EP1599916B1

EP1599916B1 - Reflektor, insbesondere für eine mobilfunk-antenne

Info

Publication number: EP1599916B1
Application number: EP04719422A
Authority: EP
Inventors: Maximilian GÖTTL; Stefan Berger
Original assignee: Kathrein Werke KG
Current assignee: Kathrein SE
Priority date: 2003-04-11
Filing date: 2004-03-11
Publication date: 2007-05-09
Anticipated expiration: 2024-03-11
Also published as: US7023398B2; ES2285447T3; DE10316787A1; ATE362201T1; US20040201542A1; DE502004003761D1; CN2696143Y; EP1599916A1; AU2004227457A1; KR101095139B1; AU2004227457B2; WO2004091042A1; KR20060009822A

Description

Die Erfindung betrifft eine Mobilfunk-Antenne mit einem zugehörigen Reflektor nach dem Anspruch 1.
Mobilfunkantennen für Mobilfunk-Basisstationen sind üblicherweise so aufgebaut, dass vor einer Reflektorebene in Vertikalrichtung mehrere übereinander sitzende Strahleranordnungen vorgesehen sind. Diese Strahleranordnungen beispielsweise bestehen aus Dipolen oder Patchstrahlern. Es kann sich dabei um Strahleranordnungen handeln, die nur in einer Polarisation oder beispielsweise in zwei senkrecht zueinander stehenden Polarisationen strahlen und gleichzeitig senden und empfangen können. Die gesamte Antennenanordnung kann dabei für eine Übertragung in einem Band oder in zwei oder mehreren Frequenzbändern ausgelegt sein, indem beispielsweise mehrere für die verschiedenen Frequenzbänder geeignete Strahler und Strahlergruppen verwendet werden.
Je nach Anforderung werden Mobilfunkantennen benötigt, die unterschiedliche Längenvarianten aufweisen. Die Längenvarianten hängen dabei u.a. von der Anzahl der vorzusehenden Einzelstrahler oder Strahlergruppen ab, wobei in der Regel gleiche oder ähnliche Strahleranordnungen wiederholt übereinander angeordnet werden.
Eine derartige Antenne bzw. ein derartiges Antennenarray umfasst dabei für alle Strahleranordnungen einen gemeinsamen Reflektor. Dieser gemeinsame Reflektor besteht üblicherweise aus einem Reflektorblech, welches je nach Anforderung gestanzt, gebogen und gekantet werden kann, um beispielsweise an den beiden gegenüberliegenden seitlichen Vertikalrändern einen aus der Reflektorebene nach vorne vorspringenden Reflektorrandbereich bilden zu können. Ferner können bei Bedarf zusätzliche Blechteile auf dem Reflektor aufgelötet sein. Bekannt ist auch die Verwendung von Profilen, beispielsweise Strangpressprofilen aus Aluminium etc., die ebenfalls auf oder vor der Reflektorebene angebracht werden. Antennenanordnungen mit Reflektoren, an deren Längsseitenbereichen, also an deren Längs- oder Vertikalseitenflächen, aus der Reflektorebene nach vorne vorstehende Längsseitenbegrenzungen, sogenannte Längsstege, vorgesehen sind, sind beispielsweise aus der WO 99/62138 A1 der US 5 710 569 A oder der EP 0 916 169 B1 bekannt geworden. Diese Längsseitenbegrenzungen können an der äußersten Längsseite des Reflektors vorgesehen sein, oder aber es steht noch ein entsprechender Reflektorabschnitt seitlich über die Seitenbegrenzung nach außen hin über, so dass die sich aus der Reflektorebene nach vorne erhebenden, nach Art von Längsstegen gebildeten Längsseitenbegrenzungen quasi weiter zur Reflektormitte liegend angeordnet sind.
Für bestimmte Anwendungen sind jedoch aufwendige, komplexe, dreidimensionale Funktionsflächen für die Strahleranordnung von Vorteil oder sogar notwendig. Um solche Umgebungsbedingungen für die Strahleranordnung zu erzeugen, sind bisher viele Verbindungs- und Kontaktstellen am Reflektor notwendig gewesen. Die zum Teil verwendeten Bauteile und Baukomponenten bestehen dabei zum Teil auch noch aus unterschiedlichen Materialien. Dadurch sind aber eine Reihe von Nachteilen bedingt. Zum einen erweist sich die große Teilevielfalt und der damit verbundene hohe Montageaufwand als nachteilig. Dadurch ergeben sich insgesamt vergleichsweise hohe Herstellungskosten. Nachteilig sind aber auch die vielen Kontaktstellen. Viele Kontaktstellen können aber zu unerwünschten Intermodulationsprodukten beitragen. Eine ausreichende Funktionssicherheit ist dabei nur bei allerhöchster Montagesorgfalt erzielbar. Andererseits unterliegen die so hergestellten Antennen stets einer eingeschränkten Funktion und Belastbarkeit, da insbesondere bei auch nur wenig auftretenden schlechten Kontaktstellen oder ungeeigneten Materialpaarungen die Anforderungen bezüglich der unerwünschten Intermodulationsprodukten gegebenenfalls nicht eingehalten werden können. Ergeben sich in einem Testlauf bezüglich des überprüften Strahlungsdiagrammes einer Antenne Probleme, so kann dabei ferner nicht sofort gesagt werden, welche Kontaktstellen möglicherweise zu den verschlechterten Intermodulationseigenschaften beigetragen haben.
Eine gattungsbildende Antenne ist aus der US-A 6 166 705 bekannt geworden. Sie umfasst einen Reflektor mit zumindest zwei zusammengebauten bzw. zusammenbaubaren Reflektormodulen, wobei auf den zumindest beiden Reflektormodulen jeweils Strahleranordnungen angeordnet sind. Der jeweilige Reflektor- bzw. das jeweilige Reflektormodul ist elektrisch leitfähig oder zumindest mit einer leitenden Oberfläche versehen. Die US-A-6166705 offenbart eine Mobilfunk-Antenne gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Gemäß diesem vorbekannten Stand der Technik ist dazu ein gitterförmiger Rahmen vorgesehen, wobei in den durch die Rahmen gebildeten Teilflächen die entsprechenden Reflektormodule einsetz- und verankerbar sind.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es von daher, eine verbesserte Möglichkeit zu schaffen, Antennen mit hohen Güteeigenschaften zu realisieren, wobei ferner mit vergleichsweise geringem Aufwand und hohem Qualitätsstandard Antennen mit unterschiedlicher Baugröße realisierbar sein sollen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß wird eine Lösung vorgeschlagen, mit vergleichsweise geringem Aufwand Antennen mit gleicher oder ähnlicher Funktion in verschiedenen Längenvarianten aufzubauen. Dabei können die Reflektoreinrichtungen auch für unterschiedlich aufgebaute Antennen verwendet werden, die beispielsweise unterschiedliche Strahler- oder Strahlerbaugruppen aufnehmen können. Schließlich lassen sich mit einfachen Mitteln auch komplexe, dreidimensionale Umgebungen mit Funktionsflächen in Quer- und/oder Längsrichtung oder in anderen Richtungen des Reflektors realisieren. Derartige Funktionsflächen können beispielsweise aber auch winkelig zur Hauptachse, d.h. in der Regel der vertikalen Erstreckungsachse des Reflektors ausgerichtet realisiert werden.
Gleichzeitig wird mit der erfindungsgemäßen Antennen- bzw. Reflektorausbildung eine deutliche Reduzierung von Kontaktstellen möglich. Dadurch lässt sich wieder die Teilevielfalt und der Montageaufwand reduzieren, und dies bei hoher Funktionsintegration.
Erfindungsgemäß ist nunmehr vorgesehen, dass ein Reflektor zumindest aus zwei separaten Reflektormodulen aufgebaut ist, die beispielsweise in Vertikalrichtung in Verlängerung ihrer Vertikalachse zusammen montiert werden können. Um aus zumindest zwei oder mehreren in Vertikalrichtung aneinander baubaren Reflektormodulen eine auch in mechanischer Hinsicht stabile Gesamtanordnung zu schaffen, die zudem auch in elektrischer Hinsicht für die auf jedem Reflektormodul vorgesehene Strahleranordnung die gewünschten charakteristischen Werte aufweist, ist jedes Reflektormodul zumindest in seiner Grund- oder Basisausstattung einstückig geformt, nämlich vorzugsweise in einem Guss-, Tiefzieh- oder Präge- oder in einem Fräsverfahren. Bei der Herstellung derartiger Teile wird beispielsweise auch von einem "Urformverfahren" gesprochen. So kann das Reflektormodul beispielsweise aus einem Aluminiumdruckgussteil oder allgemein aus einem Metallgussteil oder auch aus einem Kunststoff-Spritzgussteil bestehen, welches nachträglich auf einer oder zumindest auf beiden gegenüberliegenden Flächen mit einer metallisierten Oberfläche versehen ist. Der Reflektor der erfindungsgemäßen Antenne kann auch unter Verwendung eines Tixogussverfahrens oder beispielsweise auch durch Fräsen hergestellt sein. Dabei weist das Reflektormodul vorzugsweise zumindest an seinen beiden Längsseiten und an zumindest einer schmäleren Querseite, vorzugsweise an seinen beiden Längsseiten und an seinen beiden Stirnseiten einen umlaufenden Rand auf. Es sind also nicht nur sich quer zur Reflektorebene erhebende seitliche Begrenzungsstege oder Begrenzungsflächen an den beiden gegenüberliegenden Vertikalseiten, sondern zumindest an einer der Stirnseiten und vorzugsweise an beiden gegenüberliegenden Stirnseiten zusätzlich ein oder je ein Begrenzungssteg oder eine Begrenzungsfläche vorgesehen. Jedes Reflektormodul weist dabei auch zumindest einen fest integrierten Mittelquersteg auf, der zumindest ein oberes und ein unteres Feld für dort einzusetzende Strahleranordnungen umfasst. Somit werden pro Reflektormodul zumindest zwei Strahlerumgebungen definiert, die durch eine stirnseitige Begrenzungswand, zwei Abschnitte der vertikalen Seitenlängsbegrenzungen und der zumindest einen quer zu den Seitenbegrenzungswänden verlaufenden Stegwand erzeugt werden.
Ein so ausgebildetes Reflektormodul ist dann grundsätzlich auch geeignet, mit zumindest einem weiteren Reflektormodul beispielsweise gleichen Bautyps stirnseitig zu einer gesamten Reflektoranordnung mit größerer Vertikalerstreckung zusammengebaut zu werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein endgültiger Reflektor aus zumindest zwei mit der gleichen Orientierung zusammengebauten Reflektormodulen besteht. In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist es auch möglich, zwei Reflektormodule stirnseitig so zusammenzubauen, wobei die beiden Reflektormodule bezüglich ihrer Grundformgebung um 180° zueinander ausgerichtet sind. Dieser Zusammenbau erweist sich insbesondere dann als günstig, wenn die beiden gegenüberliegenden Stirnseitenflächen unterschiedlich gestaltet sind, also nur eine Stirnseitenfläche für den eigentlichen Zusammenbau mit einem nächsten Reflektormodul geeignet ist.
Schließlich können aber auch Reflektormodule mit unterschiedlichen Gestaltungen, aber mit vergleichbarem Grundaufbau, wie vorstehend geschildert, zusammengebaut werden.
Bekanntermaßen sind die Krafteinwirkungen auf einen Reflektor und durch die Krafteinwirkungen ausgelöste Betriebsbelastungen, beispielsweise durch Vibrationen, Wind und Sturm, nicht zu unterschätzen. Derartige Belastungen treten bei einer erfindungsgemäßen Reflektoranordnung unter Verwendung von zumindest zwei stirnseitig zusammengebauten Modulen natürlich an der Verbindungsstelle besonders stark auf. Dabei sollen gleichermaßen aber auch bewegte und undefinierte Kontakte zur Vermeidung unerwünschter Intermodulations-Probleme ausgeschlossen werden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist von daher vorgesehen, dass die entsprechenden Stirnwände für den Zusammenbau von zumindest zwei Reflektormodulen entsprechend angepasst sind und dazu bevorzugt Befestigungspunkte bzw. Befestigungsstellen aufweisen, die in zwei Ebenen versetzt zueinander liegen. Dadurch wird es möglich, zum einen vergleichsweise große Momente zu übertragen bzw. aufzunehmen und gleichzeitig funktionssichere elektrische Kontaktstellen zu realisieren. Dabei können die beiden Reflektormodule im Bereich ihrer zusammenmontierten Stirnwände elektrisch/galvanisch kontaktiert sein oder aber auch galvanisch getrennt miteinander verbunden werden, indem beispielsweise eine isolierende Zwischenschicht, beispielsweise Kunststoffschicht oder ein sonstiges Dielektrikum zwischengefügt wird. Bevorzugt kann für die Zwischenfügung einer derartig isolierenden Schicht unter Umständen auch ein Dämpfermaterial verwendet werden, wodurch sogar bei starkem Sturm in eingeschränktem Maße gewisse Schwingungen der beiden Reflektormodulhälften zueinander möglich sind. Dies dient also der erhöhten mechanischen Sicherheit.
Die erwähnte versetzte Ebene der Befestigungspunkte dient auch dazu, dass an der Verbindungsschnittstelle keine Aufsummierung von Formabweichungen stattfindet oder bei Bedarf vergleichsweise problemlos ausgeglichen werden können, dass also mit anderen Worten Herstellungstoleranzen ausgeglichen werden können. Sollte es für die Optimierung des Strahlungsdiagramms einer Antenne notwendig sein, dass an bestimmten Stellen im Reflektor zusätzliche metallische Elemente befestigt werden müssen, so können in einer Weiterbildung der Erfindung diese zusätzlichen Elemente beispielsweise in Form von elektrisch leitfähigen Streifen, Stegen etc. mittels separaten Halteeinrichtungen, vorzugsweise elektrisch nicht leitenden und vorzugsweise aus Kunststoff oder einem sonstigem Dielektrikum bestehenden Halteeinrichtungen verwendet werden, die an den vorhandenen Zwischenstegen oder Seitenbegrenzungswandabschnitten angebracht und zwischen denen dann die zusätzlich einzufügenden metallischen Elemente eingehängt werden können. Durch diese kapazitive Verankerung werden wiederum unerwünschte Intermodulationsprodukte weiter vermieden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das in einem Guss-, Tiefzieh- oder Präge- oder z.B. auch in einem Fräsverfahren hergestellte Reflektormodul vorzugsweise auf der zu den Strahlermodulen gegenüberliegenden Rückseite des Reflektormoduls weitere integrierte Teile oder Bestandteile von weiteren Komponenten aufweist, die insbesondere im Zusammenhang mit einer Antenne benötigt werden. Dadurch lässt sich eine weitere deutliche Vorteile aufweisende Funktionsintegration in den Reflektor vornehmen. Folgende Teilfunktionen können beispielsweise problemlos in das Reflektormodul integriert werden:

So können Außenleiterkonturen für die Leitung von hochfrequenten Signalen, z. B. Kammerleitung, Koaxialleitung, Streifenleitung etc. auf der Vorder-, vor allem aber auch auf der Rückseite des Reflektors mit angeformt werden.
Genauso können Konturen für die elektromagnetische Abschirmung von Baugruppen angeformt werden.
Angeformt werden können auch Gehäuseteile für HF-Komponenten wie Filter, Weichen, Verteiler, Phasenschieber, so dass nach Einbau der noch zusätzlichen Funktionsteile in diese Baugruppen dann lediglich nur noch eine Abdeckung aufgesetzt werden muss.
Insbesondere bei metallisierten Kunststoffteilen als Basis für den Reflektor können durch geeignete Maßnahmen wie z. B. Heißprägen, Zwei-Komponenten-Spritzgussverfahren, Laserbearbeitung, Ätzverfahren oder dergleichen auch komplette Leitungsstrukturen integriert werden ("dreidimensionale Leiterplatte").
Schließlich lassen sich aber auch Schnittstellen für Halterungsbauteile für die Befestigung oder Montage sowie Schnittstellen für Zusatzgeräte beispielsweise in Form von Befestigungsflanschen, Wärmeflanschen etc. mit realisieren.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen im Einzelnen:

Figur 1 :: eine schematische Draufsicht auf einen Reflektor bestehend aus zwei vertikal übereinander angeordneten Reflektormodulen;
Figur 2 :: eine räumliche Darstellung zweier in Vertikalrichtung zueinander angeordneter Reflektormodule vor dem Zusammenbau;
Figur 3a :: eine vergrößerte räumliche Detaildarstellung zur Verdeutlichung der Ausbildung und des Zusammenbaus zweier Reflektormodule an ihrem aufeinander zu weisenden stirnseitigen Begrenzungsabschnitt;
Figur 3b :: eine entsprechende Darstellung zu Figur 3a, jedoch nach erfolgtem stirnseitigen Zusammenbau zweier Reflektormodule;
Figur 4 :: eine entsprechend Darstellung zu Figur 3, jedoch von der Rückseite her betrachtet;
Figur 5 :: eine räumliche ausschnittsweise Darstellung des Reflektormoduls mit zusätzlichen, vorzugsweise dielektrischen Halte- und Befestigungselementen zur Aufnahme von weiteren Strahlformgebungsteilen in Form von Streifen, Stäben etc.;
Figur 6 :: eine räumliche rückwärtige Ansicht eines Reflektormoduls mit angeformten Funktionsteilen;
Figur 7 :: eine Querschnittsdarstellung durch den Reflektor im Bereich des in Figur 6 gezeigten, auf der Rückseite des Reflektors vorgesehenen Funktionsteils; und
Figur 8:: eine weitere auszugsweise räumliche rückwärtige Ansicht eines Reflektormoduls mit einem andersartig angeformten Funktionsteil.

In Figur 1 ist in schematischer Draufsicht ein Reflektor 1 gezeigt, der im gezeigten Ausführungsbeispiel aus zwei stirnseitig zusammengebauten Reflektormodulen 3 gebildet ist, in denen jeweils vier Strahleranordnungen 2 in Vertikalrichtung übereinander angeordnet sind. Es handelt sich bei den gezeigten Strahlermodulen um in elektrischer Hinsicht als Kreuzstrahler aufgebaute Module, die in zwei senkrecht zueinander stehenden Polarisationen strahlen, also senden und empfangen können. Es handelt sich hierbei bevorzugt um X-förmig angeordnete Strahler, bei denen die Polarisationsebenen in einem plus 45' bis in einem minus 45'-Winkel gegenüber der Horizontalen bzw. Vertikalen ausgerichtet sind. Die spezifisch gezeigte bzw. angedeutete Art der Strahler ist beispielsweise aus der Vorveröffentlichung WO 00/39894 bekannt. Es wird insoweit auf diese Vorveröffentlichung verwiesen und zum Inhalt der vorliegenden Anmeldung gemacht. Anstelle dessen können aber auch beliebigste andere Strahleranordnungen, beispielsweise nach Art von Dipolquadraten, Kreuzstrahlern, einfach polarisierten Dipolstrahlern oder sonstigen Strahlern oder Strahlereinrichtungen einschließlich Patchstrahlern in Betracht kommen.
Der vorstehend und nachfolgend weiter erörterte Reflektor ist insbesondere für eine Mobilfunk-Antenne vorgesehen, d.h. insbesondere für eine entsprechende Antenne in einer Basisstation (Basisstations-Antenne).
Wie sich insbesondere auch aus der räumlichen Darstellung gemäß Figur 2 ergibt, weist jedes Reflektormodul jeweils zwei an den Längsseitenbereichen vorgesehene Längsseitenbegrenzungen 5 und zwei stirnseitige Querseitenbegrenzungen 7 auf, die nach Art einer Reflektor-Begrenzungswand oder Begrenzungssteges, Begrenzungsflansches etc. gebildet sind und sich quer zur Ebene des Reflektors 1 erheben, vorzugsweise senkrecht zur Ebene des Reflektorbleches. Die Höhe gegenüber der Ebene 1' des Reflektors 1 kann dabei entsprechend den gewünschten charakteristischen Strahlungseigenschaften einer so aufgebauten Antenne abändern und in weiten Bereichen differieren.
Die Reflektormodule 3 sind beispielsweise in einem Metall-Druckgussverfahren oder in einem Spritzgussverfahren hergestellt, beispielsweise in Form eines Kunststoff-Spritzgussverfahrens, bei welchem dann der Kunststoff zumindest mit einer leitenden metallisierten Oberfläche auf zumindest einer Seite, vorzugsweise umlaufend beschichtet ist. Grundsätzlich könnten aber auch Reflektorteile verwendet werden, die möglicherweise in einem Tiefziehverfahren, einem Prägeverfahren, die in einem sog. Tixogussverfahren oder beispielsweise auch mittels eines Fräseverfahrens hergestellt sind. Teilweise wird nachfolgend auch von einem Urformverfahren gesprochen, auch wenn unter diesem Begriff nicht alle der vorstehend genannten Herstellverfahren verstanden werden.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist jedes der Reflektormodule noch vier im Vertikalabstand des aufgestellten Reflektors beabstandet angeordnete Querstege 9 auf, die ebenfalls in einem vorstehend genannten Urformverfahren mit hergestellt sind. Im gezeigten Ausführungsbeispiel werden dadurch für jedes Reflektormodul 3 fünf Strahlerumgebungen erzeugt, die jeweils durch einen Abschnitt der beiden außenliegenden Seitenbegrenzungswände sowie durch zwei beabstandete Mittel- oder Querstege 9 oder einen Quersteg 9 und eine der beiden stirnseitigen Begrenzungswände 7 gebildet sind.
In jeder derartigen Strahlerumgebung 11 ist in der Ebene 1' des Reflektors 1 zudem eine Reihe von Bohrungen durch Durchbrechungen 13 eingearbeitet, an denen dann die gewünschten Single- oder beispielsweise dualpolarisierten Strahlermodule am Reflektor 1 fest verankert und aufgebaut werden können. Die Strahlermodule selbst, insbesondere Dipolstrahlerstrukturen oder Patchstrahlerstrukturen können die unterschiedlichsten Gestaltungen aufweisen. Es wird hierzu auf vorbekannte Strahler und Strahlertypen verwiesen, wie sie dem Fachmann hinlänglich bekannt sind. Nur beispielhaft werden insoweit auf die aus den Vorveröffentlichenen DE 198 23 749 A1 oder WO 00/39894 bekannte Strahlerstrukturen verwiesen, die allesamt für den vorliegenden Fall geeignet sind. Ebenso kann das Reflektormodul auch für Antennen und Antennenarrays verwendet werden, die nicht nur in einem Frequenzband, sondern in zwei oder mehreren Frequenzbändern strahlen, indem beispielsweise in den einzelnen Strahlerumgebungen Strahleranordnungen eingebaut werden, die für unterschiedliche Frequenzbänder geeignet sind. Auch insoweit wird auf vorbekannte grundsätzliche Lösungen verwiesen. Mit anderen Worten können also die in den Strahlerumgebungen aufzubauenden Strahler beispielsweise aus Dipolstrahlern bestehen, d.h. aus einfachen Dipolstrahlern, die lediglich in einer Polarisation arbeiten oder in zwei Polarisationen, beispielsweise bestehend aus kreuzförmigen Dipolstrahlern oder Dipolstrahlern nach Art eines Dipolquadrates, sog. kreuzförmig strahlenden Vektordipolen, wie sie beispielsweise aus der WO 00/39894 bekannt sind oder aus Strahleranordnungen, die in einer oder zwei senkrecht zueinander stehenden Polarisationen nicht in einem, sondern beispielsweise auch in zwei oder drei Frequenzbändern und mehr strahlen und empfangen können. Das Gleiche gilt für die Verwendung von Patchstrahlern. Insoweit ist die Anordnung der Reflektormodule auf bestimmter Strahlertypen nicht eingeschränkt.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird der Reflektor 1 aus zwei identischen Strahlermodulen 3 zusammengebaut, und zwar an ihrer hierfür vorgesehenen Stirn- oder Querseitenbegrenzung 7. Dort ist nämlich von der Mittellängsebene (d.h. von einer in der Mitte des Reflektors 1 in dessen Längsrichtung verlaufenden und senkrecht zur Reflektorebene stehenden Mittellängsebene) zum Außenrand versetzt liegend vorzugsweise sich über eine Teilhöhe quer zur Reflektorebene 1' erstreckend ein in Anbaurichtung vorstehender Gewindebohrungsansatz 15 vorgesehen, dessen Axialachse quer zur Ebene des Reflektorbleches ausgerichtet ist. Auf der anderen Seite zu der vorstehend erwähnten vertikalen Mittellängsebene ist dann ein nach innen vorstehender Gewindebohrungsansatz 17 ausgebildet, dergestalt, dass bei um 180° versetzt zueinander ausgerichteten Strahlermodulen 3, wie in Figuren 2 bis 4 dargestellt, nunmehr diese beiden Strahlermodule 3 an ihrer stirnseitigen Seitenbegrenzungsfläche 7 aufeinander zu bewegt werden können, so dass der jeweils stirnseitig vorstehende Gewindebohrungsansatz 15 des jeweiligen Strahlermoduls 3 in eine entsprechende Ausnehmung oder Bohrung 17' an der anderen Stirnseite des angrenzenden Strahlermoduls 3 eingreift, die sich in Axialrichtung an dem nach innen vorstehenden Gewindebohrungsansatz 17 anschließt. Dabei kommt die in dem jeweils stirnseitig überstehenden Ansatz 15 eingebrachte Gewindebohrung 15' in Draufsicht unmittelbar in axialer Verlängerung unterhalb der Bohrung 17' in dem nach innen vorstehenden Ansatz 17 des jeweils zweiten Reflektormoduls 3 zu liegen, so dass in die jeweils paarweise übereinander angeordneten Gewindebohrungen 15' bzw. Bohrungen 17' eine Schraube 18 eingedreht werden kann. Dabei weist die Bohrung 17' vorzugsweise einen zumindest geringfügig größeren Innendurchmesser auf, verglichen mit dem Innenquerschnitt der Gewindebohrung 15', so dass die betreffende Schraube durch die Bohrung 17' ohne zu verklemmen frei hindurchgesteckt werden kann. Schließlich kann anstelle einer Gewindebohrung 15' lediglich eine gewindefreie Bohrung vorgesehen sein, nämlich dann, wenn eine entsprechende Schraube selbst schneidend in diese Bohrung 15' eingedreht wird. Die entsprechenden Befestigungsansätze 15 und 17 sind also an jedem Quersteg 7, alsoan jeder Stirnwand 7, an jedem der beiden Reflektormodule 3 in unterschiedlicher Höhenlage vorgesehen, wodurch der Zusammenbau in 180° Relativlage zueinander entsprechend den Figuren 3a und 3b möglich ist. Die gesamten Abmessungen und Gestaltungen sind dabei derart, dass genau in dieser Stellung die beiden stirnseitigen Querbegrenzungswände 7 der beiden Reflektormodule 3 unter fester Anlage zueinander zu liegen kommen.
Da zudem die Gewindebohrungsansätze 15 und 17 von der vertikalen Mittellängsebene nach außen versetzt liegen und jeweils an jedem Reflektormodul 3 in unterschiedlicher Höhenlage (bezogen auf die Ebene 1' des Reflektors 1) ausgebildet sind, ergibt sich eine optimale Zwei-Punkt-Abstützung, die hohe Kräfte, auch Wind- und Vibrationskräfte aufnehmen kann.
Bei Bedarf kann vor dem Zusammenfügen der beiden stirnseitigen Querbegrenzungswände 7 der beiden Reflektormodule auch noch ein als Dämpfer dienendes Zwischenmaterial sandwichartig zwischen den beiden aneinander liegenden Stirnseiten 7 zweier benachbarter und aneinander montierter Reflektormodule 3 eingefügt werden. Dadurch können in einem geringen Maße auch noch zulässige Schwingungen der beiden Reflektormodule zueinander erlaubt werden, was insbesondere dann Vorteile aufweisen kann, wenn die Antenne sehr großen Kräften bei starken Stürmen und Vibrationen ausgesetzt ist.
Aus den Figuren 3a, 3b und 4 ist auch noch zu ersehen, dass noch zusätzliche, die beiden Reflektormodule 3 verbindende Verbindungslaschen 21 verwendet werden können, von denen jeweils eine Schraube 23 auf dem einen Reflektormodul 3 und die zweite Schraube 24 auf dem jeweils anderen Reflektormodul 3 von der Bodenseite her eingedreht werden kann. Die eine oder mehreren Verbindungslaschen überragen dabei die die beiden Reflektormodule 3 trennende Schnittfläche.
Nachfolgend wird auf Figur 5 Bezug genommen, in welcher ausschnittsweise zwei Strahlerumgebungen 11 eines Reflektormoduls gezeigt sind.
Dort sind an den vorhandenen, im Rahmen des Urformgebungsvorganges ausgebildeten Querstegen 9 jeweils nicht leitende Halte- oder Befestigungseinrichtungen 27 aufgesetzt, die mit schlitzförmigen Ausnehmungen versehen sind, um hier beispielsweise weitere strahlformungsgebende und/oder der Entkopplung dienende elektrisch leitende Funktionsteile einsetzbar sind, und zwar kapazitiv einsetzbar sind. Denn die Halte- und Befestigungeinrichtungen 27 sind elektrisch nicht leitend, bestehen vorzugsweise aus Kunststoff oder einem sonstig geeigneten Dielektrikum. Durch die kapazitive Befestigung der genannten Funktionsteile 29 werden ebenfalls wieder unerwünschte Intermodulationsprodukte unterbunden. Zudem ist die bei Bedarf ergänzende Befestigung und Einbringung in den Strahlerumgebungen 11 mittels der erwähnten Halte- und Befestigungseinrichtung 27 vergleichweise einfach und höchst variabel möglich.
Alternativ oder ergänzend ist es ebenso möglich (wie in der Zeichnung nicht näher dargestellt ist), dass die erwähnten Halte- und Befestigungseinrichtungen 27 nicht oder nicht nur an den Querstegen 9, sondern beispielsweise auch an den Querseitenbegrenzungen 7 und/oder an den Längsseitenbegrenzungen 5 vorgesehen sind, d.h. dort verankerbar sind, beispielsweise durch Aufsetzen, Aufschnappen etc.
Zudem sind - wie sich aus den Zeichnungen, beispielsweise Figur 5 auch ergibt - an den von Hause aus vorgesehenen Querstegen 9 noch weitere mit quer zur Ebene 1' des Reflektors ausgerichteten Bohrungen 31 versehene Verankerungsabschnitte 28 vorgesehen, an welchen beispielsweise zusätzliche der Strahlformung dienende und/oder der Entkopplung dienende Bauteile anbringbar sind, beispielsweise sich senkrecht gegenüber der Ebene 1' des Reflektors erstreckende stift- oder stabförmige Funktionsteile etc. Die Bohrungen 31 erstrecken sich also senkrecht zur Ebene 1' des Reflektors, wobei die Halte- und Befestigungseinrichtungen 28 als Verstärkungsabschnitte in den Querstegen 9, aber auch bei Bedarf, wie sich in der Darstellung gemäß Figur 3a und 3b ergibt, an den Querseitenbegrenzungen 7 ausgebildet sind.
Nachfolgend wird auf die Figuren 6 und 7 Bezug genommen.
Anhand den Figuren 6 und 7 ist nur beispielhaft gezeigt, dass an dem Reflektor im Rahmen der erwähnten Herstellverfahren der Reflektormodule vorzugsweise an deren Unterseite (bei Bedarf aber auch an der die Strahler aufnehmenden Oberseite) weitere Funktionsteile 29 integriert sein können.
Anhand von Figuren 6 und 7 sind an der Unterseite Außenleiterabschnitte einer Verbindungs- und Speisestruktur für zwei vertikal benachbart sitzende Strahler gezeigt. Die von der Ebene 1' des Reflektors 1 nach unten vorstehende Außenleiterkontur in Form eines umlaufenden Gehäusesteges 35 dient dabei als Außenleiter. Über im Inneren zwischen diesen Gehäusestegen 35 einsetzbaren, vorzugsweise nicht leitenden und aus Kunststoff bestehenden Halteeinrichtungen 37 können dann beispielsweise hierin Innenleiter 43 verankert werden. Über ebenfalls vorgesehene Einspeisestellen 39 können dann beispielsweise Koaxialkabel 41 angeschlossen werden, indem beispielsweise der Außenleiter der Koaxialkabel mit dem umlaufenden Gehäusesteg 35 elektrisch/galvanisch kontaktiert wird, der die Außenleiterfunktion wahrnimmt, wohingegen elektrisch davon getrennt der Innenleiter der Koaxialkabel an einer geeigneten Stelle mit dem im Inneren des so gebildeten Verteilers vorgesehenen Innenleiter 43 elektrisch-galvanisch verbunden wird. Der Innenleiter ist dann soweit in dieser Verbindungsstruktur geführt und über eine der im Reflektorblech vorgesehenen Bohrungen auf die andere Reflektorebene geführt, um dort eine elektrisch leitende Verbindung zu den dort vorgesehenen Strahlerelementen herzustellen.
Ebenso können aber auch andere Funktionsteile in dem erfindungsgemäßen Reflektor vorgesehen werden, also nicht nur Außenleiterstrukturen und Außenleiterkonturen sowie Innenleiterstrukturen für Leitungen von hochfrequenten Signalen, beispielsweise in Form von Kammerleitungen, Koaxialleitungen oder Streifenleitungen, sondern beispielsweise auch Konturen für elektromagnetische Abschirmungen, Gehäuseteile für HF-Komponenten wie Filter, Weichen, Verteiler, Phasenschieber, aktive Verstärker oder beispielsweise auch in Form von Schnittstellen für Halterungen, Befestigungen, Zusatzgeräte etc.
Anhand der erläuterten Ausführungsbeispiele ist beschrieben worden, wie zwei identisch ausgebildete Strahlermodule an jeweils einer Stirnwand 7 fest zusammen montiert werden können. Die gegenüber liegenden Stirnseiten sind hier unterschiedlich gestaltet, so dass ein Zusammenbau gemäß dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 3 bis 4 nur an einem stirnseitigen Steg 7 erfolgen kann. Dazu sind die identisch geformten Reflektormodule 3 um 180° relativ zueinander verdreht ausgerichtet, um zusammen montiert zu werden. Es können aber auch unterschiedlich gestaltete Strahlermodule in Vertikalrichtung zusammen gebaut werden, wenn sie zumidest jeweils an einer Stirnwand entsprechend ausgebildet sind, um dort über eine geeignete Halte- und Befestigungseinrichtung 27 fest aneinander fixiert werden zu können. Schließlich können aber auch mehr als zwei Reflektormodule, beispielsweise drei oder vier usw. in Vertikalrichtung oder auch in Horizontalrichtung seitlich zu einem gesamten Antennenarray zusammen gebaut werden. Beim vertikalen Zusammenbauen mehrere Reflektormodule ist dann nur erforderlich, dass zumindest die im mittleren Bereich angeordneten Reflektormodule sowohl am oberen als auch am unteren Stirnwandbereich 7 so ausgebildet sind, dass sie mit einem benachbart sitzenden nächsten Retlektormodul zusammengebaut werden können.
Das Besondere an den erwähnten Funktionsteilen ist also, dass ein Teil eines zusätzlichen Funktionsteils, beispielsweise die Außenumgrenzung, die als Außenleiter dient, für eine Verbindungseinrichtung oder für einen Phasenschieber bereits von Hause aus Teil der Reflektoranordnung ist, so dass diese Bestandteile nur noch mit weiteren Funktionskomponenten oder weiteren Bestandteilen zur Erzielung einer vollständigen Baugruppe kompletiert werden müssen.
Nachfolgend wird noch auf Figur 8 Bezug genommen. Dort ist noch ein weiteres Beispiel für ein anderes Funktionsteil gezeigt. Einstöckig mit dem Reflektormaterial verbunden, ist hier eine Außenumgrenzung, also ein umlaufender Gehäusesteg 35 gezeigt. Der Reflektor selbst bildet dabei den Boden, wobei der Gehäusesteg 35 die Außenumgrenzung bildet. Dieses Funktionsteil 29 kann beispielsweise als auf der Rückseite des Reflektors vorgesehene Phasenschieberanordnung dienen. Die Phasenschieber können dabei aufgebaut sein, wie sie grundsätzlich aus der Vorveröffentlichung WO 01/13459 A1 bekannt sind. Es wird insoweit auf diese Vorveröffentlichung verwiesen und zum Inhalt der vorliegenden Anmeldung gemacht. In der entsprechenden Gestaltung gemäß Figur 8 können also ein oder mehrere konzentrisch angeordnete teilkreisförmige Steifenleitungsabschnitte untergebracht werden, die mit einem zeigerähnlichen Verstellelement zusammenwirken, worüber die Weglänge zu den beiden angeschlossenen Strahlern oder Strahlergruppen und dadurch die Phasenlage für die Strahlerelemente ver- und eingestellt werden kann, um beispielsweise einen unterschiedlichen downtilt-Winkel einstellen zu können. Weitere beliebige andersartige Funktionsteile mit anderen Funktionen und Aufgaben können genauso von Hause aus an dem Reflektor, vorzugsweise an dessen Rückseite, zumindest teilsweise ausgebildet sein. Nachdem die in den Zeichnungen nicht dargestellten weiteren einzubauenden Elemente für das Funktionsteil entsprechend montiert sind, kann der Einbauraum, der durch den Reflektorboden und den umlaufenden Gehäusesteg 35 gebildet ist, durch Befestigung und Anbringung einer Deckelanordnung verschlossen werden, die je nach Einsatzzweck elektrisch leitend ist, vorzugsweise aus einem Metallteil besteht, oder ansonsten auch aus einem kunststoff- oder dielektrischen Teil und dergleichen gebildet sein kann.

Claims

Mobilfunk-Antenne mit einem Reflektor, der zwei an seinen Längsseitenbereichen vorgesehene Längsseitenbegrenzungen (5) umfasst, mit folgenden Merkmale
- der Reflektor (1) besteht zumindest aus zwei zusammengebauten bzw. zusammenbaubaren Reflektormodulen (3),

- auf den zumindest beiden Reflektormodulen (3) sind jeweils Strahleranordnungen (2) angeordnet,

- der jeweilige Reflektor (1) bzw. das jeweilige Reflektormodul (3) ist elektrisch leitfähig oder zumindest mit einer leitenden Oberfläche versehen,
gekennzeichnet durch die folgenden weiteren Merkmale:
- das Reflektormodul (3) ist mit den beiden Längsseitenbegrenzungen (5) und mit zumindest einer stirnseitigen Querseitenbegrenzung (7) einstückig verbunden und besteht aus einem Guss-, einem Tiefzieh- oder Präge- oder einem Frästeil, und

- an der zumindest einen stirnseitigen Querseitenbegrenzung (7) ist für die Befestigung mit einem zweiten Reflektormodul (3) eine Halte- und/oder Befestigungseinrichtung (27) vorgesehen, worüber die zumindest beiden Reflektormodule (3) fest aneinander fixierbar sind.
Mobilfunk-Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Reflektormodul (3) aus einem Druckgussteil, insbesondere einem Metallgussteil, einem Aluminiumgussteil und/oder einem Tixogussteil besteht.
Mobilfunk-Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Reflektormodul (3) aus einem Spritzgussteil oder einem Kunststoff-Spritzgussteil mit metallisierter Oberfläche besteht.
Mobilfunk-Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor (1) zumindest zwei gleiche Reflektormodule (3) umfasst.
Mobilfunk-Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor (1) zumindest zwei unterschiedliche Reflektormodule (3) umfasst.
Mobilfunk-Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Reflektormodul (3) an seiner ersten oder an seiner gegenüberliegenden zweiten stirnseitigen Querseitenbegrenzung (7) mit einem benachbarten Reflektormodul (3) zusammenmontierbar oder aneinander fixiert ist.
Mobilfunk-Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest beiden Reflektormodule (3) eines Reflektors (1) an ihren stirnseitigen Querseitenbegrenzungen (7) so ausgebildet sind, dass sie nur mit einer ihrer beiden Stirnseiten in Anbaurichtung aneinander fixierbar oder aneinander montiert sind.
Mobilfunk-Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest beiden Reflektormodule (3) galvanisch-elektrisch miteinander verbunden sind.
Mobilfunk-Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest beiden Reflektormodule (3) eines Reflektors (1) so aneinander fixiert sind, dass die beiden benachbart zueinander liegenden stirnseitigen Querseitenbegrenzungen (7) zweier benachbart angeordneter Reflektormodule (3) elektrisch-galvanisch miteinander verbunden sind.
Mobilfunk-Antenne nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden stirnseitigen Querseitenbegrenzungen (7), an denen zwei benachbarte Reflektormodule (3) aneinander fixiert sind, eine isolierende Zwischenschicht oder -einrichtung, eine Kunststoffschicht und/oder ein Dielektrikum zwischengefügt ist.
Mobilfunk-Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Reflektormodule (3) eines Reflektors (1) zwischen ihren beiden stirnseiten Querseitenbegrenzungen (7) ein Dämpfungsmaterial oder eine Dämpfungsschicht umfassen.
Mobilfunk-Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest beiden Reflektormodule (3) eines Reflektors (1) im Bereich ihrer stirnseiten Querseitenbegrenzungen (7) zur Erzeugung einer gegenseitigen Fixierung und Stabilisierung Befestigungspunkte und/oder Befestigungsansätze (15) umfassen, die auf unterschiedlichen Ebenen parallel zur Reflektorebene vorgesehen oder ausgebildet sind.
Mobilfunk-Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass an zumindest einer stirnseitigen Querseitenbegrenzung (7) ein von einer Mittellängsebene, die durch das Reflektormodul (3) in der Mitte verläuft und senkrecht zur Reflektorebene steht, nach außen hin zu einer Längsseitenbegrenzung (5) versetzt liegender Befestigungsansatz (15) in Anbaurichtung vorsteht, und dass auf der anderen Seite zur Mittellängsebene und damit den gegenüberliegenden Längsseitenbegrenzungen (5) näher liegend ein nach innen weisender Befestigungsansatz (17) vorgesehen ist, wobei der nach außen vorstehende und der nach innen sich erstreckende Befestigungsansatz (15, 17) auf zwei unterschiedlichen Höhenebenen angeordnet sind, derart, dass bei Zusammenfügung zweier Reflektormodule (3) die jeweils ausgebildeten Befestigungsansätze (15, 17) um 180° verdreht zueinander liegen und über quer zur Ebene (1') des Reflektors (1) verlaufende Befestigungsmittel vorzugsweise in Form von Schrauben (23) miteinander verbindbar sind.
Mobilfunk-Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass an den Querstreben (9) nichtleitende und/oder dielektrische Halte-Befestigungseinrichtungen (27) verankerbar, aufsetzbar oder aufschnappbar etc. sind, an denen elektrisch berührungslos mit dem Reflektor der Strahlformung und/oder der Entkopplung dienende Funktionsteile (29) einsetzbar sind.
Mobilfunk-Antenne nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsteile (29) aus metallisierten Streifen oder Metallstreifen, metallisierten Stiften oder Metallstiften bestehen.
Mobilfunk-Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einer Querstrebe (9) und/oder zumindest einer Querseitenbegrenzung (7) und/oder einer Längsseitenbegrenzung(5) zumindest eine Halte- und/oder Befestigungseinrichtung (28) vorgesehen ist, in welcher eine quer zur Ebene (1') des Reflektormoduls (3) verlaufende Bohrung zur Befestigung von weiteren Funktionsteilen ausgebildet ist.
Mobilfunk-Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Reflektormodul (3) zumindest ein zusätzliches integriertes Funktionsteil (29) vorgesehen ist, vorzugsweise in Form von Außenleiter- und/oder Gehäusekonturen für Leitungen von HF-Signalen, Kammerleitungen, Koaxialleitungen oder Streifenleitungen oder Konturen für elektromagnetische Abschirmungen oder Gehäuseteile für HF-Komponenten wie Filter, Weichen, Verteiler, Phasenschieber und dergleichen.
Mobilfunk-Antenne nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine vorgesehene weitere Funktionsteil (29) auf der zu den Strahlern rückwärtigen Seite des Reflektormoduls (3) angeordnet ist.
Mobilfunk-Antenne nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Funktionsteil (29) auf der den Strahlern zugewandt liegenden vorderen Seite des Reflektormoduls (3) vorgesehen ist.
Mobilfunk-Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Reflektormodul (3) gemeinsam mit zwei stirnseitig gegenüberliegenden Querseitenbegrenzungen (7) und/oder mit zwei Längsseitenbegrenzungen (5) und/oder mit zumindest einem weiteren quer zu zwei Längsseitenbegrenzungen (5) verlaufenden Quersteg (9) aus einem Guss-, einem Tiefzieh- oder Präge- oder einem Frästeil besteht.