod-shaped decoupling elements according to the invention extend as stated with their greatest longitudinal extent or component in the direction of propagation of magnetic waves and / or perpendicular to the reflector plane. The decoupling elements can be uniform Cross section or different cross-sectional shapes have, for example, with round or regular or irregular n-polygonal, for example square or hexagonal section, 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 unterschiedliche Längserstreckungen längs zweier senkrecht zueinander stehender und parallel zur Reflektorfläche verlaufende Schnittachsen aufweisen.The cross section can also be over the length of vary according to the invention decoupling elements. As well it is possible that the cross-sectional areas are not rotationally symmetric are, but different, for example Longitudinal directions along two perpendicular to each other standing and parallel to the reflector surface extending Have cutting axes.
Schließlich ist es auch möglich, dass die erfindungsgemäßen 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 elektromagnetischen Wellen und/oder parallel zur Ebene des Reflektorbleches erstrecken können.Finally, it is also possible that the invention Decoupling elements in particular also at their for Reflector plate opposite end with formations or essays that are also transverse to the vertical Extension component of the decoupling elements and thus across the propagation direction of the electromagnetic Waves and / or parallel to the plane of the reflector sheet can extend.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen 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 Entkopplungselement.
- Figur 1 b :
- eine schematische Seitenansicht des Ausführungsbeispieles
nach Figur 1a längs des
Pfeiles 2 in Figur 1; - Figur 2 :
- ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel einer Antenne in Draufsicht;
- Figur 3 :
- ein erstes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel mit einem Kreuzdipol, bei welchem ein anhand der Figuren 1a bis 2 erläutertes erfindungsgemäßes Entkopplungselement verwendet wird;
- Figur 3a :
- eine perspektivische Darstellung des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 3;
- Figur 3b :
- eine Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3;
- Figur 3c :
- eine schematische Seitenansicht des.Ausführungsbeispiels
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; und
Figuren 7 bis 10:- unterschiedliche Seitendarstellungen verschiedener Ausführungsformen für ein Entkopplungselement.
- FIG. 1 a:
- a schematic plan view of two mutually offset in the vertical direction of attachment dipoles with interposed decoupling element according to the invention.
- FIG. 1 b:
- a schematic side view of the embodiment of Figure 1a along the
arrow 2 in Figure 1; - FIG. 2:
- a modified embodiment of an antenna in plan view;
- FIG. 3:
- a first embodiment according to the invention with a cross dipole, in which an inventive decoupling element explained with reference to Figures 1a to 2 is used;
- FIG. 3a:
- a perspective view of the embodiment of Figure 3;
- FIG. 3b:
- a plan view of the embodiment of Figure 3;
- FIG. 3c:
- a schematic side view of the exemplary embodiment according to the figures 3 to 3b along the
arrow 2 in Figure 3; - FIG. 4:
- a modified embodiment of the invention in the case of a Dipolquadrates;
- FIG. 5:
- an antenna according to the invention with two mutually offset cross dipoles;
- FIG. 6:
- a further embodiment of the invention with reference to two mutually offset dipole squares; and
- FIGS. 7 to 10:
- different side views of various embodiments for a decoupling element.
Nachfolgend wird auf Figur 1a und 1b 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 1b sind die jeweils zugehörigen
Symmetrierungen 7 ersichtlich, worüber die Dipolhälften
13' gegenüber dem Reflektorblech 5 gehalten sind.In the following, reference is made to FIGS. 1a and 1b, in FIG
which in a schematic plan view of an antenna 1 with
at least two radiators 3 is shown, namely two
Dipole radiators 3a, each with two dipole halves 13 ', the
according to the embodiment of Figure 1 in corresponding
suitable distance in front of a
Die Dipolstrahler 3a sind mit ihren Dipolhälften 13' im
gezeigten Ausführungsbeispiel auf eine Anbaulinie 11 versetzt
zueinander angeordnet.The dipole radiators 3a are with their dipole halves 13 'in
shown embodiment is offset to a
Zwischen den beiden Strahlern 3 ist ein im gezeigten Ausführungsbeispiel
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, welches
im gezeigten Ausführungsbeispiel aus einem stabförmigen
und im Querschnitt sechseckigen, d.h. nach Art eines
regelmäßigen Sechsecks gebildeten Entkopplungselement
17a besteht.Between the two radiators 3 is a shown in the embodiment
parallel to the propagation direction of the
electromagnetic wave (ie with far field viewing
perpendicular to the viewing or drawing plane), i.
at the same time also perpendicular to the plane of the reflector 5 a
Das so gebildete Entkopplungselement 17 bzw. 17a ist an
seinem Fuß 21 mit dem Reflektor 5 leitend verbunden, beispielsweise
galvanisch leitend verbunden oder kapazitiv.The
Die Länge des stabförmigen Elementes, d.h. seine Erstreckungsrichtung
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.The length of the rod-shaped element, i. its extension direction
parallel to the propagation direction of the electromagnetic
Waves of the thus formed antenna 1, i.
perpendicular to the
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. The diameter of the rod-shaped element can also differ widely and is preferably about 0.01 to 0.2 times the wavelengths to be transmitted.
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 1b wiedergegeben
ist.On the basis of Figure 2 is shown that a
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 umfasst.
Auf einer Winkelhalbierenden 27 bei der in Draufsicht
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 beiden
Entkopplungselemente verwendet wird.In the embodiment of Figure 3 and the other
FIGS. 3a to 3c show an antenna 1 which has two
comprises dipole radiators joined together to form a crossed dipole 3b.
On an
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.In the embodiment of Figure 4 is a plan view
a dipole square 3c at a corresponding distance before
a
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.In the embodiment according to FIG. 5, two are vertical
superimposed radiator devices in the form
of two cross radiators 36 in front of a vertically extending
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 innerhalb
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 stabförmiges
Entkopplungselement eingezeichnet.In the embodiment of Figure 6 are two based
shown in Figure 4 dipole squares 3, 3c in the vertical distance
along a
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.The basic structure of the antenna device and the
Use of corresponding
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 Längserstreckung
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 beliebigen
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 Erstreckungsgröße
sondern auch von der Form her variieren. Insbesondere
kann an dem oben liegenden Ende des Entkopplungselementes
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 Ansätze
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.Notwithstanding the embodiments shown can
the
Von daher ist die Haupterstreckungsrichtung 25 (Figur 1a)
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.Therefore, the main extension direction 25 (FIG. 1a) is
of the
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 α,
d.h. der von der Senkrechten 41 auf die Ebene des Reflektors
5 zur Erstreckungsrichtung 43 des Entkopplungselements
17 gebildete Winkel α 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 Ausbreitungsrichtung
der elektromagnetischen Wellen.With reference to Figure 7 are further variations
with respect to the
Anhand von Figur 8 ist gezeigt, dass das Entkopplungselement auch über seine Längserstreckung in der Höhe unterschiedliche Querschnittsformen und -maße aufweisen kann.With reference to Figure 8 is shown that the decoupling element also different over its longitudinal extent in height Have cross-sectional shapes and dimensions can.
Anhand von Figur 9 ist gezeigt, dass an dem Entkopplungselement
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.With reference to FIG. 9, it is shown that on the decoupling element
Up or approaches 45 especially at the top
of the
Anhand von Figur 10 ist demgegenüber ein kurzer stabförmiger
Aufsatz 45 angedeutet, dessen maximale Quererstreckung
aber geringer ist als die Gesamthöhe des Entkopplungselements
17.By contrast, FIG. 10 shows a short rod-shaped one
Claims (21)
- Antenna having at least one dual-polarized (3) or two or more dual-polarized antenna elements (3), which is arranged in front of a reflector plane (5) or are arranged in front of a reflector plane (5) such that the main propagation direction of the electromagnetic wave from each dual-polarized antenna element (3) in the far field is at right angles to the reflector plane (5) in the foot area of the antenna element (3), with each dual-polarized antenna element (3) comprising differently polarized individual antenna elements, and having at least one passive conductive decoupling element (17) for decoupling the differently polarized individual antenna elements, with the decoupling element (17) having a foot (21) which is conductively or capacitively connected to the reflector (5), and with the decoupling element (17) having a longest extent in one direction, by which means its main extent direction is defined,
characterized by the following features:the main extent direction of the decoupling element (17)a) is arranged at right angles to the reflector plane (5), orb) includes an angle (α) which is less than 45° with a vertical, which is at right angles to the reflector plane (5) in the area of the foot (21) of the decoupling element (17). - Antenna according to Claim 1, characterized in that the length of the decoupling element (17) or the projection of the length of the decoupling element (17) on the vertical which is at right angles to the plane of the reflector (5) in the area of the foot (21) of the decoupling element (17) is greater than 0.05 times the wavelength of the electromagnetic waves which are transmitted or received via the antenna elements (3).
- Antenna according to one of Claims 1 or 2, characterized in that the length of the decoupling element (17) or its component with respect to a vertical at right angles to the plane of the reflector (5) adjacent to the foot (21) of the decoupling element (17) is less than the wavelength of the electromagnetic waves which are transmitted or received via the antenna elements (3).
- Antenna according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the thickness of the decoupling element (17) is greater than 0.01 times the operating wavelength.
- Antenna according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the thickness of the decoupling element (17) is less than 0.2 times the operating wavelength.
- Antenna according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the cross section transversely with respect to the extent direction of the decoupling element (17) is n-sided polygonal, round, elliptical or irregular.
- Antenna according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the angle (α) between the extent direction (43) in the longitudinal direction of the decoupling element (17) and the normal (41) to the plane of the reflector (5) is less than 30°, preferably less than 15°, and, in particular, is around 0°.
- Antenna according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the decoupling element (17) has a foot (21) and, in particular at its end opposite the foot (21), is provided with a fitting or attachment (45) which projects beyond the cross-sectional size of that section of the decoupling element (17) which is located underneath it.
- Antenna according to Claim 8, characterized in that the fitting or attachment (45) is spherical, or in the form of a polygon, or a rod etc.
- Antenna according to one of Claims 1 to 9, characterized in that the decoupling element (17) is in the form of a rod, in the form of a strip, or in the form of a waveguide.
- Antenna according to one of Claims 1 to 10, characterized in that at least two antenna elements (3) are provided, and in that the at least one decoupling element (17) is arranged between two adjacent antenna elements (3).
- Antenna according to Claim 11, characterized in that the at least one decoupling element (17) is arranged on the connecting line (11) between two adjacent antenna elements (3), preferably centrally between them.
- Antenna according to one of Claims 1 to 12, characterized in that, in the case of a cruciform dipole (3, 3b), at least one and preferably at least two decoupling elements (17) is or are arranged in the area of the cruciform dipole (3b).
- Antenna according to one of Claims 1 to 13, characterized in that, in the case of a dipole square (3, 3c), at least one and preferably at least two decoupling elements (17) is or are arranged in the area of the dipole square (3, 3c).
- Antenna according to Claim 12 or 13, characterized in that the at least one or preferably at least two decoupling elements (17) is or are arranged on an angle bisector with respect to the cruciform dipole (3, 3b) or with respect to the dipole square (3, 3c).
- Antenna according to Claims 13 to 15, characterized in that the at least one and preferably the at least two decoupling elements (17) is or are arranged on the angle bisector (27) between the centre point of the antenna element and in front of its outer boundary.
- Antenna according to one of Claims 1 to 16, characterized in that the antenna elements (3) comprise antenna elements for transmission of vertical polarizations, horizontal polarizations or orthogonal polarizations, and in particular comprise dipole antenna elements or patch antenna elements.
- Antenna according to one of Claims 1 to 17, characterized in that the entire antenna arrangement including the at least one decoupling element (17) is asymmetric.
- Antenna according to one of Claims 1 to 18, characterized in that the at least two separate inputs which are associated with the dual-polarized antennas are measurably decoupled from one another.
- Antenna according to one of Claims 1 to 19, characterized in that all of the decoupling elements (17) are the same.
- Antenna according to one of Claims 1 to 19, characterized in that two or more decoupling elements (17) are provided, and in that at least one and preferably two or more decoupling elements (17) is or are designed differently to the remaining decoupling elements (17).
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